サーモスタット – 種類、動作原理、利点、用途

サーモスタット – 種類、動作原理、利点、用途

サーモスタットとは何ですか?
サーモスタットは、冷蔵庫、エアコン、アイロンなどのさまざまな家庭用品の温度を制御する便利な装置です。温度監視装置のようなもので、物の暑さ、寒さを監視し、適切なレベルに調整します。

サーモスタットはどのように機能するのでしょうか?
サーモスタットの秘密は「熱膨張」という考え方です。固体の金属棒が高温になるにつれて長くなる様子を想像してください。それが熱膨張です。

バイメタルストリップサーモスタット

ここで、2 つの異なる種類の金属を貼り合わせて 1 つのストリップにすることを考えてください。この二重金属ストリップは、従来のサーモスタットの頭脳です。

寒いとき: 二重金属ストリップはまっすぐなままで、電気が流れてヒーターがオンになります。これは、橋が下りて車 (電気) が通過できるようにイメージできます。
熱くなると、一方の金属がもう一方の金属よりも早く長くなるため、ストリップが曲がります。十分に曲がると橋が上がるような感じです。車（電気）が通らなくなるので、ヒーターが止まり、部屋が冷えます。
冷却: 部屋が寒くなると、ストリップは真っ直ぐに戻ります。橋が再び下がり、ヒーターが再びオンになります。
温度ダイヤルをひねることで、ブリッジを上昇または下降させたい正確なポイントをサーモスタットに指示します。それはすぐには起こりません。金属が曲がるには時間がかかります。このゆっくりとした曲がりにより、ヒーターが常にオン/オフを繰り返すことがなくなります。

バイメタルサーモスタットの科学
この巧妙なダブルメタル ストリップ (バイメタル ストリップ) がどのように機能するかを詳しく説明します。

温度の設定: ダイヤルを使用して、ヒーターをオンまたはオフにする温度を選択できます。
バイメタル ストリップ: ストリップは 2 つの金属 (鉄と真鍮など) をボルトで結合して作られています。鉄は加熱しても真鍮ほど長くならないため、熱くなるとストリップは内側に曲がります。
電気回路: バイメタル ストリップは電気経路の一部です (灰色で表示)。ストリップが冷えて真っ直ぐになると、ブリッジのようになり、ヒーターがオンになります。曲がるとブリッジが壊れてヒーターが切れてしまいます。
サーモスタットの種類
機械式サーモスタット
バイメタルストリップサーモスタット
液体充填サーモスタット
電子サーモスタット
デジタルサーモスタット
プログラム可能なサーモスタット
スマートサーモスタット
ハイブリッドサーモスタット
線間電圧サーモスタット
低電圧サーモスタット
空気圧サーモスタット
利点
正確な温度制御
エネルギー効率
便利で簡単な調整
他のシステムとの統合
学習動作やメンテナンスアラートなどの機能強化
短所
複雑さとコストの増加
冷暖房システムとの互換性の問題
パワー（電気）への依存
不正確な測定値が得られる可能性
メンテナンスとバッテリー交換の可能性
アプリケーション
住宅用冷暖房システム
商業ビルの空調管理
自動車冷却システム
工業用温度調節
冷凍システム
温室
水槽の温度管理
医療機器の温度調節
オーブンやグリルなどの調理家電
給湯システム
結論
バイメタル ストリップを備えたサーモスタットは、スマート ブリッジ コントローラーのようなもので、電気をいつ流すか (ヒーター オン)、停止するか (ヒーター オフ) を常に知っています。このシンプルなデバイスは、温度を理解し、それに対応することで、家を快適に保ち、光熱費を抑えるのに役立ちます。これは、小さくて賢いものが私たちの日常生活に大きな変化をもたらす可能性があることを示す美しい例です。