RÉGULATEUR MÉCANIQUE D'AMBIANCE
Un thermostat mécanique d'ambiance est un dispositif qui régule le fonctionnement des équipements climatiques, en maintenant les paramètres de température réglés de la pièce. Il peut être utilisé à la fois pour chauffer et pour rafraîchir un appartement ou une maison.
La principale différence entre les thermostats mécaniques d'ambiance et les thermostats d'un autre type est qu'il s'agit d'un appareil séparé et complètement indépendant, le plus souvent réalisé sous la forme d'un produit de câblage externe, destiné à une installation à l'intérieur.
En termes simples, un thermostat mécanique, selon le programme réglé, en activant ou en désactivant certains appareils de chauffage ou de refroidissement, maintient la température requise dans la pièce.
La principale caractéristique du thermostat mécanique est l'absence totale de remplissage électrique, c'est-à-dire aucune alimentation n'est requise pour son fonctionnement, pas même les piles.
Comment fonctionne un thermostat mécanique, qu'est-ce qui lui permet exactement de mesurer la température de l'espace environnant et de contrôler les appareils électriques?
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU THERMOSTAT MÉCANIQUE
Un thermostat mécanique est un appareil qui reflète parfaitement le principe - «Tout ce qui est ingénieux est simple!». Avec toute la différence dans les conceptions et les composants utilisés, il existe un principe unique dans le fonctionnement des thermostats mécaniques, à savoir la capacité de certains matériaux et substances, en fonction de la température, à modifier leurs propriétés mécaniques.
Comme exemple quotidien, familier à tous, qui expliquerait le principe de fonctionnement d'un thermostat mécanique, on peut citer un thermomètre à mercure ordinaire, avec lequel on mesure la température corporelle.
Le mercure contenu à l'intérieur du thermomètre augmente de volume avec l'augmentation de la température et pénètre dans le capillaire gradué, indiquant ainsi la température exacte.
À peu près les mêmes processus se déroulent dans un thermostat mécanique, la seule différence est qu'un changement de température à un certain niveau, qui est indiqué par nous séparément avec une roue de régulation, démarre certains processus, ferme ou coupe le plus souvent un circuit électrique, de ce fait allumer ou éteindre les appareils de chauffage.
Pour clarifier le fonctionnement de tout cela, examinons la conception d'un thermostat mécanique d'ambiance standard.
Dispositif de thermostat mécanique
L'élément structurel principal de presque tous les thermostats mécaniques d'ambiance est une membrane à gaz. D'ailleurs, c'est pour cela qu'ils sont souvent appelés thermostats à membrane.
Le gaz spécial à l'intérieur de la membrane, lorsque la température change, change de volume, affectant ainsi les parois de la membrane. Qui, lors du changement, déclenche le mécanisme de fermeture ou d'ouverture du circuit électrique qui alimente le système de chauffage ou de refroidissement.
Le choix d'une telle méthode d'appareil pour un thermostat d'ambiance est dû à la possibilité d'organiser un moyen simple d'ajuster sa température de réponse, ainsi qu'au fait que l'appareil réagit précisément aux changements de température de l'air, et non de la surface, ce qui est le plus important dans les systèmes de chauffage et de refroidissement. Par conséquent, par exemple, pour le chauffage par le sol, il est plus judicieux d'utiliser des thermostats mécaniques à liquide avec un capteur à distance.
Le réglage de la température de réponse pour un thermostat d'ambiance à membrane est effectué à l'aide d'une molette de commande avec une échelle, qui est connectée au mécanisme à membrane.En tournant la roue, nous rapprochons ou éloignons les parois de la membrane du mécanisme de commande, modifiant ainsi la température à laquelle le circuit électrique se fermera ou s'ouvrira. En d'autres termes, si le mécanisme de déclenchement est plus proche de la paroi de la membrane, le gaz qui s'y trouve doit modifier légèrement le volume pour qu'il se déclenche; en conséquence, une température plus basse est nécessaire et vice versa. C'est ainsi que fonctionne la molette de réglage.
Voyons exactement comment appliquer un thermostat mécanique au système de chauffage d'une maison ou d'un appartement.
L'apparence et la modernisation de l'appareil
L'un des premiers thermostats est considéré comme l'émergence d'un appareil au mercure pour maintenir un équilibre optimal de la température dans un incubateur pour poulets, qui a été inventé en 1620 par M. Cornelius Drebbel de Grande-Bretagne.
Le thermostat est activement utilisé dans le système de refroidissement liquide des moteurs à combustion interne depuis 1922, lorsque les premières installations relativement puissantes sont apparues avec une grande quantité de chaleur pendant le fonctionnement. Au début, il y a eu plusieurs tentatives infructueuses d'utilisation de l'appareil dans le système de refroidissement. En outre, la conception a été améliorée, les ingénieurs ont sélectionné les matériaux de fabrication optimaux et ont obtenu des caractéristiques et une fiabilité telles que le thermostat est devenu un élément omniprésent dans le système de refroidissement liquide d'un moteur à combustion interne.
