کاربردهای ترموستات در بهبود کارایی انرژی و راحتی زندگی

ترموستات چیست ؟

ترموستات از دو کلمه یونانی ترمو به معنای دما و استات یه معنای ثابت تشکیل شده است. در کل ترموستات به معنی نگه داشتن دما و یا کنترل دما بدون دخالت اپراتور می باشد. نحوه کار ترموستات بدین صورت می باشد که ترموستات دمای پروسه را توسط سنسور دریافت می کند و با توجه به دمای تعریف شده توسط کاربر خروجی خود را کنترل می کند.

 ترموستات‌ها به عنوان دستگاه‌های کنترل دما، نقش بسیار مهمی در بهبود کارایی انرژی و ارتقای راحتی زندگی انسان‌ها دارند. این دستگاه‌ها امکان کنترل دمای محیط را فراهم می‌کنند و در نتیجه مصرف انرژی را بهبود می‌بخشند. این مقاله به بررسی کاربردهای ترموستات در محیط‌های مختلف می‌پردازد و نقش آن در بهبود کیفیت زندگی را مورد بررسی قرار می‌دهد.

کاربردهای ترموستات

کاهش مصرف انرژی: استفاده از ترموستات‌ها در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، امکان کاهش مصرف انرژی را به‌طور چشمگیری فراهم می‌کند. با تنظیم دما به‌طور دقیق و هوشمندانه، مصرف انرژی برای حفظ دمای محیط کاهش می‌یابد و در نتیجه صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی ایجاد می‌شود. به عنوان مثال، ترموستات‌های هوشمند که با استفاده از تکنولوژی‌های جدید مانند اینترنت اشیاء (IoT) کار می‌کنند، امکان کنترل دما از راه دور را فراهم می‌کنند و به کاربران این امکان را می‌دهند تا دمای محیط را بر اساس نیاز و فعالیت‌های روزمره خود تنظیم کنند.

ارتقاء راحتی زندگی: ترموستات‌های هوشمند و قابل برنامه‌ریزی، راحتی زندگی را بهبود می‌بخشند. این دستگاه‌ها به کاربران امکان می‌دهند تا دمای محیط را به‌طور دقیق تر و بر اساس ترجیحات شخصی خود تنظیم کنند. علاوه بر این، ترموستات‌های هوشمند با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، قادر به یادگیری الگوهای استفاده کننده هستند و با ارائه پیشنهادات بهینه برای تنظیمات دما، راحتی زندگی را افزایش می‌دهند.

حفظ سلامتی: ترموستات‌های هوشمند می‌توانند به حفظ سلامتی کمک کنند. تنظیم دمای مناسب در محیط‌های داخلی، می‌تواند به پیشگیری از بیماری‌های مرتبط با تغییرات دما کمک کند و راحتی بیشتری برای افراد فراهم کند.

نتیجه گیری: ترموستات‌ها به عنوان ابزاری برای کنترل دما در محیط‌های داخلی، نقش بسیار مهمی در بهبود کارایی انرژی و راحتی زندگی انسان‌ها دارند. با استفاده از ترموستات‌های هوشمند و با قابلیت برنامه‌ریزی، می‌توان به بهره‌وری بیشتری در مصرف انرژی دست یافت و همچنین راحتی و سلامتی افراد را بهبود بخشید.

انواع ترموستات :

• مکانیکی

این نوع ترموستات ها به دسته ای گفته می شوند که حسگر و کنترل دما بصورت مکانیکی عمل می کنند مانند ترموستات های بی متال ، پنوماتیک ، ترموسوییچ ها و …

•  دیجیتال

 این نوع از ترموستات ها به دسته ای گفته می شودند که دما را توسط سنسور بصورت آنالوگ دریافت کرده و خروجی خود را کنترل می کنند مانند ترموستات دیجیتالی سردخانه ها ، یخچال های صنعتی و …

نحوه انتخاب یک کنترل دمای دیجیتال :

• سایز کنترل دما :

ابعاد یک ترموستات در مکان نصب می تواند مشخصه مهمی باشد چرا که فضای انتخابی یک کنترل کننده دما یا ترموستات می تواند در ابعاد مثلا تابلو برق مهم باشد همچنین ابعاد یک ترموستات در خواندن مقدار دمای سنسور در فاصله های مختلف برای یک کاربر نیز اهمیت دارد.

