#58 – Cicli: la vita di un termostato

Oggi mi riallaccio brevemente a quanto accennato la scorsa settimana.

Abbiamo ribadito che il funzionamento dei dispositivi bimetallici si basa sul diverso coefficiente di dilatazione dei metalli che compongono il disco bimetallico, e che il processo di deformazione del disco (il quale provoca l’apertura dei contatti e il successivo ritorno alla posizione originale) che porta al ripristino, viene definito ciclo, quindi Apre/Chiude o, come dicevamo, On/Off.

I cicli possono essere elettrici o meccanici. Nel primo caso l’intervento blocca il passaggio di corrente. Il ciclo meccanico si verifica invece quando il dispositivo è a riposo, ma l’ambiente in cui si trova raggiunge la temperatura d’intervento (Cicli elettrici e cicli meccanici).

Il continuo ripetersi dei cicli nel tempo rappresenta la vita del termostato che si esprime in numero di cicli. Questo potrebbe, nell’arco del tempo, anche arrivare al suo naturale esaurimento, compiendo l’ultimo intervento oppure l’ultimo ripristino; questo è impossibile da sapere.

I protettori termici lavorano come dispositivi di sicurezza. Il loro compito é quello di proteggere l’apparecchiatura da un eventuale surriscaldamento e, anche se le omologazioni richiedono 10.000 cicli, in realtà sarà molto difficile che realmente il protettore arrivi a fine vita. Se non in qualche particolare caso, come quello in cui il motore resti col rotore bloccato. Avremo modo di vedere in futuro questa fattispecie.

Il numero di cicli diventa molto importante quando un termostato bimetallico, o a maggior ragione un termostato a bulbo, vengono utilizzati come regolatori di temperatura.

I cicli nei bimetallici e nei termostati a bulbo

In questo caso è fondamentale che si rispettino i 100.000 cicli minimi che vengono generalmente garantiti dai costruttori alle rispettive portate. Per i termostati bimetallici la portata è di 10A 250V e per i termostati a bulbo ci si aspetta un minimo di 16A 250V. In realtà mi è capitato di vedere un produttore europeo di termostati a bulbo garantire solo 50.000 cicli, ma francamente non lo considero idoneo a tutte le applicazioni. Invito sempre i responsabili tecnici a verificare il numero di cicli che vengono dichiarati. Sui cataloghi e sulle schede tecniche, ma anche nei certificati di omologazione.

Perché così tanti cicli? Semplicemente perché questi dispositivi vengono spesso utilizzati come regolatori di temperatura. Ciò significa che il loro compito è quello di garantire che la temperatura venga costantemente mantenuta all’interno di certi parametri. Rappresentano una barriera che la temperatura, costantemente alimentata e quindi in potenziale continuo aumento, non deve oltrepassare. Pensiamo a un forno. Ruotiamo il termostato a bulbo sulla temperatura scelta, la corrente alimenta la macchina, la resistenza si scalda, la temperatura aumenta e raggiunta la soglia sulla quale abbiamo impostato il termostato a bulbo, si aprono i contatti e tutto si ferma. Poi la temperatura diminuisce, nei tempi previsti dal progetto, e il termostato si riarma, sempre in accordo con quanto già stabilito dal produttore, in questo caso del forno. Di conseguenza la temperatura aumenta finché non raggiungerà nuovamente la soglia d’intervento.

Ipotizziamo un termostato a bulbo regolabile 50-320°C, e supponiamo che venga impostato alla temperatura massima: 320°C. Raggiunta tale temperatura il termostato interviene, i contatti si aprono e il forno non viene alimentato. Ma la temperatura ambiente diminuirà gradualmente e fino a che non si raggiungerà la soglia di ripristino, che in questo caso possiamo ipotizzare intorno ai 300°C. Solo a quel punto il forno tornerà ad alimentarsi. Ma se invece parliamo di un forno professionale, che lavora costantemente per tutta la giornata, diventa facile capire che i cicli a fine lavoro saranno stati numerosi. Moltiplicati per i giorni, i mesi e gli anni, raggiungeranno sicuramente il famoso ultimo ciclo. Ecco perché devono essere realmente garantiti i 100.000 cicli.

Un’ultima considerazione la voglio fare per i TPS, che abbiamo già incontrato. Questi componenti, lavorando a basse temperature, possono essere soggetti ad interventi anche a freddo, quindi ai sopracitati cicli meccanici. Per questo motivo il nostro partner giapponese MATSUO ha prestato grande attenzione a questo particolare testando e garantendo i TPS per almeno 2 milioni di cicli meccanici.

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