ترموستات یا دماپای دستگاهی است برای نگه داشتن دمای یک سامانه در یک محدوده مشخص به کار میرود. این کار بهوسیله کنترل شارش انرژی گرمایی به درون یا به بیرون از سامانه صورت میگیرد. ترموستات به دو نوع دیجیتال و آنالوگ تقسیم میشود.
ترموستات روشن و خاموش گرمایش را بسته به دمای مورد نظر فعال یا غیرفعال می کند. این کار با استفاده از دو کابل که به خود دیگ متصل هستند و بسته به دمایی که توسط ترموستات گرفته می شود، مدار را باز یا بسته می کنند انجام می شود. اگر ترموستات تشخیص دهد که دمای اتاق کمتر از دمای تنظیم شده توسط کاربر است، دیگ بخار را فعال می کند تا گرمایش را برای رسیدن به آن دما فراهم کند. هنگامی که دما از قبل به دمای مطلوب رسید، سیستم را خاموش می کند تا زمانی که دوباره از نقطه تنظیم شده پایین بیاید، سپس دوباره احتراق را فعال می کند.
ترموستات تعدیل کننده دائماً اطلاعات مربوط به دمای اتاق را به دیگ بخار ارسال می کند و باعث می شود تا بسته به دمای تنظیم شده، توان را تنظیم یا تعدیل کند. این امر موجب صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی می شود، زیرا دیگ بخار قدرت را تنظیم می کند و در حداکثر ظرفیت خود کار نمی کند. تفاوت بین روشن و خاموش کردن و مدولاسیون در این است که اولی دیگ را به طور کامل خاموش و روشن می کند، دومی قدرت آن را به گونه ای خطی تر تعدیل می کند تا در تمام مدت کار کند، بدون 0 یا 100 پیک تولید شده توسط اولی. ترموستات تعدیل کننده با همه دیگ ها سازگار نیست، زیرا آنها باید نوع خاصی از اتصال را داشته باشند. بنابراین، ما به کاربر توصیه می کنیم قبل از خرید یک ترموستات تعدیل کننده، از سازگاری دیگ بخار خود مطلع شود. فقط ترموستات های دیجیتال می توانند تعدیل شوند، در حالی که آنالوگ و دیجیتال می توانند از نوع خاموش و روشن باشند. در زیر انواع ترموستات های آنالوگ و دیجیتال موجود و مزایا و معایب هر کدام را نشان می دهیم.
در بیشتر موارد، ترموستات های آنالوگ با ترموستات های دیجیتال جایگزین می شوند، زیرا اولی دارای حاشیه خطای 1 تا 2 درجه سانتیگراد است، در حالی که دومی دارای حاشیه خطای 0.2 تا 0.5 درجه سانتیگراد است. این باعث می شود آنها انرژی بسیار کارآمدتری داشته باشند، زیرا هر درجه دمایی که افزایش می یابد معادل 7٪ انرژی مصرف شده است. یکی دیگر از عواملی که باعث می شود افراد ترموستات آنالوگ خود را تغییر دهند به دلیل راحتی ارائه شده توسط ترموستات های تایمر یا ترموستات های قابل برنامه ریزی است، زیرا به زمان مورد نظر تنظیم می شود و نیازی به نگرانی نیست. ترموستات آنالوگ با یک صفحه دو فلزی کار می کند که دمای اتاق را تشخیص می دهد و بسته به درجه هایی که کاربر روی چرخ یا صفحه نشان می دهد گرمایش را فعال یا غیرفعال می کند.
کاربر دما را با شماره گیری تنظیم میکند صفحه توسط یک مدار به یک صفحه دو فلزی متصل می شود صفحه دو فلزی از یک صفحه برنجی و یک صفحه آهنی تشکیل شده است. وقتی سرد است، برنج صاف است اما وقتی گرم می شود منبسط می شود و از صفحه آهنی خم می شود. صفحه برنجی به عنوان کلید جریان برای روشن یا خاموش کردن دیگ عمل می کند، زیرا زمانی که با آهن در تماس است جریان جریان پیدا می کند، اما زمانی که آنها در تماس نیستند مدار باز است.
امروزه ترموستات دیجیتال بیشترین استفاده را دارد، زیرا دارای یک صفحه نمایش مایع است که به لطف سنسور گرما همیشه ما را از دما مطلع می کند و آن را بسیار قابل اعتمادتر از ترموستات آنالوگ می کند. علاوه بر دما، مدل های ترموستات دیجیتالی نیز وجود دارند که رطوبت نسبی اتاق را تامین می کنند. ترموستات دیجیتال دارای برد الکترونیکی می باشد. که شامل یک سیستم کامپیوتری است که تصویر را روی صفحه نمایش می دهد و به ما امکان می دهد دستگاه را برنامه ریزی کنیم. برای اینکه ترموستات دیجیتال کار کند، یک منبع تغذیه برای آن برد الکترونیکی لازم است، این می تواند از طریق باتری هایی باشد که در دستگاه قرار می گیرند یا با پریز برق.
