Что такое гистерезис температуры газового котла отопления

Назад

Опубликовано: 05.07.2021

Время на чтение: 2 мин

1

3394

Современные системы отопления требуют настройки множества параметров, и гистерезис является одним из важнейших из них. Это сказывается не только на тепловом комфорте дома, но и на расходах на отопление. Проверьте, к чему относится этот параметр и как его правильно настроить!

• 1 Что такое гистерезис температуры? 1.1 Что означает гистерезис котла центрального отопления?
• 1.2 Что означает гистерезис ГВС?

Что такое гистерезис температуры?

При выборе дизайна дома большинство людей обращают внимание не только на его архитектуру, но и на возможные затраты на его содержание. Несомненно, наиболее важным фактором в этом отношении является отопление, потому что в нашем климате отопительный сезон часто длится более полугода.

На эти затраты в значительной степени влияют объем здания и технология его строительства — определенно, выбрав энергоэффективный дом, вы можете ограничить потери тепла, что приведет к более низким счетам. Затраты на отопление дома также зависят от правильного выбора системы отопления, а затем и от ее правильной эксплуатации. Помогают в этом современные контроллеры, используемые для определения рабочих параметров котла отопления. Одним из таких параметров, влияющих на потребление энергии (но и тепловой комфорт), является гистерезис.

Функция регулировки гистерезиса позволяет вам определять температуру, при которой нагревательное устройство включается и выключается. Сам гистерезис — печи или ГВС — означает разницу между заданной температурой в установке и фактической температурой, при которой устройство будет активировано для достижения заданной температуры.

С помощью гистерезиса можно регулировать работу нагревательного устройства в соответствии с потребностями, т.е. предотвратить его слишком частое включение, что приводит к более высокому потреблению энергии, или слишком редкое включение, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на эффективности установки.

Что означает гистерезис котла центрального отопления?

По определению, описанному выше, гистерезис котла ЦО — это не что иное, как разница между заданной температурой и температурой возврата в режим работы устройства. Предположим, вы установили заданную температуру котла на 55 o C, а гистерезис на 3 o C.

При достижении температуры 55 o C котел автоматически перейдет в поддерживающий режим. Устройство запустится только тогда, когда фактическая температура упадет до 52 o C, то есть на 3 o C, потому что именно так определялся гистерезис.

Что означает гистерезис ГВС?

Таким же образом можно объяснить, что такое гистерезис ГВС, т.е. котла, который нагревает техническую воду. В этом случае устройство также включится только тогда, когда датчик покажет, что температура упала с заданного значения на определенное значение. Если гистерезис установлен на 5 o C, а заданная температура составляет 55 o C, насос ГВС будет запущен, когда фактическая температура воды упадет до 50 o C.

Однако стоит отметить, что эффективность гистерезиса ГВС зависит от расположения датчика температуры в котле. Вода остывает снизу, поэтому лучше, если датчик будет собирать данные с этой части устройства. Тогда проще решить, как установить гистерезис ГВС, потому что при определенном перепаде температуры в нижней части котла более теплая вода из его верхней части еще некоторое время будет поступать в краны.

В этом случае гистерезис может быть немного больше. В свою очередь, при настройке датчика указывается меньшее значение этого параметра — иначе вода будет слишком остывать и потребует гораздо более продолжительной работы прибора.

Разновидности

Современные нагревательные приборы могут оснащаться регулируемым или фиксированным регулятором температуры. От данной характеристики зависит цикличность переключения элемента.

1. Фиксированные. Эти регуляторы уже имеют заданные настройки смыкания/разъединения, с фиксируемым гистерезисом. Преимуществом такого элемента является отсутствие необходимости самостоятельно устанавливать момент срабатывания.

   

2. Регулируемые. Самые распространенные. Относятся к электромеханическому типу. Регулировка производится за счет увеличения или снижения механического давления на биметаллическую пластину. Регулировка производится вращением винта. Чем больше давление на пластину, тем чаще порог срабатывания при нагреве. Такие устройства дешевле фиксированных, имеют большую зависимость от состояния контакта цепи питания.

Приобретая нагревательный прибор важно знать о цикличности его работы. Это поможет настраивать и поддерживать необходимый режим.

Оптимальный гистерезис котла

Вы уже знаете, что такое гистерезис котла, теперь пора объяснить, каким должно быть его оптимальное значение. Начнем с того, что многие печи имеют заводское значение для этого параметра, и его нельзя изменить.

