Termostato 101: tutti i diversi tipi di termostati nella tua casa

Probabilmente ti sorprenderà sapere quanti diversi tipi di termostati hai in casa. Praticamente ogni sistema o apparecchio che controlla la temperatura ha un termostato. Sebbene ci siano molti stili e design, un termostato è in realtà solo un tipo di interruttore che controlla il funzione di accensione/spegnimento di un sistema o apparecchio mediante un elemento di rilevamento della temperatura integrato nel termostato. Lo scopo è regolare (o mantenere) la temperatura della stanza o dell'apparecchio al livello scelto.

Se sei costantemente insoddisfatto della temperatura della tua casa, o il tuo consumo di energia è più di quanto vorresti pagare, ha senso scopri tutti i diversi tipi di termostati della tua casa, specialmente se prevedi di acquistare un nuovo termostato per il tuo HVAC sistema.

Sistemi e dispositivi che utilizzano termostati

Quasi tutti conoscono il termostato da parete che controlla la temperatura dell'impianto HVAC H (riscaldamento-ventilazione-condizionamento), ma diversi tipi di termostati si possono trovare in molti altri apparecchi e i dispositivi di casa tua. Oltre a un forno e un condizionatore d'aria centrale, i termostati si trovano anche su praticamente tutti i tipi di riscaldatori a battiscopa, riscaldatori di ambienti e condizionatori d'aria per finestre.

Forni, stufe, padelle elettriche e altri apparecchi di cottura probabilmente dispongono di termostati. Il tuo frigorifero e il tuo congelatore hanno anche diversi tipi di termostati e, se il tuo bagno ha una lampada di calore, probabilmente ha anche un termostato. Le lavastoviglie, le lavatrici e le asciugatrici avevano un tempo rudimentali termostati alto-medio-basso, ma moderni i tipi hanno spesso termostati più precisi che consentono una gamma molto più ampia di controllo della temperatura.

Sebbene l'aspetto di questi termostati vari notevolmente, possono essere tutti classificati allo stesso modo. Se conosci il funzionamento e le varianti del comune termostato da parete per i sistemi HVAC ad aria forzata, ad esempio, capirai anche il funzionamento di base dei termostati per elettrodomestici.

Tensione di linea vs. Termostati a bassa tensione

Tutti i termostati possono essere classificati come termostati a tensione di linea o a bassa tensione. Termostati a tensione di rete si trovano di solito su riscaldatori elettrici per battiscopa, riscaldatori a parete e alcuni riscaldatori di spazio. A volte si trovano anche in tutta la casa sistemi a pompa di calore, Compreso "mini-split" senza condotto sistemi. Il termine "tensione di linea" si riferisce al fatto che operano sulla stessa tensione del circuito (120 o 240 volt) che alimenta il riscaldatore stesso. Il termostato è essenzialmente un interruttore variabile che fa parte dello stesso circuito che porta l'alimentazione alle serpentine radianti o di raffreddamento nel riscaldatore elettrico o nel condizionatore d'aria.

I termostati a bassa tensione, invece, non fanno parte dello stesso circuito elettrico che alimenta l'apparecchio di riscaldamento o raffrescamento. Usano invece una tensione ridotta, di solito 24 volt, fornita da un trasformatore che converte la tensione del circuito standard da 120 volt alla bassa tensione richiesta dal termostato. Il termostato rileva le temperature e invia segnali a bassa tensione tramite cavi di piccolo calibro ai comandi dell'unità di riscaldamento o raffreddamento.

Praticamente tutti i sistemi HVAC centrali ad aria forzata funzionano su termostati a bassa tensione, non tipi a tensione di linea. I termostati a tensione di linea si trovano più spesso sui riscaldatori elettrici a battiscopa, a volte integrati nel riscaldatore stesso ma più spesso montati sulla parete della stanza.

Meccanico (analogico) vs. Termostati Digitali

Un'altra categorizzazione di base dei termostati è il modo in cui viene rilevata la temperatura e i segnali di controllo vengono avviati — o per mezzo di parti meccaniche che si muovono all'interno del termostato o per via elettronica impulsi. Molti vecchi termostati a tensione di linea utilizzano un design meccanico; questi termostati sono talvolta noti come termostati analogici. Tuttavia, la maggior parte dei moderni sistemi di climatizzazione HVAC e molti moderni apparecchi di riscaldamento/raffreddamento utilizzano termostati con design digitale. I comandi digitali possono essere utilizzati sia in termostati a tensione di linea che a bassa tensione; la presenza di comandi digitali non sempre significa che il termostato è un modello a bassa tensione.

