Jak funguje termočlánek v plynovém kotli?

I běžnému člověku, který je daleko od plynárenských záležitostí, jedno jméno objasňuje, že se jedná o jeden z prvků zařízení automatického kotle. Ve skutečnosti je termočlánek pro plynový kotel klíčovou součástí bezpečnostního systému. Bez správně fungujícího snímače nebude jednotka schopna provozu a nové modely s elektronickými jednotkami se ani nespustí. Proto je třeba vyměnit termočlánek s problémy, jinak plynový kotel selže.

Konstrukce a princip činnosti plynového kotle

Činnost senzoru přímo souvisí s hořákem. Abyste pochopili fungování termočlánku v plynovém kotli, musíte pochopit, jak je spalování plynu organizováno v hořáku, nebo přesněji, jak je řízen proces spalování směsi plynu a vzduchu.

Moderní plynový kotel vybavený AOGV pracuje v následujícím pořadí:

• plynový ventil se otevírá na základě signálu z tlakového spínače a snímače tlaku vody;
• zapálení plamene na hořáku;
• pokud se objeví signál z termočlánku, plynový ventil je zablokován v otevřené poloze, pokud ne, pružina odmítne uzavírací jehlu a přeruší přívod plynu;

Provoz plynového hořáku kotle je založen na obráceném principu. Aby byl plyn neustále přiváděn do spalovací zóny, musí být teplotní snímač v dobrém provozním stavu.

Kterýkoli z těchto faktorů ovlivňuje stupeň ohřevu „horkého“ spoje a zároveň bezpečnost plynového kotle:

• „bloudivý“ kontakt na termočlánku;
• nesprávné míchání plynu se vzduchem;
• porušení stechiometrického spalování, kvůli kterému je teplota čela plamene nižší nebo vyšší;
• usazeniny sazí na pracovním konci teplotního čidla.

V souladu s tím termočlánek reaguje se sníženým napětím a automatika kotle vypne přívod plynu do kotle.

Elektrický.
Tuhé palivo.
Kotel nemám.
Hlasovalo: 45

Jak funguje čidlo plamene v plynovém kotli?

Termočlánek svým vzhledem připomíná obyčejnou měděnou trubku s upevňovací maticí na konci. Přes zdánlivou jednoduchost je termočlánek plynového kotle optimalizován pro dosažení maximální citlivosti a spolehlivosti čidla.

Termočlánek se skládá ze čtyř částí:

• hrot, hlavice nebo horký spoj teplotního senzoru;
• měděná trubka – prodlužovací kabel;
• ochranný rukáv;
• kontakt chráněn dielektrickou podložkou.

Hrot je spoj vyrobený ze dvou různých kovů nebo slitin. Dvě malé části, z nichž jedna vypadá jako zaoblený kužel, druhá je stejný kužel, ale menší.

Vnitřní kužel hrotu je vyroben z jedné slitiny, může být „copel“, vložen do vnějšího pláště „chromelu“. Oba díly jsou pájeny pod tlakem tak, aby mezi nimi vznikla společná plocha. Čím větší je jeho plocha, tím vyšší je citlivost termočlánku a nižší provozní teplota.

Objímka je vyrobena z bronzu nebo mosazi, má za úkol chránit šev mezi hlavicí termočlánku a měděným nástavcem. Uvnitř měděné trubky je měděný vodič, který vyčnívá ven a končí na kontaktní podložce s izolační dielektrickou podložkou. Tento konec se zasune do kontaktního konektoru (+) na AOGV a pevně se upevní pomocí montážní matice. Horký spoj je instalován na držáku vedle zapalovacího zařízení.

Pro plynové kotle se používá AOGV s termočlánkem, upevněným armaturou nebo elektroblokem. Pokud máte možnost si vybrat, je lepší zvolit model s montážní maticí.

Problém je v tom, že napětí na termočlánku je extrémně nízké u přechodu chrom-copel nepřesahuje 25 mV. To znamená, že i mírná oxidace kontaktní plochy může způsobit nestabilní provoz zapalovacího systému plynového kotle. U modelů, kde je kontaktní podložka upevněna pomocí montážní matice, takové problémy nevznikají.

Jak funguje snímač teploty “horké” slitiny v plameni?

Princip činnosti termočlánku je založen na fyzikálním jevu termoEMF. Pokud svaříte dva vodiče z různých kovů v jednom bodě a jeden z nich zahřejete a druhý ochladíte, objeví se na koncích potenciálový rozdíl.

U termočlánku pro plynový kotel působí vnější povrch hlavice jako horký vodič a vnitřní povrch jako studený vodič. Teplo se z něj odebírá měděným vodičem. Teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním prostředím může dosáhnout několika stovek stupňů.

Napětí na termočlánku, když plynový hořák hoří, závisí na slitinách a kovech použitých ve spoji. Ty nejcitlivější na bázi kovů platinové skupiny produkují dlouhodobě až 50 mV. Snímače na bázi neželezných kovů dávají 17-25 mV.

