ترموستات چیست؟
ترموستات کنترل کننده الکتریکی خودکاری است برای تنظیم دما در فضای بسته ، معمولاً آن را به دستگاه‌های گرم یا سرد ساز متصل می‌کنند ؛ تا با قطع و وصل دستگاه ، آن فضا را در دمای تنظیم شده ثابت نگه دارد. هنگامی که دما به نقطه تنظیم برسد ، ترموستات مدار برقی دستگاه را قطع می‌کند و وقتی دما ۳ الی ۵ درجه از نقطه تنظیم پایین‌تر رود، دوباره مدار را وصل می‌کند و دستگاه روشن می‌شود. ترموستات ممکن است به روش‌های مختلفی ساخته شود و ممکن است از انواع سنسور‌ها برای سنجش دما استفاده کند.
بین ترموستات و ترمومتر یا همان دماسنج تفاوت وجود دارد. ترمومتر وسیله‌ای است که دما را اندازه می‌گیرد، در حالی که ترموستات دما را در سطح مشخصی نگه می‌دارد.
شکل زیر یک ترموستات الکترونیکی را نشان می‌دهد که دما اتاق را روی ۲۲٫۹ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌کند. این ترموستات متفاوت از ترموستات مکانیکی عمل می‌کند.
اما ترموستات چگونه کار می‌کند؟ اغلب مواد با گرم شدن بزرگ‌تر و به عبارت بهتر منبسط می‌شوند و هنگام سرد شدن دچار انقباض خواهند شد. ترموستات‌های مکانیکی از همین ایده بهره می‌برند (که انبساط حرارتی نامیده می‌شود) و یک مدار الکتریکی را قطع و وصل می‌کنند. دو نوع ترموستات رایج ترموستات با نوار بی‌متال یا نوار دو فلزی (Bimetallic Strip) و ترموستات گازی (Gas-filled Bellows) است.
یک ترموستات عادی از دو قطعه فلز مختلف تشکیل شده که به هم چسبانده شده‌اند و چیزی را تشکیل می‌دهند که یک نوار دوفلزی یا بی‌متال نامیده می‌شود. نوار به عنوان یک کلید یا پل در یک مدار الکتریکی عمل می‌کند که به سیستم گرمایش خانه متصل شده است. وقتی کلید وصل می‌شود، در نوار جریان عبور می‌کند و گرمایش برقرار خواهد شد. وقتی نوار گرم شود، یکی از فلزها بیشتر از دیگری منبسط می‌شود و کل نوار اندکی خم خواهد شد. در نتیجه، مدار را باز خواهد کرد و کلید بالا خواهد رفت و در نتیجه آن، برق سریعاً قطع خواهد شد. این قطعی موجب قطع شدن سیستم گرمایش و در نتیجه، خنک شدن اتاق می‌شود.
اما پس از آن چه چیزی رخ خواهد داد؟ وقتی اتاق سرد شد، نوار نیز سرد می‌شود و از حالت خم‌شدگی به شکل قبلی خود باز می‌گردد. این اتفاق چه زود و چه دیر رخ دهد، نوار در مدار قرار می‌گیرد و مجدداً موجب برقراری جریان و در نتیجه، وصل شدن سیستم گرمایش می‌شود. با تنظیم مقدار دما، می‌توانیم دمایی را که در آن سیستم گرمایش قطع یا وصل می‌شود، تعیین کنیم. از آنجا که انبساط و تماس نوار مقداری زمان می‌برد، گرمایش به صورت مداوم و هر چند ثانیه یک بار قطع و وصل نمی‌شود. بسته به اینکه خانه چگونه عایق‌بندی شده باشد، ممکن است یک ساعت و حتی بیشتر طول بکشد که ترموستات پس از خاموش شدن مجدداً روشن شود.
مراحل عملکرد ترموستاتی بی‌متال به صورت زیر است :
- با استفاده از دکمه چرخان روی صفحه مدرج می‌توان دمایی را که در آن ترموستات قطع یا وصل می‌کند تنظیم کرد.
- دکمه از طریق یک مدار به سنسور دما (یک نوار بی‌متال که در شکل به صورت آبی و قرمز نشان داده شده) متصل شده است که یک مدار الکتریکی را با خم شدن قطع و وصل می‌کند.
- نوار بی‌متال (دو فلز) از دو نوار فلزی جدا تشکیل شده که به هم چسبانده شده‌اند؛ یک فلز برنجی (آبی) و یک فلز آهنی (قرمز).
- هنگام بالا رفتن دما، آهن کمتر از برنج منبسط می‌شود، بنایراین، نوار بی‌متال با افزایش دما دچار انحنا می‌شود.
