Eksploatuojant kolektorių sistemas, optimalaus jų veikimo su paprastu valdikliu pasiekti neįmanoma. Be to, sistemą reikia ne tik valdyti, bet ir apsaugoti nuo avarinių režimų, optimizuoti veikimą, priklausomai nuo energinės apšvitos ir sukaupto vandens temperatūros.

Praėjusiame numeryje publikuotame straipsnyje pateikta, kaip svarbu pasirinkti temperatūros matavimo vietą cirkuliaciniame kontūre. Ne mažiau svarbu, kokio tipo ir konstrukcijos jutiklis bus naudojamas bei kaip jis bus įmontuojamas matavimo vietoje.

Jutiklio parametrai

Temperatūrų diapazonas kolektorinėse sistemose yra gerokai platesnis negu šildymo sistemose ir jose naudojami termojutikliai turi savitus konstrukcinius ypatumus. Stagnacijos eigos režime, kai šilumnešis necirkuliuoja, temperatūra pačiame kolektoriuje gali pakilti iki 200 ir net 300 °C. Tai avarinis režimas, bet jutiklis, esant tokiai temperatūrai, turi veikti.

Kitas svarbus parametras – jutiklio greitaeigiškumas. Temperatūros kitimo greitis kolektoriuje yra didelis, nes vandens kiekis jame tesudaro 1,5–5 l. Perkant įrangos komplektą, gauname valdiklį kartu su jam skirtais termojutikliais. Iš pirmo žvilgsnio jie atrodo panašūs, bet jutiklių tipai yra skirtingi. Aukštoms temperatūroms naudojami platininiai varžos termojutikliai. Populiariausi Pt100 ir Pt1000 tipo jutikliai. Skaičius nurodo jo varžos dydį (100 arba 1 000 Ω), esant 0 °C temperatūrai. Temperatūrinis varžos koeficientas 1,3850 arba 1,3910. Atliekant techninius matavimus, tai neturės reikšmės, kai matavimo prietaisas kalibruotas ne tam varžos koeficientui, nes 1,0 °C paklaidą daugumoje valdiklių galima kompensuoti programiškai arba įvertinti, nustatant palaikomos temperatūros vertės dydį.

Šio tipo jutikliai pasižymi dideliu parametrų stabilumu ir patikimumu. Maksimalus diapazonas platinos termometrams nuo -200 °C iki 850 °C. Konkrečiam termometro tipui jis gali būti mažesnis, nes skirsis panaudotos izoliacijos bei apvalkalo medžiagų ir jungiamųjų laidininkų savybės, konstrukcinis išdėstymas. Atliekant techninius matavimus, naudojami B tikslumo klasės termometrai (leistina paklaida (±0,3 °C esant 0 °C), o tikslius – A (±0,15 °C) ir 1/3B klasės (±0,1 °C). Atliekant tikslius matavimus, įvertinama ir papildoma paklaida, priklausanti nuo matuojamos temperatūros dydžio.

Veikimo ypatumai

Šilumos skaitikliuose naudojami poromis parinkti termojutikliai su minimaliais vardinės varžos ir temperatūrinio varžos koeficiento skirtumais. Tokiu būdu pasiekiamas didesnis temperatūrų skirtumo matavimas. Jutikliui Pt100 prijungti naudojamas trigyslis kabelis, o Pt1000 galimas ir dvilaidis prijungimas. Šiuo atveju jungiamųjų laidų varža sudarysnedidelę dalį jutiklio varžos (1–1,5 proc.) ir jos galima nevertinti.

Svarbus parametras – leistina jutiklio srovė. Jei viršijama gamintojo nurodyta srovės vertė (1–15 mA), jutiklis bus šildomas intensyviau negu numatyta, jį konstruojant ir išmatuota temperatūra bus didesnė už faktinę terpės temperatūrą.

Matuojant greitai kintančias temperatūras svarbu, kad jutiklis spėtų reaguoti į pasikeitimus kontroliuojamoje aplinkoje. Teoriškai jutiklis pasieks kontroliuojamos terpės temperatūrą per labai ilgą laiko tarpą. Tai priklausys ir nuo matuojamos temperatūros vertės bei pokyčio dydžio, terpės savybių ir tekančio srauto greičio. Greitaeigiškumą charakterizuojanti jutiklio laiko pastovioji nurodo trukmę, per kurią jutiklis pasieks 0,632 tikrosios matuojamos temperatūros vertės (santykinė dinaminė paklaida apie 0,5 °C). Jutiklio greitaeigiškumas sumažės, jeigu kanale jis montuojamas ne tiesiogiai, bet naudojant apsauginę gilzę. Toks tvirtinimas palengvina remonto darbus, nes nereikia išhermetinti cirkuliacinio kontūro arba išleisti vandens iš šilumokaičių arba tūrinių šildytuvų. Greitaeigiškumas iš dalies kompensuojamas, naudojant plonasienius varinius arba bronzinius jutiklio apvalkalus bei gilzes.