По возможности соблюдайте общие правила:

• больший гистерезис — означает более длительные перерывы в работе устройства и, следовательно, риск чрезмерного охлаждения помещений, нагрева, что потребует соответственно более продолжительной работы котла;
• более низкий гистерезис — позволяет поддерживать тепловой комфорт на оптимальном уровне и требует более частой, но и более короткой работы печи.

Частый запуск устройства с низким гистерезисом способствует его более быстрой работе, а также потреблению довольно большого количества энергии для самого запуска. В свою очередь, поддержание высокого гистерезиса вызывает большие колебания температуры, но с другой стороны, такой способ отопления дома считается более экономичным.

Погрешность (точность измерения) терморегулятора.

При преобразовании измеренной температуры в цифровое значение происходит отбрасывание знаков после запятой с понижением точности.

Точность более 0,1 очевидно что не нужна.

Часто в комнатных терморегуляторах выбрана точность 0,5.

Но точность 1 кажется слишком грубой.

Тем не менее встречаются терморегуляторы, у которых не отображаются вообще знаки после запятой.

Ещё заметил что у некоторых терморегуляторов точность значения температуры, участвующего в вычислениях, и точность отображаемого значения различаются.

Оптимальный гистерезис пеллетной печи

Пеллеты — это твердое топливо в виде прессованной стружки, которая довольно быстро воспламеняется, а затем так же быстро горит. Это следует учитывать при определении оптимального уровня гистерезиса пеллетного котла. Так какой гистерезис на котле будет лучшим? В этом случае он должен иметь довольно низкое значение — около 2-3 o C. Благодаря этому можно поддерживать нужную температуру и при этом экономить на расходах на отопление. Слишком большие колебания температуры заставят котел потреблять намного больше топлива, чтобы выровнять его до ожидаемого уровня.

—> —>Статистика —>

В случае использования пультов управления для нормальной работы отопительной системы необходимо задавать температуру системы на входе в котел (обратка), на выходе из котла (подача) и гистерезис (уставку гистерезиса) по каждому каналу.

Гистерезис (уставка гистерезиса) – это разница между температурой отключения и последующего включения, задается по каждому каналу в диапазоне от 1 до 9°С. Этот параметр мы рекомендуем выставить в пределах:

— на обратке 2 — 6°С;

Оптимальный гистерезис печи для эко-горошка

Эко-горошек — это топливо из каменного угля или лигнита, которое медленно воспламеняется, но сохраняет тепло в течение длительного времени. Гистерезис печь для угля, как правило, установлена на уровне приблизительно 2 из C, хотя эта величина зависит от многих дополнительных факторов, например. Настройки вентилятора и время остановки и поднос. Неправильная конфигурация может стать причиной, например, выключения печи. По этой причине лучше всего следовать инструкции производителя или спросить у специалиста оптимальную настройку котла.

Петля

Для расчета данного явления, его влияния на определенную систему или предмет используется петля гистерезиса. Она представляет собой график, на который наложена кривая первоначального состояния системы и хода ее ответной реакции на возбуждение.

Эффект гистерезиса может быть различным: иметь как полезные, так и отрицательные свойства. Данное явление учитывается в различных сферах: это может быть физика, экономика и даже социология. В физике гистерезис обязательно учитывается при расчетах различных величин, взаимодействии сил, мощностей и магнитных полей. Самыми распространенными типами гистерезиса являются:

Далее более подробно будет описан каждый тип этого явления.

Упругий

Явление упругого гистерезиса свойственно для различных металлов. Понятным языком это можно объяснить так.

Металлический стержень стоит на опоре одним своим концом. Металл в данный момент находится в спокойном состоянии, при этом обладает собственной деформационной упругостью. На свободный конец стержня приложим определенное давление, например, при помощи пресса. В металле, под воздействием нарастающего давления, начнут проявляться следующие свойства:

1. Первичное возрастание силы упругости.
2. Скачок величины упругости до максимальных значений.
3. Снижение силы противодействия в результате превышения максимальных характеристик упругости.

Если продолжать увеличивать давление, оно сможет согнуть, сломать или раскрошить стержень. Если прервать процесс воздействия на стержень, это приведет к следующему:

• К скачку динамического напряжения на стержень в сторону снижения давления.
• Общее снижение нагрузки.

