Контроль температуры - это процесс, в котором изменение температуры пространства (и всех находящихся внутри объектов) или вещества измеряется или иным образом обнаруживается, и прохождение тепловой энергии в пространство или из него r вещество регулируется для достижения желаемой температуры.
Кондиционеры, обогреватели, холодильники, водонагреватели и т. Д. Являются примерами устройств, которые контролируют температуру. Они часто широко классифицируются как термостатически контролируемые нагрузки (TCL).
Домашний термостат является Пример замкнутого контура управления: он постоянно измеряет текущую температуру в помещении и сравнивает ее с желаемой заданной пользователем уставкой и управляет обогревателем и / или кондиционером для повышения или понижения температуры до достижения желаемой уставки. Простой (недорогой, дешевый) термостат просто включает или выключает обогреватель или кондиционер, при этом следует ожидать временного превышения или падения желаемой средней температуры. Более дорогой термостат изменяет количество тепла или холода, обеспечиваемое нагревателем или охладителем, в зависимости от разницы между требуемой температурой («заданное значение») и фактической температурой. Это сводит к минимуму перегруз / недолет. Этот метод называется Пропорциональное управление. Дальнейшие усовершенствования с использованием накопленного сигнала ошибки (интеграл ) и скорости изменения ошибки (производная ) используются для формирования более сложных ПИД-контроллеров, которые это форма, обычно встречающаяся в промышленных условиях.
Температура объекта или пространства увеличивается, когда тепловая энергия перемещается в него, увеличивая среднюю кинетическую энергию его атомов, например, вещей и воздуха в комнате. Тепловая энергия, покидающая объект или пространство, снижает его температуру. Тепло передается из одного места в другое (всегда от более высокой температуры к более низкой) посредством одного или нескольких из трех процессов: теплопроводность, конвекция и излучение. При проводимости энергия передается от одного атома к другому посредством прямого контакта. При конвекции тепловая энергия передается посредством теплопроводности в подвижную жидкость (например, воздух или воду), и жидкость перемещается из одного места в другое, унося с собой тепло. В какой-то момент тепловая энергия в жидкости обычно снова передается другому объекту посредством теплопроводности. Движение жидкости может быть вызвано отрицательной плавучестью, например, когда более холодный (и, следовательно, более плотный) воздух падает и, таким образом, вытесняет вверх более теплый (менее плотный) воздух (естественная конвекция ), либо вентиляторами или насосами. (принудительная конвекция ). В излучении нагретые атомы производят электромагнитное излучение, поглощаемое другими удаленными атомами, находящимися поблизости или на астрономическом расстоянии. Например, Солнце излучает тепло в виде как невидимой, так и видимой электромагнитной энергии. То, что мы называем «светом», - это лишь узкая область электромагнитного спектра.
Если в каком-либо месте или предмете получается больше энергии, чем теряется, его температура повышается. Если количество поступающей и исходящей энергии совершенно одинаково, температура остается постоянной - имеется тепловой баланс или тепловое равновесие.