تعریف ترموستات
دما یکی از فاکتورهای مهم در روند کاری و زندگی افراد می باشد که قابلیت اندازه گیری و کنترل را دارد. دما توسط دماسنج اندازه گیری می شود. در برخی از فرآیندها و مکانیسم ها لازم است دما در یک محدوده خاص ثابت نگه داشته شود لذا برای رسیدن به این هدف از دستگاهی به نام ترموستات استفاده می گردد. ترموستات یا دماپا به منظور سنجش و تنظیم دمای هوا، گازها یا آب و مایعات دیگر کارآیی دارد. ترموستات ها در محصولات و دستگاه های مختلف به کار برده می شوند که برخی از آنها کالاهای مصرفی همانند سماور برقی، یخچال یا … می باشند.
تنظیم دمای محیط بر روی عملکرد دستگاه ها و تجهیزات صنعتی و فرآیند ها تاثیر گذار بوده و دارای اهمیت می باشد. ترموستات یک کنترل کننده خودکار دما بوده که جهت تنظیم آن در مکان های محدود مورد استفاده قرار می گیرد و وظیفه خود را با قطع و وصل کردن سیستم تجهیزات انجام داده و اجازه افزایش یا کاهش دما را از مقدار تعیین شده نمی دهد.
انواع ترموستات
نیاز به کنترل دما و تنظیم آن در محیط های مختلف، سازندگان را تشویق به ساخت و تولید ترموستات های متنوع نموده است. این ترموستات ها براساس چندین فاکتور که در ادامه آورده می شود دسته بندی می گردند که هر یک از آنها کاربرد ویژه خود را دارند. این موارد عبارتند از:
- حرارت قابل اندازه گیری
- نوع عملکرد
- مکان نصب
- نوع سنسور نصب شده در ترموستات
- رنج کاری
- تعداد مراحل کاری
حرارت قابل اندازه گیری
ترموستات ها از لحاظ حیطه دمایی که اندازه گیری می کنند در دو نوع برودتی و حرارتی ساخته شده اند. نوع برودتی دمای زیر صفر را اندازه گیری کرده و اغلب در تجهیزات سرمایشی به کار گرفته می شود. مدل های حرارتی دماهای بالا را تنظیم و کنترل می کنند و در تجهیزات گرمایشی نصب و مورد استفاده قرار می گیرند.
نوع عملکرد
این قطعات از نظر عملکرد به شکل قطعی، وصلی و تدریجی طراحی شده اند. منظور از قطعی و وصلی این است که ترموستات برای ثابت نگه داشتن دما و جلوگیری از بالا رفتن آن با قطع سیستم دستگاه مورد نظر این کار را انجام می دهد و برعکس برای بالا بردن دما اقدام به وصل نمودن سیستم دستگاه می نماید.
مکان نصب
مکانی که ترموستات در آن نصب می شود مبنای دیگری برای دسته بندی این تجهیزات می باشد که آنها را می توان به صورت اتاقی، کانالی، مستغرق و جداری نصب نمود.
نوع سنسور نصب شده در ترموستات
نوع سنسور نصب شده در این قطعه می تواند در چهار نوع مختلف بیمتالی، فانوسه ای، رئوستا و دیافراگمی ساخته و به کار برده شود.
رنج کاری
منظور از رنج کاری مشخص کردن محدوده دمایی زیر صفر یا بالای صفری است که ترموستات باید آن را تنظیم و کنترل نماید.
تعداد مراحل کاری
این تجهیزات به لحاظ مراحل عملکرد می توانند در سه نوع تک مرحله ای، دو مرحله ای یا پله ساخته شوند.
انواع ترموستات براساس ویژگی های کاربرد آنها و نوع سنسور
- آنالوگ یا الکترومکانیکی
- دیجیتال یا الکترونیکی
آنالوگ یا الکترومکانیکی
این نوع ترموستات به وسیله دستور یک حسگر حرارتی که با یک سری رابط مکانیکی به میکروسوئیچ متصل شده، کار قطع و وصل کردن مدار الکتریکی را انجام می دهد. این ترموستات ها به لحاظ کاربری عمر طولانی داشته و مجهز به دو عدد حسگر دما می باشند. اساس کار این قطعات و تجهیزات کاربردی مطابق با اصل انبساط مایع می باشد. به این تجهیزات ترموستات مویین نیز گفته می شود و داری بخش هایی همانند دیافراگم، لوله مویین و حسگر می باشد. نمونه ای دیگر از این تجهیزات وجود دارند که عملکردشان با تکیه بر انبساط فلزات طراحی شده که به بی متال معروف هستند.
دیجیتالی یا الکترونیکی
در این ترموستات ها دستور خروجی از سنسور به یک رله کوچک مینیاتوری منتقل شده و از طریق آن عملیات قطع و وصل جریان الکتریکی در یک دمای مشخص انجام می شود. به کار بردن قطعات الکترونیکی در ترموستات سبب می گردد تا کنترل ها انجام شده بسیار دقیق بوده و مراحل کاری و طریقه کارکرد نوع دیجیتالی قابلیت برنامه ریزی شدن را دارند. به طوری که با دادن یک برنامه مشخص روشن و خاموش شدن دستگاه های دارای این قطعه، کارکرد آنها را می توان برای مدت مشخصی تنظیم نمود.
کاربردها
استفاده در صنعت
در بخش های مختلف صنعت که نیازمند تنظیم دما می باشد از ترموستات ها استفاده می کنند. همانند گلخانه ها، انواع کوره های صنعتی، دیگ های بخار، اتوکلاوها، سیستم حرارتی، گرم خانه و …
خودروسازی
در ساخت انواع خودرو از ترموستات برای حفظ دمای موتور خودرو در محدوده استاندارد استفاده شده است که تاثیر زیادی در عملکرد مناسب خودرو ها دارد.
کاربرد در لوازم خانگی
در ساخت و تولید لوازم خانگی این قطعه کاربرد فراوانی دارد. ترموستات در یخچال، لباسشوئی، ماشین ظرفشویی، سماور برقی، پلوپز، سرخ کن ها، فریزر و … نصب می شود.
کاربرد در تاسیسات ساختمانی
یکی دیگر از محل هایی که ترموستات به عنوان یک عامل مهم تنظیم کننده دما کاربرد فراوانی دارد، سیستم های تهویه مطبوع و گرمایش ساختمان می باشد. این سیستم ها شامل کولر، تهویه مرکزی، پکیج ها، موتورخانه ها، هواساز، چیلر، فن کوئل و … می باشند.