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Deux types de thermostats sont utilisés dans les systèmes de refroidissement des voitures. Il existe des solutions solides ou liquides. Le thermostat à gel pour un système de refroidissement de moteur liquide automobile a été inventé par un Français du nom de Serge Vernier en 1963. La société Vernet se spécialise aujourd'hui dans la production de thermostats et les produits de cette marque jouissent d'une réputation bien méritée sur le marché des pièces automobiles pour diverses marques automobiles à travers le monde.
Remplisseur de thermostat
Le thermostat peut avoir différents types de remplissage au cœur de sa conception. Nous avons déjà mentionné qu'il existe une charge liquide et une charge solide. Le principe de fonctionnement et la structure de ces solutions sont pratiquement les mêmes. Les différences résident uniquement dans l'étanchéité accrue de la structure liquide, ainsi que dans les propriétés physiques individuelles de la charge elle-même et sa sensibilité aux fluctuations de température, en fonction de la composition.
Les moteurs modernes ont reçu ce type d'appareil, basé sur une charge solide. Une telle charge doit être comprise comme le thermoélément principal, qui est initialement dans un état physique solide à l'intérieur du thermostat.
Fonctions et emplacement
Une fois que le moteur a atteint la température de fonctionnement optimale, il devient nécessaire de maintenir cet indicateur dans des limites strictes jusqu'au moment même où le moteur s'arrête, et dans certains cas même pendant un certain temps après que l'ICE cesse de fonctionner. La tâche principale de l'appareil est de contrôler et de distribuer le débit de liquide de refroidissement chauffé à l'intérieur du système pour évacuer la chaleur du moteur.
Le thermostat peut être situé à différents endroits, en fonction de la disposition du moteur dans le compartiment moteur, et le lieu de son installation dépend directement du modèle du groupe motopropulseur. En outre, les caractéristiques de conception de la mise en œuvre du système de liquide de refroidissement lui-même affectent le site d'installation de l'appareil. Dans la plupart des cas, le thermostat est situé à la sortie du liquide de refroidissement de la culasse. Le deuxième endroit le plus courant pour son installation est l'entrée d'une pompe de liquide de refroidissement centrifuge (pompe).
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Utilisation d'un thermostat mécanique en chauffage
Le plus souvent, les thermostats mécaniques de pièce sont utilisés dans les maisons de chauffage, ainsi que les chaudières à gaz. Les fabricants, dans la conception des chaudières, prévoient assez souvent un schéma de connexion via un thermostat mécanique. L'appareil est installé dans une coupure dans le fil d'alimentation menant à la chaudière et dans le cas où la température de l'air dans la pièce descend en dessous de la valeur seuil réglée, le circuit se ferme et la chaudière à gaz démarre, commençant à chauffer la pièce, maintenant la température du liquide de refroidissement.
Les schémas de base pour le raccordement d'un thermostat mécanique au chauffage ou au refroidissement sont décrits dans notre article "Schéma de câblage d'un thermostat mécanique"
De la même manière, les thermostats domestiques sont connectés à tous les radiateurs électriques dans les pièces, qu'il s'agisse de radiateurs au mazout, de radiateurs infrarouges ou de tout autre appareil utilisé pour chauffer l'air intérieur. Ainsi, le processus de chauffage devient entièrement automatisé, ne nécessitant quasiment aucune participation humaine à son travail, après ajustement.
Il existe de nombreuses options possibles pour l'utilisation de thermostats mécaniques; il est tout simplement irremplaçable dans l'automatisation du chauffage en raison de sa simplicité et de sa fiabilité. Et la simplicité de la conception permet aux fabricants de produire des thermostats mécaniques d'ambiance à un coût beaucoup plus bas que les thermostats électroniques, ce qui est une partie importante de leur popularité auprès des consommateurs.
Les principaux types et capacités des thermostats
Schéma de connexion du thermostat.
Il existe deux principaux types de thermostats: le plancher à gaz et le liquide.
Un thermostat de plancher à gaz, contrairement à un type liquide, est plus sensible aux changements du régime de température de l'environnement et a une durée de vie plus longue - jusqu'à 20 ans. Le condensat de gaz est utilisé comme substance sensible à la chaleur.
Quant au type liquide, il possède des indicateurs de température plus précis que celui du plancher à gaz. Dans la plupart des cas, la paraffine est utilisée pour le remplir.
