В любом магазине электротоваров можно купить обогреватель с регулятором — это может быть и тепловентилятор, и масляный радиатор. В любом случае регулятор представляет собой как правило, биметаллическую пластинку, которая замыкает и размыкает контакты, обеспечивая так называемое релейное регулирование. Однако, простота и дешевизна реализации оборачиваются недостатками.
Во-первых, биметаллическая пластинка измеряет свою собственную температуру, а не температуру окружающего воздуха. Установлена она в корпусе нагревателя, который, в свою очередь нагревается во время работы. Вентиляционные отверстия около регулятора в масляных радиаторах создают видимость того, что в результате конвекции будет измерятся температура воздуха, однако в реальности радиатор может стоять на морозе и легком ветерке и достаточно долго не включатся, пока биметаллическая пластинка не остынет. Дешевые тепловентиляторы, которые мне попадались, работают точно так же, что мы далее проиллюстрируем.
Итак, у нас есть стенд такого вот вида, объёмом примерно 0.75 куб м3
Где 1 и 2 — датчики температуры, 3 — тепловентилятор, 4 — контроллер с «умными розетками»
Если у нас работает встроенный регулятор, то мы получаем такую картину
Если включить регулятор «умной розетки» (на включение при 23 градусах, на выключение — при 25), получаем следующий график
1 — это регулятор тепловентилятора оставался в том же положении, что и при снятии первого графика. 2 — регулятор тепловентилятора был сдвинут на одно деление, но этого оказалось недостаточно, далее пришлось его подвинуть еще на полделения.
По просьбам читателей наложил графики в одном масштабе и от нуля по оси температуры.
И сам регулятор тепловентилятора, для тех, кто не помнит, как он выглядит
Во-первых, биметаллическая пластинка измеряет свою собственную температуру, а не температуру окружающего воздуха. Установлена она в корпусе нагревателя, который, в свою очередь нагревается во время работы. Вентиляционные отверстия около регулятора в масляных радиаторах создают видимость того, что в результате конвекции будет измерятся температура воздуха, однако в реальности радиатор может стоять на морозе и легком ветерке и достаточно долго не включатся, пока биметаллическая пластинка не остынет. Дешевые тепловентиляторы, которые мне попадались, работают точно так же, что мы далее проиллюстрируем.
Итак, у нас есть стенд такого вот вида, объёмом примерно 0.75 куб м3
Где 1 и 2 — датчики температуры, 3 — тепловентилятор, 4 — контроллер с «умными розетками»
Если у нас работает встроенный регулятор, то мы получаем такую картину
Если включить регулятор «умной розетки» (на включение при 23 градусах, на выключение — при 25), получаем следующий график
1 — это регулятор тепловентилятора оставался в том же положении, что и при снятии первого графика. 2 — регулятор тепловентилятора был сдвинут на одно деление, но этого оказалось недостаточно, далее пришлось его подвинуть еще на полделения.
По просьбам читателей наложил графики в одном масштабе и от нуля по оси температуры.
И сам регулятор тепловентилятора, для тех, кто не помнит, как он выглядит
Комментарии (13)
Shapeshifter
19.01.2016 18:19Встроенный регулятор на какую температуру был настроен? По первому графику видно, что он объем
до 40 градусов прогрел перед выключением, что странно. Правда, тестовый стенд малого объема…
Supercharged
19.01.2016 19:39Да там встроенный регулятор и не тарирован вообще. Именно по той причине, что в статье описывается.
vsespb
20.01.2016 17:02Для улучшения эффективности маслянного радиатора без перегрева воздуха, направляю на него вентилятор. Так вот, всё отлично работает. Обогреватель работает на полную мощность, а регулятор не выключается. Хотя без ветра он давно бы вырубился, превысив максимальную температуру термостата.
alexmay
Вас не затруднит наложить графики? А то понятно, что разница есть, пики есть.
IronHead
Желательно в одном масштабе и от нуля по оси температуры. Чтобы можно было пронаблюдать в каком варианте больше энергии расходуется.
buratino
не совсем понятно, как по графикам температуры можно определить расход электроэнергии. Можно например, заставить «умную розетку» работать в режиме. приближенном к тепловентиляторному — включать тепловентилятор при 17 градусах и отключать при 45, потом вычислить сколько времени в час тепловентилятор включен — (допустим, 10 минут в час) и определить расход по номинальной мощности. Но тут есть две заковыки. Первая — это то, что в режиме точного регулирования у нас средняя температура более-менее равняется заданной, а при регулировании аля биметаллическая пластинка у нас средняя температура (при интегрировании графиков на глаз) сдвинута к минимальной. Вторая — при точном регулировании тепловентилятор включается на несколько секунд, и есть подозрение, что при разогреве его мощность будет отличатся от номинальной и для точного учета потребляемой мощности нужно городить самопальный электросчетчик
kumbr_87
На данном премере точно сказать сложно что было эффективней, но по графику отлично видно что чем больше отличается температура тем быстрее идет теплоотдача, таким образом если например мы имеем температуру окружающей среды в 10 градусов и пытаемся поддерживать внутри помещения температуру в 20 градусов то возможны разные способы обогрева, например
1. нагреваем помещение до 22 градусов, выключаем обогрев, включаем обогрев когда температура опустится до 18 граусов.
2. нагреваем помещение до 30 градусов, выключаем обогрев, включаем обогрев когда температура опустится до 18 граусов.
Очевидно что в обоих случаях остывание с 22 градусов до 18 градусов будет осуществляться с одинаковой скоростью, но во втором случае из за большей разницы температур остывание с 30 до 22 градусов будет идти с большей скоростью(например с 30 до 25 градусов помещение остынет быстрее чем с 25 до 20 и гораздо быстрее чем с 20 до 15). На мой взгляд более точное поддержание температуры должно быть менее энергозатратным чем когда температура может скакать в таких больших диапазонах.
buratino
в стационарном режиме наверное да, при первоначальном нагреве непонятно, т.к. мы греем воздух, а стены и объекты внутри помещения еще холодные.
это надо или рассчитывать на модели или измерять экспериментально в стационарных условиях, т.е. с той же внешней температурой с тем же ветром и солнечной засветкой, потому как более высокая теплоотдача в фазе большой температуры компенсируется (может быть с избытком) меньшей теплоотдачей при меньших температурах, да и корректное сравнение можно делать только для случая равенства средней температуры. Ну и для конкретного случая верхняя кратковременная около 40 или 45 градусов, похоже, оказалось неприятной для одной из трав (базилика) в микротеплице…
kumbr_87
Да, конечно, само собой подразумевалось что после того как процесс стабилизируется, стены прогреются и т. д., после этого гарантированно режим точного поддержания температуры будет эффективней.
Пока не могу себе представить ситуацию и факторы при которых нагрев до более высокой температуры будет позволять помещению остывать с меньшей скоростью в момент выключения обогревателя т. к. любой локальный избыток тепла будет увеличивать скорость теплообмена в среде и следовательно скорость теплоотдачи во внешнюю среду а значит и уменьшать КПД.
И как верно замечено, постоянные большие перепады температуры будут плохо влиять на растительность в частности и на материалы вобщем из за постоянного температурного сжатия расширения как минимум
buratino
Кстати да — я заметил, что вся эта конструкция начала изредка потрескивать, когда внутрь загрузил тепловентилятор.