Терморегулятором называют деталь изделия, автоматически поддерживающую температуру, значение которой устанавливает потребитель. Другое название устройства – термостат. Его используют в холодильных и морозильных камерах, системах отопления, в помещениях с искусственно созданным климатом. В этой статье, вы узнаете о том, как устроен и как работает терморегулятор на батарее, в холодильнике и утюге.
Холодильный терморегулятор
Устройство терморегулятора холодильника несколько отличается от того, что применяется в других системах. Это связано с особенностями строения камеры и ее назначением (охлаждать, а не нагревать).
Конструкция включает в себя (смотрите рисунок, где представлено устройство терморегулятора холодильника Т-110):
- Термическую систему;
- Пружину;
- Ползунок;
- Гайку;
- Винт регулировочный 1;
- Корпус термостата;
- Колодка;
- Винт регулировочный 2;
- Пружину для перебрасывания;
- Пружину контровочную;
- Рычажное устройство;
- Ось.
Конструкция различных моделей холодильников может отличаться между собой. Но у них можно выделить общие элементы:
- Узел резкого замыкания. Необходим для защиты контактов от выгорания, которое свойственно процессам замыкания в электрической цепи. Подвижные контакты располагают не на силовом рычаге, а на другом, соединенным с ним с помощью пружины. При повороте силового рычага контакт не движется (цепь еще замкнута). Затем пружина резко меняет положение и размыкает цепь (или замыкает);
- Узел, изменяющий температурный режим. Состоит из пружины и винта, перемещающего гайку. От натяжения пружины зависит объем подачи фреона – охлаждающей жидкости;
- Узел, предназначенный для настройки дифференциала – устройства, ограничивающего ход силового рычага. Он определяет, при какой температуре цепь будет замыкаться, а при какой – размыкаться. Например, при установленной температуре в холодильнике в 3 градуса, цепь будет размыкаться при достижении 2,7 градусов. А при 3,3 цепь будет замыкаться вновь. Диапазон можно сделать больше или меньше.
На рисунке видно, что от термической системы отходит трубка, которую заполняют рабочей средой. Это фреон или хлорметил. Трубку встраивают в холодильные и морозильные камеры. Причем так, чтобы жидкая фаза находилась в конце трубки (в морозильнике), а пары вещества – в начале. Температура жидкой фазы всегда ниже паров одного и того же вещества. Поэтому в морозильнике шкала термометра всегда ниже нуля, а в холодильнике – выше.
Принцип действия
Принцип работы терморегулятора холодильника следующий:
- Если в трубке температура понижается, то в термической системе давление паров рабочей среды понижается. Тогда гофрированная часть сильфона сжимается, отчего силовой рычаг относительно оси начинает вращение. Это приводит к размыканию цепи;
- Если температура растет, то внутри термической системы давление паров растет. От этого внутри сильфона расширяется гофра. Рычаг начинает движение в обратную сторону, вращаясь вокруг оси. Это приводит к тому, что контакты замыкаются.
Чтобы менять температурный режим, необходимо определить усилие пружины. Чем оно больше, тем выше температура устанавливается в холодильнике. И наоборот, усилить холод можно путем уменьшения натяжения пружины. Регулировка усиления производится с помощью поворотной рукоятки, вынесенной во внутреннюю часть холодильника.
Термостат в утюге
Конструкция электрического терморегулятора, используемого для утюгов, включает в себя элементы (смотрите рисунок):
- Биметаллическая пластинка;
- Пластинка-контакт подвижная;
- Пружина пластинки-контакта;
- Ручка термостата;
- Шайбы-изоляторы;
- Пластина-контакт неподвижная;
- Утюжная подошва;
- Регулировочный винт.
Пластина в термостате утюга состоит не из одного, а из двух, спаянных между собой металлов. Ее так и называют – биметаллическая пластинка.
В связи с разной способностью расширяться при нагревании пластина то сгибается, то разгибается, размыкая или замыкая контакт. Регулировать температуру утюга можно с помощью рукоятки, от положения которой зависит расстояние между контактом и пластиной. Если оно большое, то пластине нужно больше нагреться для изгиба (высокий температурный режим), если оно маленькое, то нагрев несильный (низкий режим).
Отопительный терморегулятор
Регулировать температуру в помещении можно, вращая ручку шарового крана. Но он может находиться только в двух положениях: открыто или закрыто. Если кран закрыть не полностью, то конструкция потеряет герметичность из-за твердых частиц, содержащихся в носителе тепла, которые повреждают шарнир. Поэтому для систем отопления чаще используют специальный терморегулятор с механическим управлением.
В устройство терморегулятора отопления входят элементы (смотрите рисунок):
- Термический элемент;
- Термический перекрывающий клапан;
- Шкала настроечная.
- Чувствительный к изменению температуры элемент;
- Разъемное соединение;
- Шток передающий;
- Клапан от золотника;
- Компенсаторное устройство;
- Накидная гайка;
- Кольцо для фиксации;
Сложная конструкция свойственна и для термического элемента, который называют сильфоном. Это цилиндр с гофрированными изнутри стенками. Полость заполнена газом или жидкостью – рабочей средой, способной реагировать на изменение температуры вокруг. Именно этот элемент обусловливает принцип работы терморегулятора отопления.
Принцип действия
Принцип работы терморегулятора отопления основан на свойстве веществ увеличиваться в объеме при нагревании и уменьшаться при остывании. Термодатчик реагирует на изменение температуры снаружи конструкции. А каждому ее значению соответствует некоторое давление рабочей среды, которая заполняет полость сильфона.
Возможны два варианта действия:
- Температура превысила установленное потребителем значение. Тогда сильфон растягивается от увеличения объема рабочей среды. Это заставляет перемещаться шток, от которого зависит работа перекрывающего клапана. Поток теплоносителя уменьшается, и температура падает;
- Температура стала ниже установленной потребителем. Тогда сильфон сжимается, поскольку объем рабочей среды в нем уменьшается. Шток начинает двигаться в обратном направлении, приоткрывая клапан. Поток теплоносителя увеличивается, отчего температура начинает расти.
Эти два процесса постоянно сменяют друг друга. Современные терморегуляторы позволяют реагировать на изменение температуры в пределах одного градуса и даже десятых его долей. Для человека такая температурная разность несущественна, и он не заметит периодического повышения и понижения.
