ترموستات

ترموستات

ترموستات کنترل کننده الکتریکی خودکاری است برای تنظیم دما در فضای بسته، معمولاً آن را به دستگاه‌ های 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 می‌ شود. ترموستات ممکن است به روش‌ های مختلفی ساخته شود و ممکن است از انواع سنسور‌ ها برای سنجش دما استفاده کند.

واژه ترموستات از دو واژه یونانی ترمو (thermo) به معنی گرما و استات (statos) به معنای سکون و ایستادن است گرفته شده. ترموستات به روش‌ های مختلف و با قابلیت کاربرد انواع سنسور برای تنظیم و سنجش دما تهیه و مورد استفاده قرار گرفته است.

دو نمونه از مزایای استفاده از ترموستات عبارتند از:

1. کنترل سرمایش و گرمایش یکنواخت بصورت اتوماتیک
2. قابلیت نصب بر روی دیوار کاهش مصرف انرژی

در ترموستات‌ ها، ترمینال‌ هایی به رنگ‌ های مختلف و یا با حروف اختصاری مطابق با استاندارد نشان داده می‌ شود.

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 می‌ باشد.

انواع ترموستات ها بر اساس عملکرد

• ترموستات بی متال:

این دستگاه از دو قطعه فلز مختلف تشکیل شده است. این دو فلز بهم چسبیده یک نوار دو فلزی تحت عنوان بی متال را تشکیل می دهند. نوار دو فلزی در مدار الکتریکی مربوط به سیستم گرمایشی یا سرمایشی مانند یک کلید عمل می کند. به بیان دیگر باز بودن کلید، موجب خاموش شدن سیستم گرمایشی و بسته بودن آن موجب روشن شدن این سیستم می شود.

نحوه عملکرد ترموستات بی متال به صورت زیر می باشد.

1. در حالت عادی کلید بی متال بسته بوده و در نتیجه جریان از آن عبور می کند. در این حالت سیستم گرمایشی روشن خواهد بود.
2. با گرم شدن نوار به دلیل تفاوت در جنس فلز ها یکی از آن ها بیشتر از دیگری منبسط می شود و باعث خم شدن نوار می شود.
3. با خم شدن نوار مدار باز شده و جریان قطع خواهد شد. نتیجه این امر خاموش شدن سیستم گرمایشی و خنک شدن محیط است.
4. پس از کاهش دما و سرد شدن اتاق بی متال از حالت خمیدگی خارج شده و به حالت اولیه حود باز می گردد.
5. برگشت بی متال به حالت عادی موجب وصل مجدد جریان و روشن شدن سیستم گرمایشی می شود.

• ترموستات گازی:

فرآیند های گرم و سرد شدن در ترموستات های بی متال زمان بر است. عدم واکنش سریع نسبت به دما یکی از معایب ترموستات های بی متال می باشد. روش دیگر در کنترلر های دما استفاده از یک جفت دیسک فلزی است. برخی از مشخصات دیسک ها عبارتند از:

1. میان این جفت دیسک فلزی از گاز پر شده است.
2. سطح بزرگ در این دیسک ها موجب پاسخ سریع تر آن ها نسبت به گرما می شود.
3. طراحی دیسک ها موج دار است. دلیل این طراحی افزایش قابلیت ارتجاع و انعطاف پذیری آن ها می باشد.

در این کنترل کننده ی دما با گرم شدن محیط، گاز میانی صفحات منبسط می شود. افزایش حجم گاز ها در حین انبساط باعث جدا شدن دیسک ها از یکدیگر و جا به جا شدن میکرو سوئیچ در میانه ترموستات خواهد شد.

• ترموستات مومی:

یکی دیگر از کنترل کننده های دمای مکانیکی، ترموستات های مومی هستند. اساس عملکرد این کنترلر دما نیز به صورت مکانیکی و بر پایه ی انبساط و تغییر اندازه مواد در اثر افزایش دما است. در ترموستات های مدل مومی از تغییر حالت ماده استفاده می شود. در این دستگاه ها از یک شاخه کوچک موم داخل یک محفظه بسته استفاده می شود. با تغییر دما موم ذوب شده از حالت جامد به مایع تغییر شکل می دهد.

در اثر انبساط این موم یک میله از محفظه بیرون رانده شده و موجب روشن یا خاموش شدن تجهیز دیگری خواهد شد.

• ترموستات خودرو:

کنترل دمای موتور اتومبیل ها از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از اصلی ترین مولفه هایی که گرم و سرد شدن این دما را تنظیم می کند، ترموستات است. این کنترلر بین موتور و رادیاتور خودرو قرار گرفته و یکی از اجزای اصلی در سیستم خنک کننده موتور است.

وظیفه این کنترلر تنظیم جریان مایع خنک کننده بین رادیاتور و موتور می باشد. اگرچه در ظاهر کنترل کننده ی دمای موتور اندازه ی کوچکی دارد اما وظیفه آن بسیار مهم است.

