תרמוסטט 101: כל סוגי התרמוסטטים השונים בביתכם

זה בטח יפתיע אתכם ללמוד כמה סוגים שונים של תרמוסטטים יש לכם בבית. כמעט בכל מערכת או מכשיר השולט בטמפרטורה יש תרמוסטט. למרות שיש הרבה סגנונות ועיצובים, תרמוסטט הוא באמת רק סוג של מתג השולט על הפעלה / כיבוי של מערכת או מכשיר באמצעות אלמנט חישה טמפרטורה המובנה בתוך תֶרמוֹסטָט. המטרה היא להתאים (או לשמור) על טמפרטורת החדר או המכשיר לרמה שתבחר.

אם אתה לא מרוצה כל הזמן מהטמפרטורה של הבית שלך, או שהשימוש באנרגיה שלך הוא יותר ממה שאתה רוצה לשלם, זה הגיוני למד על כל סוגי התרמוסטטים השונים בביתך - במיוחד אם אתה מתכנן לרכוש תרמוסטט חדש עבור ה- HVAC שלך מערכת.

מערכות והתקנים המשתמשים בתרמוסטטים

כמעט כולם מכירים את התרמוסטט הקיר השולט בטמפרטורה של ה- HVAC בבית מערכת (חימום אוורור-מיזוג אוויר), אך ניתן למצוא סוגים שונים של תרמוסטטים במכשירים רבים אחרים ומכשירים בביתך. מלבד תנור ומזגן מרכזי, תרמוסטטים נמצאים גם כמעט בכל סוגי תנורי הבסיס, תנורי החלל ומזגני החלונות בחדר.

תנורים, תנורים, מטגנים חשמליים ומכשירי בישול אחרים כוללים כנראה תרמוסטטים. במקרר ובמקפיא שלכם יש גם סוגים שונים של תרמוסטטים, ואם בחדר האמבטיה שלכם יש מנורת חום, כנראה שיש בו גם תרמוסטט. מדיחי כלים, מכבסי כביסה ומייבשים היו פעם תרמוסטטים ראשוניים בינוניים-נמוכים, אך מודרניים סוגים כוללים לעיתים קרובות תרמוסטטים מדויקים יותר המאפשרים מגוון רחב יותר של בקרת טמפרטורה.

אמנם המראה של תרמוסטטים אלה משתנה במידה ניכרת, אך כולם יכולים להיות מסווגים באותו אופן. אם אתה מבין את פעולותיו ואת הווריאציות של תרמוסטט הקיר המשותף למערכות HVAC מאולצות, למשל, תבין גם את פעולותיהן הבסיסיות של תרמוסטטים למכשירים.

קו קו לעומת תרמוסטטים מתח נמוך

ניתן לסווג את כל התרמוסטטים כתרמוסטטים מתח קו או מתח נמוך. תרמוסטטים מתח קו נמצאים בדרך כלל ב תנורי בסיס קרשים חשמליים, תנורי קיר וחלקם תנורי חלל. לפעמים הם נמצאים גם בכל הבית מערכות משאבת חום, כולל חסר צינורות "מיני פיצול" מערכות. המונח "מתח קו" מתייחס לעובדה שהם פועלים באותו מתח מעגל (120 או 240 וולט) שמניע את החימום עצמו. התרמוסטט הוא למעשה מתג משתנה המהווה חלק מאותו מעגל המביא כוח לסלילי הקרינה או הקירור בתנור החשמלי או במזגן.

מצד שני, תרמוסטטים במתח נמוך אינם חלק מאותו מעגל חשמלי המניע את מכשיר החימום או הקירור. במקום זאת הם משתמשים במתח מדורג, בדרך כלל 24 וולט, המסופק על ידי שנאי הממיר מתח מעגלי רגיל של 120 וולט למתח הנמוך הנדרש על ידי התרמוסטט. התרמוסטט חש טמפרטורות ושולח אותות מתח נמוך דרך חוטי מד עדינים לבקרות על יחידת החימום או הקירור.

