منظم الحرارة: آلية العمل وأنواعه المختلفة

ما هو منظم الحرارة؟

يُعرّف منظم الحرارة (بالإنجليزية: Thermostat) بأنه أداة تستخدم للتحكم في درجة الحرارة. وظيفته الأساسية هي إدارة عمل أنظمة التدفئة والتبريد والتهوية وتكييف الهواء وفقًا لاحتياجات المستخدم. يعتبر الثرموستات من التقنيات الحديثة التي تساهم في توفير الطاقة وضمان الراحة.

توجد عدة طرق للتحكم في الثرموستات، بما في ذلك:

• التحكم عن بعد لاسلكيًا باستخدام جهاز تحكم عن بعد يعمل بالبطاريات.
• التحكم عبر قرص متصل بالجهاز مباشرة.
• التحكم السلكي عن طريق أسلاك متصلة بالجهاز مباشرة.

آلية عمل منظم الحرارة

يعتمد عمل منظم الحرارة على الخصائص الفيزيائية للمعادن المستخدمة في تصنيعه، وبالتحديد على خاصية تمددها عند التسخين وتقلصها عند التبريد. يتم تنظيم تشغيل وإيقاف الدائرة الكهربائية المتصلة بنظام التدفئة بناءً على قدرة وحساسية هذه المعادن للتغيرات في درجة الحرارة.

أنواع المنظمات الحرارية الميكانيكية

تعتمد المنظمات الحرارية الميكانيكية على مبدأ التمدد الحراري للمعادن للتحكم في الدائرة الكهربائية. يوجد نوعان رئيسيان من هذه المنظمات:

الشرائط ثنائية الفلز

يحتوي منظم الحرارة التقليدي على شريحتين مصنوعتين من معدنين مختلفين، مثبتتين معًا لتشكيل ما يُعرف بالشريط ثنائي الفلز (بالإنجليزية: Bimetallic strips). يعمل هذا الشريط كمفتاح توصيل في دائرة كهربائية متصلة بنظام التدفئة.

عند تشغيل نظام التدفئة، يقوم الشريط بتوصيل الكهرباء عبر الدائرة، مما يؤدي إلى تسخين الشريط. نتيجةً لاختلاف معامل التمدد الحراري بين المعدنين، يتمدد أحدهما أكثر من الآخر، مما يؤدي إلى انحناء الشريط. يستمر الانحناء حتى يفتح الدائرة الكهربائية، مما يقطع التيار الكهربائي عن نظام التدفئة ويتسبب في إيقافه. بعد فترة من الزمن، عندما تنخفض درجة حرارة الشريط، يعود إلى شكله الأصلي، مما يوصل الدائرة الكهربائية مرة أخرى ويبدأ نظام التدفئة في العمل من جديد.

المنفاخ المملوء بالغاز

يستشعر منظم الحرارة المزود بمنفاخ مملوء بالغاز (بالإنجليزية: Gas-filled bellows) تغيرات درجة الحرارة بسرعة أكبر من المنظمات التي تستخدم الشرائط ثنائية الفلز. يعتمد هذا النوع على زوج من الأقراص المعدنية الكبيرة مع وجود منفاخ مملوء بالغاز بينهما.

عندما ترتفع درجة حرارة الغرفة، يتمدد الغاز الموجود في المنفاخ، دافعًا الأقراص المعدنية بعيدًا عن بعضها. يؤدي ذلك إلى ضغط أحد الأقراص على مفتاح إيقاف تشغيل الدائرة الكهربائية، مما يوقف نظام التدفئة. وعندما تبرد الغرفة، يتقلص الغاز مرة أخرى، مما يؤدي إلى تحرك الأقراص المعدنية بالقرب من بعضها وابتعادها عن زر إيقاف التدفئة، وبالتالي يبدأ نظام التدفئة في العمل من جديد.

المنظمات الحرارية الذكية المتصلة بالإنترنت

أصبحت المنظمات الحرارية الحديثة قابلة للبرمجة عن بعد، مما يتيح للمستخدم التحكم في درجة حرارة منزله أو مكان عمله وفقًا لجدول زمني محدد. يمكن أيضًا تحديد مستوى الرطوبة المناسب، وتلقي تنبيهات عند الحاجة إلى تنظيف أو استبدال فلاتر تكييف الهواء.

تساهم المنظمات الحرارية الذكية المتصلة بالإنترنت في توفير المال والطاقة بشكل كبير، حيث يمكن للمستخدم برمجتها عن بعد باستخدام تطبيق بسيط على الهاتف الذكي. على سبيل المثال، يمكن تشغيل نظام التدفئة أثناء العودة إلى المنزل لضمان وصول المستخدم إلى منزل دافئ، بدلاً من ترك النظام يعمل طوال فترة الغياب.

المراجع

• Sam Kubba Ph.D (12/12/2012), “thermostats”, sciencedirect, Retrieved 12/12/2021. Edited.
• marco, “How does a thermostat work”, hometree, Retrieved 12/12/2021. Edited.
• Chris Woodford (12/8/2021), “Thermostats”, explainthatstuff, Retrieved 12/12/2021. Edited.
• ” thermostats definition”, explain that stuff, Retrieved 12/12/2021. Edited.