तापस्थापी

तापस्थापी ( = ताप स्थापित करने वाली युक्ति / थर्मोस्टैट) एक ऐसी युक्ति है जो किसी तंत्र के तापमान को एक निश्चित तापमान के आसपास नियत बनाए रखने में सहायक होती है। तापस्थापी, यह कार्य तापक और शीतलक उपकरणों को आवशयकतानुसार चालू या बन्द करके करता है, या वांछित तापमान बनाये रखने के लिए ऊष्मा-स्थानान्तरण-द्रव के प्रवाह को आवश्यकतानुसार नियमित करके करता है। उदाहरण के लिए, द्विधातुक पट्टी (बाईमेटैलिक स्ट्रिप) का उपयोग करके किसी प्रणाली (जैसे, कपड़ाअ प्रेस करने की इस्तरी) का ताप एक नियत बिन्दु पर बनाए रखा जा सकता है।

तापस्थापी किसी तापक और शीतलक तंत्र की एक नियंत्रण इकाई या एक हीटर या वातानुकूलक का एक घटक हिस्सा हो सकता है। तापस्थापी कई तरह से बनाया जा सकता है और तापमान को मापने के लिए विभिन्न प्रकार के संसूचकों (डिटेक्टर्स) का उपयोग कर सकता है।

पहला विद्युत कक्ष तापस्थापी 1883 में वारेन एस. जॉनसन द्वारा आविष्कृत किया गया था।^[1]^[2]

सामान्य स्ंसूचक तकनीकों में शामिल हैं:

द्विधात्वीय तकनीक या विद्युतीय संवेदक
विस्तारित मोम गुटिकायें
विद्युतीय ऊष्मक और अर्धचालक उपकरण
विद्युतीय तापयुग्म (थर्मोकपल)
ऊष्मातापीय उत्सर्जक वॉल्व (TRV)

एक खुदरा स्टोर में एक हनीवेल इलेक्ट्रॉनिक थर्मोस्टैट

पुरानी तकनीकों में पारा तापमापी शामिल थे, जिनके साथ कांच के द्वारा सीधे इलेक्ट्रोडों को लगाया जाता था जिससे एक निश्चित तापमान होते ही पारे के साथ संपर्क कट जाता था। इनकी परिशुद्धता लगभग १ डिग्री सेल्सियस थी।

यह तब निम्नलिखित का उपयोग करके तापक और शीतलक उपकरण को नियंत्रित कर सकता है:

प्रत्यक्ष यांत्रिक नियंत्रण
विद्युतीय संकेत
न्यूमेटिक संकेत

यांत्रिकी

द्विधात्वीय

एक भाप या गर्म-पानी उत्सर्जक प्रणाली पर, ऊष्मातापी पूरी तरह से एक द्विधात्वीय पट्टी लगी एक यांत्रिक युक्ति हो सकती है। सामान्यतया यह एक स्वचालित वॉल्व है जो कि तापमान के आधार पर प्रवाह को नियमित करता है। उत्तरी अमेरिका के ज्यादातर हिस्सों में इनका उपयोग अब दुर्लभ हो चला है क्योंकि आधुनिक भूमिगत उत्सर्जक तंत्र विद्युतीय वॉल्व का उपयोग करते हैं, जैसा कि कुछ पुराने लगे तंत्रों में भी होता है। हालांकि यूरोप में यह अभी भी केंद्रीय ऊष्मीय उत्सर्जकों पर व्यापक रूप से लगाये जाते हैं।

यांत्रिक ऊष्मातापी छत के टरबाइन के निकासों में लगे अवमंदकों को नियंत्रित करने के काम आते हैं जो कि ठंड या ठंडे समय में इमारतों के ऊष्मा ह्रास को कम करते हैं।

मोटर यात्री डिब्बों का ऊष्मक तंत्र में जल प्रवाह और तापमान को एक समायोज्य स्तर पर नियमित करने के लिए एक ऊष्मातापीय नियंत्रक वॉल्व होता है।

पुराने वाहनों में ऊष्मातापी इंजन निर्वात के कार्यों को नियंत्रित करता था ताकि जल छिद्रों को नियंत्रित करने वाले प्रवर्तकों और हवा के प्रवाह की दिशा के लिए फ्लैपरों का कार्य हो सके। आधुनिक वाहनों में निर्वात प्रवर्तक एक केंद्रीय कंप्यूटर के नियंत्रण में छोटे सोलेनोइडों द्वारा कार्यरत किये जा सकते हैं।