Termostati domestici meccanici/analogici

Il vecchio stile termostati meccanici/analogici funzionano sfruttando il principio fisico per cui metalli e gas si espandono o si contraggono al variare della temperatura. Un classico termostato meccanico è il noto ed estremamente affidabile Termostato a quadrante Honeywell, che si possono ancora trovare in migliaia di case. All'interno di questo tipo di termostato, la temperatura ambiente è monitorata da una bobina metallica collegata a una fiala di vetro riempita di mercurio, un metallo liquido che conduce elettricità.

La fiala di mercurio ha tre fili. Un filo si estende fino al fondo della fiala ed è in costante contatto con il mercurio. Un altro filo è vicino al lato superiore sinistro della fiala e un altro è vicino al lato superiore destro. Quando la bobina metallica si espande e si contrae con i cambiamenti di temperatura, inclina la fiala in un modo o nell'altro. Se la temperatura nella stanza scende, la bobina metallica si contrae, inclinando la fiala di mercurio in una direzione. L'interruttore a mercurio completa un segnale a bassa tensione al forno, facendolo iniziare il suo ciclo di riscaldamento. Se la temperatura nella stanza aumenta, la bobina metallica si espande e la fiala si inclina nella direzione opposta. L'interruttore fa contatto con il filo opposto nella fiala di mercurio, completando il circuito a bassa tensione che avvia l'unità di condizionamento.

Una qualche versione di questo principio di espansione-contrazione viene utilizzata in ogni termostato meccanico, sebbene il funzionamento meccanico vari considerevolmente. Alcuni stili utilizzano una striscia bimetallica diritta che si piega in un modo o nell'altro a seconda delle variazioni di temperatura. Altri stili utilizzano un sacchetto pieno di gas che si restringe o si espande al variare della temperatura ambiente, aprendo o chiudendo i contatti dell'interruttore nel termostato.

Termostati digitali per la casa

Termostati digitali lavorare in un modo completamente diverso utilizzando schede a transistor e segnali digitali. Le temperature sono rilevate da un tipo speciale di resistore elettronico, chiamato termistore, che misura la stanza temperatura rilevando le differenze di resistenza elettrica che si verificano quando la corrente scorre a differenti temperature. Un minuscolo microprocessore registra il valore numerico di questa resistenza, lo converte in una lettura precisa della temperatura e quindi altri transistor e i microchip programmati interpretano queste informazioni e inviano una serie complessa di segnali digitali in microtensione ai componenti del sistema HVAC, comunicandoli Cosa fare.

La maggior parte dei moderni termostati a bassa tensione che controllano i sistemi HVAC ad aria forzata di tutta la casa sono ora modelli digitali, ma così come molti termostati a tensione di linea utilizzati per controllare il riscaldamento elettrico del battiscopa e altri tipi di raffreddamento/riscaldamento sistemi. All'interno della classe dei termostati digitali, tuttavia, esistono diverse varianti.

Varianti del termostato digitale

Poiché i microprocessori e i chip di memoria in un termostato digitale sono così piccoli, i circuiti possono memorizzare una grande quantità di informazioni. Mentre i primi termostati digitali facevano poco più dei vecchi termostati meccanici, solo in meno spazio e di più affidabile: i moderni termostati digitali sono spesso dispositivi altamente sofisticati che racchiudono una sorprendente gamma di funzioni.

Termostati Digitali Semplici

I termostati digitali più elementari fanno poco più che fornire semplici funzioni di accensione/spegnimento automatiche, ma lo fanno in un'unità molto compatta, estremamente efficiente e affidabile. Come i vecchi termostati con quadrante a bassa tensione in stile Honeywell, la maggior parte dei moderni termostati digitali è alimentata da corrente a bassa tensione fornita da un trasformatore. Le letture della temperatura e le impostazioni di controllo sono visualizzate su un piccolo schermo a LED sulla parte anteriore del termostato. Questi semplici termostati digitali può anche disporre di una batteria di backup che consente alle letture di continuare a essere visualizzate sullo schermo anche se l'alimentazione dal trasformatore viene interrotta.

