Termostat 101: Všechny různé typy termostatů ve vaší domácnosti

Pravděpodobně vás překvapí, když zjistíte, kolik různých typů termostatů doma máte. Prakticky každý systém nebo zařízení, které řídí teplotu, má termostat. Ačkoli existuje mnoho stylů a designů, termostat je ve skutečnosti jen typ spínače, který ovládá funkce zapnutí / vypnutí systému nebo zařízení pomocí prvku pro snímání teploty zabudovaného do termostat. Účelem je upravit (nebo udržovat) teplotu místnosti nebo zařízení na úroveň, kterou si vyberete.

Pokud jste neustále nespokojeni s teplotou svého domova nebo je vaše spotřeba energie vyšší, než byste chtěli zaplatit, má smysl dozvíte se o všech různých typech termostatů ve vaší domácnosti - zejména pokud plánujete nákup nového termostatu pro vaše HVAC Systém.

Systémy a zařízení využívající termostaty

Téměř každý je obeznámen s nástěnným termostatem, který řídí teplotu domácího HVAC (topení-ventilace-klimatizace), ale v mnoha jiných zařízeních lze nalézt různé typy termostatů a zařízení ve vaší domácnosti. Kromě pece a centrální klimatizace se termostaty nacházejí také na prakticky všech typech topných těles soklových desek, ohřívačů prostor a klimatizací oken v místnosti.

Trouby, sporáky, elektrické pánve a další kuchyňské spotřebiče pravděpodobně obsahují termostaty. Vaše chladnička a mraznička mají také různé typy termostatů, a pokud má vaše koupelna tepelnou lampu, pravděpodobně má také termostat. Myčky, pračky a sušičky prádla měly kdysi základní termostaty s vysokým a středním a nízkým obsahem, ale moderní typy často mají přesnější termostaty, které umožňují mnohem širší rozsah regulace teploty.

I když se vzhled těchto termostatů značně liší, lze je všechny kategorizovat stejným způsobem. Pokud pochopíte fungování a variace běžného nástěnného termostatu pro vzduchotechnické systémy s nuceným oběhem vzduchu, pochopíte také základní fungování termostatů zařízení.

Síťové napětí vs. Nízkonapěťové termostaty

Všechny termostaty lze kategorizovat jako termostaty síťového nebo nízkého napětí. Síťové termostaty se obvykle nacházejí na elektrické ohřívače základní desky, nástěnné ohřívače a některé ohřívače prostoru. Někdy se také nacházejí na celém domě systémy tepelných čerpadel, počítaje v to bezkanálový „mini-split“ systémy. Termín „síťové napětí“ označuje skutečnost, že pracují se stejným napětím obvodu (120 nebo 240 voltů), které napájí samotný ohřívač. Termostat je v podstatě variabilní spínač, který je součástí stejného okruhu, který dodává energii do vyzařovacích nebo chladicích cívek v elektrickém ohřívači nebo klimatizaci.

Naproti tomu nízkonapěťové termostaty nejsou součástí stejného elektrického obvodu, který napájí topné nebo chladicí zařízení. Místo toho používají sestupné napětí, obvykle 24 voltů, poskytované transformátorem, který převádí standardní napětí obvodu 120 voltů na nízké napětí požadované termostatem. Termostat snímá teploty a vysílá nízkonapěťové signály přes vodiče jemného rozměru k ovládacím prvkům na topné nebo chladicí jednotce.

Prakticky fungují všechny centrální systémy HVAC s nuceným oběhem vzduchu nízkonapěťové termostaty, ne typy síťového napětí. Síťové termostaty se častěji vyskytují na elektrických topných tělesech, někdy integrovaných do samotného topného tělesa, ale častěji namontovaných na stěně místnosti.

Mechanické (analogové) vs. Digitální termostaty

Další základní kategorizace termostatů je způsob, jakým je snímána teplota a řídicí signály jsou iniciovány - buď pomocí mechanických částí, které se pohybují uvnitř termostatu, nebo elektronickou digitální impulsy. Mnoho starších termostatů se síťovým napětím používá mechanické provedení; tyto termostaty jsou někdy známé jako analogové termostaty. Většina moderních klimatizačních systémů HVAC a mnoho moderních topných / chladicích zařízení však používá termostaty s digitálním designem. Digitální ovládání lze použít jak v síťovém, tak v nízkonapěťovém termostatu; přítomnost digitálních ovladačů ne vždy znamená, že termostat je nízkonapěťový model.

Mechanické / analogové domácí termostaty

Starší styl mechanické / analogové termostaty pracujte s využitím fyzikálního principu, kterým se kovy a plyny rozpínají nebo smršťují při změnách teploty. Jeden klasický mechanický termostat je známý a mimořádně spolehlivý Termostat Honeywell, které lze stále najít v tisících domovů. Uvnitř tohoto typu termostatu je pokojová teplota monitorována kovovou cívkou připojenou ke skleněné lahvičce naplněné rtutí - tekutým kovem, který vede elektřinu.

Rtuťová lahvička má tři dráty. Jeden vodič sahá až ke dnu lahvičky a je v neustálém kontaktu se rtutí. Další drát je poblíž levé horní části lahvičky a další je vpravo nahoře. Jak se kovová cívka rozpíná a smršťuje při teplotních změnách, nakloní lahvičku tak či onak. Pokud teplota v místnosti poklesne, kovová cívka se smrští a nakloní rtuťovou lahvičku v jednom směru. Rtuťový spínač dokončí nízkonapěťový signál do pece, což způsobí, že začne svůj topný cyklus. Pokud teplota v místnosti stoupne, kovová cívka se roztáhne a lahvička se nakloní opačným směrem. Spínač je v kontaktu s protilehlým vodičem v rtuťové lahvičce a dokončí nízkonapěťový obvod, který inicializuje klimatizační jednotku.

Některá verze tohoto principu expanze a kontrakce se používá v každém mechanickém termostatu, i když se mechanické fungování značně liší. Některé styly používají přímý bimetalový pásek, který se ohýbá tak či onak v závislosti na teplotních změnách. Jiné styly používají vak naplněný plynem, který se zmenšuje nebo rozšiřuje při změnách teploty v místnosti, otevírání nebo zavírání spínacích kontaktů v termostatu.

Digitální domácí termostaty

Digitální termostaty pracovat úplně jiným způsobem pomocí tranzistorových desek a digitálních signálů. Teploty snímá speciální druh elektronického rezistoru, který se nazývá termistor a který měří pokoj teplota snímáním rozdílů v elektrickém odporu, ke kterým dochází, když proud protéká různě teploty. Malý mikroprocesor registruje číselnou hodnotu tohoto odporu, převádí ji na přesný odečet teploty a poté další tranzistory a naprogramované mikročipy tyto informace interpretují a posílají komplexní řadu digitálních signálů mikropětí do komponent systému HVAC a říkají jim co dělat.

Většina moderních nízkonapěťových termostatů ovládajících systémy HVAC s nuceným oběhem vzduchu v celém domě jsou nyní digitální modely, ale stejně tak mnoho termostatů se síťovým napětím používaných k ovládání elektrického topení základní desky a dalšího chlazení / topení systémy. Ve třídě digitálních termostatů však existuje několik variant.

Varianty digitálního termostatu

Protože mikroprocesory a paměťové čipy v digitálním termostatu jsou tak malé, obvody mohou ukládat velké množství informací. Zatímco časné digitální termostaty fungovaly o něco více než starší mechanické termostaty - jen v menším prostoru a více spolehlivě - moderní digitální termostaty jsou často vysoce sofistikovaná zařízení, která obsahují překvapivou řadu funkce.

Jednoduché digitální termostaty

Nejzákladnější digitální termostaty dělají něco víc, než poskytují jednoduché automatické funkce zapnutí / vypnutí, ale dělají to ve velmi kompaktní jednotce, která je extrémně efektivní a spolehlivá. Stejně jako starší nízkonapěťové vytáčecí termostaty ve stylu Honeywell jsou většina moderních digitálních termostatů napájena nízkonapěťovým proudem poskytovaným transformátorem. Odečty teploty a nastavení ovládání se zobrazují na malé LED obrazovce na přední straně termostatu. Tyto jednoduché digitální termostaty může mít také záložní baterii, která umožňuje pokračovat v zobrazování naměřených hodnot na obrazovce, i když je přerušeno napájení z transformátoru.

Nejjednodušší digitální termostaty s automatickými funkcemi zapnutí / vypnutí, které udržují pokojovou teplotu stabilní při jakémkoli nastavení které si vyberete, jsou stále k dispozici, ačkoli většina lidí se nyní rozhodla přejít na poněkud propracovanější digitální termostaty.

Programovatelné digitální termostaty

Dalším krokem v návrhu digitálního termostatu bylo zavedení programovatelné termostaty, pomocí kterého může uživatel program řada automatických nastavení teploty prostřednictvím vnitřního digitálního časoměřiče. To umožňuje mnohem větší energetickou účinnost, protože termostat lze nastavit tak, aby automaticky snižoval teplotu v noci nebo během dne, když jsou obyvatelé v práci nebo ve škole. Nejsofistikovanější termostaty umožňují až 28 různých nastavení teploty - čtyři pro každý ze sedmi dnů v týdnu.

Tyto termostaty mají obvykle větší LED displej, který usnadňuje provádění nastavení. LED obrazovka může zabírat většinu předního panelu na termostatu.

Inteligentní domácí termostaty

Novější novinkou v digitálních termostatech je tzv inteligentní termostat. Tyto inteligentní termostaty začít s poměrně propracovaným programovatelným designem, ale oni pak přidají Wi-Fi připojení, které to dělá pomocí chytrého telefonu, počítače nebo tabletu můžete z dálky sledovat a upravovat nastavení HVAC v domácnosti přístroj. V domácnosti může váš telefon nebo tablet fungovat jako dálkové ovládání termostatu a může sloužit stejně funkce, když cestujete, sledováním podmínek ve vašem domě a nastavením teploty prostřednictvím jakéhokoli internetu spojení.

Sofistikovanost inteligentních termostatů roste s každým dalším rokem. Některé z těchto termostatů mohou také sledovat domácí vlhkost nebo poskytovat měsíční energetické zprávy a některé lze ovládat prostřednictvím Amazonu Alexa nebo jiné systémy hlasového ovládání, například Google Assistant. Některé mají dokonce vzdálené senzory, které umožňují sledovat teplotu v různých místnostech; vyrovnávají teplotu v různých místnostech a provozují systém HVAC způsobem, který zajišťuje nejlepší celkové vytápění nebo chlazení. Protože jsou trvale připojeny k internetu, některé z těchto inteligentních termostatů dokonce zobrazují venkovní povětrnostní podmínky a předpovědi.

Učení domácích termostatů

Nejnovější generace programovatelných inteligentních termostatů je často známá jako „učící se“ termostaty. Přední značka je Hnízdo, který se stal synonymem pro tento typ zařízení.

Jedná se o programovatelné termostaty zvláštního druhu. Na základě algoritmů strojového učení, Nest termostaty vyžadují období učení několik týdnů, během něhož nastavujete teploty termostatu ručně. Termostat přenese vaše zvyky do paměti. Poté, co je doba učení úplná, převezme termostat automatické úpravy teploty každý den. Tyto nejmodernější termostaty dokážou dokonce telefonicky rozpoznat, kdy jsou všichni členové rodiny mimo domov GPS a podle toho upravte teplotu, abyste maximalizovali úspory energie (a tedy peníze za vaši energii účty).

Termostaty pro spotřebiče

Termostaty nacházející se v topných a chladicích zařízeních ve vašem domě používají všechny varianty stejných typů designy používané pro celoobvodové systémy HVAC, i když mohou vypadat velmi odlišně v kompaktní formě, do které je nutné zapadnout spotřebiče. Když je termostat na klimatizaci okna, trouba, Vyhřívač, ohřívač vody nebo jiné poruchy spotřebiče, je možné jej sami vyměnit prostudováním online dokumentace, kde naleznete pokyny nebo videa popisující postup. Některé termostaty však nelze finančně opravit a pokud selže termostat, musí být vyměněn celý spotřebič.