بدون شک امروزه باید برای کنترل دمای خانه از وسیله‌ای استفاده و دمای مطلوب را روی آن تنظیم کنیم. این وسیله «ترموستات» (Thermostat) یا دماپا نامیده می‌شود.ترموستات یک اصطلاح جدید است که از دو واژه قدیمی یونانی «ترمو» (thermo) به معنی گرما و «ستات» (statos) به معنی ایستادن تشکیل شده است.می‌توانیم بگوییم که ترموستات «دما را نگه می‌دارد.» وقتی خانه بسیار سرد باشد، ترموستات سیستم گرمایش را روشن می‌کند و وقتی دما به سطحی رسید که از قبل آن را تنظیم کرده‌ایم، ترموستات سیستم گرمایش را قطع خواهد کرد.
بین ترموستات و ترمومتر یا همان دماسنج تفاوت وجود دارد. ترمومتر وسیله‌ای است که دما را اندازه می‌گیرد، در حالی که ترموستات دما را در سطح مشخصی نگه می‌دارد.
شکل روبه رو یک ترموستات الکترونیکی را نشان می‌دهد که دما اتاق را روی ۲۲٫۹ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌کند. این ترموستات متفاوت از ترموستات مکانیکی عمل می‌کند.
فهرست مطالب
ترموستات چگونه کار می‌کند؟
ترموستات چگونه کار می‌کند؟ اغلب مواد با گرم شدن بزرگ‌تر و به عبارت بهتر منبسط می‌شوند و هنگام سرد شدن دچار انقباض خواهند شد. ترموستات‌های مکانیکی از همین ایده بهره می‌برند (که انبساط حرارتی نامیده می‌شود) و یک مدار الکتریکی را قطع و وصل می‌کنند. دو نوع ترموستات رایج ترموستات با نوار بی‌متال یا نوار دو فلزی (Bimetallic Strip) و ترموستات گازی (Gas-filled Bellows) است.
ترموستات بی‌متال
یک ترموستات عادی از دو قطعه فلز مختلف تشکیل شده که به هم چسبانده شده‌اند و چیزی را تشکیل می‌دهند که یک نوار دوفلزی یا بی‌متال نامیده می‌شود. نوار به عنوان یک کلید یا پل در یک مدار الکتریکی عمل می‌کند که به سیستم گرمایش خانه متصل شده است. وقتی کلید وصل می‌شود، در نوار جریان عبور می‌کند و گرمایش برقرار خواهد شد. وقتی نوار گرم شود، یکی از فلزها بیشتر از دیگری منبسط می‌شود و کل نوار اندکی خم خواهد شد. در نتیجه، مدار را باز خواهد کرد و کلید بالا خواهد رفت و در نتیجه آن، برق سریعاً قطع خواهد شد. این قطعی موجب قطع شدن سیستم گرمایش و در نتیجه، خنک شدن اتاق می‌شود.
وقتی اتاق سرد شد، نوار نیز سرد می‌شود و از حالت خم‌شدگی به شکل قبلی خود باز می‌گردد. این اتفاق چه زود و چه دیر رخ دهد، نوار در مدار قرار می‌گیرد و مجدداً موجب برقراری جریان و در نتیجه، وصل شدن سیستم گرمایش می‌شود. گرمایش به صورت مداوم و هر چند ثانیه یک بار قطع و وصل نمی‌شود. بسته به اینکه خانه چگونه عایق‌بندی شده باشد، ممکن است یک ساعت و حتی بیشتر طول بکشد که ترموستات پس از خاموش شدن مجدداً روشن شود.
مراحل عملکرد ترموستاتی بی‌متال :
مراحل عملکرد ترموستاتی بی‌متال به صورت زیر است:
- با استفاده از دکمه چرخان روی صفحه مدرج می‌توان دمایی را که در آن ترموستات قطع یا وصل می‌کند تنظیم کرد.
- دکمه از طریق یک مدار به سنسور دما (یک نوار بی‌متال که در شکل به صورت آبی و قرمز نشان داده شده) متصل شده است که یک مدار الکتریکی را با خم شدن قطع و وصل می‌کند.
- نوار بی‌متال (دو فلز) از دو نوار فلزی جدا تشکیل شده که به هم چسبانده شده‌اند؛ یک فلز برنجی (آبی) و یک فلز آهنی (قرمز).
- هنگام بالا رفتن دما، آهن کمتر از برنج منبسط می‌شود، بنایراین، نوار بی‌متال با افزایش دما دچار انحنا می‌شود.
