家用恒溫器的工作原理



可編程恒溫器只是滿足您加熱和冷卻需求的一種選擇。
如果您有特定的加熱和冷卻需求以保持舒適,那么您可能已經花了一些時間查看和操作您的家用恒溫器。這個方便的小設備控制加熱和 空調 您家中的系統 - 使用最多能源的兩種設備,以及對您的舒適度和生活質量影響最大的設備。在能源價格上漲的這些日子里,您可能有興趣了解您的恒溫器是如何工作的。信不信由你,它非常簡單,并且包含一些非常酷的技術。
在本文中,我們將拆開家用恒溫器并了解其工作原理。我們還將學習一些關于數字恒溫器、談話恒溫器、電話恒溫器和系統分區的知識。
現代恒溫器幾乎完全是數字化的,但在我們開始之前,讓我們沿著記憶之路走一趟,看看你可能仍然可以在老房子和汽車旅館中找到的非數字恒溫器的部分。讓我們從 水銀開關 -- 裝有少量實際的玻璃小瓶 汞 里面。汞是一種液態金屬——它導電 電力 像水一樣流動。玻璃小瓶內有三根電線。一根電線一直穿過小瓶的底部,因此汞始終與其接觸。一根電線在小瓶的左側結束,所以當小瓶向左傾斜時,汞會接觸到它 - 使這根電線與小瓶底部的電線接觸。第三根電線在小瓶的右側結束,因此當小瓶向右傾斜時,汞會接觸該電線和底部電線。
有兩個 溫度計 在這種恒溫器中。蓋子中的那個顯示溫度。另一個位于恒溫器的頂層,控制加熱和冷卻系統。這些溫度計只不過是盤繞的雙金屬條。你問那是什么?我們將在下一頁找到答案。
溫度計和開關
一個 雙金屬帶材 是通過將兩種不同類型的金屬層壓在一起制成的金屬片。構成帶材的金屬在加熱或冷卻時會膨脹和收縮.每種類型的金屬都有自己特定的膨脹率, 并且選擇構成帶材的兩種金屬,以使膨脹率和收縮率不同.當這種卷帶被加熱時, 線圈內部的金屬膨脹得更多,帶材趨于松散.
線圈的中心連接到溫度調節桿,汞開關安裝在線圈的末端,以便在線圈纏繞或放開時,它會向一個或另一個方向傾斜汞開關。
在非數字恒溫器中,有兩個 開關.這些開關移動小金屬球,這些金屬球在 電路卡 恒溫器內部。其中一個開關控制 模式 (加熱或冷卻),而另一個開關控制 循環風機.在下一頁上,我們將看到這些部件如何協同工作以使恒溫器工作。
內部工作原理
恒溫器接線由將變壓器連接到系統繼電器的電線組成。當您移動恒溫器上的杠桿以調高熱量時,這會旋轉 溫度計 線圈和汞開關,將它們向左傾斜。
一旦開關向左傾斜,電流就會流過汞開關中的汞。該電流為一個 中繼 啟動 加熱器 和您家中的循環風扇。隨著房間逐漸升溫,溫度計線圈逐漸展開,直到將水銀開關倒回右側,斷開電路并關閉暖氣。
當汞開關向右傾斜時,繼電器啟動 空調.隨著房間冷卻,溫度計線圈纏繞,直到水銀開關向左傾斜。
恒溫器還有另一種很酷的設備,稱為 熱預測器.熱量預測器在恒溫器內的空氣實際達到設定溫度之前關閉加熱器。有時,房屋的某些部分會在包含恒溫器的房屋部分達到設定溫度之前達到設定溫度。在這種情況下,預期器會提前一點關閉加熱器,以使熱量有時間到達恒溫器。
上面的電線環是一種 電阻器.當加熱器運行時,控制加熱器的電流從汞開關通過黃線傳播到電阻回路。它繞環路行駛,直到到達 雨刮器,然后從那里穿過預期環的輪轂,向下到達恒溫器底層的電路板。游標距離黃線的位置(順時針移動)越遠,電流通過的電阻線就越多。像任何電阻一樣,當電流通過它時,這個電阻器會產生熱量。游標放置在環路周圍越遠,電阻產生的熱量就越多。這種熱量使溫度計線圈變暖,使其松開并將汞開關向右傾斜,從而使加熱器關閉。
接下來,我們將更詳細地了解 電氣 恒溫器中的電路。
有線
該恒溫器專為具有五根電線的系統而設計 - 電線終端標記如下:
相對濕度 - 此電線來自加熱系統上的 24VAC 變壓器。
鋼筋混凝土 - 此電線來自空調系統上的 24VAC 變壓器。
W - 這根電線來自打開加熱系統的繼電器。
Y - 此電線來自打開冷卻系統的繼電器。
G - 此電線來自打開風扇的繼電器。
兩個變壓器提供恒溫器用于打開各種 繼 電器.繼電器依次打開風扇的電源和 空調 或熔爐。讓我們看看當空調運行時,這種功率是如何流過恒溫器的。
來自空調變壓器的電力進入標有RC的端子。由模式開關控制的球將電流跳到引線上,該走線通向電路板右下角的端子。
該端子通過螺釘連接到恒溫器的頂層。它連接到粉紅線,粉色電線通向汞開關中的底線。如果開關向右傾斜(就像空調打開時一樣),電流會通過汞進入藍線。
通過 螺 桿,藍線(見上文)連接到電路卡左下角的接線片。
