Jak funguje termočlánek v plynovém kotli?

Termočlánek pro plynový kotel je termoelektrický měnič pro automatické řídicí a monitorovací systémy plynových zařízení. Zařízení slouží jako hlavní prvek ochrany regulace plynu a je navrženo tak, aby zajistilo co nejrychlejší odstavení přívodu plynu v případě zhasnutí plamene.

Konstrukce a princip činnosti termočlánku v plynovém kotli

Termočlánek se skládá ze dvou vodičů z různých druhů kovů, odolných vůči maximálním teplotám, které jsou spojeny do prstence. Jeden z pájecích bodů je instalován v oblasti měření, druhý je připojen k převodníku. Fyzikální jev v podobě termoelektrického jevu (Seebeckův jev) tvoří základ fungování termočlánku:

• dva prvky z různých kovových základen jsou pevně spojeny v jednom bodě. Rozdíl ve složení vodičů je základním faktorem provozu zařízení,
• když je přechod umístěn v otevřeném ohni, objeví se potenciálový rozdíl na druhých koncích pájeného vodiče.

Jak vypadá termočlánek pro plynový kotel?

Dále se na studené konce zařízení připojí voltmetr, obvod se uzavře a měřící zařízení ukazuje napětí.

Jak funguje čidlo plamene v plynovém kotli?

Plamenové ionizační čidlo je zařízení, které je určeno k zajištění bezpečného provozu zařízení plynového kotle. Zařízení hlídá přítomnost ohně, a pokud zjistí nedostatek plamene, automaticky kotel vypne. Princip činnosti snímače plamene plynového kotle poskytuje následující:

• funkčnost je založena na tvorbě iontů a elektronů při zapálení plamene. Vznik iontového proudu způsobí proces přitahování iontů k ionizační elektrodě. Zařízení je připojeno k čidlu řízení spalování,
• Pokud je při kontrole čidlem regulace spalování zjištěna tvorba dostatečné hladiny iontů, znamená to, že kotel funguje normálně. Pokud se hladina iontů sníží, čidlo zablokuje provoz kotlového zařízení.

Mezi klíčové důvody pro provoz ionizačního senzoru patří znečištění ventilu a nesprávný poměr hladiny plynu a vzduchu. To se také stává, když se na zapalovacím zařízení usadí velké množství prachu.

Hlavní typy termočlánků pro plynový kotel

Při výrobě termoelektrických měničů se používají slitiny ušlechtilých a obecných kovů. Pro specifické rozsahy provozních teplot se používají určité skupiny slitin. V závislosti na kovových párech používaných při výrobě jsou zařízení rozdělena do několika typů. K provozu kotlových zařízení na plynné palivo se nejčastěji používají následující typy zařízení:

• termočlánek typu E. Tovární označení ТХКн, sestává z destiček vyrobených z chromelu a konstantanu. Zařízení je určeno pro teplotní rozsah od 0°C do +600°C,
• typ J. Poskytuje složení železa a konstantanu, značení TFA. Používá se pro provozní teploty od -100°C do +1200°C,
• typ K s označením TXA, vyrobený na bázi desek z chromelu a alumelu. Teplotní rozsah použití termočlánku typu K je významný – od -200°C do +1350°C,
• typ L s označením THC. Konstrukční prvky jsou chromel a copel. Zařízení je určeno pro teploty od -200°C do +850°C.

Termočlánek pro plynový kotel typ J

V těžkém průmyslu se používají následující vzorky výrobků:

• typ S s označením TPP10 je kompozice platina-rhodium-platina. Používá se v instalacích při teplotách do +1700 °C,
• typ B s označením TPR se skládá ze složení platinově-rhodium-platinově-rhodiových desek. Výrobek je určen pro teplotní rozsah od -100°C do +1800°C.

Ze slitin drahých kovů jsou vyráběny i další verze podobných zařízení, které jsou relevantní v těžkém průmyslu a slévárnách.

Výhody a nevýhody

Klíčovou výhodou termoelektrického měniče je to, že má jednoduché zařízení, pokud je to nutné, není obtížné jej vyrobit sami. Zařízení se snadno používá, je také důležité, aby bylo energeticky nezávislé. Tuzemští i zahraniční dodavatelé nabízejí pestrou škálu těchto produktů, jejichž cena se značně liší v závislosti na typu a značce.