כמעט כל מערכות HVAC מרכזיות בעלות אוויר מאולץ פועלות תרמוסטטים במתח נמוך, לא סוגי מתח קו. תרמוסטט מתח קו נמצא לעיתים קרובות יותר על תנורי חימום חשמליים, לעתים משולבים בתנור החימום עצמו אך לעתים קרובות יותר מותקנים על קיר החדר.

מכני (אנלוגי) לעומת תרמוסטטים דיגיטליים

סיווג בסיסי נוסף של תרמוסטטים הוא על ידי אופן החישה של הטמפרטורה ואותות הבקרה הם יזומים - באמצעות חלקים מכניים הנעים בתוך התרמוסטט או באמצעות דיגיטלי אלקטרוני דחפים. תרמוסטטים ישנים יותר של מתח קו ישנים משתמשים בתכנון מכני; תרמוסטטים אלה מכונים לפעמים תרמוסטטים אנלוגיים. עם זאת, רוב מערכות בקרת האקלים המודרניות של HVAC ומכשירי חימום / קירור מודרניים רבים משתמשים בתרמוסטטים בעיצוב דיגיטלי. ניתן להשתמש בבקרות דיגיטליות הן בתרמוסטטים למתח קו והן למתח נמוך; נוכחותם של בקרים דיגיטליים לא תמיד אומרת שהתרמוסטט הוא מודל מתח נמוך.

תרמוסטטים ביתיים מכניים / אנלוגיים

הסגנון הישן יותר תרמוסטטים מכניים / אנלוגיים לעבוד על ידי שימוש בעקרון הפיזי לפיו מתכות וגזים מתרחבים או מתכווצים ככל שהטמפרטורה משתנה. תרמוסטט מכני קלאסי אחד הוא הידוע והאמין ביותר תרמוסטט חיוג של Honeywell, שעדיין ניתן למצוא באלפי בתים. בתוך סוג זה של תרמוסטט, טמפרטורת החדר מנוטרת באמצעות סליל מתכת המחובר לבקבוקון זכוכית מלא בכספית - מתכת נוזלית המוליכה חשמל.

בקבוקון הכספית כולל שלושה חוטים. חוט אחד משתרע לתחתית הבקבוקון ונמצא במגע מתמיד עם הכספית. חוט נוסף נמצא ליד הצד השמאלי העליון של הבקבוקון, ואחר נמצא ליד הימנית העליונה. כאשר סליל המתכת מתרחב ומתכווץ עם שינויי טמפרטורה, הוא מטה את הבקבוקון בצורה זו או אחרת. אם הטמפרטורה בחדר יורדת, סליל המתכת מתכווץ ומטה את בקבוקון הכספית לכיוון אחד. מתג הכספית משלים אות מתח נמוך לתנור, וגורם לו להתחיל את מחזור החימום שלו. אם הטמפרטורה בחדר עולה, סליל המתכת מתרחב, והבקבוקון נוטה בכיוון ההפוך. המתג יוצר קשר עם החוט הנגדי בבקבוקון הכספית, ומשלים את מעגל המתח הנמוך היוזם את יחידת המיזוג.

גרסה כלשהי של עקרון התכווצות התרחבות זה משמשת בכל תרמוסטט מכני, אם כי העבודה המכנית משתנה במידה ניכרת. ישנם סגנונות המשתמשים ברצועה דו-מתכתית המתכופפת בצורה זו או אחרת בהתאם לשינויי הטמפרטורה. סגנונות אחרים משתמשים בשקית מלאת גז שמתכווצת או מתרחבת עם שינוי בטמפרטורת החדר, פתיחה או סגירה של אנשי קשר למתג בתרמוסטט.

