Le thermostat est un équipement de laboratoire populaire

RÉGULATEUR MÉCANIQUE D'AMBIANCE

Un thermostat mécanique d'ambiance est un appareil qui régule le fonctionnement des équipements climatiques, en maintenant les paramètres de température réglés de la pièce. Il peut être utilisé à la fois pour chauffer et pour rafraîchir un appartement ou une maison.

La principale différence entre les thermostats mécaniques d'ambiance et les thermostats d'un autre type est qu'il s'agit d'un appareil séparé et complètement indépendant, le plus souvent réalisé sous la forme d'un produit de câblage externe, destiné à une installation à l'intérieur.

En termes simples, un thermostat mécanique, selon le programme réglé, en activant ou en désactivant certains appareils de chauffage ou de refroidissement, maintient la température requise dans la pièce.

La principale caractéristique du thermostat mécanique est l'absence totale de remplissage électrique, c'est-à-dire aucune alimentation n'est nécessaire pour son fonctionnement, pas même les piles.

Comment fonctionne un thermostat mécanique, qu'est-ce qui lui permet exactement de mesurer la température de l'espace environnant et de contrôler les appareils électriques?

Thermostat défectueux. Que sont-ils?

Le thermostat est un élément important. Il peut échouer pour de nombreuses raisons, cependant, la corrosion est la plus courante.

Si le thermostat est bloqué en position complètement fermée, dans n'importe quel mode de conduite à n'importe quelle température de l'air, le moteur peut surchauffer et même dans un léger gel. Si le thermostat est ouvert, mais pas complètement, alors le moteur surchauffe, mais en même temps il ne peut pas «bouillir», tout dépend des modes dans lesquels la voiture fonctionne.

Si la soupape du thermostat «se bloque» dans un état complètement ouvert ou partiellement ouvert, le moteur se réchauffera à sa température de fonctionnement pendant une longue période et, en hiver, la température de fonctionnement peut ne pas être atteinte du tout. Ainsi, avec un système de refroidissement en état de marche et à une température de l'air de zéro degré, le bloc d'alimentation devrait se réchauffer à sa température de fonctionnement lors de la conduite en cinq à dix minutes. La température du moteur dans l'état semi-ouvert du thermostat ne dépassera pas soixante-dix degrés.

Comment savoir si un thermostat fonctionne ou non?

Il est nécessaire de réchauffer le moteur pour que la flèche de température n'atteigne pas légèrement la ligne rouge. Ensuite, éteignez le bloc d'alimentation, ouvrez le capot et vérifiez le tuyau du radiateur. Le tuyau supérieur est fixé sur le dessus du radiateur et est un tuyau en caoutchouc noir d'environ cinq centimètres de diamètre. Et trouvez le tuyau du bas, qui ressemble à celui du haut.

Ensuite, touchez les tuyaux, mais vous devez le faire avec précaution, car ils peuvent être chauds. Si le capteur de température du moteur montre que le moteur s'est réchauffé, et en même temps un tuyau est chaud et l'autre froid, il est fort probable que la soupape du thermostat soit fermée et que le «refroidissement» ne passe pas à travers le radiateur. Dans ce cas, remplacez le thermostat par un neuf.

Il existe une «méthode populaire» pour tester les performances d'un thermostat. Donc, le but est de mettre le thermostat dans un récipient avec de l'eau brûlante, à une température d'environ cent degrés. Après cela, regardez visuellement, si la vanne s'ouvre, cela signifie qu'il s'agit d'un travailleur. Et si ce n'est pas le cas, c'est un thermostat qui ne fonctionne pas et remplacez-le par un nouveau. Cette méthode nécessitera de retirer le thermostat de la voiture. Lors de la mise à jour du thermostat, renseignez-vous sur la température d'ouverture de la vanne. Le fait est qu'il peut varier sur une large plage pour différents thermostats.Et comme vous l'avez compris d'après ce qui a été dit, vous ne pouvez pas mettre le thermostat à une température élevée lors de son ouverture, car dans ce cas, le moteur peut surchauffer.

