Принцип работы терморегулятора

19.08.2024 Светлана 0 Comments

Что такое термостат, можно понять из его названия. Это устройство, которое контролирует температуру в определенной точке путем активации системы управления. Термостаты имеют решающее значение для работы систем отопления и кондиционирования воздуха, а также вашего холодильника. Он обеспечивает экономное использование энергоресурсов – включает и выключает нагрев и охлаждение при достижении определенной температуры.

Различные типы термостатов

Содержание

Виды терморегуляторов

По принципу работы термостаты делятся на два типа:

механический;
Электронный.

Каждый вид, в свою очередь, делится на подвиды.

Механические термостаты

В механических термостатах используются датчики с разными технологиями реагирования, но все они основаны на одном и том же принципе. Чтобы понять, как работает механический термостат, нам необходимо понять физические свойства многих веществ, которые расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении (за исключением воды, которая расширяется при охлаждении). Механические термостаты используют это свойство, называемое тепловым расширением.

Биметаллические пластины

Наиболее распространенные термостаты работают по принципу использования пластины, состоящей из двух разных металлических полос, скрепленных болтами.

Чтобы открыть и закрыть биметаллический термостат:

Внешний диск устройства позволяет установить температуру, при которой оно включается и выключается;
Дисковый циферблат соединен с датчиком температуры через электрическую цепь – биметаллическую пластину, замыкающую и размыкающую цепь в зависимости от величины изгиба;
Биметалл состоит из соединенных вместе разных металлов;
Один металл при нагревании расширяется меньше другого, в результате чего лист сгибается внутрь при повышении температуры;
Плата является частью схемы, поэтому, когда полоска холодная, она прямая и цепь завершена. Система включена и нагревается. При нагревании до определенной температуры пластина прогибается и разрывает цепь. Схема отключена.

Биметаллический режим

Важно! Поскольку расширение и сжатие пластины требует времени, датчик имеет инерцию отклика.

Газонаполненные датчики

Поскольку металлы медленно реагируют на изменения температуры, были разработаны альтернативные конструкции термостатов. В одном из них используются надувные сильфоны между парой металлических дисков. Большая площадь поверхности этих дисков позволяет им быстро реагировать на нагревание. Кроме того, они эластичны и имеют выступы.

Механический термостат с датчиком газа

При повышении температуры газ в междисковом пространстве расширяется и приводит к разделению дисков. В этом случае человек внутри нажимает микровыключатель в середине термостата, размыкая цепь. Отопление прекращается;
Когда температура падает, газ также сжимается, снова приближая диски друг к другу. Внутренний диск находится далеко от микропереключателя. Контакты замыкаются, включая нагревательный прибор.

Газонаполненные термостаты используются в системах отопления домов, их применяют в старых моделях автомобилей. Иногда вместо газа используют летучую жидкость с низкой температурой кипения. Например, разбавленный спирт.

Важно! Конкретный химический состав жидкости подбирается исходя из заданного диапазона температур.

Восковые терморегуляторы

Этот тип термостата имеет герметичную камеру с восковой пробкой и свободно перемещающимся металлическим стержнем внутри. При повышении температуры воск плавится, расширяется и выталкивает стержень из камеры. В то же время роль стержня заключается в размыкании и замыкании цепи. Когда воск остывает, пружина возвращает механизм в исходное положение.

Читайте также статью: Как на макбуке сменить язык

Термостат контроля воска

Восковые термостаты применяются в системах управления охлаждением автомобильных двигателей, кранах и т.п. Термостат имеет простую конструкцию, пригоден для тяжелых условий работы внутри двигателя, обладает высокой надежностью.

Клапан устанавливается на радиаторе центрального отопления, обычно с использованием воскового термостата. Когда радиатор нагревается до заданного уровня, регулятор парафина уменьшает поток воды через радиатор.