После того как нагрузка будет снята, стержень вернет свои первоначальные характеристики. В зависимости от типа металла, характеристики могут вернуться полностью или частично. Если металл относится к вязкоупругим, его гистерезисная петля будет иметь узкую структуру, по причине неполного возврата металла к первоначальному состоянию

Упругий гистерезис может быть двух видов:

1. Статический тип. Свойственен для вязкоупругой или неупругой деформации. Такая деформация не в состоянии полностью восстановить параметры упругости и напряжение при полном или частичном снятии нагрузок. Например, стержень под нагрузкой сгибается и не может восстановить свое состояние после окончания воздействия.
2. Динамический тип. При таком гистерезисе нагрузка на систему не способна достичь предела ее характеристики упругости, даже если воздействие имеет циклический характер. Причины гистерезиса такого типа могут быть различные, например, это могут быть силы магнитной или термической упругости.
3. Упругий гистерезис сильно зависим от состава исходного вещества и способности микрочастиц менять свою дислокацию при изменении давления или нагрузки.

Магнитный

Часто возникающий гистерезис в электротехнике — это магнитный. В этой сфере используются элементы со свойством намагничивания/размагничивания. Различные трансформаторы, катушки индуктивности имеют ферромагнитные сердечники, от материала которых зависит сила магнитного поля элемента. Для изучения влияния различных по свойствам материалов сердечников используются ферромагнитные петли гистерезиса. Также при помощи петли можно изучить нелинейную зависимость внутренних магнитных индукций от внешнего магнитного поля.

При протекании переменного тока через катушку возникает эффект отставания намагничивания. Связано это с тем, что после размыкания цепи (обесточивания), ферромагнитный сердечник не размагничивается полностью, а сохраняет часть намагничивания с ориентацией полюса.

Для изменения полярности сердечника его потребуется перемагнитить заново. Для этого потребуется изменить направленность тока, преодолеть коэрцитивную силу и затратить немного больше энергии. Преодоление коэрцитивной силы и рост энергии приведет к нагреву сердечника. Все эти силы и затраты приводят к эффекту потерь гистерезиса. У подобных ферромагнетиков петля гистерезиса будет более широкой.

Материалы ферромагнетики различают по способности быстрой смены остаточного намагничивания:

1. Магнитомягкие. Такие сердечники можно встретить в трансформаторе, дросселе. Им свойственна более узкая петля гистерезиса.

   

2. Магнитотвердые. Используются для элементов памяти или магнитов. Им свойственна широкая петля на графике, большая потеря гистерезиса и нагрев при перемагничивании.

Термоизоляция моторного отсека в т.ч. термоодеялом не ускоряет прогрев двигателя.

Мои друзья спорили о термоизоляции. Один говорил, что термоизоляция моторного отсека (МО) влияет на скорость прогрева двигателя. Другой говорил, что не влияет. Я решил провести эксперимент. Утеплил моторный отсек и поставил жалюзи. В мороз в –25 °С поехал на работу и фиксировал температуру двигателя и МО. Жалюзи были плотно закрыты. На следующий день при той же температуре открыл капот и жалюзи и снова поехал на работу. Также записывал температуру двигателя и моторного отсека. Потом нарисовал графики.

Единственное, в данном вопросе нужно сначала определиться с термином прогрев. Если мы считаем, что прогрев это нагревание до температуры +50 °С ОЖ, то теплоизоляция однозначно не влияет на скорость прогрева. Если всё-таки мы считаем, что прогрев идет до максимальной температуры ОЖ, то выводы следующие:

1. От –25 °С до +50 °С скорость прогрева одинакова и утепление на нее не влияет.

2. От +50 °С до +70 °С скорость прогрева чуть больше с утеплением.

3. От +70 °С до +100 °С скорость прогрева больше с утеплением.

Строго говоря, любая теплоизоляция моторного отсека (в т.ч. теплоодеяло) хорошо работает не в фазе нагрева ДВС, а в фазе остывания, когда она удлиняет остывание МО и двигателя в т.ч. И происходит это благодаря «перекрытию» канала рассеивания тепла конвекцией и излучением.

Как сделать термореле своими руками

Подходящее по способу действия термореле можно заказать в интернет-магазине, а можно собрать своими руками. Чаще всего, самодельные регуляторы температуры воздуха рассчитываются на питание от аккумулятора на 12 В. Можно запитать термореле и к электропроводке через силовой кабель.