मोम छर्रे

कार इंजन थर्मोस्टैट

ऊष्मातापी आंतरिक दहन इंजनों में इंजन को इसके इष्टतम कार्यरत तापमान पर बनाये रखने के लिए सामान्यतया एक वातानुकूलित उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह को एक बाहरी ऊष्मा सिंक पर नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार के ऊष्मातापी यांत्रिक रूप से कार्य करते हैं। यह एक सीलबंद कक्ष के भीतर मोम छर्रों का प्रयोग करते हैं। कम तापमान पर मोम ठोस रहता है लेकिन इंजन के गर्म होने के साथ मोम पिघलता है और फैलता है। सीलबंद कक्ष में एक विस्तार प्रावधान होता है जो जब संचालन तापमान बढ़ जाता है एक छड़ को जो कि एक वॉल्व को खोलती है चलाता है। संचालन तापमान नियत होता है, लेकिन यह मोम की एक विशिष्ट संरचना द्वारा निर्धारित होता है, इसलिए इस प्रकार के ऊष्मातापी विभिन्न तापमान बनाए रखने के लिए उपलब्ध हैं, आमतौर पर 70 से 90°C (160 से 200°F) की सीमा में. ज्यादा कुशलता और कम प्रदूषण फैलाने के चक्कर में आधुनिक इंजन गर्म यानि की 80 °C (180 °F) से ऊपर चलते हैं। ज्यादातर ऊष्मातापियों में तंत्र में हो सकने वाली गैस e.g., शीतलक के प्रतिस्थापन के दौरान शामिल गैस को निकालने के लिए एक छोटा उपमार्ग छिद्र होता है जो कि ऊष्मातापी के बंद होने पर शीतलक के एक छोटे प्रवाह को गुजरने की अनुमति भी देता है। यह उपमार्गीय प्रवाह यह सुनिश्चित करता है कि इंजन के गर्म होने के साथ ऊष्मातापी शीतलक के तापमान में परिवर्तन को अनुभव करता है; इसके बिना ऊष्मातापी के आसपास शीतलक के एक स्थिर क्षेत्र को दहन कक्षों और सिलेंडर छिद्रों के आसन्न शीतलक के तापमान परिवर्तनों की तुलना में रोक सकता है।

ऊष्मातापी के बंद होने के दौरान पाश में शीतलक का प्रवाह बहुत धीमा होता है, जो दहन कक्ष के आसपास के शीतलक को तेज़ी से गर्म होने देता है। ऊष्मातापी तब तक बंद रहता है जब तक कि शीतलक का तापमान ऊष्मातापी के खुलने के सांकेतिक तापमान तक नहीं पहुंच जाता है। ऊष्मातापी तब उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह में बढौतरी से शीतलक के तापमान के इष्टतम परिचालन तापमान तक पहुंचने के साथ धीरे धीरे खुलता है। एक बार इष्टतम परिचालन तापमान पर पहुंचने के बाद ऊष्मातापी तापमान में परिवर्तन के प्रतिक्रियास्वरूप उत्तरोत्तर खुलता या बंद होता है, जो कि गतिशील रूप से शीतलक के पुनर्प्रवाह और इंजन के निर्गम को गर्म करने, वाहन की गति तथा बाहरी वातावरण के तापमान परिवर्तन के साथ इंजन का तापमान इष्टतम सीमा में बनाये रखने के लिए उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह को संतुलित करता है। यदि शीतलन तंत्र के ताप आगम में बढ़ावा करते हुए इंजन पर दबाव बढ़ता है या शीतलक ताप निर्गम को कम करते हुए वाहन की गति कम होती है या वायु का तापमान बढ़ता है, तो उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह को बढ़ाते हुए ऊष्मातापी और खुल जायेगा जिससे इंजन अतिगर्म होने से बच जायेगा. अगर परिस्थितियां उल्टी हो जायें तो ऊष्मातापी शीतलक के तापमान को बनाये रखने के लिए थोड़ा बंद हो जायेगा.

सामान्य प्रचालन स्थितियों के तहत ऊष्मातापी इसके करीब आधे प्रहार यात्रा तक खुला रहता है ताकि ये प्रचालन परिस्थितियों की प्रतिक्रिया में और ज्यादा खुला या बंद हो सके। एक सही तरीके से निर्मित ऊष्मातापी इंजन के सामान्य परिचालित होते हुए कभी भी पूरा खुला या पूरा बंद नहीं होगा या ज्यादा गर्म या ज्यादा ठंडा नहीं होगा। उदाहरण के लिए:

अगर ज्यादा ठंडापन जरूरी है e.g., इंजन के ऊष्मा निर्गम में बढ़ोतरी के कारण शीतलक के बढ़े तापमान के जवाब में ऊष्मातापी उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह और इंजन के ठंडेपन को बढ़ाने के लिए और ज्यादा खुलेगा. अगर ऊष्मातापी पहले से ही पूरा खुला होगा तो ये उत्सर्जक में शीतलक के प्रवाह को बढ़ा नहीं सकेगा जिससे वहां और ज्यादा शीतलन क्षमता उपलब्ध नहीं रहेगी और इंजन के द्वारा निर्गत गर्मी के परिणामस्वरूप अतिऊष्णता हो जायेगी.
अगर कम ठंडक की जरूरत हो, उदाहरण के लिए, परिवेश तापमान में कमी के कारण शीतलक का तापमान गिर जाना, तो ऊष्मातापी उत्सर्जक के माध्यम से शीतलक के प्रवाह को कम करता है और और इंजन की शीतलता को घटाता है। अगर ऊष्मातापी पहले से ही पूरी तरह से बंद होगा तो वह शीतलक के तापमान में गिरावट के जवाब में शीतलन कम नहीं कर पायेगा और इंजन का तापमान इष्टतम प्रचालन सीमा से नीचे पहुंच जायेगा.

