Термостат — что это такое и для чего предназначен

Термостат — устройство, позволяющее поддерживать температуру в заданных параметрах.

Ниже вы узнаете, как работает термостат, как он устроен и основной принцип его работы. Не замечая этого, мы часто в жизни сталкиваемся с термостатом: он следит за тем, чтобы холодильник поддерживал нужную температуру, не перегревался и не подмораживал, чайник благодаря нему подогревается до нужной температуры, а автомобиль быстро прогревается и не ломается из-за высокой температуры двигателя. Вы узнаете, для чего нужен термостат в разных приборах и что нужно сделать для определения неисправностей.

Что такое термостат и для чего он нужен

Что такое термостат и для чего он нужен
Термостат — что это такое? Термостат — это прибор, который нужен для поддержания температуры на заданном уровне.
Применяется в разных сферах жизни, в быту: для поддержания температуры в плите, холодильнике, тёплом поле, кондиционере. И в промышленности для регулирования отопления помещений, в автомобилях назначение термостата — избежать перегревания двигателя.

Функции и место расположение

Функции термостата: управление климатическими условиями в помещении, а также поддержание температуры в устройстве на заданном уровне.
Терморегулятор устанавливают вдали от отопительных приборов и источников влаги в помещении, чтобы температура окружающей среды считывалась точнее. В устройствах он расположен рядом с нагревательным элементом, чтобы быстро отреагировать на изменение температуры.
На схеме видно, как выглядит термостат:

Принцип работы термостата, как он устроен

Несмотря на разнообразие терморегуляторов на рынке, у всех термостатов одинаковый принцип работы и устройство.

Термостат предназначен для того, чтобы двигатель автомобиля прогрелся быстрее. Термостат в системе охлаждения автомобиля выполняет роль поддержания нужной температуры, чтобы двигатель нагрелся быстрее и не перегрелся во время работы.
Вне зависимости от составных элементов, у всех термостатов аналогичный принцип работы.

Терморегулятору задаётся определённая температура, которую он поддерживает, не давая её подняться выше заданных параметров и упасть. В устройстве находится термочувствительный элемент, который считывает температуру окружающей среды. До того, как устройство нагрелось до заданной температуры, контакты соединены и происходит нагревание. После того, как температура поднялась, контакты расходятся за счёт термочувствительного элемента, который видоизменяется при нагреве.

Когда температура опускается ниже заданной, термочувствительный элемент возвращается в исходное состояние и нагревание возобновляется. Такой процесс цикличен.

Устройство термостата

Термостаты бывают устроены по-разному: механические и электронные. При этом принцип работы одинаков: он определяет температуру окружающей среды или поверхности, на которой находится. И в зависимости от указанных параметров, устройство определяет, есть ли необходимость в задействовании термических элементов или необходимо наоборот отключить имеющиеся.
Конструкция и её принцип работы очень просты, что позволяет устройству прослужить долго.
Основным элементом является термочувствительный элемент, который видоизменяется при изменении температуры в устройстве или окружающей среде, прекращая тем самым нагревание.

Термочувствительным элементом может быть газ, воск с примесью металла, металлические пластины с разной термочувствительностью.

Виды терморегуляторов

Электронные термостаты

• Обычные — в приборе задаются параметры температуры или точное её значение, которое будет поддерживаться. В устройстве есть электронный дисплей.
• Цифровые:
  • С закрытой логикой
    У такого устройства задан алгоритм работы. Параметры регулируются с помощью специальных команд для установленных заранее приборов. Необходимые параметры можно установить в зависимости от температуры, которая нужна для прибора. При этом саму программу работы регулятора изменить нельзя. Чаще всего такие терморегуляторы применяют в бытовых приборах.
  • С открытой логикой
    Устройство полностью контролирует процесс обогрева. В терморегуляторе с открытой логикой можно изменить алгоритм его работы. Управление устройством происходит с помощью сенсорных кнопок. Используя такой термостат, можно настроить обогрев помещения по определённому графику. Такие термостаты применяют в промышленных целях, а их перепрограммированием и установлением нового алгоритма должен заниматься специалист.

Преимущества электронных устройств:

• Большой диапазон настройки температуры;
• Точность больше, чем у механических;
• Эффективность;
• Не энергозатратные;
• Разнообразие дизайна.

Недостатки:

• Зависимы от стабильного электричества;
• На них влияет сильный перепад температуры.

Механические термостаты

Основной элемент устройства — газовая мембрана. При увеличении температуры, газ расширяется внутри металлических пластин, что приводит к их разъединению. В итоге контакты размыкаются и нагревание прекращается до тех пор, пока газ не уменьшится в объемах и пластины не вернутся в исходное положение.
Используют в системе отопления, их используют для регулировки работы климатических систем: водонагревателей, кондиционеров. Газовая мембрана реагирует на температуру воздуха вокруг, а не поверхности, на которой расположено устройство.
Регулировать температуру такого датчика можно с помощью колёсика для управления, которое соединено с мембранным механизмом.