• نوع نمایشگر :

نوع نمایشگر ترموستات می تواند به دو صورت تک نمایشگره (فقط جهت نمایش دمای PV یا همان دمای سنسور) و یا دو نمایشگره (جهت نمایش دمای PV یا دمای سنسور و دمای SV یا دمای تنظیمی کاربر) باشد.

•  تغذیه یک نمایشگر :

ولتاژ ورودی یکی نمایشگر دما جهت تغذیه آن نیز ملاک مهمی در انتخاب یک ترموستات دما می باشد که این تغذیه بستگی به ولتاژ موجود در تابلو برق و یا دستگاه مورد استفاده دارد.

•  نوع سنسور ورودی :

نوع سنسور ورودی یک ترموستات که می تواند بیانگر دقت و یا بازه دمایی یک پروسه باشد مثلا همانطور که میدانیم سنسورهای دمایی مانند PT100 بازه دمایی محدودی دارند ولی دقت بالاتری نسبت به سنسورهای دمایی ترموکوپل هایی دارند که بازه دمایی بالاتری دارند.برای مثال بازه دمایی PT100 از ۱۰۰- الی ۵۰۰ درجه با دقت ۰.۱ درجه دارند ولی ترموکوپل R بازه دمایی ۰ الی ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد با دقت یک درجه دارند.

• نوع کنترل کننده ترموستات :

نوع کنترل کننده ترموستات می تواند ON-OFF باشد که در یک بازه معین با یک هیسترزیس خاص قطع و وصل شود باشد و یا PID که بصورت پیوسته دما کنترل شود.

• نوع سیستم عملکرد ترموستات :

نحوه عملکرد سیستم یک ترموستات می تواند بصورت سرمایش جهت کنترل دما و نگه داشتن دما در یک دمای پایین و یا گرمایش جهت کنترل و نگه داشتن دما در یک دمای بالا باشد برای مثال سیستم کنترلی یک دیگ آب گرم از نوع گرمایش و سیستم کنترل یک یخچال صنعتی از نوع سرمایش می باشد.

• نوع خروجی یک ترموستات :

جهت کنترل یک پروسه می بایست نوع خروجی مد نظر باشد مثلا اگر فرمان های ما در یک تابلو برق از نوع قطع و وصل ساده مانند فعال سازی یک رله یا کنتاکتور جهت قطع و وصل باشد نوع خروجی رله ای است و اگر مثلا فرمان های ما در یک تابلو برق از نوع تدریجی باشد نوع خروجی ما میبایست آنالوگ و یا SSR ای باشد.بطور مثال فرمان جهت قطع و وصل یک کمپرسور سردخانه بصورت رله ای است و فرمان کنترل جهت یک شیربرقی تدریجی که بصورت صفر تا ۱۰۰ درصد قابل تنظیم است از نوع آنالوگ می باشد و یا فرمان جهت کنترل یک المنت بصورت SSR ای است می بایست نوع خروجی SSR ای باشد. 

پس بطور کلی در هنگام انتخاب یک کنترل دما می توان موارد زیر را مدنظر قرار داد :

• سایز
• نوع نمایشگر
• تغذیه نمایشگر
• نوع سنسور ورودی 
• نوع کنترل 
• نوع سیستم عملکرد
• نوع خروجی 

اصطلاحات مهم درترموستات :

• دمای فعلی Present Value :

مقدار دمایی که توسط سنسور برای کنترل دما ارسال می شود را مقدار دمای فعلی می گویند که ترموستات با توجه به زمان نمونه برداری خود هر مدت زمان معینی

از سنسور مقدار دما را نمونه برداری می کند.

• دمای تنظیمی Set Value :

مقدار دمای که توسط کاربر به ترموستات داده می شود.

• مقدار خروجی Manipulated Value :

مقدار خروجی ای که بعنوان خروجی از ترموستات خارج می شود که می تواند قطع و وصل ساده و یا آنالوگ باشد.

• نوع عملکرد Control Output Operation :

نحوه عملکرد خروجی در ترموستات می تواند بصورت سرمایش و یا گرمایش باشد که داریم:
در سیستم سرمایش: ترموستات تلاش میکند تا دمای پروسه را کاهش دهد. و زمانیکه دمای تنظیمی از دمای سنسور کمتر باشد خروجی سنسور وصل می باشد.
در سیستم گرمایش: ترموستات تلاش میکند تا دمای پروسه را افزایش دهد. و زمانیکه دمای تنظیمی از دمای سنسور بیشتر باشد خروجی سنسور وصل می باشد.