आधुनिक शीतलन तंत्र एक स्प्रिंग लगे उत्सर्जक दबाव टोपी के रूप में एक आंशिक भरे प्रसार कुंड में जाती एक नली के साथ राहत छिद्र रखते हैं। उच्च तापमान के कारण शीतलन तंत्र राहत छिद्र द्वारा तय एक उच्चतम दबाव वाला बन जायेगा. अतिरिक्त दबाव, शीतलक के क्वथनांक को उसके ऊपर बढ़ा देता है जिससे वह वायुमंडलीय दबाव पर आ जाता है।

ऊष्मातापी के भीतर इस्तेमाल मोम उत्पाद को उत्पादन की एक विशिष्ट प्रक्रिया की जरूरत होती है। एक मानक पैराफीन मोम की तुलना में, जिसमें एक बड़ी कार्बन श्रृंखला सीमा रखती है, एक ऊष्मातापी अनुप्रयोग में प्रयुक्त मोम में कार्बन अणु की एक बड़ी संकरी सीमा होती है। श्रृंखला की सीमा आम तौर पर, विशिष्ट अनुप्रयोग द्वारा मांगे गये गलन गुण द्वारा निर्धारित होती है। इस तरह से एक उत्पाद को निर्मित करने के लिए आसवन के बहुत सटीक स्तर चाहिए होते हैं जो ज्यादातर मोम रिफाइनरियों के लिए मुश्किल या असंभव होते है।

गैस प्रसार

ऊष्मातापी कभी-कभी गैस अवन को नियमित करने के काम आते हैं। ये एक गैस से भरे बल्ब से बने होते हैं जो पतले तांबे की नली द्वारा नियंत्रण इकाई से जुड़े होते हैं। सामान्यतया बल्ब अवन के शीर्ष पर स्थित होता है। नली डायफ्रॉम से सील एक कक्ष में समाप्त होती है। जैसे जैसे ऊष्मातापी गर्म होता है गैस के प्रसार से डायफ्रॉम पर दबाव बनता है जो कि चुल्हे तक गैस के प्रवाह को कम करता है।

वायवीय

एक वायवीय ऊष्मातापी वह ऊष्मातापी होता है जो एक गर्म और/या ठंडे तंत्र को वायु भरी नियंत्रण नलियों की एक श्रृंखला द्वार नियंत्रित करता है। ये वायु प्रबंधन तंत्र आवश्तकता पड़ने पर तापक और शीतलक को सक्रिय करने के लिए नियंत्रण नली में दबाव परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करता है।^[3]

विद्युतीय

द्विधात्वीय ऊष्मातापी घटक

यह एक तश्तरी या एक ऊष्मक या वातानुकूलक के धातु हिस्से पर अनुलग्नक के लिए एक चढ़ते हुए किनारे के साथ छोटी वृत्तीय स्वसमाहित इकाईयां होती हैं, जो कि परिवेश के तापमान में उजागर होती हैं। आंतरिक संवेदक सामान्यतया एक द्विधात्वीय तश्तरी जिसके मध्य में एक विद्युतीय संपर्क लगा होता है से बनते हैं। शुरूआती तापमान पर तश्तरी अवतल से उत्तल (या उल्टा) घूमती है जिसके कारण शुरू होने के (सामान्यतया बंद या सामान्यतया खुले) आवश्यक मोड के मुताबिक संपर्क खुलता या बंद होता है। यह युक्ति अतिऊष्णता को रोकने के एक बटन के रूप में भी कार्य कर सकती है।

साधारण द्वि तार ऊष्मातापी

मिलीवोल्ट थर्मोस्टैट तंत्र

एक सामान्य द्वि तार गर्म - केवल घरेलू ऊष्मातापी का आंतरिक वर्णन एक गैस-दागे ऊष्मक को एक विद्युतीय गैस छिद्र द्वारा नियमित करने में काम आता है। इसी तरह का तंत्र तेल भट्टियों, बॉयलरों, बॉयलर क्षेत्र छिद्रों, विद्युतीय एट्टी पंखों, विद्युतीय भट्टियों, विद्युती आधारित ऊष्मकों और घरेलू उपकरणों जैसे रैफ्रिजरेटरों, कॉफी बर्तनों और हेयर ड्रायरों में काम आ सकता है। ऊष्मातापी के माध्यम से बिजली गर्म होने वाले उपकरण को उपलब्ध कराई जाती है और उत्तरी अमेरिकी निर्माणों में ये मिलीवोल्ट से 240 वोल्ट की सीमा में हो सकती है और ये ऊष्मीय उपकरण को या तो सीधे (विद्युत आधारित ऊष्मक और कुछ विद्युत भट्टियों) या अप्रत्यक्ष तौर से (सभी गैस, तेल और दबाव वाले गर्म पानी के तंत्रों) नियंत्रिक करने के काम में आती है। ऊष्मातापी पर उपलब्ध संभावित विविध वोल्ट और करेंटों के कारण एक प्रतिस्थापन उपकरण का चयन करते समय सावधानी जरूर बरती जानी चाहिए.

बिंदु नियंत्रण लीवर. ये उच्चतर तापमान के लिए सीधे घुमाये जाते हैं। दूसरे स्लॉट के मध्य में गोल सूचक पिन बाहरी केस पर लगे एक नंबर स्लॉट से दिखती है।
घुमावदार तार में एक द्विधात्वीय पट्टी का छेद. घुमावदार तार का मध्य भाग एक घूमने वाले जो कि बाद में एक लीवर से जुड़ा रहता है से जुड़ता है। जैसे ही कोएल ठंडी होती है घूमने वाला सिरा -- (4) -- को उठाते हुए दक्षिणावर्त घूमता है।
लचीला तार. दाईं तरफ ऊष्मक नियंत्रक छिद्र के एक जोड़े तार के एक तार से जुड़ा होता है।
घूमने वाला संपर्क द्विधात्वीय तार जिससे कि ऊष्मक के नियंत्रक से जुड़ा होता है।
चुंबक. ये संपर्क के बंद होने पर एक अच्छा संपर्क सुनिश्चित करता है। ये छोटे ताप चक्रों को रोकने के लिए हिस्टिरेसिस प्रदान करता है जैसे संपर्क को खोलने से पहले तापमान कई डिग्री बढ़ाया जाना ही चाहिए। इसके एक विकल्प में कुछ ऊष्मातापी द्विधात्वीय कॉयल के अंत में पारद स्विच लगाते हैं। तार के अंत में पारे का वजन इसे वहीं रखता है और छोटे ताप चक्रों को भी रोकता है। हालांकि टूट जाने पर उच्च और स्थायी जहरीली प्रकृति के कारण इस प्रकार के ऊष्मातापी कई देशों में प्रतिबंधित हैं। बदले जाने पर ये ऊष्मातापी रासायनिक कचरा कहलाए जाने चाहिए।
स्थायी संपर्क पेंच. ये निर्माता द्वारा अनुकूलित किया जाता है। ये विद्युतीय रूप से ऊष्मायुग्म के जोड़े के एक दूसरे तार से और ऊष्मकों के विद्युत संचालित गैस छिद्र से जुड़ा होता है।

एक अलग ऊष्मातापी के वास्तविक तापमान को बताने के लिए बाहरी स्तर पर लगे द्विधात्वीय तापमापी को विस्तार में नहीं दिखाया गया है।

मिली वोल्ट ऊष्मातापी

जैसा कि ऊष्मातापी के प्रयोग का ऊपर वर्णन किया गया है, ऊर्जा, पाइलट प्रकाश द्वारा गर्म ऊष्मायुग्म द्वारा प्रदान की जाती है। ये हल्कि शक्ति उत्पन्न करती है और इसलिए तंत्र को गैस नियंत्रित करने के लिए कम शक्ति छिद्र का प्रयोग करना चाहिए। इस प्रकार कि युक्ति को सामान्यतया बेकार माना जाता है क्योंकि पाइलट प्रकाश कचरा गैस की एक आश्चर्यजनक मात्रा (उसी तरीके से जैसे एक टपकता हुआ नल एक लंबे समय में बड़े मात्रा में पानी बर्बाद कर सकता है) और चूल्हों पर उपयोग लायक नहीं रहते लेकिन अब भी गैस जल ऊष्मकों में पाये जा सकते हैं। (उनकी कम दक्षता जल ऊष्मकों में स्वीकार्य है क्योंकि चालक प्रकाश पर "व्यर्थ" ज्यादातर ऊर्जा अब भी जल के लिए युग्मित की जा रही है और इसलिए टंकी को गर्म रखने में मदद करती है। ये एक विद्युतीय परिपथ को जल ऊष्मक के लिए चलाने को भी अनावश्यक बना देती है। टंकी रहित (मांग पर) जल ऊष्मकों के लिए चालक प्रज्वलन बेहतर है क्योंकि ये गर्म-सतह प्रज्वलन से तेज है और चिंगारी प्रज्वलन से ज्यादा विश्वसनीय है।)

कुछ कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी इन तंत्रों को नियंत्रित करते हैं।

24 वोल्ट ऊष्मातापी

ज्यादातर आधुनिक गर्म/ठंडे/ ऊष्ण पंप ऊष्मातापी कम वोल्टेज (आमतौर पर 24 वोल्ट AC) नियंत्रण परिपथ पर प्रचालित होते हैं। 24 वोल्ट AC शक्ति का स्रोत एक नियंत्रण ट्रांसफोर्मर होता है जो गर्म/ठंडा करने वाले उपकरण के हिस्से के रूप में स्थापित होता है। कम वोल्टेज नियंत्रण प्रणाली का लाभ इसके कई विद्युतयांत्रिकी स्विचन उपकरणों जैसे कि रिले, संपर्ककों और क्रमकों को स्वाभाविक सुरक्षित वोल्टेज और करंट स्तरों का उपयोग कर प्रचालित करने की क्षमता है। ऊष्मातापी में प्रत्याशा का उपयोग कर बढ़े तापमान को नियंत्रित करने का एक प्रावधान निर्मित है। ऊष्मीय उपकरण के संचालन के दौरान एक ऊष्ण एंटीसिपेटर, संवेदन तत्व के लिए एक छोटी मात्रा में अतिरिक्त उष्मा उत्पन्न करता है। यह ऊष्मीय संपर्कों को थोड़ा जल्दी खोल देता है ताकि स्थान का तापमान, ऊष्मातापी की व्यवस्थाओं से अतिउच्च ना हो जाए. एक यांत्रिक ऊष्मा एंटीसिपेटर सामान्यतया समायोज्य होता है और तंत्र के संचालित होने के समय उसे ऊष्मीय नियंत्रण परिपथ पर करंट प्रवाह पर स्थित होना चाहिए। ठंडक उपकरण के बंद होने के दौरान एक ठंडक एंटीसिपेटर संवेदन तत्व के लिए एक छोटी मात्रा में अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करता है। यह, संपर्कों द्वारा ठंडक उपकरण को थोड़ा जल्दी ऊर्जावान बना देने को प्रेरित करता है जो स्थान के तापमान को आवश्यकता से अधिक चढ़ने से रोकता है। ठंडक एंटीसिपेटर सामान्यतया असमायोज्य होते हैं। विद्युतयांत्रिकीय ऊष्मातापी एंटीसिपेटर के तौर पर प्रतिरोधी उपयोग करते हैं। ज्यादातर विद्युतीय ऊष्मातापी एंटीसिपेटर कार्य के लिए या तो थर्मिस्टर उपकरणों या समाकलित तर्क तत्वों का उपयोग करते हैं। कुछ विद्युतीय ऊष्मातापियों में बाहर के तापमान के आधार पर एक चर एंटीसिपेटर उपलब्ध कराते हुए थर्मिस्टर एंटीसिपेटर बाहर स्थित हो सकता है। ऊष्मातापी संवर्धन में शामिल है बाहरी तापमान प्रदर्शन, कार्यक्रम बनाने की योग्यता और तंत्र की गलती का संकेतन. मेन पॉवर बंद हो जाने पर जबकि 24 वोल्ट के ये ऊष्मातापी एक भट्टी को चलाने में अक्षम हो जाते हैं, ज्यादातर भट्टियों को गर्म हवा के पंखों (और कई बार गर्म-सतह या विद्युतीय चिंगारी प्रज्वलन भी) के लिए मेन पॉवर की जरूरत होती है ताकि कोई कार्य बंद ना हो। दूसरी परिस्थितियों में चालित दीवार और "गुरुत्व" (पंखाहीन) जमीन और केंद्रीय ऊष्मक जैसे कम वोल्टेज तंत्र जो पूर्व-वर्णित हैं तब भी कार्य करने मेन सक्षम हो सकते हैं जब बिजली अनुपलब्ध हो।

आधुनिक तंत्रों में प्रज्वलन क्रम

गैस

चिमनी में हवा के स्तंभ के प्रवाह के लिए प्रारूपण पंखा चालू करना (अगर भट्टी अपेक्षाकृत नयी है)
प्रज्वलक को गर्म करें या चिंगारी – प्रज्वलन तंत्र को गर्म करें
मुख्य बर्नरों को जलाने के लिए गैस छिद्र को खोलें
मुख्य धौंकनी पंखे या परिसंचारक पंप को शुरू करने से पहले ऊष्मा विनिमय के उचित प्रचालन तापमान पर आने का इंतजार करें

तेल

गैस के समान, एक छिद्र को खोलने के बजाय, वह भट्टी, बर्नर में तेल पहुंचाने के लिए एक तेल पंप शुरू करेगी

विद्युत

धौंकनी पंखा या परिसंचारक पंप शुरू किये जायेंगे और एक बड़ा विद्युतयांत्रिकीय रिले या ट्राएक TRIAC ऊष्मीय तत्वों पर चालू किये जायेंगे.

कोयला (अनाज जैसे मकई, गेहूं और जौ या लकड़ी, छाल या गत्तों से बनी गोलियां शामिल हैं)

आज आमतौर पर दुर्लभ (यद्यपि अनाज और गोलियों की लोकप्रियता बड़ रही है) ; गैस के समान एक छिद्र को खोलने की बजाय भट्टी कोयले/अनाज/गोलियों को एक पेंच अग्नीबक्से में डालने के लिए पेंच खोलेगी.

अ-क्षेत्रिय (प्रारूपिक आवासीय, पूरे घर के लिए एक ऊष्मातापी) तंत्रों के साथ, जब ऊष्मातापी के R (या Rh) और W टर्मिनल जुड़े होते हैं, तो भट्टी अपनी शुरू होने की प्रक्रिया से गुजरती है और ऊष्मा उत्पन्न करती है।

क्षेत्रिय तंत्रों के साथ (कुछ आवासीय, कई वाणिज्यिक तंत्रों - इमारत में ऊष्मातापी नियंत्रित कई विभिन्न "जोन"), ऊष्मातापी, छिद्र या डैंपरों को खोलने के लिए छोटी विद्युत मोटरों को प्रेरित करेगा और अगर ये पहले से चालू नहीं हैं तो भट्टी या धौंकनी को शुरू करेगा।

ज्यादातर कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी इन तंत्रों को नियंत्रित करेंगे।

