Termostat to proste urządzenie, które można znaleźć w układzie chłodzenia samochodu, w różnych urządzeniach gospodarstwa domowego czy klimatycznych, a także w systemach automatyki w produkcji przemysłowej.
Zawartość
Co to jest termostat
Termostat to dyskretne urządzenie mechaniczne, które po osiągnięciu określonej wartości zadanej temperatury zmienia swój stan lub stan swoich styków elektrycznych.
Styki te można np. wykorzystać w obwodach przekaźnikowych, uruchamiając lub zatrzymując różne jednostki lub przesyłając informacje o osiągnięciu temperatury do systemu automatyki APCS. Samo słowo pochodzi od dwóch greckich słów: „θερµο-”, co oznacza ciepło i „στατός” - stojący, nieruchomy.
W przeciwieństwie do analogowych czujników temperatury, takich jak termoelement lub termometr oporowy, termostat nie pokaże prawdziwej wartości temperatury w określonym momencie. Jego zadaniem jest jedynie „praca” na zadanej wartości temperatury, czyli zmiana jej stanu. Następnie, w zależności od rodzaju termostatu, wykonywane są czynności wymagane do regulacji.
Termostaty stosuje się w urządzeniach lub systemach, które podgrzewają lub schładzają coś do określonej temperatury. Na przykład w lodówkach, urządzeniach grzewczych, układach chłodzenia silników samochodowych, piecach przemysłowych itp.
Z czego składa się termostat i jaka jest jego zasada działania
Konstrukcja termostatu i jego zasada działania zależą od rodzaju zastosowanego elementu pomiarowego. Mogą to być płyty bimetaliczne lub metalowe kapsułki z kapilarami wypełnionymi cieczą lub gazem.
Płyta bimetaliczna to dwa odmienne metalowe paski o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej, które są ze sobą zespawane. W czasie nagrzewania jedna z metalowych płyt rozpręża się bardziej, co po osiągnięciu zadanej temperatury prowadzi do jej wygięcia lub wyprostowania.
Mechanicznie poruszająca się w ten sposób płyta bimetaliczna może zamykać lub otwierać styki elektryczne lub np. otwierać zawór chłodziwa.
Innym popularnym typem termostatu jest kapilara.Jego działanie opiera się na pierwszej zasadzie termodynamiki, zgodnie z którą przy zmianie temperatury w układzie termodynamicznym musi wykonywać pracę mechaniczną aż do osiągnięcia stanu równowagi.
Termostat kapilarny zawiera następujące elementy:
- metalowa kapsułka zawierająca płyn roboczy (np. glikol);
- rurkę kapilarną łączącą czujnik z jednostką sterującą termostatu;
- jednostka sterująca lub przekaźnik elektromechaniczny, za pomocą którego ustawiana jest wartość zadana temperatury.
Po rozgrzaniu metalowej kapsuły zmienia się objętość jej zawartości, która poprzez rurkę kapilarną naciska na membranę przekaźnika i po osiągnięciu określonej temperatury jej styki zamykają się lub otwierają.
We wszystkich typach termostatów temperaturę ustawia się mechanicznie, przekręcając śrubę regulacyjną, lub sztywno nastawioną przez producenta na określoną temperaturę.
Cel termostatu
Jak wspomniano powyżej, głównym zadaniem termostatu jest kontrola reżimu temperatury. Zakres zastosowania termostatów jest bardzo szeroki: od żelazka w małym mieszkaniu po ogromne piece w obiektach przemysłowych. Znajdują zastosowanie w różnych urządzeniach, systemach grzewczych, klimatyzatorach i sprzęcie AGD.
Termostat sprawia, że ich użytkowanie jest bezpieczne i jednocześnie komfortowe, ponieważ kontrola temperatury odbywa się automatycznie.
Termostaty można już zabudować lub zastosować dodatkowo np. w mieszarkach wodnych, do regulacji pracy kotłów gazowych lub ogrzewania płeć.
Termostat samochodowy to obowiązkowy element układu chłodzenia silnika.Pomaga utrzymać wymaganą temperaturę bez przegrzewania.
Gatunki i typy
Termostaty można podzielić ze względu na zakres temperatur pracy:
- Urządzenia pracujące w wysokich temperaturach od +300 do 1200 °C.
- Termostaty średniego poziomu: -60 do 500 °C.
- Z najniższym zakresem temperatur (kriostaty): poniżej -60 °С. Współpracują z dodatkowymi źródłami zimna.
Ponadto termostaty są klasyfikowane w zależności od stabilności i dokładności działania. Charakteryzują się odchyleniem od zadanej temperatury:
- 5 - 10°C - najgorszy wskaźnik termostatu.
- 1 - 2 ° С - dla termostatu powietrznego jest to dobry wskaźnik, ale dla termostatu płynnego jest przeciętny.
- 0,1°C - doskonała do powietrza, średnia - do cieczy.
- 0,01°C - nieosiągalne dla termostatu powietrznego, dobre dla termostatu cieczowego o specjalnej konstrukcji.
- 0,001 °C - ten wskaźnik można osiągnąć tylko w metrologicznych termostatach cieczowych.
Jak przetestować termostat?
Do testowania termostatu można zastosować następującą metodę: przy zmianie nastawy temperatury, przy wartości temperatury równej temperaturze otoczenia powinny być słyszalne charakterystyczne kliknięcia - styki zwierają się i otwierają.
Jeśli termostat jest wymienny, możesz spróbować podgrzać jego wrażliwy element i sprawdzić działanie.
Jeśli na przykład rozważymy termostat w piekarniku, to ustawiając określoną temperaturę, po rozgrzaniu można zaobserwować płomień palnika: jeśli spadł i pozostaje na tym samym poziomie, to wszystko jest w porządku.Dokładność uzyskanego wyniku można osiągnąć za pomocą termometru.
Prawidłowe działanie nastawy termostatu można wykonać za pomocą termometru lub multimetr z termoparą. Ta metoda jest odpowiednia na przykład do pralki. Pomoże również tester, który podłączając się do styków termostatu pokaże ich zwarcie i rozwarcie.
Jaki może być problem z termostatem?
Główne problemy z tym urządzeniem wszystkich odmian to stale zamknięte lub otwarte styki, niezależnie od temperatury. Inną wadą jest duży błąd, czyli rozbieżność między podanymi wskaźnikami temperatury.
Termostat a termostat – jaka jest różnica?
Regulatory temperatury to bardziej pojemna koncepcja. Częścią tego są termostaty.
Nowoczesne termostaty posiadają wejścia analogowe z czujników, z możliwością wyświetlania mierzonej temperatury na wyświetlaczu oraz wyjścia analogowe i dyskretne do sterowania procesem. Posiadają możliwość rejestrowania mierzonych parametrów w pamięci oraz wyświetlania wykresu procesu regulacji.
Zadanie termostatu jest znacznie prostsze - przełączyć styki przy zadanej wartości temperatury.
Podobne artykuły:
