Termostato

Definiciones: El termostato, inventado por el francs Andrew Ure en 1830, bsicamente, es un elemento que permite controlar y por ende, manejar los grados de temperatura requeridos para determinada tarea, o bien para un determinado ambiente o sistema.

Untermostatoes el componente de un sistema de control simple que abre o cierra uncircuito elctricoen funcin de latemperatura.

El termostato permite entonces la correcta y requerida regulacin de un nivel de temperatura.

El termostato es un elemento de medicin utilizado en fines diversos, tanto para electrodomsticos, en calefactores y refrigeradores, como en experimentos genticos.

El uso de termostatos se da desde el nivel hogareo hasta el industrial, cientfico y comercial.

Pueden ser utilizados como proteccin trmica. Son detectores trmicos de tipo bimetlicos que poseen contactos de plata, estn cerrados en lo general, y se abren cuando se registra un aumento de temperatura.

Principio de funcionamiento:Todos los termostatos tienen en su construccin un elemento sensor de la temperatura que cambia alguna magnitud con el cambio de esta ,este cambio se utiliza para operar un interruptor elctrico que apaga o enciende el elemento calefactor (o enfriador ) o para abrir o cerrar una compuerta por donde entra el calor (o el frio ) al rea en cuestin.

Esquema de bloques del termostato:

De acuerdo a la forma en que funcionan, los termostatos pueden ser electromecnicos o electrnicos, siendo los primeros por su simplicidad, bajo costo y porque no requieren fuente adicional de energa, los ms utilizados.

Los termostatos electromecnicos pueden ser: Con bulbo lleno de gas o lquido voltil. Conlmina bi-metlica.

Los termostatos electrnicospueden ser: A base determo-resistencia. A base determopar.

Termostatos de bulbo:

Estos termostatos usan como sensor de temperatura un bulbo lleno de un gas o de un lquido voltil que se conecta a travs de un estrecho conducto a una cmara cerrada flexible en forma de disco volador. Cuando se calienta el gas o el lquido dentro del bulbo sensor, lapresin de vaporcrece y hace que la cmara flexible se dilate (como lo hace un globo al inflarlo) este movimiento de crecimiento de la cmara flexible empuja un vstago que acciona un interruptor elctrico que conecta o desconecta el elemento generador de calor (o fro) y vise versa manteniendo de esta forma la temperatura estable en la zona donde est el bulbo sensor.}

Termostatos de lmina bi metlica:

Este tipo de termostato utiliza la capacidad de doblado de laslminas bi metlicaspara su funcionamiento, son muy comunes dada su simplicidad, estabilidad y bajo costo.Pueden ser de dos tipos, en uno, la propia lmina bi metlica es parte del interruptor de la electricidad y tiene adosado en un extremo uno de los contactos, el doblado con la temperatura, de la propia lmina abre o cierra el circuito. Es muy comn su uso en las planchas de planchar ropa, hornos domsticos y estufas elctricas. La temperatura puede regularse debido a que el propio termostato est dentro del volumen a controlar o bien porque el paso de la corriente calienta la lmina bi metlica.

En el otro tipo se construye una larga lmina bi metlica que se enrolla en forma de espiral, un extremo del espiral es fijo y en el otro se monta un pequeo bulbo devidrioalargado con los contactos elctricos interiormente en uno de sus extremos, este bulbo se llena parcialmente deMercuriometlico que es un buen conductor de la electricidad de manera que si el bulbo se inclina a un lado el mercurio (que es lquido) se acumula en el lado mas bajo y puede cerrar el circuito (si es el lado de los contactos) o abrirlo (si es el lado contrario). Los cambios de temperatura harn que el espiral (debido al doblado de la lmina) se enrolle o desenrolle inclinado como una balanza al bulbo para abrir o cerrar los contactos y as mantener la temperatura estable.

Termostato bimetlico de control automtico: Consiste en doslminasdemetalunidas, con diferentecoeficiente de dilatacintrmico. Cuando la temperatura cambia, la lmina cambia de forma automtica actuando sobre unos contactos que cierran uncircuito elctrico.Pueden ser normalmente abiertos o normalmente cerrados cambiando su estado cuando la temperatura alcanza el nivel para el que son preparados.

Termostato bimetlico de gas con ajuste de temperatura: Son los que requieren intervencin humana para regresar a su estado inicial, como los termostatos de seguridad que realizan una funcin en caso de que la temperatura alcance niveles peligrosos.

Termostato bimetlico de gas con ajuste de temperatura. Usado en acondicionadores de aire de ventana y pequeos refrigeradores.

De gas encerrado:Consiste en ungasencerrado dentro de untubodecobre. Cuando la temperatura sube, el gas se expande y empuja lavlvula, que realiza una determinada funcin. Para regularlo se modifica el volumen del tubo, variando la presin.

Empleados en vlvulas de control defluido, contienenparafinaencapsulada que se expande al aumentar la temperatura; sta, a su vez, empuja un disco que permite el paso del fluido. Cuando el fluido baja su temperatura, unresortevuelve el disco a su posicin inicial cerrando el paso. Un ejemplo de este termostato es el empleado en el sistema de enfriamiento de los motores de combustin interna.Termostatos mecnicos:

Los termostatos de este tipo utilizan mecanismos fsicos, tanto para medir la temperatura del aire como para activar los procesos que van a cambiarla encendiendo y apagando los sistemas. Aqu se emplean diversos sensores tecnolgicos, desde tiras bimetlicas, bolitas de cera, bulbos llenos de gas y tubos de aire. Estos sensores reaccionan de acuerdo a los cambios en la temperatura y mediante expansin o contraccin, activan los interruptores para subir o bajar las temperaturas. Antiguamente, este tipo de termostato contena bulbos llenos de mercurio, pero ello se prohibi hace ya varios aos debido a los conocidos problemas de este elemento.Dentro de este tipo de termostatos, los de tiras bimetlicas son los ms comunes. Funciona mediante dos delgadas tiras de metales como hierro, cobre y acero, unidas entre s y enrolladas a una bobina. De acuerdo a la temperatura,los metalesse expanden o se contraen a diferentes velocidades, haciendo que las tiras terminen doblndose. Entonces, cuando las tiras se doblan lo suficiente como para tocar un contacto elctrico y completar un circuito, el sistema de calefaccin o de refrigeracin se enciende. Cuando latemperaturavuelve a cambiar lo suficiente como para enderezar la tira, se corta el circuito y el sistema se apaga.Termostatos digitales:

En el caso de los digitales, los ms utilizados en nuestros das, todo es ms sencillo an. Los termostatos digitales utilizan sensores electrnicos en lugar de fsicos para controlar los cambios. El usuario programa una temperatura determinada de acuerdo a su comodidad y cuando los sensores electrnicos del termostato registran esas cantidades, efectan los cambios necesarios encendiendo o apagando los sistemas.

Aplicaciones:

1._El termostato del motor de un automvil:

El termostato del motor de un automvil es fundamental porque controla que el resto de las piezas funcionen a una temperatura que permite a los componentes un rendimiento asegurado. Es justamente del termostato de quien depende que el refrigerante consiga la temperatura exacta que necesita el motor para su buen funcionamiento, pues si el motor no trabaja en la temperatura requerida se puede producir un choque trmico entre el fro del refrigerante y el calor generado por la combustin y asumido por las camisas de los cilindros.

Sin un termostato que funcione correctamente, las camisas con el calor pueden endurecerse o cristalizarse lo que ir en detrimento de su vida til. Es altamente daoso para el normal funcionamiento del motor que el termostato no registre estos cambios de temperatura pues esa situacin puede afectar el sellado de los anillos, por lo que es vital que el termostato verifique esa temperatura especficamente. El termostato en el automvil est ubicado en la parte del motor donde conecta la manguera superior que viene del radiador, a veces puede venir instalado en la manguera directamente, y desde all, como dijimos regula el trfico de fluidos que corre por el motor.

2._Control de los sistemas decalefaccin y refrigeracin:Un termostato es un dispositivo que tiene como finalidad controlar los sistemas decalefaccin y refrigeracin(aire acondicionado) del hogar para que mantenga una temperatura determinada dentro de ciertos rangos. En un hogar, por ejemplo, el termostato puede encender el sistema de calefaccin cuando la temperatura del ambiente baja o se encuentra en un determinado rango que se considera fro.

En cambio, si el latemperatura ambiente del hogaraumenta demasiado, o se encuentra en el rango de temperaturas consideradas como excesivamente clidas, el termostato enciende el sistema de refrigeracin o de aire acondicionado para bajar las temperaturas.El fluido ejerce una presin sobre un pistn interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presin baja un resorte empuja el pistn en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar ms o menos fuerza sobre el pistn a travs del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presin de encendido y la presin de apagado. No deben ser confundidos con lostransductoresde presin (medidores de presin), mientras estos ltimos entregan una seal variable en base al rango de presin, los presostatos entregan una seal apagado/encendido (on-off) nicamente.Los presostatos en general no tienen la capacidad para encender directamente el equipo que estn controlando y se ayudan con unrelevadoro rel.

PresostatoDefinicin:Elpresostatotambin es conocido comointerruptor de presin. Es un aparato que cierra o abre uncircuito elctricodependiendo de la lectura depresinde unfluido.

Presostato Electrnico.

Principio de funcionamiento:El fluido ejerce una presin sobre un pistn interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presin baja un resorte empuja el pistn en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar ms o menos fuerza sobre el pistn a travs del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presin de encendido y la presin de apagado. No deben ser confundidos con lostransductoresde presin (medidores de presin), mientras estos ltimos entregan una seal variable en base al rango de presin, los presostatos entregan una seal apagado/encendido (on-off) nicamente.Los presostatos en general no tienen la capacidad para encender directamente el equipo que estn controlando y se ayudan con unrelevadoro rel.

Tipos:Varan dependiendo del rango depresinal que pueden ser ajustados,temperaturade trabajo y el tipo de fluido que pueden medir.En dependencia del principio de funcionamiento pueden ser:De membrana: la variacin depresin, en un sistemaneumticoohidrulico, produce la deformacin de una membrana. Esta deformacin se transmite a un pistn, el cual a su vez, desplaza los contactos elctricos que tiene el presstato.Sistema tubular: Funciona gracias a un tubo ondulado (a manera de fuelle metlico), el cual maniobra los contactos elctricos del presstato de acuerdo con las variaciones de [presin]].Los presstatos se instalan en las tuberas de conduccin de gases o lquidos, o bien en los tanques de almacenamiento de dichos elementos.

Aplicaciones: Los usos son muy variados. Algunos ejemplos: la luz roja de falta de presin de aceite de unautomvilest conectada a un presostato. La bomba de agua est controlada por un presostato en elsistema hidroneumtico(hidrulico) de una casa.

En la industria la utilidad que posea un presostato va a depender del tipo de presostato que se tenga. El presostato CS se utiliza para el arranque y la parada automticos decompresoresde aire y bombas para sistemas de agua a presin (tanques de almacenamiento a presin).El CS con vlvula de alivio de presin se utiliza especialmente en sistemas de aire comprimido donde se necesita anular la presin en el pistn del compresor antes del arranque.

Los presostatos KP/KPI Danfoss se utilizan para sistemas de regulacin, monitorizacin y alarma en la industria. Los presostatos KP son para medios gaseosos y aire. Para proteger motores en refrigeracin de falta de aceite, se utilizan presostatos diferenciales, cuando la presin de aceite se acerca a la presin del circuito detiene al motor. Al variar constantemente la presin del circuito la nica forma de controlar la presin del aceite es compararla con la del circuito en ese momento, de esta manera el presostato acta por diferencia de presiones y no por una presin fija. para proteger equipos de refrigeracin de altas o bajas presiones

Los presostatos en general no tienen la capacidad para encender directamente el equipo que estn controlando y se ayudan con un relevador ocontactor elctrico, no obstante en refrigeracin es bastante comn observar presostatos que comandan directamente compresores monofsicos sin pasar la potencia por un contactor o rel. El encendido del aire acondicionado de un coche tambin va determinado por un presostato de alta cuando est en su funcionamiento completo a plena carga.