Katı, sıvı ve gazların sıcalık derecelerinin sabit tutulmasıyla kullanılan kumanda elemanlarına, termostat adı verilir.

Termostatlar elektrikli ısıtıcı veya soğutucuların bulundukları yerlerde kullanılırlar.

Bir termostat genellikle bimetal ve kontaklar olmak üzere iki kısımdan oluşur.

Isıtıldığında genleşme katsayıları farklı olan iki ince metal plaka birbirine yapıştırılarak bimetal elde edilir.

İki metal birbirine yapışık olduğundan çok uzayan metal kısa kalan metalin üzerine doğru eğilir. Termostadın bimetali ısındığında şekilde görüldüğü gibi bimetal sağa doğru bükülür.Bimetalin bu hareketi termostadda bir kontağı açar, başka bir kontağı kapatır.

Isı değişimlerini mekanik harekete çevirme, yalnız bimetal ile yapılmaz. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi yüksek genleşme katsayılı sıvı ile doldurulmuş bir körük de aynı görevi yapar. Körük ince ve uzun boruyla küçük bir depoya bağlıdır. Bu elemanlar ve kontaklar termostadı oluşturur. Termostadın küçük deposu sıcaklığın denetleneceği yere konur.Küçük deponun bulunduğu yerdeki sıcaklık derecesi yükseldiğinde, küçük depodaki sıvı genleşir. Körüğün diyaframı yukarıya doğru genleşir. Termostadın kapalı kontağı açılır, açık kontağı kapanır. Soğumada da bu olayın tersi olur.İnce boru ve ucundaki küçük depo nedeniyle aşağıdaki termostada, kuyruklu termostat adı verilir.

Bazı termostatlarda metal kontaklar yerine civa tüplü kontaklar, düz bimetal yerine sarmal bimetal kullanılır. Cam tübün sağ ucu aşağıda olduğunda, civa bu tarafta bulunur ve civa kontak parçalarını birleştirir. Tübün sağ ucu yukarıya kalktığında, civa diğer uca kayar. Kontak parçalarının arası açılır. Böyle bir termostadın bulunduğu yerde sıcalık düşerse, sarmal bimetal toplanır. Termostat kontağı kapanmışsa açılır, açılmışsa kapanır. Kullanılış yerlerine göre termostatlar oda, su ve katı madde termostatları olmak üzere üç kısıma ayrılırlar.

Kullanılış yerlerine göre termostatlar oda, su ve katı madde termostatları olmak üzere üçe ayrılırlar.

Oda Termostatları : Oda sıcaklığının sabit tutulmasında kullanılan termostatlara denilir.

Örnek : Şekilde iki sinyal lambalı bir oda termostadının yapısı verilmiştir. Ortamın sıcaklık derecesi termostadın ayarlı olduğu sıcaklık derecesinin altına düştüğünde, termostadın sol taraftaki ana kontağı kapanır ve sağ taraftaki yardımcı kontağı açılır. Bu durumda ısıtıcı şebekeye bağlanır ve ortam ısınmaya başlar. Aynı anda (L1) sinyal lambası da yanar.

Ortam ısındıkça, bimetal sağa doğru kıvrılmak ister. Fakat sabit mıknatıs bimetali hemen bırakmaz.Bimetalde uygun değerde mekanik gerilme doğunca, bimetal sabit mıknatıstan ani olarak kurtulur.Kontaklar süratli olarak durum değiştirirler.Bu durumda ısıtıcı şebekeden ayrılır. (L1) sinyal lambası söner, (L2) sinyal lambası yanar. Isıtıcı devreden çıkınca, ortam soğumaya başlar.Ortamın sıcaklık derecesi termostadın ayarlı olduğu sıcaklık derecesinin altına düştüğünde, bimetal sola doğru kıvrılmaya başlar. Biraz sonra sabit mıknatıs bimetali kendine çeker.

Kontaklar yine ani olarak durum değiştirirler. Isıtıcı tekrar şebekeye bağlanır. (L2) sinyal lambası söner, (L1) sinyal lambası yanar. Termostatdaki sabit mıknatıs kontakların hızlı açılıp kapanmalarını sağladığı halde, önemli sakınca yaratır.Örneğin termostat 23C'ye ayarlanmışsa, sabit mıknatıs bimetali bu sıcaklıkta çeker.Isıtıcı devreye girer ve ortam ısınmaya başlar. Bimetalin sabit mıknatıstan kurtulması için daha büyük bir kuvvet gerekir. Bu kuvvet, ortamın veya termostadın sıcaklık derecesi 33C'ye çıktığında doğar. Bu durumda da ortam arzulanmayacak kadar fazla ısınmış olur. Yani termostat 23C'de kontağını kapatır, 33C'e kontağını açar. Termostadın açma ve kapama sıcaklık dereceleri arasındaki bu fark, termostadın diferansiyeli adı verilir.

Termostatda diferansiyeli küçültmek için, termostadın içine yapay ısı artışı sağlayan (R1) direnci konur. Termostadın ana kontağı kapanıp ısıtıcı devreye girdiğinde, (R1) direnci de şebekeye bağlanır.Ortam sıcaklığı 25C'ye geldiğinde, (R1) direncinin sağladığı ısı termostadın içindeki sıcaklık 33C'ye yükselir. Bimetal sabit mıknatıstan kurtulur ve devre açılır. Böylece termostadın açma ve kapama sıcaklıkları arasındaki fark (Diferansiyel) 2C'ye düşmüş olur. Diferansiyelin çok küçük olması da, sistemin sık sık çalışıp durmasına neden olduğundan arzu edilmez.

Devreye ait şekli adım adım görmek için tıklayınız...

Su Termostatları : Su ve yağ gibi sıvıların sıcaklık derecelerinin sabit tutulmasında kullanılan termostatlara, su termostadı adı verilir. Su termostadlarının yapısı oda termostatlarının yapısına çok benzer. Su termostatlarında ısı değişimlerini mekanik harekete çevirme, düz veya sarmal bimetal ya da sıvı doldurulmuş körükle yapılır. Su termostatlarında da metal veya civa tüplü kontalar kullanılır.

Su termostatlarının düz ve ters olmak üzere iki çeşidi vardır. Düz çalışan termostatlar, sıcaklık derecesi düştüğünde kontaklarını kapatırlar. Sıcaklık derecesi yükselince de kontaklarını açarlar. Düz çalışan su termostatları, sıcaklık derecesinin belirli bir değerden daha yukarıya çıkmaması gereken yerlerde kullanılırlar. Ters çalışan termostatlar, sıcaklık derecesi yükselince kontaklarını kapatırlar. Sıcaklık derecesi düşünce de kontaklarını açarlar. Ters çalışan termostatlar, sıcaklık derecesinin belirli bir değerin altına düşmesinin istenmediği yerlerde kullanılırlar. Genellikle düz çalışan termostatlar ısıtıcılarda, ters çalışan termostatlar ise soğutucularda kullanılırlar.

Katı Madde Termostatları : Termostatlar, katı maddelerin sıcaklık derecelerinin denetiminde de kullanılabilirler.Örneğin generatörlerde sargıların ve yatakların sıcaklık dereceleri termostatlarla denetlenebilir. Bu gibi yerlerde kullanılan termostatlar, ya kullanıldıkları yerin sıcaklık derecesini sabit tutarlar veya sıcaklık derecesinin yükseldiğini ilgililere bir bildirim aygıtı ile duyururlar. Katı maddelerin sıcaklık derecelerinin denetiminde kullanılan termostatlar, genellikle kapalı yapılırlar. Bu termostatlar kullanılacakları yere uyan bir yapıya sahiptirler.