Nevýhodou je nutnost jeho výměny za novou verzi, pokud se termočlánek rozbije, protože jej nelze obnovit. Zařízení, která jsou citlivá na minimální změny teploty, jsou vysoce závislá na okolním prostředí. Pod vlivem oxidu uhličitého se tedy výrazně snižuje životnost zařízení, zvyšuje se riziko poruchy, což je doprovázeno náklady na výměnu termočlánku.

Termočlánek v systému řízení plynu

Při provozu plynového zařízení je vyžadována energeticky nezávislá automatika, která pomáhá rychle uzavřít přívod plynu v případě, že plamen náhle zhasne. Moderní topné kotle s plynovým hořákem jsou vybaveny systémem regulace plynu, který obsahuje elektromagnetický ventil a termočlánek. Mezi komponenty elektroventilu patří:

• jádro s vinutím,
• víčko,
• vratná pružina,
• kotva,
• gumička blokující přívod plynu.

Když stisknete tlačítko přívodu plynu, tyč je pohřbena uvnitř cívky a pružina se nabije. Podle předpisů by měl být přívodní ventil držen asi 30 sekund, aby se termočlánek zahřál a na koncích se vytvořilo napětí pro udržení ventilu uvnitř cívky. Termočlánek se začne ochlazovat, pokud hořák zhasne. Co se stane dál:

• toto je doprovázeno poklesem napětí na koncích termočlánku,
• vratná síla pružiny převyšuje elektromagnetickou sílu, která drží tyč uvnitř cívky,
• ventil se vrátí do původní polohy a přívod plynu se uzavře.

To je práce termočlánku v plynovém kotli. Systém regulace plynu založený na termočlánku je vysoce spolehlivý, a to i díky tomu, že může fungovat bez připojení k elektrické síti.

Nuance připojení a ověřování

Připojte termoelektrický převodník k měřicímu zařízení pomocí kompenzačního kabelu. Aby se chyba měření co nejvíce minimalizovala, jsou jádra tohoto vodiče vyrobena ze stejného materiálu jako samotný senzor.

Zkontrolujte funkčnost termočlánku následovně:

• jeden konec zařízení je připojen k multimetru,
• druhý konec je ručně ohříván pomocí zapalovače nebo plynového hořáku.

Pro kontrolu funkčnosti termočlánku připojte jeden konec zařízení k multimetru

Pokud je zařízení v dobrém stavu, je to indikováno přítomností napětí v oblasti 50 mV.

Možné poruchy a způsoby jejich odstranění

Pokud se po stisknutí tlačítka přívodu plynu hořák zapne a okamžitě zhasne, znamená to poruchu termočlánku. Může to být také důsledkem špatného kontaktu mezi převodníkem a elektromagnetickým ventilem.

Oprava poruchy termočlánku plynového kotle je následující:

• sejměte konec termočlánku odšroubováním upínací matice pomocí klíče, pomocí které je převodník připevněn k ventilu,
• pokud při kontrole zjistíte přítomnost nečistot nebo oxidů, očistěte kontaktní plochu jemným brusným papírem,
• Dále pomocí multimetru zkontrolujte funkčnost zařízení.

Pokud při kontrole čidlo ukazuje napětí 50 mV, můžete zkusit spustit kotel. Pokud problém přetrvává a hořák zhasne, může to znamenat vadný solenoidový ventil.

Pokud je ventil v provozuschopném stavu, je nutné zajistit správné připojení převodníku k ventilu: najít vhodnou polohu upínací matice pro optimální kontakt.

Měli byste vědět, že pokud selže měnič plynového kotle, zařízení nelze obnovit. Zde je nutné vyměnit termočlánek instalací nového vzorku. Produkty této kategorie nabízí mnoho tuzemských i zahraničních výrobců, včetně Arbatu, závodu Zhukovsky AOGV, koncernu Honeywell a dalších průmyslových společností. Cenové rozpětí tohoto zařízení se pohybuje mezi 600-2000 rublů.

Hlavní oblasti použití termočlánků jsou automatizace plynových zařízení, instalace slévárenského průmyslu a mnoho dalších oblastí výroby. Na základě tohoto zařízení byla vyvinuta celá řada termostatů a teploměrů pro domácí i průmyslové použití. V rukou lidových řemeslníků se termoelektrický konvertor může stát základem pro mini elektrárnu, používá se k vytvoření nabíječek, pomocí kterých můžete nabíjet nízkoenergetická zařízení z otevřeného ohně, včetně ohně.