مقدمة عن منظمات الحرارة وأنواعها

ما هو منظم الحرارة؟

يشير الترموستات إلى سلسلة من مكونات التحكم الآلي التي تتشوه داخل المفتاح تبعًا لتغيرات درجة الحرارة في بيئة العمل، مما يُحدث تأثيرات خاصة ويؤدي إلى توصيل أو فصل التيار. ويُسمى أيضًا مفتاح التحكم في درجة الحرارة، أو واقي درجة الحرارة، أو مُتحكم درجة الحرارة، أو الترموستات اختصارًا. يُستخدم الترموستات للتحكم في درجة الحرارة وضبطها. عند وصول درجة الحرارة إلى القيمة المُحددة، يتم تشغيل الطاقة أو إيقافها تلقائيًا لأغراض التدفئة أو التبريد.

 

 

مبدأ عمل منظم الحرارة

عادةً ما يتم أخذ عينات من درجة الحرارة المحيطة ومراقبتها عبر مستشعر درجة الحرارة. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أعلى أو أقل من قيمة التحكم المُحددة، تبدأ دائرة التحكم وتُصدر إشارة التحكم المُقابلة لتنظيم درجة الحرارة والتحكم فيها. بعض منظمات الحرارة مزودة أيضًا بوظيفة إنذار تجاوز الحد. عندما تتجاوز درجة الحرارة قيمة الإنذار المُحددة، يُصدر إنذار صوتي أو ضوئي لتذكير المستخدم بالتعامل معها في الوقت المناسب.

تتمتع منظمات الحرارة بمجموعة واسعة من التطبيقات ويمكن استخدامها في مختلف المعدات التي تتطلب التدفئة أو التبريد، مثل الأفران الكهربائية والثلاجات ومكيفات الهواء، وما إلى ذلك. في الوقت نفسه، يمكن أيضًا استخدام منظمات الحرارة في مختلف المجالات الصناعية، مثل الصناعة الكيميائية والأدوية وتجهيز الأغذية، وما إلى ذلك، لتحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة أثناء عملية الإنتاج.

عند اختيار واستخدام منظم الحرارة، يجب مراعاة عوامل مثل خصائص الجهاز المُتحكم به، وبيئة الاستخدام، ومتطلبات الدقة، وما إلى ذلك، وإجراء الاختيارات والتعديلات اللازمة بناءً على الظروف الفعلية. وفي الوقت نفسه، أثناء الاستخدام، يجب أيضًا الاهتمام بالصيانة والإصلاح، والتحقق بانتظام من دقة وحساسية المستشعر لضمان التشغيل السليم لمنظم الحرارة.

 

تصنيف الترموستات

يمكن تصنيف منظمات الحرارة حسب وظائفها، بما في ذلك الفئات التالية بشكل أساسي:

 

 

ترموستات ميكانيكية

يستخدم منظم الحرارة الميكانيكي هيكلًا ميكانيكيًا لقياس درجة الحرارة وتنظيمها. ويُستخدم عادةً في الأجهزة المنزلية الاقتصادية والبسيطة، مثل التدفئة والتكييف. كما يُمكن استخدامه مع أنظمة أخرى لتشكيل أنظمة تحكم أوتوماتيكية معقدة. يتميز بانخفاض تكلفته وسهولة استخدامه، بينما تشمل عيوبه انخفاض دقته، ونطاق تعديله المحدود، وصعوبة تشغيله.

 

 

منظم الحرارة الإلكتروني

يستخدم منظم الحرارة الإلكتروني مكونات إلكترونية لقياس درجة الحرارة والتحكم في ضبطها. يتميز بدقة عالية وحساسية عالية ووظائف قوية وسهولة في التشغيل. يُستخدم بشكل رئيسي في الأجهزة الصناعية والتجارية والمنزلية عالية الجودة. تشمل طرق الضبط الشائعة خوارزمية PID، وتعديل عرض النبضة PWM، وضبط التناسب الصفري ZPH، والتحكم الضبابي، وغيرها، مما يحقق دقة عالية في التحكم في درجة الحرارة وتوفير الطاقة وتقليل الاستهلاك. يعتمد منظم الحرارة الرقمي ووحدة التحكم في درجة الحرارة PID على منظم حرارة إلكتروني.

 

 

ترموستات رقمي

منظم الحرارة الرقمي هو جهاز للتحكم في درجة الحرارة، يجمع بين شاشة رقمية ووحدة تحكم رقمية لعرض درجة الحرارة الحالية والمُحددة، ويمكن ضبطه يدويًا باستخدام الأزرار والطرق الأخرى. يتميز بدقة عالية وموثوقية عالية وسهولة في التشغيل. تشبه دائرته المدمجة منظم الحرارة الإلكتروني. وهو مناسب للاستخدامات التي تتطلب ضبط درجة الحرارة بشكل متكرر، مثل المختبرات والأجهزة الإلكترونية، إلخ.

وحدة تحكم في درجة الحرارة PID

 

في مجال التحكم بالعمليات، يُعدّ مُتحكّم PID (يُسمى أيضًا مُنظّم PID)، الذي يتحكم وفقًا لنسبة الانحراف (P) والتكامل (I) والتفاضل (D)، أكثر أجهزة التحكم الآلية استخدامًا. يستخدم مُتحكّم PID التناسب والتكامل والتفاضل لحساب مقدار التحكم بناءً على خطأ النظام. عندما يتعذّر فهم بنية ومعلمات الكائن المُتحكّم به بشكل كامل، أو يتعذّر الحصول على نموذج رياضي دقيق، أو يصعب استخدام تقنيات نظرية التحكم الأخرى، يجب تحديد بنية ومعلمات مُتحكّم النظام من خلال الخبرة وتصحيح الأخطاء في الموقع. في الوقت الحالي، يُعدّ تطبيق تقنية التحكم PID هو الأكثر ملاءمة. باستخدام خوارزمية التحكم PID للتحكم في درجة الحرارة، يتميز بدقة تحكم عالية واستقرار. يُستخدم غالبًا في الصناعات الدوائية، وتصنيع الأغذية، وعلوم الحياة، وغيرها من المجالات التي تتطلب دقة عالية. منذ فترة طويلة، استُخدمت مُتحكّمات PID من قِبل عدد كبير من الكوادر العلمية والفنية والمشغلين الميدانيين، واكتسبوا خبرة واسعة.

 

بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لسيناريوهات الاستخدام المختلفة، تحتوي منظمات الحرارة على طرق تصنيف أخرى، مثل نوع درجة حرارة الغرفة ونوع درجة حرارة الأرضية ونوع درجة الحرارة المزدوجة وفقًا لطريقة الكشف؛ وفقًا للمظهر المختلف، يتم تقسيمها إلى نوع قرص عادي ونوع زر عادي ونوع برمجة ذكية متقدمة LCD، إلخ. تتميز الأنواع المختلفة من منظمات الحرارة بخصائص وسيناريوهات تطبيق مختلفة، ويمكن للمستخدمين الاختيار وفقًا للاحتياجات الفعلية.