Используют в системе отопления для регулировки работы климатических систем: водонагревателей, кондиционеров. Удобно, что устройство мгновенно срабатывает на изменение температуры окружающей среды, а не поверхности, на которой оно расположено.
Регулировать температуру такого датчика можно с помощью колёсика для управления, которое соединено с мембранным механизмом.

Двухзонные термостаты

Используются, чтобы единовременно управлять двумя системами отопления. Различают термостаты с заданным набором программ и более сложные, в которых можно самостоятельно задать параметры работы. Устройство полностью автоматизировано, датчики реагируют на температуру воздуха. Термодатчики устанавливают в местах, защищенных от попадания солнечных лучей и влаги.
Двухзонные терморегуляторы используют в быту, например, в тёплом поле.
Если термостат установлен в ванной, важно, чтобы устройство находилось вдали от воды и батареи.

Биметаллические пластины

Термочувствительным элементом выступают закреплённые на одном конце пластины из разных металлов. При нагревании один металл увеличится в размере, а другой, с меньшей теплочувствительностью, останется неизменным. Пластины наклонятся в сторону менее чувствительного металла, размыкая таким образом контакты. Нагрев устройства прекращается. Когда металл остывает, он уменьшается в размере, край пластины возвращается на место и контакты замыкаются обратно.
Такие пластины используют в электрических чайниках, не давая ему перегреться.

Механические термостаты долговечны, но обладают большой погрешностью, которая может доходить до 10 градусов.

Газонаполненные датчики

Их начали использоваться из-за того, что газ быстрее видоизменяется под воздействием температуры. В устройстве между парой металлических дисков помещён сильфон, наполненный газом. У дисков большая площадь поверхности и они начинают быстро реагировать на нагрев.
При нагревании газ между дисками увеличивается в объеме и разъединяет их. При этом внутренний диск надавливает на небольшой переключатель термостата и цепь размыкается, прекращая нагрев.
При снижении температуры диски возвращаются в исходное положение, цепь соединяется и нагрев возобновляется.

Газонаполненные датчики используют для отопления помещений, ранее применяли в автомобилях.

Восковые терморегуляторы

Восковой термостат состоит из герметичной камеры с восковой пробкой, внутри которой расположен двигающийся металлический стержень. Воск при высокой температуре начинает таять и становится больше по объему, чем в твёрдом виде. Он выталкивает стержень наружу, который в свою очередь выключает электроцепь, останавливая нагрев. При охлаждении до определённой температуры, воск затвердевает обратно и стержень возвращается на место, включая нагрев.

Преимущества механических термостатов:

• Надёжные;
• Устойчивы к перепадам напряжения в устройстве;
• Не влияет работа электричества, не сбиваются из-за сбоев;
• Простая эксплуатация и настройка;
• Можно применять при большом перепаде температуры;
• Долговечность.

Недостатки:

• Большая погрешность в районе 5-10 градусов;
• Ограниченный функционал;
• Не програмируемы.

Основные признаки неисправности термостата

Иногда термостатное устройство не работает качественно.

Основные признаки того, что терморегулятор вышел из строя:

• Если устройство охлаждает больше нужной температуры (в холодильнике начинает морозить);
• Устройство перегревается (двигатель в автомобиле начинает кипеть);
• Нижний патрубок очень быстро нагревается (при исправной работе он греется долго);
• При работе двигателя, отображаемая температура резко снижается, а потом при выключении обратно поднимается;
• Нижний патрубок не нагревается и остаётся холодным.
  Такое происходит, если устройство долго находится в закрытом состоянии, что приводит к заклиниванию конструкции

Причинами неисправной работы термостата могут быть образовавшаяся ржавчина, заклинивание термостатического клапана в одном из положений: открытом или закрытом. Если не сметать пыль с устройства долгое время — оно может забиться и выйти из строя.

Диагностика поломки, как проверить не снимая

Существует несколько способов проверки неисправности терморегулятора устройства. Этот способ отличается тем, что позволяет обнаружить поломку, не разбирая устройство на части. Чтобы определить, работает ли термостат исправно, нужно запустить двигатель автомобиля на минут пять-десять. За это время шланг, идущий из радиатора в термостат, должен остаться холодным, если он нагрелся за такое короткое время — в конструкции есть неполадки.

При обнаружении неполадок лучше всего обратиться в ремонтный центр, где вам помогут решить возникшую проблему. Самостоятельно чинить устройство можно только если вы точно знаете, как оно устроено.

Теперь вы знаете, что такое термостат, для чего служит термостат, какие функции он выполняет. Устройства используют во многих сферах в жизни: для автоматического поддержания температуры воды в душе, для нагревания духовки или обогревателя до заданной температуры. После прочтения статьи вы знаете, что делать, чтобы обнаружить поломку терморегулятора, не разбирая устройство. В зависимости от того, зачем нужен в устройстве термостат, выбирают разные виды.