תרמוסטטים ביתיים דיגיטליים

תרמוסטטים דיגיטליים לעבוד בצורה אחרת לגמרי באמצעות לוחות טרנזיסטורים ואותות דיגיטליים. הטמפרטורות מורגשות על ידי סוג מיוחד של נגדים אלקטרוניים, המכונים תרמיסטור, המודד חדר טמפרטורה על ידי חישת הבדלים בהתנגדות חשמלית המתרחשים כאשר זרם זורם בשונה טמפרטורות. מעבד זעיר רושם את הערך המספרי של התנגדות זו, ממיר אותו לקריאת טמפרטורה מדויקת ואז טרנזיסטורים אחרים ו שבבים מתוכנתים מפרשים מידע זה ושולחים סדרה מורכבת של אותות דיגיטליים של מתח מיקרו לרכיבי מערכת ה- HVAC, ומספרים להם מה לעשות.

רוב התרמוסטטים המודרניים במתח נמוך השולטים במערכות HVAC עם אוויר מאולץ בכל הבית הם כיום דגמים דיגיטליים, אך כך גם תרמוסטטים רבים עם קו מתח המשמשים לבקרת חימום בסיסי חשמלי וקירור / חימום אחרים מערכות. בתוך הכיתה של תרמוסטטים דיגיטליים, לעומת זאת, ישנן מספר וריאציות.

וריאציות תרמוסטט דיגיטלי

מכיוון שהמעבדים והשבבים בזיכרון בתרמוסטט דיגיטלי הם זעירים כל כך, המעגלים יכולים לאחסן מידע רב. בעוד שתרמוסטטים דיגיטליים מוקדמים עשו מעט יותר מהתרמוסטטים המכניים הוותיקים יותר - רק בפחות מקום ויותר באופן אמין - תרמוסטטים דיגיטליים מודרניים הם לעיתים קרובות מכשירים מתוחכמים ביותר שכוללים מגוון מפתיע של פונקציות.

תרמוסטטים דיגיטליים פשוטים

התרמוסטטים הדיגיטליים הבסיסיים ביותר לא עושים יותר מאשר לספק פונקציות הפעלה / כיבוי אוטומטיות פשוטות, אך הם עושים זאת ביחידה קומפקטית מאוד ויעילה ואמינה במיוחד. כמו תרמוסטטים ישנים יותר בסגנון Honeywell עם מתח נמוך, רוב התרמוסטטים הדיגיטליים המודרניים מופעלים באמצעות זרם מתח נמוך המסופק על ידי שנאי. קריאות הטמפרטורה והגדרות הבקרה מוצגות על גבי מסך LED קטן בחזית התרמוסטט. אלה תרמוסטטים דיגיטליים פשוטים יכול להיות גם גיבוי סוללה שמאפשר להמשיך להציג את הקריאות על המסך גם אם החשמל מהשנאי מופרע.

התרמוסטטים הדיגיטליים הפשוטים ביותר עם פונקציות הפעלה / כיבוי אוטומטיות השומרות על יציבות טמפרטורת החדר בכל הגדרה שתבחר עדיין זמינים, אם כי רוב האנשים בוחרים כעת לעלות לדיגיטל קצת יותר מתוחכם תרמוסטטים.

תרמוסטטים דיגיטליים ניתנים לתכנות

השלב הבא בתכנון התרמוסטט הדיגיטלי היה הצגתו של תרמוסטטים ניתנים לתכנות, איתו משתמש יכול תכנית מספר הגדרות טמפרטורה אוטומטיות באמצעות שומר זמן דיגיטלי פנימי. זה מאפשר יעילות אנרגטית גדולה בהרבה מכיוון שניתן להגדיר את התרמוסטט כך שיוריד באופן אוטומטי את הטמפרטורה בלילה או ביום כאשר הדיירים נמצאים בעבודה או בבית הספר. התרמוסטטים המתוחכמים ביותר יכולים לאפשר עד 28 הגדרות טמפרטורה שונות - ארבע לכל אחד משבעת ימי השבוע.

