Temperatuurschakelaars
Mechanische temperatuurschakelaars – ook bekend als thermostaten – meten de temperatuur in een proces of een ruimte zonder gebruik te maken van een energiebron. De uitkomst van de temperatuurmeting wordt mechanisch omgezet naar een schakelaar die een elektrisch circuit maakt of breekt zodra de temperatuur een vooraf ingestelde waarde overschrijdt. Doorgaans worden mechanische temperatuurschakelaars toegepast voor het bewaken en/of regelen van de temperatuur in drukvaten, tanks, machines, ruimtes en leidingnetnet.
Uitvoeringen
Mechanische temperatuurschakelaars zijn – in tal van uitvoeringen – leverbaar als:
- Insteekthermostaat
- Capillair-thermostaat
- Ruimtethermostaat
- Precisiethermostaat
- Brandmelder
Selectiecriteria
Mechanische temperatuurschakelaars maken in veel gevallen deel uit van de veiligheidsmaatregelen binnen een proces. Dat stelt extra eisen aan de zorgvuldigheid waarmee de temperatuurschakelaar wordt geselecteerd. De optimale productselectie is gebaseerd op de volgende selectiecriteria:
Procesgegevens
- Mediumeigenschappen
- Maximale procestemperaturen
- Normale en maximale werkdruk
Instelbereik, schakeldifferentie en maximale temperatuur
Een temperatuurschakelaar heeft in de meeste gevallen een omschakelcontact, ook wel een wisselcontact. Dit contact kan worden gebruikt voor bewaken van een bovengrens of een ondergrens. Het schakelpunt dient bij voorkeur tussen de 20% en 80% van het instelbereik te liggen. De ingestelde waarde op de temperatuurschakelaar wordt altijd opgegeven bij stijgende druk.
Belangrijk bij temperatuurschakelaar is de schakeldifferentie, ook wel dode band of schakelhysterese. Dit is het verschil in temperatuur tussen in- en uitschakelen. Bij temperatuurbewaking wordt een temperatuurschakelaar toegepast met een vaste schakeldifferentie. De schakeldifferentie zorgt ervoor dat het contact niet te snel terugschakelt.
Bij temperatuurregeling kan een temperatuurschakelaar met instelbare schakeldifferentie worden toegepast, het verschil tussen in- en uitschakelen van het contact kan dan, beperkt, uit elkaar worden getrokken. Het bereik van de instelbare schakeldifferentie is kleiner dan het instelbereik van het schakelpunt.
Naast het instelbereik is de temperatuurschakelaar geschikt voor een maximaal toelaatbare temperatuur. Deze dient hoger te zijn dan de maximale temperatuur in het systeem.
Procesaansluiting
Afhankelijk van het type temperatuurschakelaar zijn diverse procesaansluitingen mogelijk. Bij insteekthermostaten en capillair-thermostaten kan het ook raadzaam zijn om een zakbuis – ook bekend als dompelbuis, beschermbuis of thermowell – toe te passen.
Deze beschermt de temperatuuropnemer, personeel en de omgeving tegen agressieve en schurende media, hoge drukken, hoge stromingssnelheden en hoge c.q. lage temperaturen. Daarnaast maakt de zakbuis het mogelijk om de temperatuurvoeler uit te wisselen zonder onderbreking van het proces. Controleer vooraf de gewenste insteeklengte en diameter van de zakbuis.
Elektrische gegevens
- Aantal benodigde microschakelaars om het proces op de juiste wijze te laten schakelen
- Benodigd type temperatuurschakelaar
- Actie van de temperatuurschakelaar op het schakelpunt: verbreken, maken of omschakelen
- Elektrische spanning in het elektrisch circuit: wissel- of gelijkspanning
- Maximale stroomsterkte (in Ampère)
- Te schakelen vermogen
Elektrische contacten
Vaak worden mechanische temperatuurschakelaars ingezet voor toepassingen met zowel lage als relatief hoge elektrische spanningen en schakelvermogens. Bijvoorbeeld: het in- en uitschakelen van een ventilator, pomp of compressor en het schakelen van een (magneet)afsluiter. Voor schakelingen op laag vermogen kunt u ook kiezen voor een veerdrukthermometer met een elektrisch contact of een Pt100 met PNP-contacten en een display. Deze bieden als bijkomend voordeel dat de temperatuur direct kan worden afgelezen.
Overige selectiecriteria
- Opstellingsplaats:
- Binnen- of buitenopstelling
- Omgevingstemperatuur
- Corrosie- en explosiegevaar
- Gewenste typegoedkeur (bijvoorbeeld TÜV, SIL, PTB of GL)
Uitvoeringen
Insteekthermostaten
Insteekthermostaten zijn geschikt voor directe montage in leidingen waar bewaking van een minimum- en/of maximumtemperatuur gewenst is. Het meetsysteem is op basis van dampdruk
- Geschikt voor applicaties die een hogere en langere nauwkeurigheid vereisen
- Nauwkeurigheid: ± 1K
- Vaste schakeldifferentie: ± 1,5K tot 4K
- Maximum temperatuur: 150 ºC
- Leverbaar met verschillende insteeklengtes en elektrische aansluitingen
- Met zakbuis van messing of roestvaststaal
- Uitvoeringen met instelbare schakeldifferentie
- Montageflens voor gebruik in luchtkanalen
Capillair-thermostaten
Capillair-thermostaten zijn insteekthermostaten met een capillair – ook bekend als afstandsleiding – van koper of roestvaststaal. Ze worden met name ingezet voor metingen op lastig bereikbare meetpunten en in situaties met hoge temperaturen (≤ 600 oC). Het meetsysteem van een capillair-thermostaat is gebaseerd op dampdruk.
Hierdoor heeft het capillair geen enkele invloed op de meting, zelfs niet bij wisselende omgevingstemperaturen. De voeler aan het einde van het capillair moet geheel in het medium steken.
Overige kenmerken en voordelen
- Leverbaar met vaste of instelbare schakeldifferentie
- Keuze uit tal van zakbuizen, insteeklengtes en schakelaars
- Optie: uitvoeringen met handmatige reset
Ruimtethermostaten
Ruimtethermostaten zijn geschikt voor bewaking van de omgevings-temperatuur in onder meer industriële ruimten, koel- en bewaarplaatsen en schakelkasten. Ze zijn leverbaar in twee varianten:
- Met vaste schakeldifferentie: voor bewaking van een minimumtemperatuur (bevriezing) of maximumtemperatuur (oververhitting)
- Met instelbare schakeldifferentie: voor het in- of uitschakelen van bijvoorbeeld een ventilator
Explosieveilige uitvoeringen
In Ex-uitvoering zijn thermostaten geschikt voor toepassing in explosiegevaarlijke omgevingen volgens ATEX richtlijnen. Voor intrinsiek veilige stroomcircuits (Ex-i) worden standaard thermostaten toegepast die optioneel kunnen zijn voorzien van goudbeklede contacten, een benaderingsschakelaar en blauwgekleurde klemmen en kabelwartels.
Er is hierbij een scheidingsrelais nodig. Deze draagt de stuurcommando’s van de thermostaat uit een intrinsiek veilig stroomcircuit naar een niet-intrinsiek veilig signaalverwerkingscircuit. Het scheidingsrelais dient onder alle omstandigheden buiten het explosiegevaarlijke gebied te worden geplaatst. Tot slot kunnen thermostaten worden uitgevoerd met een drukvaste behuizing (Ex-d).
Precisiethermostaten
Precisiethermostaten zijn bij uitstek geschikt voor het bewaken van bijvoorbeeld installaties, boilers, afzuigsystemen en rookgaskanalen. Ze bieden een zeer hoge meetnauwkeurigheid en een groot instelbereik.
Werking
De werking van een precisiethermostaat is gebaseerd op een verschil in uitzetting tussen de mantel en twee binnenliggende trekbanden. De mantel heeft bij dit zogeheten ‘differentiaal uitzettingsprincipe’ een grote uitzettingscoëfficiënt, de trekbanden een kleine. Bij een temperatuursverandering worden de trekbanden op trek of druk belast, waardoor ze de aangebrachte zilvercontacten zodanig activeren dat deze worden verbroken of gemaakt. Aangezien er slechts een kleine temperatuurverandering nodig is om de schakelaar te laten reageren, zijn precisiethermostaten zeer gevoelig. Doordat met name het uitzetten van de mantel het schakelen initieert, reageert de sensor bovendien zeer snel op temperatuursveranderingen.
Anticipatie-effect
De sensor is ongevoelig voor trillingen door het op trek of druk staan van de trekbanden. Omdat een temperatuurstijging eerst op de mantel inwerkt en daarna pas op de binnenliggende trekbanden, zal bij een snelle temperatuurstijging het schakelpunt verlagen. Dit anticipatie-effect voorkomt risicovolle vertraging en overschrijding van de instelwaarde.
Overige kenmerken en voordelen
- Zeer hoge nauwkeurigheid: 0,1 oF of 0,05 oC
- Vrij instelbaar over een groot instelbereik: -70 oC tot +205 oC of -70 oC tot +315 oC
- Schokbestendig
- Leverbaar zonder procesaansluiting, met oppervlaktemontage of met 1/2” NPT buitendraad
- Instelbaar op elke gewenste temperatuur binnen het meetbereik met behulp van een instelschroef
Brandmelders
Brandmelders zijn onder meer toepasbaar voor het bewaken van gebouwen, zoals scholen, kantoren en fabrieken. Daarnaast worden ze ingezet voor het beveiligen van machines en installaties, zoals spuitcabines, afzuigkappen en ovens.
Zeer nauwkeurige werking
Net als bij precisiethermostaten is de werking van brandmelders gebaseerd op het differentiaal uitzettingsprincipe. Dit werkingsprincipe heeft als voordeel dat brandmelders de ingestelde temperatuurwaarde proportioneel aanpast aan de stijgende omgevingstemperatuur. Hierdoor vindt alarmering pas plaats op het vooraf bepaalde kritische instelpunt. Dit zorgt ervoor dat de ingestelde temperatuur zeer nauwkeurig wordt aangesproken, onafhankelijk van de mate waarin de omgevingstemperatuur toeneemt. Vals alarm door een kortstondige snelle temperatuurstijging
(≤ 4,4 oC) zal de buitenhuls weliswaar doen uitzetten, maar leidt niet tot een schakeling.
Overige kenmerken en voordelen
- Zorgt voor alarmering of activatie van blussystemen bij brand
- Anticipeert op snelle temperatuursverhoging
- Standaard geleverd met een vast ingesteld schakelpunt:
140 oF, 160 oF, 190 oF, 225 oF, 275 oF, 325 oF, 360 oF, 450 oF, 600 oF of 725 oF - Bij maakcontact 4-draads uitgevoerd ter controle van de systeembedrading
- Leverbaar zonder procesaansluiting voor plafonds
Wij helpen u graag verder
Nieuws en cases
Altijd op de hoogte met het laatste nieuws en onze case studies.
