Portál (stránky) Pushkino Moskevská oblast -> Princip fungování termočlánku plynového kotle

Termočlánek je speciální prvek, který měří teplotu uvnitř plynových kotlů a dalších zařízení – plynových sporáků, ohřívačů vody, ohřívačů vody atd. Převodník je instalován v různých zařízeních, včetně domácích a průmyslových zařízení. Termoelektrický modul velmi přesně měří vysoké teploty a jeho hlavním úkolem je bezpečný provoz plynového kotle.

Jak to funguje

Princip činnosti modulu je založen na termoelektrickém jevu (také nazývaném Seebeckův efekt). Pointa je, že pokud spojíte dva kovy s různými fyzikálními vlastnostmi a zahřejete je v upevňovacích oblastech, vznikne na studených koncích napětí (elektromotorická síla – termo-EMF).

Thermo-EMF udržuje plynový ventil otevřený. Pak je vše poměrně jednoduché – pokud se spalování v komoře energeticky nezávislého plynového kotle z toho či onoho důvodu zastaví, řídicí a měřicí modul nebude schopen udržet ventil přívodu paliva v otevřené poloze. Poté se zablokuje přívod plynu. Tím se zabrání úniku plynu do místnosti.

V důsledku toho je termočlánek jedním z klíčových prvků zodpovědných za bezpečný provoz plynového kotle sledováním úrovně teploty (aby se jednotka nepřehřívala). Použití takových prvků je relevantní pro jakékoli podobné zařízení bez ohledu na model a měřítko. Princip je jednoduchý, ale výrazně zvyšuje bezpečnost provozu plynových systémů a agregátů.

Zařízení termočlánku plynového kotle

Modul má poměrně jednoduché zařízení, které obsahuje dva vodiče z různých materiálů. Lze použít i kompenzační vodiče (pro připojení termočlánku).

Termočlánky pro domácí a průmyslové plynové kotle jsou umístěny ve speciální trubce (pro ochranu před agresivním prostředím), opatřené pohyblivou přírubou pro zajištění výrobku.

Výhody termočlánků pro regulaci plynu:

• odolnost vůči vnějším vlivům (prvky lze použít v agresivním prostředí);
• jednoduchá konstrukce (zajišťuje dlouhou životnost a nenáročnou údržbu termočlánku);
• zvýšení bezpečnosti práce s plynovými kotli a dalšími zařízeními;
• odolnost proti korozi;
• vysoká přesnost měření (chyba je minimální, ale přesné indikátory závisí na modelu).

Termočlánek funguje hladce i při extrémních teplotách.

Kontrola funkčnosti termočlánku

Porucha termočlánku regulace plynu je často určena vizuálně, když během procesu zapalování, když je tlačítko ventilu stisknuto a spuštěno, neudrží sevřenou polohu (k tomu dochází kvůli nedostatku potřebného napětí pro elektromagnetický ventil ). Někdy uživatelé řeší problém triviálním způsobem – upevněním tlačítka páskou nebo páskou, ale to nelze.

Nejčastěji se kontrola řídicího a měřicího modulu provádí pomocí multimetru.

1. Plynový kotel je odpojen od sítě a plynovodu (z bezpečnostních důvodů).
2. Volný konec termočlánku se odstraní z kotle.
3. Pracovní část prvku se zahřívá za účelem vytvoření napětí (nad hořákem nebo pomocí svíčky).
4. Odečty se provádějí pomocí multimetru (doporučuje se provádět měření po dobu 30-60 sekund a přitom pokračovat v zahřívání pracovního prvku převodníku).

Pokud modul pracuje správně, bude produkovat napětí v rozsahu od 20 do 25 mV. V závislosti na modelu může napětí dosáhnout až 50-60 mV. Ventil může držet při nižším napětí než 20 mV (například 18 mV), ale pokud klesne pod, tlačítko již nezapadne.

Poruchy tohoto zařízení jsou zcela normální, přestože je vysoce odolné vůči extrémnímu zatížení, během provozu „vyhoří“.

Ceny termočlánků pro regulaci plynu

Cena termočlánků závisí na typu zařízení. Výběr termočlánků pro plynové kotle naleznete na stránce https://boilerparts.ru/termopary/, zde jsou také uvedeny ceny. Katalog firmy Boilerparts.Ru představuje velký výběr termoelektrických zařízení v širokém cenovém rozpětí.

Obecně platí, že náklady na termočlánky jsou poměrně dostupné. Cena se může lišit v závislosti na složení zařízení (například přítomnost drahých kovů, dodatečné konektory a připojení).

Nejjednodušší způsob, jak vybrat a objednat ochranné prvky pro plynové kotle, je ve specializovaných prodejnách, včetně Boilerparts.Ru, nezávislým výběrem požadovaného zařízení (s přihlédnutím k modelu zařízení) nebo pomocí kvalifikovaných konzultantů.