תרמוסטטים אלה בדרך כלל כוללים צג LED גדול יותר שמקל על ביצוע התאמות ההגדרה. מסך ה- LED עשוי לתפוס את מרבית הלוח הקדמי בתרמוסטט.

תרמוסטטים לבית חכם

חידוש אחרון בתרמוסטטים דיגיטליים הוא מה שמכונה תרמוסטט חכם. אלה תרמוסטטים חכמים התחל בעיצוב מתוכנת למדי לתכנות, אך לאחר מכן הם מוסיפים קישוריות Wi-Fi ההופכת אותו אפשרי לפקח ולהתאים את הגדרות ה- HVAC לבית שלך מרחוק באמצעות טלפון חכם, מחשב או טאבלט התקן. בתוך הבית, הטלפון או הטאבלט שלך יכולים לעבוד כשלט רחוק עבור התרמוסטט שלך, והוא יכול לשרת אותו לתפקד כשנוסעים על ידי מעקב אחר התנאים בביתכם והתאמת הטמפרטורה דרך כל אינטרנט חיבור.

התחכום של תרמוסטטים חכמים גדל עם כל שנה שעוברת. חלק מהתרמוסטטים הללו יכולים גם לפקח על הלחות הביתית או לספק דוחות אנרגיה חודשיים, וחלקם ניתנים לשליטה באמצעות אמזון אלכסה או מערכות שליטה קוליות אחרות, כגון Google Assistant. לחלקם יש אפילו חיישנים מרוחקים המאפשרים לפקח על הטמפרטורה של חדרים שונים; הם מאזנים את הטמפרטורה של חדרים שונים להפעלת מערכת HVAC באופן המספק את החימום הכולל או הקירור הטוב ביותר. מכיוון שהם מחוברים לצמיתות לאינטרנט, חלק מהתרמוסטטים החכמים הללו אף מציגים תנאי מזג אוויר חיצוניים ותחזיות.

לימוד תרמוסטטים ביתיים

הדור האחרון של תרמוסטטים חכמים הניתנים לתכנות מכונים לעתים קרובות תרמוסטטים "לומדים". המותג המוביל הוא קֵן, שהפך לשם נרדף למכשירים מסוג זה.

מדובר בתרמוסטטים ניתנים לתכנות מסוג מיוחד. מבוסס על אלגוריתמים של למידת מכונה, תרמוסטטים של קן דורשים תקופת למידה של מספר שבועות, במהלכה אתה מגדיר את טמפרטורות התרמוסטט באופן ידני. התרמוסטט מחייב את ההרגלים שלך לזיכרון. לאחר מכן, לאחר סיום תקופת הלמידה, התרמוסטט משתלט באופן אוטומטי על התאמות הטמפרטורה מיום ליום. תרמוסטטים חדישים אלה יכולים אפילו לזהות כאשר כל בני המשפחה נמצאים מחוץ לבית דרך הטלפון GPS והתאם את הטמפרטורה בהתאם כדי למקסם את החיסכון באנרגיה (ולכן כסף על האנרגיה שלך שטרות).

תרמוסטטים למכשירי חשמל

התרמוסטטים הנמצאים במכשירי חימום וקירור ברחבי הבית שלך משתמשים במגוון שונות של אותם סוגים עיצובים המשמשים למערכות HVAC לכל הבית, אם כי הם עשויים להיראות שונים מאוד בצורה הקומפקטית הדרושה להתאמה מכשירים. כאשר התרמוסטט במזגן חלון, תנור אפיה, תנור חימום, מחמם מים או תקלות במכשיר אחר, יתכן ויהיה אפשרי להחליף אותו בעצמך על ידי חקר תיעוד מקוון להוראות או סרטונים המתארים את התהליך. עם זאת, לא ניתן לטפל במחירים תרמוסטטים במחיר סביר, ויש להחליף את המכשיר כולו אם התרמוסטט נכשל.