Termostat Nedir, Nasıl Çalışır? Çeşitleri ve Seçimi

"Termostat" kelimesi birbirinden çok farklı ürünleri kapsar: kombinin duvardaki kumandası, ütünün içindeki küçük metal disk ya da kuluçka makinesindeki ekranlı kart. Bu yazıda termostatın nasıl çalıştığını, çeşitlerini ve bir proje için termostat seçerken hangi değerlere bakmanız gerektiğini anlatıyoruz. Sera, akvaryum, kuluçka, fermantasyon dolabı ya da elektrik panosu için termostat arayan hobiciler ve teknisyenler için bir başlangıç rehberidir.

Termostat nedir?

Termostat, sıcaklığı algılayıp belirlenen bir değerde bir elektrik devresini açan ya da kapatan, böylece bir ısıtıcıyı veya soğutucuyu çalıştırıp durduran bir sıcaklık kontrol elemanıdır. Termostat ısı üretmez; yalnızca ısıtıcıya ya da soğutucuya ne zaman çalışacağını söyler.

Her termostatta üç işlev bulunur: sıcaklığı algılayan bir eleman, hedef değerin ayarlandığı bir düzen ve yükü açıp kapatan bir kontak. Bu üç işlevin nasıl yapıldığı termostatın türünü belirler.

Termostat nasıl çalışır?

Termostat, ölçtüğü sıcaklığı ayar değeriyle karşılaştırır ve sıcaklık belirli bir sınırı geçince kontağının durumunu değiştirir. Isıtma uygulamasında sıcaklık ayarın altına düşünce kontak kapanır ve ısıtıcı çalışır; sıcaklık yükselince kontak açılır. Soğutmada mantık terstir: sıcaklık yükselince fan ya da kompresör devreye girer.

Mekanik (bimetal) termostat

Bimetal termostatta, ısıyla farklı oranda genleşen iki metalin birleştirilmesiyle yapılmış bir disk ya da şerit bulunur. Disk belirli bir sıcaklıkta aniden ters yöne bükülür ve kontağı açar ya da kapatır. Elektronik devre ve ayrı besleme gerektirmez. Küçük limit termostatlarda çalışma sıcaklığı fabrikada sabitlenir; KSD301 serisi gibi parçalar 40 °C, 65 °C ya da 130 °C gibi tek bir değerde açar.

Dijital termostat (sıcaklık kontrol cihazı)

Dijital termostat, bir sensör probuyla sıcaklığı ölçen, değeri ekranda gösteren ve bir mikrodenetleyici yardımıyla röle çıkışını kontrol eden elektronik bir cihazdır. Ayar değeri tuşlarla girilir ve ekranda 0,1 °C adımla görünür. XH-W3001 220V dijital termostat ve W1209 dijital termostat kartı bu gruptadır. Bu cihazların çoğunda prob, sıcaklık arttıkça direnci düşen bir NTC termistördür.

Histerezis (diferansiyel) nedir, neden gerekir?

Histerezis, termostatın röleyi çektiği sıcaklık ile bıraktığı sıcaklık arasındaki farktır ve rölenin çok sık açılıp kapanmasını önler. Bu fark olmasaydı sıcaklık ayar değerinin çevresinde 0,1 °C oynadıkça röle sürekli çalışıp dururdu. Bu durum röle kontağını ve özellikle kompresörlü soğutucuları yıpratır.

Örneğin W3230 termostatta ısıtma modunda ayar 25 °C, fark 2 °C ise ısıtıcı 25 °C'de devreye girer ve sıcaklık 27 °C'ye çıkınca durur. Farkın ayarın altına mı, üstüne mi, yoksa iki yanına mı uygulandığı modelden modele değişir; bunu kullandığınız cihazın kılavuzundan kontrol edin. Kuluçka gibi hassas işlerde fark birkaç onda bir derecede tutulur, kompresörlü soğutmada daha geniş seçilir.

Termostat çeşitleri nelerdir?

Kullanım yerine göre beş temel termostat türü vardır: bimetal limit termostat, dijital termostat, pano ısıtma ve soğutma termostatı, kombi oda termostatı ve kuluçka termostatı. Aşağıdaki tablo bu türlerin farklarını özetler.