Teplotní senzor není ponořen přímo do čela plamene. To nelze provést, protože když se teplotní senzor dostane do kontaktu s plamenem horkého plynu, všechny části se zahřejí na vysokou teplotu a termoEMF efekt zmizí.

Proto umístí termočlánek ve vzdálenosti 3-4 cm od zapalovače. To zajistí ohřev horkého spoje a normální chlazení měděné trubky. Termočlánky se instalují i ​​do topných kotlů na tuhá paliva. Například u modelu Lemax je teplotní čidlo instalováno nad roštem.

Hlavní typy termočlánků pro plynový kotel

Existuje mnoho modelů snímačů teploty předního spalování pro plynová zařízení. Pro termočlánky existuje dokonce GOST R 8.585-2001. Liší se od sebe délkou měděné trubky, provedením a tloušťkou hlavice horkého spoje a způsobem upevnění kontaktní podložky na bloku AOGV.

Všechny modely jsou k dispozici ve standardních délkách od 30 do 150 cm v krocích po 30 cm Matice kování může mít závit M8x1, M9x1, 11/32 palce nebo kleštinu M10x1. U některých modelů AOGV se používá kontaktní blokový konektor.

Termočlánky se také liší použitými slitinami.

Pro řídicí systémy plynových kotlů se používají čtyři typy slitin:

• typ E se vyrábí svařováním konstantních a chromelových slitin. Pracuje při teplotách až 740 ℃;
• typ J je vyroben na bázi železa a konstanty. Provozní teplota až 600 ℃;
• typ K má spoj z hliníku a chromu. Pracuje stabilně až do 1350 ℃ a má rychlou odezvu na změny teploty. U kotlů na uhelné brikety a plynové palivo se nepoužívá z důvodu vysoké citlivosti na zvýšený obsah CO, CO₂;
• Typ N pracuje při teplotách do 1200℃. Nichrosil a nisil se používají ve spojení. Má vysokou přesnost. Používá se ve vysoce výkonných plynových kotlích.

Kromě termočlánků pro neželezné kovy existují modely založené na přechodu platina-platina-rhodium. Mají vysokou provozní stabilitu a nízkou citlivost na znečištění zplodinami hoření plynových a briketových paliv.

Cena platinových termočlánků je řádově vyšší než u chromových a železných, ale teplotní senzory na přechodech platina-rhodium se používají hlavně v průmyslu. Nemá smysl zkoušet je instalovat na domácí plynové kotle bez shuntu, protože provozní napětí je téměř dvojnásobné oproti potenciálu u nejběžnějších modelů Chromel-Copel.

Výhody a nevýhody

Zdálo by se, proč instalovat další zařízení do plynového kotle, když na výměníku tepla je již tepelné čidlo. Jakmile teplota měděných stěn a vody stoupne o deset stupňů, automatika pochopí, že ke spalování plynového paliva dochází jako obvykle. Ale není to tak jednoduché.

Pozitivní aspekty použití teplotního senzoru na spojení dvou kovů

První a nejdůležitější výhodou termočlánku je jeho jednoduchá konstrukce a extrémní spolehlivost zařízení. Při pravidelné údržbě a seřizování hořáku plynového kotle může čidlo spalování vydržet 20-25 let.

Dalším plusem je mírná setrvačnost přístroje. Termočlánek se aktivuje do 20-25 sekund od okamžiku, kdy se objeví nebo zmizí plamen. Byly pokusy zjednodušit konstrukci plynového kotle a přenést funkce snímače teploty předního spalování na snímač teploty. Ukázalo se však, že doba ohřevu nebo chlazení spirály senzoru je řádově delší než doba termočlánku. V důsledku toho by se v plynovém kotli mohlo nahromadit nebezpečně velké množství plynu a vzduchu.

Nevýhody použití termočlánku

Negativních stránek je málo. Životnost snímače závisí na kvalitě plynu, úplnosti spalování paliva a intenzitě usazování sazí na povrchu křižovatky. Pokud je plyn kontaminován těkavými karbonyly kovů a parami těžkých ropných produktů, pak se hlava křižovatky pokryje bělavým nebo uhlíkovým povlakem.

Termočlánek nelze repasovat ani obnovit. Pokud tedy selže, není jiné východisko, než vyměnit termočlánek v plynovém kotli. A nejlépe stejný model.

Součást je vystavena zkratu. Příčiny nejsou známy, ale předpokládá se, že je to způsobeno kondenzací hromadící se uvnitř měděné trubky.

Termočlánek v systému řízení plynu

Existují dvě možnosti ovládání předního snímače spalování. První se používá v moderních kotlích vybavených elektronickou automatikou pro sledování a řízení topného procesu. Zpravidla je kontakt z termočlánku připojen k zapalovací jednotce. Napětí z termoEMF přiváděné na desku otevírá elektronický spínač na bázi tyristoru nebo tranzistoru. A to zase otevře elektromagnetický ventil přívodu plynu.

