Kuinka sähkölämmittimen termostaatti toimii? Valmistajan opas lämmönhallintaan

Termostaatti on hiljainen päätöksentekijä jokaisen sähkölämmittimen sisällä. Se ei tuota omaa lämpöä, mutta ilman sitä lämmitin joko käy jatkuvasti tai ei koskaan käynnisty oikealla hetkellä. Tämän pienen ohjauskomponentin toiminnan ymmärtäminen selittää paljon siitä, miksi lämmitin tuntuu vakaalta, miksi se napsahtaa ja miksi huone joskus ajautuu kellotaulun numeron ohi.

Olemme rakentaneet yli neljä vuosikymmentä sähkölämmittimiä ostajille kaikkialla Euroopassa, Amerikassa ja Japanissa, ja olemme nähneet, että samat kysymykset tulevat yhä uudelleen asiakkailta, jakelijoilta ja loppukäyttäjiltä. Vastaukset ovat yksinkertaisempia kuin useimmat ihmiset odottavat.

Mitä sähkölämmittimen termostaatti todella tekee

Termostaatti on ohjattu kytkin. Se mittaa ympärillään olevan lämpötilan, vertaa lukemaa valitsemaasi asetusarvoon ja avaa tai sulkee sitten sähköpolun lämmityselementtiin.

Kun mitattu lämpötila laskee alle asetusarvon, termostaatti sulkee piirin ja elementti saa virtaa. Insinöörit kutsuvat tätä lämpökutsuksi. Kun lämpötila nousee takaisin tavoitteen yläpuolelle, piiri avautuu ja lämmitys pysähtyy. Puhallin voi jatkaa pyörimistä, mutta elementti on tyhjäkäynnillä.

Tämä jakso toistuu niin kauan kuin yksikkö on päällä. Lämmittimen termostaatti ei ole himmennin eikä yleensä vähennä tehoa asteittain. Se yksinkertaisesti katkaisee ja palauttaa virran, ja elementin lämpömassa sekä huoneen ilmamäärä tasoittaa nämä keskeytykset mukavaksi.

Kolmivaiheinen ohjaussilmukka: Tunniste, vertaa, vaihda

Hinnasta tai tyylistä riippumatta jokainen lämmittimen termostaatti suorittaa samat kolme vaihetta samassa järjestyksessä.

Vaihe 1: Ilman tunnistaminen

Mekaaniset termostaatit perustuvat bimetallinauhaan, kahteen metalliin, joilla on erilaiset laajenemisnopeudet, jotka on liitetty yhteen. Kun ilma lämpenee, nauha käpristyy ja työntää sähkökoskettimen erilleen; ilman jäähtyessä nauha suoristuu ja kosketin sulkeutuu uudelleen. Vanhemmissa malleissa käytetään joskus nesteellä tai kaasulla täytettyä suljettua kapillaarilamppua. Neste laajenee palkeeksi ja siirtää kosketinta, minkä vuoksi monet öljytäytteiset patterit ja vedenlämmittimet käyttävät edelleen tätä lähestymistapaa.

Elektroniset termostaatit käyttävät termistoria, yleensä NTC-tyyppistä, jonka resistanssi laskee lämpötilan noustessa. Pieni mikrokontrolleri lukee muuttuvan resistanssin jännitteenjakajan kautta ja muuntaa sen lämpötila-arvoksi. Koska mikään ei liiku anturin sisällä, elektroninen tunnistus on nopeampi ja paljon johdonmukaisempi ajan myötä.

Vaihe 2: Vertaaminen asetuspisteeseen

Mekaanisessa yksikössä vertailu on sisäänrakennettu laitteistoon. Kellopyörä pyörittää nokkaa, joka muuttaa sitä, kuinka pitkälle bimetallinauhan täytyy kulkea ennen kuin koskettimet irtoavat, joten valitsin kääntäminen muuttaa kirjaimellisesti kytkentälämpötilaa.

Elektroniikkayksikössä mikro-ohjain ajaa lyhyttä logiikkaa: onko mitattu arvo tavoitteen alapuolella? Vastaus määrittää, pysyykö tuotos korkeana vai pieneneekö.

Vaihe 3: Kuorman vaihtaminen

Lämmityselementit ottavat vakavaa virtaa. 2000 W:n lämmitin vetää noin 8,7 A 230 V jännitteellä, ja bimetallikosketin voi kuljettaa sen suoraan, mikä on suuri osa siitä, miksi mekaaniset termostaatit ovat niin edullisia. Haittapuolena on, että koskettimet kaarevat hieman joka kerta kun ne avautuvat, joten ne kuluvat vähitellen.

Elektroniset ohjaimet pitävät verkkovirran poissa anturista. Mikro-ohjain ohjaa relettä tai triakia, ja rele on komponentti, jonka kuulet napsauttavan. Paremmat mallit lisäävät lyhyen viiveen ennen elementin uudelleenvirtausta, mikä pidentää releen käyttöikää ja estää nopean lyhyen kierron.