Для того, чтобы собрать надежный терморегулятор с датчиком следует:

1. Подготовить корпус прибора. Для этих целей можно выбрать корпус от старого электрического счётчика, автоматического выключателя.
2. Ко входу компаратора (помеченного знаком «+») подключить потенциометр, а минусовому инверсному входу – термодатчики типа LM335. Схема работы устройства достаточно простая. При повышении напряжения на прямом входе, транзистор подает питание на реле, а оно, в свою очередь, на нагреватель. Как только напряжение на обратном входе станет выше, чем на прямом, уровень на выходе компаратора приблизится к нулю, и реле отключится.
3. Создать отрицательную связь между прямым входом и выходом. Это создаст пределы включения и отключения терморегулятора.

Для питания терморегулятора можно взять катушку от старого электромеханического электросчетчика. Для получения необходимого напряжения в 12 В, нужно будет намотать на катушку 540 витков. Для этого лучше всего использовать медный провод диаметром не менее 0,4 мм.

Виды термореле на включение-выключение

Обычный терморегулятор на включение и выключение представляет собой компактный электронный блок, который крепится на стену в подходящем месте и соединяется с контролируемым оборудованием. Самый простой, а поэтому и самый доступный регулятор температуры имеет механическое управление.

Кроме того, все термореле делится на:

1. Программируемые устройства контроля. Такие регуляторы подключаются к оборудованию как по проводному, так и по беспроводному принципу. Настройка реле производится через специальную программу или ЖК дисплей. Благодаря программному обеспечению можно настраивать реле на срабатывание в определенное время суток и года.
2. Термореле с модулем беспроводного программирования GSM. Такие устройства могут быть как с одним, так и двумя термодатчиками.
3. Автономные регуляторы с питанием от аккумуляторов. Такие установки, чаще всего, используют для контроля работы бытовой техники (например, холодильника), инкубаторов.

Отдельно выделяют беспроводные устройства с внешним датчиком. Такие устройства считаются наиболее эффективными. Они отличаются быстродействием, ведь термодатчик реагирует на изменение температуры еще до того, как она успела повлиять на температуру внутри помещения.

Особенности физического явления

Мы же остановимся именно на гистерезисе в электронной технике, связанным с магнитными процессами в различных веществах. Он показывает, как себя ведет тот или другой материал в электромагнитном поле, а это тем самым позволяет строить графики зависимости и снимать какие-то показания сред, в которых находятся эти самые материалы. Например, этот эффект используется в работе терморегулятора.

Рассматривая более подробно понятие гистерезиса и эффект с ним связанный, можно заметить такую особенность. Вещество, обладающее такой особенностью, способно переходить в насыщение. То есть, это то состояние, при котором оно больше не способно накапливать в себе энергию. А при рассмотрении процесса на примере ферромагнитных материалов энергия выражается намагниченностью, которая возникает благодаря имеющейся магнитной связи между молекулами вещества. А они создают магнитные моменты – диполи, которые в обычном состоянии направлены хаотически.

Намагниченность в данном случае – это принятие магнитными моментами определенного направления. Если же они направлены хаотически, то ферромагнетик считается размагниченным. Но когда диполи направлены в одну сторону, то материал намагничен. По степени намагниченности сердечника катушки можно судить о величине магнитного поля, создаваемого током, протекающим по ней.

Мастерам на все руки будет интересна статья о том, как самостоятельно подключить ходовые огни.

Принцип дії

При досягненні заданої температури котла, регулятор температури вимикає вентилятор. При зниженні температури котла нижче встановленої на значення гістерезису котла, регулятор температури знову вмикає вентилятор.

Гістерезис температури котла – це значення, яке показує різницю між встановленою температурою котла і температурою котла, при охолодженні до якої регулятор температури знову включить вентилятор

Гістерезис температури включення насоса – це значення, яке показує різницю між встановленою температурою включення насоса центрального опалення і температурою котла, при охолодженні до якої, регулятор температури вимкне насос центрального опалення.

Значення гістерезиса зазвичай задається заводськими налаштуваннями виробника і так само 3-5 ° С.

Таким чином, поки котел не затух, температура теплоносія підтримується в межах заданого значення.

Використання вентилятора з регулятором температури дозволяє підтримувати постійну температуру в будинку і економити до 35% палива.

Другие свойства

Кроме магнитного гистерезиса, также различают гальвономагнитный и магнитострикционный эффекты. В этих процессах наблюдается изменение электрического сопротивления за счет механической деформации материала. Сегнетоэлектрики под действием деформационных сил способны вырабатывать электрический ток, что объясняется пьезоэлектрическим гистерезисом. Также существует понятие электрооптического и двойного диэлектрического гистерезиса. Последний процесс имеет обычно наибольший интерес, так как сопровождается двойным графиком в зонах, приближающихся к точкам насыщения.