منظم ميكانيكي للغرف
منظم الحرارة الميكانيكي للغرفة هو جهاز ينظم تشغيل المعدات المناخية ، ويحافظ على معلمات درجة الحرارة المحددة للغرفة. يمكن استخدامه للتدفئة ولتبريد شقة أو منزل.
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين منظمات الحرارة الميكانيكية للغرفة والثرموستات من نوع آخر في أنه جهاز منفصل ومستقل تمامًا ، وغالبًا ما يتم تصنيعه في شكل منتج سلكي خارجي ، مخصص للتركيب الداخلي.
ببساطة ، منظم الحرارة الميكانيكي ، اعتمادًا على البرنامج المحدد ، عن طريق تشغيل أو إيقاف تشغيل بعض أجهزة التدفئة أو التبريد ، يحافظ على درجة الحرارة المطلوبة في الغرفة.
السمة الرئيسية لمنظم الحرارة الميكانيكي هي الغياب التام للحشو الكهربائي ، أي لا توجد طاقة مطلوبة لتشغيلها ، ولا حتى البطاريات.
كيف يعمل منظم الحرارة الميكانيكي ، ما الذي يسمح له بالضبط بقياس درجة حرارة الفضاء المحيط والتحكم في الأجهزة الكهربائية؟
الأنواع والقدرات الرئيسية للثرموستات
مخطط اتصال الترموستات.
هناك نوعان رئيسيان من منظمات الحرارة: الأرضية الغازية والسائل.
يعتبر منظم حرارة الأرضية الغازي ، على عكس النوع السائل ، أكثر حساسية للتغيرات في نظام درجة حرارة البيئة وله عمر خدمة أطول - يصل إلى 20 عامًا. يستخدم مكثف الغاز كمادة حساسة للحرارة.
أما بالنسبة للنوع السائل ، فهو يحتوي على مؤشرات درجة حرارة أكثر دقة من النوع الموجود في الأرضية الغازية. في معظم الحالات ، يستخدم البارافين لملئه.
أيضا منظمات الحرارة هي:
- غرفة التناظرية. يسمح لك هذا الجهاز بالحفاظ باستمرار على نظام درجة الحرارة المحدد. ومع ذلك ، فإن قدراتها التقنية محدودة إلى حد ما. البدء والإيقاف ، بالإضافة إلى تغيير معلمات التشغيل ، يحدث يدويًا فقط ويستبعد تمامًا برمجة النظام.
- غرفة رقمية. يعمل تركيب الأجهزة من هذا النوع على توسيع قدرات التحكم ، مما يقلل من الحمل على نظام التدفئة. يغير منظم الحرارة الرقمي ويحافظ على درجة الحرارة وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا. بالإضافة إلى أبسط الوظائف ("الراحة" و "التخميد") ، فإنه يسمح لك بضبط الوضع والتبديل تلقائيًا حتى 4 مرات في اليوم.
- ترموستات لنظام "أرضية دافئة" إضافي. تتمثل إحدى ميزات عمل هذا النظام في استقلاله عن درجة حرارة الهواء ، ويتم تسخين الغرفة بواسطة منشآت التدفئة الأخرى (المسخن الحراري ، المبرد ، إلخ.) لذلك ، يتم توفير تشغيل منظم الحرارة بواسطة جهاز استشعار مثبت في الأرضية منطقة.
مقال ذو صلة: هل يمكن دهان النوافذ البلاستيكية وما المطلوب لهذا؟
في بعض الأحيان يكون من غير الممكن أو من الصعب تقنيًا تنظيم تشغيل نظام التدفئة بالطريقة المعتادة. قد ينشأ مثل هذا الموقف أثناء إعادة بناء الأشياء أو في حالة التركيب الإضافي لأجهزة التدفئة. لذلك ، فإن التحكم الأمثل في الإمداد الحراري في هذه الحالة هو تركيب ترموستات بطريقة التحكم اللاسلكي.