عملکرد ترموستات خودرو به این صورت است که در زمان سرد بودن موتور خودرو، مسیر ورود آب به رادیاتور را مسدود می کند. در این حالت مایع جهت خنک کاری وارد رادیاتور نخواهد شد. اگر مایع خنک کننده در موتور خیلی گرم شود آنگاه ترموستات وارد عمل می شود. به منظور خنک سازی مایع، کنترلر مسیر ورود آب به رادیاتور را باز می کند.

• ترموستات الکترونیکی یا دیجیتال:

ترموستات الکترونیکی یکی از پر کاربرد ترین مدل های کنترل دما در صنعت بوده که به صورت حلقه بسته عمل می کند. به طور کلی در این کنترلر ها دو متغیر اصلی وجود دارد.

1. مقدار دمای واقعی
2. مقدار دمای مطلوب

در ترموستات‌ های دیجیتال مقدار دمای واقعی توسط سنسور خوانده شده و با مقدار دمای مطلوب یا تنظیمی مقایسه می‌ شود. در این شرایط کنترلر با توجه به نوع تنظیمات یک سیگنال فرمان به خروجی اعمال می‌ کند.

ممکن است مدل‌ های مختلفی از کنترل کننده مانند کنترل PID یا کنترل ON/OFF در ترموستات های الکترونیکی استفاده شود. از طرفی ترموستات‌ های دیجیتال از نظر نوع خروجی در مدل‌ های زیادی مانند رله SSR، آنالوگ و غیره ساخته می‌ شوند. ورودی در ترموستات‌ های الکترونیکی می‌ تواند سنسور های متفاوتی مانند RTD یا ترموکوپل باشد.

موارد کاربرد ترموستات

به طور کلی ترموستات برای تنظیم درجه حرارت مایعات، گاز‌ ها و جامدات در دستگاه‌ های گرم یا سرد ساز در بخش‌ های مختلف زیر مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

1. صنعتی: اعم از گلخانه ها، گرم خانه، کوره، دیگ‌ های بخار و اتوکلاو‌ ها
2. ساختمان: در بخش تاسیسات اعم از شوفا‍‍‍ژ خانه‌ های مرکزی و کنترل دما در سیستم‌ های هوا ساز، چیلر و فن کوئل
3. لوازم خانگی: در لباسشویی، ظرفشویی، سرخ کننده ها، سماور برقی، فر‌ های برقی، آبگرمکن برقی و گازی

پارامتر های مهم در دسته بندی ترموستات

انواع ترموستات، بر اساس ویژگی‌ هایشان در دسته‌ های مختلفی قابل بررسی هستند. که در ادامه به آنها اشاره می کنیم.

• از نظر محل قرارگیری و نصب: انواع ترموستات اتاقی، ترموستات کانالی، ترموستات مستغرق و ترموستات جداری
• بر اساس نحوه عملکرد: ترموستات قطعی و وصلی و ترموستات تدریجی
• بر اساس نحوه کنترل دما: ترموستا‌ت‌ های حرارتی و ترموستات برودتی
• بر اساس نوع رده و رنج: ترموستات‌ های زیر صفر و بالای صفر
• بر اساس دفعات کارکرد: تک مرحله‌ ای ،دو مرحله‌ ای، پله‌ ای
• بر اساس نوع سنسور کاربردی: ترموستات بیمتالی، فانوسه‌ ای، رئوستا و دیافراگمی
• بر اساس فصل کاربرد: ترموستات مناسب فصل‌ های تابستان، زمستان و دو فصلی

قیمت ترموستات

عوامل زیادی در تعیین قیمت ترموستات می توانند اثر گذار باشند. که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.

یکی از مواردی که در قیمت ترموستات تاثیر گذار است نحوه کنترل دما می باشد. برای مثال ترموستات های الکترونیکی یا دیجیتالی که یکی از محبوب ترین و پر کاربرد ترین ها هستند به وسیله حسگر هایی که دارند دمای موجود را تشخیص داده و دما را به حد مطلوبی که برای آنها تنظیم شده می رسانند. پس به دلیل کارکرد راحت تر و تکنولوژی پیشرفته ممکن است قیمت بالاتری داشته باشد.

مورد بعدی که در قیمت ترموستات تاثیر دارد دقت دستگاه است. هرچه دقت بالاتر باشد به همان نسبت قیمت نیز افزایش پیدا می کند. همچنین شرکت های تولید کننده ای که از مواد اولیه با کیفیت و با استاندارد ها و گواهینامه های بین المللی این محصول را تولید می کنند قیمت بالاتری نسبت به دیگر تولید کننده ها دارند.

باید به این نکته نیز توجه کرد به دلیل وارداتی بودن این محصول قسمتی از قیمت آن تحت تاثیر قیمت ارز نیز می باشد.

برند های تولید کننده ترموستات

• ترموستات ویکا (WIKA)
• ترموستات اشکرافت (ASHCROFT)
• ترموستات ایندومارت (INDUMART)
• ترموستات پکنز (PAKKENS)
• ترموستات هانیول (HONEYWELL)
• ترموستات دراگون (DRAGON)
• ترموستات سیمگا (SIMGA)
• ترموستات آترما (ATERMA)
• ترموستات بتا (BETA)
• ترموستات سانگو (SANGO)