Thermostat 101: tous les différents types de thermostats dans votre maison

Vous serez probablement surpris d'apprendre combien de types de thermostats différents vous avez dans votre maison. Pratiquement tous les systèmes ou appareils qui contrôlent la température ont un thermostat. Bien qu'il existe de nombreux styles et conceptions, un thermostat n'est en réalité qu'un type d'interrupteur qui contrôle le fonction marche/arrêt d'un système ou d'un appareil au moyen d'un élément de détection de température intégré dans le thermostat. Le but est d'ajuster (ou de maintenir) la température de la pièce ou de l'appareil au niveau que vous choisissez.

Si vous êtes constamment insatisfait de la température de votre maison ou si votre consommation d'énergie est supérieure à ce que vous aimeriez payer, il est logique de en savoir plus sur tous les différents types de thermostats dans votre maison, surtout si vous envisagez d'acheter un nouveau thermostat pour votre CVC système.

Systèmes et appareils utilisant des thermostats

Presque tout le monde connaît le thermostat mural qui contrôle la température du système CVC d'une maison (chauffage-ventilation-climatisation), mais différents types de thermostats peuvent être trouvés dans de nombreux autres appareils et appareils dans votre maison. Outre une fournaise et un climatiseur central, on trouve également des thermostats sur pratiquement tous les types de plinthes chauffantes, de radiateurs et de climatiseurs de fenêtre.

Les fours, cuisinières, poêles à frire électriques et autres appareils de cuisson ont probablement des thermostats. Votre réfrigérateur et votre congélateur ont également différents types de thermostats, et si votre salle de bain a une lampe chauffante, elle a probablement aussi un thermostat. Les lave-vaisselle, les laveuses et les sécheuses avaient autrefois des thermostats rudimentaires haut-moyen-bas, mais modernes types ont souvent des thermostats plus précis qui permettent une gamme beaucoup plus large de contrôle de la température.

Bien que l'apparence de ces thermostats varie considérablement, ils peuvent tous être classés de la même manière. Si vous comprenez le fonctionnement et les variations du thermostat mural commun pour les systèmes CVC à air pulsé, par exemple, vous comprendrez également le fonctionnement de base des thermostats d'appareils.

Tension de ligne vs. Thermostats basse tension

Tous les thermostats peuvent être classés en thermostats à tension de ligne ou à basse tension. Thermostats à tension de ligne se trouvent généralement sur plinthes chauffantes électriques, radiateurs encastrés et certains Chauffe-eau. On les trouve aussi parfois sur toute la maison systèmes de pompe à chaleur, comprenant "mini-split" sans conduit systèmes. Le terme "tension de ligne" fait référence au fait qu'ils fonctionnent sur la même tension de circuit (120 ou 240 volts) qui alimente le radiateur lui-même. Le thermostat est essentiellement un interrupteur variable qui fait partie du même circuit qui alimente les serpentins de rayonnement ou de refroidissement du radiateur électrique ou du climatiseur.

D'autre part, les thermostats basse tension ne font pas partie du même circuit électrique qui alimente l'appareil de chauffage ou de refroidissement. Au lieu de cela, ils utilisent une tension abaissée, généralement de 24 volts, fournie par un transformateur qui convertit la tension de circuit standard de 120 volts en basse tension requise par le thermostat. Le thermostat détecte les températures et envoie des signaux de basse tension via des fils de calibre fin aux commandes de l'unité de chauffage ou de refroidissement.

Pratiquement tous les systèmes centraux de CVC à air pulsé fonctionnent sur thermostats basse tension, pas les types de tension de ligne. Les thermostats à tension de ligne se trouvent plus souvent sur les plinthes chauffantes électriques, parfois intégrés dans le radiateur lui-même mais le plus souvent montés sur le mur de la pièce.

Mécanique (analogique) vs. Thermostats numériques

Une autre catégorisation de base des thermostats est la manière dont la température est détectée et les signaux de contrôle sont déclenchés — soit au moyen de pièces mécaniques qui se déplacent à l'intérieur du thermostat, soit par impulsions. De nombreux thermostats à tension secteur plus anciens utilisent une conception mécanique; ces thermostats sont parfois appelés thermostats analogiques. Cependant, la plupart des systèmes de climatisation HVAC modernes et de nombreux appareils de chauffage/refroidissement modernes utilisent des thermostats avec des conceptions numériques. Les commandes numériques peuvent être utilisées dans les thermostats à tension de ligne et à basse tension; la présence de commandes numériques ne signifie pas toujours que le thermostat est un modèle basse tension.

