ترموستات دیجیتال چیست؟
ترموستات به عنوان یک وسیله تنظیم دمای سیستم یا محیط می باشد که باعث می شود تا دما در درجه دلخواه حفظ گردد. در مواقعی نقش عمل سنج و کنترل سیستم را به عهده دارد .به طور کلی پرکاربردترین آن ها ، ترموستات استفاده شده در سیستم خنک کننده موتورهای احتراق داخلی می باشد که به شکل تنظیم جریان خنک کننده از رادیاتور و هوا منجربه حفظ شدن دمای موتور و کار کرد آن در یک دمای استاندارد می گردد. از موارد دیگر کاربرد ترموستات در سیستم های سرمایشی و گرمایشی خانه است به این صورت که زمانی که دمای محیط خانه پایین می آید ، ترموستات این سرد شدن محیط را حس می کند و دستور روشن شدن سیستم گرمایش را می دهد.
ترموستات در واقع وسیله‌ای است که از آن برای کنترل دما بر اساس محدوده‌ی تعیین شده استفاده می‌شود. ترموستات بر روی دمای معینی تنظیم می‌شود و اگر دمای دستگاه و محیط مورد نظر از محدوده‌ی تنظیم شده بیشتر شده و یا کاهش یابد، سبب تنظیم و کنترل مجدد دما می‌شود.
یک ترموستات دیجیتال به صاحب خانه اجازه می دهد تا دمای داخلی خود را تنظیم کرده و برنامه ای قابل برنامه ریزی برای گرمایش و سرمایش خانه خود ایجاد کند. برخلاف ترموستات های آنالوگ ، آنهایی که دیجیتال هستند دارای یک صفحه نمایش دیجیتال برای دما و تنظیمات هستند. بسیاری از ترموستات های دیجیتال در واقع ترموستات های هوشمند هستند که با دستگاه های دیجیتال شما همگام سازی می شوند. با این کار می توانید ترموستات خود را از هرجایی که به اینترنت متصل هستید کنترل کنید.
تاریخچه ساخت ترموستات
قدمت استفاده ترموستات ها در سیستم های برودتی و گرمایشی برای ثابت نگه داشتن در یک محدوده خاص و کنترل دما به سال ها قبل بر می گردد. در حدود سال ۱۶۲۰میلادی در کشور انگلستان برای کنترل دمای دستگاه‌های جوجه کشی، اولین ترموستات‌های جیوه‌ای اختراع گردید. از آن زمان تا امروز ترموستات ها از نظر کارکرد و طراحی و ظاهر تغییراتی زیادی کرده است. از انواع ترموستات‌های مکانیکی فلزی و ترموستات‌های الکتریکی گرفته تا ترموستات دیجیتال که جدیدترین تکنولوژی ترموستات در حال حاضر در بازار ارائه می گردد.
کاربرد ترموستات
ترموستات کاربرد بسیار گسترده ای دارد و با توجه به عملکرد کلی دستگاه مورد نظر وظایف مختلفی برای آن تعیین می گردد. یکی از اصلی ترین دلایل برای استفاده از آن، خنک کردن موتور خودرو می باشد که مانع از جوش آوردن آن می گردد. برای این منظور، بعد از تشخیص افزایش دمای موتور از حد معمول، دریچه آن باز شده و مایع خنک کننده به رادیاتور منتقل می گردد. با این عمل دمای موتور تا حد مطلوبی کاهش پیدا می کند.
از دیگر دلایل استفاده از ترموستات می توان به کنترل کارکرد دستگاه های مختلف مانند یخچال فریزر، مایکروفر و لباسشویی و غیره اشاره نمود. به عنوان مثال، اگر دمای داخلی یخچال فریزر بیشتر از مقدار تنظیم شده گردد، ترموستات به موتور فرمان روشن شدن می دهد. با روشن شدن موتور دمای یخچال شروع به کاهش می کند. بعد از رسیدن دما به حداقل مقدار تعیین شده، مجدد به موتور فرمان خاموش شدن را ارسال می کند.
- ترموستات در انواع وسایل و تجهیزات گرمایشی و سرمایشی کاربرد دارد.
- برای تنظیم درجه حرارت مایعات، گازها و جامدات در انواع تجهیزات استفاده می‌شود.
- در محیط های مختلف اعم از سردخانه ها، گلخانه، کوره، دیگ‌های بخار، گرم خانه و… کاربرد دارد.
- در لوازم خانگی مانند لباسشویی، ظزفشویی، چای ساز، قهوه ساز، سماور برقی، فر برقی، آبگرمکن برقی، آبگرمکن گازی و… به کار می‌رود.
