Advies
Temperatuurregelaars zorgen voor veiligheid en nemen u werk uit handen
Temperatuurregelaars zijn regelaars die met behulp van een temperatuursensor de huidige temperatuur meten. Bij afwijkingen van het gewenste temperatuurbereik wordt door een regeleenheid een regelcircuit in werking gesteld. Zo kan een temperatuurcurve worden bewaakt en geoptimaliseerd. Temperatuurregelaars zijn bijvoorbeeld te vinden als thermostaten op verwarmingssystemen.
Hoe werken functioneren temperatuurregelaars?
Regelaars detecteren verschillen tussen werkelijke en instelwaarden en geven vervolgens een waarde op voor de regelvariabele. Een temperatuurregelaar kan bijvoorbeeld zo worden ingesteld dat hij niets doet bij waarden tussen 18 °C en 22 °C voor de kamertemperatuur, maar verwarming initieert als de temperatuur onder deze waarde zakt of koeling als de temperatuur deze waarde overschrijdt.
Temperatuurregelaars worden geïnstalleerd in regelkringen die een bepaalde temperatuur als gecontroleerde variabele x naar een setpoint w brengen en daar zo constant mogelijk houden. Dit gebeurt door middel van een gemanipuleerde variabele die resulteert in een verandering van de gecontroleerde variabele, namelijk de temperatuur.
Structureel bestaan temperatuurregelaars uit een temperatuursensor, een actuator en een laatste regelelement.
- De temperatuursensor meet telkens de huidige temperatuur.
- Bij afwijkingen van de instelwaarde (regelverschil) verandert de aandrijving het regelelement en de temperatuurregelaar reageert dienovereenkomstig.
- Via de actuator worden de nodige tegenmaatregelen geïnitieerd door aangesloten componenten in het regelcircuit.
Temperatuurregelaars combineren vaak sensoren en regelaars in één component. Deze wordt dan in het regelcircuit verbonden met verwarmings- of koelsystemen, die de temperatuurveranderingen realiseren totdat de instelwaarde en de werkelijke waarden weer overeenkomen. Ook andere inrichtingen zijn denkbaar als nageschakelde componenten, zoals waarschuwingslampen of signaalluidsprekers die de aandacht vestigen op de kritieke temperatuurtoestand.
De werking van temperatuurregelaars is vaak gebaseerd op een mechanische interactie van een temperatuurafhankelijke vloeistofuitzetting en een microschakelaar die daardoor in werking wordt gesteld. De microschakelaar kan verschillende standen aannemen en kan ook als elektrische schakelaar worden gebruikt.
Meestal wordt het regelproces van temperatuurregelaars gerealiseerd door elektronische regelingen. Hierbij worden regelcircuits aan de uitgang van de temperatuurregelaar gekoppeld, die de volgende apparaten en componenten zodanig aansturen dat de temperatuur wordt geoptimaliseerd door ze in of uit te schakelen.
Overigens: Tegenwoordig worden analoge regelprocessen nog maar zelden gebruikt. Uitzonderingen worden gemaakt voor bijzonder hoge temperaturen of voor bestaande systemen.
Temperatuurregelaar
Temperatuurregelaars bestaan uit een temperatuursensor en een regeleenheid. De sensor meet de huidige temperatuur, de regeleenheid vergelijkt deze met de ingestelde waarden en neemt de nodige tegenmaatregelen. Temperatuurregelaars zijn verkrijgbaar in eenvoudige versies met vaste waarden en als instelbare modellen die een uitgebreide reeks toepassingen mogelijk maken.
Universele regelaar
Universele regelaars zijn programmeerbare temperatuurregelaars. Zij worden gebruikt in procesregelingen met variabele parameters. Aan de in- en uitgang van universele regelaars worden zogenaamde standaardsignalen verwerkt, waardoor deze modellen compatibel zijn met apparaten van andere fabrikanten en functioneren in een gemeenschappelijke regelkring.
Temperatuurscontrole
Temperatuurcontroleurs controleren de naleving van de insteltemperatuur. Zij zijn gekoppeld aan elektronische regelcircuits die andere componenten activeren of deactiveren om de temperatuur te beïnvloeden wanneer de temperatuur boven of onder het toegestane bereik komt. In strijkijzers worden bijvoorbeeld temperatuurbegrenzers gebruikt. Hun functie is het uitschakelen van de verwarmingselementen door het circuit uit te schakelen wanneer de ingestelde maximumtemperatuur is bereikt. Temperatuurmeters worden ook gebruikt in de voedingssector om de temperatuurspecificaties tijdens verwerking en opslag te garanderen.
Temperatuurbegrenzer
Temperatuurbegrenzers worden om veiligheidsredenen in apparaten en systemen geïnstalleerd. Een elektronische schakelaar is gekoppeld aan de temperatuursensor in de temperatuurbegrenzer. Het kan een normaal gesloten contact zijn of een normaal open contact dat in werking treedt bij een bepaalde temperatuurdrempel.
Info: Het is belangrijk te weten dat temperatuurbegrenzers niet automatisch terugkeren naar hun beginpositie. Het regelcircuit blijft in deze stand totdat er onderhoudswerkzaamheden zijn uitgevoerd nadat een veiligheidstemperatuurbegrenzer is geactiveerd.
Kamerthermostaten
Ruimtethermostaten zijn temperatuursensoren met regelaars voor het optimaliseren van de ruimtetemperatuur in gebouwen.
Inbouwthermostaten
Inbouwthermostaten worden gebruikt voor eenvoudige temperatuurregeling, bijvoorbeeld in de gebouwentechniek om verwarmingsprocessen te regelen. Ze zijn verkrijgbaar in analoge en digitale versie. In sommige gevallen kunnen digitale thermostaten gemakkelijk per computer worden bediend.
Luchtvochtigheidsregelaar
Vochtigheidsregelaars hebben extra sensoren om de vochtigheid te meten. Zij worden gebruikt wanneer niet alleen de temperatuur maar ook de vochtigheid moet worden geoptimaliseerd. Zo zijn er vochtigheidsregelaars in kassen, in opslagruimten of voor het drogen van kelders. In deze toepassingen regelen zij wanneer bevochtigers of luchtverhitters automatisch in werking worden gesteld.
Waarop moet worden gelet bij de keuze van temperatuurregelaars?
Bij de keuze van een geschikte temperatuurregelaar is de eerste vraag natuurlijk bij welke temperaturen hij moet worden gebruikt: Er zijn vele temperatuurregelaars voor de gebruikelijke ruimte- en omgevingstemperaturen, modellen met een groot bereik naar beneden voor bijvoorbeeld toepassingen in koelhuizen en voor onderzoeksdoeleinden, en ook temperatuurregelaars voor extreem hoge temperaturen in bijvoorbeeld hoogovens in de metaalverwerking.
Naast het gewenste temperatuurbereik speelt bij sommige toepassingen ook de tolerantie voor het activeringsgedrag een doorslaggevende rol. In onderzoekslaboratoria of bij temperatuurgevoelige productieprocessen bijvoorbeeld zijn schommelingen van minder dan 0,5 °C al catastrofaal. Temperatuurregelaars die in dergelijke scenario's echt precisiewerk moeten verrichten, zijn veel duurder.
De temperatuursonde als sensor moet zodanig worden ontworpen dat hij zo nauwkeurig mogelijk op de gewenste plaats kan worden geplaatst. Hiervoor bestaan verschillende soorten sensoren, waaronder sensoren die ook correct meten in vloeistoffen of in een atmosfeer van inert gas.
In het algemeen moet u aandacht besteden aan de geboden montagemogelijkheden voordat u een besluit neemt over een specifieke temperatuurregelaar. Vaak is er een meetkabel tussen de sensor en het meetstation met display van een temperatuurregelaar. Een uitbreiding is vooral nodig wanneer de besturingseenheid niet direct op de meetlocatie kan of mag worden geïnstalleerd.
Voor elektronisch geregelde regelkringen moet eerst rekening worden gehouden met de bedrijfsspanning. Hier is niet alleen de specificatie in volt relevant, maar ook of het een temperatuurregelaar voor gelijkspanning (DC) of voor wisselspanning (AC) is.
De apparaten verschillen aanzienlijk in de verwerkingsfuncties die de regeleenheid van de temperatuurregelaar zelf kan uitvoeren:
- Tweepuntsregelaars kunnen slechts twee schakeltoestanden aannemen, Aan of Uit. In theorie hebben zij geen tijdsrespons, tenzij deze elders binnen de schakelomgeving wordt vastgesteld. Tweepuntsregelaars worden onder meer in ijzers ingebouwd.
- Universele regelaars zijn programmeerbare temperatuurregelaars die via standaardsignalen ook probleemloos communiceren met apparaten van andere fabrikanten.
- Daartussen ligt een breed spectrum van apparaten die min of meer voor individuele doeleinden kunnen worden geconfigureerd.
Ook het type en het aantal uitgangen voor het doorsturen van de analoge of digitale signalen van de temperatuurregelaar naar nageschakelde componenten, zoals verwarmings- en koelelementen, is van belang. Voor de integratie van de temperatuurregelaar in een regelkring zijn geschikte aansluitingen nodig. Slechts enkele modellen werken nog met analoge in- en uitgangen, de meeste werken tegenwoordig elektronisch. Complexe elektronische temperatuurregelaars kunnen bijvoorbeeld meerdere relais- of transistoruitgangen hebben.