Un termoregolatore è un dispositivo che controlla le uscite di un sistema di riscaldamento o raffreddamento. Questo controllo si ottiene collegando al controller i sensori di temperatura installati nell’area riscaldata o nel sistema. I dati acquisiti dai sensori vengono confrontati con un riferimento preimpostato dall’utente; se la temperatura nel sistema dovesse deviare da essa, il controller attiva o disattiva di conseguenza la fonte di calore o raffreddamento. Esistono tre categorie principali di funzionamento del termoregolatore: controllo on/off, controllo proporzionale e controllo PID. Ciascuno svolge la stessa funzione di base di controllo della temperatura, ma offre diversi livelli di sofisticatezza e funzionalità.
I sistemi di riscaldamento e raffreddamento sono generalmente costituiti da tre componenti di base: una sorgente termica, un meccanismo di controllo e uno o più sensori. A seconda della complessità del sistema e del livello di precisione richiesto nel controllo delle temperature, i meccanismi di controllo e sensore potrebbero non essere più complessi di un interruttore bimetallico. Sistemi di produzione estesi e intricati possono, d’altra parte, presentare sofisticati controlli computerizzati che pilotano diverse fonti di calore in base ai dati ricevuti da numerosi sensori. Per ottenere questa gamma di interventi di controllo, i sistemi termodipendenti utilizzano uno dei tre tipi base di controllore di temperatura.
La prima categoria di termoregolatori è l’unità on/off. Questo è il più semplice di tutti i controller e offre un unico livello di controllo. Con questo tipo di controller, la fonte di calore funziona a piena potenza e viene spenta o accesa a seconda della temperatura dell’impianto. Una caratteristica nota come differenziale on-off è incorporata in questo tipo di controller che impedisce a relè, contattori o valvole di essere danneggiati da “vibrazioni” se le variazioni di temperatura si verificano troppo rapidamente. Questa funzione consente alla temperatura del sistema di superare il setpoint di un certo margine prima che gli interruttori del controller impediscano un rapido ciclo di accensione/spegnimento.
Il secondo tipo di termoregolatore è uno in grado di regolare la temperatura in modo proporzionale. Questo controller riduce la potenza alla quale funziona il riscaldatore quando si avvicina al setpoint di riferimento. In questo modo si evita che le temperature dell’impianto superino il set point come nel caso del controllore di tipo on/off. Se la temperatura si allontana troppo dal set point a causa di problemi ambientali, il controller funziona quindi come un’unità on/off mantenendo la potenza del riscaldatore completamente accesa o spenta.
Il terzo tipo è il controllo proporzionale con integrale e derivativo (PID). Questo tipo di controller funziona allo stesso modo delle unità proporzionali standard, ma include due regolazioni aggiuntive dipendenti dal tempo. Queste regolazioni sono in genere contrassegnate come “reset” e “rate” sul dispositivo e consentono un controllo della temperatura estremamente stabile in applicazioni in cui i requisiti di carico del sistema cambiano frequentemente. Questa variante, tuttavia, richiede la messa a punto di tutti i parametri di regolazione per funzionare correttamente.