چگونگی عملکرد ترموستات در تجهیزات مختلف
همانطور که اشاره نمودیم ترموستات در تجهیزات مختلفی به کار می‌رود که در ذیل به نوع عملکرد آن در دو وسیله مختلف می‌پردازیم:
_چگونگی عملکرد ترموستات در ماشین: ترموستات در ماشین بین موتور و رادیاتور قرار می‌گیرد و دمای موتور را بر اساس دمای مناسب کنترل نموده و آن را ثابت نگه می‌دارد.
_عملکرد ترموستات یخچال صنعتی: ترموستات سبب کنترل دمای یخچال و تنظیم دمای یخچال با محیط، هم چنین ایجاد دمایی مناسب مطابق با وسایل موجود در یخچال می‌شود.
نحوه اتصال ترموستات در تجهیزات مختلف:
- هر ترموستات از ترمینال رنگ و حرف اختصاصی تشکیل می‌شود که بر طبق استانداردهای موجود نشان داده می‌شود.
- ترمینال تغذیه با حرف اختصاری R و رنگ قرمز نشان داده می‌شود.
- اتصال به تجهیزات گرمایشی با رنگ سفید و حرف اختصاری W نمایش داده می‌شود.
- اتصال به تجهیزات سرمایشی با رنگ زرد و حرف اختصاری Y نشان داده می‌شود.
- اتصال به فن با رنگ سبز و حرف اختصاری G نشان داده می شود.
- اتصال به سر مشترک نیز با رنگ سیاه و حرف مختصر C نمایش داده می‌شود.
مزایای استفاده از ترموستات:
- در مصرف انرژی صرفه جویی می‌کند.
- دمای محیط را در تجهیزات گرمایشی و سرمایشی به صورت اتوماتیک کنترل می‌کند.
- بر روی دیوار قابلیت نصب و اجرا دارد.
انواع ترموستات:
ترموستات براساس موارد زیر طبقه بتدی می‌شود:
_بر اساس نوع حرارت که به دو دسته حرارتی و برودتی تقسیم می‌شود.
_بر اساس نوع عملکرد که سه دسته قطعی، وصلی، تدریجی را شامل می‌شود.
_بر اساس مکان نصب که شامل چهار نوع اتاقی، کانالی، جداری و مستغرق می‌شود.
_بر اساس فصول سال که سه دسته زمستانی، تابستانی و دوفصلی است.
_بر طبق نوع سنسور که چهار نوع بیمتالی، فانوسه‌ای، رئوستا و دیافراگرامی می‌باشد.
_ بر اساس تعداد مراحل که شامل یک مرحله ای، دو مرحله ای و پله ای می‌شود.
_و در آخر طبق رنج کاری که شامل دو دسته زیر صفر و بالای صفر است.
بنابراین ترموستات به دسته بندی های مختلفی تقسیم بندی می‌شود که تقسیم بندی ذیل یکی از انواع تقسیمات علمی ترموستات می‌باشد:
ترموستات مکانیکی: عملکرد این نوع ترموستات همانگونه که از نامش مشخص است، به صورت مکانیکی می‌باشد که به دو دسته ذیل تقسیم بندی می‌شود:
ترموستات بی‌متال: عملکرد این ترموستات کنترل سیستم بخار مرکز و آب داخلی دستگاه است.
ترموستات پنوماتیک: این نوع ترموستات با استفاده از یوتیوب‌های هوا دمای سیستم گرمایشی و سرمایشی را کنترل می کنند.
ترموستات الکتریکی: این ترموستات به دو نوع ترموستات آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی می‌شود.
ترموستات آنالوگ: این نوع ترموستات در بخاری‌های گازی، قهوه‌ساز، چای ساز، مشعل و… استفاده می‌شود.
ترموستات دیجیتال: این نوع ترموستات دارای صفحه نمایشگر است که دمای دستگاه و تنظیمات مربوط به آن را نمایش می‌دهد. هم چنین در مدل‌های پیشرفته ترموستات دیجیتال نمایشگر دارای ساعت و تاریخ و روز می‌باشد که امکان تنظیم بهتر دما را فراهم می‌کند. بنابراین ترموستات دیجیتال با امکانات و تجهیزات پیشرفته‌ای که دارد، یکی از پرکاربردترین انواع ترموستات می‌باشد.
ترموستات دیجیتال مقدار دمای واقعی و مقدار دمای مطلوب را نمایش می‌دهد که بدین گونه عمل می‌کند:
- ترموستات دیجیتال با استفاده از سنسور دمای واقعی محیط را مشخص می‌کند که با علامت pv نشان می‌دهد.
