Temperaturschalter: Funktion und Bauformen

Temperaturschalter Beispiel Thermostat
Ein Temperaturschalter ändert mit der Temperatur seinen Schaltzustand.

Eine der bekanntesten Anwendungen des Temperaturschalters ist die Regelung der Raumtemperatur am Thermostat einer Heizung. Dieses sorgt für eine konstante Raumtemperatur.

Funktion in einem Heizungsthermostat

Im Thermostat misst ein Temperaturschalter mit Fühler die aktuelle Raumtemperatur und vergleicht diese mit einer vorher eingestellten Solltemperatur.

Bei Unterschreiten dieses Werts bewirkt der Temperaturregler, dass die Heizungsanlage oder die Fußbodenheizung zu heizen beginnen. Darüber hinaus erteilt der Thermostatregler der Heizung den Auftrag das Heizen einzustellen, sobald der gewünschte Sollwert erreicht ist.

Bimetallschalter

Die einfachste Temperaturschalterart sind Bimetallschalter. Ihr wesentliches Element ist ein Streifen oder Plättchen, das aus einem Bimetall, also einem Verbund zweier Metalle mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, besteht. Dieser Bimetallstreifen verbiegt sich bei Erwärmung und betätigt auf diese Weise einen Sprungschalter.

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Tipp

Es gibt jedoch auch gekrümmte Bimetallplättchen, die durch einen schlagartigen Wechsel von der konkaven zu einer konvexen Krümmung selbst ein Sprungverhalten besitzen, wodurch ein zusätzlicher Sprungschalter entfallen kann.

Beide Bimetallschalterarten bewirken ein Öffnen oder Schließen eines Stromkreises, wodurch der jeweils gewünschte Prozess wie beispielsweise Heizen oder Kühlen in Gang gesetzt oder gestoppt wird. Bimetallschalter lösen beispielsweise in Wasserkochern die automatische Abschaltung des Kochers bei Erreichen der Siedetemperatur aus.

Flüssigkeitsgefüllte Temperaturschalter

Ein zweites Funktionsprinzip besteht in flüssigkeitsgefüllten Temperaturschaltern. Diese nutzen für den Schaltvorgang die Wärmedehnung einer Flüssigkeit. Hierbei befindet sich die Flüssigkeit in einem komplett abgeschlossenen Gefäß, welches über ein angeschlossenes Rohr mit einer Druckdose verbunden ist.

Bei Ausdehnung der Flüssigkeit betätigt die Druckdose den Schaltkontakt. Ein Vorteil von flüssigkeitsgefüllten Temperaturschaltern besteht darin, dass diese bei Rohrlängen von bis zu rund zwei Metern funktionieren. Somit kann der Schalter abseits der Messstelle liegen.

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Anwendungsgebiet flüssigkeitsgefüllter Temperaturschalter

Diese Temperaturschalterart wird unter anderem in Kühlschrankthermostaten eingesetzt. Sie besitzen ein Kapillarrohr, das eine leicht verdampfbare Flüssigkeit enthält, welche über eine Druckdose oder eine Membran den Schalter steuert.

Weitere Bauformen

Neben Temperaturschaltern, die mit Bimetallen oder Flüssigkeiten arbeiten, existieren ebenfalls Schalter, welche die unterschiedliche Wärmedehnung anderer Werkstoffe nutzen. So besitzen Boiler einen in einem Metallrohr befindlichen Glasstab als Schalter, der einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Rohr besitzt.

Eine weitere Variante von Temperaturschaltern findet sich in neueren Bügeleisen. Sie besitzen einen sich stark mit der Temperatur ausdehnenden Grundkörper aus Aluminiumguss, auf dem ein leicht gebogener Blechstreifen angebracht ist, der über einen Sprungschalter die Heizung des Bügeleisens betätigt.

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Unterschiedliche Einsatzarten

Temperaturschalter unterscheiden sich nicht nur durch ihr Funktionsprinzip, sondern auch in Bezug auf ihre jeweilige Verwendung:

  • Temperaturregler: Diese Geräte erfassen mittels eines Fühlers die aktuelle Temperatur, gleichen diese mit einem vorher bestimmten Sollwert ab und sorgen dafür, dass abgeglichen dieser Sollwert wieder erreicht wird.
  • Temperaturwächter: Sie dienen beispielsweise dem Schutz vor Überhitzung und dem Frostschutz in Gewächshäusern und aktivieren bei Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Temperatur den Heizer oder Lüfter.
  • Temperaturbegrenzer: Sie stoppen bei Erreichen eines bestimmten Grenzwerts den Heizvorgang und verhindern somit Schäden des Wärmeerzeugers durch Überhitzung.

Ein einstellbarer Temperaturschalter erlaubt eine individuelle Regulierung eines Temperaturwächters oder Temperaturbegrenzers. Es gibt jedoch auch Geräte, die bereits auf einen festen Schaltpunkt eingestellt geliefert werden. Es gibt Temperaturschalter, die mit 12V (Volt) arbeiten und Temperaturschalter mit 230V. So besitzen Thermostate für die Steckdose einen Temperaturschalter mit 230V.