從那里,它通過電路卡上的走線到達模式開關的另一個分支。模式開關中的球將電流跳到一條走線上,該走線連接到標記為 G 的端子(為風扇供電)和標記為 Y 的端子(為空調供電)。
數字恒溫器 使用稱為 熱敏電阻 測量溫度。這是一個電阻器,允許 電氣 電阻隨溫度變化。這 微控制器 在數字恒溫器中,可以測量電阻并將該數字轉換為實際溫度讀數。
數字恒溫器可以做一些普通機械恒溫器無法做到的事情。數字恒溫器最有用的功能之一是可編程設置。在冬天,你可以對它進行編程,讓你在早上準備工作時自動調高暖氣一兩個小時,把暖氣調小直到你回家,晚上調高暖氣,然后在你準備工作時調低暖氣。 睡.這是一個非常省錢的功能,因為您可以在不需要時簡單地調低熱量。
系統分區

可編程恒溫器可以幫助調節一天中不同時間的溫度。
思源很多時候,你的房間里有房間 房子 總是比其他人更溫暖或更冷。對此可以有很多解釋。首先,熱量上升,因此二樓或三樓的房間通常太熱。反過來,地下室的房間通常太冷了。帶有拱形天花板的房間很難保持熱量,而長時間接受 陽光 通常難以冷卻。這些只是幾個原因,但無論為什么房間的溫度不舒服,只有一種萬無一失的方法可以平衡你的房子的溫度:系統分區。
系統分區 很簡單。它涉及連接到控制面板的多個恒溫器,控制面板在強制空氣系統的管道系統內操作阻尼器。恒溫器不斷讀取其特定區域的溫度,然后根據恒溫器的設置打開或關閉管道系統內的阻尼器。系統分區不僅有助于室溫不一致的房屋,而且也非常適合根據所需的溫度設置加熱或冷卻單個臥室。如果您有一個通常空蕩蕩的客房,只需關上門并關閉阻尼器即可。
如果使用得當,系統分區可以幫助您節省能源費用。根據 美國能源部,系統分區可以為房主節省高達 30% 的典型供暖和制冷費用。這些節省加起來可以達到相當多的數額 - 能源部還估計供暖和制冷占普通家庭公用事業成本的40%。由于客房和其他很少使用的房間不需要恒定的加熱或冷卻,因此系統分區允許您僅在必要時向這些房間運行溫控空氣來節省資金。
由于安裝的初始成本,許多房主猶豫不決或不愿意過渡到可編程恒溫器和系統分區。對于任何不建造新家或更換舊暖通空調系統的人來說,這是一個可以理解的擔憂,但還有其他選擇。盡管安裝典型的分區系統不是一個自己動手的項目,但能源部的發明和創新計劃資助了可以改裝到現有管道系統的阻尼器系統的開發。該系統將RetroZone的柔性風門空氣控制插件與電子控制器和空氣泵系統相結合。沒有沉重的 電機 涉及,因此不需要更改或支撐現有的管道系統。
柔性阻尼器有圓形和方形風管兩種型號,可填充空氣以收縮或阻塞風管內的氣流。它們耐熱、耐老化、防潮、耐空氣中的化學物質和臭氧,即使它們被刺穿(這不太可能),大多數孔也不會影響性能。柔性阻尼器應安裝在鋼或柔性管道中。通過寄存器進入,可以輕松維修阻尼器。柔性阻尼器也適用于大多數品牌的區域控制面板。
如果您打算安裝改裝的區域控制系統,您需要在購物清單上列出以下內容:
每個區域的恒溫器
電磁泵
電磁閥面板
區域控制面板
增壓管
變換
防火膠帶
控制限位開關
柔性阻尼器
您家需要的區域數量將影響您設置系統的方式。在雙區系統中,由于區域的大小相當,每個區域的管道系統必須能夠處理HVAC系統產生的總CFM(立方英尺/分鐘)空氣的70%。在三區系統中,區域的總面積需要盡可能接近。在這種情況下,每個區域的管道系統應該能夠處理高達總CFM的50%。安裝四區系統需要更多的工作。管道需要擴大一英寸,并且需要靜壓釋放阻尼器和上下限保護。為避免重大損壞,請確保不要完全切斷暖通空調系統熱交換器或盤管上的氣流。
現在我們來看看另一個家用恒溫器的創新——會說話的恒溫器。
會說話的恒溫器
會說話的恒溫器可能看起來像是“杰森一家”一集中不必要的未來主義發明之一,但它們實際上對老年人、視力受損或盲人以及其他有特殊需要的人來說非常實用。會說話的恒溫器宣布 時間、星期、溫度設置和室溫,此外,它們還有用于設置的音頻說明。
盡管說話恒溫器對視力障礙者最有幫助,但它們對普通人群也很有用。
通常很難知道您的供暖和制冷系統何時出現問題,并且重大問題可能需要花費數千美元進行維修。如果不及時診斷,即使是小問題也可能導致更嚴重和更昂貴的維修。說話的恒溫器最終可以為您節省大量時間、金錢和壓力,因為它們會在您需要維修系統時提醒您。它們還會讓您知道何時需要更改系統過濾器。及時更換過濾器可降低加熱和冷卻成本 家 并且還可以幫助人們控制 過敏癥 和 哮喘.
一些會說話的恒溫器甚至可以識別并響應語音命令。您只需說一個激活詞,例如“恒溫器”,然后是“升高”或“降低”之類的命令,其余的都是自動化的。會說話的恒溫器能夠做到這一點,因為它們使用 DSP,或者 數字信號處理器,以處理音頻和語音。首先,DSP濾除真實世界的模擬信號。然后,微處理器將它們轉換為數字信號。信號轉換后,它們將通過 專用集成電路,或ASICS,恒溫器實時反應。
由于會說話的恒溫器是加熱和冷卻系統的高端尖端配件,因此它們配備了其他優質恒溫器擁有的所有用戶友好功能。內置延時功能可防止系統在意外調整時立即啟動或停止。停止和啟動HVAC系統會給壓縮機帶來很多磨損,壓縮機是系統中最昂貴的部分,因此延遲功能非常重要。說話恒溫器也是可編程的,它允許您僅在必要時加熱或冷卻您的家。
削減成本
如果您每天將熱量調低 1 華氏度(0.6 攝氏度)八小時,您可以節省約 1% 的供暖能源成本。將其調低 10 華氏度(5.6 攝氏度)以節省約 10%。空調也是如此:每天將溫度調高 10 華氏度 8 小時,以節省大約 10% 的賬單。
電話恒溫器
如果您能夠擁有度假屋,那么您很幸運,但這也意味著您將支付加熱和冷卻兩所房屋的費用。可編程家用恒溫器實際上可以讓您在到達的那一天之前保持暖氣或空氣關閉,但它需要精確計劃您的來來往往才能獲得所需的結果。另一方面,電話恒溫器可讓您通過簡單的電話來加熱或冷卻您的家。
電話 恒溫器取代您現有的家用恒溫器。它們連接到加熱和冷卻系統以及您的電話線。您只需致電您的財產并在按鍵式電話上輸入密碼即可訪問控件。然后,您不僅可以調整溫度設置,還可以調整整個系統模式。
電話恒溫器可以處理這些功能,因為它們使用數字 微處理器 以及按鍵式檢測器和電話接口模塊。從本質上講,借助內部電話訪問模塊,您可以通過電話與家用恒溫器“交談”。不需要單獨的電話線,電話恒溫器甚至可以與答錄機或語音郵件共存。但是,如果您有 DSL 高速 互聯網 連接時,您將需要在連接到通話恒溫器的電話線上安裝DSL過濾器。
隨著智能手機及其方便的應用程序或應用程序的出現,您可以完全繞過固定電話來控制您家的溫度。基于無線網絡 智能恒溫器 現已上市,并允許用戶借助觸摸屏智能手機控制家中的恒溫器。已經有很多應用程序可用,并且像大多數智能手機應用程序一樣,它們不是很昂貴,免費到幾美元。
隨著技術進步進入恒溫器等簡單設備,消費者從功能組合中受益匪淺。
有關家用恒溫器的更多信息,請查看以下頁面上的鏈接。
恒溫器位置
理想情況下,恒溫器應位于人們花費最多時間的房屋部分。它應該離地面約5英尺(1.5米),距離外墻至少18英寸(46厘米)。它不應暴露在房間內空氣以外的任何熱源中,例如陽光、其他電器、加熱器通風口、窗戶或熱水管。最好不要在樓梯附近或角落放置恒溫器,因為它們會影響空氣流通。
責任編輯:David
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