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 قطعات الکترونیک 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.
ترموستات از جمله پرکاربرد ترین سنسورها در تمامی اهداف صنعتی و خانگی است. در این مطلب این ابزار دقیق و 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.
جهت خرید ترموستات به صفحه ” ترموستات (THERMOSTAT) ” مراجعه کنید.
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.
طرز کار ترموستات
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.
انواع طبقه بندی ترموستات
انواع ترموستات به دلیل تنوع بالا در طراحی و ساخت براساس نحوه عملکرد، کاربردها و یا ویژگی‌هایشان در دسته‌های مختلفی قابل طبقه بندی هستند. در این جا سعی شده همه نوع طبقه بندی ترموستات‌ها ذکر شود:
-
انواع ترموستات براساس محل قرارگیری و نصب:
- انواع ترموستات اتاقی
- ترموستات کانالی
- ترموستات مستغرق
- ترموستات دیواری
-
انواع ترموستات بر اساس عملکرد:
-
- ترموستات قطعی و وصلی
- ترموستات تدریجی
-
انواع ترموستات بر اساس کنترل دما:
-
- ترموستاتهای حرارتی
- ترموستات برودتی
-
انواع ترموستات بر اساس رده و رنج:
-
- ترموستاتهای زیر صفر
- ترموستات بالای صفر
-
انواع ترموستات بر اساس دفعات کارکرد:
-
- تک مرحله‌ای
- دو مرحله‌ای
- پلکانی
-
بر اساس نوع سنسور کاربردی:
-
- دو فلزی
- فانوسه‌ای
- رئوستا
- دیافراگمی
-
انواع ترموستات بر اساس فصل کاربرد:
-
- ترموستات مناسب فصل تابستان
- ترموستات مناسب فصل زمستان
- دو فصلی
انوع ترموستات
انواع مختلفی از ترموستات‌ها وجود دارد که بر اساس اصل کار یا برنامه ریزی شدن 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.
انواع ترموستات: بر اساس اصل کار
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.
مزایا
نصب آنها ارزان تر است
به دلیل قطعات متحرک، در برابر قطعی و نوسانات برق مقاومت بیشتری دارند
برای اکثر مردم بیشتر آشنا هستند و استفاده از آنها بسیار راحت تر است
عیب یابی ترموستات با یک دستگاه ساده بسیار آسان است
معایب
تأخیر بیشتر در تغییرات دما
در مورد کنترل و سفارشی سازی گزینه های کمتری وجود دارد
نگهداری گران
ترموستات دیجیتال
در مقابل ، ترموستات های دیجیتال 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
گزینه های بیشتری را از نظر کنترل دما ارائه می دهند
بر اساس مشخصات شما قابل برنامه ریزی هستند
از نظر مصرف انرژی به صرفه‌تر هستند
واکنش آنها به تغییرات دما بسیار فوری است
معایب
نصب آنها بیشتر طول می کشد و هزینه بیشتری دارد
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
به طور کلی نصب آنها ارزان تر است
استفاده از آنها با واسط های روشن و سنتی آسان است
آنها در تنظیماتی که ترجیح می دهید قابل اعتماد هستند
معایب
نمی توان آنها را برنامه ریزی کرد: برای اهداف تجاری و صنعتی مناسب نیستند
بدون ویژگی های کارآیی، اگرچه آنها مقرون به صرفه 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
فرصت های بیشتر برای سفارشی سازی
مناسب برای افراد و کارخانجاتی که در نواحی دارای تغییرات شدید دما هستند
امکان عملکرد به صورت Wi-Fi
معایب
گرانتر از جایگزین های غیر قابل برنامه ریزی است
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
فناوری هوشمند باعث سفارشی سازی می شود
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
معایب
اینها گران ترین مدل هایی هستند که می توانید خریداری کنید
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
ترموستات های بی سیم به شما آزادی دسترسی و کنترل را در هر مکانی می دهد.
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.
معایب
ترموستات بی سیم بسیار گران است.
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
از آنجا که دکمه‌ها مشخص نیستند، احتمال اینکه شخصی به طور تصادفی دکمه ای را فشار دهد کاهش می یابد.
این روند برنامه نویسی را آسان تر و سریعتر می کند.
معایب
همه مدل های صفحه لمسی برای راحتی افراد با انگشتان بزرگ طراحی نشده‌اند.
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.
