Termostats — definīcija, darbība un veidi

Uzzini termostata definīciju, darbības principus un populārākos veidus — bimetāla, programmējamie un viedie risinājumi mājai un ofisam.

Termostats ir sensors, kas uztur apkures sistēmu tuvu vēlamajai temperatūrai vai iestatītajai temperatūrai. Tā ir vadības sistēma.

Termostats darbojas, ieslēdzot vai izslēdzot apkures vai dzesēšanas ierīces. Tas notiek centrālapkures sistēmā vai gaisa kondicionierī. Dažās sistēmās tas darbojas, izslēdzot vai ieslēdzot "siltumnesēju" pēc vajadzības, lai uzturētu iestatīto temperatūru. Nosaukums ir atvasināts no grieķu valodas vārdiem thermos "karsts" un statos "stāvošs".

Vienkāršākais termostata veids ir bimetāla sloksne, kas, paaugstinoties temperatūrai, saliecas un noteiktā punktā pārtrauc elektriskās strāvas ķēdi. Šāda veida termostatus izmanto virtuves tosteros.

Tā kā termostati kontrolē sistēmu, tie ir atgriezeniskās saites ierīču piemērs, kas uztur stabilu vietējo vidi pret temperatūras izmaiņām ārpus tās. Kibernētikā termostats ir tādas iekārtas piemērs, kas izmanto atgriezenisko saiti, lai uzturētu apkures sistēmas stabilitāti.

Darības princips īsumā

Termostats salīdzina reālo temperatūru ar lietotāja iestatīto vērtību (setpoint). Kad atšķirība pārsniedz noteiktu slieksni, termostats nosūta komandu apkures vai dzesēšanas ierīcei (piem., ieslēgt katlu, atvērt vārstu vai aktivēt kompresoru). Lai novērstu pastāvīgu ieslēgšanu/izslēgšanu (īso ciklu), ierīcēs bieži tiek izmantota histerēze jeb deadband — neliels temperatūras diapazons ap iestatīto vērtību, kurā izmaiņas netiek veiktas.

Galvenie termostatu veidi

• Mehāniskie (piem., bimetāla sloksne) — vienkārši un izturīgi, plaši izmantoti ierīcēs kā tosteri vai vienkāršās apkures iekārtās.
• Elektroniskie — izmanto termistorus, RTD vai termopārus, lai mērītu temperatūru, un elektroniku lēmumu pieņemšanai; precīzāki par mehāniskajiem.
• Programmējamie — ļauj iestatīt dažādus temperatūras grafikus (piem., dienai/naktij vai darba/ brīvdienu režīmiem) enerģijas taupīšanai.
• Viedie (smart) — ar Wi‑Fi / Bluetooth, attālināta vadība no viedtālruņa, integrācija ar mājas automatizāciju, mācīšanās režīmi un enerģijas patēriņa analītika.
• Industriālie — paredzēti sarežģītām procesu vadībām, bieži ar precīzu PID regulāciju (proporcionālā, integrālā un diferenciālā vadība).

Sensori un vadības elementi

Termostatos var tikt izmantoti dažādi temperatūras sensori:

• termistori (NTC/PTC) — lēti un precīzi par noteiktu diapazonu;
• RTD (piem., platīna) — ļoti precīzi un stabilāki ilgtermiņā;
• termopāri — piemēroti ļoti augstām vai zemām temperatūrām;
• bimetāla elementi — vienkāršs mehānisks princips.

Vadības elements var būt mehānisks slēdzis, elektromagnētisks relejs, tranzistors vai pusvadītāju izeja, kas kontrolē vārstus, sūkņus, apkures elementus vai kompresorus.

Praktiska lietošana un ieteikumi

• Termostata uzstādīšana: novietojiet ierīci vietā, kur tā atspoguļo telpas vidējo temperatūru — ne pārāk tuvu logiem, durvīm, radiatoriem vai tiešiem saules stariem.
• Kalibrēšana: elektroniskos termostatos laiku pa laikam pārbaudiet pret uzticamu temperatūras mērītāju; mehāniskos modeļus var būt nepieciešams regulēt pie ražotāja norādījumiem.
• Baterijas maiņa: viedie un programmējamie termostati bieži izmanto baterijas — mainiet tās savlaicīgi, lai izvairītos no darbības traucējumiem.
• Zonēšana: izmantojot vairākus termostatus vai zonēšanas vārstus, var kontrolēt dažādas mājas zonas atsevišķi, uzlabojot komfortu un samazinot izmaksas.

Energoefektivitāte un drošība

Pareizi noregulēts termostats var būtiski samazināt enerģijas patēriņu. Programmējamie un viedie termostati ļauj automātiski pazemināt temperatūru, kad telpa nav apdzīvota, un uzsākt sildīšanu pirms cilvēku atgriešanās. Tomēr jāpievērš uzmanība — pārāk biežas vai nepareizi konfigurētas automātikas var radīt diskomfortu vai liekas enerģijas izmaksas.

Drošības aspekti: elektriskajām iezīmēm izmantojiet sertificētu instalāciju, bet apkures sistēmas savienojumus uzticiet profesionāļiem. Industriālajās iekārtās izmanto papildu drošības ierīces un sliekšņus, lai novērstu pārmērīgu temperatūru.

Biežākie terminoloģijas jēdzieni

• Setpoint — lietotāja noteiktā mērķtemperatūra.
• Histerēze — temperatūras intervāls ap iestatījumu, kurā termostats neveic izmaiņas, lai izvairītos no īso ciklu problēmām.
• Deadband — līdzīgs histerēzei, bieži izmantots dzesēšanas un apsildes sistēmu kombinācijā, lai abas sistēmas vienlaikus nedarbotos.
• PID — regulācijas metode, kas nodrošina gludāku un precīzāku temperatūras uzturēšanu;

Kad izvēlēties kādu termostatu

Ja nepieciešama tikai vienkārša ieslēgšana/izslēgšana, pietiek ar mehānisku vai vienkāršu elektronisku termostatu. Ja vēlaties ietaupīt enerģiju ar precīzu grafiku vai attālinātu vadību, izvēlieties programmējamu vai viedo termostatu. Industriālām vajadzībām izvērtējiet precizitātes prasības, reakcijas ātrumu un atgriezeniskās saites veidus.

Ja nepieciešams, es varu papildināt rakstu ar konkrētiem termostatu modeļu piemēriem, montāžas norādījumiem vai padomiem enerģijas taupīšanai jūsu mājām vai uzņēmumam.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir termostats?

J: Kā darbojas termostats?

J: Kāda ir termostata nosaukuma izcelsme?

J: Kāds ir vienkāršākais termostata veids?

J: Kādās ierīcēs izmanto bimetāla sloksni kā termostatu?

J: Ko kontrolē termostati?

J: Kas ir termostata piemērs kibernētikā?

Meklēt pēc burta