Mekaaniset vs elektroniset termostaatit verrattuna

Molemmat perheet ovat edelleen tuotannossa, koska ne sopivat eri tuotteille ja hintaluokille. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto siitä, missä nämä kaksi lähestymistapaa eroavat toisistaan.

Hystereesi: Miksi huone ei koskaan istu täsmälleen numeron päällä

Lämmitin ei katkaise virtaa heti, kun se saavuttaa asetuspisteen, ja käynnisty uudelleen heti, kun se putoaa sen alle. Poiskytkentäpisteen ja päällekytkentäpisteen välillä on aina kaista, yleensä yhdestä kolmeen astetta. Tätä kutsutaan hystereesiksi tai kuolleeksi kaistaksi, ja se on täysin tahallista.

Ilman tätä kaistaa kontaktit ja releet poksahtaisivat päälle ja pois kymmeniä kertoja tunnissa ja epäonnistuvat kauden sisällä. Pieni lämpötilan vaihtelu on pitkän käyttöiän hinta, ja sen takia hyvin suunniteltu kiuas tuntuu mieluummin rauhalliselta kuin nykivältä.

Anturin sijoitus on yhtä tärkeä kuin elektroniikka. Useimmat lämmittimet sijoittavat anturin lähelle ilmanottoa niin, että se lukee sisään vedettävän ilman jo puhalletun ilman sijaan. Jos yksikkö istuu vedossa oviaukosta, patterin vieressä tai suorassa auringonpaisteessa, lukema ei enää edusta huonetta ja termostaatti joko ylittää tai alittaa tavoitteen.

PTC-elementit lisäävät toisen tason itsesäätelyä

Monet nykyaikaiset lämmittimet käyttävät PTC-keraamisia elementtejä paljasvastuslangan sijaan. PTC-elementin resistanssi nousee jyrkästi, kun se ylittää tietyn lämpötilan, mikä luonnollisesti rajoittaa sekä sitä, kuinka kuuma pinta tulee ja kuinka paljon virtaa se ottaa. Elementti ja termostaatti toimivat näin ollen tiiminä: PTC-materiaali rajoittaa pintalämpötilaa, kun taas termostaatti päättää, milloin koko yksikön tulee lopettaa virranotto.

Käytännön lopputuloksena on lämmitin, jonka teho on vakaampi, käy viileämmin säleikön kohdalla ja toimii pehmeämmin, jos ilmavirtaus on osittain estetty. Jos haluat mennä syvemmälle materiaalipuoleen, artikkelimme aiheesta miten PTC-lämmitin toimii kattaa sen askel askeleelta.

HPC-D1504YL kannettava PTC-lämmitin säädettävällä termostaatilla ja värähtelyllä Tämä kannettava PTC-lämmitin tarjoaa 750 W ja 1500 W asetukset, viileän tai lämpimän ilman, hiljaisen tasavirtamoottorin ja värähtelyn. Se havainnollistaa, kuinka keraaminen elementti termostaattiohjauksella säilyttää vakaan tehon, mikä sopii artikkelin keskusteluun vakaasta lämmitystehosta. Näytä tuote →

Kannettavat PTC-lämmittimet säädettävällä termostaatilla ja värähtelevällä ilmavirralla, kuten kannettavan PTC-valikoimamme yksiköt, osoittavat tämän yhdistelmän selvästi: keraaminen elementti ylläpitää vakaata sisälämpötilaa, kun taas elektroninen termostaatti hoitaa huonetason päätöksen.

Turvalaitteet, jotka eivät ole termostaatteja

Tässä on ero, joka saa monet ihmiset kiinni. Säädettävä valitsin tai kosketuspaneeli on ohjaustermostaatti. Se ei ole turvalaite.

Sen takana on ainakin kaksi erillistä suojausta, jotka toimivat täysin eri periaatteella:

• Lämpösuoja, yleensä bimetallilevy, joka avautuu kiinteässä korkeammassa lämpötilassa ja palautuu automaattisesti, kun laite jäähtyy.
• Lämpösulake tai ei-palautettava katkaisu, joka avautuu kerran ja pysyvästi ja suojaa epäonnistuneelta katkaisulta tai tukkeutuneelta ilmapolulta.
• Kaatuva kytkin, joka katkaisee virran, jos yksikkö kaatuu kyljelleen.
• Kosteusaluemalleissa suljetut anturikotelot ja roisketiiviit kotelot ohjauskortin ympärillä.

Tästä syystä lämmitin, jonka lämpösulake on lauennut, on huollettava pelkän nollauksen sijaan. Termostaatti voi olla täysin terve, kun turvakerros on jo tehnyt tehtävänsä.

