مبدأ عمل الثرموستات

الثرموستات

الثرموستات هو جهاز للكشف عن التغيرات في درجات الحرارة لغرض الحفاظ على درجة حرارة المنطقة المغلقة ثابتةً، في نظام يشتمل على المرحلات والصمامات والمفاتيح وما إلى ذلك، ويولد الثرموستات إشارات عادةً ما تكون إشارات كهربائية، وذلك عندما تتجاوز درجة الحرارة القيمة المطلوبة أو تقل عنها، وعادةً ما يستخدم للتحكم في كمية تدفق الوقود إلى الموقد، أو مدى تدفق التيار الكهربائي إلى وحدة التدفئة أو التبريد، أو الغاز السائل أو المبرد، أو السوائل إلى المنطقة التي يخدمها، ويعد منظم الحرارة مكوّنًا من مكونات بعض أنواع أنظمة الإنذار بالحريق^[١].

مبدأ عمل الثرموستات

يعمل منظم الحرارة (الثرموستات) بمبدأ عمل تحوّل معظم الأشياء إلى حجمٍ أكبر عندما ترتفع درجة حرارتها، وتحولها لحجمٍ أصغر عندما تبرد، ولكن الماء يعد استثناءً بارزًا لهذه القاعدة؛ فهو يتمدد في الحالتين عندما ترتفع درجة حرارته وعندما يتجمد أيضًا، وتستخدم منظمات الحرارة الميكانيكية هذه الفكرة التي تسمى التمدد الحراري لتشغيل وإيقاف الدائرة الكهربائية، ويستخدم النوعان الأكثر شيوعًا من الثرموستات بمبدأ العمل هذا شرائط ثنائية المعدن ووسائد مملوءة بالغاز، والتالي شرح عن كلٍ منهما^[٢]:

شرائط ثنائية المعدن

يحتوي الثرموستات التقليدي على قطعتين من المعادن المختلفة تثبتان معًا لتشكيل ما يسمى بشريط ثنائي المعدن، ويعمل هذا الشريط كجسر في الدائرة الكهربائية المتصلة بنظام التدفئة، وعادةً ما يكون الجسر موصولًا لأسفل، ويحمل الشريط الكهرباء عبر الدائرة الكهربائية، ويكون نظام التدفئة في وضع التشغيل، ولكن عندما يصبح الشريط ساخنًا تتمدد إحدى المعادن أكثر من الأخرى، مما يؤدي إلى انحناء الشريط بأكمله قليلًا، وفي النهاية ينحني كثيرًا لدرجة أنه يفتح الدائرة الكهربائية، فيرتفع الجسر، وتتوقف الكهرباء على الفور وينقطع نظام التدفئة فتبرد الغرفة، وعندما تبرد الغرفة، يبرد الشريط أيضًا ويعود إلى شكله الأصلي، فيستقر مرة أخرى في الدائرة ويسمح للتيار الكهربائي بالتدفق مرة أخرى، فتعود التدفئة للعمل مرة أخرى.

الوسائد المملوءة بالغاز

تكمن مشكلة الشرائط ثنائية المعدن في أنها تستغرق وقتًا طويلاً في تسخين أو تبريد الغرفة، فهي لا تتفاعل بسرعة مع التغيرات في درجات الحرارة، ولكن يستشعر التصميم البديل للثرموستات تغيرات درجة الحرارة بسرعة أكبر باستخدام زوج من الأقراص المعدنية مع وسادة مملوءة بالغاز بينهما، ومساحة سطح هذه الأقراص كبيرة مما يمكنها من التفاعل بسرعة مع الحرارة ويكون سطحها مموجًا ليجعلها مرنةً، فعندما ترتفع درجة حرارة الغرفة يتمدد الغاز الموجود في الوسادة ويفصل الأقراص عن بعضها، ويدفع القرص الداخلي ضد التبديل الجزئي في منتصف الثرموستات مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل الدائرة الكهربائية وبالتالي إيقاف التدفئة، وأثناء تبريد الغرفة يُضغط الغاز الموجود في الوسادة والأقراص المعدنية مرةً أخرى معًا، فيتحرك القرص الداخلي بعيدًا عن التبديل الجزئي، ويقوم بتشغيل الدائرة الكهربائية وتشغيل التدفئة مرة أخرى.

أنواع الثرموستات

هنالك أربعة أنواع أساسية للثرموستات^[٣]:

• ثرموستات غير قابل للبرمجة.
• ثرموستات قابل للبرمجة.
• ثرموستات يعمل بالواي فاي.
• ثرموستات ذكي.

المراجع

1. ↑ "Thermostat", britannica, Retrieved 31-7-2019. Edited.
2. ↑ Chris Woodford (4-3-2018), "Thermostats"، explain that stuff, Retrieved 31-7-2019. Edited.
3. ↑ "Thermostat 101: Types of Thermostats", millers central air,26-2-2019، Retrieved 31-7-2019. Edited.