Thermostats domestiques mécaniques/analogiques

Le style plus ancien thermostats mécaniques/analogiques fonctionnent en utilisant le principe physique par lequel les métaux et les gaz se dilatent ou se contractent lorsque la température change. Un thermostat mécanique classique est le bien connu et extrêmement fiable Thermostat à cadran Honeywell, que l'on trouve encore dans des milliers de foyers. À l'intérieur de ce type de thermostat, la température ambiante est surveillée par une bobine métallique attachée à un flacon en verre rempli de mercure - un métal liquide qui conduit l'électricité.

La fiole de mercure a trois fils. Un fil s'étend jusqu'au fond du flacon et est en contact permanent avec le mercure. Un autre fil se trouve près du côté supérieur gauche du flacon et un autre se trouve près du côté supérieur droit. Au fur et à mesure que la bobine métallique se dilate et se contracte avec les changements de température, elle incline le flacon dans un sens ou dans l'autre. Si la température dans la pièce baisse, la bobine métallique se contracte, inclinant la fiole de mercure dans une direction. L'interrupteur à mercure envoie un signal basse tension au four, ce qui l'amène à commencer son cycle de chauffage. Si la température dans la pièce augmente, la bobine métallique se dilate et le flacon s'incline dans la direction opposée. L'interrupteur entre en contact avec le fil opposé dans la fiole de mercure, complétant le circuit basse tension qui initie l'unité de climatisation.

Une version de ce principe de dilatation-contraction est utilisée dans chaque thermostat mécanique, bien que le fonctionnement mécanique varie considérablement. Certains styles utilisent un bilame droit qui se plie dans un sens ou dans l'autre en fonction des changements de température. D'autres styles utilisent un sac rempli de gaz qui rétrécit ou se dilate lorsque la température ambiante change, ouvrant ou fermant les contacts de l'interrupteur dans le thermostat.

Thermostats domestiques numériques

Thermostats numériques travailler d'une manière totalement différente utilisant des cartes à transistors et des signaux numériques. Les températures sont détectées par un type spécial de résistance électronique, appelée thermistance, qui mesure la pièce température en détectant les différences de résistance électrique qui se produisent lorsque le courant circule à différentes températures. Un minuscule microprocesseur enregistre la valeur numérique de cette résistance, la convertit en une lecture précise de la température, puis d'autres transistors et les micropuces programmées interprètent ces informations et envoient une série complexe de signaux numériques de micro-tension aux composants du système CVC, leur indiquant Que faire.

La plupart des thermostats basse tension modernes contrôlant les systèmes CVC à air pulsé de toute la maison sont maintenant des modèles numériques, mais il en va de même de nombreux thermostats à tension de ligne utilisés pour contrôler le chauffage par plinthes électriques et d'autres systèmes de refroidissement/chauffage systèmes. Dans la classe des thermostats numériques, cependant, il existe plusieurs variantes.

Variations du thermostat numérique

Étant donné que les microprocesseurs et les puces mémoire d'un thermostat numérique sont si petits, une grande quantité d'informations peut être stockée par les circuits. Alors que les premiers thermostats numériques ne faisaient guère plus que les anciens thermostats mécaniques - juste dans moins d'espace et plus de manière fiable - les thermostats numériques modernes sont souvent des appareils très sophistiqués qui contiennent une gamme surprenante de les fonctions.

Thermostats numériques simples

Les thermostats numériques les plus basiques ne font guère plus que fournir des fonctions marche/arrêt simples et automatiques, mais ils le font dans une unité très compacte qui est extrêmement efficace et fiable. Comme les anciens thermostats à cadran basse tension de style Honeywell, la plupart des thermostats numériques modernes sont alimentés par un courant basse tension fourni par un transformateur. Les lectures de température et les réglages de contrôle sont affichés sur un petit écran LED à l'avant du thermostat. Celles-ci thermostats numériques simples peut également avoir une batterie de secours qui permet aux lectures de continuer à s'afficher à l'écran même si l'alimentation du transformateur est interrompue.

