De thermostaat is een eenvoudige eenheid die men aantreft in koelsystemen voor auto's, verschillende huishoudelijke apparaten of airconditioningsystemen en industriële automatiseringssystemen.
Over
Wat is een thermostaat
Een thermostaat is een discreet mechanisch apparaat dat zijn toestand, of die van zijn elektrische contacten, wijzigt wanneer een ingestelde temperatuur is bereikt.
Deze contacten kunnen worden gebruikt in relaisschakelingen, bijvoorbeeld om verschillende machines te starten of te stoppen of om informatie over het bereiken van een temperatuur door te geven aan een temperatuurregelingssysteem. Het woord zelf komt van twee Griekse woorden: "θερµο-" wat warmte betekent en "στατός" wat staan, stilstaan betekent.
In tegenstelling tot analoge temperatuursensoren zoals thermokoppel of weerstandsthermometerzal een thermostaat op een bepaald moment niet de werkelijke temperatuurwaarde aangeven. Zijn enige taak is te "triggeren", d.w.z. zijn toestand te wijzigen, wanneer de temperatuur op een vooraf bepaalde waarde wordt ingesteld. Afhankelijk van het type thermostaat wordt dan de vereiste regelactie uitgevoerd.
Thermostaten worden gebruikt in apparaten of systemen die verwarmen of koelen tot een ingestelde temperatuur. Bijvoorbeeld in koelkasten, verwarmingstoestellen, koelsystemen voor automotoren, industriële ovens, enz.
Wat een thermostaat is en hoe hij werkt
Het ontwerp en de functie van de thermostaat zijn afhankelijk van het gebruikte type sensor. Het ontwerp en de werking van de thermostaat hangen af van het type sensor dat wordt gebruikt; het kan een bimetalen plaat zijn of een metalen capsule met capillaire buisjes gevuld met vloeistof of gas.
Een bimetaalplaat zijn twee heterogene metalen strips met verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten die aan elkaar zijn gelast. Tijdens het opwarmen zet een van de metalen platen meer uit, waardoor deze bij het bereiken van de ingestelde temperatuur gaat buigen of rechttrekken.
Door op deze manier mechanisch te bewegen, kan de bimetaalplaat elektrische contacten maken of verbreken of bijvoorbeeld een koelmiddelklep openen.
Een andere veel voorkomende thermostaat is de capillaire thermostaat. De werking ervan is gebaseerd op de eerste wet van de thermodynamica, volgens welke een thermodynamisch systeem, naarmate de temperatuur verandert, mechanische arbeid moet verrichten totdat het een evenwichtstoestand heeft bereikt.
De capillaire thermostaat bestaat uit de volgende elementen:
- Een metalen capsule die de werkvloeistof (bv. glycol) bevat;
- Een capillair buisje dat de sensor verbindt met de thermostaat regeleenheid;
- Een regeleenheid of elektromechanisch relais, dat het temperatuurinstelpunt bepaalt.
Wanneer de metalen capsule opwarmt, verandert het volume van de inhoud, waardoor het membraan van het relais via een capillaire buis wordt ingedrukt, en wanneer de ingestelde temperatuur is bereikt, sluiten of openen de contacten.
De temperatuur wordt mechanisch ingesteld door aan een thermostaatschroef te draaien, of wordt in de fabriek op een bepaalde temperatuur ingesteld.
Doel van de thermostaat
Zoals hierboven vermeld, is de belangrijkste taak van een thermostaat de temperatuur te regelen. Het toepassingsgebied van de thermostaten is zeer breed: van het strijkijzer in de kleinste woning tot enorme ovens in industriële installaties. Zij worden gebruikt in diverse apparaten, verwarmingssystemen, airconditioningsystemen en huishoudelijke apparaten.
De thermostaat maakt het gebruik ervan veilig en tegelijk comfortabel, aangezien de temperatuur automatisch wordt geregeld.
De thermostaten kunnen worden ingebouwd of aanvullend worden gebruikt, bv. in waterkranen, voor het afstellen van gasketels of voor vloerverwarming vloerverwarming.
Een autothermostaat is een verplicht onderdeel van het motorkoelsysteem. Het helpt de juiste temperatuur te handhaven en voorkomt oververhitting.
Soorten en varianten
Thermostaten kunnen worden onderverdeeld op basis van hun bedrijfstemperatuurbereik:
- Apparaten die werken bij hoge temperaturen van +300 tot 1200 °C.
- Thermostaten voor gemiddeld bereik: -60 tot 500 °C.
- Met het laagste temperatuurbereik (cryostaten): Onder -60 °C. Zij werken samen met extra koudebronnen.
Thermostaten worden ook ingedeeld volgens hun stabiliteit en nauwkeurigheid van de bediening. Zij worden gekenmerkt door de afwijking van de ingestelde temperatuur:
- 5 - 10 °C is de slechtste indicatie van een thermostaat.
- 1 - 2 °C is goed voor een luchtthermostaat, maar middelmatig voor een vloeistofthermostaat.
- 0,1 °C is goed voor een luchtthermostaat en gemiddeld voor een vloeistofthermostaat.
- 0,01 °C - niet haalbaar voor luchtthermostaat, goed voor vloeistofthermostaat van speciaal ontwerp.
- 0,001 °C - alleen haalbaar met vloeistofthermostaten.
Hoe een thermostaat te testen
De volgende methode kan worden gebruikt om de thermostaat te testen: Het karakteristieke klikgeluid moet hoorbaar zijn wanneer de omgevingstemperatuur wordt gewijzigd - de contacten sluiten en openen.
Als de thermostaat verwijderbaar is, kunt u proberen het voelelement te verwarmen en de werking te controleren.
Als u bijvoorbeeld denkt aan de thermostaat in de oven, kunt u na het instellen van een bepaalde temperatuur de vlam van de brander observeren: als deze is gedaald en op hetzelfde niveau blijft, is alles in orde. De nauwkeurigheid van het verkregen resultaat kan worden bereikt met behulp van een thermometer.
De juiste werking van de thermostaatinstelling kan worden gecontroleerd met een thermometer of multimeter met een thermokoppel. Dit is bijvoorbeeld geschikt voor een wasmachine. Een tester die op de contacten van de thermostaat wordt aangesloten, kan ook helpen.
Wat thermostaatstoringen kunnen zijn
De belangrijkste fout bij dit toestel van alle types is dat de contacten permanent gesloten of open zijn, ongeacht de temperatuurinstelling. Een ander probleem is het hoge storingspercentage, d.w.z. de temperatuurverschillen tussen de ingestelde en de afgestelde waarden.
Thermostaat en thermostaat - het verschil
Thermostaten zijn een veel technischer begrip. Thermostaten maken er deel van uit.
Moderne thermostaten hebben analoge ingangen van sensoren, met de mogelijkheid om de gemeten temperatuur op het display weer te geven en analoge en binaire uitgangen voor procesregeling. Zij kunnen ook meetwaarden in het geheugen opslaan en een grafische voorstelling van het regelproces weergeven.
De taak van een thermostaat is veel eenvoudiger - contacten schakelen bij een ingestelde temperatuurwaarde.
Verwante artikelen:
