انواع ترموستات: ترموستات در بسیاری از وسایل الکتریکی و مکانیکی(مثل خودرو و دیزل ژنراتور) کاربرد دارد. کار ترموستات می تواند حفاظتی یا کنترلی باشد. وظیفه ترموستات در بعضی از دستگاهها اندازه گیری دما می باشد. و در بعضی از دستگاههای گرمایشی، ترموستات برقی وظیفه کنترل حرارت خروجی المنت گرم کننده را بعهده دارد. در بعضی از دستگاهها جهت حفاظت در برابر گرمای بیش از حد از ترموستات استفاده میشود تا برق دستگاه را قطع کند و یا بوسیله یک کنتاکت آلارمی را به صدا در بیاورد. 

ما فروشنده ترموستات نیستیم و این مقاله جنبه آموزش دارد.

ترموستات خودرو

در این مقاله به تفصیل در مورد ترموستات سخن خواهیم گفت. ترموستات در خودرو بر سر راه گردش آب رادیاتور به موتور قرار گرفته است. عملکرد ترموستات خودرو و موتور دیزل یا دیزل ژنراتور به این صورت است که با بالا رفتن دمای موتور، آب در حال گردش در اطراف بدنه سیلندر با ترموستات ارتباط برقرار میکند. ترموستات از دو فلز بی متال تشکیل شده است که دارای انبساط نا متوازن می باشند. دمای باز شدن دریچه ترموستات توسط کارخانه سازنده تنظیم شده است.

چنانچه دمای موتور به حد تنظیم شده ترموستات برسد دریچه ترموستات باز شده و یک مسیر جدید گردش آب به سمت رادیاتور باز میشود. هرچه دما بالاتر رود ترموستات نیز باز تر میشود و به همان نسبت ، خنک کننده ، خنک تر میشود. لذا به این ترتیب دمای آب و همچنین دمای موتور در حد مشخصی باقی می ماند.

اگر ترموستات نباشد

اگر ترموستات در موتور نباشد دمای کاری موتور در فصول سرد سال پایین می آید. این را تولید کننده های موتور خودرو و دیزل توصیه نمیکنند. چرا که کارکرد موتور در دمای پایین ممکن است به سرسیندر آن آسیب برساند. همچنین در موتورهای دیزلی باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش راندمان موتور بخاطر سوختن ناقص گازوئیل میشود. چرا که گازوئیل بوسیله حرارت شعله ور میشود نه مثل بنزین که با جرقه شعله ور میشود.

ترموستات

ترموستات چیست؟ ترموستات وسیله ای است که دمای سیستم را حس می کند و عملکردهایی را انجام می دهد تا دمای سیستم در نزدیکی یک نقطه مورد نظر حفظ شود. ترموستات در هر دستگاه یا سیستمی که گرم یا خنک می شود مورد استفاده قرار می گیرد تا دمای تعیین شده حفظ شود. نمونه هایی از استفاده ترموستات شامل موتور های خودرو و دیزل ، گرمایش ساختمان ، گرمایش مرکزی ، سیستم های تهویه مطبوع ، سیستم های HVAC ، بخاری و همچنین تجهیزات آشپزخانه شامل اجاق گاز و یخچال و دستگاه های جوجه کشی پزشکی و علمی است.

در ادبیات علمی ، این دستگاه ها معمولاً به عنوان بارهای کنترل شده ترموستاتیک طبقه بندی می شوند. بارهای کنترل شده ترموستاتیک تقریباً 50٪ از کل تقاضای برق در ایالات متحده را تشکیل می دهند. [1] یک ترموستات به عنوان یک دستگاه کنترل "حلقه بسته" عمل می کند. زیرا به دنبال کاهش بین دمای مطلوب و اندازه گیری شده است. گاهی اوقات ترموستات هر دو عنصر عمل سنجش دما و کنترل یک سیستم خنک کننده را مانند ترموستات اتومبیل ، ترکیب می کند.

کلمه ترموستات از کلمات یونانی "θερμός thermos, "hot" and στατός statos, "standing, stationary گرفته شده است.