ترموستات قابل برنامه ریزی یا ترموستات کرونو ترموستات نوعی ترموستات دیجیتالی است که به کاربر اجازه می دهد زمان های ثابت یا متغیری را که می خواهد گرمایش روشن و خاموش شود تعیین کند و همچنین دمای مورد نظر را برای آن فواصل زمانی انتخاب کند. یکی از مزایای بزرگ ترموستات قابل برنامه ریزی یا ترموستات کرونو ترموستات این است که با برنامه ریزی ساعت های ثابت، مانند ساعاتی که کاربر برای کار بیرون است، برای انجام برخی از فعالیت ها بیرون می رود یا به خواب می رود، مجبور نیست نگران باشید که آیا گرمایش را روشن گذاشته است یا خیر. علاوه بر این، میتوانید گرمایش را طوری برنامهریزی کنید که قبل از آمدن به خانه کمی روشن شود و هنگام ورود گرم باشد. یکی دیگر از عملکردهای ترموستات قابل برنامه ریزی این است که می توانید دماهای مختلفی را در مناطق مختلف خانه انتخاب کنید. این به عنوان منطقه بندی شناخته می شود و برای هر منطقه به یک ترموستات نیاز دارد. استفاده از یک وسیله برای هر اتاق در خانه به معنای صرفه جویی در مصرف انرژی است. فرض کنید تجهیزات هوا گرمایی داریم. در اتاق ها گرمایش از کف نصب شده و در بقیه خانه رادیاتور وجود دارد. سیستم منطقه بندی به تجهیزات پمپاژ هیدرولیک متفاوتی نیاز دارد زیرا گرمایش از کف و رادیاتورها در دماهای مختلف کار می کنند. پمپ هیدرولیک برای گرمایش از کف مخلوط می شود و آب را در دمای اتاق تزریق می کند تا مخلوط شود و بنابراین آن را تا دمای مورد نیاز گرمایش از کف پایین می آورد. برنامهریزی ساعتهایی که گرمایش روشن است باعث میشود مصرف به خوبی کنترل شود، زیرا کاربر به لطف ترموستات قابل برنامهریزی، ساعات کار گرمایش را میداند.
ترموستات هوشمند نوعی ترموستات قابل برنامهریزی است که یک گام فراتر میرود، زیرا دارای یک سیستم موقعیت جغرافیایی یا geofencing است. این به شما امکان می دهد دستگاه تلفن همراه را به ترموستات متصل کنید تا بتواند مکان کاربر را پیدا کند و بسته به فاصله ای که تعیین کرده اید گرمایش را روشن یا خاموش کنید. این سیستم از طریق یک برنامه تلفن همراه کار می کند که کاربر باید آن را دانلود کند و تلفن همراه را به ترموستات متصل می کند. از آنجا GPS موبایل سیگنال مکان را به ترموستات هوشمند می فرستد و اگر تشخیص دهد که کاربر از مسافت تعیین شده مثلاً 3 کیلومتر کمتر است، ترموستات گرمایش را شروع می کند و کاربر با دمای مورد نظر به خانه می رسد.
تا قبل از ظهور ترموستاتهای بیسیم، این ترموستاتها فقط میتوانستند روی دیوار خانهها قرار بگیرند، زیرا نیاز به سیمکشی از دیگ بخار به خود دستگاه داشتند. اگر کاربر میخواست ترموستات را جابجا کند، باید کابلهای داخل دیوار را به محل جدید میبرد یا از مجرای بیرونی دیوار استفاده میکرد. با ظهور ترموستات های بی سیم، تغییر مکان به روشی بسیار آسان تر امکان پذیر شد زیرا گیرنده فرکانس رادیویی به دیگ متصل است که استفاده از کابل ها را غیر ضروری می کند. این به نوبه خود اجازه می دهد تا ترموستات را از دیوار جدا کرده و آن را مثلاً روی میز قهوه خانه در اتاق غذاخوری قرار دهید. ترموستات بی سیم راه حل خوبی برای آن دسته از خانه هایی است که کابل ها از دیگ بخار به دیواری که ترموستات در آن قرار دارد نصب نشده است یا برای کسانی که می خواهند مکان دستگاه را تغییر دهند. سیستم فرکانس رادیویی معمولاً بردی در حدود 30 متر دارد، اگر چه دستگاه هایی با برد فاصله بیشتر وجود دارد.
