ترموستات از مهمترین اجزای یخچال است که سبب افزایش راندمان و کاهش هزینه ها می شود. کلمه ترموستات (Thermostat) از دو بخش ترمو (Thermo) به معنی دما و استات (stat) به معنای ثابت تشکیل شده است. همانطور که از معنی کلمه ای ترموستات واضح است، ترموستات رله ای برای ثابت نگه داشتن دما می باشد. رله دمایی در وسایل الکترونیکی مختلفی استفاده شده است و در همه آن ها یک وظیفه مشخص دارد، به طور مثال در یخچال وظیفه تنظیم دمای محفظه داخلی، در کولرگازی و داکت ایمپلنت وظیفه تنظیم دمای اتاق، در اتو های برقی وظیفه تنظیم دمای اتو، در چایی ساز وظیفه اندازه گیری دمای آب را داراست. پس در تمام وسایل الکترونیکی که نیاز به تنظیم دما وجود دارد، از ترموستات استفاده می شود.
ترموستات یخچال
رله یخچال نقش مهمی در عملکرد یخچال دارد. دمای داخلی محفظه یخچال توسط ترموستات اندازه گیری می شود، اگر دمای داخل یخچال مطلوب باشد، ترموستات برق کمپرسور را قطع می کند (موتور یخچال خاموش می شود)؛ با فاصله گرفتن دمای داخل یخچال از مقدار مطلوب، رله یخچال مجدد برق کمپرسور را وصل می کند و یخچال شروع به کار می کند. این عمل سبب می شود کمپرسور به صورت مداوم کار نکند و همین امر سبب افزایش راندمان و افزایش عمر کمپرسور می شود. همچنین با این عمل دمای داخل یخچال همواره در یک رنج دمایی مشخص ثابت است. پس تمام قطعات یخچال از جمله کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط عملکردشان بستگی به رله دمایی ترموستات دارند. زیرا اگر رله یخچال به درستی عمل نکند، دمای یخچال قابل تنظیم نیست؛ یا به شدت سرد می شود و یا به شدت گرم می شود.
شکل 1: نمایی از ترموستات و کمپرسور
تنظیم ترموستات یخچال
همانطور که گفته شد، ترموستات قطعه ای است که به کمپرسور با توجه به دمای داخل یخچال فرمان قطع و وصل می دهد. به طور مثال زمانی که در یخچال باز می شود و مقداری از دمای محیط وارد یخچال می شود، دمای داخل محفظه از حد مجاز فراتر می رود، در نتیجه ترموستات فرمان وصل را برای کمپرسور صادر می کند.
برای تنظیم دمای یخچال، باید به این موضوع توجه داشت که هر چه دمای محفظه داخلی را پایین تر تنظیم کنیم، کمپرسور به مدت طولانی تر کار می کند و این امر سبب افزایش هزینه ها می شود. در ترموستات های مکانیکی (قدیمی) دمای یخچال توسط مصرف کننده تنظیم می شود. این دما توسط یک پیچ مکانیکی انجام می شود و هر چه درجه رله یخچال بیشتر باشد، دمای داخل یخچال به صفر نزدیک تر می شود. مثلا اگر درجه ترموستات روی عدد 5 قرار بگیرد، داخل یخچال خنک تر از زمانی است که درجه روی دو قرارگرفته است. پس برای کارکرد بهینه دمای داخل یخچال بین 2 تا 3 درجه سانتی گراد تنظیم می شود. به این منظور برای تنظیم درجه یخچال در فصل تابستان، ترموستات مکانیکی بین 2 تا 4 و در فصل زمستان بین 1 تا 2 تنظیم می شود. امروزه با ظهور ترموستات های دیجیتال، دمای یخچال بین 3 تا 7 درجه سانتی گراد و دمای فریزیر بین -18 تا -20 درجه تنظیم می شود. همچنین در نسل جدید رله های یخچال، از ترموستات های دیجیتالی استفاده شده است که به شبکه اینترنت وصل می شود و کاربر می تواند دمای یخچال را از راه دور به وسیله گوشی تنظیم کند. از این ترموستات های دیجیتال در یخچال های جدید و مدل ساید بای ساید استفاده شده است.
شکل2: ترموستات مکانیکی
شکل 3: ترموستات دیجیتال
انواع ترموستات یخچال
همانطور که در بالا اشاره شد، رله یخچال با قطع و وصل برق کمپرسور، دمای یخچال را در رنج مطلوب نگه می دارد. در یخچال های امروزی که مجهز به سیستم بدون برفک هستند، از دو ترموستات استفاده می شود که وظیفه یکی از آن ها برفک زدایی می باشد. ترموستات یخچال عمومأ در داخل محفظه یخچال و در دیواره های آن قرار دارد. سه نوع ترموستات یخچال به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند که به توضیح آن ها می پردازیم:
- ترموستات دو قطبی: کارکرد این رله دمایی مبتنی بر تفاوت ضریب انبساط در فلزات است. در این رله، در دیواره داخلی یخچال، دو فلز با ضریب انبساط های متفاوت تعبیه شده است. هنگامی که دمای یخچال افزایش می بابد، یکی از فلزات که دارای ضریب انبساط بالاتری است، زودتر از دیگری منبسط می شود و با افزایش حجم، با فلز دیگر تماس برقرار می کند. با تماس دو فلز جریان برق برقرار می شود و کمپرسور شروع به کار می کند. هنگامی که کمپرسور کار می کند، داخل یخچال خنک می شود. با خنک شدن داخل یخچال، مجدد فلز منقبض می شود و تماس دو فلز قطع می شود و در نتیجه آن کمپرسور خاموش می شود.
شکل4: ترموستات دو قطبی
- ترموستات فشار بخار: کارکرد این رله مبتنی بر انبساط مایعات است. رله یخچال مدل فشار بخار، دارای یک لوله ی شیشه ای، مانند دماسنج است که با یک لوله باریک به یک میله فلزی متصل است. داخل لوله شیشه ای از الکل پر شده است. هنگامی که دمای داخل یخچال افزایش می یابد، الکل داخل شیشه منبسط می شود و به میله فلزی فشار وارد می کند. این فشار سبب برقراری جریان الکتریکی کمپرسور می شود و با خنک شدن الکل داخل شیشه این فشار از روی میله فلزی برداشته می شود، در نتیجه کمپرسور قطع می شود.
- ترموستات جامد الکتریکی: رله جامد الکتریکی که رله دیجیتالی نیز نامیده می شود؛ از یک قطعه الکتریکی استفاده می شود که رسانایی الکتریکی این قطعه با تغییرات دما، تغییر می کند. از یک برد کوچک نیز استفاده می شود تا با توجه به دمای تنظیمی حساسیت این قطعه دیجیتالی کم و یا زیاد شود. این قطعه برای تنظیم دمای داخل محفظه، فرمان قطع و وصل جریان الکتریکی برای کمپرسور را ارسال می کند.
شکل 5: ماژول رله دیجیتال یخچال