ترموستات دما

ترموستات دمای سنسور دار: سیستم های گرمایش مرکزی مستقر در سیستم های گرمایش خانگی از گذشته توسط ترموستاتهای دو فلزی کنترل می شوند و در این مقاله بعداً به آن پرداخته می شود. کنترل مکانیکی توسط ترموستاتهای بی متال ، جریان رادیاتور بخار یا آب گرم را تنظیم می کند. با این حال ، شیرهای رادیاتور ترموستاتیک (TRV یا ترموستات) اکنون به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. از ترموستاتهای مکانیکی برای تنظیم میراگرها در بعضی از دریچه های توربین سقفی استفاده می شود.

و باعث کاهش تلفات گرمای ساختمان در فصول سرد می شود. برخی از سیستم های گرمایشی خودروهای مسافربری از دریچه کنترل شده ترموستاتیک برای تنظیم جریان آب و هوایی و دما برخوردار هستند.

ترموستات موتور ماشین

شاید رایج ترین نمونه فن آوری ترموستات  مکانیکی مورد استفاده امروزه ترموستات سیستم خنک کننده موتور احتراق داخلی باشد. که برای نگه داشتن موتور در نزدیکی دمای کارکرد مطلوب با تنظیم جریان خنک کننده به رادیاتور، بوسیله هوا موجب خنک شدن آن می شود. این نوع ترموستات با استفاده از یک محفظه بسته حاوی یک گلوله موم (wax pellet) عمل می کند که در دمای تعیین شده ذوب و منبسط میشود. انبساط این محفظه میله ای را حرکت میدهد که در هنگام عبور از دمای کار ، دریچه ای را باز می کند.

دمای کارکرد با ترکیب موم تعیین می شود. پس از رسیدن دمای کار ، ترموستات به تدریج باعث افزایش یا کاهش بازده آن در پاسخ به تغییرات دما می شود و به طور دینامیکی جریان چرخش مایع خنک کننده و جریان خنک کننده به رادیاتور را متعادل می کند تا دمای موتور در حد مطلوب حفظ شود. در بسیاری از موتورهای اتومبیل ، از جمله کلیه محصولات کرایسلر گروپ و جنرال موتورز ، ترموستات جریان رادیاتور بخاری را محدود نمی کند.

منبع آب جانبی رادیاتور به عنوان گذرگاهی به ترموستات مورد استفاده قرار می گیرد ، که از طریق بخاری جریان دارد. این مانع از تشکیل بخار قبل از باز شدن ترموستات می شود و باعث می شود بخاری قبل از باز شدن ترموستات کار کند. فایده دیگر منبع انبساط رادیاتور این است که اگر ترموستات از کار بیفتد ، هنوز هم مقداری جریان آب از طریق رادیاتور جریان دارد.

دوش و سایر کنترل های آب گرم:
شیر مخلوط ترموستاتیک دوش های مدرن، از گلوله موم برای کنترل مخلوط کردن آب گرم و سرد استفاده می کند. کاربرد متداول ترموستات برقی در آبگرمکن برقی می باشد. کاربرد متداول این دوش این است که اجازه بهره برداری از آبگرمکن برقی را در دمای کافی برای از بین بردن باکتری های لژیونلا  بدهد(بالاتر از 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت)) . در حالی که آب شیر خروجی به اندازه کافی خنک است تا موجب سوختن پوست نشود ( 49 درجه سانتیگراد (120 درجه فارنهایت).

تاریخچه ترموستات:
احتمالاً اولین نمونه های ثبت شده در مورد کنترل با ترموستات توسط مبتکر هلندی کرنلیس درببل (1633-1572) در حدود سال 1620 در انگلستان ساخته شده است. وی ترموستات جیوه را برای تنظیم دمای دستگاه جوجه کشی مرغ اختراع کرد. [3] این یکی از اولین دستگاههای ضبط شده با کنترل بازخورد یا فیدبک است. ترموستات مدرن در دهه 1830 توسط اندرو اور (1778-1878) ، یک شیمیدان اسکاتلندی ، که ترموستات دو فلزی را اختراع کرده بود ، توسعه یافت.

کارخانه های نساجی زمان نیاز به دمای ثابت و پایدار داشتند تا بتوانند بهینه کار کنند. بنابراین برای دستیابی به این Ure ترموستات دو فلزی یا بیمتال طراحی شده است که طول یکی از فلزات در پاسخ به افزایش دما ، افزایش می یابد و منبع انرژی را قطع می کند. [4 ] وارن اس. جانسون (1919-1847) از ویسکانسین در سال 1883 یک ترموستات اتاق دو فلزی ثبت اختراع کرد . و دو سال بعد ثبت اختراع برای اولین سیستم کنترل ترموستاتیک چند منطقه ای ارائه داد. [5]

آلبرت باتز (1905 - 1849) ترموستات برقی را اختراع کرد و در سال 1886 آن را ثبت کرد. یکی از اولین کاربردهای صنعتی ترموستات در تنظیم دما در دستگاه جوجه کشی طیور بود. چارلز هارسون ، مهندس انگلیسی ، اولین دستگاه جوجه کشی مدرن برای تخم ها را که برای استفاده در مزارع طیور در سال 1879 گرفته شد ، طراحی کرد. دستگاه های جوجه کشی برای تنظیم دما یک ترموستات دقیق را در خود گنجانیده بودند تا به طور دقیق وضعیت تخم مرغ در حالت طبیعی را شبیه سازی کنند. [7]

ساخت و اجزای ترموستات

ترموستات ها از سنسورهای مختلف برای اندازه گیری دما استفاده می کنند. به یک شکل ، در ترموستات مکانیکی ، دو فلز نواری به شکل کویل مستقیماً کنتاکت های الکتریکی را کنترل می کنند که سیستم گرمایش یا سرمایش را کنترل می کند. در عوض ، ترموستاتهای الکترونیکی از ترمیستور یا سنسور نیمه هادی دیگری استفاده می کنند که برای کنترل تجهیزات گرمایش یا سرمایش نیاز به تقویت و پردازش دارد. ترموستات نمونه ای از "کنترل کننده ضربه ای" است زیرا خروجی تجهیزات گرمایش یا سرمایش با دمای واقعی و نقطه تنظیم دما متناسب نیست.

در عوض ، تجهیزات گرمایش یا سرمایش تا زمانی که به دمای تنظیم شده برسد ، با ظرفیت کامل کار می کنند ، سپس خاموش می شوند. بنابراین افزایش اختلاف بین تنظیم ترموستات و دمای مطلوب باعث تغییر زمان رسیدن به دمای مطلوب نمی شود. میزان تغییر دمای سیستم مورد نظر ، از نظر ظرفیت تجهیزات گرمایش و سرمایش برای اضافه کردن یا حذف گرما از سیستم هدف تعیین می شود. برای جلوگیری از قطع و وصل بیش از حد سریع تجهیزات هنگامی که درجه حرارت نزدیک به نقطه تعیین شده است ، یک ترموستات می تواند شامل هیسترزیس باشد.

ترموستات با هیسترزیس اجازه تغییر حالت سریع دستگاه از "خاموش" به "روشن" و برعکس آن را نخواهد داد تا زمانی که دما مقداری از نقطه دمای تنظیم شده تغییر کند. به عنوان مثال ، یخچال و فریزر قرار داده شده در دمای 2 درجه سانتیگراد ممکن است کمپرسور خنک کننده را تا زمانی که دمای محفظه مواد غذایی آن به 3 درجه سانتیگراد نرسد ، استارت نکند. و آن را تا زمانی که درجه حرارت تا 1 درجه سانتیگراد کاهش نیابد ، خاموش نکند.

این مسئله خطر اصطحلاک تجهیزات را از تعویض بیش از حد حالت آن کاهش می دهد ، اگرچه نوسان دمای سیستم به بزرگی خطای هیسترزیس ترموستات مربوط میشود. برای بهبود راحتی افراد در سیستم تهویه مطبوع ، حسگر ترموستات بیمتال می تواند شامل یک سیستم "پیش بینی کننده" باشد تا در حین کار تجهیزات گرمایش یا در هنگام کار نکردن سیستم خنک کننده ، حسگر دما را کمی گرم کند.

در صورت تنظیم صحیح ، این امر باعث افزایش ثبات در سیستم می شود و میزان تغییرات دما را کاهش می دهد. ترموستاتهای الکترونیکی یک مدار معادل الکترونیکی دارند. [2]

مقالات مکانیک مرتبط:

سیستم خنک کننده موتور

آموزش تعمیر مکانیکی موتور کامیون

منبع: ویکیپدیا

با تشکر از مطالعه شما ، شرکت آسان ژنراتور دانیال فعال در زمینه :

• خرید ، فروش ، تعمیرات ، آموزش و فروش قطعات دیزل ژنراتور
• برق صنعتی - اتوماسیون - تابلو برق

به روز رسانی 1400/3/16

jvl,sjhj