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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU THERMOSTAT MÉCANIQUE

Un thermostat mécanique est un appareil qui reflète parfaitement le principe - «Tout ce qui est ingénieux est simple!». Avec toute la différence dans les conceptions et les composants utilisés, il existe un principe unique dans le fonctionnement des thermostats mécaniques, à savoir la capacité de certains matériaux et substances, en fonction de la température, à modifier leurs propriétés mécaniques.

Comme exemple quotidien, familier à tous, qui expliquerait le principe de fonctionnement d'un thermostat mécanique, on peut citer un thermomètre à mercure ordinaire, avec lequel on mesure la température corporelle.

Le mercure contenu à l'intérieur du thermomètre augmente de volume avec l'augmentation de la température et pénètre dans le capillaire gradué, indiquant ainsi la température exacte.

À peu près les mêmes processus se déroulent dans un thermostat mécanique, la seule différence est qu'un changement de température à un certain niveau, qui est indiqué par nous séparément avec une roue de régulation, démarre certains processus, ferme ou coupe le plus souvent un circuit électrique, de ce fait allumer ou éteindre les appareils de chauffage.

Pour clarifier le fonctionnement de tout cela, examinons la conception d'un thermostat mécanique d'ambiance standard.

Types de thermostats

Basé sur le principe de fonctionnement, les thermostats sont divisés en deux types:

• mécanique;
• électronique.

À son tour, chaque type est subdivisé en sous-espèces.

Thermostats mécaniques

Dans les thermostats mécaniques, les capteurs sont utilisés avec différentes technologies d'actionnement, mais ils sont tous basés sur le même principe. Pour comprendre le fonctionnement d'un thermostat mécanique, il faut faire attention aux propriétés physiques de nombreuses substances qui se dilatent lorsqu'elles sont chauffées et se contractent lorsqu'elles sont refroidies (l'eau est une exception notable, se dilatant lorsqu'elle est refroidie). Les thermostats mécaniques utilisent cette propriété appelée dilatation thermique.

Thermostat mécanique

Plaques bimétalliques

Le principe de fonctionnement du thermostat, le plus couramment utilisé, est d'utiliser une plaque de deux bandes de métaux différents, boulonnées entre elles.

Allumer et éteindre le thermostat bimétallique:

1. Le lecteur externe de l'appareil vous permet de régler la température à laquelle il s'allume et s'éteint;
2. Le cadran du disque est connecté via un circuit à un capteur de température - une plaque bimétallique qui ferme et ouvre un circuit électrique, en fonction du coude plus ou moins important;
3. Un bilame est composé de différents métaux liés entre eux;
4. Un métal se dilate moins que l'autre lorsqu'il est chauffé, par conséquent, la plaque se plie vers l'intérieur lorsque la température augmente;
5. La plaque fait partie d'un circuit électrique, donc lorsque la bande est froide, elle est droite et le circuit est fermé. Le système est mis en marche et se réchauffe. Lorsqu'elle est chauffée à une certaine température, la plaque se plie et casse la chaîne. Le circuit est désactivé.

Le travail de la plaque bimétallique

Important! Comme la plaque prend du temps à se dilater et à se contracter, le capteur a une inertie de réponse.

Capteurs remplis de gaz

En raison de la lenteur de la réaction des métaux aux changements de température, des conceptions alternatives de thermostats ont été développées. L'un est l'utilisation d'un soufflet rempli de gaz entre une paire de disques métalliques. La grande surface de ces disques leur permet de réagir rapidement à la chaleur. De plus, ils sont résilients et ont des arêtes.

Thermostat mécanique avec capteur rempli de gaz

1. Lorsque la température augmente, le gaz dans l'espace du disque se dilate et sépare les disques.Dans ce cas, celui qui est à l'intérieur, appuie sur le micro-interrupteur au milieu du thermostat, ouvrant le circuit. Le chauffage s'arrête;
2. Lorsque la température baisse, le gaz se contracte, rapprochant à nouveau les disques les uns des autres. Le disque interne s'éloigne du micro-interrupteur. Le contact se ferme, y compris le chauffage.

