ترموستات چیست؟ ترموستات یکی از تجهیزات اندازه گیری دما است که به طور مداوم درجه حرارت دستگاه های سرمایشی یا گرمایشی را پایش کرده و با قطع و وصل نمودن مدار الکتریکی، منجر به  نگهداری دما در یک محدوده خاص با صرف کمترین انرژی می شود. امروزه کاهش مصرف انرژی از جمله موضوعات داغ و مورد توجه در سراسر دنیا می باشد و با توجه به مصرف بی رویه انواع انرژی مانند سوختن انواع محصولات نفتی و گازهای شیمیایی منجر به آلودگی های گسترده جهانی مانند آلودگی هوا، گرم شدن زمین و… هستیم. از این رو تجهیزات و تکنولوژی مدرن به کمک این معضل جهانی آمده تا حداقل مصرف انرژی با بیشترین بازدهی در مصارف انرژی خانگی، تجاری و صنعتی را شاهد باشیم.

ترموستات از جمله پرکاربرد ترین سنسورها در تمامی اهداف صنعتی و خانگی است. در این مطلب قصد داریم این تجهیز اندازه گیری را مورد بررسی قرار داده و به نحوه عملکرد، انواع و کاربردهای ترموستات خواهیم پرداخت.

 ترموستات چیست؟

ترموستات از ترکیب دو واژه “Thermo” و “Stat” تشکیل شده است. ترمو به معنی حرارت و ستات به معنی سکون و ثبات است. با بررسی تنها نام این سنسور دمایی به نقش و کاربرد کلی آن پی می بریم. ترموستات یا دماپا، از جمله سنسورهای کنترل کننده خودکار دما با پایش و تنظیم آن در انواع محیط های بسته و دستگاه های سرمایشی/گرمایشی است.

ساختار انواع ترموستات با یکدیگر تفاوت دارد اما وظیفه همه نوع ها یکسان و آن قطع و وصل کردن به موقع مدار الکتریکی دستگاه‌ها می باشد. امروزه انواع ترموستات های تولید شده بسیار متنوع می باشد که می توانند اهداف بیشتری را دریافت و اجرا نمایند. در ادامه انواع این قطعه الکترونیکی حیاتی، مورد بررسی قرار گرفته است.

کاربرد ترموستات چیست؟

ترموستات به دلیل اساس عملکردی خود، یک تنظیم کننده و کنترل گر درجه حرارت محبوب و مطمئن برای انواع مایعات، جامدات و گازها در انواع دستگاه های سرمایشی/گرمایشی و خطوط تولید در صنایع مختلف است. با توجه به محورهای کاربردی ترموستات می توان ادعا نمود که هیچ برنامه و اهداف مدرنیته ای نیست که نیاز به این سنسور در آن حس نشود. از جمله موارد کاربرد ترموستات می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

  • کاربرد ترموستات در صنعت: در تجهیزات گلخانه‌ها، گرم خانه، کارخانجات و خطوط تولید، انواع کوره، دیگ‌های بخار و اتوکلاوها مورد استفاده قرار می گیرد.
  • کاربرد ترموستات در خودروسازی: با قرارگیری درمیان موتور و رادیاتور خودرو، دمای موتور را پایش و در یک محدوده دمایی شخص، ثابت نگه می دارد. ای عمل در افزایش طول عمر موتور و بازدهی عملکرد آن، نقش بسزایی دارد.
  • کاربرد ترموستات در ساختمان: در تاسیسات ساختمان می‌توان به استفاده از ترموستات در شوفاژ خانه‌های مرکزی، کنترل دما در سیستم‌های تهویه، سیستم اطفاء حریق، هواساز، چیلر و فن کوئل اشاره نمود
  • کاربرد ترموستات در لوازم خانگی: در طراحی و ساخت لوازم خانگی از ترموستات برای لوازمی مثل ظرفشویی، یخچال، انواع سرخ کن، سماور‌ برقی، انواع فر‌های برقی، آبگرم کن های برقی و گازی استفاده الزامی و پرکاربردی دارد.

