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؟
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 يظهر 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 ، نجعل جدران الغشاء أقرب أو بعيدًا عن آلية التحكم ، وبالتالي نغير درجة الحرارة التي ستغلق أو تنفتح عندها الدائرة الكهربائية. بعبارة أخرى ، إذا كانت آلية التشغيل أقرب إلى جدار الغشاء ، فإن الغاز الموجود فيها يحتاج إلى تغيير الحجم قليلاً حتى يتم تشغيله ؛ وبالتالي ، 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 من أوائل منظمات الحرارة هو ظهور جهاز الزئبق للحفاظ على توازن درجة الحرارة الأمثل في حاضنة للدجاج ، والتي اخترعها السيد كورنيليوس دريبل من بريطانيا العظمى في عام 1620.
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 المراحل 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 جهاز 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: ما الذي يتم تضمينه في طقم إصلاح المكربن؟
استخدام ترموستات ميكانيكي في التدفئة
في أغلب الأحيان ، يتم استخدام 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 وتبدأ غلاية الغاز في بدء تسخين الغرفة والحفاظ عليها درجة حرارة المبرد.
تم وصف المخططات الأساسية لتوصيل منظم الحرارة الميكانيكي بالتدفئة أو التبريد في مقالتنا "مخطط الأسلاك لمنظم 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. وتتيح بساطة التصميم للمصنعين إنتاج منظمات الحرارة الميكانيكية للغرف بتكلفة أقل بكثير من تلك الإلكترونية ، وهو جزء مهم من شعبيتها لدى المستهلك.
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 تسخين أخرى (مسخن ، مبرد ، إلخ). لذلك ، يتم توفير تشغيل منظم الحرارة بواسطة جهاز استشعار مثبت في المساحة الأرضية.
مقالة ذات صلة: تجديد الحمام: صور أمثلة للتجديد
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.
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. نادرًا ما تكون أجهزة الترموستات التي تحتوي على 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. للحصول على سكن صيفي ، مرآب - هذا كل شيء!
إذا كنت بحاجة إلى مشورة بشأن اختيار نموذج ترموستات ميكانيكي - اكتب في التعليقات ، وسأحاول تقديم المشورة!
مبدأ التشغيل
كما ذكرنا سابقًا ، تتمثل المهمة الرئيسية لمنظم الحرارة في منع تدفق مانع التجمد حتى يتم تسخين المحرك بشكل صحيح.
حتى تصل درجة حرارته إلى حوالي 95 درجة ، لن يسمح منظم الحرارة بتدفق سائل التبريد إلى العناصر الرئيسية للنظام. كيف يفعل ذلك؟
يحتوي الحشو الداخلي للثرموستات على مكون لا يمكن الاستغناء عنه - الشمع الاصطناعي. مع ارتفاع درجة حرارة المحرك ، يبدأ هذا الشمع في الذوبان. من أجل تسريع هذه العملية ، تمت إضافة مكونات إضافية مثل النحاس والجرافيت والألمنيوم إليها. أثناء عملية الذوبان ، يكون للشمع القدرة على التمدد والتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. يولد هذا التحول ضغطًا يدفع دبوسًا خاصًا إلى الخارج ، والذي بدوره يفتح الطريق لمضاد التجمد للمحرك من منظم الحرارة. عندما يتوقف المحرك ، يبرد النظام ويحدث كل شيء في الاتجاه المعاكس - يتصلب الشمع شيئًا فشيئًا ، ويعود الدبوس إلى مكانه ثم يدخل الصمام مرة أخرى في حالة الإغلاق. هذا هو المبدأ الكامل لمنظم الحرارة.
دائرة صغيرة وكبيرة من دوران المبرد من خلال منظم الحرارة
إذا كنت مهتمًا باتباع هذا المبدأ بأم عينيك ، فيمكنك إجراء أبسط تجربة في المنزل. من أجل ذلك ، ما عليك سوى وضع منظم حرارة السيارة في قدر من الماء ، ثم وضعه على الموقد المحترق. ستكون قادرًا على ملاحظة كيفية اقتراب الماء من نقطة الغليان ، ويبدأ الصمام في الفتح قليلاً وهذا يوضح بوضوح تشغيل منظم الحرارة في نظام تبريد المحرك.
بالطبع ، لا يمكن أن يعمل هذا العنصر بسلاسة ويفشل أحيانًا. نتيجة لذلك ، تحدث جميع أنواع المشاكل ، ومن الأفضل لأي سائق سيارة يتسم بالضمير معرفة قائمتهم في حالة حدوث ذلك.