Les thermostats à gaz sont utilisés pour les systèmes de chauffage dans les maisons, ils ont été utilisés dans les modèles de voitures plus anciens. Parfois, ils n'utilisent pas de gaz, mais des liquides volatils à bas point d'ébullition. Par exemple, de l'alcool dilué.

Important! La composition chimique spécifique des liquides est choisie en fonction de la plage de températures contrôlées.

Thermostats de cire

Ce type de thermostat a une chambre scellée avec un bouchon de cire et une tige métallique libre à l'intérieur. Au fur et à mesure que la température augmente, la cire fond, se dilate et pousse la tige hors de cette chambre. En même temps, la tige agit sur l'allumage et l'extinction du circuit électrique. Le ressort remet le mécanisme à sa place lorsque la cire refroidit.

Dispositif de thermostat de cire

Les thermostats en cire sont utilisés dans les systèmes de contrôle de refroidissement des moteurs automobiles, les robinets, etc. Le thermostat de conception simple est bien adapté aux conditions difficiles à l'intérieur du moteur et est très fiable.

Les vannes sont installées sur les radiateurs de chauffage central, où des thermostats à cire sont souvent utilisés. Lorsque le radiateur chauffe à un niveau défini, les régulateurs de cire réduisent le débit d'eau à travers le radiateur.

Thermostats électroniques

Un thermostat numérique est une version électronique d'un thermostat mécanique. Au lieu d'un capteur mécanique, une thermistance peut être installée - une résistance qui change sa résistance par rapport à la température, ou un thermocouple. Le signal entre dans le module électronique, où il est traité, et à partir de là, des commandes sont envoyées pour allumer et éteindre le chauffage ou le refroidissement. L'avantage d'un thermostat électronique est un contrôle plus précis de la température.

Les contrôleurs numériques sont:

1. Non programmable. Appareils avec un ensemble simple de fonctions, avec un affichage numérique et des boutons de commande pour régler la valeur de température sélectionnée;
2. Programmable. Mini-ordinateurs qui vous permettent de régler les jours de la semaine, les heures, le maintien temporaire de la température, la commande manuelle, etc.

Thermostat programmable

1. Sans fil. Avec le développement de la technologie moderne, les dispositifs thermostatiques sont devenus "plus intelligents" et libérés des fils. Ces appareils sont liés à l'aide de divers portails sans fil tels que WiFi ou Bluetooth. Le plus courant est la connexion WiFi. Dans de telles connexions, l'efficacité des connexions est augmentée et les problèmes associés au câblage sont supprimés.

Quelques fonctionnalités supplémentaires des appareils électroniques:

1. Intégration de contacts de fenêtre pour la réduction de la température avec des fenêtres ouvertes;
2. Coordination des travaux de plusieurs radiateurs;
3. Montage séparé des capteurs de mesure dans un endroit optimal;
4. Contrôle à distance du système par téléphone, Internet ou smartphone. À une distance considérable de la maison, vous pouvez toujours ajuster les paramètres;
5. Alarme si la température est trop basse ou trop élevée. Si vous le souhaitez, le propriétaire reçoit un e-mail;
6. Intégration d'alarmes pour détecteurs de fumée et détecteurs d'éclatement de canalisations.

De plus, la dernière génération de thermostats sans fil a un look élégant et moderne. Ils peuvent fournir des rapports énergétiques détaillés et un système de commande vocale est disponible.

Thermostat sans fil

Thermostats à deux zones

Le thermostat double zone vous permet de contrôler simultanément différents systèmes de chauffage et d'effectuer la programmation de deux pièces d'habitation (par exemple, une chambre et une cuisine, un salon et un hall d'entrée). Il est possible de régler différents niveaux de température souhaitée dans chaque pièce ou zone de la maison.

Le modèle de l'appareil contient généralement plusieurs programmes enregistrés, vous pouvez faire vos propres corrections. La plage de température couramment utilisée est de 7 à 30 degrés. L'étape de régulation est d'un demi-degré.

Le thermostat à deux zones convient à presque tous les types de chauffage: plancher et plafond électriques, radiateurs à gaz et à eau et autres systèmes.

L'appareil se compose de plusieurs éléments:

• module électronique programmable;
• capteurs de température;

Les capteurs doivent être installés dans des endroits à l'abri des courants d'air et de la lumière directe du soleil, qui peuvent fausser les données transmises au module de commande électronique.

En plus des thermostats à deux zones, il existe des thermostats à deux étages utilisés, par exemple, dans les installations de climatisation, où une commande automatique est requise dans les cycles froid et chaud avec une zone morte intermédiaire. Il se compose d'un double contact inverseur électriquement. Il peut également être utilisé pour le contrôle conventionnel de la température à l'aide d'un seul contact.

Dispositif de thermostat mécanique

L'élément structurel principal de presque tous les thermostats mécaniques d'ambiance est une membrane à gaz. D'ailleurs, c'est pour cela qu'ils sont souvent appelés thermostats à membrane.

Le gaz spécial à l'intérieur de la membrane, lorsque la température change, change de volume, affectant ainsi les parois de la membrane. Qui, lors du changement, déclenche le mécanisme de fermeture ou d'ouverture du circuit électrique qui alimente le système de chauffage ou de refroidissement.

Le choix d'une telle méthode d'appareil pour un thermostat d'ambiance est dû à la possibilité d'organiser un moyen simple d'ajuster sa température de réponse, ainsi qu'au fait que l'appareil réagit précisément aux changements de température de l'air, et non de la surface, ce qui est le plus important dans les systèmes de chauffage et de refroidissement. Par conséquent, par exemple, pour le chauffage par le sol, il est plus judicieux d'utiliser des thermostats mécaniques à liquide avec un capteur à distance.

Le réglage de la température de réponse pour un thermostat d'ambiance à membrane est effectué à l'aide d'une molette de commande avec une échelle, qui est connectée au mécanisme à membrane. En tournant la roue, nous rapprochons ou éloignons les parois de la membrane du mécanisme de commande, modifiant ainsi la température à laquelle le circuit électrique se fermera ou s'ouvrira. En d'autres termes, si le mécanisme de déclenchement est plus proche de la paroi de la membrane, le gaz qui s'y trouve doit modifier légèrement le volume pour qu'il se déclenche; en conséquence, une température plus basse est nécessaire et vice versa. C'est ainsi que fonctionne la molette de réglage.

Voyons exactement comment appliquer un thermostat mécanique au système de chauffage d'une maison ou d'un appartement.

Le thermostat est un équipement de laboratoire populaire

Un thermostat de laboratoire est un appareil utilisé pour maintenir une température constante dans une chambre ou un récipient pendant un certain temps, quelle que soit la température ambiante. Il est demandé dans les laboratoires de profils variés: chimique, médical, biologique, recherche, test, production. Les thermostats sont utilisés dans l'industrie et l'agriculture, en microbiologie et génétique, en bactériologie et en pharmacie, dans les laboratoires des cliniques ordinaires et dans les plus grands centres scientifiques. Dans de nombreuses études, le thermostat est une pièce d'équipement critique qui est essentielle.

Classification des thermostats

Les thermostats sont disponibles dans différents modèles, fonctionnalités et volumes.Le plus souvent, ils sont généralement classés selon le type de "caloporteur": - thermostats électriques à air sec; - liquide; - cryogénique.

Thermostat électrique à air sec - équipement qui fournit de l'air chaud dans la chambre à l'aide d'une pompe. Les ventilateurs le répartissent uniformément dans toute la chambre.

Un thermostat cryogénique est de conception similaire, à la différence que la pompe entraîne l'air entrant dans la chambre non pas à travers le réchauffeur, mais à travers les tubes contenant le fluide frigorigène en circulation. Ce type de thermostat est également appelé «thermostat refroidi électrique». En plus de l'air sec, les thermostats cryogéniques sont équipés d'une circulation d'air forcée pour maintenir une température stable en tout point de la chambre.

Les thermostats liquides sont disponibles dans différents modèles et à des fins différentes. La plage de température et la précision du contrôle de la température dépendent du type de caloporteur utilisé. Les thermostats liquides peuvent chauffer et refroidir. Les plus pratiques sont les thermostats à eau distillée: il est facile de changer, la viscosité de l'eau ne change pas lorsque la température change; il est possible d'obtenir une précision élevée du contrôle de la température. L'inconvénient des thermostats à eau distillée est une plage de température relativement étroite: de +5 ° C à +95 ° C. Dans la plus large gamme de températures, un thermostat liquide fonctionne avec une huile silicone spéciale: de -80 ° C à +350 ° C. Mais cette huile est chère et doit être changée fréquemment car elle s'oxyde et polymérise rapidement. Lorsqu'il fonctionne à des températures élevées, l'appareil nécessite une ventilation par aspiration. Dans le même temps, on ne peut pas se passer d'un thermostat à huile, par exemple, lors du contrôle de thermomètres avec des températures de fonctionnement supérieures à 300 ° C.

Caractéristiques de conception des thermostats modernes

Les dispositifs de contrôle de température modernes sont équipés d'une commande à microprocesseur avec un ensemble de capteurs, un affichage d'informations, une minuterie, un système de sécurité et d'alarme en cas d'erreurs et d'urgences, une fenêtre en verre (porte en verre) et un rétroéclairage pour surveiller les processus en la chambre. Le contrôle électronique offre une grande précision de contrôle de la température - jusqu'à des centièmes de degré. La base de tout thermostat moderne, quel que soit son type et sa conception, est une chambre thermiquement isolée qui fournit une isolation fiable des objets, des échantillons ou des matériaux placés à l'intérieur de l'environnement. La chambre, en règle générale, est en acier inoxydable et contient divers capteurs pour surveiller le processus. La chambre des thermostats à air sec doit avoir des ventilateurs pour une distribution uniforme de l'air. Dans les dispositifs liquides, le mélange de liquide peut être résolu de différentes manières.

Les chambres du thermostat varient considérablement en volume.

Lors du choix d'un thermostat, il faut partir de son volume, de sa plage de température et de la précision du contrôle de la température. La commodité et les conditions de fonctionnement, la fonctionnalité et le coût comptent également.

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Utilisation d'un thermostat mécanique en chauffage

Le plus souvent, les thermostats mécaniques de pièce sont utilisés dans les maisons de chauffage, ainsi que les chaudières à gaz. Les fabricants, dans la conception des chaudières, prévoient assez souvent un schéma de connexion via un thermostat mécanique. L'appareil est installé dans une coupure dans le fil d'alimentation menant à la chaudière et dans le cas où la température de l'air dans la pièce descend en dessous de la valeur seuil réglée, le circuit se ferme et la chaudière à gaz démarre, commençant à chauffer la pièce, maintenant la température du liquide de refroidissement.

Les schémas de base pour le raccordement d'un thermostat mécanique au chauffage ou au refroidissement sont décrits dans notre article "Schéma de câblage d'un thermostat mécanique"

De la même manière, les thermostats domestiques sont connectés à tous les radiateurs électriques dans les pièces, qu'il s'agisse de radiateurs au mazout, de radiateurs infrarouges ou de tout autre appareil utilisé pour chauffer l'air intérieur. Ainsi, le processus de chauffage devient entièrement automatisé, ne nécessitant quasiment aucune participation humaine à son travail, après ajustement.

Il existe de nombreuses options possibles pour l'utilisation de thermostats mécaniques; il est tout simplement irremplaçable dans l'automatisation du chauffage en raison de sa simplicité et de sa fiabilité. Et la simplicité de la conception permet aux fabricants de produire des thermostats mécaniques d'ambiance à un coût beaucoup plus bas que les thermostats électroniques, ce qui est une partie importante de leur popularité auprès des consommateurs.

Les principaux types et capacités des thermostats

Schéma de connexion du thermostat.

Il existe deux principaux types de thermostats: le plancher à gaz et le liquide.

Un thermostat de plancher à gaz, contrairement à un type liquide, est plus sensible aux changements du régime de température de l'environnement et a une durée de vie plus longue - jusqu'à 20 ans. Le condensat de gaz est utilisé comme substance sensible à la chaleur.

Quant au type liquide, il possède des indicateurs de température plus précis que celui du plancher à gaz. Dans la plupart des cas, la paraffine est utilisée pour le remplir.

Les thermostats sont également:

1. Salle analogique. Un tel appareil vous permet de maintenir en permanence le régime de température sélectionné. Cependant, ses capacités techniques sont quelque peu limitées. Le démarrage et l'arrêt, ainsi que la modification des paramètres de fonctionnement, ne se produisent que manuellement et excluent complètement la programmation du système.
2. Salle numérique. L'installation d'appareils de ce type étend les capacités de contrôle, ce qui réduit la charge sur le système de chauffage. Le thermostat numérique change et maintient la température selon un programme préréglé. En plus des fonctions les plus simples («confort» et «amortissement»), il permet d'ajuster le mode et de basculer automatiquement jusqu'à 4 fois par jour.
3. Thermostats pour un système supplémentaire «plancher chaud». Une caractéristique du fonctionnement d'un tel système est son indépendance par rapport à la température de l'air et la pièce est chauffée par d'autres installations de chauffage (convecteur, radiateur, etc.) Par conséquent, le fonctionnement du thermostat est assuré par un capteur installé dans le surface de plancher.

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Parfois, il n'est pas possible ou techniquement difficile de régler le fonctionnement du système de chauffage de la manière habituelle. Une telle situation peut survenir lors de la reconstruction d'objets ou dans le cas d'une installation supplémentaire de dispositifs de chauffage. Par conséquent, le contrôle optimal de l'alimentation en chaleur dans ce cas est l'installation d'un thermostat avec une méthode de contrôle sans fil.

Sélection d'un thermostat mécanique (thermostat)

Actuellement, il existe de nombreux fabricants de thermostats mécaniques, il existe des modèles et des marques célèbres, mais, le plus souvent, en vente, vous trouverez des noms inconnus et inconnus. Dans ma pratique, j'ai utilisé un grand nombre de thermostats mécaniques différents et je peux vous conseiller ce qui suit:

- Lors du choix, assurez-vous de faire attention à la puissance de commutation maximale. S'il est écrit que le thermostat est de 10 ampères, il sera possible de lui connecter une charge ne dépassant pas 2,2-2,3 kW. Les thermostats avec plus de 3,6 kW de puissance connectée sont rares. Si vous avez besoin de connecter plus de puissance, vous devrez utiliser un contacteur, selon le schéma de connexion, le lien auquel j'ai donné un peu plus haut.

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Si vous avez besoin de conseils sur le choix d'un modèle de thermostat mécanique - écrivez dans les commentaires, je vais essayer de vous aider avec des conseils!

Classification

Les thermostats peuvent être classés en fonction de leur plage de températures de fonctionnement:

• Thermostats haute température (300-1200 ° C);
• Thermostats moyenne température (60-500 ° C);
• Thermostats basse température (moins de −60 ° C (200 K)) - cryostats.

Les thermostats peuvent être classés en fonction du fluide de travail (caloporteur):

• Air;
• Liquide;
• Solide (des éléments Peltier et en cire sont généralement utilisés).

Les thermostats peuvent être classés en fonction de la précision de la température:

• En règle générale, 5 à 10 degrés et pire sont obtenus sans agitation, en raison de la convection naturelle;
• 1-2 degrés (bonne stabilité thermique pour l'air, très médiocre pour le liquide), généralement sous agitation;
• 0,1 degré (très bonne stabilité thermique pour l'air [1], au niveau des meilleurs échantillons, moyenne pour le liquide);
• 0,01 degré (en règle générale, il est obtenu dans des thermostats à liquide de conception spéciale [2]), il est pratiquement impossible d'obtenir dans un thermostat à air avec un ventilateur.

Les thermostats peuvent être classés par domaine et application:

• Thermostats industriels; thermostats aériens;
• thermostats à immersion;