Термостат что это такое: что это, виды, сфера применения

что это, виды, сфера применения

Что это такое

Любой лабораторный эксперимент требует исключительной точности, которая достигается в том числе при помощи оборудования. Среди такого оборудования — лабораторный термостат (перейти к товарам), чьё предназначение заключается в поддержке определённой температуры рабочей зоны и оповещении персонала в случае её изменения.

При этом использование электронных термостатов не ограничивается исключительно научно-исследовательской сферой: это устройство широко используется и в промышленности, и даже в быту.

Принцип работы лабораторного термостата основан на непрерывном процессе нагревания и охлаждения воздушных потоков, которые циркулируют внутри рабочей камеры устройства, что гарантирует заданную температуру в течение требуемого для эксперимента срока. Внешне термостат представляет из себя теплоизолированную ёмкость, оснащённую температурными датчиками, блоком управления, нагревателями, охладителями и перечнем вспомогательных инструментов. Комплектация в данном случае зависит от сферы применения и типа термостата.

Виды лабораторных термостатов

Современные термостаты подразделяются на три вида:

• суховоздушные, отчасти схожие с сушильными шкафами, но гораздо более сложные функционально, — совершенно незаменимое оборудование для проведения бактериологических, клинических и санитарных исследований;
• жидкостные, широко используемые при анализе свёртываемости крови;
• твердотельные, на элементах Пельтье с возможностью быстрого переключения температурных режимов для работы с микробиологическими исследованиями.

Суховоздушный лабораторный термостат позволяет длительное время поддерживать заданную температуру, что делает его востребованным устройством в научно-исследовательских институтах, ветеринарных лабораториях, в пищевой промышленности и на высокотехнологичном производстве.

Сфера применения суховоздушных термостатов

Большой спрос на суховоздушные термостаты имеется у организаций, напрямую связанных с проведением точных исследований. Это:

• санитарные службы разного рода;
• клинические больницы;
• бактериологические организации;
• ветеринарные институты, где использование термостатов обусловлено спецификой работы и является обязательным.

Но применение это лабораторное оборудование нашло и в фармацевтических компаниях, селекции и промышленности, где суховоздушные термостаты пользуются спросом благодаря высокой стабильности поддержания температуры и возможности работать длительное время.

Преимущества суховоздушных термостатов

Помимо крайне широкой сферы применения (от бытового использования до промышленности), суховоздушные термостаты, как правило, оснащаются датчиком-таймером, позволяющим сразу установить срок проведения эксперимента. Они стабильны, надёжны и безопасны — факторы, крайне важные для получения объективных результатов эксперимента, — а также оснащены интуитивно понятным интерфейсом и защищены от перегрева.

Что такое термостат?

Термостат — это регулирующее устройство, срабатывающее при изменении температуры и отключающее/включающее подачу электричества на нагревательный элемент.  

С нагревательным элементом соединяется стандартными разъемами, как «вилка с розеткой», напряжение на термостат подается через зажимные винтом клеммы.

Когда  датчик  термостата   регистрирует температуру ниже заданной, то термостат включает «нагрев» — подает напряжение сети на нагревательный элемент. Когда температура достигает заданной на термостате величины, термостат отключает «нагрев».

· Когда водонагреватель находится в рабочем режиме (контакты термостата перегрева замкнуты), циклы включения и выключения нагревательного элемента выполняются и контролируются регулировочным термостатом и зависят от температуры, выбранной пользователем . 

· Как видно из схемы, при несрабатывании регулировочного термостата (превышение допустимой температуры) термостат перегрева полностью отключает нагревательный элемент от электрической сети. Перезапускается вручную (нажатием на кнопку) .

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Также термостаты бывают не только штырьевые, как было описано выше, но и капиллярные.

Внутри медной колбы находится жидкость, при нагреве расширяется и по тонкой трубке (капилляру) передает усилие на мембрану, которая размыкает контакты и отключает нагрев. При остывании – контакты замыкаются и начинается нагрев заново.

Для регулировки температуры имеется ручка, при повороте которой изменяется порог включения – выключения контактов термостата (обычно температура регулировки находится в пределах 25-75 ºС)

Совместно с капиллярными термостатами используется термостат-термозащита, который служит для аварийного отключения ТЭНа, в случае, если регулируемый термостат не сработал и не отключил напряжение при достижении установленной температуры.

У «термозащиты» температура отключения питания не регулируется и устанавливается на заводе в пределах 85-105 ºС

Термостаты-термозащиты бывают 2-х видов – капиллярные и биметаллические в виде «таблетки», обычно с ручным возвратом в случае срабатывания (необходимо нажать на кнопку)

В бытовых приборах могут использоваться и другие виды термостатов как устройства регулировки температуры нагрева.

Что такое термостат? – Rustyautos.com

Термостаты, также известные как статы, выполняют очень простую работу, но без них наши дома, машины и жизнь были бы очень неудобными.

Итак, что такое термостат? Термостат определяет температуру системы, а затем выполняет физическое действие или отправляет сигнал другому компоненту для изменения или поддержания заданного значения температуры. Это важный компонент, используемый во многих различных приложениях. Термостаты обычно находятся в:

• Системы охлаждения автомобильного двигателя
• Home Heating Systems
• A/C Systems
• и как он это делает, вы также узнаете, как проверить его работу.

  Автомобильные термостаты

  Термостаты обычно живут в довольно враждебной среде, с большим количеством жары или холода, поэтому неудивительно, что они регулярно выходят из строя.

  Существует множество различных типов термостатов, в этом руководстве мы рассмотрим, как используется термостат в системе охлаждения автомобиля.

  Большинство автомобилей имеют как минимум два термостата, один для системы кондиционирования, а другой для системы охлаждения, они работают в независимых системах и не связаны между собой.

  В основном, когда люди говорят о автомобильных термостатах, они имеют в виду термостат системы охлаждения (stat).

  Расположен в системе охлаждения, погружен в охлаждающую жидкость. Чаще всего их можно найти на верхнем шланге двигателя под крышкой термостата.

  Что делает термостат?

  Автомобильный двигатель выделяет много тепла во время работы, вода (охлаждающая жидкость) циркулирует вокруг двигателя, чтобы поддерживать его охлаждение.

  Когда вы впервые заводите машину утром, очевидно, что двигатель холодный, как и охлаждающая жидкость. Проблема в том, что двигатели не эффективны, пока они не прогреются, а обогреватель салона не дает тепла.

  Решение простое: временно предотвратите циркуляцию большей части холодной охлаждающей жидкости радиатора вокруг двигателя, вместо этого циркулируйте только охлаждающая жидкость вокруг двигателя (охлаждающая жидкость водяной рубашки).

  Термостат остается закрытым, блокируя подачу холодной охлаждающей жидкости к двигателю. Когда охлаждающая жидкость вокруг двигателя нагревается, обычно около 195 ° F, клапан открывается и позволяет холодной охлаждающей жидкости из радиатора течь к двигателю, что приводит к тому, что клапан снова закрывается.

  Цикл открытия и закрытия термостата продолжается до тех пор, пока вся охлаждающая жидкость в радиаторе и других частях системы не нагреется выше 195°F.

  Двигатель и система охлаждения теперь прогреты до рабочей температуры, стат теперь полностью открыт и будет оставаться таким до тех пор, пока двигатель не будет заглушен и температура охлаждающей жидкости не упадет ниже 195°F.

  Так как же это работает?

  Обычный стат состоит из корпуса, клапана, возвратной пружины, выпускного клапана, поршня и цилиндра, заполненного воском.

  Парафин в цилиндре расплавляется нагретой охлаждающей жидкостью двигателя, что приводит к перемещению цилиндра и открытию клапана.

  Клапан представляет собой простое резиновое уплотнительное кольцо, прикрепленное к концу цилиндра. Возвратные пружины помогают закрыть клапан, когда охлаждающая жидкость остывает.

  Перепускной клапан представляет собой небольшой выпускной клапан, который помогает стравливать воздух из термостата со стороны двигателя. Это важно, особенно в вертикально установленных статах, так как захваченный воздух вокруг стата не позволит ему открыться, что может привести к перегреву и всевозможным травмам.

  Симптомы неисправного термостата?

  Симптомы плохой характеристики различаются в зависимости от того, застрял ли он в открытом или закрытом положении. Большинство статов не работают в закрытой позиции. Как вы знаете, стат должен открываться, когда охлаждающая жидкость вокруг двигателя (водяная рубашка) нагревается.

  Заклинивший закрытый термостат

  Заклинивший закрытый термостат вызовет перегрев двигателя даже на трассе, указатель температуры будет очень высоким. Ваш радиационный вентилятор может включиться и работать постоянно или намного дольше, чем обычно, или может вообще не включаться в зависимости от расположения датчика вентилятора.

  Расход топлива вашего автомобиля тоже пострадает, двигатель не работает при оптимальной температуре для эффективности.

  Если сбойный стат игнорируется, это может привести к разрыву прокладки головки блока цилиндров или, что еще хуже, к повреждению головки цилиндров или блока цилиндров. Все эти ремонты являются капитальными и будут стоить кучу денег, безумно думать, что характеристика, которая стоит всего несколько долларов, может нанести такой большой ущерб.

  Некоторые последние модели автомобилей имеют электронную статистику, которая получает команду на открытие от блока управления двигателем. Если у вас есть этот тип статистики, ваш ECU контролирует все датчики и включает индикатор неисправности двигателя, если он видит ошибку статистики.

  Заклинивший термостат в открытом положении

  Стат, который не закрывается, гораздо менее вероятен, он не нанесет вреда, это больше раздражает. Симптомы не закрывающейся статистики включают гораздо более длительное время прогрева. Вы можете заметить, что дроссельная заслонка двигателя остается включенной дольше, чем обычно, или автомобильный обогреватель просто не нагревается при коротких поездках.

  Расход топлива тоже будет плохим.

  Можете ли вы запустить автомобиль без термостата?

  Да, вы можете запустить старый автомобиль без термостата, но это приведет к тому, что ваш двигатель будет использовать больше бензина, обогрев салона будет работать дольше, это повлияет на выбросы и может привести к тому, что ваш автомобиль не пройдет тест на смог. .

  Запуск более современного автомобиля без статистики может привести к включению индикатора проверки двигателя. Блок управления двигателем постарается как можно быстрее довести автомобиль до рабочей температуры. Он делает это за счет чрезмерной заправки до тех пор, пока двигатель не прогреется, удаление статистики приведет к более длительной перегрузке ЭБУ, что может привести к повреждению каталитического нейтрализатора.

  У моего старого классического Мерседеса была проблема с отоплением, я включал обогреватель в пробке, чтобы охладить ее. Я снял термостат в качестве быстрого решения, и это помогло снизить рабочую температуру в летнее время. Однако я знал, что настоящая проблема заключалась в забитом радиаторе.

  Я прошил систему и она убрала из ядра около 30 лет дерьма, улучшение удивило даже меня. Ваш местный магазин будет использовать специализированную машину для подачи моющего средства через всю систему охлаждения.

  Вы заметите, что машина будет работать лучше, бензин станет легче, печка станет горячее и быстрее прогреется.

  Почему термостат выходит из строя?

  Когда охлаждающая жидкость стареет, она становится кислой, и кислота воздействует на все компоненты системы, резиновые уплотнения, металлические прокладки и металл самого двигателя. Большинство производителей рекомендуют менять охлаждающую жидкость каждые три года.

  Проверка охлаждающей жидкости

  Рефрактометр, ареометр или набор погружных полосок. Вы также можете проверить кислотность охлаждающей жидкости с помощью вольтметра, любое показание выше 0,3 вольта означает, что она вредна для двигателя и ее необходимо заменить.

  Термостат, как вы знаете, представляет собой простой механический компонент, общий износ приведет к выходу из строя поршня, уплотнений и возвратных пружин.

  Старая кислотная охлаждающая жидкость, перегрев и коррозия в вашей системе охлаждения в настоящее время сокращают срок службы стата.

  Мне нравится менять термостат при замене охлаждающей жидкости, они недорогие по сравнению с ГБЦ.

  Как проверить термостат?

  Самый простой способ проверить термостат — прогреть двигатель, проверить и сравнить нагрев верхнего и нижнего патрубков радиатора. Если они нагреваются примерно с одинаковой скоростью, это говорит о том, что термостат не установлен или он застрял в открытом положении.

  Инфракрасный термометр — лучший способ проверить его, но ваша рука тоже подойдет, очевидно, выключите мотор перед тестированием.

  Если верхний патрубок от радиатора начинает потихоньку греться, а нижний патрубок остается холодным, то все в норме и термостат работает.

  Если верхний шланг не нагревается, но температура двигателя равна или превышает нормальную температуру, подозревайте заклинивший закрытый термостат.

  Если вы снимаете термостат, вы можете легко проверить его работу, поместив его в миску с водой температурой плюс 195°F. Если стат быстро открывается, то все хорошо.

  Вы можете поместить его в холодную воду или дать ему остыть естественным образом, чтобы убедиться, что он снова закроется без заедания.

  Не все характеристики одинаковы, у них разные тепловые рейтинги. Старые автомобили будут более снисходительны, если статистика не соответствует заводской, но новые автомобили, управляемые ЭБУ, в меньшей степени.

  Современные автомобили довольно привередливы в отношении правильной оценки характеристик, ваш магазин запчастей поможет вам.

  Связанные вопросы

  Будет ли из-за заклинившего термостата не нагреваться кабина? Да, если термостат застрял в открытом положении, это приведет к плохому прогреву салона, но если термостат заклинит в закрытом положении, это вызовет перегрев двигателя.

  Новый термостат не открывается? Если новый термостат не открывается, он может быть установлен в обратном направлении. Самая длинная часть корпуса стата идет к двигателю. Другие возможности включают неправильный термостат и неисправный новый стат.

  Что такое термостат и как он влияет на комфорт?

  Интеллектуальный термостат, Wi-Fi-термостат, программируемый термостат, коммуникационный термостат, обучаемый термостат, пониженный термостат, четырехпроводной термостат, пятипроводной термостат, термостат для кражи энергии, интеллектуальный термостат, сертифицированный Energy Star…. У этого списка нет конца.

  Неудивительно, что домовладельцы выглядят «оленем в свете фар», когда сталкиваются с выбором покупки нового термостата. Нужно быть инженером, чтобы понять все отличия! И это то, чем я являюсь (инженер) и что я надеюсь сделать в этом блоге.

  В этом первом из многих постов о термостатах я начну с основ и спрошу «Что такое термостат и для чего он нужен?»

  Что такое термостат?

  В своей простейшей форме термостат представляет собой устройство, которое включает блок HVAC ON и OFF для поддержания температуры на термостате близкой к желаемой настройке. Обычно он монтируется на внутренней стене и сам по себе не может измерять температуру во всем доме — только рядом с термостатом.

  Что делает термостат?

  Поскольку термостат включает и выключает блок HVAC для поддержания температуры, температура в доме фактически будет повышаться и падать (колебаться) при циклическом включении блока. Термин, который специалисты по HVAC используют для описания этих колебаний, называется «качание». В большинстве случаев домовладельцы не замечают раскачивания. Если это так, то, возможно, печь или кондиционер слишком велики для дома, или термостат неправильно отрегулирован (чаще со старыми термостатами).

  Небольшое качание незаметно. Тем не менее, большое количество качелей может быть очень неудобным, поскольку температура воздуха колеблется между теплым и прохладным. К сожалению, мало что можно сделать, чтобы уменьшить колебания температуры в существующей системе (при условии, что термостат находится в нужном месте и правильно отрегулирован). Большое колебание обычно связано с печью или кондиционером, которые слишком велики, и единственным решением является установка блока меньшей мощности.

  Выбор подходящего термостата для вашего дома

  Если вы находитесь на рынке для новой системы и хотите более высокий уровень комфорта, чем может обеспечить система ON/OFF, рассмотрите либо двухступенчатую, либо модулирующую печь/кондиционер. . Чем больше приращений производительности может обеспечить установка, тем точнее можно поддерживать температуру воздуха возле термостата.

  Двухступенчатый блок ОВКВ

  Двухступенчатый блок ОВКВ, управляемый двухступенчатым термостатом и обеспечивающий низкую и высокую теплопроизводительность или охлаждение. В мягкую погоду нет необходимости в высокой ступени, поэтому термостат будет работать на малой ступени. Это, в свою очередь, снижает величину колебаний температуры воздуха по сравнению с одноступенчатой ​​установкой, работающей на полную мощность, что приводит к повышению общего комфорта.

  Величина пониженного колебания температуры воздуха пропорциональна соотношению мощностей низкой и высокой ступеней. Например, печь с низкой мощностью ступени, равной 67% от полной мощности (типично для большинства двухступенчатых печей), будет иметь на 1/3 меньший перепад температуры, чем печь, работающая на полной мощности. Если температура колеблется в пределах 1,5 градуса при циклическом включении/выключении на полной мощности, она будет колебаться только около 1,0 градуса при циклическом включении на низкой ступени.

  Модулирующий блок HVAC

  Для тех, кто хочет большего комфорта, чем может обеспечить двухступенчатая система, следует рассмотреть модулирующее оборудование. Блок модуляции может увеличивать или уменьшать мощность очень маленькими приращениями, вплоть до приращения на 1%. Он управляется сообщающимся термостатом, который посредством интеллектуальных алгоритмов управления «сообщает» о мощности, необходимой для поддержания (или достижения) желаемой температуры. Он может контролировать температуру намного точнее, чем двухступенчатая система.

  Типичные модулирующие печи могут поддерживать температуру в пределах нескольких десятых градуса, как показано на рисунке 1 ниже, где показаны колебания температуры типичных двухступенчатых, двухступенчатых и модулирующих систем.

  Рисунок 1

  Пропорционально репрезентативные цифры для типичных продуктов и областей применения. Фактические значения зависят от марки оборудования, приложения и конфигурации установки.

  3 типа систем ОВКВ

  Таким образом, существует три основных типа систем ОВКВ, управляемых совместимыми термостатами, которые обеспечивают более высокий уровень контроля температуры:  

  • Одноступенчатый вкл/выкл
  • Двухступенчатый
  • Модулирующий

  В моем следующем блоге я начну анализировать различные типы термостатов, доступных независимо от количества ступеней мощности, которыми они управляют.