#209 Il differenziale nelle sue diverse opzioni

Le singolari caratteristiche del differenziale di un dispositivo di protezione termica sono molto spesso le discriminanti tecniche per la scelta di un prodotto. Per questo motivo voglio fare una carrellata sulle caratteristiche che si devono considerare quando si decide di inserire uno di questi componenti in un progetto.

Il differenziale di un dispositivo di protezione termica è quella scala di valori della temperatura all’interno di un ciclo on/off, dall’intervento alla chiusura. Il differenziale varia a seconda del modello e dell’applicazione:

PROTETTORI TERMICI: Sono i dispositivi bimetallici più semplici e basici. Hanno una portata che va da 2,5A fino in genere a 16A per 250V e un numero di cicli standardizzato a 10.000. Le loro dimensioni sono molto contenute. Il differenziale è mediamente lungo, in genere 30°C +/-15°C o anche 40°C+/-15°C a seconda del costruttore, con una comune particolare attenzione nei casi in cui debbano operare in una situazione di temperatura ambiente. In questi casi i principali produttori, soprattutto quelli che operano nel mondo dei motori e degli avvolgimenti (Protettori TMC, TOMIC) garantiscono un ripristino che non sarà mai al di sotto dei 35°C, ma per fare questo la loro gamma parte da una temperatura d’intervento di 50°C.

Altre case si spingono oltre, con interventi a temperature più basse come i 20°C del KSD9700 e fino ad arrivare all’estremo con gli 0°C di intervento del KW-C2 che ha un ripristino a -15°C. Dal punto di vista dell’intervento massimo possono raggiungere i 200°C. Un caso particolare di protettore termico con un differenziale molto ristretto lo abbiamo visto in occasione dei modelli JRMA e JRMD.

TERMOSTATI BIMETALLICI: Hanno dimensioni maggiori rispetto ai protettori termici perché il disco bimetallico ha una misura di ½” e per questo molto spesso sono anche chiamati termostati ½”. Questi dispositivi, però, in funzione delle maggiori dimensioni del bimetallico offrono prestazioni più alte, a partire dalla portata, perché lavorano a 10A con un numero minimo garantito di 100.000 cicli ma sono tutti omologati anche per il 15A con 30.000 cicli. La gamma delle temperature d’intervento è molto più vasta dei protettori perché si va dai -45°C ai 425°C.

Tuttavia, è sul differenziale che possiamo individuare uno dei punti di massima forza di questo dispositivo, infatti, a seconda degli scaglioni d’intervento, possiamo posizionarci su standard di 60°C/100°C per le temperature massime sopra i 200°C, e di 15°C nelle fasce standard dai 10°C ai 175°C, con la possibilità però di controllare la temperatura di ripristino che può arrivare anche a soli 5°C+/-3°C al di sotto della temperatura d’intervento.

Questa possibilità rende particolarmente affidabile il termostato bimetallico e ne consente un impiego come dispositivo di controllo della temperatura per range molto stretti.

Quest’alta prestazione però non rappresenta solo una caratteristica positiva perché nasconde anche quelli che chiamerei degli “effetti collaterali”, vale a dire che un differenziale ristretto porta a una maggior frequenza delle ciclicità e di conseguenza a una durata della vita inferiore. Non mi riferisco al numero di cicli, perché quelli restano invariati, ma se faccio 5 cicli/ora con un reset controllato, mentre ne faccio 2 con uno standard, nel primo caso il mio termostato lavorerà per 20 mila ore, nel secondo caso 50 mila. Per questo motivo è importante valutare bene le temperature di lavoro di un termostato, sia in termini di intervento che di ripristino.

Infine, esiste un caso molto particolare che chiama in gioco sia il ripristino controllato che la temperatura ambiente, ed è il caso dei termostati antigelo. Questo dispositivo ha lo scopo di evitare che si raggiungano gli Zero gradi Centigradi per evitare la creazione di ghiaccio all’interno di una macchina o di una qualsiasi altra applicazione, e per fare questo in prossimità dello Zero si chiudono i contatti per consentire il passaggio di corrente e, in genere, il riscaldamento di un cavo o di una resistenza.

Dopodiché non ha senso che vada avanti a lavorare e quando la temperatura sale di una decina di gradi tutto si ferma perché il termostato apre nuovamente i contatti, ma questa azione ha luogo al di sotto della temperatura ambiente, che possiamo considerare tra i 19°C e i 22°C. Il risultato è che se verificate un termostato antigelo a una temperatura ambiente di 20°C, i contatti risulteranno aperti, ma il termostato è un normalmente chiuso.

Ultima casistica legata al ripristino è il NON ripristino, perché esiste una particolare famiglia di termostati bimetallici che sono definiti One Shot perché non si ripristinano; quindi, intervengono all’interno di una gamma di scelta che va da 30°C a 425°C, ma non si resettano, agiscono come termofusibili. Per lo meno è quello che sembra, perché in realtà il modello TKOS si resetta nel momento in cui la temperatura scende al di sotto dei -25°C.

Tanti modelli, tante opportunità, tante soluzioni e a ogni caso la sua uscita, ma serve molta attenzione quando si lavora a un nuovo progetto e a volte una domanda in più alla persona giusta può aprire una porta di cui prima non si immaginava nemmeno l’esistenza. Noi siamo qui per quello.