Термопара на газовый котел

Из чего состоит и как работает

Термоэлектрический преобразователь – это простейшая конструкция, включающая в себя два соприкасающихся в одной или нескольких точках проводника. Материалом изготовления проводников выступают разнородные металлы. Такая специфика состава дает возможность прибору выполнять свои функции, так как работает термопара в газовом котле благодаря физическому процессу «эффект Зеебека». При условии прочной коммутации двух тел из разного металла и последующем разогреве соединительного участка открытым пламенем, свободные концы проводника будут давать разницу потенциала. При коммутации к ним вольтметра цепь замыкается, и на измерительном приборе фиксируется напряжение.

Хотя уровень напряжения от разницы потенциалов нагретых металлов и не очень большой, однако даже он в состоянии возбудить индукцию внутри катушек отсекающих клапанов. Когда свободные концы начнут давать напряжение, клапан автоматически срабатывает. Как результат – топливо получает свободный доступ к запальнику. Важно помнить, что последние модели клапанов имеют специфическое устройство: повышенная чувствительность катушек позволяет топливному каналу оставаться в открытом положении до падения напряжения ниже отметки в 20 мВ. Термопара обычно выдает напряжение в 40-50 мВ.

Материалы изготовления термопары для газового котла

Для изготовления термопар используются специальные сплавы, в состав которых входят благородные и неблагородные металлы. Принципиальным условием при выборе материалов является наличие у них постоянной повторяемой зависимости между перепадами температуры и напряжением. Формирование групп сплавов для производства тех или иных нагревательных приборов зависит от определенных температурных диапазонов.

В специализированных магазинах имеются следующие разновидности термопар:

  1. Тип Е (заводская маркировка – ТХКн). Материалом изготовления здесь выступают пластины хромеля и константа, что делает приборы особенно надежными. Рабочая температура допускается в диапазоне от 0 до +600 градусов.
  2. Тип J (маркировка – ТЖК). Почти полная идентичность термопары типа Е, однако хромель в этом случае заменен железом. Качество термопары типа J также отличается высоким уровнем, при более низкой стоимости. Температурный режим варьируется от -100 до +1200 градусов.
  3. Тип К (маркировка ТХА). Самая популярная разновидность термопары в котле отопления, получившая повсеместное распространение. Состоит из алюминиевых и хромовых пластин. Температурный диапазон – от -200 до +1350 градусов. Для изделий типа К характерна высокая чувствительность по отношению к температурным колебаниям, при значительной зависимости от условий эксплуатации. Активный контакт с углекислым газом приводит к заметному уменьшению срока службы. Перед тем, как почистить термопару в газовом котле, котел необходимо полностью остановить.

Температурные датчики. Классификация

Существует несколько основных типов термопар. Их различают по материалу изготовления. Основными материалами, используемыми для температурных датчиков, являются металлы — благородные и неблагородные. Именно их сочетание и стало основой классификации. Вот наиболее распространенные типы термоэлектрических элементов:

  • Тип К: Хромель и алюмель. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
  • Тип J: Железо и константан. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +700°С;
  • Тип N: Никросил и нисил. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
  • Тип R: Платинородий(13 % Rh) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0оС до +1600°С;
  • Тип S: Платинородий (10 % Rh ) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1600°С;
  • Тип B: Платинородий (30 % Rh) и платинородий (6 % Rh). Диапазон температур (длительно): от +200°С до +1700°С;
  • Тип T: Медь и константан. Диапазон температур (длительно): от -185°С до +300°С;
  • Тип Е: Хромель и константан. Диапазон температур (длительно): от -50°С до +800°С;

Типы термоэлектрических элементов

Безусловно, каждый тип термоэлемента используется в различных целях. Дорогие термопары используются в науке и промышленности, а более простые и дешевые идеальны для бытового использования — в газовых котлах или плитах.

Устройство и принцип действия термопары

Известно, что не каждый материал может постоянно находиться в открытом пламени. Как видно из описания типов термоэлектрических элементов, они изготавливаются из нескольких металлов, способных длительное время выдерживать высокие температуры. Когда термопара выходит из строя, газовый котел потребует немедленного ремонта, так как произойдет затухание горелочного устройства. Почему так происходит? Термопара работает вместе с отсекающим электромагнитным клапаном. При нарушениях в работе температурного датчика клапан закрывается, и подача газа немедленно прекращается.

Основной принцип работы термопары — термоэлектрический результат (или эффект Зеебека). Суть этого физического явления заключается в следующем:

  1. Два металла с разными физическими свойствами образуют замкнутую цепь;
  2. Место, где проводники соединены между собой путем качественной спайки, помещается в открытое пламя;
  3. На холодных концах спая возникнет напряжение — разница потенциалов.
  4. Если к ним подключить измерительное приспособление, цепь замкнется и появится электрический ток, напряжения которого будет достаточно для возникновения в катушке электромагнитного клапана индукции, которая пустит газ к запальнику.

Конструкция и принцип действия термопары

В тех случаях, когда вы не можете зажечь газовый котел, запальник тухнет, как только вы отпускаете кнопку подачи газа — можете быть уверены, что термопара вышла из строя.

Важно: качество спая металлов термопары играет очень важную роль. Место соединения помещают в зону открытого пламени, поэтому хороший спай увеличит срок службы термопары.

Для газовых котлов чаще всего используют универсальные термоэлектрические элементы типа К (хромель-алюмель), типа Е (хромель и константан) и типа J (железо и константан). Проводники в защитной оболочке, приварены к холодным концам металлов, а спай закрепляют зажимной гайкой в соответствующее место автоматики котла.

Остальные разновидности термопар в газовых котлах и установках не используются в силу того, что из-за использования дорогостоящих сплавов возрастает цена. А для газовых котлов достаточно хороши свойства простейших сплавов.

Чтобы проверить, как работает термопара, нужно подключить один ее конец к измерительному прибору — мультиметру, а другой нагреть при помощи обычного огня. Если устройство исправно, напряжение будет около 50мВ.

Принцип действия термопары достаточно прост, однако в процессе производства каждый вид термопары проходит калибровку, или, другими словами, корректировку относительно 0оС. Чем точнее измерительный прибор, которым проводят калибровку, тем точнее будет термопара. Кроме этого, добросовестный производитель не позволит себе сделать некачественную пайку металлов термопары. Поэтому старайтесь выбирать изделие проверенного бренда, покупая термодатчик для своего газового котла.

Также стоит учесть, что точка измерения не должна находиться далеко от измерительного прибора, в противном случае вам понадобится расширение проводов промежуточного соединения, а это достаточно дорого.

Преимущества и недостатки

Как любое устройство, термоэлектрические пары имеют ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам относят:

  • Долговечность устройства при невысокой цене. Это обусловлено отсутствием движущихся деталей, сложных компонентов и невысокой ценой материала изготовления (для газовых котлов не используют платиносодержащие термопары).
  • Термопара для газового котла может работать как датчик контроля температуры и датчик контроля пламени.
  • Диапазон измеряемых температур достаточно широкий, от -250°C до +2500°С
  • Для отопительной техники достойная точность измерений.
  • Простота монтажа термопары.

Энергонезависимая система газ-контроль для плит и котлов

К недостаткам относят:

  • Невозможность ремонта термопары в случае некачественного спая. Выход один — максимально быстрая замена, ведь без температурного датчика работа котла остановится.
  • Если термопарные и удлинительные провода слишком длинные, может возникнуть эффект «антенны» для электромагнитных полей.
  • Нет высокой точности измерения температур (хотя это не столь важно для работы газового котла).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *