Thermostat 101: All die verschiedenen Arten von Thermostaten in Ihrem Zuhause

Es wird Sie wahrscheinlich überraschen, wie viele verschiedene Arten von Thermostaten Sie in Ihrem Zuhause haben. Praktisch jedes System oder Gerät, das die Temperatur regelt, verfügt über einen Thermostat. Obwohl es viele Stile und Designs gibt, ist ein Thermostat eigentlich nur eine Art Schalter, der die Ein-/Aus-Funktion einer Anlage oder eines Gerätes durch ein in das Gerät eingebautes Temperaturfühlerelement Thermostat. Der Zweck besteht darin, die Temperatur des Raums oder des Geräts auf das von Ihnen gewählte Niveau einzustellen (oder zu halten).

Wenn Sie ständig mit der Temperatur Ihres Hauses unzufrieden sind oder Ihr Energieverbrauch höher ist, als Sie bezahlen möchten, ist es sinnvoll, Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Thermostattypen in Ihrem Zuhause – insbesondere, wenn Sie planen, einen neuen Thermostat für Ihre HLK zu kaufen System.

Systeme und Geräte mit Thermostaten

Fast jeder kennt den Wandthermostat, der die Temperatur der HLK eines Hauses regelt (Heizung-Lüftung-Klima)-System, aber in vielen anderen Geräten finden sich unterschiedliche Arten von Thermostaten und Geräte in Ihrem Zuhause. Abgesehen von einem Ofen und einer zentralen Klimaanlage finden sich Thermostate auch auf praktisch allen Arten von Fußleistenheizungen, Raumheizungen und Raumfensterklimaanlagen.

Öfen, Herde, elektrische Pfannen und andere Kochgeräte haben wahrscheinlich Thermostate. Ihr Kühl- und Gefrierschrank hat auch unterschiedliche Arten von Thermostaten, und wenn Ihr Badezimmer eine Wärmelampe hat, hat es wahrscheinlich auch einen Thermostat. Spülmaschinen, Waschmaschinen und Trockner hatten einst rudimentäre Hoch-Mittel-Niedrig-Thermostate, aber modern Typen haben oft genauere Thermostate, die einen viel breiteren Bereich der Temperaturregelung ermöglichen.

Obwohl das Aussehen dieser Thermostate erheblich variiert, können sie alle auf die gleiche Weise kategorisiert werden. Wenn Sie die Funktionsweise und Variationen der gängigen Wandthermostate beispielsweise für Umluft-HLK-Anlagen verstehen, kennen Sie auch die grundsätzliche Funktionsweise von Gerätethermostaten.

Netzspannung vs. Niederspannungsthermostate

Alle Thermostate können als Netzspannungs- oder Niederspannungsthermostate kategorisiert werden. Netzspannungsthermostate findet man normalerweise auf elektrische Fußleistenheizungen, Unterputzheizungen und einige and Raumheizungen. Sie sind manchmal auch im ganzen Haus zu finden Wärmepumpensysteme, einschließlich kanallos "Mini-Split" Systeme. Der Begriff "Netzspannung" bezieht sich auf die Tatsache, dass sie mit derselben Stromkreisspannung (120 oder 240 Volt) betrieben werden, die das Heizgerät selbst mit Strom versorgt. Der Thermostat ist im Wesentlichen ein variabler Schalter, der Teil desselben Stromkreises ist, der die Heiz- oder Kühlschlangen in der elektrischen Heizung oder Klimaanlage mit Strom versorgt.

Andererseits sind Niederspannungsthermostate nicht Teil desselben Stromkreises, der das Heiz- oder Kühlgerät versorgt. Stattdessen verwenden sie eine abgesenkte Spannung, normalerweise 24 Volt, die von einem Transformator bereitgestellt wird, der die standardmäßige 120-Volt-Schaltungsspannung in die vom Thermostat benötigte niedrige Spannung umwandelt. Der Thermostat misst Temperaturen und sendet Niederspannungssignale über feinmaschige Drähte an die Bedienelemente der Heiz- oder Kühleinheit.

Praktisch alle zentralen Umluft-HVAC-Systeme arbeiten auf Niederspannungsthermostate, nicht Netzspannungstypen. Netzspannungsthermostate finden sich häufiger bei elektrischen Fußleistenheizungen, manchmal in die Heizung selbst integriert, aber häufiger an der Wand des Raumes montiert.

Mechanisch (analog) vs. Digitale Thermostate

Eine weitere grundlegende Kategorisierung von Thermostaten ist die Art und Weise, in der die Temperatur erfasst wird und die Steuersignale werden ausgelöst — entweder durch mechanische Teile, die sich im Inneren des Thermostats bewegen, oder durch elektronische Digital Impulse. Viele ältere Netzspannungsthermostate verwenden ein mechanisches Design; diese Thermostate werden manchmal als analoge Thermostate bezeichnet. Die meisten modernen HLK-Klimaanlagen und viele moderne Heiz-/Kühlgeräte verwenden jedoch Thermostate mit digitalem Design. Digitale Steuerungen können sowohl in Netzspannungs- als auch in Niederspannungsthermostaten verwendet werden; Das Vorhandensein digitaler Regler bedeutet nicht immer, dass es sich bei dem Thermostat um ein Niederspannungsmodell handelt.

Mechanische/analoge Hausthermostate

Der ältere Stil mechanische/analoge Thermostate arbeiten, indem sie sich das physikalische Prinzip zunutze machen, nach dem sich Metalle und Gase bei Temperaturänderungen ausdehnen oder zusammenziehen. Ein klassischer mechanischer Thermostat ist der bekannte und äußerst zuverlässige Honeywell Zifferblattthermostat, die noch in Tausenden von Haushalten zu finden sind. Im Inneren dieser Art von Thermostat wird die Raumtemperatur durch eine Metallspule überwacht, die an einem mit Quecksilber gefüllten Glasfläschchen befestigt ist – einem flüssigen Metall, das Strom leitet.

Das Quecksilberfläschchen hat drei Drähte. Ein Draht reicht bis zum Boden des Fläschchens und steht in ständigem Kontakt mit dem Quecksilber. Ein weiterer Draht befindet sich in der Nähe der oberen linken Seite des Fläschchens und ein weiterer befindet sich in der Nähe der oberen rechten Seite. Wenn sich die Metallspirale bei Temperaturänderungen ausdehnt und zusammenzieht, neigt sie das Fläschchen in die eine oder andere Richtung. Sinkt die Temperatur im Raum, zieht sich die Metallspirale zusammen und kippt die Quecksilberampulle in eine Richtung. Der Quecksilberschalter sendet ein Niederspannungssignal an den Ofen, wodurch dieser seinen Heizzyklus beginnt. Steigt die Temperatur im Raum, dehnt sich die Metallspirale aus und das Fläschchen kippt in die entgegengesetzte Richtung. Der Schalter kontaktiert das gegenüberliegende Kabel in der Quecksilberflasche und schließt den Niederspannungskreis, der die Klimaanlage einleitet.

In jedem mechanischen Thermostat wird eine Version dieses Expansions-Kontraktions-Prinzips verwendet, obwohl die mechanischen Funktionen erheblich variieren. Einige Modelle verwenden einen geraden Bimetallstreifen, der sich je nach Temperaturänderung in die eine oder andere Richtung biegt. Andere Ausführungen verwenden einen gasgefüllten Beutel, der sich bei Raumtemperaturänderungen schrumpft oder ausdehnt und Schaltkontakte im Thermostat öffnet oder schließt.

Digitale Hausthermostate

Digitale Thermostate ganz anders arbeiten mit Transistorplatinen und digitalen Signalen. Die Temperaturen werden von einem speziellen elektronischen Widerstand, einem sogenannten Thermistor, erfasst, der den Raum misst Temperatur durch Erfassen von Unterschieden im elektrischen Widerstand, die auftreten, wenn Strom bei unterschiedlichen Temperaturen. Ein winziger Mikroprozessor registriert den numerischen Wert dieses Widerstands, wandelt ihn in einen genauen Temperaturwert um und dann andere Transistoren und programmierte Mikrochips interpretieren diese Informationen und senden eine komplexe Reihe von digitalen Mikrospannungssignalen an die Komponenten des HLK-Systems, um diese mitzuteilen was zu tun ist.

Die meisten modernen Niederspannungsthermostate, die Umluft-HVAC-Systeme für das ganze Haus steuern, sind jetzt digitale Modelle, aber so werden viele Netzspannungsthermostate verwendet, um die elektrische Fußleistenheizung und andere Kühlung / Heizung zu steuern Systeme. Innerhalb der Klasse der digitalen Thermostate gibt es jedoch mehrere Varianten.

Variationen des digitalen Thermostats

Da die Mikroprozessoren und Speicherchips in einem digitalen Thermostat so winzig sind, können viele Informationen von der Schaltung gespeichert werden. Während die frühen digitalen Thermostate kaum mehr leisteten als die älteren mechanischen Thermostate – nur auf weniger Platz und mehr zuverlässig – moderne digitale Thermostate sind oft hochentwickelte Geräte, die eine überraschende Menge an Funktionen.

Einfache digitale Thermostate

Die einfachsten digitalen Thermostate bieten kaum mehr als einfache automatische Ein- und Ausschaltfunktionen, aber sie tun dies in einer sehr kompakten Einheit, die äußerst effizient und zuverlässig ist. Wie die älteren Niederspannungs-Thermostate im Honeywell-Stil werden die meisten modernen digitalen Thermostate mit Niederspannungsstrom betrieben, der von einem Transformator bereitgestellt wird. Die Temperaturmesswerte und Regeleinstellungen werden auf einem kleinen LED-Bildschirm an der Vorderseite des Thermostats angezeigt. Diese einfache digitale Thermostate kann auch über eine Batteriesicherung verfügen, die es ermöglicht, dass die Messwerte auch dann auf dem Bildschirm angezeigt werden, wenn die Stromversorgung des Transformators unterbrochen wird.

Die einfachsten digitalen Thermostate mit automatischen Ein-/Aus-Funktionen, die die Raumtemperatur bei jeder Einstellung konstant halten Sie wählen, sind immer noch verfügbar, obwohl sich die meisten Leute jetzt für etwas anspruchsvollere digitale Lösungen entscheiden Thermostate.

Programmierbare digitale Thermostate

Der nächste Schritt im Design digitaler Thermostate war die Einführung von programmierbare Thermostate, mit dem ein Benutzer Programm eine Reihe von automatischen Temperatureinstellungen durch einen inneren digitalen Zeitmesser. Dies ermöglicht eine viel höhere Energieeffizienz, da der Thermostat so eingestellt werden kann, dass er die Temperatur nachts oder tagsüber automatisch senkt, wenn die Bewohner bei der Arbeit oder in der Schule sind. Die modernsten Thermostate können bis zu 28 verschiedene Temperatureinstellungen ermöglichen – vier für jeden der sieben Wochentage.

Diese Thermostate haben normalerweise ein größeres LED-Display, das die Einstellungsanpassungen erleichtert. Der LED-Bildschirm kann den größten Teil der Frontplatte des Thermostats einnehmen.

Smart Home-Thermostate

Eine neuere Innovation bei digitalen Thermostaten ist das sogenannte intelligenter Thermostat. Diese intelligente Thermostate beginnen mit einem ziemlich ausgeklügelten programmierbaren Design, fügen dann jedoch Wi-Fi-Konnektivität hinzu, die es macht Möglichkeit, die HLK-Einstellungen Ihres Hauses mit einem Smartphone, Computer oder Tablet aus der Ferne zu überwachen und anzupassen Gerät. Zu Hause kann Ihr Telefon oder Tablet als Fernbedienung für Ihren Thermostat fungieren, und es kann dasselbe leisten Funktion auf Reisen, indem Sie die Bedingungen in Ihrem Zuhause überwachen und die Temperatur über ein beliebiges Internet anpassen Verbindung.

Die Raffinesse intelligenter Thermostate wächst mit jedem Jahr. Einige dieser Thermostate können auch die Luftfeuchtigkeit zu Hause überwachen oder monatliche Energieberichte liefern, und einige können über Amazons gesteuert werden Alexa oder andere Sprachsteuerungssysteme wie Google Assistant. Einige verfügen sogar über Fernsensoren, mit denen Sie die Temperatur verschiedener Räume überwachen können. Sie gleichen die Temperatur verschiedener Räume aus, um das HLK-System so zu betreiben, dass die beste Gesamtheizung oder -kühlung gewährleistet ist. Da sie permanent mit dem Internet verbunden sind, zeigen einige dieser intelligenten Thermostate sogar Wetterbedingungen und Vorhersagen im Freien an.

Home Thermostate lernen

Die neueste Generation programmierbarer Smart-Thermostate wird oft als „lernende“ Thermostate bezeichnet. Die führende Marke ist Nest, die zum Synonym für diese Art von Gerät geworden ist.

Dies sind programmierbare Thermostate der besonderen Art. Basierend auf maschinellen Lernalgorithmen, Nest-Thermostate benötigen eine Lernzeit von mehreren Wochen, in der Sie die Thermostattemperaturen manuell einstellen. Der Thermostat speichert Ihre Gewohnheiten. Nach Ablauf der Lernzeit übernimmt der Thermostat dann automatisch die täglichen Temperaturanpassungen. Diese hochmodernen Thermostate können sogar per Telefon erkennen, wenn alle Familienmitglieder nicht zu Hause sind GPS und passen Sie die Temperatur entsprechend an, um Energieeinsparungen (und damit Geld für Ihre Energie) zu maximieren Rechnungen).

Thermostate für Haushaltsgeräte

Die Thermostate in Heiz- und Kühlgeräten in Ihrem Zuhause verwenden alle einige Variationen der gleichen Arten von Bauformen, die für HLK-Systeme für das ganze Haus verwendet werden, obwohl sie in der kompakten Form, die für die Anpassung erforderlich ist, sehr unterschiedlich aussehen können Haushaltsgeräte. Wenn der Thermostat einer Fensterklimaanlage, Ofen, Raumheizkörper, Wasserkocher oder andere Gerätestörungen, können Sie es möglicherweise selbst ersetzen, indem Sie in der Online-Dokumentation nach Anleitungen oder Videos suchen, die den Vorgang beschreiben. Einige Thermostate können jedoch nicht kostengünstig gewartet werden und das gesamte Gerät muss ersetzt werden, wenn der Thermostat ausfällt.