مبدأ تشغيل الترموستات الميكانيكي
منظم الحرارة الميكانيكي هو جهاز يعكس تمامًا المبدأ - "كل شيء عبقري بسيط!".مع كل الاختلاف في التصميمات والمكونات المستخدمة ، هناك مبدأ واحد في تشغيل منظمات الحرارة الميكانيكية ، وهو قدرة بعض المواد والمواد ، حسب درجة الحرارة ، على تغيير خواصها الميكانيكية.
كمثال يومي ، مألوف للجميع ، والذي من شأنه أن يفسر مبدأ تشغيل منظم الحرارة الميكانيكي ، يمكننا الاستشهاد بميزان حرارة زئبقي عادي ، نقيس به درجة حرارة الجسم.
يزداد الزئبق الموجود داخل مقياس الحرارة في الحجم مع زيادة درجة الحرارة ويدخل الشعيرات الدموية المتدرجة ، وبالتالي يُظهر درجة الحرارة الدقيقة.
تحدث نفس العمليات تقريبًا في منظم الحرارة الميكانيكي ، والفرق الوحيد هو أن التغيير في درجة الحرارة إلى مستوى معين ، والذي نشير إليه بشكل منفصل باستخدام عجلة تنظيم ، يبدأ عمليات معينة ، وغالبًا ما يغلق أو يكسر دائرة كهربائية ، وبالتالي تشغيل أو إيقاف تشغيل أجهزة التدفئة.
لتوضيح كيفية عمل كل شيء ، دعنا نلقي نظرة على تصميم ترموستات ميكانيكي قياسي للغرفة.
جهاز ترموستات ميكانيكي
العنصر الهيكلي الرئيسي لأي ترموستات ميكانيكي للغرفة تقريبًا هو غشاء الغاز. بالمناسبة ، غالبًا ما يطلق عليهم اسم منظمات الحرارة الغشائية.
الغاز الخاص داخل الغشاء ، عندما تتغير درجة الحرارة ، يتغير حجمه ، وبالتالي يؤثر على جدران الغشاء. والتي ، عند التغيير ، تقوم بتشغيل آلية إغلاق أو فتح الدائرة الكهربائية التي تغذي نظام التدفئة أو التبريد.
يرجع اختيار طريقة الجهاز هذه لثرموستات الغرفة إلى إمكانية تنظيم طريقة بسيطة لضبط درجة حرارة الاستجابة ، فضلاً عن حقيقة أن الجهاز يستجيب بدقة للتغيرات في درجة حرارة الهواء ، وليس السطح ، وهو الأكثر أهمية في أنظمة التدفئة والتبريد. لذلك ، على سبيل المثال ، للتدفئة تحت الأرضية ، من الحكمة استخدام منظمات الحرارة السائلة الميكانيكية مع جهاز استشعار عن بعد.
يتم ضبط درجة حرارة الاستجابة لثرموستات غرفة الغشاء باستخدام عجلة تحكم ذات مقياس متصل بآلية الغشاء. من خلال قلب العجلة ، نجلب جدران الغشاء أقرب أو بعيدًا عن آلية التحكم ، وبالتالي نغير درجة الحرارة التي ستغلق أو تنفتح عندها الدائرة الكهربائية. بمعنى آخر ، إذا كانت آلية التشغيل أقرب إلى جدار الغشاء ، فإن الغاز الموجود فيها يحتاج إلى تغيير الحجم قليلاً حتى يتم تشغيله ؛ وفقًا لذلك ، هناك حاجة إلى درجة حرارة منخفضة والعكس صحيح. هذه هي الطريقة التي تعمل بها عجلة الضبط.
دعونا نلقي نظرة على كيفية تطبيق منظم الحرارة الميكانيكي على نظام التدفئة لمنزل أو شقة.
مظهر الجهاز وتحديثه
يعتبر ظهور جهاز الزئبق للحفاظ على توازن درجة الحرارة الأمثل في حاضنة الدجاج ، والتي اخترعها السيد كورنيليوس دريبل من بريطانيا العظمى في عام 1620 من أولى منظمات الحرارة.