• نوع سیستم کنترلی Control Type :

نوع روش کنترلی در ترموستات که می تواند ON-OFF و یا PID باشد.
که در روش ON-OFF یک مقدار هیسترزیس جهت بازه قطع و وصل تعریف می شود و در PID مقادیر P و I و D را می بایست تعریف کرد.

• نحوه عملکرد خروجی Control Output Operation  :

نحوه عملکرد خروجی کنترل دما می تواند بالارونده و یا پایین رونده باشد .
مثلا مقدار دمای تنظیمی ما ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد و دمای فعلی ۳۰ درجه می باشد .
حال چنانچه سیستم ما سرمایش باشد خروجی قطع می باشد چون دمای سنسور از دمای تنطیمی کمتر است.
چنانچه سیستم ما گرمایش باشد خروجی فعال می شود چون دمای سنسور کمتر از دمای تنظیمی است و کنترلر باید دما را به ۴۰ درجه برساند.
پس ما دو سیستم Cooling  یعنی سرمایش و Heating یعنی گرمایش داریم که با توجه به پروسه تعریف می کنیم.
مثلا برای کوره سیستم Heating و برای سردخانه سیستم Cooling تعریف می شود.

• نوع خروجی OUTPUT :

نوع خروچی کنترل دما بستگی به نوع سیستم کنترلی دارد که دارید:
برای سیستم ON-OFF :بصورت استاندارد برای سیستم ON-OFF می بایست خروجی بصورت رله باشد یعنی یک قطع و وصل ساده با یک مقدار هیسترزیس
برای سیستم PID :بصورت استاندارد برای سیستم PID می بایست خروجی تدریجی باشد.
که میتواند بصورت آنالوگ جریانی (۲۰~۴میلی آمپر ، ۲۰~۰ میلی آمپر) و یا ولتاژی (۱۰~۰ ولت، ۵~۱ و…) و یا بصورت SSR در مدهای مختلف (Phase ، Cycle ) تعریف شود.

• آلارم خروجی Alarm Output :

آلارم در یک کنترل دما به معنی خروجی رله ای می باشد که بصورت جداگانه و آپشنال می تواند روی ترموستات وجود داشته باشد.
بدین معنی که درصورتی که مقدار دمای سنسور از مقدار تنظیمی بیشتر یا کمتر شد این خروجی فعال شود تا بتوانیم از آن فرمان بصورت آژیر و یا هشدار و در برخی موارد بعنوان یک خروجی مجزا استفاده شود.

• خطای ورودی Input Correction :

زمانیکه خطاهای مقدار سنسور شامل از کالیبره خارج شدن و یا طول مسیر سنسور تا نمایشگر زیاد باشد می توان مقدار این خطا را در کنترل دما اصلاح کرد.

سخن آخر

ترموستات‌ها به عنوان ابزاری برای کنترل دما در محیط‌های داخلی، نقش بسیار مهمی در بهبود کارایی انرژی و راحتی زندگی انسان‌ها دارند. از طریق استفاده از ترموستات‌های هوشمند و با قابلیت برنامه‌ریزی، می‌توان به بهره‌وری بیشتری در مصرف انرژی دست یافت و همچنین راحتی و سلامتی افراد را بهبود بخشید. با اینکه ترموستات‌ها به ظاهر یک دستگاه ساده به نظر می‌رسند، اما تأثیرات مثبت آنها بر بهبود کیفیت زندگی و محیط زیست نباید اغفال شود. به طور کلی، بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته ترموستات‌ها، از مهمترین راهکارهایی است که به کاهش مصرف انرژی و افزایش راحتی و بهبود کیفیت زندگی می‌انجامد.ترموستات ها در برند ها و قیمت های مختلفی در بازار وجود دارد. برخی از این برند ها آتونیکس ،شیوا امواج ، آنلی ، کاکن ، سام وان، کنوتک ،امکو و… است.

برای خرید ترموستات به سایت کنترل۲۴ مراجعه کنید و یا از طریق لینک زیر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.