Mažo skersmens vamzdynuose dažnai naudojami apkabinami temperatūros jutikliai. Variniuose vamzdynuose matavimo paklaidos beveik nepastebėsime, o juodo metalo vamzdynuose ji sudaro apie 1,0– 1,5 °C. Matavimo inertiškumui sumažinti rekomenduojama apkabos paviršių prieš tvirtinant sutepti specialia pasta. Darbui iki  200–250 °C temperatūrų gilziniai jutikliai be prijungimo galvos gaminami su silikoninės izoliacijos kabelias, o aukštesnėms temperatūroms naudojami kabeliai su teflono izoliacija. Taigi, jau pats jutiklis duoda apie 0,5 °C paklaidą diapazone iki 300 °C. Pramoniniai valdikliai taip pat prideda savo paklaidą, sudarančią 0,2–0,5 °C.  Norint eliminuoti papildomas paklaidas dėl jungiamųjų laidų varžos, jutiklį reikia prijungti trilaide schema. Taip kompensuojama jungiamųjų laidų varža iki 15–25 Ω. Taikyti dvilaidį Pt100 temperatūros jutiklio prijungimą galima, kai valdiklyje numatyta jungiamųjų laidų kompensavimo arba rodmenų perstūmimo funkcija. Dėl nekompensuotos dviejų omų jungiamųjų laidų varžos, susidarys 5–6 °C matavimo paklaida.

Valdymo įrangos skirtumai

Siekdami atpiginti sąnaudas, gamintojai naudoja pigesnę įrangą su NTC ir PTC tipo jutikliais (neigiamas ir teigiamas varžos koeficientas). Jautrus elementas gaminamas iš puslaidininkio, pasižyminčio daug didesniu varžos pokyčiu nuo terpės temperatūros. Jie nėra suderinami su  platininiais  jutikliais. Šio tipo jutiklių įvairovė labai didelė ir vardinės varžos (1,0–25  kΩ), ir temperatūrinės varžos koeficiento dydžiu.

Valdiklių gamintojai kartais naudoja ir išskirtinių savybių jutiklius, labai besiskiriančius nuo įprastų. Jie pagaminti pagal specialius reikalavimus. NTC tipo jutikliai pasižymi artima tiesinei temperatūrine charakteristika. Pagrindinis jų  pranašumas – didelė paduodamo į valdiklį signalo vertė, supaprastinanti valdiklio elektrinę schemą ir mažinanti elektrinių trikdžių bei prijungimo laidų varžos įtaką. Tiesa, reikia taikytis su mažesniu tikslumu (±0,5–2,0 °C) ir patikimumu, savybių stabilumu, siauresniu matavimo diapazonu (-50–125 °C). Šie termojutikliai dažniausiai naudojami šildytuve sukaupto vandens ir ištekančio iš jo šilumnešio bei aplinkos temperatūrai matuoti.

Cirkuliaciniams siurbliams nuo perkaitimo apsaugoti naudojami įvairūs jutikliai, integruoti į prietaiso konstrukciją. Be jau minėtų platinos varžos termometrų ir NTC jutiklių, naudojami PTC bei CTR tipai. Jiems būdingas didelis charakteristikos netiesiškumas ir labai staigus varžos šuolis, esant tam tikrai, gamybos technologijos nulemtai pastoviai temperatūrai. Galimų šuolio temperatūrų diapazonas nuo 60 iki 160 °C (žingsnis 10 °C).

CTR jutikliai skiriasi dar didesniu temperatūriniu koeficientu (dažniausiai jis neigiamas). Dėl savo specifinių savybių minėti jutikliai gana retai naudojami temperatūrai matuoti. Pagrindinė pritaikymo sritis – sistemos komponentų terminė apsauga ir avarinių režimų signalizacija. Sutrikus sistemos veikimui dėl termojutiklių gedimo reikėtų kreiptis į specializuotas firmas, gaminančias termojutiklius pagal specialius užsakymus.