مبدأ عمل الثرموستات

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٨:٣٣ ، ٤ أغسطس ٢٠٢٠
مبدأ عمل الثرموستات

الثرموستات

ربما مللت من تشغيل وتوقيف سخانات ومكيفات منزلك، في هذه الحالة يمكنك استخدام أجهزة أكثر ذكاء وهي الثرموستات، والثرموستات أجهزة كهربائية ذكية توجد في المنازل والمكاتب للتحكم بنظام التدفئة والتبريد ودرجات الحرارة داخل المبنى، وقد جاءت كلمة ثرموستات من مقطعين يونانيين وهما thermo بمعنى الحرارة، وstatos بمعنى الوقوف أو الركود، وبعد تجميع المقطعين ينتج مصطلح يشير لجهاز يحافظ على درجات الحرارة، وعندما يكون المبنى باردًا يسخن الثرموستات درجات الحرارة أو يبردها.[١]


مبدأ عمل الثرموستات

من المعلوم أن درجة الحرارة ترتفع أثناء فصل الصيف، ونحتاج فيه لوحدات التدفئة والتهوية، وهنا تفيدنا منظمات الحرارة؛ أي الثرموستات التي تعمل على مبدأ التمدد الحراري، ويتحكم هذا الجهاز بإيقاف تشغيل الدائرة الكهربائية وتشغيلها، وعادةً ما تستخدم الأنواع الأكثر شيوعًا من الثرموستات التي تسمى منظمات الحرارة الميكانيكية التي تعمل بشرائط ثنائية المعدن أو بمنفاخ مملوء بالغاز، كما يوجد ثرموستات تعمل بمنظمات الحرارة الرقمية التي تستخدم نفس المبدأ، ولكن يتحكم فيه بواسطة رقاقة إلكترونية وحاسوب صغير مدمج.

الثرموستات الذي يحوي شرائط ثنائية المعدن يحتوي على قطعتين من المعدن، وهاتان القطعتان متصلتان ببعضها البعض بواسطة براغي، وتشكل الشريط الثنائي لها معاملات مختلفة للتمدد، ويعمل هذا الشريط الثنائي كجسر لتوصيل أو فصل الدائرة الكهربائية لنظام التدفئة أو التبريد، وعندما ينخفض مستوى ارتفاع هذا الشريط تكتمل الدائرة، مما يؤدي إلى حدوث التسخين أو التبريد، ومع مرور الوقت يصبح الشريط ساخنًا، مما يجعل إحدى القطع المعدنية أكثر سخونة من الأخرى، فيتوسع الشريط الأكثر سخونة لينفصل عن الشريط الآخر وينحني فيتوقف التبريد أو التسخين، وبمجرد توقف التبريد أو التسخين تفتح الدائرة بسبب عدم وجود الكهرباء في الأشرطة المعدنية، فيعود الشريط الذي ارتفعت حرارته ليبرد مرة أخرى، مما يسبب الانكماش له ويجعله يعود لحجمه الأصلي، وفي هذه اللحظة تكتمل الدائرة ويستأنف التسخين أو التبريد، وبشكل تفصيلي يتكون هذا الثرموستات من:[٢]

  • دائرة تربط القرص بمستشعر درجات الحرارة.
  • قرص خارجي لضبط درجات الحرارة.
  • شريط نحاسي يعرض المعدن الأول متعلق بنظام الثرموستات.
  • شريط من الحديد متعلق بنظام الثرموستات يعرض المعدن الثاني.
  • الدائرة الكهربائية الداخلية التي توصل عند الشريطين المعدنيين.


أنواع الثرموستات

الثرموستات يؤثر كثيرًا على كفاءة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في منزلك أو مكتبك، وبشكل رئيسي تؤثر على مستويات راحتك، وإن كنت تفكر بوضع ثرموستات لأول مرة أو تبديل الثرموستات الموجود لديك استمر في القراءة لتتعرف على أحدث أنواع الثرموستات الحالية، ولتختار أفضل نوعية ممكنة، وفي الأسواق حاليًا أنواع أساسية من الثرموستات وهي: الثرموستات غير القابلة للبرمجة، والثرموستات القابلة للبرمجة، وثرموستات الواي فاي، والثرموستات الذكي، وكلما رغبت بالحصول على ثرموستات أفضل ستزيد التكلفة بكل تأكيد، والنوع الرابع ظهر مؤخرًا وهو نوع جديد ذكي يوفر أقصى كفاءة للطاقة، وسنذكر هذه الثرموستات بالتفصيل لنساعدك في اختيارك:[٣]

  • الثرموستات غير القابل للبرمجة: الثرموستات غير القابل للبرمجة جهاز مثالي لك إن كنت تكثر التواجد في المنزل، فمن السهل خلاله ضبط درجات الحرارة يدويًا حسب رغبتك، وفي الوقت الذي تريد تغيير درجة حرارة منزلك ستحتاج إلى ضبط الإعدادات في الثرموستات، ولكن لا يمكنك برمجته مسبقًا لتغيير درجات الحرارة في منزلك أثناء غيابك أو نومك، وتتميز هذه الثرموستات بجودة عالية تعمل على تحقيق كفاءة فائقة من الطاقة من خلال الحفاظ على نظام التدفئة والتبريد.
  • الثرموستات القابلة للبرمجة: الثرموستات القابلة للبرمجة يمكنك برمجتها وضبط درجات الحرارة في النهار والليل، وتحتوي العديد من منظمات الحرارة القابلة للبرمجة على إعدادات يومية وأسبوعية، وإن كنت بعيدًا عن منزلك يمكنك برمجة الثرموستات للحفاظ على درجة حرارة معتدلة في منزلك، ونتيجة لذلك تقل قيمة فواتير الطاقة وتكاليف الإصلاح، وهذا النوع من الثرموستات مناسب لك إن كنت تعيش في منطقة يتغير بها المناخ كثيرًا، ويسمح لك منظم الحرارة القابل للبرمجة بضبط درجات الحرارة حتى يكون منزلك أو مكتبك دافئًا في الصباح البارد وباردًا خلال الليل دون الحاجة لضبط الثرموستات يدويًا كل صباح ومساء.
  • ثرموستات الواي فاي: ثرموستات الواي فاي Wi-Fi هو الثرموستات المتصل بشبكة لاسلكية، ويمكنك التحكم بهذه النوعية خلال هاتفك الذكي أو خلال جهاز اللوحي أو جهازك الكمبيوتر، وبهذا الأسلوب تستطيع ضبط درجات حرارة الثرموستات عن بعد ومن خلال تواجدك بأي مكان، ويوفر هذا الثرموستات راحة مطلقة تمكنك من برمجة وإعداد درجات الحرارة، ويفيدك هذا النوع في حالة سفرك وبعدك الدائم عن منزلك.
  • الثرموستات الذكية: ثرموستات حديثة تعمل مع مختلف الأدوات ومعدات التشغيل الآلي لمنزلك أو مكتبك، ويخزن هذا الثرموستات المعلومات لتحقيق أقصى كفاءة للتدفئة والتبريد، وتأتي بميزات تحكم تتوافق مع تقنيات جوجل وأمازون، ويمكنك الوصول لها من أي مكان أو أي جهاز إلكتروني متطور.


قد يُهِمُّكَ

قد فكر الناس أول مرة باختراع أجهزة الثيرموستات في القرن التاسع عشر الميلادي عن طريق الكيميائي الأسكتلندي البارز أندرو أوري، وقد حصل على براءة اختراع الثرموستات ثنائي المعدن في عام 1830 ميلاديًا، وعمل أور في مصانع النسيج طوال حياته المهنية، وأثناء عمله وجد حاجةً ماسة للتحكم بحرارة المصنع، وفي البداية صمَّم ثرموستات ثنائي المعادن ينتج حرارة زائدة تؤدي لقطع إمدادات الطاقة، واستغرق تطوير الجهاز أكثر من 40 عامًا بعد موت أوري، وفي هذه السنوات أعاد المخترعون في أمريكا تصميم الثرموستات ونشره.

إن العالم الأمريكي وارن جونسون الأستاذ الجامعي في ولاية ويسكونسن هو المساهم الرئيسي الثاني في تطوير واختراع الثرموستات، وقد انزعج وارن من درجات الحرارة في فصله الدراسي، وفي عام 1883 ميلاديًا اخترع جونسون أول ثرموستات كهربائي ينظم الحرارة، وقد تضمن هذا الثرموستات جرسًا يرن كإشارة لضبط الحرارة في الفرن الذي وضعه فيه جونسون، وبعد سنتين تأسست شركة جونسون للكهرباء، وكانت هذه الشركة تصنع منتجات كهربائية اخترعها جونسون ومنها الثرموستات، والشركة ما زالت قائمة ليومنا باسم جونسون كونترولز، وفي نفس العام 1885 ميلاديًا اخترع السويسري الأمريكي ألبرت بوتز ثيرموستات ينظم حرارة الجو عن طريق فتح وإغلاق الثرموستات بنظام بكرة أوتوماتيكي، وقد أنشأ بوتز شركة أيضًا وسماها شركة بوتز الثيرموكهربائية Butz Thermoelectric Regulator Company، وقد ساعد بوتز أيضًا بتأسيس شركة هنيويل Honeywell International الشهيرة التي ما زالت قائمة ليومنا هذا.[٤]


المراجع

  1. Chris Woodford (14-08-2019), "Thermostats"، explainthatstuff, Retrieved 31-07-2020. Edited.
  2. "How a Thermostat Works – Tutorial", circuitstoday, Retrieved 31-07-2020. Edited.
  3. "Thermostat 101: Types of Thermostats", millerscentralair,26-02-2019، Retrieved 31-07-2020. Edited.
  4. "A Brief History of Thermostats: The Inventors", thermostat-recycle,29-01-2016، Retrieved 31-07-2020. Edited.

256 مشاهدة