- نوار بی‌متال بخشی از یک مدار الکتریکی (مسیر خاکستری) را تشکیل می‌دهد. وقتی نوار خنک می‌شود، انحراف دارد؛ بنابراین، مانند یک کلید در یک مدار الکتریکی عمل می‌کند که می‌تواند جریان را از خود عبور دهد. مدار وصل شده و در نتیجه گرمایش برقرار می‌شود. وقتی نوار گرم‌تر شود، خم شده و مدار قطع خواهد شد. در نتیجه، جریان الکتریکی وجود نخواهد داشت. اکنون مدار قطع است.
ترموستات گازی
یکی از معایب ترموستات بی‌متال این است که فرایند گرم یا سرد شدن مدت زیادی طول می‌کشد و این ترموستات‌ها واکنش سریعی نسبت به تغییرات دما ندارند. یک طراحی جایگزین برای ترموستات‌ها این است که ترموستات تغیییرات دما را با یک جفت دیسک فلزی که گاز بین آن‌ها پر شده سریع‌تر حس کند. این دیسک‌ها سطح بزرگی دارند و می‌توانند سریع‌تر نسبت به گرما پاسخ دهند. این دیسک‌ها موج‌دار هستند تا قابل ارتجاع و انعطاف‌پذیر باشند. وقتی اتاق گرم می‌شود، گاز درون صفحه‌ها منبسط شده و موجب جدا شدن دیسک‌ها از هم می‌شود. دیسک داخلی یک میکروسوئیچ را در میانه ترموستات جابه‌جا می‌کند. وظیفه این میکروسوئیچ قطع و وصل مدارالکتریکی و تنظیم مجدد دما است.
وقتی اتاق سرد شود، گاز درون صفحات منقبض شده و دیسک‌های فلزی به سمت هم جابه‌جا می‌شوند. دیسک داخلی از میکروسوئیچ دور می‌شود و مدار را وصل کرده و مجدداً گرمایش را روشن می‌کند. این نوع ترموستات‌ها را می‌توان در موارد دیگر، مانند خودروهای قدیمی نیز یافت. در برخی موارد این ترموستات‌ها با یک مایع فرّار (با نقطه جوش پایین) مانند الکل رقیق شده پر می‌شوند. مواد شیمیایی درون این ترموستات‌ها به دماهایی بستگی دارد که قرار است در آن عمل کنند.
انواع ترموستات
ترموستات‌ها از نظر محل نصب، نوع عملکرد، فصل سالی، نوع سنسور، رنج کاری، تعداد مراحل کار و از نظر حرارت به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. از نظرمحل نصب: به انواع اتاقی، کانالی، مستغرق و جداری تقسیم می‌شوند. از نظر نوع عملکرد: به انواع قطع و وصلی و تدریجی تقسیم می‌شوند. از نظر حرارت: به انواع حرارتی و برودتی تقسیم می‌گردند. از نظر رنج: به زیر صفر و بالای صفر تقسیم می‌شوند. از نظر تعداد مراحل کار: به یک مرحله ای، دو مرحله‌ای و پله‌ای (استپ کنترل) تقسیم می‌گردند. از نظر نوع سنسور: به بیمتالی، فانوسه ای، رئوستا و دیافراگمی تقسیم می‌شوند. از نظر فصلی: به سه نوع تابستانی، زمستانی و دو فصلی تقسیم می‌شوند.
ترموستات الکترومکانیکی
این نوع ترموستات با استفاده از فرمان حسگر حرارتی توسط یکسری رابط مکانیکی به میکروسوئیچ، سبب قطع و وصل مدار الکتریکی می‌شود محصول این نوع تکنولوژی دارای عمری طولانی است.
ترموستات الکترومکانیکی دارای دو نوع حسگر دما می‌باشد. یک نوع آن بر اساس اصل انبساط مایع عمل می‌کند. این سیستم حرارتی که diastat نامیده می‌شود و با نام ترموستات مویین نیز شناخته شده است، شامل: سنسور یا حسگر، لوله مویین و دیافراگم می‌باشد. هنگامی که دمای سنسور بالا می‌رود مایع از طریق لوله مویین به داخل دیافراگم رفته و ایجاد انبساط کاری (Working distention) می‌نماید. به وسیله این انبساط کاری کلید فنری (Snap action) به کار می‌افتد که می‌تواند مدار را باز کنند یا ببندد؛ و نوع دیگر توسط انبساط فلز؛ که ترموستات بایمتال نامیده می‌شود، مستقیماً با انبساط فلز، کلید فنری عمل می‌کند.
ترموستات الکترونیکی
این نوع ترموستات فرمان دریافت شده از سنسور دمایی را توسط جریان الکترونیکی به یک رله مینیاتوری منتقل و سبب قطع و وصل جریان الکتریکی می‌گردد.
ترموستات مومی
طبق آنچه گفتیم، همه ترموستات‌های مکانیکی (غیر الکتریکی)، از موادی استفاده می‌کنند که اندازه یا شکل آن‌ها در اثر گرما تغییر می‌کند. ترموستات‌های بی‌متال مبتنی بر انبساط فلزها در هنگام گرم شدن هستند و ترموستات‌های گازی به انبساط گازها وابسته‌اند. بعضی از ترموستات‌ها از تغییر حالت ماده از مایع به گاز بهره می‌برند. ترموستات مومی رایج‌ترین این نوع ترموستات‌ها است که در شیرهای رادیاتورهای خانگی، موتور خودروها و میکسرهای دوش آب به کار می‌رود. با تغییر دما، موم ذوب می‌شود (حالت آن از جامد به مایع تغییر می‌کند)، بسیار منبسط می‌شود و میله‌ای را از محفظه به بیرون می‌راند که چیزی را روشن یا خاموش می‌کند (عملکرد سیستم خنک‌کاری موتور خودرو یا تنظیم ترکیب آب سرد و گرم در دوش آب و…). ترموستات مومی در شرایط سخت درون موتور خودرو ماندگارتر و قابل اعتمادتر است.
موارد کاربرد ترموستات
به طور کلی ترموستات برای تنظیم درجه حرارت مایعات، گازها و جامدات در دستگاه‌های گرم یا سردساز در بخش‌های مختلف زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
صنعتی : اعم از گلخانه ها، گرم خانه، کوره، دیگ‌های بخار و اتوکلاو‌ها
ساختمان : در بخش تاسیسات اعم از شوفا‍‍‍ژ خانه‌های مرکزی و کنترل دما در سیستم‌های هواساز، چیلر و فن کوئل
لوازم خانگی : در لباسشویی، ظرفشویی، سرخ کننده ها، سماور برقی، فر‌های برقی، آبگرمکن برقی و گازی
مزیت استفاده از ترموستات
کنترل سرمایش و گرمایش یکنواخت بصورت اتوماتیک
قابلیت نصب بر روی دیوارکاهش مصرف انرژی
نحوه اتصال ترموستات
در ترموستات‌ها ترمینال‌ها به رنگ‌های مختلف و یا با حروف اختصاری مطابق با استاندارد نشان داده می‌شود. رنگ قرمز یا حرف R. معرف ترمینال تغذیه (۲۴ ولت)، رنگ سفید یا حرف W. معرف اتصال به وسایل گرمایشی، رنگ زرد یا Y. معرف اتصال به وسایل سرمایشی، رنگ سبز یا G. معرف اتصال به فن، رنگ مشکی یا C. معرف اتصال به سر مشترک می‌باشد
شیرهای دما که معمولاً در رادیاتورهای گرمایش مرکزی به کار می‌روند از ترموستات‌های مومی استفاده می‌کنند. وقتی رادیاتور گرم می‌شود و دما به اندازه‌ای می‌رسد که آن را از پیش تنظیم کرده‌ایم، شیر مومی منبسط شده و جریان آب درون رادیاتور را تا جایی کاهش می‌دهد که مجدداً دما کاهش پیدا کند. این شیرهای دارای ترموستات اگر در اتاق‌ها مورد استفاده قرار گیرند، از گرم شدن بیش از حد اتاق جلوگیری می‌کنند و در نتیجه موجب کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه خواهند شد.
ترموستات‌های هوشمند مبتنی بر اینترنت
اغلب انسان‌ها یک‌سوم از شبانه‌روز را در خانه می‌گذرانند و سایر ساعت شبانه‌روز بیرون در محل کار یا در حال مسافرت هستند. به طور معمول، یک پروگرمر یا ترموستات در خانه وجود دارد که سیستم گرمایش را با توجه به زمان روز یا دما روشن یا خاموش کند. اما این سیستم در زمانی مفید است که در بهترین شرایط باشیم. به طور پیش‌فرض، برای جلوگیری از سرد شدن خانه، بسیاری از ما فقط گرما را زیاد می‌کنیم و مقدار زیادی انرژی و پول صرف می‌کنیم. این مشکل را جدیدترین نسل از ترموستات‌های هوشمند حل کرده‌اند. این ترموستات‌ها یاد می‌گیرند که شما درجه حرارت را در ساعات مختلف شبانه‌روز یا در طول هفته چگونه تغییر می‌دهید و آن را با دما و رطوبت مورد نظر مقایسه کرده و به طور خودکار در آینده اعمال می‌کنند.
با ما در الومیتسوبیشی همراه بمانید .
برگرفته از سایت https://barghnews.com/
دیدگاه خود را بنویسید