I più semplici termostati digitali con funzioni di accensione/spegnimento automatici che mantengono costante la temperatura ambiente a qualsiasi impostazione che scegli sono ancora disponibili, anche se la maggior parte delle persone ora sceglie di passare a un digitale un po' più sofisticato termostati.

Termostati Digitali Programmabili

Il passo successivo nella progettazione del termostato digitale è stata l'introduzione di cronotermostati, con cui un utente può programma una serie di impostazioni automatiche della temperatura tramite un cronometro digitale interno. Ciò consente un'efficienza energetica molto maggiore poiché il termostato può essere impostato per abbassare automaticamente la temperatura di notte o durante il giorno quando gli occupanti sono al lavoro oa scuola. I termostati più sofisticati possono consentire fino a 28 diverse impostazioni di temperatura, quattro per ciascuno dei sette giorni della settimana.

Questi termostati hanno in genere un display a LED più grande che semplifica le regolazioni delle impostazioni. Lo schermo LED può occupare la maggior parte del pannello frontale del termostato.

Termostati per la casa intelligente

Un'innovazione più recente nei termostati digitali è il cosiddetto termostato intelligente. Questi termostati intelligenti iniziano con un design programmabile abbastanza sofisticato, ma poi aggiungono la connettività Wi-Fi che lo rende possibile monitorare e regolare le impostazioni HVAC della tua casa da lontano utilizzando uno smartphone, un computer o un tablet dispositivo. All'interno della casa, il tuo telefono o tablet può funzionare come telecomando per il tuo termostato e può funzionare allo stesso modo funzione quando viaggi monitorando le condizioni della tua casa e regolando la temperatura tramite qualsiasi internet connessione.

La raffinatezza dei termostati intelligenti cresce ogni anno che passa. Alcuni di questi termostati possono anche monitorare l'umidità domestica o fornire rapporti energetici mensili e alcuni possono essere controllati tramite Amazon Alexa o altri sistemi di controllo vocale, come Google Assistant. Alcuni hanno persino sensori remoti che consentono di monitorare la temperatura di stanze diverse; bilanciano la temperatura delle diverse stanze per far funzionare il sistema HVAC in modo da fornire il miglior riscaldamento o raffreddamento complessivo. Poiché sono permanentemente connessi a Internet, alcuni di questi termostati intelligenti visualizzano persino le condizioni e le previsioni meteorologiche esterne.

Imparare i termostati domestici

I termostati intelligenti programmabili di ultima generazione sono spesso noti come termostati "di apprendimento". Il marchio leader è Nido, che è diventato sinonimo di questo tipo di dispositivo.

Questi sono cronotermostati di un tipo speciale. Basato su algoritmi di apprendimento automatico, Termostati Nest richiedono un periodo di apprendimento di diverse settimane, durante le quali si impostano manualmente le temperature del termostato. Il termostato memorizza le tue abitudini. Quindi, al termine del periodo di apprendimento, il termostato si occupa automaticamente delle regolazioni giornaliere della temperatura. Questi termostati all'avanguardia possono persino riconoscere quando tutti i membri della famiglia sono lontani da casa tramite telefono GPS e regolare la temperatura di conseguenza per massimizzare il risparmio energetico (e quindi i soldi per la tua energia fatture).

Termostati per Elettrodomestici

I termostati presenti negli apparecchi di riscaldamento e raffreddamento di casa tua utilizzano tutti alcune varianti degli stessi tipi di types design utilizzati per i sistemi HVAC di tutta la casa, sebbene possano sembrare molto diversi nella forma compatta necessaria per adattarsi fit elettrodomestici. Quando il termostato di un condizionatore da finestra, forno, stufetta, scaldabagno o altri malfunzionamenti dell'apparecchio, potrebbe essere possibile sostituirlo da soli ricercando la documentazione online per istruzioni o video che descrivono il processo. Alcuni termostati, tuttavia, non possono essere sottoposti a manutenzione in modo economico e l'intero apparecchio deve essere sostituito se il termostato si guasta.