ترموستات Wi-Fi چند سال پیش وارد بازار شد و پیشرفته ترین گزینه است زیرا به شما امکان می دهد گرمایش را از راه دور از تلفن همراه یا تبلت خود مدیریت کنید. این واقعیت که کاربر می تواند گرمایش را از طریق اینترنت کنترل کند به آنها این امکان را می دهد که خیالشان راحت باشد که وقتی از خانه دور هستند می توانند بدانند گرمایش روشن است یا نه و در صورتی که فراموش کرده اند آن را خاموش کنند. ترموستات وای فای برای خانه های دوم بسیار مفید است زیرا اگر تصمیم دارید به خانه خود در کوهستان بروید می توانید قبل از رسیدن گرمایش را فعال کنید تا وقتی رسیدید در دمای مطلوب باشد.
ترموستات ها در صنعت تأسیسات مکانیکی برای کنترل دمای آب یا هوا در سیستمهای ایجاد برودت و حرارت به کار میروند. رادیاتورها، دیگها و فن کویلها عمومیترین دستگاههایی هستند که برای کنترل دما از ترموستات استفاده میکنند. در علوم هفتم (دوره اول متوسطه) کمی به دماپا یا ترموستات اشاره شده که برای مثال: اگر فلزهای مس و آهن در کنار یکدیگر باشند (فلز مس روی فلز آهن باشد)، براثر حرارت فلز مس افزایش حجم بیشتر نسبت به فلز آهن دارد. در نتیجه مس به سمت پایین خم میشود.
ترموستات خودرو بین موتور و رادیاتور قرار دارد و هدف از بکارگیری آن، تثبیت دمای موتور احتراقی در محدوده بهینه است. هنگامی که دمای آب پایین است، ترموستات جریان آب به رادیاتور را مسدود کرده و مایع خنک کاری فقط در موتور گردش پیدا میکند. بدین ترتیب، هنگامی که موتور خودرو تازه روشن شده است، موتور در زمان کمی به محدوده دمای بهینه کاری میرسد. هنگامی که دمای موتور به محدوده بهینه برسد، ترموستات باز میشود و با باز شدن مسیر جریان آب به رادیاتور، از مایع خنک کاری دفع حرارت میشود تا دما بیش از حد بالا نرود.
پیشرفت تکنولوژی از ترموستات برای کنترل هوشمند دمای منازل مسکونی و ادارات استفاده میشود. دیجیتال دمای مطلوب را از کاربر دریافت میکند و با دمای محیط مقایسه مینماید. سپس با توجه به اختلاف دمایی که اندازهگیری کرده و دمایی که کاربر برای آن مشخص نموده، سیستمهای سرمایشی و گرمایشی از قبیل فن کویل، داکت اسپلیت، پکیج و غیره را کنترل میکند.
ترموستات برای ثابت نگه داشتن دمای یک محیط یا یک محفظه مانند یخچال طراحی شده است که این سیستم کاملاً مکانیکی بوده و به صورت اتوماتیک و بدون دخالت دست دمای داخل آن محیط را تنظیم کرده و به عبارتی نحوه تنظیم دما توسط ترموستات انجام میشود که به کمپرسور فرمان قطع و وصل شدن را صادر میکند مثلاً زمانی که اهرم ترموستات روی ۶ قرار گیرد تا زمانی که دمای یخچال به ۶ درجه نرسیده است ترموستات اجازه کار به کمپرسور را میدهد و زمانی که دمای یخچال به ۶ درج رسید به صورت اتوماتیک ترموستات کمپرسور را قطع میکند تا دما در این درجه ثابت شود. در کولرهای گازی معمولاً ترموستات بالای صفر استفاده میشود و معمولاً بین ۱۶ درجه سانتیگراد تا ۳۰ درجه سانتیگراد است.
ترموستات وظیفه باز و بسته کردن مسیر جریان آب بین موتور و رادیاتور را دارد. از اینرو، خرابی ترموستات نیز به دوشکل قابل تصور است. اینکه ترموستات در وضعیت بسته گیر کرده باشد یا در وضعیت باز گیر کرده باشد. البته گیر کردن در وضعیت بسته به مراتب خطرناکتر است زیراکه اجازه خنک شدن به مایع خنک کاری داده نمیشود و دمای بیش از حد باعث آسیب رسیدن جدی به موتور (مثلا واشر سرسیلندر و سرسیلندر) میشود. در گذشته، ترموستاتها در تابستان از اتومبیل برداشته میشدند تا بیش از حد گرم نشود. شاید حتی شنیده باشید که ترموستات تابستانی و زمستانی وجود داشته است! در تابستان برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، ترموستاتی کم باز شونده، و در زمستان ترموستاتی با دهانه بالا نصب میشد تا ماشین به راحتی گرم شود. در خودروهای امروزی نیازی به چنین چیزی نیست و کارخانهها تنها یک نوع ترموستات با درجه استاندارد تولید میکنند ترموستات الکتریکی هر دستوری که از سمت سنسور دمایی دریافت میکند را با استفاده از جریان الکتریکی به رله مینیاتوری انتقال میدهد. با این کار سبب قطع و وصل شدن جریان الکتریکی میگردد.