Termoelektrická čidla – termočlánky – se používají výhradně v plynových kotlích a teplovodních sloupech vybavených energeticky nezávislou bezpečnostní automatikou. Úkolem prvku je hlídat přítomnost plamene hořáku nepřetržitým přiváděním napětí na solenoidový ventil řídicí jednotky SIT 630 (nebo obdobného). Naším cílem je říci vám, co je termočlánek, jak funguje a mění se v případě poruchy.

Termoelektrický snímač plamene

Termočlánek je bezpečnostní prvek plynového kotle, který při zahřátí generuje napětí a při rozsvícení kontrolky udržuje ventil přívodu paliva otevřený. Senzor zobrazený na fotografii funguje autonomně, bez připojení externího zdroje napájení. Rozsah použití termočlánků je plyn využívající energeticky nezávislé instalace: trouby, kuchyňské sporáky a ohřívače vody.

Vysvětlíme si princip činnosti termočlánku pro kotel na základě Seebeckova jevu. Pokud připájete nebo svaříte konce 2 vodičů z různých kovů, pak když se tento bod v obvodu zahřeje, vznikne elektromotorická síla (EMF). Rozdíl potenciálů závisí na teplotě přechodu a materiálu vodičů, obvykle v rozmezí 20. 50 milivoltů (na domácích spotřebičích).

Senzor se skládá z následujících částí (zařízení je znázorněno na obrázku níže):

• termoelektroda s „horkým“ spojem ze dvou rozdílných slitin, přišroubovaná maticí k montážní desce vedle zapalovacího hořáku kotle;
• prodlužovací kabel – vodič uzavřený uvnitř měděné trubky, který současně hraje roli negativního kontaktu;
• kladná svorka s dielektrickou podložkou, zasunutá do nátrubku automatického plynového ventilu a zajištěná maticí;
• Existují typy termočlánků, které jsou připojeny k automatizaci pomocí konvenčních šroubových svorek.

Poznámka. Měděná trubice je potřebná k ochraně kladného vodiče před vnějším šumem vytvářeným domácí sítí 220 V a jinými elektrickými spotřebiči. Pamatujte: minimální napětí termočlánku je pouze 20 mV.

Pro výrobu elektrod, které generují EMF, se používají speciální kovové slitiny. Nejběžnější tepelné páry:

• chromel – alumel (typ K podle evropské klasifikace, označení – THA);
• chromel – copel (typ L, zkratka – THK);
• chromel – konstantan (typ E, označený THCn).

Odkaz. Alumel je slitina niklu s hliníkem, manganem a křemíkem. Složení chromelu je 90% nikl, 10% chrom. Copel také zahrnuje nikl kombinovaný s mědí a křemíkem.

Použití slitin v konstrukci termočlánků je způsobeno lepší generací proudu. Pokud vytvoříte tepelný pár z čistých kovů, výstupní napětí bude příliš nízké. Většina generátorů tepla používaných v soukromých domech má nainstalovaná čidla TCA (chromel – alumel). Další informace o konstrukci termočlánků naleznete ve videu:

Princip činnosti kotle

Schéma zapojení termoelektrického senzoru v různých zařízeních využívajících plyn je přibližně stejné. Měřicí elektroda je umístěna v oblasti působení knotu nebo hlavního hořáku, vodič je připojen k elektromagnetu, který otevírá přívod plynu.

Základní informace. V přeplňovaných a atmosférických generátorech tepla připojených k domovní elektrické síti lze místo termočlánku použít fotoelektrické čidlo. Detekuje přítomnost ohně bez přímého ohřevu.

Jak funguje termočlánek na stojacích kotlích typu AOGV a podobných zařízeních:

1. Uživatel jednou rukou stiskne tlačítko a násilně otevře elektromagnetický ventil přívodu plynu.
2. Sekundovou ručičkou majitel domu zapne piezo zapalování, přičemž drží první klíček. Pilot se rozsvítí.
3. Podle návodu k obsluze je třeba tlačítko držet po dobu 5-30 sekund (v závislosti na modelu jednotky), během kterých knot zahřívá měřicí elektrodu.
4. V obvodu elektromagnetu se objevuje stejnosměrný proud vycházející z termoelektrod. Uživatel uvolní klíč, ale přívod paliva se nezastaví – ventil nyní drží napětí termočlánku.

Pokud z různých důvodů oheň zhasne, ohřev termočlánku skončí a EMF zmizí. Elektromagnet se vypne, pružina uzavře ventil a zablokuje cestu paliva.

Odkaz. Plynové jednotky pro ohřev vody, nezávislé na elektřině, jsou vybaveny automatizací od různých výrobců – EuroSIT, Zhukovsky plant, Arbat, Orion a tak dále. Termočlánek funguje všude na stejném principu – zatímco se elektroda zahřívá plamenem, přívod plynu bude otevřený.

