Termostato
Un termostato es un componente de dispositivo regulador que detecta la temperatura de un sistema físico y realiza acciones para que la temperatura del sistema se mantenga cerca de un punto de ajuste deseado .
Los termostatos se utilizan en cualquier dispositivo o sistema que caliente o enfríe a una temperatura determinada; los ejemplos incluyen calefacción de edificios , calefacción central , acondicionadores de aire , sistemas HVAC , calentadores de agua , así como equipos de cocina, incluidos hornos y refrigeradores e incubadoras médicas y científicas . En la literatura científica, estos dispositivos a menudo se clasifican en términos generales como cargas controladas termostáticamente (TCL). Las cargas controladas termostáticamente comprenden aproximadamente el 50% de la demanda total de electricidad en los Estados Unidos. [1]
Un termostato funciona como un dispositivo de control de "bucle cerrado", ya que busca reducir el error entre las temperaturas deseada y medida. A veces, un termostato combina los elementos de acción de detección y control de un sistema controlado, como en un termostato automotriz. La palabra termostato se deriva de las palabras griegas θερμός thermos , "caliente" y στατός statos , "de pie, estacionario".
Un termostato ejerce el control al encender o apagar los dispositivos de calefacción o refrigeración, o al regular el flujo de un fluido de transferencia de calor según sea necesario, para mantener la temperatura correcta. Un termostato a menudo puede ser la unidad de control principal para un sistema de calefacción o refrigeración, en aplicaciones que van desde el control del aire ambiente hasta el control del refrigerante del automóvil. Los termostatos se utilizan en cualquier dispositivo o sistema que calienta o enfría a una temperatura de referencia. Los ejemplos incluyen calefacción de edificios , calefacción central y acondicionadores de aire , equipo de cocina como hornos y refrigeradores e incubadoras médicas y científicas .
Los termostatos utilizan diferentes tipos de sensores para medir la temperatura. En una forma, el termostato mecánico, una tira bimetálica en forma de bobina opera directamente los contactos eléctricos que controlan la fuente de calefacción o refrigeración. Los termostatos electrónicos, en cambio, utilizan un termistor u otro sensor semiconductor que requiere amplificación y procesamiento para controlar el equipo de calefacción o refrigeración. Un termostato es un ejemplo de un " controlador bang-bang ", ya que la salida del equipo de calefacción o refrigeración no es proporcional a la diferencia entre la temperatura real y el punto de ajuste de temperatura. En cambio, el equipo de calefacción o refrigeración funciona a plena capacidad.hasta que alcance la temperatura establecida y luego se apague. Por lo tanto, aumentar la diferencia entre el ajuste del termostato y la temperatura deseada no cambia el tiempo para alcanzar la temperatura deseada. La velocidad a la que puede cambiar la temperatura del sistema objetivo está determinada tanto por la capacidad del equipo de calefacción o refrigeración para agregar o quitar calor respectivamente hacia o desde un sistema objetivo como por la capacidad del sistema objetivo para almacenar calor.
Para evitar ciclos excesivamente rápidos del equipo cuando la temperatura está cerca del punto de ajuste, un termostato puede incluir algo de histéresis . En lugar de cambiar de "encendido" a "apagado" y viceversa instantáneamente a la temperatura establecida, un termostato con histéresis no cambiará hasta que la temperatura haya cambiado un poco más allá del punto de temperatura establecido. Por ejemplo, es posible que un refrigerador configurado a 2 °C no encienda el compresor de enfriamiento hasta que la temperatura del compartimiento de alimentos alcance los 3 °C y lo mantendrá funcionando hasta que la temperatura baje a 1 °C. Esto reduce el riesgo de desgaste del equipo por cambios demasiado frecuentes, aunque introduce una oscilación de temperatura del sistema objetivo de cierta magnitud.