خرید تجهیزات ابزار دقیق (02188326934)


اساس کار ترموستات چیست و چگونه عمل می کند 

اساس کار ترموستات بر پایه توسعه حرارت برای روشن و خاموش کردن مدار الکتریکی است. این سنسور از دو فلز مختلف مانند نیکل، مس، تنگستن یا آلومینیوم تشکیل شده است. ترکیب هر دو فلز یک نوار مرکب را تشکیل می دهد. دو فلز با استفاده از گرما و فشار به یکدیگر متصل می شوند که به آن نوار دو فلزی گفته می شود. دو فلز دارای ضریب انبساط متفاوت هستند. بنابراین هنگامی که گرما روی نوار اعمال می شود، یک حرکت خمشی مکانیکی از فلزی که دارای ضریب انبساط بیشتری است، آغاز می شود. نوار دو فلزی مانند یک پل عمل می کند که به اتصال یا قطع مدار الکتریکی سیستم گرمایش یا سرمایش در داخل خانه یا صنعت کمک می کند.

هنگامی که فلزات در شرایط سرد قرار دارند، اتصالات قطع می شوند که منجر به عبور جریان از طریق ترموستات می شود. در حین استفاده از گرما، نوار دو فلزی داغ می شود. این باعث می شود که فلز داغتر از فلز دیگر باشد. نوار گرمتر بیشتر منبسط می شود و منجر به خم شدن تیغه می شود؛ این چرخش باعث قطعی مدار می شود و کلید خنک کننده یا گرمایش را خاموش می کند. در این حالت، اتصال الکتریکی مجدد برقرار شده و شارش جریان متوقف می شود.

بعد از مدتی نوار شروع به سرد شدن می کند. هنگامی که شروع به سرد شدن کرد، فلزی که در حین گرم شدن منبسط گردیده بود، منقبض می شود و سعی می کند به اندازه اولیه خود بازگردد. لحظه ای که به اندازه اولیه خود باز می گردد، مدار در تماس بوده و بلافاصله فرایند سرمایش/گرمایش را آغاز می کند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، دو فلز متمایز به یکدیگر متصل شده و به آن نوار دو فلزی گفته می شود.

فرض کنید فلز A ضریب انبساط حرارتی کوچکتری نسبت به فلز B داشته باشد. با افزایش دما، فلز B بیشتر از فلز A منبسط می شود و باعث می شود که نوار دو فلزی به صورت کشیده به سمت بالا خم شود.

یکی از کاربردهای رایج نوارهای دو فلزی در ترموستات های تهویه هوا است، جایی که یک نوار دو فلزی به عنوان بازوی سوئیچ بین اتصالات الکتریکی استفاده می شود. با تغییر دمای اتاق  نوار دو فلزی همانطور که در بالا توضیح داده شد خم می شود. هنگامی که نوار دو فلزی به اندازه کافی خم می شود، با سیم های الکتریکی تماس می گیرد که تهویه هوا را روشن یا خاموش می کند.

ترموستات دوفلزی

انواع طبقه بندی ترموستات بر اساس ویژگی

انواع ترموستات به دلیل تنوع بالا در طراحی و ساخت براساس نحوه عملکرد، کاربردها و یا ویژگی‌هایشان در دسته‌های مختلفی زیر طبقه بندی هستند. در ادامه سعی کردیم انواع آن را به همراه مثال در جدول معرفی کنیم. 

  • انواع ترموستات براساس محل قرارگیری و نصب
  • انواع ترموستات بر اساس عملکرد
  • انواع ترموستات بر اساس کنترل دما
  • انواع ترموستات بر اساس رده و رنج
  • انواع ترموستات بر اساس دفعات کارکرد
  • بر اساس نوع سنسور کاربردی
  • انواع ترموستات بر اساس فصل کاربرد
انواع ترموستات بر اساسمثال
محل قرارگیری و نصبانواع ترموستات اتاقی
ترموستات کانالی
ترموستات مستغرق
ترموستات دیواری
عملکردترموستات قطعی و وصلی
ترموستات تدریجی
کنترل دماترموستا‌ت‌های حرارتی
ترموستات برودتی
رده و رنجترموستات‌های زیر صفر
ترموستات بالای صفر
دفعات کارکردتک مرحله‌ای
دو مرحله‌ای
پلکانی
سنسور کاربردیدو فلزی
فانوسه‌ای
رئوستا
دیافراگمی
فصل کاربردترموستات مناسب فصل‌ تابستان
ترموستات مناسب فصل‌ زمستان
دو فصلی

