เทอร์โมสตัท – ประเภท หลักการทำงาน ข้อดี การใช้งาน

เทอร์โมสตัท – ประเภท หลักการทำงาน ข้อดี การใช้งาน

เทอร์โมสตัทคืออะไร?
เทอร์โมสตัทเป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ซึ่งควบคุมอุณหภูมิในเครื่องใช้ภายในบ้านต่างๆ เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ และเตารีด มันเปรียบเสมือนสุนัขเฝ้าดูอุณหภูมิ คอยจับตาดูว่าสิ่งของต่างๆ ร้อนหรือเย็นแค่ไหน และปรับระดับให้เหมาะสม

เทอร์โมสตัททำงานอย่างไร?
ความลับเบื้องหลังเทอร์โมสตัทคือแนวคิดเรื่อง "การขยายตัวทางความร้อน" ลองนึกภาพแท่งโลหะที่ยาวขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น นั่นแหละคือการขยายตัวทางความร้อน

เทอร์โมสตัทแบบแถบไบเมทัลลิก

ลองนึกภาพการนำโลหะสองชนิดมาประกบกันเป็นแผ่นเดียว แผ่นโลหะสองชั้นนี้เปรียบเสมือนสมองของเทอร์โมสตัทแบบดั้งเดิม

เมื่ออากาศเย็น: แถบโลหะสองชั้นจะตั้งตรง และมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทำให้เครื่องทำความร้อนทำงาน ลองนึกภาพสะพานที่พังลงมา ให้รถยนต์ (ไฟฟ้า) ผ่านไป
เมื่อร้อน: โลหะหนึ่งชิ้นจะยาวกว่าอีกชิ้นเร็วกว่า ทำให้แผ่นโลหะโค้งงอ ถ้ามันโค้งงอมากพอ มันก็เหมือนกับสะพานที่กำลังยกขึ้น รถยนต์ (ไฟฟ้า) ไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ เครื่องทำความร้อนจึงปิดลง และห้องก็เย็นลง
การทำให้เย็นลง: เมื่อห้องเย็นลง แถบจะกลับมาตรงอีกครั้ง สะพานจะลดระดับลงอีกครั้ง และเครื่องทำความร้อนจะเปิดขึ้นอีกครั้ง
การหมุนปุ่มปรับอุณหภูมิจะทำให้เทอร์โมสตัทบอกตำแหน่งที่ต้องการให้สะพานขึ้นหรือลงได้อย่างชัดเจน การหมุนปุ่มนี้จะไม่เกิดขึ้นทันที เพราะโลหะต้องใช้เวลาในการงอตัว การงออย่างช้าๆ นี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องทำความร้อนจะไม่เปิดและปิดอยู่ตลอดเวลา

วิทยาศาสตร์ของเทอร์โมสตัทไบเมทัลลิก
วิธีการทำงานของแถบโลหะสองชั้นอันชาญฉลาดนี้ (แถบไบเมทัลลิก) โดยละเอียดมีดังนี้:

การตั้งค่าอุณหภูมิ: คุณสามารถเลือกอุณหภูมิที่ต้องการให้เครื่องทำความร้อนเปิดหรือปิดได้ด้วยปุ่มปรับ
แถบไบเมทัล: แถบนี้ทำจากโลหะสองชนิด (เช่น เหล็กและทองเหลือง) ยึดเข้าด้วยกัน เหล็กจะไม่ยาวเท่าทองเหลืองเมื่อถูกความร้อน ดังนั้นแถบจึงโค้งงอเข้าด้านในเมื่อถูกความร้อน
วงจรไฟฟ้า: แถบไบเมทัลเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางไฟฟ้า (แสดงเป็นสีเทา) เมื่อแถบเย็นและตรง จะมีลักษณะเหมือนสะพานและเครื่องทำความร้อนจะเปิดอยู่ เมื่อแถบโค้งงอ สะพานจะหักและเครื่องทำความร้อนจะปิด
ประเภทของเทอร์โมสตัท
เทอร์โมสตัทเชิงกล
เทอร์โมสตัทแบบแถบไบเมทัลลิก
เทอร์โมสตัทแบบเติมของเหลว
เทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์
เทอร์โมสตัทดิจิตอล
เทอร์โมสตัทแบบตั้งโปรแกรมได้
เทอร์โมสตัทอัจฉริยะ
เทอร์โมสตัทไฮบริด
เทอร์โมสตัทแรงดันไฟฟ้าสาย
เทอร์โมสตัทแรงดันต่ำ
เทอร์โมสตัทลม
ข้อดี
การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
สะดวกสบายและปรับแต่งได้ง่าย
การบูรณาการกับระบบอื่น ๆ
ฟังก์ชันเสริม เช่น การเรียนรู้พฤติกรรมและการแจ้งเตือนการบำรุงรักษา
ข้อเสีย
ความซับซ้อนและต้นทุนที่สูงขึ้น
ปัญหาความเข้ากันได้กับระบบทำความร้อนและทำความเย็น
การพึ่งพาพลังงานไฟฟ้า
ศักยภาพในการอ่านค่าที่ไม่แม่นยำ
การบำรุงรักษาและการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่เป็นไปได้
แอปพลิเคชัน
ระบบทำความร้อนและความเย็นในที่พักอาศัย
การควบคุมสภาพอากาศในอาคารพาณิชย์
ระบบระบายความร้อนยานยนต์
การควบคุมอุณหภูมิในอุตสาหกรรม
ระบบทำความเย็น
เรือนกระจก
การควบคุมอุณหภูมิตู้ปลา
การควบคุมอุณหภูมิอุปกรณ์ทางการแพทย์
เครื่องใช้ไฟฟ้าในการปรุงอาหาร เช่น เตาอบและเตาปิ้งย่าง
ระบบทำน้ำอุ่น
บทสรุป
เทอร์โมสตัทที่มีแถบไบเมทัลลิกนั้นเปรียบเสมือนตัวควบคุมสะพานอัจฉริยะ ที่รู้เสมอว่าเมื่อใดควรปล่อยไฟฟ้า (เปิดเครื่องทำความร้อน) หรือเมื่อใดควรหยุด (ปิดเครื่องทำความร้อน) อุปกรณ์ง่ายๆ นี้ช่วยให้บ้านของเราอบอุ่นสบายและควบคุมค่าไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการเข้าใจและตอบสนองต่ออุณหภูมิ นี่คือตัวอย่างอันงดงามที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งเล็กๆ แต่ชาญฉลาดสามารถสร้างความแตกต่างครั้งใหญ่ในชีวิตประจำวันของเราได้อย่างไร