Les thermostats sont également:
- Salle analogique. Un tel appareil vous permet de maintenir en permanence le régime de température sélectionné. Cependant, ses capacités techniques sont quelque peu limitées. Le démarrage et l'arrêt, ainsi que la modification des paramètres de fonctionnement, ne se produisent que manuellement et excluent complètement la programmation du système.
- Salle numérique. L'installation d'appareils de ce type étend les capacités de contrôle, ce qui réduit la charge sur le système de chauffage. Le thermostat numérique change et maintient la température selon un programme préréglé. En plus des fonctions les plus simples («confort» et «amortissement»), il permet d'ajuster le mode et de basculer automatiquement jusqu'à 4 fois par jour.
- Thermostats pour un système supplémentaire «plancher chaud». Une caractéristique du fonctionnement d'un tel système est son indépendance par rapport à la température de l'air et la pièce est chauffée par d'autres installations de chauffage (convecteur, radiateur, etc.) Par conséquent, le fonctionnement du thermostat est assuré par un capteur installé dans le surface de plancher.
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Parfois, il n'est pas possible ou techniquement difficile de régler le fonctionnement du système de chauffage de la manière habituelle. Une telle situation peut survenir lors de la reconstruction d'objets ou dans le cas d'une installation supplémentaire de dispositifs de chauffage. Par conséquent, le contrôle optimal de l'alimentation en chaleur dans ce cas est l'installation d'un thermostat avec une méthode de contrôle sans fil.
Sélection d'un thermostat mécanique (thermostat)
Actuellement, il existe de nombreux fabricants de thermostats mécaniques, il existe des modèles et des marques célèbres, mais, le plus souvent, en vente, vous trouverez des noms inconnus et inconnus.Dans ma pratique, j'ai utilisé un grand nombre de thermostats mécaniques différents et je peux vous conseiller ce qui suit:
- Lors du choix, assurez-vous de faire attention à la puissance de commutation maximale. S'il est écrit que le thermostat est de 10 ampères, il sera possible de lui connecter une charge ne dépassant pas 2,2-2,3 kW. Les thermostats avec plus de 3,6 kW de puissance connectée sont rares. Si vous avez besoin de connecter plus de puissance, vous devrez utiliser un contacteur, selon le schéma de connexion, le lien auquel j'ai donné un peu plus haut.
— Parmi les thermostats bon marché, j'ai aimé celui-ci - BALLU BMT-1 - vous pouvez l'acheter ici. De par sa conception, il est complètement similaire à celui décrit dans cet article. Cela fonctionnera pour vous pendant exactement 3 à 5 ans, puis cela dépend de la qualité de construction d'un modèle particulier et des conditions de fonctionnement. Pour une résidence d'été, un garage - c'est tout!
Si vous avez besoin de conseils sur le choix d'un modèle de thermostat mécanique - écrivez dans les commentaires, je vais essayer de vous aider avec des conseils!
Principe d'opération
Comme mentionné ci-dessus, la tâche principale du thermostat est de bloquer le flux d'antigel jusqu'à ce que le moteur soit correctement réchauffé.
Jusqu'à ce que sa température atteigne environ 95 degrés, le thermostat ne permettra pas l'écoulement du liquide de refroidissement vers les principaux éléments du système. Comment fait-il?
Le remplissage interne du thermostat contient un composant irremplaçable - la cire artificielle. Au fur et à mesure que le moteur chauffe, cette cire commence à fondre. Afin d'accélérer ce processus, des composants supplémentaires tels que le cuivre, le graphite et l'aluminium y sont ajoutés. Pendant le processus de fusion, la cire a la capacité de se dilater, passant d'un état solide à un état liquide. Cette métamorphose génère une pression, qui pousse une goupille spéciale qui, à son tour, ouvre la voie à l'antigel du moteur à partir du thermostat. Lorsque le moteur cale, le système se refroidit et tout se passe dans l'autre sens - la cire durcit peu à peu, la goupille revient à sa place puis la vanne se met à nouveau dans un état fermé. C'est tout le principe du thermostat.
Petit et grand cercle de circulation du liquide de refroidissement à travers le thermostat
Si vous souhaitez suivre ce principe de vos propres yeux, vous pouvez mener l'expérience la plus simple à la maison. Pour cela, il vous suffit de placer le thermostat de la voiture dans une casserole d'eau, puis de le mettre sur le brûleur allumé. Vous pourrez observer comment, lorsque l'eau approche du point d'ébullition, la soupape commence à s'ouvrir légèrement et cela démontre clairement le fonctionnement du thermostat dans le système de refroidissement du moteur.
Bien sûr, un tel élément ne peut pas fonctionner correctement et échoue parfois. En conséquence, toutes sortes de problèmes surviennent, et tout automobiliste consciencieux a intérêt à connaître sa liste au cas où.