HBH-2007 Seinälle asennettava kylpyhuonelämmitin ajastimella ja kosketusnäytöllä 2000 W kylpyhuonelämmitin LED-kosketusohjauksella, säädettävällä 15-45°C lämpötilalla, ajastimella ja ylikuumenemissuojalla. Se esittelee termostaattien suunnittelua kosteissa ympäristöissä, sillä artikkelissa todetaan tiivistettujen antureiden ja turvakerrosten tarve suihkujen lähellä. Näytä tuote →

Kylpyhuoneen lämmittimet ovat hyvä esimerkki siitä, kuinka paljon tekniikkaa ympäröi yksi termostaatti. Seinään asennettavassa kylpyhuoneyksikössä on yhdistettävä elektroninen ohjaus, tiivistetty anturipolku, ajastin ja kosteutta hylkivä kotelo, ennen kuin se saa olla suihkun läheisyydessä.

Ota kaikki irti lämmittimesi termostaatista

Suurin osa lämmittimen termostaateista tehdyistä valituksista on pikemminkin sijoitus- tai odotusongelmia kuin vikoja. Näillä tavoilla on mitattavissa oleva ero:

1. Anna anturille puhdasta ilmaa. Jätä vähintään 30 cm vapaata tilaa imuritilän ympärille ja imuroi säleikkö jokaisen lämmityskauden alussa.
2. Sijoita kiuas paikkaan, jossa se pystyy lukemaan huoneen, etäälle oviaukoista, suorasta auringonpaisteesta ja tilasta välittömästi toisen lämmönlähteen eteen.
3. Aseta realistinen tavoite. Noin 20-22 astetta C pitää useimmat asuintilat mukavasti ja pitää laitteen järkevässä käyttösuhteessa.
4. Käytä ajastinta tai ekotilaa, jos mahdollista. Nämä vähentävät keskimääräistä käyttöjaksoa sen sijaan, että muuttaisivat termostaatin tunnistusta.
5. Sulje ovi. Avoimessa käytävässä toimiva termostaatti lämmittää huoneesta välittömästi poistuvan ilman.
6. Odota swingiä. Yhden tai kahden asteen vaihtelu asetuspisteen ympärillä on normaalia toimintaa, ei vika.

BPT-2000B Seinään kiinnitettävä keraaminen PTC-lämmitin 1000W/2000W teholla Tämä kiinteä seinään asennettava PTC-lämmitin tarjoaa valittavan tuulettimen, lämpimän tai kuuman ilman, lapsilukon ja värähtelevillä säleikköillä. Sen muotoilu sijoittaa anturin luonnolliselle konvektioreitille, mikä kuvastaa artikkelin näkemystä termostaatin optimaalisesta sijoituksesta, jotta huonelämpötila pysyy vakaana. Näytä tuote →

Kiinteät asennukset hyötyvät eniten antureiden hyvästä sijoittelusta. Seinälle asennettavat keraamiset PTC-lämmittimet, mukaan lukien 1000 W - 2000 W mallimme, on suunniteltu siten, että tunnistuspiste sijaitsee huoneen luonnollisella konvektioreitillä lämpimän poistovirran sijaan.

Mitä tarkistamme ennen kuin termostaatti lähtee linjalta

Termostaatin käyttäytyminen on yksi niistä alueista, joita testaamme eniten, ja hyvästä syystä. Lämmittimen maine riippuu siitä, säilyttääkö se lämpötilan jatkuvasti viidensadan syklin jälkeen, ei vain ensimmäisenä iltapäivänä.

Tuotantolinjoillamme tarkastetaan ohjausyksiköiden kytkentätarkkuus useissa lämpötilapisteissä, releiden ja kosketinten kestävyys toistuvissa jaksoissa, vasteaika kylmäkäynnistyksen jälkeen ja johdonmukainen katkaisukäyttäytyminen turvallisuuden ylärajalla. Jokainen valmis yksikkö rutiinitestataan ennen pakkaamista, ja omistamamme kansainväliset hyväksynnät, mukaan lukien CE, CB, GS ja EMC, asettavat vähimmäisstandardin, joka oman prosessimme on ylitettävä.

Tämä infrastruktuuri on myös se, mikä antaa meille mahdollisuuden tukea mukautettua kehitystä. Jos markkinasi tarvitsee erilaisen asetuspistealueen, erilaisen hystereesikaistan, muokatun ajastinsekvenssin tai anturin, joka on siirretty tiettyä koteloa varten, voimme suunnitella sen alustaan ​​sen sijaan, että kiinnitämme sen jälkeenpäin.

Jos haluat tietää lisää yhteistyöstämme tuotemerkkien omistajien ja maahantuojien kanssa, voit lukea lisää tehtaastamme ja insinööritiimistämme . Termostaatti on pieni osa lämmitintä, mutta se on se osa, joka päättää, tuntuuko tuote luotettavalta joka talvi.