Les thermostats numériques les plus simples avec des fonctions marche/arrêt automatiques qui maintiennent la température ambiante stable quel que soit le réglage que vous choisissez sont toujours disponibles, bien que la plupart des gens choisissent maintenant de passer à un numérique un peu plus sophistiqué thermostats.

Thermostats numériques programmables

L'étape suivante dans la conception des thermostats numériques a été l'introduction de thermostats programmables, avec lequel un utilisateur peut programme un certain nombre de réglages de température automatiques grâce à un chronomètre numérique interne. Cela permet une efficacité énergétique beaucoup plus grande puisque le thermostat peut être réglé pour baisser automatiquement la température la nuit ou pendant la journée lorsque les occupants sont au travail ou à l'école. Les thermostats les plus sophistiqués peuvent permettre jusqu'à 28 réglages de température différents, soit quatre pour chacun des sept jours de la semaine.

Ces thermostats ont généralement un écran LED plus grand qui facilite les ajustements de réglage. L'écran LED peut occuper la majeure partie du panneau avant du thermostat.

Thermostats intelligents pour la maison

Une innovation plus récente dans les thermostats numériques est la soi-disant thermostat intelligent. Celles-ci thermostats intelligents commencent par une conception programmable assez sophistiquée, mais ils ajoutent ensuite une connectivité Wi-Fi qui le rend possibilité de surveiller et d'ajuster les paramètres CVC de votre maison à distance à l'aide d'un smartphone, d'un ordinateur ou d'une tablette appareil. Dans la maison, votre téléphone ou votre tablette peut fonctionner comme une télécommande pour votre thermostat, et il peut servir de même fonction lorsque vous voyagez en surveillant les conditions dans votre maison et en ajustant la température via n'importe quel internet lien.

La sophistication des thermostats intelligents augmente d'année en année. Certains de ces thermostats peuvent également surveiller l'humidité de la maison ou fournir des rapports énergétiques mensuels, et certains peuvent être contrôlés via Amazon. Alexa ou d'autres systèmes de commande vocale, tels que Google Assistant. Certains ont même des capteurs à distance qui vous permettent de surveiller la température de différentes pièces; ils équilibrent la température de différentes pièces pour faire fonctionner le système CVC de manière à fournir le meilleur chauffage ou refroidissement global. Parce qu'ils sont connectés en permanence à Internet, certains de ces thermostats intelligents affichent même les conditions et les prévisions météorologiques extérieures.

Apprendre les thermostats domestiques

La dernière génération de thermostats intelligents programmables est souvent appelée thermostats « d'apprentissage ». La marque leader est Nid, qui est devenu synonyme de ce type d'appareil.

Ce sont des thermostats programmables d'un type particulier. Basé sur des algorithmes d'apprentissage automatique, Thermostats Nest nécessitent une période d'apprentissage de plusieurs semaines, pendant laquelle vous réglez manuellement les températures du thermostat. Le thermostat mémorise vos habitudes. Ensuite, une fois la période d'apprentissage terminée, le thermostat prend en charge automatiquement les réglages de température au jour le jour. Ces thermostats à la pointe de la technologie peuvent même reconnaître lorsque tous les membres de la famille sont absents de la maison par téléphone GPS et ajustez la température en conséquence pour maximiser les économies d'énergie (et donc l'argent sur votre énergie factures).

Thermostats pour appareils électroménagers

Les thermostats que l'on trouve dans les appareils de chauffage et de climatisation autour de votre maison utilisent tous une certaine variation des mêmes types de conceptions utilisées pour les systèmes CVC de toute la maison, bien qu'elles puissent sembler très différentes dans la forme compacte nécessaire pour s'intégrer dans appareils électroménagers. Lorsque le thermostat d'un climatiseur de fenêtre, four, appareil de chauffage, chauffe-eau ou d'autres dysfonctionnements de l'appareil, il peut être possible de le remplacer vous-même en recherchant dans la documentation en ligne des instructions ou des vidéos décrivant le processus. Certains thermostats, cependant, ne peuvent pas être entretenus à un prix abordable, et l'ensemble de l'appareil doit être remplacé si le thermostat tombe en panne.