Un termostato diferencial es un controlador instalado con sistemas de calentamiento de agua o calefacción y refrigeración de espacios. Regula múltiples respuestas de temperatura entre elementos como paneles solares y calentadores de agua. Similar a un termostato doméstico, generalmente consta de un componente electrónico con indicadores de temperatura. Los dispositivos también pueden poseer configuraciones automáticas para ajustar la calefacción o la refrigeración. Lo que hace que esta tecnología se diferencie de los termostatos estándar es que compara temperaturas entre múltiples entornos o elementos de calefacción y refrigeración para activar y desactivar el equipo.
Por ejemplo, los sistemas solares de calentamiento de agua se basan en termostatos diferenciales para regular la temperatura a medida que el agua se mueve a través de diferentes puntos del sistema. Un colector de techo calienta el agua bombeada a través de él o entregada por convección natural; estos se conocen como sistemas activos y pasivos. El agua más fría se acumula en un cilindro y se alimenta a tubos de vacío o colectores solares de panel plano. El sol calienta el agua y el sistema la devuelve a un tanque de almacenamiento ubicado en otro lugar. A veces, un sistema de este tipo está respaldado por una caldera o un calentador de inmersión para garantizar el agua caliente en un clima nublado.
Cuando la temperatura del agua en un panel solar se eleva por encima de la temperatura del agua de un tanque de almacenamiento, el termostato activará la bomba. Esto entregará agua caliente desde el colector solar al tanque. A medida que la temperatura del agua del tanque excede la temperatura del agua en el panel solar, el termostato desactivará la bomba. Si lo hace, puede evitar que entre agua más fría en el tanque de almacenamiento.
Las unidades están disponibles en numerosos productos, aunque no son difíciles de construir para los entusiastas de la electrónica. Ocupan sistemas en varias configuraciones. Estos pueden incluir la instalación con paneles solares, bombas, tanques o sistemas simples de drenaje.
También se pueden acomodar configuraciones más complejas, como los sistemas de drenaje dividido. Los sistemas presurizados utilizan varios tanques de almacenamiento y servicio con sus propios controladores. Además, múltiples unidades de termostato diferencial pueden interactuar entre sí para controlar la recirculación o los sistemas de circuito cerrado.
Los productos de termostato diferencial varían en complejidad y pueden presentar una tecnología de conexión simple o requerir una instalación profesional. Las unidades están diseñadas para adaptarse a tipos de productos, incluidos calentadores de agua eléctricos, de gas o de combustible sólido. Pueden ser compatibles con las marcas más comunes de colectores solares, lo que convierte a estos controladores en un complemento versátil y potente para la automatización del hogar energéticamente eficiente.
Al usar sensores térmicos para comparar temperaturas entre un panel solar y un tanque de agua, el termostato diferencial puede activarse dentro de un rango de temperatura específico para hacer funcionar una bomba. El agua caliente de un panel solar puede enviarse a un tanque; cuando el agua en el tanque se calienta más que el agua en el panel solar, la bomba se cortará. Esto evita que el agua más fría ingrese al tanque y reduzca la eficiencia del almacenamiento. Estos ajustes se pueden modificar a los rangos de temperatura preferidos por el usuario.
Las construcciones comunes de productos de termostato diferencial pueden incluir sensores de temperatura, que detectan temperaturas en varios equipos. Las unidades pueden incluir chips comparadores que comparan las variaciones de temperatura, o diferenciales, entre equipos. Se puede emplear un transistor para activar una bomba o un equipo cuando una salida específica del comparador lo activa.
Estas unidades vienen con interfaces de perilla simples o con lecturas digitales más complejas con pantallas de información y varios interruptores de control. Se pueden ofrecer rangos diferenciales ajustables, protecciones contra congelamiento y pruebas del sistema. Además, las unidades pueden mostrar niveles de potencia de salida hacia y desde el controlador. Los productos a veces se venden con sensores de temperatura adicionales o monitores remotos para diagnósticos del sistema a presión.