آیا با ترموستات آشنا هستید؟ می‌دانید ترموستات یا کنترل‌گر دما در چه بخش‌هایی کاربرد دارد؟ یکی از قطعاتی که می‌تواند دمای محیط را تنظیم کند و آن را کنترل کند تا در محدوده مشخص شده قرار بگیرد، ترموستات یا کنترل گر دما است. این قطعه با توجه به ویژگی‌هایی که دارد در بخش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطلب با ما همراه شوید تا با ترموستات یا کنترل گر دما، انواع ترموستات و کاربرد آن در بخش‌های مختلف آشنا شوید.
ترموستات یا کنترل گر دما چیست؟
ترموستات (Thermostat) قطعه‌ای است که وظیفه آن تنظیم و کنترل دما است، کنترلر به هیچ عنوان اجاره نمی‌دهد دما از کنترل خارج شود و بالاتر یا پایین‌تر از حد استاندارد قرار بگیرد. اگر دما افزایش یابد سعی می‌کند با کاهش آن دما را به سطح مطلوب برساند و اگر دما کاهش پیدا کند به همین ترتیب با افزایش دما سعی می‌کند آن را به شاخص مورد نظر برساند.
شما می‌توانید با توجه به شرایط محیط دمای شاخص را برای ترموستات تعریف کنید تا بر اساس آن عمل کند، ترموستات با ایجاد سیگنال‌های الکتریکی دستور خاموش و روشن شدن را به واحد گرم کننده می‌دهد. بیشتر ترموستات‌ها از قابلیت برنامه‌ریزی برخوردارند و دما را به صورت خودکار و بر حسب دمای محیط تنظیم می‌کند.
ویژگی‌های انواع ترموستات
- ترموستات‌ها توانایی بسیاری در تنظیم دما و یکنواخت نگه‌داشتن میزان سرمایش و گرمایش محیط را دارند.
- ترموستات‌ها با توجه به عملکردی که دارند به سه دسته تدریجی، قطعی و وصلی تقسیم می‌شوند.
- این قطعات را می‌توان در حالات مختلف اتاقی، جداری، مستغرق و کانالی نصب کرد.
- سنسور نصبی ترموستات در 4 حالت رئوسا، بیمتالی، فانوسه و دیافراگمی طراحی می‌شوند.
- این قطعات در دو مدل یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای تولید می‌شوند.
- ترموستات با کاهش یا قطع جریان موجب تنظیم دما می‌شود و به صورت اتوماتیک دمای محیط را کنترل می‌کنند.
- این قطعات در مدیریت سرمایش و گرمایش دمای محیط نقش بسیار موثری دارند.
کنترل دما توسط ترموستات ها به چند روش انجام می‌شود؟
این قطعه قادر است تا به دو روش کنترل دما را انجام دهد:
1- کنترل گر دما از طریق کنترل بازخوردی (Feedback Control)
کنترل بازخوردی زمانی شکل می‌گیرد که فرآیندها به طور متناوب و تکراری پشت سر هم انجام شوند، در این شرایط دما به طور پیوسته در حال ارزیابی و اندازه‌گیری خواهد بود. در بیشتر دستگاه‌ها از این نوع کنترل گر دما استفاده می‌شود، کنترل گر دما باید دمای اندازه‌گیری شده را از طریق سنسور دریافت کند و آن را با دمای تنظیم شده کنترل کند. بدین ترتیب اگر مقدار فعلی از مقدار تنظیم شده کمتر باشد هیتر را روشن می‌کند و اگر دمای فعلی از مقدار تنظیم شده بیشتر باشد دستور خاموش شدن هیتر را صادر می‌کند.
2- کنترل گر دما از طریق کنترل ترتیبی (Sequential Control)
در این روش کنترل گر دما یک سری فرآیندی که از پیش تعیین شده را پشت سر هم به ترتیب انجام می‌دهد.
انواع مختلف ترموستات ها
ترموستات‌ها انواع و اقسام مختلفی دارند و هر یک از آن‌ها در بخش‌های خاصی کاربرد خواهند داشت. این قطعات با توجه به نوع عملکرد، دامنه دمایی، فصل سرد و گرم، محل نصب، محدوده کاری، نوع سنسور و تعداد دفعات مراحل عملکرد انواع مختلفی دارند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
‣ترموستات آنالوگ
این نوع ترموستات عملکرد بسیار ساده‌ای دارد و قیمت آن نسبت به سایر مدل‌ها بسیار مناسب و اقتصادی است. مبنای عملکرد ترموستات‌ها آنالوگ، دیافراگمی است به همین دلیل ماندگاری و طول عمر بسیار بالایی دارد.
‣ترموستات هوشمند
ترموستات هوشمند یکی از جدیدترین مدل‌ها است که ویژگی‌های منحصر به فردی دارند و به راحتی قابل برنامه‌ریزی هستند. ترموستات هوشمند را می‌توان از راه دور کنترل کرد و همین ویژگی باعث شده تا کاربرد بسیاری در صنایع مختلف داشته باشد. این قطعه قادر است تا برای تنظیم دمای محیط به اینترنت وصل شود و بر اساس آب و هوای محیط، دما را کنترل کند.
‣ترموستات الکترونیکی
این نوع ترموستات سنسوری دارد که قادر است دما را اندازه‌گیری کند و موجب خاموش و روشن شدن دستگاه از طریق رله کوچک مینیاتوری شود. از طریق این قطعه دمای مشخص و فرمان قطع و وصل به ترموستات داده می‌شود تا دما را دقیق کنترل کند. ترموستات الکترونیکی می‌تواند کارکرد ترموستات و مراحل آن را به راحتی تنظیم و کنترل کند.
‣ترموستات الکترومکانیکی
در این نوع ترموستات، سنسور باید دما را اندازه‌گیری کند سپس دستور آن را به میکروسوئیچ ارسال خواهد کرد. اینگونه دستور قطع و وصل شدن جریان الکتریکی به سنسور داده خواهد شد و رابط مکانیکی به میکروسوئیچ وصل می‌شود و قطع و وصل شدن مدار بر این مبنا انجام می‌شود.
‣ترموستات دیجیتال
یکی از ترموستات‌هایی که بر پایه برد الکتریکی عمل می‌کند در محافظت از یخ زدگی و ایجاد تغییرات در حالت گرمایش و سرمایش نقش مهمی دارد، ترموستات دیجیتال است.
کاربردهای رایج کنترلر های دما
از ترموستات‌ها در صنایع و بخش‌های مختلفی استفاده می‌کنند:
- تنظیم و کنترل دمای محیط
- تنظیم دمای مایعات، جامدات و گازها
- قابل استفاده در تجهیزات صنعتی و نیمه صنعتی
- قابل استفاده در هیترهای تابشی، دیگ‌های بخار، هیترها و اتوکلاوها
- قابل استفاده در فن کویل‌ها و چیلرها
- استفاده در لوازم خانگی مختلف مانند ماشین ظرفشویی، لباسشویی و غیره
- قابل استفاده در بخش صنعتی مانند جت هیتر، گرمخانه‌ها و گلخانه‌ها
تفاوت ترموستات و ترمومتر در چیست؟
قبل از اینکه بخواهیم تفاوت بین ترموستات و ترمومتر را عنوان کنیم باید با این دو قطعه آشنا شوید. ترموستات قادر است تا نقطه‌ای که دما را برای سیستم تنظیم می‌کند کنترل کند، بدین ترتیب زمانی که سیستم از آن عبور کرد خروجی تغییر پیدا می‌کند و واکنشی را نسبت به تغییر نشان می‌دهد. اما ترمومتر وسیله‌ای است که دمای فعلی نقطه مورد نظر را تعیین می‌کند و هیچ تغییری در سیستم ایجاد نمی‌کند، تنها وظیفه آن نشان دادن دما است.
ترموستات و ترمومتر قادرند تا دمای بین دو نقطه تعریف شده را مشخص کنند در واقع نقطه مبدا 0 درجه و نقطه مقصد جایی است که ترموکوپل در آن نصب می‌شود. این دو قطعه دمای ورودی را دریافت می‌کنند و خروجی آن‌ها به کنترل کننده‌ای که ممکن است المنت، هیتر یا فن باشد ارسال می‌شود. برای جلوگیری از بروز خطا انسانی یا اپراتور این دو قطعه دارای سیستم کنترلی مجهزی هستند که از سنسور دمایی، دمای مورد نظر را دریافت می‌کند و با توجه به میزان دمایی که برای آن تعریف شده فرمان درست را به سیستم ارسال می‌کند.
ترموستات‌ها میزان دما را به صورت اتوماتیک و خودکار تنظیم می‌کنند و ترمومترها فقط دما را اندازه‌گیری و نمایش می‌دهند. تفاوت بین این دو قطعه در همین مورد است، ترموستات‌ها می‌توانند فرمان خاموشی و روشنی را به دستگاه ارسال کنند در حالی که این امر برای ترمومترها غیرممکن خواهد بود.
نکات مهم انتخاب و استفاده از ترموستات ها
در زمان انتخاب و خرید ترموستات باید به چند نکته مهم توجه داشته باشید:
- سایز ترموستات و نوع نصب(ریلی یا تابلویی)
- ولتاژ تغذیه ترموستات
- نوع سنسور ورودی ترموستات (ترموکوپل یا RTD)
- الگوریتم کنترل مورد نیاز در سیستم(PID، تناسبی یا ON-OFF)
- تعداد خروجی‌ها و نوع آن‌ها(گرما، LIMIT، سرما و آلارم)
- نوع خروجی در تجهیزات مورد نظر(خروجی آنالوگ، SSR، رله الکترومکانیکی)
بهترین ترموستات یا کنترل گر دما
تنظیم دمای محیط یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در هر صنعتی است زیرا اگر به درستی انجام نشود بخش مورد نظر عملکرد و بازده مناسبی نخواهد داشت. کنترل کننده دما یا ترموستات بهتر از هر قطعه‌ای می‌تواند دمای محیط را اندازه‌گیری و کنترل کند. ترموستات قادر است سرمایش و گرمایش محیط را کنترل کرده تا قطعات دیگر عملکرد و بازده درستی داشته باشند. در این مقاله از سایت ترمودیجیت سعی کردیم تا علاوه بر آشنایی با انواع ترموستات با نحوه عملکرد آن در صنایع مختلف هم آشنا شوید.
⁐ سوالات متداول درباره ترموستات‌ها یا کنترل‌گر دما ⁐
1- رایج‌ترین و بهترین ترموستات‌ها کدامند؟
ترموستات آنالوگ، دیجیتال و هوشمند از رایج‌ترین نوع ترموستات هستند که در صنایع و بخش‌های مختلفی هم کاربرد دارند.
2- آیا ترموستات در اندازه‌گیری دما خطا دارد؟
بله ترموستات حدود 0.5 درجه تغییرات دارد.