تم استخدام منظم الحرارة بشكل فعال في نظام التبريد السائل لمحركات الاحتراق الداخلي منذ عام 1922 ، عندما ظهرت التركيبات الأولى والقوية نسبيًا بكمية كبيرة من الحرارة أثناء التشغيل. في المرحلة المبكرة ، كانت هناك عدة محاولات فاشلة لاستخدام الجهاز في نظام التبريد. علاوة على ذلك ، تم تحسين التصميم ، واختار المهندسون المواد المثالية للتصنيع وحققوا هذه الخصائص والموثوقية التي أصبحت عنصرًا في كل مكان في نظام التبريد السائل لمحرك الاحتراق الداخلي.
نوصي أيضًا بقراءة المقالة حول تصميم مضخة طرد مركزي لنظام تبريد سائل لمحرك احتراق داخلي.من خلال هذه المقالة يمكنك التعرف على ميزات تصميم المضخة ووظائفها في نظام التبريد وميزات تشغيل وإصلاح المضخة.
يتم استخدام نوعين من الثرموستات في أنظمة تبريد السيارة. هناك حلول مملوءة بالصلبة أو السائلة. تم اختراع ترموستات الجل لنظام تبريد محرك سائل للسيارات من قبل الفرنسي سيرج فيرنير في عام 1963. تتخصص شركة Vernet في إنتاج منظمات الحرارة اليوم ، وتتمتع منتجات هذه العلامة التجارية بسمعة مستحقة في سوق قطع غيار السيارات لمختلف ماركات السيارات حول العالم.
حشو الترموستات
يمكن أن يحتوي منظم الحرارة على أنواع مختلفة من الحشو في قلب تصميمه. لقد ذكرنا بالفعل أن هناك مادة مالئة سائلة وواحدة صلبة. مبدأ التشغيل وهيكل هذه الحلول متماثلان عمليا. تكمن الاختلافات فقط في الختم المتزايد للهيكل السائل ، وكذلك في الخصائص الفيزيائية الفردية للحشو نفسه وحساسيته لتقلبات درجة الحرارة ، اعتمادًا على التركيب.
تلقت المحركات الحديثة هذا النوع من الأجهزة ، والذي يعتمد على حشو صلب. يجب فهم هذا الحشو على أنه العنصر الحراري الرئيسي ، والذي يكون في البداية في حالة فيزيائية صلبة داخل منظم الحرارة.
الوظائف والموقع
بعد أن يصل المحرك إلى درجة حرارة التشغيل المثلى ، يصبح من الضروري الحفاظ على هذا المؤشر ضمن حدود صارمة حتى لحظة توقف المحرك ، وفي بعض الحالات حتى لبعض الوقت بعد توقف ICE عن العمل. تتمثل المهمة الرئيسية للجهاز في التحكم في تدفق المبرد الساخن وتوزيعه داخل النظام لإزالة الحرارة من المحرك.
يمكن وضع منظم الحرارة في أماكن مختلفة ، اعتمادًا على تصميم المحرك في حجرة المحرك ، ويعتمد مكان تركيبه بشكل مباشر على طراز وحدة الطاقة. أيضًا ، تؤثر ميزات تصميم تنفيذ نظام التبريد السائل نفسه على موقع تركيب الجهاز. في معظم الحالات ، يوجد منظم الحرارة عند مخرج المبرد من رأس الأسطوانة. المكان الثاني الأكثر شيوعًا لتركيبه هو مدخل مضخة تبريد مركزية (مضخة).
مقالة ذات صلة: البطارية (البطارية)
استخدام ترموستات ميكانيكي في التدفئة
في أغلب الأحيان ، تستخدم منظمات الحرارة الميكانيكية للغرفة في تدفئة المنازل ، جنبًا إلى جنب مع غلايات الغاز. غالبًا ما يوفر المصنعون في تصميم الغلايات مخطط اتصال من خلال منظم حرارة ميكانيكي. يتم تثبيت الجهاز في فاصل في سلك الإمداد المؤدي إلى الغلاية وفي حالة انخفاض درجة حرارة الهواء في الغرفة إلى ما دون قيمة العتبة المحددة ، يتم إغلاق الدائرة ويبدأ غلاية الغاز في بدء تسخين الغرفة والحفاظ عليها درجة حرارة المبرد.
يتم وصف المخططات الرئيسية لتوصيل منظم الحرارة الميكانيكي بالتدفئة أو التبريد في مقالتنا "مخطط توصيل منظم الحرارة الميكانيكي"
بنفس الطريقة تمامًا ، يتم توصيل منظمات الحرارة المنزلية بأي سخانات كهربائية في الغرف ، سواء كانت سخانات تعمل بالزيت أو سخانات الأشعة تحت الحمراء أو أي أجهزة أخرى تستخدم لتدفئة الهواء الداخلي. وبالتالي ، تصبح عملية التسخين مؤتمتة بالكامل ، ولا تتطلب تقريبًا أي مشاركة بشرية في عملها ، بعد التعديل.
هناك الكثير من الخيارات الممكنة لاستخدام منظمات الحرارة الميكانيكية ؛ إنه ببساطة لا يمكن الاستغناء عنه في أتمتة التدفئة نظرًا لبساطته وموثوقيته.وتسمح بساطة التصميم للمصنعين بإنتاج منظمات الحرارة الميكانيكية للغرف بتكلفة أقل بكثير من تلك الإلكترونية ، وهو جزء مهم من شعبيتها لدى المستهلك.
أنواع الأجهزة الثرموستاتية في السيارة
دعنا نتحدث بمزيد من التفاصيل حول الأنواع المختلفة من منظمات الحرارة التلقائية ، مع مراعاة خصوصيات تصميمها. يمكن تجهيز المحرك بإصدارات مختلفة من منظم الحرارة ، من بينها:
- ترموستات صمام واحد (صمام واحد) ؛
- ترموستات على مرحلتين
- جهاز مزود بصمامين (ترموستات ثنائي الصمام) ؛
- ترموستات يتم التحكم فيه إلكترونيًا ؛
ترموستات ذو صمام واحد وصمامين ومرحلتين
حل الصمام المفرد بسيط في التصميم والموثوقية المرتبطة به. يفضل صانعو السيارات حول العالم هذا النوع من التصميم ويزودون معظم سياراتهم بهذا النوع من الأجهزة.
نوع منفصل من منظم الحرارة مع صمام واحد هو التصميم ذو المرحلتين. يرجع تثبيت مثل هذا الحل إلى حقيقة أن بعض أنظمة التبريد تخلق ضغطًا عاليًا جدًا لسائل التبريد أثناء التشغيل. يصعب على صمام منظم الحرارة التغلب على هذا الضغط. لهذا السبب ، تلقى تصميم منظم الحرارة على مرحلتين حلاً يشير إلى وجود قرصي صمام ، يُطلق عليهما صغير وكبير. أول لوحة في منظم الحرارة يتم فتحها هي لوحة صغيرة ، والتي تتطلب قوة أقل بشكل ملحوظ للتغلب على الضغط الناتج في النظام. تفتح الصفيحة الصغيرة بسهولة أكبر ، وعندما تفتح ، تتفاعل مع الصفيحة الكبيرة وتسحبها ببساطة. يؤدي فتح لوحة الترموستات الكبيرة (الرئيسية) إلى فتح ممر سائل التبريد تمامًا.
إذا كان منظم الحرارة في الحالة الأولى يحتوي على صمام واحد به قطعتان ، فإن المنظم ثنائي الصمامات يتلقى صمامين منفصلين ، يقعان في جسم واحد. الصمام الأول هو الصمام الرئيسي ويعمل على إغلاق الدائرة الكبيرة عندما يتحرك المبرد في النظام. الصمام الثاني هو صمام جانبي وهو مسؤول عن تداول السائل في دائرة صغيرة. الصمامات متزامنة. عندما يغلق أحدهما قناة المبرد ، يفتح الآخر الدائرة المطلوبة. وجد التصميم المحدد للثرموستات تطبيقًا واسعًا في تصميم السيارات والشاحنات ، وهي منتجات صناعة السيارات من بلدان رابطة الدول المستقلة.