Pano termostatı

Pano termostatı, DIN raya takılan ve elektrik panosunun içindeki ısıtıcıyı ya da fanı çalıştıran mekanik bir termostattır. Gwest KTO-011 pano ısıtma termostatı NC kontaklıdır: sıcaklık ayarın altındayken kontak kapalıdır ve ısıtıcıyı çalıştırır. Soğutma tipi KTS-011 ise NO kontaklıdır ve sıcaklık yükselince fanı devreye alır. İkisi de 0-60 °C arasında düğmeyle ayarlanır.

Kombi oda termostatı

Kombi oda termostatı, evde bir odanın duvarına takılan ve kombiye "ısıt" ya da "dur" komutu veren bir cihazdır; dijital termostat modüllerinden ayrı bir ürün ailesidir. Basit modeller kombinin oda termostatı girişindeki gerilimsiz kontağı açıp kapatır. Gelişmiş modeller kombiyle haberleşerek alevi kademeli ayarlar, haftalık program ve kablosuz bağlantı sunar. Komponentci kombi oda termostatı satmaz; ürünlerimiz proje ve endüstriyel uygulamalara yönelik termostat kontrol cihazlarıdır. Kombi için markanızla uyumlu bir oda termostatı seçmenizi ve bağlantıyı yetkili servise yaptırmanızı öneririz.

Kuluçka termostatı

Kuluçka termostatı, sıcaklığın yanında nemi de ölçen ve iki ayrı çıkışla ısıtıcıyı ve nemlendiriciyi kontrol edebilen bir dijital termostattır. XH-M452 kuluçka termostatı bu türden bir modüldür. Makinenin kurulumu için kuluçka makinesi nasıl yapılır rehberimize bakabilirsiniz.

Termostat seçerken nelere bakılır?

Termostat seçerken sırasıyla besleme voltajına, röle akımına, prob tipine ve ısıtma ya da soğutma moduna bakılır. Aşağıdaki adımlar doğru modeli bulmanıza yardımcı olur.

1. Besleme voltajı: Termostatı nereden besleyeceğinizi belirleyin. Aynı model çoğu zaman 12V DC, 24V ve 220V AC sürümleriyle satılır; XH-W3001'in 12V ve 220V türleri ayrı ürünlerdir. Yanlış voltaj cihazı bozar.
2. Röle akımı ve yük gücü: Yükün akımını hesaplayın: 220V'ta 1000W bir ısıtıcı yaklaşık 4,5A çeker. XH-W3001 220V için 10A ve en çok 1500W yük belirtilir. Daha büyük yüklerde termostat bir kontaktörü sürmelidir.
3. Prob tipi: Yaygın modüller NTC 10K prob kullanır ve yaklaşık -50 ile 110-120 °C arasında ölçer. Fırın gibi yüksek sıcaklıklarda PT100 ya da termokupl girişli bir kontrol cihazı gerekir. Prob, cihazın desteklediği tipte olmalıdır; NTC girişine PT100 takılamaz.
4. Isıtma, soğutma ya da ikisi: Tek çıkışlı modeller menüden ısıtma ya da soğutma moduna alınır. Hem ısıtıp hem soğutmanız gerekiyorsa STC-1000 dijital termostat gibi ayrı ısıtma ve soğutma çıkışı olan bir cihaz seçin.
5. Montaj: Açık kart tipi termostatlar (W1209) bir kutuya yerleştirilir; panel tipleri (W3230, STC-1000) pano kapağına açılan dikdörtgen deliğe takılır.
6. Güvenlik yedeği: Isıtıcılı sistemlerde dijital termostata ek olarak bağımsız bir bimetal limit termostat ya da termik sigorta kullanın.

Bimetal limit termostat ne işe yarar?

Bimetal limit termostat, asıl sıcaklık kontrolü için değil, bir şey ters gittiğinde devreyi kesmek için kullanılır. Dijital termostatın rölesi yapışırsa ya da prob yerinden çıkarsa ısıtıcı durmadan çalışabilir. Isıtıcı devresine seri bağlanan KSD301 40 °C NC limit termostat gibi bir parça, eşik aşılınca devreyi açar. NC tip normalde kapalıdır ve ısınınca açar; NO tip ısınınca kapanır ve fan çalıştırmaya uygundur. Ayrıntılar termik sigorta ve bimetal termostat yazımızda.