Электронные термостаты

Цифровой термостат — это электронная версия механического термостата. Вместо механического датчика можно установить термистор (резистор или термопару, сопротивление которой меняется в зависимости от температуры). Сигнал поступает в электронный модуль, где обрабатывается и оттуда получает команды на включение и выключение обогрева или охлаждения. Преимущество электронного термостата – более точный контроль температуры.

К цифровым регуляторам относятся:

Не программируется. Устройство с простым набором функций, с цифровым дисплеем и кнопками управления для установки выбранного значения температуры;
Программируемый. Микрокомпьютерное устройство, позволяющее задавать дни недели, время, временное поддержание температуры, ручное управление и т.д.;

Беспроводная связь. Благодаря современным технологиям термостаты становятся «умнее» и избавляются от проводов. Такие устройства подключаются с помощью различных порталов беспроводной связи, таких как WiFi или Bluetooth. Наиболее распространенным является соединение Wi-Fi. В связи с этим повышается эффективность соединения и устраняются проблемы, связанные с прокладкой кабелей.

Видео: Биметаллический термостат KST501-N-16B75 регулируемый

Некоторые дополнительные возможности электронных устройств:

Встроенные оконные контакты для снижения температуры при открытых окнах;
Координировать работу нескольких излучателей;
Установите измерительные датчики индивидуально в оптимальных местах;
Управляйте системой удаленно через телефон, Интернет или смартфон. Вдали от дома вы можете настроить параметры в любое время;
Предупреждает, когда температура слишком низкая или слишком высокая. При необходимости владелец получит сообщение по электронной почте;
Встроенный детектор дыма и сигнализация о разрыве воздуховода.

Кроме того, последнее поколение беспроводных термостатов имеет приятный современный вид. Они могут предоставлять подробные отчеты об энергопотреблении и предлагать системы голосового управления.

Двухзонные термостаты

Двухзонный термостат позволяет одновременно управлять различными системами отопления и выполнять программирование для двух жилых помещений (например, спальни и кухни, гостиной и коридора). Желаемая температура может быть установлена на разных уровнях в каждой комнате или зоне дома.

Модели оборудования часто включают в себя несколько записанных программ, которые вы можете настроить самостоятельно. Обычно используемый диапазон температур составляет от 7 до 30 градусов. Уровень регулировки составляет полградуса.

Двухзонные термостаты подходят практически для всех видов отопления: электрического напольного и потолочного, газовых водяных радиаторов и других систем.

Устройство состоит из нескольких элементов:

Электронные программируемые модули;
датчик температуры;

Датчик необходимо устанавливать вдали от сквозняков и прямых солнечных лучей, иначе данные, передаваемые в электронный модуль управления, могут быть искажены.

Помимо двухзонных термостатов существуют также двухступенчатые термостаты, например для кондиционеров, требующих автоматического регулирования в теплом и холодном циклах и имеющих промежуточную мертвую зону. Электрически он состоит из двойных переключающих контактов. Его также можно использовать для традиционного контроля температуры с помощью одного контакта.

Термостат 12 В

Вообще говоря, электронные устройства намного дороже механических, особенно программируемых и беспроводных устройств. Однако существует недорогое цифровое устройство, с помощью которого можно легко управлять обогревом или охлаждением различных помещений и приборов. Например, используется в инкубаторах, теплицах, аквариумах, полах с подогревом и т д

Термостат 12 В

Для питания термостата на 12 В можно также использовать сеть 220 В, но для этого его необходимо включить через специальный блок питания с выходом постоянного тока 12 В. Второй вариант – подключение напрямую к аккумулятору на 12 Вольт. В комплектации устройства нет никаких наворотов, что сказывается на его невысокой цене. Но он служит своей цели общего регулирования температуры.

Конструкция термостата состоит из датчика температуры (термистора) и контроллера с переключающим устройством для установки нужной температуры.

Системы отопления и охлаждения не могут функционировать должным образом без термостата. Без обратной связи они могут быть слишком энергоемкими и неспособными поддерживать стабильную температуру.

Принцип работы терморегулятора