- دمای واقعی محیط را با دمای مطلوب مقایسه کرده و در صورت خارج شدن دمای واقعی از محدوده‌ی تعیین شده اش، با استفاده از سیگنال دما تنظیم می‌شود.
بخشهای تشکیل دهنده ترموستات دیجیتال:
ترموستات دیجیتال علاوه بر بخش ورودی و خروجی از بخشهای دیگری نیز تشکیل شده است.
_ورودی: این بخش وظیفه کنترل و اندازه گیری دما را دارد که از سنسورهای زیر تشکیل می‌شود:
•سنسور ترموکوپل: این نوع سنسور از انواع B, S, R, T, L تشکیل شده است.
•سنسور RTD: این نوع سنسور مقاومت خود را مطابق با تغییرات دما تغییر می‌دهد و نوعی حسگر دما می‌باشد.
_خروجی: ترموستات علاوه بر بخش ورودی دارای بخش خروجی نیز می باشد که وظیفه بخش خروجی شامل موارد ذیل است:
روشن و خاموش کردن تجهیزات گرمایشی و سرمایشی را کنترل می‌کند.
وظیفه صدور سیگنال و آلارم‌های هشدار را بر عهده دارد.
ترموستات‌های دیجیتال شامل سه خروجی رله ssr ، جامد، خطی آنالوگ است که هر کدام وظیفه و کارایی خاص خود را دارند.
_پارامتر setpoint: این نوع پارامتر به معنای دمای مطلوب تعیین شده است. بنابراین ترموستات دمای محیط را روی مقدار تعیین شده پارامتر حفظ می‌کند.
_ پارامتر آلارم: در ترموستات‌های دیجیتال از این پارامتر برای فعال کردن فرآیند کنترل دما استفاده می‌شود.
_ پارامترPID: در برخی از ترموستات‌ها تنظیم این پارامتر را می‌توان بر روی حالت اتوماتیک قرار داد. هم چنین به صورت دستی نیز می توان اقدام به تنظیم پارامتر مزبور پرداخت.
مزایای ترموستات‌های دیجیتال:
- ترموستات‌های دیجیتال به صورت اتوماتیک دمای محیط را تنظیم می‌کند و قابلیت برنامه ریزی دارند. برخلاف ترموستات‌های آنالوگ و مکانیکی که دارای قابلیت برنامه‌ریزی نیستند.
- ترموستات‌های دیجیتال در مصرف انرژی صرفه جویی می‌کنند. زیرا قادر به ذخیره انرژی بوده و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می‌کند.
- با ترموستات‌های دیجیتال دمای محیط را می‌توان تنظیم نمود.
- ترموستات دیجیتال سبب می‌شود تا شما دمای مد نظرتان را هر وقت که نیاز داشتید، بررسی نمایید.
- می‌توان به ترموستات دیجیتال برنامه هفتگی داد.
- ترموستات دیجیتال دارای الگوریتم تطبیقی می باشد مثلا می‌توانید ترموستات را به گونه‌ای تنظیم کنید که هر صبح بر دما بر روی ۲۱ درجه سانتیگراد تنظیم شود.
کاربرد ترموستات دیجیتال:
با استفاده از ترموستات دیجیتال می‌توان تغییرات دما و مقدار آن را هر لحظه ارزیابی نمود که سبب مدیریت بهتر دما در محیط می‌شود. بنابراین ترموستات دیجیتال را باید نزدیک به درب ورودی نصب نکرد. چون با باز و بسته شدن مداوم درب ورودی دمای محیط تغییر می‌کند. هم چنین باید ترموستاتی مطابق با ابعاد مکان مورد نظرتان تهیه نمایید. برای تنظیم دمای آب استخر و هم چنین تنظیم دمای محیط گلخانه‌ها و مرغداری‌ها نیز کاربرد دارد.
نحوه تعمیر و عیب‌یابی ترموستات‌های دیجیتال:
عیب یابی و تعمیر ترموستات‌های دیجیتال بر اساس نوع و برندشان متفاوت است. ولی به طور کلی انجام مراحل زیر برای تعمیر ترموستات دیجیتال لازم می‌باشد:
_ابتدا برای تنظیم و کنترل دما کلید سیستم را بررسی نمایید. اگر می‌خواهید دمای محیط را گرم کنید و افزایش دهید، دمایی را که توسط نمایشگر ترموستات دیجیتال نشان داده می شود را بیش تر از دمای محیط تنظیم نمایید و در صورتی که می‌خواهید دمای محیط را کاهش دهید، درجه نمایشگر را کم کنید.