Rozdíly od teplotního čidla

Kromě termočlánku je k automatickému palivovému ventilu kotle připojen tepelný válec, který je zodpovědný za vypnutí hlavního hořáku při dosažení nastavené teploty chladicí kapaliny. Externě jsou základní baňky a měděné spojovací trubky poněkud podobné. Neinformovaný majitel domu může tyto senzory snadno splést.

Uveďme si hlavní rozdíly mezi měřičem teploty a termočlánkem:

• konstrukce snímače – válcový měch vyrobený ve formě měděné baňky s utěsněným koncem;
• tepelný válec je spojen s plynovou automatikou tenčí kapilárou než snímač generující elektřinu;
• samotná baňka citlivá na teplo je instalována uvnitř ponorného pouzdra nebo skryta pod pláštěm v blízkosti vodního pláště a není připevněna v blízkosti zapalovače;
• Teploměr se vůbec neodpojuje od automatiky nebo se liší velikost upevňovací matice.

Poznámka. Termální balónek funguje na jiném principu: při zahřívání uvnitř baňky expanduje speciální kapalina. Tlak přes kapiláru se přenese na automatický ventil, který vypne hlavní hořák. Plamen zapalovače nezhasne.

Jak zkontrolovat a vyměnit termočlánek

Hlavním znakem nefunkčního snímače plamene je, že knot zhasne současně s uvolněním tlačítka. Někdy se problém projevuje jinak – kontrolka na zapalovači zůstane, ale po zapálení hlavního hořáku se opět vypne přívod paliva a kotel zhasne úplně. Důvody takových problémů:

• tepelná elektroda je pokryta sazemi a špatně se zahřívá, což způsobuje pokles napětí v obvodu pod minimum;
• vyhoření těla měřiče;
• porucha kontaktu v místě horkého spoje;
• upevňovací matice byla odšroubována, pracovní tyč je zkosená a je špatně zahřívána zapalovačem;
• trakční snímač se stal nepoužitelným nebo došlo k přerušení jeho elektrického obvodu.

Vyjasnění. Porucha snímače tahu způsobuje podobné příznaky, protože tento „koncový spínač“ je zapojen do série s termočlánkem (v otevřeném okruhu). Pro vyloučení vlivu snímače dočasně zkratujte jeho vodiče.

Pro diagnostiku budete potřebovat multimetr nebo jiné zařízení schopné měřit nízké napětí (do 100 mV). Jak probíhá kontrola:

1. Uzavřete přívod plynu do tepelného generátoru nebo průtokového ohřívače pomocí kohoutu umístěného na přívodním potrubí. Odstraňte kryt nebo přední panel jednotky.
2. Pomocí vidlicových klíčů odšroubujte matice zajišťující termoelektrodu a spojovací trubku. Demontujte snímač plamene.
3. Pečlivě zkontrolujte pracovní elektrodu, očistěte ji od sazí kartáčem a hadrem. Pokud se při vizuální kontrole zjistí vyhoření, musí být termočlánek bezpodmínečně vyměněn.
4. Přesun do kuchyně, zapalte hořák plynového sporáku. Připojte svorky multimetru ke středové svorce a měděné trubici. Nastavte nejnižší mez měření – 0.1 nebo 1 V.
5. Zahřívejte termočlánek hořákem plynového sporáku a přitom sledujte údaje na voltmetru.

Hlavní stav: Pracovní termočlánek pro kotel by měl produkovat napětí alespoň 0.02 voltu. Pokud zařízení ukazuje nuly, napětí kolísá nebo nepřesahuje 20 mV, je potřeba prvek vyměnit. Moderní snímače nelze opravit přepájením.

Poradenství. Při nákupu nového termočlánku se vždy řiďte značkou a konkrétním modelem kotle, abyste se nepletli ve značení a označení.

Pokud nechcete topné těleso vyndat předem, lze diagnostiku provést přímo na kotli. Po odšroubování matice odpojte trubici termočlánku od automatiky a připojte multimetr, jak je popsáno výše. Zatímco držíte klíč, zapalte zapalovač a odečtěte údaje ze zařízení. Nevýhoda metody: nemožnost vizuální kontroly a čištění elektrody od sazí.

Při instalaci nového termočlánku do plynového kotle upravte polohu vyhřívané tyče. V ideálním případě je elektroda vodorovná, nevychyluje se nahoru ani dolů a je dobře omývána plamenem knotu.

Závěr

Znáte-li strukturu termočlánku kotle a jak jej zkontrolovat, je snadné identifikovat problém a také vyměnit snímač doma. Zde je důležité izolovat další závady – poruchu trakčního snímače nebo cívky elektromagnetu. Poslední problém je typický pro modely domácí automatizace – Arbat, ZhMZ atd. Jak provést opravy pomocí improvizovaných prostředků, viz nejnovější video: