El termostato es un equipo de laboratorio popular.

REGULADOR MECÁNICO DE SALA

Un termostato mecánico de habitación es un dispositivo que regula el funcionamiento de los equipos climáticos, manteniendo los parámetros de temperatura establecidos de la habitación. Se puede utilizar tanto para calentar como para enfriar un apartamento o una casa.

La principal diferencia entre los termostatos mecánicos de habitación y los termostatos de otro tipo es que se trata de un dispositivo separado y completamente independiente, fabricado con mayor frecuencia en forma de un producto de cableado externo, destinado a la instalación en interiores.

En pocas palabras, un termostato mecánico, dependiendo del programa establecido, al encender o apagar ciertos dispositivos de calefacción o refrigeración, mantiene la temperatura requerida en la habitación.

La característica principal del termostato mecánico es la ausencia total de llenado eléctrico, es decir no se requiere energía para su funcionamiento, ni siquiera baterías.

¿Cómo funciona un termostato mecánico, qué le permite exactamente medir la temperatura del espacio circundante y controlar los aparatos eléctricos?

Termostato averiado. ¿Qué son?

El termostato es una parte importante. Puede fallar por muchas razones, sin embargo, la corrosión es la más común.

Si el termostato se atasca en la posición completamente cerrada, en cualquier modo de conducción a cualquier temperatura del aire, el motor puede sobrecalentarse e incluso en una helada leve. Si el termostato está abierto, pero no completamente, entonces el motor se sobrecalienta, pero al mismo tiempo puede que no "hierva", todo depende de los modos en los que se opera el automóvil.

Si la válvula del termostato "cuelga" en un estado completamente abierto o parcialmente abierto, entonces el motor se calentará a su temperatura de funcionamiento durante un tiempo prolongado y, en invierno, es posible que la temperatura de funcionamiento no se alcance en absoluto. Entonces, con un sistema de enfriamiento en funcionamiento y a una temperatura del aire de cero grados, la unidad de potencia debería calentarse a su temperatura de funcionamiento cuando se conduce en cinco a diez minutos. La temperatura del motor en el estado semiabierto del termostato no se elevará por encima de los setenta grados.

¿Cómo puede saber si un termostato funciona o no?

Es necesario calentar el motor para que la flecha de temperatura no alcance ligeramente la línea roja. A continuación, apague la unidad de potencia, abra el capó y verifique la manguera del radiador. La manguera superior se fija en la parte superior del radiador y es una manguera de goma negra de unos cinco centímetros de diámetro. Y busque la manguera inferior, que se ve igual que la superior.

A continuación, toca las mangueras, pero debes hacerlo con cuidado, porque pueden estar calientes. Si el sensor de temperatura del motor muestra que el motor se ha calentado y al mismo tiempo una manguera está caliente y la otra fría, lo más probable es que la válvula del termostato esté cerrada y el "enfriamiento" no pase a través del radiador. En este caso, reemplace el termostato por uno nuevo.

Existe un "método popular" para comprobar el rendimiento de un termostato. Entonces, el punto es poner el termostato en un recipiente con agua ardiente, a una temperatura de unos cien grados. Después de eso, mire visualmente, si la válvula se abre, significa que es un trabajador. Y si no es así, entonces este es un termostato que no funciona y cámbielo por uno nuevo. Este método requerirá quitar el termostato del automóvil. Al actualizar el termostato, averigüe la temperatura de apertura de la válvula. El hecho es que puede variar en un amplio rango para diferentes termostatos.Y como entiendes por lo dicho, no puedes poner el termostato con una temperatura alta al abrirlo, ya que en este caso el motor puede sobrecalentarse.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL TERMOSTATO MECÁNICO

Un termostato mecánico es un dispositivo que refleja perfectamente el principio: "¡Todo lo ingenioso es simple!". Con toda la diferencia en los diseños y componentes utilizados, existe un principio único en el funcionamiento de los termostatos mecánicos, a saber, la capacidad de algunos materiales y sustancias, según la temperatura, para cambiar sus propiedades mecánicas.

Como ejemplo cotidiano, familiar para todos, que explicaría el principio de funcionamiento de un termostato mecánico, podemos citar un termómetro de mercurio ordinario, con el que medimos la temperatura corporal.

El mercurio contenido en el interior del termómetro aumenta de volumen al aumentar la temperatura y entra en el capilar graduado, mostrando así la temperatura exacta.

Aproximadamente los mismos procesos tienen lugar en un termostato mecánico, la única diferencia es que un cambio de temperatura a un cierto nivel, que indicamos por separado con una rueda reguladora, inicia ciertos procesos, la mayoría de las veces cierra o rompe un circuito eléctrico, por lo tanto encender o apagar los dispositivos de calefacción.

Para que quede más claro cómo funciona todo, veamos el diseño de un termostato mecánico de habitación estándar.

Tipos de termostatos

Según el principio de funcionamiento, los termostatos se dividen en dos tipos:

• mecánico;
• electrónico.

A su vez, cada tipo se subdivide en subespecies.

Termostatos mecánicos

En los termostatos mecánicos se utilizan sensores con diferentes tecnologías de actuación, pero todos se basan en el mismo principio. Para comprender cómo funciona un termostato mecánico, se debe prestar atención a las propiedades físicas de muchas sustancias para expandirse cuando se calientan y contraerse cuando se enfrían (el agua es una excepción notable, expandiéndose cuando se enfría). Los termostatos mecánicos utilizan esta propiedad llamada expansión térmica.

Termostato mecanico

Placas bimetálicas

El principio de funcionamiento del termostato, el más utilizado, es utilizar una placa de dos tiras de diferentes metales, atornilladas entre sí.

Encendido y apagado del termostato bimetálico:

1. La unidad externa del dispositivo le permite configurar la temperatura a la que se enciende y apaga;
2. El dial del disco está conectado a través de un circuito a un sensor de temperatura - una placa bimetálica que cierra y abre un circuito eléctrico, dependiendo de la curva mayor o menor;
3. Una tira bimetálica se compone de diferentes metales unidos entre sí;
4. Un metal se expande menos que el otro cuando se calienta, por lo tanto, la placa se dobla hacia adentro cuando aumenta la temperatura;
5. La placa forma parte de un circuito eléctrico, por lo que cuando la tira está fría es recta y el circuito está cerrado. El sistema se enciende y se calienta. Cuando se calienta a una cierta temperatura, la placa se dobla y rompe la cadena. El circuito está desactivado.

El trabajo de la placa bimetálica

¡Importante! Dado que la placa tarda en expandirse y contraerse, el sensor tiene una inercia de respuesta.

Sensores llenos de gas

Debido a la lenta reacción de los metales a los cambios de temperatura, se han desarrollado diseños alternativos de termostatos. Uno es el uso de fuelles llenos de gas entre un par de discos de metal. La gran superficie de estos discos les permite reaccionar rápidamente al calor. Además, son resistentes y tienen crestas.

Termostato mecánico con sensor de gas

1. A medida que aumenta la temperatura, el gas en el espacio del disco se expande y separa los discos.En este caso, el que está adentro, presiona el microinterruptor en el medio del termostato, abriendo el circuito. La calefacción se detiene;
2. Cuando la temperatura desciende, el gas se contrae, volviendo a acercar los discos entre sí. El disco interno se aleja del microinterruptor. El contacto se cierra, incluido el calentamiento.

Los termostatos llenos de gas se usan para sistemas de calefacción en hogares, se usaron en modelos de automóviles más antiguos. A veces no utilizan gases, sino líquidos volátiles con un punto de ebullición bajo. Por ejemplo, alcohol diluido.

¡Importante! La composición química específica de los líquidos se selecciona en función del rango de temperaturas controladas.

Termostatos de cera

Este tipo de termostato tiene una cámara sellada con un tapón de cera y una varilla de metal de funcionamiento libre en el interior. A medida que aumenta la temperatura, la cera se derrite, se expande y empuja la varilla fuera de esta cámara. Al mismo tiempo, la varilla actúa para encender y apagar el circuito eléctrico. El resorte devuelve el mecanismo a su lugar cuando la cera se enfría.

Dispositivo de termostato de cera

Los termostatos de cera se utilizan en sistemas de control de enfriamiento de motores de automóviles, grifos, etc. El termostato de diseño simple es muy adecuado para las duras condiciones dentro del motor y es altamente confiable.

Las válvulas se instalan en radiadores de calefacción central, donde a menudo se utilizan termostatos de cera. Cuando el radiador se calienta a un nivel establecido, los reguladores de cera reducen el flujo de agua a través del radiador.

Termostatos electronicos

Un termostato digital es una versión electrónica de un termostato mecánico. En lugar de un sensor mecánico, se puede instalar un termistor, una resistencia que cambia su resistencia con respecto a la temperatura, o un termopar. La señal ingresa al módulo electrónico, donde se procesa, y desde allí se envían comandos para encender y apagar la calefacción o la refrigeración. La ventaja del termostato electrónico es un control de temperatura más preciso.

Los controladores digitales son:

1. No programable. Dispositivos con un conjunto simple de funciones, con pantalla digital y botones de control para configurar el valor de temperatura seleccionado;
2. Programable. Dispositivos de mini computadora que le permiten configurar los días de la semana, las horas, el mantenimiento temporal de la temperatura, la anulación manual, etc .;

Termostato programable

1. Inalámbrico. Con el desarrollo de la tecnología moderna, los dispositivos termostáticos se han vuelto "más inteligentes" y están libres de cables. Dichos dispositivos están vinculados mediante varios portales inalámbricos como WiFi o Bluetooth. La más común es la conexión WiFi. En tales conexiones, la eficiencia de las conexiones aumenta y se eliminan los problemas asociados con el cableado.

Algunas funcionalidades adicionales de los dispositivos electrónicos:

1. Integración de contactos de ventana para reducción de temperatura con ventanas abiertas;
2. Coordinación del trabajo de varios radiadores;
3. Montaje separado de sensores de medición en un lugar óptimo;
4. Control remoto del sistema por teléfono, internet o smartphone. A una distancia considerable de casa, siempre puede realizar ajustes en la configuración;
5. Alarma si la temperatura es demasiado baja o alta. Si lo desea, el propietario recibe un mensaje de correo electrónico;
6. Integración de alarmas para detectores de humo y detectores de rotura de tuberías.

Además, la última generación de termostatos inalámbricos tiene un aspecto elegante y moderno. Pueden proporcionar informes de energía detallados y hay un sistema de control por voz disponible.

Termostato inalámbrico

Termostatos de doble zona

El termostato de doble zona le permite controlar simultáneamente diferentes sistemas de calefacción y realizar la programación de dos viviendas (por ejemplo, un dormitorio y una cocina, una sala de estar y un recibidor). Es posible configurar diferentes niveles de temperatura deseada en cada habitación o área de la casa.

El modelo del dispositivo generalmente contiene varios programas grabados, puede hacer sus propias correcciones. El rango de temperatura comúnmente utilizado es de 7 a 30 grados. El paso de regulación es de medio grado.

El termostato de dos zonas es adecuado para casi todos los tipos de calefacción: suelo y techo eléctricos, radiadores de gas con agua y otros sistemas.

El dispositivo consta de varios elementos:

• módulo electrónico programable;
• sensores de temperatura;

Los sensores deben instalarse en lugares libres de corrientes de aire y luz solar directa, que pueden distorsionar los datos transmitidos a la unidad de control electrónico.

Además de los termostatos de dos zonas, existen termostatos de dos etapas que se utilizan, por ejemplo, en instalaciones de aire acondicionado, donde se requiere control automático en ciclos frío y caliente con zona muerta intermedia. Consta de un contacto doble conmutador eléctricamente. También se puede utilizar para el control de temperatura convencional mediante un contacto.

Dispositivo de termostato mecánico

El principal elemento estructural de casi cualquier termostato mecánico de ambiente es una membrana de gas. Por cierto, es por esto que a menudo se les llama termostatos de membrana.

El gas especial dentro de la membrana, cuando cambia la temperatura, cambia su volumen, afectando así las paredes de la membrana. Los cuales, al cambiar, activan el mecanismo de cierre o apertura del circuito eléctrico que alimenta el sistema de calefacción o refrigeración.

La elección de un método de dispositivo de este tipo para un termostato de habitación se debe a la posibilidad de organizar una forma simple de ajustar su temperatura de respuesta, así como al hecho de que el dispositivo responde con precisión a los cambios en la temperatura del aire, y no a la superficie, que es más importante en los sistemas de calefacción y refrigeración. Por lo tanto, por ejemplo, para la calefacción por suelo radiante, es más prudente utilizar termostatos de líquido mecánicos con sensor remoto.

El ajuste de la temperatura de respuesta para un termostato de ambiente de membrana se realiza mediante una rueda de control con una escala, que está conectada al mecanismo de membrana. Al girar la rueda, acercamos o alejamos las paredes de la membrana del mecanismo de control, cambiando así la temperatura a la que se cerrará o abrirá el circuito eléctrico. En otras palabras, si el mecanismo de activación está más cerca de la pared de la membrana, entonces el gas ubicado en él debe cambiar ligeramente el volumen para que se active; en consecuencia, se necesita una temperatura más baja y viceversa. Así es como funciona la rueda de ajuste.

Veamos exactamente cómo se puede aplicar un termostato mecánico al sistema de calefacción de una casa o apartamento.

El termostato es un equipo de laboratorio popular.

Un termostato de laboratorio es un dispositivo que se utiliza para mantener una temperatura constante en una cámara o recipiente durante un tiempo determinado, independientemente de la temperatura ambiente. Tiene demanda en laboratorios de diversos perfiles: químico, médico, biológico, investigación, pruebas, producción. Los termostatos se utilizan en la industria y la agricultura, en microbiología y genética, bacteriología y farmacéutica, en los laboratorios de las clínicas ordinarias y en los mayores centros científicos. En muchos estudios, el termostato es una pieza fundamental del equipo del que no se puede prescindir.

Clasificación de termostatos

Los termostatos están disponibles en diferentes diseños, funcionalidad y volumen.La mayoría de las veces se clasifican según el tipo de "portador de calor": - termostatos eléctricos de aire seco; - líquido; - criogénico.

Termostato eléctrico de aire seco: equipo que suministra aire caliente a la cámara con la ayuda de una bomba. Los ventiladores lo distribuyen uniformemente por toda la cámara.

Un termostato criogénico tiene un diseño similar, con la diferencia de que la bomba impulsa el aire que ingresa a la cámara no a través del calentador de calor, sino a través de los tubos con el refrigerante en circulación. Este tipo de termostato también se denomina "termostato de refrigeración eléctrica". Además del aire seco, los termostatos criogénicos están equipados con circulación de aire forzado para mantener una temperatura estable en cualquier punto de la cámara.

Los termostatos para líquidos están disponibles en diferentes diseños y para diferentes propósitos. El rango de temperatura y la precisión del control de temperatura dependen del tipo de portador de calor utilizado. Los termostatos de líquido pueden calentar y enfriar. Los más convenientes son los termostatos con agua destilada: es fácil de cambiar, la viscosidad del agua no cambia cuando cambia la temperatura; es posible lograr una precisión de control de alta temperatura. La desventaja de los termostatos de agua destilada es un rango de temperatura relativamente estrecho: de +5 ° С a +95 ° С. En el rango más amplio de temperaturas, un termostato líquido funciona con un aceite de silicona especial: de -80 ° C a +350 ° C. Pero este aceite es caro y debe cambiarse con frecuencia, ya que se oxida y polimeriza rápidamente. Cuando funciona a altas temperaturas, el aparato requiere ventilación por extracción. Al mismo tiempo, no se puede prescindir de un termostato de aceite, por ejemplo, al verificar termómetros con temperaturas de funcionamiento superiores a 300 ° C.

Características de diseño de termostatos modernos.

Los modernos dispositivos de control de temperatura están equipados con un control por microprocesador con un conjunto de sensores, una pantalla de información, un temporizador, un sistema de seguridad y alarma en caso de errores y emergencias, una ventana de vidrio (puerta de vidrio) e iluminación para monitorear los procesos en el cámara. El control electrónico proporciona alta precisión en el control de la temperatura, hasta centésimas de grado. La base de cualquier termostato moderno, independientemente de su tipo y diseño, es una cámara aislada térmicamente que proporciona un aislamiento confiable de los objetos, muestras o materiales colocados en el interior del entorno. La cámara, por regla general, está hecha de acero inoxidable y contiene varios sensores para monitorear el proceso. La cámara de los termostatos de aire seco debe tener ventiladores para una distribución uniforme del aire. En dispositivos líquidos, la mezcla de líquidos se puede resolver de diferentes formas.

Las cámaras del termostato varían mucho en volumen.

Al elegir un termostato, se debe partir de su volumen, rango de temperatura y precisión de control de temperatura. La conveniencia y las condiciones operativas, la funcionalidad y el costo también son importantes.

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Usando un termostato mecánico en calefacción

Muy a menudo, los termostatos mecánicos de habitación se utilizan en la calefacción de casas, junto con calderas de gas. Los fabricantes con bastante frecuencia en el diseño de calderas proporcionan un diagrama de conexión a través de un termostato mecánico. El dispositivo se instala en una rotura en el cable de alimentación que conduce a la caldera y en el caso de que la temperatura del aire en la habitación descienda por debajo del valor umbral establecido, el circuito se cierra y la caldera de gas se pone en marcha, comenzando a calentar la habitación, manteniendo la temperatura del refrigerante.

Los diagramas básicos para conectar un termostato mecánico a calefacción o refrigeración se describen en nuestro artículo "Diagrama de cableado de un termostato mecánico".

Exactamente de la misma manera, los termostatos domésticos se conectan a cualquier calentador eléctrico de las habitaciones, ya sean calentadores de aceite, calentadores de infrarrojos o cualquier otro que se utilice para calentar el aire interior. Por lo tanto, el proceso de calentamiento se automatiza por completo y no requiere casi ninguna participación humana en su trabajo, después del ajuste.

Hay muchas opciones posibles para usar termostatos mecánicos; es simplemente insustituible en la automatización de calefacción debido a su sencillez y confiabilidad. Y la simplicidad del diseño permite a los fabricantes producir termostatos mecánicos para ambientes a un costo mucho menor que los electrónicos, lo cual es una parte importante de su popularidad entre el consumidor.

Los principales tipos y capacidades de termostatos.

Diagrama de conexión del termostato.

Hay dos tipos principales de termostatos: de piso de gas y líquido.

Un termostato de piso de gas, a diferencia de un tipo líquido, es más sensible a los cambios en el régimen de temperatura del medio ambiente y tiene una vida útil más larga, hasta 20 años. El condensado de gas se utiliza como sustancia sensible al calor.

En cuanto a la forma líquida, tiene indicadores de temperatura más precisos que el de piso de gas. En la mayoría de los casos, se usa parafina para llenarlo.

También los termostatos son:

1. Sala analógica. Tal dispositivo le permite mantener continuamente el régimen de temperatura seleccionado. Sin embargo, sus capacidades técnicas son algo limitadas. El arranque y la parada, así como el cambio de los parámetros de funcionamiento, se producen solo de forma manual y excluyen por completo la programación del sistema.
2. Sala digital. La instalación de dispositivos de este tipo amplía las capacidades de control, lo que reduce la carga en el sistema de calefacción. El termostato digital cambia y mantiene la temperatura de acuerdo con un programa preestablecido. Además de las funciones más simples ("conveniencia" y "amortiguación"), le permite ajustar el modo y cambiar automáticamente hasta 4 veces al día.
3. Termostatos para un sistema adicional de "piso cálido". Una característica del funcionamiento de dicho sistema es su independencia de la temperatura del aire, y la habitación es calentada por otras instalaciones de calefacción (convector, radiador, etc.). Por lo tanto, el funcionamiento del termostato lo proporciona un sensor instalado en el superficie del piso.

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A veces no es posible o técnicamente difícil regular el funcionamiento del sistema de calefacción de la forma habitual. Tal situación puede surgir durante la reconstrucción de objetos o en el caso de una instalación adicional de dispositivos de calefacción. Por lo tanto, el control óptimo del suministro de calor en este caso es la instalación de un termostato con un método de control inalámbrico.

Seleccionar un termostato mecánico (termostato)

Actualmente, hay muchos fabricantes de termostatos mecánicos, hay modelos y marcas famosas, pero, con mayor frecuencia, a la venta encontrará nombres desconocidos y desconocidos. En mi práctica, he utilizado una gran cantidad de termostatos mecánicos diferentes y puedo recomendar lo siguiente:

- Al elegir, asegúrese de prestar atención a la potencia de conmutación máxima. Si está escrito que el termostato es de 10 amperios, será posible conectarle una carga de no más de 2.2-2.3 kW. Los termostatos con más de 3,6 kW de potencia conectada son raros. Si necesitas conectar más potencia, tendrás que usar un contactor, según el esquema de conexión, el enlace al que le di un poco más alto.

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Si necesita consejos sobre cómo elegir un modelo de termostato mecánico, escriba en los comentarios, ¡intentaré ayudar con un consejo!

Clasificación

Los termostatos se pueden clasificar según su rango de temperatura de funcionamiento:

• Termostatos de alta temperatura (300-1200 ° C);
• Termostatos de temperatura media (60-500 ° C);
• Termostatos de baja temperatura (menos de −60 ° C (200 K)) - criostatos.

Los termostatos se pueden clasificar según el fluido de trabajo (portador de calor):

• Aire;
• Líquido;
• Sólido (se suelen utilizar elementos Peltier y cera).

Los termostatos se pueden clasificar según la precisión de la temperatura:

• 5-10 grados y peor, como regla, se logra sin agitar, debido a la convección natural;
• 1-2 grados (buena estabilidad térmica para el aire, muy mediocre para el líquido), generalmente con agitación;
• 0,1 grados (muy buena estabilidad térmica para el aire [1], al nivel de las mejores muestras, promedio para el líquido);
• 0.01 grados (como regla general, se logra en termostatos líquidos de un diseño especial [2]), es prácticamente imposible de obtener en un termostato de aire con ventilador.

Los termostatos se pueden clasificar por área y aplicación:

• Termostatos industriales; termostatos de techo;
• termostatos de inmersión;