Když je kotel zapnutý, po dobu 20-25 sekund, dokud se křižovatka nezahřeje, je elektronický klíč držen otevřený kondenzátorem. Pokud není do klíče z termočlánku přivedeno napětí, kondenzátor se vybije, ventil se uzavře a přívod plynu se zastaví.

Druhá možnost se používá u starých stojacích plynových kotlů bez elektronických součástek. Zapnutí se provádí stisknutím tlačítka a mechanickým odblokováním magnetického ventilu. Pokud dojde k zapálení plynového hořáku a na termočlánku se objeví termoEMF, pak generované napětí zablokuje ventil v otevřené poloze.

Nuance připojení a ověřování

Ověřovací postup musí být proveden, pokud se kotel rozběhne nestabilně nebo pokud elektronická zapalovací jednotka neočekávaně přejde do nepřetržitého cyklu start-stop. V druhém případě jsou často nepřiměřené nároky na kontakty na termočlánku. Ve skutečnosti je na vině kompenzační kondenzátor zapalovací jednotky.

Nezapomeňte zkontrolovat nový termočlánek. K tomu stačí připojit sondy multimetru k centrálnímu kontaktu (+) a měděné trubici (-). Nastavte limit měření na 1 V nebo 0,1 V, zahřejte spoj svíčkou nebo plynovým zapalovačem. Na obrazovce by mělo být alespoň 18 mV.

Starý termočlánek na kotli s AOGV lze zkontrolovat bez demontáže zařízení:

• odšroubujte upevňovací matici bloku AOGV;
• zapálit papillona;
• připojte sondy a odečtěte hodnoty.

Tato metoda umožňuje získat nejpřesnější data. Multimetr by měl ukazovat alespoň 25-28 mV.

Dávejte pozor na polohu objímky se spojovací hlavou. Měl by stát svisle a plamen zapalovače by měl obtékat pouze horní 3 mm teplotního senzoru. Jakékoli jiné možnosti vedou k přehřátí nebo podhřátí zařízení.

Možné poruchy a způsoby jejich odstranění

Navzdory tomu, že konstrukce snímače teploty je jednoduchá a neobsahuje složité, rozbitné prvky, může být termočlánek také důvodem pravidelných odstávek plynového hořáku.

Kontrola začíná testem spuštění kotle. Pokud je přívod plynu zablokován několik sekund po spuštění automatizace, pak je třeba nejprve zkratovat kontakty na tlakovém spínači. Snímač trakce je umístěn v obvodu řízení automatizace, stejně jako snímač teploty, takže musí být v době testování vyloučen.

Nedostatek spolehlivého kontaktu

Často je hořák zablokován z jednoduchých důvodů. Například došlo k odšroubování upevňovací matice nebo znečištění povrchu kontaktní podložky. Je třeba odšroubovat šroubení, otřít závity a kontaktní podložku alkoholem, zkontrolovat stav izolačního těsnění a našroubovat zpět matici šroubení.

Znečištění nebo oxidace povrchu přechodu

Teplota přechodu je vždy o 100-150 ℃ nižší než teplota čela plamene. Proto během provozu povrch zarůstá plakem, díky čemuž je přesnost termočlánku výrazně snížena. Organické nečistoty se smyjí lakovým benzínem a acetonem, vše ostatní se odstraní kartáčkem s bronzovými štětinami.

Vyhořet

Pozná se přítomností mikroskopických dutin a oblastí spáleného kovu. Někdy lze poškození určit umístěním měděné trubky do vody a silným foukáním. Objeví se vzduchové bubliny. V tomto případě musí být termočlánek v plynovém kotli vyměněn za nový.

Ujistěte se, že označení závitu na náhradní armatuře odpovídá označení starého termočlánku.

Špatná poloha

Při servisu hořáku je nutné demontovat boční obložení, tepelnou izolaci, zapalovací svíčku a termočlánek. Často situace končí instalací objímky pod úroveň zapalovače. V souladu s tím se množství tepla vedoucího ke spoji významně snižuje a doba odezvy termočlánku se mnohonásobně zvyšuje.

Před rozebráním plynového hořáku se proto bude hodit udělat pár fotek fotoaparátem vašeho telefonu. Taková bezpečnostní síť pomůže umístit zapalovací prvky do správné polohy.

Termočlánek pro plynový kotel byl a zůstává hlavním prvkem bezpečnostního systému. Pokud selže, je lepší jej vyměnit za analogový, aniž byste experimentovali s modely z plynových sporáků, pecí nebo reproduktorů.

Jak zkontrolovat termočlánek kotle, sporáku, sloupu: video.

Podělte se o své zkušenosti, ať už jste museli opravit termočlánek nebo jej vyměnit za čidla z jiných modelů plynových kotlů. Jak úspěšná byla tato náhrada? Uložte si článek do záložek a sdílejte jej s přáteli na sociálních sítích.

Jevgenij Afanasjev Hlavní editor

Autor publikace 12.12.2021

Líbí se vám článek?
Šetřete, abyste neprohráli!