انواع ترموستات بر اساس کاربرد

  • ترموستات های کنترل حرارت
  • ترموستات تنظیم دما
  • ترموستات های خودرو
  • ترموستات های نظارت کننده
  • ترموستات جیوه ای
  • ترموستات های دو فلزی
  • ترموستات های الکترونیکی
  • ترموستات پنوماتیک

انوع ترموستات بر اساس اصل کار

انواع مختلفی از ترموستات‌ها وجود دارد که بر اساس اصل کار یا قابل برنامه ریزی بودن یا نبودن آنها طبقه بندی می شوند. به طور خلاصه، از نقطه نظر اصل کار، نوع مکانیکی و نوع دیجیتال وجود دارد. از نظر برنامه ریزی آنها، نوع قابل برنامه ریزی و غیر قابل برنامه ریزی و همچنین نوع هوشمند وجود دارد که همه آنها در ادامه به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.

ترموستات مکانیکی

ترموستات های مکانیکی نسخه قدیمی تر هستند. آنها با استفاده از اصول انبساط حرارتی که با استفاده از نوارهای فلزی یا گاز الکتریسیته تولید می کنند ، آب شما را گرم و سرد می کنند. این انبساط دیسک هایی را که مکانیسم را فعال می کند حرکت می دهد.

مدلهای بعدی گاز از انبساط و انقباض گاز برای کار با دیسک های فلزی استفاده می کنند که تنظیمات ترموستات را تغییر می دهد. این به آنها اجازه می دهد تا سریعتر نسبت به تغییرات دما واکنش نشان دهند و درصورت عدم کارکردن در زمان عدم نیاز به سیستم ، در هزینه شما صرفه جویی شود. رایج ترین ترموستات های مکانیکی ترموستات با فلز بی متال و ترموستات گازی را می توان نام برد.

مزایا و معایب ترموستات مکانیکی

مزایامعایب
نصب آنها ارزان تر استتأخیر بیشتر در تغییرات دما
به دلیل قطعات متحرک، در برابر قطعی و نوسانات برق مقاومت بیشتری دارنددر مورد کنترل و سفارشی سازی گزینه های کمتری وجود دارد
برای اکثر مردم بیشتر آشنا هستند و استفاده از آنها بسیار راحت تر استنگهداری گران
عیب یابی ترموستات با یک دستگاه ساده بسیار آسان است

ترموستات دیجیتال

ترموستات های دیجیتال در مقایسه با ترموستات های مکانیکی، به سادگی از فناوری مدرن برای تشخیص دمای اتاق استفاده می کنند و از این اطلاعات برای روشن کردن سیستم گرمایش یا سرمایش استفاده می کنند. این یک وسیله مستقیم تر و در نتیجه کارآمدتر برای کنترل مدارهای مختلفا ست.

قدرت محاسبه ناچیز مورد نیاز در اکثر ترموستات های دیجیتالی آنها را به مدیران اصلی اما موثر در تنظیم دمای خانه یا خط تولیدی  شما تبدیل می کند. با این حال، همانطور که در زیر مورد بحث قرار گرفته است ، این مدل ها هوشمندتر می شوند و هنگام مدیریت تنظیمات شما به سرعت گزینه ها و قابلیت های بیشتری پیدا می کنند.

مزایا و معایب ترموستات دیجیتال

مزایامعایب
گزینه های بیشتری را از نظر کنترل دما ارائه می دهندنصب آنها بیشتر طول می کشد و هزینه بیشتری دارد
بر اساس مشخصات شما قابل برنامه ریزی هستند
از نظر مصرف انرژی به صرفه‌تر هستند
واکنش آنها به تغییرات دما بسیار فوری است

ترموستات آنالوگ 

این ترموستات ها دارای عملکرد ساده تری نسبت به انواع دیجیتال می باشد و همینطور از لحلظ قیمتی، مقرون به صرفه تر هستند. به دلیل عملکرد ساده و بر مبنای دیافراگمی، باعث افزایش طول عمر آن نیز می گردد.

انواع ترموستات بر اساس قابلیت برنامه ریزی

ترموستات های غیر قابل برنامه ریزی

ترموستات های غیرقابل برنامه ریزی به هیچ وجه دارای پیش تنظیمات و فناوری هوشمند نیستند. آنها را فقط می توان با استفاده از رابط فیزیکی خود به صورت دستی تنظیم و تنظیم کرد که حضور مداوم یک شخص را می طلبد. با این حال، از آنجایی که نمی توانید تنظیمات را در هنگام غیبت در محل کار یا هنگام خواب در شب تغییر دهید، می توانید قبض برق زیادی را انتظار داشته باشید.

مزایا و معایب ترموستات های غیرقابل برنامه ریزی

مزایامعایب
به طور کلی نصب آنها ارزان تر استنمی توان آنها را برنامه ریزی کرد: برای اهداف  تجاری و صنعتی مناسب نیستند
استفاده از آنها با واسط های روشن و سنتی آسان استبدون ویژگی های کارآیی، اگرچه آنها مقرون به صرفه هستند
آنها در تنظیماتی که ترجیح می دهید قابل اعتماد هستند

ترموستات قابل برنامه ریزی

این ترموستات‌ها را می توان برای تنظیمات درجه حرارت به صورت روزانه یا هفتگی و برای فصل سال برنامه ریزی کرد. این مدل به شما این امکان را می دهد که صرفه جویی در گرمایش یا سرمایش محل کار یا خط تولید زمانی که می دانید هیچ شخصی به طور حضوری وجود ندارد، داشته باشید.

این ترموستات‌ها بیشتر برای ساکنین مناطقی که تغییرات شدید دما را تجربه می کنند مفید هستند. به عنوان مثال، جنوب آمریکا روزهای گرم و شبهای سرد را در بیشتر سال تجربه می کند. شما می توانید این نوع ترموستات دیجیتال را برای هر دو مورد به طور جداگانه برنامه ریزی کنید. برخی از مدلها در حال حاضر حتی از تلفن های هوشمند سازگار هستند. با استفاده از اتصال Wi-Fi، می توانید تنظیمات ترموستات خود را مستقیماً از طریق تلفن یا تبلت خود تغییر دهید.

مزایا و معایب ترموستات قابل برنامه ریزی

مزایامعایب
فرصت های بیشتر برای سفارشی سازیگرانتر از جایگزین های غیر قابل برنامه ریزی است
مناسب برای افراد و کارخانجاتی که در نواحی دارای تغییرات شدید دما هستند
امکان عملکرد به صورت Wi-Fi

ترموستات های هوشمند

جدیدترین مدل های فناوری ترموستات هستند. آنها از الگوریتم های یادگیری پیشرفته برای تنظیم خودکار دما مطابق با ترجیحات شما استفاده می کنند. این بدان معناست که بعد از اینکه درجه حرارت را به میزان مدنظر تنظیم کردید ، یک ترموستات هوشمند به طور خودکار آن را به عنوان الگو برنامه ریزی می کند. به این ترتیب، لازم نیست نگران مصرف بالای برق و انرژی و اشتباهات پیش آمده در خاموش یا روشن گذاشتن دستگاه های گرمایشی/سرمایشی  باشید. اکثر آنها دارای اتصال Wi-Fi هستند که به شما امکان می دهد درجه حرارت را با تلفن یا تبلت خود تغییر دهید تا به تنظیمات دسترسی آسان داشته باشید.

مزایا و معایب ترموستات هوشمند

مزایامعایب
فناوری هوشمند باعث سفارشی سازی می شوداینها گران ترین مدل هایی هستند که می توانید خریداری کنید
الگوریتم های یادگیری هنگام تنظیم ترموستات برای زمان های مختلف روز، هفته یا سال، کمکی شایان و خودکار ارائه می دهند
اتصال Wi-Fi راحت است

انواع ترموستات بر اساس نوآوری

ترموستات وای فای (Wi-Fi)

Wi-Fi در این مورد به این معنی است که دستگاه می تواند به یک شبکه بی سیم متصل شده و از طریق آن قابل دسترسی و کنترل باشد. این بدان معناست که می توان از راه دور به دستگاه دسترسی پیدا کرد و تنظیم نمود، بنابراین کنترل کامل حتی در صورت عدم وجود فیزیکی در کنار ترموستات امکان پذیر است.

مزایا و معایب ترموستات وای فای

مزایامعایب
ترموستات های بی سیم به شما آزادی دسترسی و کنترل را در هر مکانی می دهد.ترموستات بی سیم بسیار گران است.
به شما این امکان را می دهد که مقادیر از پیش تعیین شده را در یک برنامه روتین در حال اجرا تغییر دهید.
بسیار مقرون به صرفه است و در بلندمدت کاهش انرژی قابل توجهی را سبب می شوند.

 ترموستات صفحه لمسی

همانطور که از نامش پیداست، این نوع ترموستات‌ها بدون دکمه، دارای صفحه نمایش حساس به لمس هستند، درست مانند تلفن های هوشمند. تنظیمات از طریق لمس گزینه های قابل مشاهده روی صفحه انجام می شود و گاهی اوقات قبل از دریافت یک تنظیم خاص، نیاز به چندین دنباله لمس دارد.

مزایا و معایب ترموستات لمسی

مزایامعایب
از آنجا که دکمه‌ها مشخص نیستند، احتمال اینکه شخصی به طور تصادفی دکمه ای را فشار دهد کاهش می یابد.همه مدل های صفحه لمسی برای راحتی افراد با انگشتان بزرگ طراحی نشده‌اند.
این روند برنامه نویسی را آسان تر و سریعتر می کند.ترموستات های صفحه لمسی نیز ممکن است دارای رابط کاربری پیچیده ای باشند که برای یادگیری تمام تنظیمات به تلاش و حوصله نیاز دارد.

ترموستات قابل آموزش (Learning)

این جدیدترین اختراع در فناوری ترموستات است. یک ترموستات Learning دارای تمام مزایای ترموستات های قابل برنامه ریزی است، با این تفاوت که فقط برای اولین بارهایی که از آن استفاده می کنید نیاز به برنامه نویسی دستی دارد. پس از آن، می تواند تنظیمات دلخواه شما را پیش بینی کند تا آن زمان تنظیم برنامه‌ها به صورت خودکار شروع می شود.

یک ترموستات Learning می تواند به یک شبکه بی سیم متصل شود که به شما امکان می دهد آن را از طریق تلفن هوشمند یا رایانه از راه دور تنظیم، نظارت و مدیریت کنید. این ترموستات فقط برای افرادی با برنامه های ثابت یا قابل پیش بینی کارآمد کار می کند. بدون ثبات، نمی تواند ترجیحات شما را به طور موثر بیاموزد.

اخیراً، بسیاری از ترموستات های سطح بالا دارای سیستم ارتباطی هستند. ترموستات ارتباطی به شما امکان می دهد برنامه ها را به سادگی با آن صحبت و تنظیم کنید. دارای ویژگی های پیشرفته ای هستند که فراتر از انواع دیگر دستگاه های ترموستات است، مانند قابلیت عیب یابی، تنظیم ویژگی های دلخواه و تغییر برنامه های داده شده، با تغییر اهداف.

راهنمای خرید ترموستات

به دلیل تنوع بالا در ساخت و تولید ترموستات، جهت خرید مناسب ترین ترموستات برای اهداف صنعتی خود، نیاز به آگاهی کامل نسبت به انواع ترموستات ها و کارایی آن احساس می شود که شما می توانید با مشاوره و راهنمایی کارشناسانی مجرب مناسب ترین و بهترین خرید را انجام دهید.

سخن نهایی

در این مقاله به سوال اساس کار ترموستات چیست و چگونه عمل می کند پاسخ دادیم. همچنین انواع ترموستات و کاربرد هر یک از آنها را توضیح دادیم و به بررسی مزایا و معایب آن پرداختیم. ترموستات یا کنترلر دما از جمله محبوب ترین سنسورهای صنعتی  می باشند که در بسیاری از صنایع خودروسازی و خانگی کاربرد دارند.