लाइन वोल्टेज ऊष्मातापी

लाइन वोल्टेज ऊष्मातापी का इस्तेमाल अधिकांशतः सामान्यतौर पर विद्युत क्षेत्र तापक के लिए होता है जैसे एक बेसबोर्ड तापक या एक सीधे-तारित विद्युत् भट्टी के लिए। अगर एक लाइन वोल्टेज ऊष्मातापी उपयोग किया जा रहा है तो तंत्र शक्ति (अमेरिका में, 120 या 240 वोल्ट) सीधे ऊष्मातापी द्वारा इस्तेमाल की जाती है। बदलते करेंट के साथ जो अक्सर 40 एम्पियर से अधिक हो जाता है, एक लाइन वोल्टेज परिपथ पर एक कम वोल्ट वाले ऊष्मातापी के इस्तेमाल का परिणाम, कम से कम ऊष्मातापी की विफलता और संभवतः आग लगना होगा। लाइन वोल्टेज ऊष्मातापी कभी-कभी दूसरे कार्यों में भी उपयोग किये जाते हैं जैसे कि पंखे की कॉयल का नियंत्रण (पंखे जिनमें नली वाली कॉयल जो कि एक बड़े तंत्र द्वारा या तो गर्म या ठंडी है के द्वारा लाइन वोल्टेज फैंकी जा रही है) केंद्रीय धौंकनियों और चिलर का उपयोग करते हुए एक बड़े तंत्र में एकत्रित होती है, या हाइड्रोनिक ऊष्मीय अनुप्रयोगों में परिसंचारक पंपों को नियंत्रित करने के लिए।

कुछ कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी लाइन-वोल्टेज तंत्रों को नियंत्रित करने के लिए उपलब्ध हैं। एक कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी से बेसबोर्ड ऊष्मक को विशेष फायदा होगा जो सतत नियंत्रण (जैसे कम से कम जो हनीवैल मॉडल हैं), लैंप डिमर जैसे ऊष्मक को प्रभावीरूप से नियंत्रित करते हुए और धीरे-धीरे बढ़ती और घटती गर्मी से कक्ष के तापमान (हिस्टिरेसिस के औसतता असर पर भरोसा करने के बजाय सतत नियंत्रण) को लगातार नियंत्रण की अत्यंत स्थिरता सुनिश्चित करने में सक्षम हैं। तंत्र जिनमें एक पंखा शामिल है (विद्युत भट्टियां, दीवार ऊष्मक इत्यादि) उन्हें विशेष तौर पर साधारण ऑन/ऑफ़ नियंत्रण का उपयोग करना ही चाहिए।

संयुक्त तापन/शीतलन नियमन

इस बात पर निर्भर करते हुए कि क्या नियंत्रित करना है, एक कृत्रिम वातानुकूलक ऊष्मातापी में ताप/बंद/ठंडा के लिए सामान्यतया बाहरी स्विच होती है और एक अन्य ऑन/ऑटो स्विच होती है जो हवा फेंकने वाले पंखे को सतत रूप से या केवल तभी जब तापन या शीतलन चल रहा हो चालू रखने के लिए होती है। मुख्य ऊष्मीय/ठंडक इकाई (सामान्यतया एक कोठरी, तहखाने या कभी-कभार अटारी में) से केंद्रिय रूप से स्थित ऊष्मातापी में चार तार आते हैं : एक तार ऊष्मातापी को 24 वोल्ट की एसी बिजली संपर्क पूर्ती करता है, जबकि दूसरे तीन ऊष्मातापी से नियंत्रण संकेत भेजते हैं, एक गर्मी के लिए, एक ठंडक के लिए और एक हवा फेंकने वाले पंखे को चालू करने के लिए। बिजली की आपूर्ति एक ट्रांसफॉर्मर द्वारा होती है और जब ऊष्मातापी, बिजली और दूसरे तार के बीच संपर्क बनाता है तो एक संकेत, ऊष्मा/ठंडक इकाई पर वापस लौटकर, इकाई के संबंधित कार्य को सक्रिय कर देता है।

"ठंडे" पर स्थिर करने पर एक ऊष्मातापी केवल तभी चालू होगा जब कमरे के परिवेश का तापमान तय तापमान से अधिक होगा। इसलिए जब तापन/शीतलन तंत्र बंद है तो अगर नियंत्रित क्षेत्र का सामान्य तापमान इच्छित सेटिंग से ज्यादा है तो ऊष्मातापी को "ठंडे" पर रखना समझदारी होगी, चाहे बाहर का तापमान कुछ भी हो। दूसरी तरफ अगर नियंत्रित क्षेत्र का तापमान इच्छित डिग्री से गिरता है तो ऊष्मातापी को गर्म पर रखने की सलाह दी जाती है।