جهاز يتم التحكم فيه إلكترونيًا
الأكثر كمالًا وتعقيدًا نسبيًا من الناحية الهيكلية ، ولكن في نفس الوقت الأكثر دقة وفعالية هو منظم الحرارة المجهز بالتحكم الإلكتروني. الميزة الرئيسية لمثل هذا الجهاز هي توفير مؤشرات درجة حرارة مختلفة لتحقيق درجة الحرارة المثلى فيما يتعلق بظروف التشغيل المتغيرة ديناميكيًا للمحرك أثناء تشغيله.
يشبه تصميم الجهاز ترموستات تقليدي مع صمام واحد ، ولكن تمت إضافة مقاومة تسخين إضافية إلى المزدوجات الحرارية الخاصة به. تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك (ECU) في تسخين المقاومة المحددة. بفضل هذا التصميم ، يصبح من الممكن تحقيق ظروف درجة حرارة مرنة. يتم الحفاظ على المؤشر عند 95-110 درجة مئوية عند الأحمال المنخفضة على المحرك و 85-95 درجة مئوية عند أقصى حمل. الإنجاز الرئيسي من استخدام جهاز إلكتروني هو انخفاض ملحوظ في استهلاك الوقود ، بالإضافة إلى زيادة طفيفة في الطاقة في "القاع" بسبب التبريد الأفضل للهواء عند السحب.
هناك أيضًا محركات بها منظمان حرارة في وقت واحد في نظام التبريد السائل. تسمى هذه الأنظمة الدائرة المزدوجة. يتحكم ترموستات واحد في مثل هذا النظام في درجة الحرارة في دائرة رأس الأسطوانة وهو مسؤول عن الحفاظ على المؤشر بداخله عند حوالي 87 درجة مئوية. يقع منظم الحرارة الثاني في دائرة كتلة الأسطوانة.
مقالة ذات صلة: زيت التروس: ما هو خاص
عتبة درجة الحرارة في منطقة BC أعلى وتبلغ حوالي 105 درجة مئوية. وجد هذا التنفيذ للتحكم في درجة الحرارة في نظام التبريد تطبيقًا في تصميم المحركات التوربينية عالية الأداء ويوفر الزيادة النهائية في طاقة وحدة الطاقة بسبب تبريد الهواء المحسن.
اختيار منظم حرارة ميكانيكي (ترموستات)
يوجد حاليًا العديد من الشركات المصنعة للثرموستات الميكانيكية ، وهناك نماذج وعلامات تجارية مشهورة ، ولكن في أغلب الأحيان ، ستجد أسماء غير مألوفة وغير معروفة للبيع. في ممارستي ، استخدمت عددًا كبيرًا من منظمات الحرارة الميكانيكية المختلفة ويمكنني أن أنصح بما يلي:
- عند الاختيار ، تأكد من الانتباه إلى أقصى طاقة تحويل. إذا كتب أن منظم الحرارة هو 10 أمبير ، فسيكون من الممكن توصيل حمولة لا تزيد عن 2.2-2.3 كيلو واط به. من النادر وجود أجهزة ترموستات بها أكثر من 3.6 كيلو واط من الطاقة المتصلة. إذا كنت بحاجة إلى توصيل المزيد من الطاقة ، فسيتعين عليك استخدام موصل ، وفقًا لمخطط الاتصال ، الرابط الذي أعطيته أعلى قليلاً.
— من منظمات الحرارة الرخيصة ، أحببت هذا - BALLU BMT-1 - يمكنك شرائه من هنا. حسب التصميم ، فهو مشابه تمامًا لتلك الموصوفة في هذه المقالة. سيعمل من أجلك لمدة 3-5 سنوات بالضبط ، ثم يعتمد على جودة البناء لنموذج معين وظروف التشغيل. لمنزل صيفي ، مرآب لتصليح السيارات - هذا كل شيء!
إذا كنت بحاجة إلى مشورة بشأن اختيار نموذج ترموستات ميكانيكي - اكتب التعليقات ، وسأحاول تقديم المشورة!