Termostat bağlantısında nelere dikkat edilir?

Termostat, yükü rölenin COM ve NO kontakları üzerinden açıp kapatacak şekilde bağlanır; termostatın beslemesi ile yükün devresi ayrı ayrı düşünülür. Isıtıcı ve fan için adım adım şemaları dijital termostat bağlantı şeması yazımızda bulabilirsiniz. Genel kurallar şunlardır:

• 220V bağlantıyı sigortayı kapatıp gerilim olmadığını ölçtükten sonra yapın; emin değilseniz işi ehil bir elektrikçiye bırakın.
• Rölenin akım değerini aşmayın; büyük yükleri kontaktör üzerinden sürün.
• Metal gövdeli ısıtıcıları ve kutuları topraklayın.
• Probu ısıtıcının dibine değil, kontrol ettiğiniz alanı temsil eden bir noktaya yerleştirin.

Sık sorulan sorular

Termostat ile sıcaklık sensörü arasındaki fark nedir?

Sıcaklık sensörü yalnızca ölçer ve bir sinyal üretir; termostat ise ölçtüğü değeri ayarla karşılaştırıp bir kontağı açar ya da kapatır. Dijital termostatın içinde bir sensör bulunur, ama karar veren ve röleyi süren devre de oradadır. Arduino ile kendi termostatınızı yapmak isterseniz sensörü siz okur, röleyi programınızla sürersiniz.

Dijital termostat modülü kombide oda termostatı yerine kullanılır mı?

Önermiyoruz. Kombiler oda termostatı girişinde çoğunlukla gerilimsiz bir kontak bekler, ancak bağlantı biçimi markaya göre değişir ve yanlış bağlantı kombiye zarar verebilir ya da garantiyi etkileyebilir. Kombi üreticisinin uyumlu gösterdiği bir oda termostatını kullanın ve bağlantıyı yetkili servise yaptırın.

NTC ve PT100 prob arasındaki fark nedir?

NTC, sıcaklık arttıkça direnci düşen ucuz ve hassas bir termistördür; orta sıcaklıklarda, ör. -50 ile 110 °C arasında kullanılır. PT100 ise 0 °C'de 100 Ohm olan platin bir dirençtir; daha geniş aralıkta ve daha doğrusal ölçer, endüstride yaygındır. İkisi farklı giriş devresi ister, biri diğerinin yerine takılamaz.

Termostat neden sürekli açılıp kapanıyor?

Genellikle histerezis değeri çok küçüktür ya da prob ısıtıcıya veya fan çıkışına çok yakındır. Farkı biraz artırın ve probu ortamı temsil eden bir noktaya taşıyın. Kompresörlü sistemlerde, menüde varsa yeniden başlatma gecikmesini de açın.

Isıtma termostatı soğutma için kullanılabilir mi?

Dijital termostatların çoğunda evet; tek çıkışlı modeller menüden ısıtma (H) ya da soğutma (C) moduna alınır. Mekanik termostatlarda ise kontak tipi belirleyicidir: ısıtma için NC, soğutma için NO kontaklı model gerekir. Gwest KTO-011 ısıtma, KTS-011 soğutma içindir.

Özet

• Termostat sıcaklığı ölçer, ayarla karşılaştırır ve ısıtıcıyı ya da soğutucuyu bir kontakla açıp kapatır.
• Bimetal termostat besleme istemez ve sabit sıcaklıkta çalışır; dijital termostat prob ve röle ile hassas ayar sunar.
• Histerezis, rölenin sık açılıp kapanmasını önler; değeri uygulamaya göre seçilir.
• Kombi oda termostatı ayrı bir ürün ailesidir; kombiyle uyumlu model seçilip yetkili serviste bağlanmalıdır.
• Seçimde besleme voltajı, röle akımı, prob tipi ve ısıtma ya da soğutma modu belirleyicidir.
• Isıtıcılı sistemlerde dijital termostatın yanına bağımsız bir bimetal limit termostat eklenmelidir.