_در صورتی که صفحه نمایشگر ترموستات دیجیتال روشن نمی‌شود و در حالت خاموش قرار گرفته است، باتری‌ها را کنترل کرده و قطب مثبت و منفی آن را چک کنید. اگر صفحه نمایشگر روشن نشد باتری ها را تعویض نموده و برای راه اندازی ترموستات از دکمه ریست استفاده نمایید.
_سیستم های گرمایشی و سرمایشی و سیستم تهویه با انرژی الکتریکی کار می‌کنند. بنابراین از اتصال نیروی الکتریسیته به سیستم های فوق مطمئن شوید. اگر وصل نباشد متصل نموده و اگر فیوز قطع باشد، نسبت به تعمیر یا تعویض آن اقدام نمایید.
مشخصات فنی ترموستات‌های دیجیتال:
ترموستات‌های دیجیتال قطعه متحرکی برای اندازه گیری و تنظیم دمای محیط ندارند.
در ترموستات‌های دیجیتال برای اندازه گیری دما از ترمیستورها و دماسنج مقاومتی استفاده می‌شود.
در بعضی از انواع ترموستات های دیجیتال برای منبع قدرت از باتری استفاده می‌شود.
در بعضی دیگر از برندهای ترموستات‌های دیجیتال از مدارهای ۲۴ ولت برای منبع قدرت استفاده می‌شود.
ترموستات‌های دیجیتال دارای نمایشگر دما و تنظیمات مربوط به آن می‌باشند.
ترموستات‌های دیجیتال ساعت تنظیم دما دارند که سبب صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از هدر رفت آن می‌شود.
نحوه تست ترموستات دیجیتالی:
چراغ صفحه نمایشگر ترموستات دیجیتالی در هنگام تاخیر شروع به چشمک زدن می‌کند. هنگامی که چراغ ثابت ماند و چشمک نزد باید جریان شماره ۳ را ازطریق ترمینال شماره ۲ قطع نمود تا با این کار جریان به شماره ۱ هدایت شود. اگر جریان هدایت به شماره ۱ صورت نگرفت بدین معنی است که انواع ترموستات خراب می‌باشد.
هم چنین در صورت روشن نشدن ترموستات دیجیتالی جریان ورودی را بررسی نمایید یا با همتر ولت ورودی ترموستات را چک کنید، اگر پایه‌های ترموستات جریان ورودی داشتند ولی با این حال باز هم ترموستات دیجیتالی روشن نشد، به صورت قطعی ترموستات دچار خرابی شده است.
یکی از علل خرابی ترموستات می‌تواند اتصال کوتاه مصرف‌کننده باشد. بنابراین قبل از این که ترموستات را مونتاژ کنید، مصرف کننده را کنترل نموده و از نحوه اتصال آن اطمینان یابید.
نحوه نصب ترموستات دیجیتالی:
ولتاژ ورودی ترموستات دیجیتالی ۲۲۰ ولت است و علت این مقدار ولتاژ برای به کار افتادن منبع تغذیه ترموستات است. فاز و نول را در دو پایه ۶و ۷ ولتاژ ورودی وصل نموده و با این کار ولتاژ ورودی را نصب کرده اید. سپس سنسور ترمینال‌های شماره ۵ و ۴ را مونتاژ نموده و در قسمت‌های ۱ و ۲ ترمینال که قطع و وصل مدار کنترل را بر عهده دارد، نول مصرف کننده را به ترمینال ۲ بسته و از طریق ترمینال ۱ نول را به مصرف کننده می‌رسانید. سپس ترمینال شماره ۳ را به چراغ سیگنال وصل می‌کنید. این نوع سیم بندی برای سیستم سرمایشی می‌باشد. بنابراین اگر می‌خواهید ترموستات دیجیتالی را بر روی سیستم گرمایشی نصب نمایید لازم است که خروجی را به جای ترمینال ۱ از ترمینال ۳ گرفته و در این صورت ترمینال شماره ۱ ترمینال چراغ سیگنال شما خواهد شد.
اساس کار ترموستات چیست؟
همانطور که می دانید ترمومتر (یا همان دماسنج) وسیله اندازه گیری دما می باشد و با ترموستات بسیار متفاوت می باشد. ترموستات به عنوان قطعه که دما را در یک بازه تنظیم شده ثابت نگه می دارد کاربردی می باشد.اساس کار ترموستات بر پایه انبساط مواد بر اثر افزایش دما می باشد. بعضی از انواع ترموستات ها بر حسب انبساط و انقباض قطعات به خاطر بالا رفتن و پایین آمدن دما، مدار الکتریکی را قطع و وصل می گردد. بخش منبسط یا منقبض شونده در ترموستات می تواند از جنس فلز یا گاز باشد، که هر کدام مزایا و معایبی دارند.
ترموستات الکتریکی :
ترموستات الکتریکی آنالوگ : ترموستات معمول مورد استفاده در بخاری های گازی با استفاده از سوپاپ الکتریکی در این دسته از ترموستات ها قرار می گیرد. مکانزیم مشابه این ترموستات همچنین در مشعل ، دیگ ، دیگ الکتریکی گرماساز برقی ، دستگاه قهوه ساز ، یخچال و … مورد استفاده قرار می گیرد. ترموستات های اتاقی آنالوگ مانند T4360 و T6373 که برای انواع فن کویل زمینی و سقفی مورد استفاده قرار می گیرند، در این دسته جای دارند.
ترموستات الکتریکی دیجیتال : در این نوع ترموستات ، تمامی بخش های متحرک و به نوعی مکانیکی حذف شده و در عوض از رله روی ترمیستور یا سایر وسایل semiconductor مانند گرماسنج مقاومتی استفاده می شود. همه ترموستات های این دسته دارای صفحه نمایشگر بوده که دمای محیط و همچنین تنظیمات نشان داده شده را نمایش می دهد. البته ترموستات های نسل جدید که به عنوان ترموستات هوشمند شناخته می شوند، علاوه بر موارد فوق دارای نمایشگر ساعت ، تاریخ و روز های هفتگی می باشند که این امکان را به کاربر می دهد که جهت تنظیم دمای هرچه بهتر برنامه روزانه برای ترموستات تعیین کند.
کار ترموستات در موتور چیست؟
ترموستات وسیله ای است برای تنظیم درجه حرارت موتور اتومبیل که بطور خودکار گرمای موتور را در حد ایده آل که حدود 85 درجه است نگه می دارد. برای عملکرد درست موتور، دمای آن باید در محدوده معینی نگه داشته شود سرد بودن موتور باعث می شود که غلظت روغن بالا رود و روانکاری قطعات به خوبی صورت نگیرد و گرم بودن بیش از حد آن هم باعث می شود روغن خیلی رقیق شود و خاصیت روان کنندگی خود را از دست بدهد بنابراین ضرورت کامل دارد که دمای موتور در حد 85 در جه سانتیگراد نگه داشته شود.
در ابتدا که موتور سرد است ترموستات مسیر ورود آب به رادیاتور را می بندد بنابراین آبی که برای گردش در دور سیلندر مورد استفاده است قرار می گیرد فقط همان مسیر بسته دور موتور را طی می کند و وارد رادیاتور نمی شود تا گرمای آن به 85 در جه سانتیگراد برسد در این حالت گرمای مزبور باعث فعال شدن ترموستات شده و جیوه ای که درون آن است منبسط شده و مسیر ورود آب به رادیاتور را باز می کند تا درجه حرارت بیش از این بالا نرود با پائین آمدن حرارت مجددا ترموستات بسته می شود و همین سیکل مرتب تکرار می شود تا درجه حرارت موتور در حد مطلوب باقی بماند. در واقع این ترموستات یک وسیله مکانیکی هوشمند است که کار یک شیر قطع و وصل اتوماتیک را انجام می دهد.
جمع بندی
بنابراین ترموستات دیجیتال نوعی از ترموستات است که سبب کنترل دمای محیط بر اساس میزان تعیین شده می‌شود. در واقع ترموستات دیجیتال دمای واقعی محیط را با دمای مطلوب معین شده مقایسه نموده و اگر دمای محیط بیشتر از دمای مطلوب باشد، با استفاده از تجهیزات کنترل کننده و هم چنین سیستم سرمایشی که دارد نسبت به کاهش دمای محیط اقدام می‌کند. همچنین اگر دمای محیط پایین‌تر از دمای مطلوب تعیین شده باشد، ترموستات دیجیتال با استفاده از سیستم گرمایشی خود نسبت به افزایش دما تا حد مطلوب اقدام می‌کند. بنابراین ترموستات دیجیتال به دلیل مزایایی هم‌چون قابلیت برنامه‌ریزی، صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش هزینه‌های ناشی از مصرف انرژی و طراحی و ظاهری شیک دارای مشتریان زیادی بوده و از پرکاربردترین و متداول‌ترین انواع ترموستات‌های موجود در بازار است.