شکل زیر نمونه ترموستات بی متال نمایش داده :
ترموستات گازی :
یکی از معایب ترموستات بی‌متال این است که فرایند گرم یا سرد شدن مدت زیادی طول می‌کشد و این ترموستات‌ها واکنش سریعی نسبت به تغییرات دما ندارند.یک طراحی جایگزین برای ترموستات‌ها این است که ترموستات تغیییرات دما را با یک جفت دیسک فلزی که گاز بین آن‌ها پر شده سریع‌تر حس کند. این دیسک‌ها سطح بزرگی دارند و می‌توانند سریع‌تر نسبت به گرما پاسخ دهند. این دیسک‌ها موج‌دار هستند تا قابل ارتجاع و انعطاف‌پذیر باشند. وقتی اتاق گرم می‌شود، گاز درون صفحه‌ها منبسط شده و موجب جدا شدن دیسک‌ها از هم می‌شود. دیسک داخلی یک میکروسوئیچ را در میانه ترموستات جابه‌جا می‌کند. وظیفه این میکروسوئیچ قطع و وصل مدارالکتریکی و تنظیم مجدد دما است.وقتی اتاق سرد شود، گاز درون صفحات منقبض شده و دیسک‌های فلزی به سمت هم جابه‌جا می‌شوند.این نوع ترموستات‌ها را می‌توان در موارد دیگر، مانند خودروهای قدیمی نیز یافت.شکل زیر نمونه ای از ترموستات گازی است.
ترموستات مومی
طبق آنچه گفتیم، همه ترموستات‌های مکانیکی (غیر الکتریکی)، از موادی استفاده می‌کنند که اندازه یا شکل آن‌ها در اثر گرما تغییر می‌کند. ترموستات‌های بی‌متال مبتنی بر انبساط فلزها در هنگام گرم شدن هستند و ترموستات‌های گازی به انبساط گازها وابسته‌اند. بعضی از ترموستات‌ها از تغییر حالت ماده از مایع به گاز بهره می‌برند. ترموستات مومی رایج‌ترین این نوع ترموستات‌ها است که در شیرهای رادیاتورهای خانگی، موتور خودروها و میکسرهای دوش آب به کار می‌رود. با تغییر دما، موم ذوب می‌شود (حالت آن از جامد به مایع تغییر می‌کند)، بسیار منبسط می‌شود و میله‌ای را از محفظه به بیرون می‌راند که چیزی را روشن یا خاموش می‌کند (عملکرد سیستم خنک‌کاری موتور خودرو یا تنظیم ترکیب آب سرد و گرم در دوش آب و...). ترموستات مومی در شرایط سخت درون موتور خودرو ماندگارتر و قابل اعتمادتر است
شیرهای ترموستاتی رادیاتور
شیرهای دما که معمولاً در رادیاتورهای گرمایش مرکزی به کار می‌روند از ترموستات‌های مومی استفاده می‌کنند. وقتی رادیاتور گرم می‌شود و دما به اندازه‌ای می‌رسد که آن را از پیش تنظیم کرده‌ایم، شیر مومی منبسط شده و جریان آب درون رادیاتور را تا جایی کاهش می‌دهد که مجدداً دما کاهش پیدا کند. این شیرهای دارای ترموستات اگر در اتاق‌ها مورد استفاده قرار گیرند، از گرم شدن بیش از حد اتاق جلوگیری می‌کنند و در نتیجه موجب کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه خواهند شد.
نحوه عملکرد شیر ترموستاتیک رادیاتور
شیر ترموستاتیک رادیاتور به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم گرمایشی نقش مهمی در صرفه جویی انرژی و طول عمر سیستم گرمایشی بر عهده دارد.امروزه در سیستم های رادیاتوری قطعه ای تعبیه شده تا بتوان دمای هر اتاق را به صورت جداگانه تنظیم نمود. از این قطعه با عنوان شیر ترموستاتیک رادیاتور نام برده می شود. به کمک این شیر دمای یک اتاق از طریق تنظیم میزان جریان آب درون رادیاتور کم و زیاد می شود. شیرهای ترموستاتیک دارای ولوم درجه هستند که بین صفر تا پنج درجه قابل تغییر هستند.
ساختار شیر ترموستاتیک
شیر ترموستاتیک رادیاتور دارای دو قسمت اصلی یعنی بدنه و اجزای داخلی شیر است. بدنه بر روی رادیاتور نصب می شود. بر روی بدنه نیز مکان هایی برای نصب اجزای داخلی شیر ترموستاتیک تعبیه شده است. اجزای داخلی شیر ترموستاتیک شامل ولوم، ترموستات و محرک می باشد.
کاربردهای شیر ترموستاتیک رادیاتور
کاربرد شیر ترموستاتیک رادیاتور در سیستم های گرمایشی تجاری و مسکونی می باشد. شیر ترموستاتیک دما را کنترل می کند و سبب کاهش مصرف انرژی می شود. همچنین شیر ترموستاتیک این امکان را فراهم نموده تا کاربر دمای اتاق را به طور دقیق تنظیم کند و از اتلاف انرژی جلوگیری کند.
