Termostato para caldera de calefacción: principio de funcionamiento, tipos, esquemas de conexión

La automática en el sistema de calefacción permite controlar con mayor precisión el régimen de temperatura en los locales calefaccionados y ahorrar combustible. Al instalar un termostato para la caldera de calefacción, el propietario de la casa aumenta entre un 20 y un 30% la eficiencia del equipo de caldera y simplifica enormemente su mantenimiento.

Le contaremos sobre los tipos de termorreguladores aplicados en la práctica, sobre las reglas de su ubicación y las particularidades de la conexión. En el artículo que le proponemos se describen detalladamente las opciones y esquemas de conexión de los dispositivos. Teniendo en cuenta nuestros consejos, usted podrá elegir correctamente el dispositivo y, si lo desea, instalarlo.

¿Cómo funciona el termostato de calefacción?

Un sistema de calefacción común con agua como portador de calor consta de un equipo de calefacción o un nodo de conexión a la red centralizada, tuberías de distribución interna y radiadores.

Para regular los volúmenes de calor que ingresa a las habitaciones, hay que estar vigilando constantemente la caldera o cerrar/abrir regularmente las válvulas de los radiadores.

Sin embargo, la inercia de dicho sistema no permite mantener la temperatura deseada durante todo el día a un nivel establecido. Si se echa más leña en la estufa o se suministra más gas a la caldera, el portador de calor en las tuberías se calentará más, y también cederá más calor a través de los radiadores.

Cuando la temperatura exterior es baja, esto es bueno. Pero cuando hay un calentamiento repentino, el calor en la casa se vuelve insoportable. El combustible ya está en la cámara de combustión y el agua ya se ha calentado, no hay manera de deshacerse del calor. Además, la caldera sigue funcionando.

Sin termostato en el sistema, hay que apagarlo manualmente. Se pueden abrir las ventanas para ventilar y dejar salir el calor, pero entonces las facturas de combustible para la caldera doméstica seguramente arruinarán el presupuesto. La conclusión es obvia: un termostato para la calefacción simplifica la vida y la hace extremadamente cómoda.

El termostato (termorregulador) es un dispositivo para monitorear la temperatura en el local calefaccionado y aumentar/disminuir el suministro de calor al mismo.

El termostato para el sistema de calefacción consiste en:

• un sensor (elemento) termosensible;
• un bloque de ajuste;
• un módulo de control;
• un relé electromagnético o una válvula mecánica.

En los modelos más simples, el bloque de control está ausente. Todo ocurre mediante la pura mecánica y el cambio de las propiedades físicas del elemento termosensible.

Estos termostatos no necesitan alimentación eléctrica. En eficiencia y precisión de ajuste del sistema, son inferiores a los dispositivos electrónicos, pero son independientes de la energía. Si hay problemas de voltaje en la red, definitivamente no dejarán de funcionar.

El principio de funcionamiento del termorregulador es el siguiente:

1. Mediante la unidad de control se establece la temperatura deseada.
2. Al alcanzar los parámetros requeridos, el sensor se activa, lo que provoca la desconexión de la caldera o el cierre de la válvula de cierre en las tuberías de calefacción.
3. Después de que la temperatura del aire en la habitación desciende, se vuelve a encender el equipo de la caldera o los calentadores.

El módulo de control electrónico permite establecer no solo un valor de temperatura, sino varios para cada momento del día por separado. Además, si se dispone de dicho módulo, es posible instalar un sensor de temperatura adicional en el exterior y vincular el funcionamiento del termostato a los datos del mismo.

Dependiendo del tipo de dispositivo, el termorregulador se conecta directamente a la caldera para regular su funcionamiento o a la entrada del radiador para controlar los volúmenes de suministro de fluido caloportador.

El termostato más simple es una válvula de cierre con un sensor térmico, colocada en la tubería junto al radiador. Cuando se alcanza la temperatura deseada, la válvula termostática se cierra y reduce el flujo del medio calefactor. Y cuando el aire de la habitación se enfría, se vuelve a abrir, lo que aumenta la cantidad de calor que ingresa.

Los modelos más complejos y avanzados implican la presencia de sensores inalámbricos y unidades de control. Toda la comunicación entre los elementos individuales se realiza a través de un canal de radio. En este caso, no se colocan cables, lo que tiene un efecto positivo en el aspecto estético de la colocación de dichos termorreguladores en la habitación.

Tipos de termorreguladores para calderas

La principal diferencia entre los termostatos son los diversos tipos de sensores termosensibles. Unos se instalan en la tubería de calefacción, otros dentro de ella, y otros se montan en la pared. Unos están diseñados para medir la temperatura del aire, y otros, la del fluido caloportador.

La elección del modelo de termorregulador depende de:

• tipo de caldera;
• esquema de distribución del sistema de calefacción;
• disponibilidad de espacio libre;
• funcionalidad requerida.

Muchas calderas modernas están diseñadas de antemano para la conexión de termostatos. Además, el fabricante del equipo de caldera especifica de inmediato en la ficha técnica todos los detalles de dicha instalación.

Si se selecciona un modelo electrónico de termorregulador, es mejor optar por el más eficaz – aquel recomendado por el fabricante de la caldera.

Idealmente, el termostato debe regular el funcionamiento directamente del dispositivo de calefacción, es decir, el suministro de combustible en él. Este es el esquema de conexión más eficiente en términos de ahorro de combustible. En este caso, se quemará exactamente la cantidad de portador de energía que se necesita de calor.

Pero dicho termostato solo se puede instalar en un calentador de gas o en un calentador eléctrico. Si la caldera es de combustible sólido, entonces un termostato con válvula mecánica, que se monta directamente en la tubería, ayudará a regular la temperatura ambiente.

Los reguladores instalados en los radiadores están diseñados para cerrar el suministro de agua cuando la temperatura en la habitación o la del refrigerante es demasiado alta. En este caso, la caldera deja de funcionar un poco más tarde, cuando su propio sensor de temperatura interna se activa, evitando el sobrecalentamiento del equipo.

Grupo #1: mecánicos

El funcionamiento del sensor térmico mecánico se basa en el cambio de las características del material cuando varía su temperatura. Es una opción simple de implementar, económica, bastante efectiva y completamente independiente de la alimentación eléctrica. Está diseñado para instalarse en las tuberías de un sistema de calefacción por agua para regular el flujo del medio calefactor.

Un ejemplo clásico de termorregulador mecánico es un dispositivo con válvula de aguja (cierre) y cabezal térmico de fuelle.

En los termostatos mecánicos, las sustancias que reaccionan a los cambios de temperatura son:

• gas;
• líquido.

Cuando se calienta el líquido, los gases se expanden, ejerciendo presión sobre el vástago de la válvula de cierre. Al disminuir la temperatura, se contraen, el cierre vuelve a su posición mediante un resorte, y el agua caliente vuelve a fluir por las tuberías hacia los radiadores de calefacción.

Los termostatos para radiadores se caracterizan por una baja sensibilidad y un gran error de regulación. Solo se activan cuando la temperatura aumenta 2 grados o más. Además, con el tiempo, el relleno del fuelle pierde sus propiedades, y los números en la perilla de ajuste de los parámetros de temperatura requeridos y los grados reales comienzan a diferir.

Estos termorreguladores tienen un tamaño bastante grande. La gran mayoría está diseñada para medir la temperatura del agua en los radiadores, no la del aire de la habitación. A menudo, es difícil ajustarlos exactamente como el propietario desea.

Grupo #2: electromecánicos

Estos termostatos funcionan con principios similares a los puramente mecánicos. La diferencia es que aquí se utiliza una placa metálica como elemento termosensible.

Al calentarse, se dobla y cierra el contacto, y al enfriarse, vuelve a su posición original y abre el circuito. A través de este circuito se envía una señal a la unidad de control de los quemadores.

El termorregulador electromecánico requiere alimentación eléctrica; controla las válvulas que regulan el flujo del refrigerante o los quemadores de la caldera mediante señales eléctricas.

Otra opción de termostato electromecánico es un dispositivo con sensor en forma de dos placas de diferentes metales. En este caso, el elemento termosensible se instala directamente en la cámara de combustión de la caldera de combustible sólido.

A alta temperatura, entre las placas se genera una diferencia de potencial que actúa sobre el relé electromagnético. Los contactos en este último se abren y se cierran alternativamente. Como resultado, se produce el encendido/apagado del suministro de aire a la cámara de combustión.

Grupo #3: electrónicos

Este tipo de termostatos para calderas de agua caliente pertenece a la categoría dependiente de energía. Estos dispositivos tienen un sensor de temperatura remoto que monitorea la temperatura ambiente y una unidad de control completa con pantalla.

Para calderas eléctricas, estos termorreguladores son un complemento obligatorio. Sin ellos, los calentadores eléctricos funcionarán sin parar, calentando el aire o el refrigerante en exceso.

Las calderas y calentadores que funcionan con electricidad, en la gran mayoría de los casos, ya están equipados con termostatos de fábrica.

En un termorregulador electrónico hay dos elementos principales:

1. Sensor de temperatura.
2. Microcontrolador.

El primero mide la temperatura, y el segundo la controla y emite señales para aumentar/disminuir el suministro de energía térmica al ambiente. El sensor puede enviar una señal analógica o digital al controlador. En el primer caso, el termostato es similar en capacidades a un análogo mecánico, solo que lo supera ampliamente en precisión de medición de temperaturas.

Los termorreguladores digitales son la cúspide del desarrollo de estos dispositivos. Permiten regular el suministro de calor según un algoritmo preestablecido. Además, se pueden conectar muchos más sensores ubicados tanto en las habitaciones como en el exterior.

Muchos termostatos electrónicos tienen la capacidad de control remoto a través de un puerto infrarrojo o comunicación móvil. Esto permite regular la temperatura ambiente no solo con un mando en la habitación, sino desde cualquier punto fuera de ella.

Por ejemplo, incluso al salir del trabajo, se puede enviar una señal para calentar el aire ambiente hasta parámetros confortables, y a su llegada, el hogar le recibirá con comodidad y calidez.

Los dispositivos electrónicos diseñados para ajustar automáticamente las características cualitativas y cuantitativas del medio calefactor son un componente obligatorio de los sistemas de calefacción en hogares inteligentes. Le recomendamos que se familiarice con su funcionamiento.

Esquemas principales de conexión

Todas las formas de integrar el termostato en el sistema de calefacción se dividen en tres opciones de conexión:

1. Directamente a la caldera.
2. A la bomba de circulación.
3. En la tubería que suministra el refrigerante al radiador.

Los dos primeros esquemas evitan el deterioro de la capacidad de flujo de la tubería de calefacción. No se colocan cierres adicionales en ella, la resistencia hidráulica de todo el sistema no cambia. El termostato aquí controla solo el funcionamiento de la bomba o la caldera, no "entra en contacto" con el agua.

Al instalar un termorregulador en un radiador o en una tubería común con varios radiadores, la resistencia hidráulica, por el contrario, aumenta. Incluso en estado completamente abierto, la válvula del termostato ralentiza ligeramente el movimiento del fluido caloportador.

Idealmente, el proyecto de conexión de la caldera debe realizarse de inmediato teniendo en cuenta todos los dispositivos termorreguladores y otros.

Incorporar termostatos en las tuberías de calefacción existentes solo debe hacerse en último caso; la máxima eficacia de su uso solo se puede lograr si se incluyen en el sistema ya en la etapa de diseño.

Si el sistema de calefacción por agua en la casa está hecho con un esquema de tubería única, es mejor descartar de inmediato la tercera opción. Cuando el sensor térmico se activa, la válvula cerrará toda la rama de radiadores en varias habitaciones, y entonces se puede olvidar la comodidad en las habitaciones más alejadas de la caldera.

El termostato debe conectarse a la entrada del radiador a través de un bypass. De esta manera, cuando se active, redirigirá el flujo del medio calefactor para evitar el radiador. El agua regresará sin enfriarse a la caldera. Esta última dejará de calentarla, reduciendo así el consumo de gas o electricidad.

Al instalar el sensor de temperatura ambiente del termostato, se deben seguir ciertas reglas; de lo contrario, bajo la influencia de dispositivos u objetos cercanos, se activará falsamente.

El sensor térmico debe montarse:

• en un lugar donde no incidan los rayos solares directos;
• lejos de puentes térmicos, corrientes de aire y flujos ascendentes de calor de los radiadores;
• de modo que no quede cubierto por pantallas decorativas o cortinas;
• a una altura del suelo entre 1,2 y 1,5 metros.

Con una instalación incorrecta del sensor, el termostato comenzará a dar señales falsas. Esto puede provocar un sobrecalentamiento no solo del aire en la habitación, sino también del fluido caloportador en el sistema. Y en el segundo caso, no faltará tiempo para que surjan problemas con la caldera.

Conclusiones y video útil sobre el tema

No deberían surgir dificultades especiales con la instalación del termorregulador. Solo hay que elegirlo correctamente para el sistema de calefacción específico. Y los videos seleccionados le ayudarán sin duda en esto.

Video #1. Conexión del termostato ambiente a la caldera de gas en todos los detalles:

Video #2. Reseña del termorregulador de pared:

Video #3. Tecnología de incorporación del termostato de contacto en un sistema con bomba de circulación:

La adición de un termostato a la caldera de calefacción es una excelente manera de ahorrar en la calefacción del hogar, aumentar la comodidad de vida y reducir el desgaste del equipo que calienta el fluido caloportador. El dinero gastado en termorreguladores se amortiza en una temporada de invierno.

Además, se puede elegir tanto una opción mecánica simple con control manual como un dispositivo más avanzado con programador.

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