Temperaturregler sorgen für Sicherheit und nehmen Ihnen Arbeit ab 

Temperaturregler sind Regler, die mithilfe eines Temperatursensors die aktuelle Temperatur messen. Durch eine Steuereinheit bei Abweichungen von der gewünschten Temperaturspanne wird ein Regelkreislauf initiiert. Dadurch kann ein Temperaturverlauf überwacht und optimiert werden. Beispielsweise befinden sich Temperaturregler als Thermostate an Heizungen.

Wie funktionieren Temperaturregler?

Regler stellen Differenzen zwischen Ist- und Sollwerten fest und geben daraufhin einen Wert für die Steuergröße vor. Ein Temperaturregler kann also beispielsweise so eingestellt werden, dass er bei Werten zwischen 18 °C und 22 °C bei der Raumtemperatur nichts unternimmt, allerdings bei Unterschreitung eine Heizung oder bei Überschreitung eine Kühlung initiiert.

Temperaturregler werden in Regelkreisen installiert, die eine vorgegebene Temperatur als Regelgröße x auf einen Sollwert w bringen und dort möglichst konstant halten. Dies geschieht über den Umweg einer Stellgröße, die eine Veränderung der Regelgröße, also der Temperatur, zur Folge hat.

Baulich bestehen Temperaturregler aus einem Temperatursensor, einem Stellantrieb und einem Stellglied

  • Der Temperatursensor misst jeweils die aktuelle Temperatur.
  • Der Stellantrieb verändert das Stellglied, wenn Abweichungen vom Soll-Wert (Regeldifferenz e) auftreten und der Temperaturregler entsprechend entgegenwirkt.
  • Über das Stellglied werden erforderliche Gegenmaßnahmen durch angeschlossene Komponenten im Regelkreislaufs initiiert.

Temperaturregler vereinen oft Sensoren und Steuereinheiten in einem Bauteil. Dieses wird dann im Regelkreislauf mit Heiz- oder Kühlsystemen verbunden, welche die Temperaturveränderungen realisiert bis Soll- und Ist-Werte wieder übereinstimmen. Denkbar sind auch andere Geräte als nachfolgende Komponenten wie beispielsweise Warnlampen oder Signallautsprecher, die auf den kritischen Temperaturstatus aufmerksam machen.
Bei der Funktionsweise basieren Temperaturregler häufig auf einem mechanischen Zusammenspiel aus einer temperaturabhängigen Flüssigkeitsausdehnung und einem Mikroschalter, der dadurch ausgelöst wird. Der Mikroschalter kann unterschiedliche Stellpositionen einnehmen und auch als elektrischer Schalter eingesetzt werden.
Meistens wird der Regelungsprozess von Temperaturreglern durch elektronische Steuerungen realisiert. Am Ausgang des Temperaturreglers werden dabei Steuerstromkreise angebracht, die nachfolgende Geräte und Bauteile so steuern, dass durch deren Betrieb oder Deaktivierung die Temperatur optimiert wird.
Übrigens: Heutzutage werden nur noch selten analoge Steuerprozesse verwendet. Ausnahmen gibt es bei besonders hohen Temperaturen oder bei Bestandsanlagen.

Welche Temperaturregler gibt es?

Temperaturregler

Temperaturregler bestehen aus einem Temperatursensor und einer Steuereinheit. Der Sensor misst die aktuelle Temperatur, die Steuereinheit vergleicht diese mit den Sollwerten und leitet gegebenenfalls erforderliche Gegenmaßnahmen ein. Temperaturregler gibt es in einfachen Ausführungen mit festen Werten und als einstellbare Modelle, die ein erweitertes Anwendungsspektrum zulassen.

Universalregler

Universalregler sind programmierbare Temperaturregler. Sie kommen bei Prozesssteuerungen mit veränderlichen Parametern zum Einsatz. Am Eingang und Ausgang von Universalreglern werden sogenannte Einheitssignale verarbeitet, weswegen diese Modelle mit Geräten anderer Hersteller kompatibel sind und in einem gemeinsamen Regelkreis funktionieren.

Temperaturwächter

Temperaturwächter überwachen die Einhaltung der Sollwert-Temperatur. Sie sind an elektronische Steuerstromkreise gekoppelt, die bei Über- oder Unterschreiten des zulässigen Temperaturbereichs andere Komponenten zur Beeinflussung der Temperatur aktivieren beziehungsweise deaktivieren. Beispielsweise kommen Temperaturbegrenzer in Bügeleisen zum Einsatz. Ihre Funktion ist es die Heizelemente durch Trennen des Stromkreises abzustellen, wenn die eingestellte Maximaltemperatur erreicht ist. Auch im Lebensmittelbereich sind Temperaturwächter im Einsatz, um Temperaturvorgaben bei der Verarbeitung und der Lagerung zu gewährleisten.

Temperaturbegrenzer

Temperaturbegrenzer werden zu Sicherheitszwecken in Geräten und Anlagen verbaut. An den Temperatursensor ist beim -begrenzer ein elektronischer Schalter gekoppelt. Es kann sich um einen Öffner oder einen Schließer handeln, der bei einer bestimmten Temperaturschwelle auslöst.
Info: Wichtig zu wissen ist, dass Temperaturbegrenzer nicht selbstständig in ihre Ausgangslage zurückkehren. Der Steuerkreis bleibt in dieser Stellung bis Wartungsarbeiten durchgeführt wurden, wenn ein Sicherheits-Temperaturbegrenzer einmal ausgelöst hat.

Raumthermostate

Raumthermostate sind Temperatursensoren mit Steuerungseinheiten für die Optimierung der Raumtemperatur in Gebäuden.

Einbauthermostate

Einbauthermostate werden für einfache Temperaturregelungen verwendet, zum Beispiel in der Gebäudetechnik zur Steuerung von Heizprozessen. Es gibt sie in analoger und digitaler Ausführung. Zum Teil können digitale Thermostate bequem am Computer gesteuert werden.

Feuchteregler

Feuchteregler haben zusätzliche Sensoren für die Messung der Luftfeuchte. Sie kommen dort zum Einsatz, wo nicht nur die Temperatur, sondern auch die Luftfeuchtigkeit optimiert werden soll. Beispielsweise gibt es Feuchteregler in Gewächshäusern, in Lagerräumen oder zur Trockenlegung von Kellerräumen. Sie steuern in diesen Anwendungsfällen, wann Luftbefeuchter oder Heizlüfter automatisch in Betrieb genommen werden.

Was gibt es bei der Auswahl von Temperaturreglern zu beachten?

Bei der Auswahl eines passenden Temperaturreglers stellt sich selbstverständlich zuerst die Frage, bei welchen Temperaturen dieser eingesetzt werden soll: Es gibt viele Temperaturregler für die üblichen Raum- und Umgebungstemperaturen, Modelle mit weitem Spiel nach unten für Anwendungen zum Beispiel in Kühlhäusern und zu Forschungszwecken und auch Temperaturregler für äußerst hohe Temperaturen beispielsweise in Hochöfen der Metallverarbeitung.

Neben der gewünschten Temperaturspanne spielt auch die Toleranz für das Auslöseverhalten bei einigen Anwendungen eine entscheidende Rolle. Zum Beispiel in Forschungslaboren oder bei temperatursensiblen Herstellungsprozessen, kommen Schwankungen um weniger als 0,5 °C schon einer Katastrophe gleich. Temperaturregler, die in solchen Szenarien wahre Präzisionsarbeit leisten sollen, sind um einiges teurer.

Der Temperaturfühler als Sensor muss so gestaltet sein, dass er möglichst genau an der gewünschten Stelle angebracht werden kann. Dazu gibt es verschiedene Fühler-Typen, unter anderem solche, die auch in Flüssigkeiten oder in Schutzgas-Atmosphäre korrekt messen.

Generell sollten Sie auf die angebotenen Montageoptionen achtgeben, bevor Sie sich für einen konkreten Temperaturregler entscheiden. Oft befindet sich zwischen Sensor und Messstation mit Anzeige eines Temperaturreglers eine Messleitung. Eine Verlängerung wird insbesondere dann benötigt, wenn die Steuereinheit nicht direkt am Messort installiert werden kann oder soll.

Für elektronisch-gesteuerte Regelkreise ist zunächst die Betriebsspannung zu beachten. Dabei hat nicht nur die Angabe in Volt eine Relevanz, sondern auch, ob es sich um einen Temperaturregler für Gleichspannung (DC) oder für Wechselspannung (AC) handelt.

Bei den Verarbeitungsfunktionen, die die Steuereinheit des Temperaturreglers selbst übernehmen kann, unterscheiden sich die Geräte erheblich:

  • 2-Punktregler können nur zwei Schaltzustände einnehmen, Ein oder Aus. Sie haben also theoretisch kein Zeitverhalten, wenn dies nicht anderweitig innerhalb der Schaltumgebung hergestellt wird. Zwei-Punkt-Regler sind unter anderem in Bügeleisen verbaut.
  • Universalregler sind programmierbare Temperaturregler, die auch mit Geräten anderer Hersteller über Einheitssignale reibungslos kommunizieren.
  • Dazwischen gibt es ein weites Spektrum aus mehr oder weniger für individuelle Einsatzzwecke konfigurierbaren Geräten.

Außerdem stellt sich die Frage nach der Art und Anzahl der Ausgänge für die Weiterleitung der analogen oder digitalen Signale des Temperaturreglers an nachfolgende Komponenten wie Heiz- und Kühlelemente. Für die Integration des Temperaturreglers in einen Regelkreis, werden passende Anschlüsse benötigt. Nur wenige Modelle arbeiten noch mit analogen Eingängen und Ausgängen, das meiste läuft heutzutage elektronisch. Komplexe elektronische Temperaturregler können beispielsweise mehrere Relais- oder Transistorausgänge aufweisen.

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