Ders 3 · Bölüm 2: Otomatik kontrollere giriş — bimetal, körük, termostat

Bir buzdolabı günde onlarca kez durur ve çalışır; başında kimse yoktur. Bir kazan suyu tam istenen sıcaklıkta tutar; kimse vanayı çevirmez. Bunu yapan otomatik kontrollerdir. Bu bölüm onların en basit parçalarını anlatıyor. Sayılar ders notlarındaki gibi.

Otomatik kontrol nedir, neden gerekir

Otomatik kontrol, cihazın insan olmadan kendi kendine çalışmasını, durmasını ve ayarlanmasını sağlar. Üç nedenle gerekir: konforu ve kararlılığı korumak, cihazı aşırı yükten ve aşırı ısınmadan korumak, güvenliği sağlamak. Ders notlarına göre bu sayede buzdolapları ve ısıtıcılar gün boyu düzenli çalışır.

Isıyla çalışan kontroller: bimetal

Maddeler ısınınca genleşir, soğuyunca büzülür. Bimetal, genleşmesi farklı iki metal şeridin (örneğin pirinç ve çelik) sırt sırta yapıştırılmasıdır. Isınınca pirinç çelikten çok uzar ve şerit bükülür; bükülme bir elektrik anahtarını açar ya da kapatır. Şerit uzadıkça bükülme artar; o yüzden uzun şeritler bobin, filkete ya da helis gibi kıvrılır.

Çubuk ve tüp, sıvı dolu sensörler

Çubuk ve tüp: dışta çok genleşen bir metal tüp, içinde az genleşen bir çubuk. Ders notlarındaki örnek gazlı su ısıtıcısı: su ısınınca dış tüp uzar, içteki çubuğu çeker ve gaz vanasını kapatır.

Sıvı dolu sensör bir termometre gibi çalışır: haznedeki sıvı ısınınca genleşir, ince borudan ilerler ve bir diyafram, körük ya da Bourdon tüpüne basarak hareket üretir.

Termostat ve diferansiyel

Termostat ortam sıcaklığını ölçüp sistemi çalıştırır ya da durdurur. Diferansiyel, durdurma sıcaklığı ile yeniden çalıştırma sıcaklığı arasındaki farktır. Ders notlarındaki soğuk oda örneği: 35 °F'ta sistem durur (R-134a'da 30 psig), 45 °F'ta yeniden çalışır (40 psig). Sıcaklık diferansiyeli 45 eksi 35 eşittir 10 °F; basınç diferansiyeli 40 eksi 30 eşittir 10 psig. Fark olmasaydı cihaz saniyede bir açılıp kapanırdı.

Termistör ve elektronik sensörler

Termistör, direnci sıcaklıkla değişen küçük bir elektronik parçadır ve çok hızlı tepki verir. PTC'de sıcaklık artınca direnç artar; motorların kalkış torkuna yardım eder. NTC'de sıcaklık artınca direnç düşer. Elektronik kartlar bu direnci okuyup sıcaklığı hassas ölçer.

Basınçla çalışan kontroller

Diyafram ince, esnek bir metal disktir: az hareket eder ama çok kuvvetlidir. Körük akordeon gibidir: hacmi büyük, hareketi fazladır; çoğunlukla buhar basıncıyla çalışır. Bourdon tüpü içten basınç artınca düzleşen kıvrımlı bir tüptür; manometre ibresini o çevirir.

Mekanik ve elektromekanik kontroller

Mekanik kontrol elektrik kullanmaz: sıcaklık ya da basınç kuvveti doğrudan vanayı hareket ettirir. Elektromekanik kontrol aynı kuvvetle bir elektrik kontağını açar kapatır ya da elektrikle bir vanayı sürer. Termokupl ise ısınınca minik bir akım üretir; gazlı cihazlarda alev varsa gazı açık tutar, alev sönerse kapatır.

Sahada neden önemli?

Konfor ve kararlılık: insan müdahalesi olmadan sıcaklık ve ürün kalitesi sabit kalır.

Cihaz koruma: aşırı yükü, aşırı ısınmayı ve kısa aralıklı aç-kapa yıpranmasını diferansiyel önler.

Güvenlik ve verim: tehlikeli basınç ve sıcaklıkta sistem kendini durdurur, enerji boşa gitmez.

Ek malzeme: sohbet, test

Bimetal, körük, Bourdon tüpü ve termistör tek sayfada: aşağıdaki infografik bölümün özeti.

Mini test

1) Pirinç ve çelikten yapılan sıcaklık sensörü? — Bimetal. 2) Akordeona benzeyen, çok hareket eden esnek eleman? — Körük. 3) Sıcaklık artınca direnci artan termistör? — PTC. 4) Şofbende suyu ölçen eleman? — Çubuk ve tüp. 5) Isınınca akım üreten alev güvenlik elemanı? — Termokupl.

Bir sonraki bölüm: Kontrol bileşenleri; 24 volt devre, oda termostatı, basınç anahtarları, röleler.

Ders notu: Bu bölüm, HVACR Dersleri dizisinin 3. dersinin 2. bölümüdür. İçerik temel HVAC/R ders notlarından derlenmiştir; sayılar oradaki gibi bırakılmış, saha yorumları bana aittir.