Termostat 101: toate tipurile diferite de termostate din casa ta

Probabil te va surprinde să afli câte tipuri diferite de termostate ai în casa ta. Practic, fiecare sistem sau aparat care controlează temperatura are un termostat. Deși există multe stiluri și modele, un termostat este într-adevăr doar un tip de comutator care controlează funcția de pornire / oprire a unui sistem sau a unui aparat prin intermediul unui element de detectare a temperaturii încorporat în termostat. Scopul este de a regla (sau păstra) temperatura camerei sau a aparatului la nivelul pe care îl alegeți.

Dacă sunteți nemulțumiți în permanență de temperatura casei dvs. sau consumul de energie este mai mult decât v-ați dori să plătiți, este logic să aflați despre toate tipurile diferite de termostate din casa dvs. - mai ales dacă intenționați să achiziționați un termostat nou pentru HVAC sistem.

Sisteme și dispozitive care utilizează termostate

Aproape toată lumea este familiarizată cu termostatul de perete care controlează temperatura HVAC-ului unei case (încălzire-ventilație-aer condiționat), dar diferite tipuri de termostate pot fi găsite în multe alte aparate și dispozitive din casa ta. În afară de un cuptor și un aparat de aer condiționat central, termostatele se găsesc și pe aproape toate tipurile de încălzitoare pentru plinte, încălzitoare de spații și aparate de aer condiționat pentru ferestre de cameră.

Cuptoarele, aragazele, tigaile electrice și alte aparate de gătit au probabil termostate. Frigiderul și congelatorul dvs. au, de asemenea, diferite tipuri de termostate, iar dacă baia dvs. are o lampă cu căldură, probabil că are și un termostat. Mașinile de spălat vase, mașinile de spălat rufele și uscătoarele aveau odată termostate rudimentare ridicate-medii-mici, dar moderne tipurile au adesea termostate mai precise care permit o gamă mult mai largă de control al temperaturii.

În timp ce aspectul acestor termostate variază considerabil, toate pot fi clasificate în același mod. Dacă înțelegeți funcționarea și variațiile termostatului comun de perete pentru sistemele HVAC cu aer forțat, de exemplu, veți înțelege și funcționarea de bază a termostatelor pentru aparate.

Tensiune de linie vs. Termostate de joasă tensiune

Toate termostatele pot fi clasificate ca termostate de tensiune linie sau de joasă tensiune. Termostate de tensiune de linie sunt de obicei găsite pe încălzitoare electrice pentru plinte, încălzitoare în perete și unele incalzitoare de spatiu. De asemenea, se găsesc uneori pe toată casa sisteme de pompă de căldură, inclusiv "mini-split" fără conducte sisteme. Termenul "tensiune de linie" se referă la faptul că acestea funcționează pe aceeași tensiune de circuit (120 sau 240 volți) care alimentează încălzitorul în sine. Termostatul este în esență un comutator variabil care face parte din același circuit care aduce energie bobinelor radiante sau de răcire din încălzitorul electric sau aerul condiționat.

Pe de altă parte, termostatele de joasă tensiune nu fac parte din același circuit electric care alimentează aparatul de încălzire sau răcire. În schimb, utilizează tensiune redusă, de obicei de 24 de volți, furnizată de un transformator care convertește tensiunea standard a circuitului de 120 volți la tensiunea scăzută necesară de termostat. Termostatul detectează temperaturile și trimite semnale de joasă tensiune prin cabluri de manometru fin către comenzile de pe unitatea de încălzire sau răcire.

Practic toate sistemele centrale HVAC cu aer forțat funcționează termostate de joasă tensiune, nu tipurile de tensiune de linie. Termostatele de tensiune de linie se găsesc mai des pe încălzitoarele electrice de plinte, uneori integrate în încălzitorul în sine, dar mai des montate pe peretele camerei.

Mecanică (analogică) vs. Termostate digitale

O altă clasificare de bază a termostatelor este prin modul în care temperatura este detectată și semnalele de control sunt inițiate - fie prin intermediul unor piese mecanice care se deplasează în interiorul termostatului, fie prin digital electronic impulsuri. Multe termostate mai vechi de tensiune de linie folosesc un design mecanic; aceste termostate sunt uneori cunoscute sub numele de termostate analogice. Cu toate acestea, majoritatea sistemelor moderne de climatizare HVAC și multe aparate moderne de încălzire / răcire utilizează termostate cu design digital. Comenzile digitale pot fi utilizate atât în ​​termostatele de tensiune de linie, cât și în cele de joasă tensiune; prezența comenzilor digitale nu înseamnă întotdeauna că termostatul este un model de joasă tensiune.

Termostate mecanice / analogice de acasă

Cel mai vechi termostate mecanice / analogice funcționează folosind principiul fizic prin care metalele și gazele se extind sau se contractă pe măsură ce temperatura se schimbă. Un termostat mecanic clasic este binecunoscutul și extrem de fiabil Termostat cu cadran Honeywell, care se mai găsește în mii de case. În interiorul acestui tip de termostat, temperatura camerei este monitorizată de o bobină metalică atașată la un flacon de sticlă umplut cu mercur - un metal lichid care conduce electricitatea.

Flaconul cu mercur are trei fire. Un fir se extinde până la fundul flaconului și este în contact constant cu mercurul. Un alt fir se află în partea stângă sus a flaconului, iar altul este în partea dreaptă sus. Pe măsură ce bobina metalică se extinde și se contractă cu schimbările de temperatură, aceasta înclină flaconul într-un fel sau altul. Dacă temperatura din cameră scade, bobina metalică se contractă, înclinând flaconul cu mercur într-o singură direcție. Comutatorul cu mercur completează un semnal de joasă tensiune către cuptor, determinându-l să-și înceapă ciclul de încălzire. Dacă temperatura din cameră crește, bobina metalică se extinde, iar flaconul se înclină în direcția opusă. Comutatorul intră în contact cu firul opus din flaconul cu mercur, completând circuitul de joasă tensiune care inițiază unitatea de aer condiționat.

O anumită versiune a acestui principiu de dilatare-contracție este utilizată în fiecare termostat mecanic, deși funcționarea mecanică variază considerabil. Unele stiluri folosesc o bandă bimetală dreaptă care se îndoaie într-un sens sau altul, în funcție de schimbările de temperatură. Alte stiluri folosesc o pungă umplută cu gaz care se micșorează sau se extinde pe măsură ce temperatura camerei se schimbă, deschizând sau închizând contactele comutatorului în termostat.

Termostate digitale pentru casă

Termostate digitale lucrează într-un mod cu totul diferit folosind plăci cu tranzistoare și semnale digitale. Temperaturile sunt sesizate de un tip special de rezistență electronică, numită termistor, care măsoară încăperea temperatura prin detectarea diferențelor de rezistență electrică care apar atunci când curentul curge la diferite temperaturile. Un mic microprocesor înregistrează valoarea numerică a acestei rezistențe, o convertește într-o citire precisă a temperaturii și apoi în alte tranzistoare și microcipurile programate interpretează aceste informații și trimit o serie complexă de semnale digitale de micro tensiune către componentele sistemului HVAC, spunându-le acestora ce să fac.

Cele mai multe termostate moderne de joasă tensiune care controlează sistemele HVAC cu aer forțat pentru întreaga casă sunt acum modele digitale, dar la fel sunt multe termostate de tensiune de linie utilizate pentru controlul încălzirii plăcii electrice și a altor răciri / încălziri sisteme. Cu toate acestea, în clasa termostatelor digitale, există mai multe variante.

Variații ale termostatului digital

Deoarece microprocesoarele și cipurile de memorie dintr-un termostat digital sunt atât de mici, o mulțime de informații pot fi stocate de circuite. În timp ce termostatele digitale timpurii au făcut puțin mai mult decât termostatele mecanice mai vechi - doar în mai puțin spațiu și mai mult în mod fiabil - termostatele digitale moderne sunt adesea dispozitive extrem de sofisticate, care conțin o gamă surprinzătoare de funcții.

Termostate digitale simple

Cele mai elementare termostate digitale nu fac decât să ofere funcții simple, automate de pornire / oprire, dar o fac într-o unitate foarte compactă, extrem de eficientă și fiabilă. La fel ca vechile termostate cu cadran de joasă tensiune în stil Honeywell, cele mai moderne termostate digitale sunt alimentate de curent de joasă tensiune furnizat de un transformator. Citirile de temperatură și setările de control sunt afișate pe un mic ecran LED din partea din față a termostatului. Aceste termostate digitale simple poate avea, de asemenea, o copie de rezervă a bateriei care permite citirilor să continue afișarea pe ecran, chiar dacă puterea de la transformator este întreruptă.

Cele mai simple termostate digitale cu funcții de pornire / oprire automate care mențin temperatura camerei constantă la orice setare pe care le alegeți sunt încă disponibile, deși majoritatea oamenilor optează acum pentru a accesa digitalul ceva mai sofisticat termostate.

Termostate digitale programabile

Următorul pas în proiectarea termostatului digital a fost introducerea termostate programabile, cu care un utilizator poate program o serie de setări automate ale temperaturii printr-un cronometru digital interior. Acest lucru permite o eficiență energetică mult mai mare, deoarece termostatul poate fi setat să scadă automat temperatura noaptea sau ziua când ocupanții sunt la serviciu sau la școală. Cele mai sofisticate termostate pot permite până la 28 de setări diferite de temperatură - patru pentru fiecare dintre cele șapte zile ale săptămânii.

Aceste termostate au în mod obișnuit un afișaj LED mai mare, care face mai ușoară efectuarea reglajelor de setare. Ecranul LED poate ocupa majoritatea panoului frontal al termostatului.

Termostate Smart Home

O inovație mai recentă în termostatele digitale este așa-numita termostat inteligent. Aceste termostate inteligente începe cu un design programabil destul de sofisticat, dar apoi adaugă conectivitate Wi-Fi care o face este posibil să monitorizați și să reglați setările HVAC ale casei dvs. de departe folosind un smartphone, computer sau tabletă dispozitiv. În casă, telefonul sau tableta dvs. pot funcționa ca o telecomandă pentru termostatul dvs. și pot servi la fel funcționează atunci când călătoriți, monitorizând condițiile din casa dvs. și reglând temperatura prin orice internet conexiune.

Sofisticarea termostatelor inteligente crește cu fiecare an care trece. Unele dintre aceste termostate pot monitoriza, de asemenea, umiditatea locuinței sau pot furniza rapoarte lunare de energie, iar altele pot fi controlate prin intermediul Amazon's Alexa sau alte sisteme de control vocal, cum ar fi Asistentul Google. Unele au chiar senzori de la distanță care vă permit să monitorizați temperatura diferitelor camere; acestea echilibrează temperatura diferitelor încăperi pentru a rula sistemul HVAC într-un mod care asigură cea mai bună încălzire sau răcire generală. Deoarece sunt conectate permanent la internet, unele dintre aceste termostate inteligente afișează chiar și condițiile meteorologice în aer liber și prognozele.

Învățarea termostatelor la domiciliu

Cea mai recentă generație de termostate inteligente programabile este adesea cunoscută sub numele de termostate „de învățare”. Marca lider este Cuib, care a devenit sinonim cu acest tip de dispozitiv.

Acestea sunt termostate programabile de un tip special. Pe baza algoritmilor de învățare automată, Termostate cuib necesită o perioadă de învățare de câteva săptămâni, timp în care setați temperatura termostatului manual. Termostatul îți dă obiceiurile în memorie. Apoi, după finalizarea perioadei de învățare, termostatul preia automat reglajele de zi cu zi ale temperaturii. Aceste termostate de ultimă generație pot recunoaște chiar și atunci când toți membrii familiei sunt plecați de acasă prin telefon GPS și reglați temperatura în mod corespunzător pentru a maximiza economiile de energie (și, prin urmare, banii pe energie bancnote).

Termostate pentru electrocasnice

Termostatele care se găsesc în aparatele de încălzire și răcire din jurul casei dvs. utilizează toate variații ale acelorași tipuri de modele utilizate pentru sisteme HVAC întregi, deși pot arăta foarte diferit în forma compactă necesară pentru a se potrivi electrocasnice. Când termostatul de pe un aparat de aer condiționat, cuptor, radiator, încălzitor de apă sau alte defecțiuni ale aparatului, poate fi posibil să îl înlocuiți singur prin cercetarea documentației online pentru instrucțiuni sau videoclipuri care descriu procesul. Unele termostate, totuși, nu pot fi întreținute la prețuri accesibile, iar întregul aparat trebuie înlocuit dacă termostatul nu funcționează.