हीट पंप विनियमन

ऊष्मा पंप एक प्रशीतन आधारित उपकरण है जो अंदर और बाहर की कुंडलियों में ठंडा करने वाला प्रवाह उल्टा कर देता है। ये एक पिछले छिद्र को ऊर्जित करके किया जाता है (इसे "4-पथ" या "परिवर्तन" छिद्र से भी जाना जाता है). ठंडा करने के दौरान भीतरी कॉयल एक वाष्पक होती है जो भीतरी हवा से गर्मी निकालती है और इसे बाहरी कॉयल में स्थानांतरित करती है जहां इसे बाहरी हवा में निकाल दिया जाता है। गर्म करने के दौरान बाहरी कॉयल वाष्पक बन जाती है और बाहरी हवा से गर्मी निकाल कर भीतरी कॉयल की सहायता से गर्मी भीतरी हवा में स्थानांतरित करती है। ऊष्मातापी के द्वारा नियंत्रित उल्टन छिद्र गर्मी के ठंडक में परिवर्तन को उत्पन्न करता है। घरेलू ताप पंप ऊष्मातापी में सामान्यतया विपरीत वाल्व को ठंडे में ऊर्जित करने के लिए "O" टर्मिनल होता है। कुछ घऱेलू औऱ कई वाणिज्यिक ऊष्मा पंप, ऊष्मातापी विपरीत वाल्व को गर्मी में उर्जित करने के लिए "B" टर्मिनल उपयोग करते हैं। एक ऊष्मा पंप की गर्म करने की क्षमता बाहरी तापमान के गिरने के साथ कम होती है। कुछ बाहरी तापमान पर (संतुलन बिंदु कहा जाता है) प्रशीतन तंत्र की गर्मी को इमारत में स्थानांतरित करने की क्षमता इमारतों की गर्मी की ज़रूरत से नीचे गिर जाती है। जब बाहरी तापमान इस संतुलन बिंदू से नीचे होता है तो एक विशिष्ट ऊष्मा पंप प्रशीतन गर्मी को पूरित करने के लिए विद्युतीय ऊष्मक तत्वों के साथ लगाई जाती है। पूरक गर्मी का कार्य ऊष्मा पंप ऊष्मातापी में एक द्वितीय स्तर ऊष्मक संपर्क द्वारा नियंत्रित किया जाता है। गर्म करने के दौरान बाहरी कॉयल बाहरी तापमान से कम पर कार्य करती है औऱ कॉयल पर सघनता हो सकती है। यह सघनता तब कॉयल पर जम सकती है, जिससे इसकी ऊष्मा स्थानांतरण क्षमता कम हो जाती है। इसलिए ऊष्मा पंपों में, बाहरी कॉयल से समय-समय पर बर्फ हटाने का प्रावधान होता है। ये ठंडक विधि के चक्र को उल्टा कर, बाहरी पंखे को बंद कर और विद्युतिय ऊष्मक तत्वों को ऊर्जित कर किया जाता है। पिघलाने वाली विधी में तंत्र द्वारा इमारत के अंदर ठंडी हवा फेंकते रहने के लिए विद्युतिय ऊष्मा जरूरी होती है। ये तत्व तब "पुनर्ताप" कार्य करने में काम आते हैं। यद्यपि ऊष्मातापी, यह संकेत दे सकता है कि प्रणाली डीफ्रोस्ट में है और विद्युतीय ऊष्मा सक्रिय है, डीफ्रोस्ट का कार्य ऊष्मातापी द्वारा नियंत्रित नहीं किया जाता है। चूंकि ऊष्मा पंप में पूरकीय और पुनर्ताप के लिए विद्युतीय ऊष्मा तत्व होते हैं, ऊष्मा पंप ऊष्मातापी, प्रशीतन तंत्र के असफल हो जाने पर विद्युतीय ऊष्मा तत्वों के उपयोग को उपलब्ध करवाता है। ऊष्मातापी पर ये फलन सामान्यतया ई टर्मिनल द्वारा सक्रिय होता है। जब आपातकालीन ऊष्मा की स्थिति में ऊष्मातापी संपीड़क या बाहरी पंखे को चालू करने की कोई कोशिश नहीं करता है।

डिजिटल

आवासीय डिजिटल थर्मोस्टैट

नये डिजिटल ऊष्मातापी में तापमान को मापने के लिए कोई गतिशील हिस्सा नहीं होता और इसकी जगह ये ऊष्मकों या दूसरी अर्धचालक युक्तियों जैसे कि एक प्रतिरोधी तापमापी (अर्धचालक तापमान संसूचक) पर निर्भर करते हैं। इसे चलाने के लिए आम तौर पर एक या अधिक सामान्य बैटरियां लगाई जानी चाहिए, हालांकि कुछ तथाकथित "विद्युत् चुराने वाले" अंकीय ऊष्मातापी सामान्य 24 वोल्ट AC परिपथ को एक शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं, लेकिन कुछ भट्टियां थर्मोपाइल शक्तिवाले "मिलिवोल्ट" परिपथों पर कार्य नहीं करेंगें. प्रत्येक में वर्तमान तापमान और वर्तमान समायोजन दिखाने वाला LCD परदा होता है। ज्यादातर में, तापमान के लिए एक घड़ी और दिन-का-समय और यहां तक कि सप्ताह-के-दिन के लिए समायोजन भी होता है, जिसे [[आराम /0} और ऊर्जा संरक्षण|आराम /0} और ऊर्जा संरक्षण]] के लिए प्रयोग किया जाता है। कुछ अत्याधुनिक मॉडलों में टच स्क्रीन या गृह स्वचालन या इमारत स्वचालन प्रणाली के साथ कार्य करने की क्षमता होती है।

डिजिटल ऊष्मातापी HVAC इकाई को नियंत्रित करने के स्विच के तौर पर या तो एक प्रसारण या एक अर्धचालक युक्ति जैसे कि ट्राएक का उपयोग किया जाता है। प्रसारण वाली इकाईयां मिलीवोल्ट प्रणालियों पर कार्य करेंगी, क्योंकि अक्सर चालू या बंद किये जाने पर "क्लिक" की श्रवण योग्य आवाज़ होती है।

अधिक महंगे मॉडलों में भीतर निर्मित PID नियंत्रक होता है, जिससे कि ऊष्मातापी जानता है कि तंत्र उसके निर्देशों पर आगे कैसे व्यवहार करेगा। उदाहरण के लिए उसमें तय कर देना कि सुबह 7 बजे का तापमान 21 °C होना चाहिए ये निश्चित करता है कि उस समय तापमान 21 °C होगा जबकि पारंपरिक ऊष्मातापी उस समय काम करना शुरू करेगा। PID नियंत्रक ये फैसला करता है इच्छित समय पर इच्छित तापमान प्राप्त करने के लिए किस समय पर तंत्र को सक्रिय किया जाना चाहिए। इन सभी को यह सुनिश्चित करता है कि तापमान बहुत ही स्थिर है (उदाहरण के लिए अतिक्रमण को कम करने के द्वारा ^{[तथ्य वांछित]}).

उत्तरी अमेरिका औऱ यूरोप में सामान्य आवासीय उपयोग में आने वाले अधिकांश डिजिटल ऊष्मातापी कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी होते हैं जो कि उनके मूल कार्यक्रम के साथ छोड़ दिये जाने पर आम तौर पर 30 प्रतिशत ऊर्जा की बचत करते हैं; इन मूल कार्यक्रमों में समायोजन ऊर्जा बचत में कटौती या बढौतरी कर सकते हैं।^{[तथ्य वांछित]} कार्यक्रमयोग्य ऊष्मातापी लेख इस तरह के एक ऊष्मातापी के संचालन, चयन और स्थापना पर बुनियादी जानकारी देते हैं।

घरेलू ऊष्मातापी स्थिति

ऊष्मातापी को कमरों के शीतलन या तापन के द्वार या उपकरणों से दूर होना चाहिए लेकिन फिर भी कमरों से सामान्य वायुप्रवाह के प्रति खुलापन विनियमित किया जाना चाहिए। एक एकल जोन तंत्र के लिए एक खुला दालान सबसे उपयुक्त हो सकता है जहां बैठकें और शयनकक्ष को एक एकल जोन के रूप में संचालित किया जाता है। अगर दालान विनियमित क्षेत्रों से दरवाज़ों द्वारा बंद है, तो तंत्र के कार्यरत होने की अवस्था में इन्हें खुला छोड़ दिया जाना चाहिए। अगर ऊष्मातापी नियंत्रित स्रोत से बहुत ज्यादा पास है तो तंत्र का झुकाव "अल्प चक्रीय" होगा और कई बार शुरू और बंद होना, कष्टप्रद हो सकता है और कुछ मामलों में यह उपकरण की आयु को घटा देता है। एक बहु क्षेत्रीय तंत्र अप्रयुक्त कमरों में तापन और शीतलन को बंद कर तापमान में भिन्नता लाने की अनुमति द्वारा व्यक्तिगत क्षेत्रों का विनियमन करके काफी ऊर्जा बचा सकता है।

दिखावटी ऊष्मातापी

ऐसा बताया गया है कि कार्यालय भवनों में बहुत से ऊष्मातापी अकार्यकारी दिखावटी उपकरण होते हैं जो कि किरायेदारों, कर्मचारियों को नियंत्रण का भ्रम देते हैं।^[4]^[5] ये दिखावटी ऊष्मातापी एक प्रकार के कूटभेषज बटन के प्रभाव में होते हैं।

इन्हें भी देखें

सन्दर्भ

↑ "Thermostat Maker Deploys Climate Control Against Climate Change". America.gov. मूल से 18 अप्रैल 2009 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-10-03.
↑ "Johnson Controls Inc. | History". Johnsoncontrols.com. 2007-11-07. मूल से 28 मार्च 2010 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-10-03.
↑ "संग्रहीत प्रति". मूल से 2 अक्तूबर 2011 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 30 जून 2010.
↑ Sandberg, Jared (15 Jan 2003). "Employees Only Think They Control Thermostat". The Wall Street Journal. मूल से 21 अगस्त 2010 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-09-02.
↑ Katrina C. Arabe (April 11, 2003). ""Dummy" Thermostats Cool Down Tempers, Not Temperatures". मूल से 18 जनवरी 2013 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2010-02-13.

बाहरी कड़ियाँ

Professional Reference Guide

[1] "Thermostat Maker Deploys Climate Control Against Climate Change". America.gov. मूल से 18 अप्रैल 2009 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-10-03.

[2] "Johnson Controls Inc. | History". Johnsoncontrols.com. 2007-11-07. मूल से 28 मार्च 2010 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-10-03.

[3] "संग्रहीत प्रति". मूल से 2 अक्तूबर 2011 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 30 जून 2010.

[4] Sandberg, Jared (15 Jan 2003). "Employees Only Think They Control Thermostat". The Wall Street Journal. मूल से 21 अगस्त 2010 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2009-09-02.

[5] Katrina C. Arabe (April 11, 2003). ""Dummy" Thermostats Cool Down Tempers, Not Temperatures". मूल से 18 जनवरी 2013 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2010-02-13.

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