Использование газа для отопления частного дома или дачи очень удобно и экономично. Однако с этим видом топлива есть серьезные опасности. Если по какой-то причине резко потухнет горелка и вовремя не отключат подачу газа, произойдет утечка, а это может вызвать серьезные неприятности и подвергнуть опасности жизнь жителей. В газовом котле используется термопара для немедленного отключения газа в случае внезапного угасания пламени.
В этой статье мы расскажем, что такое термопара, зачем она нужна и как работает. Мы рассмотрим основные виды и наиболее частые неисправности, связанные с этими устройствами, а также способы их устранения.
Устройство, принцип работы и основные типы
Термопара — это классический термоэлектрический преобразователь, используемый для измерения температуры в различных областях промышленности, науки, медицины, а также в системах автоматического управления и контроля газовых котлов, плит и котлов.
Его конструкция очень проста и вы легко можете сделать ее самостоятельно. Два проводника из разных материалов соединяются в кольцо. Один из разъемов помещается в зону измерения, а другой подключается к счетчику или преобразователю.
Рисунок 1: Термопара для газоизмерительного прибора
Принцип термопары основан на термоэлектрическом эффекте, также известном как эффект Зеебека. Принцип действия заключается в том, что напряжение создается на стыке двух проводников из разных металлов, соединенных в кольцо. Если температура перехода такая же & # 8212; разность потенциалов равна нулю. Однако, если одна из ячеек находится в области с более высокой или более низкой температурой, появляется ненулевое напряжение, которое пропорционально разнице температур. Коэффициент пропорциональности различен для каждого металла и называется коэффициентом термоЭДС.
Фото 2: Устройство и работа термопары.
Основными материалами, используемыми при изготовлении термопар, являются драгоценные и недрагоценные металлы. Большинство их сплавов имеют довольно экзотические названия, пользующиеся большой популярностью у авторов различных кроссвордов и скандалов. В зависимости от того, какие пары металлов использовались при их изготовлении, термопары делятся на несколько типов. Ниже представлена таблица с их основными видами, обозначениями и характеристиками:
| Тип термопары | Сплав | Русская маркировка | Температурный диапазон, ° C |
|---|---|---|---|
| К. | хромель-алюмель | TXA | -200 & # 8212; 1300 |
| Дж. | железо-константан | THA | -100 & # 8212; 1200 |
| N | низилнирозил | THN | -200 & # 8212; 1300 |
| р | платина-родий-платина | TPP13 | 0 & # 8212; 1700 |
| NS | платина-родий-платина | TPP10 | 0 & # 8212; 1700 |
| B | платина-родий-платина-родий | ТЭС | 100 & # 8212; 1800 |
| Т. | медь-константан | ТМКн | -200 & # 8212; 400 |
| Э. | хромель-константан | THKn | 0 & # 8212; 600 |
| В | медь-медь-никель | -200 & # 8212; 500 | |
| NS | хромель-медь | THC | -200 & # 8212; 850 |
Хромель-алюмелевые (тип К), хромель-копелевые (тип L) и константановые (тип J) термопары чаще всего используются в газовых горелках, печах и котлах. Датчики из сплавов драгоценных металлов предназначены для работы при высоких температурах и в основном используются в литейном производстве и других отраслях тяжелой промышленности.
Фото 3: Газовая горелка на Сахалине для отопления котлов и печей.
Некоторые модели, работающие на твердом топливе, например твердотопливный котел «Лемакс» Форвард, могут быть укомплектованы газовыми горелками с термопарами для предотвращения утечки газа.
Вернуться к содержанию
Термопара в системе газового контроля (газ-контроль)
Если вы решили установить в своем загородном доме твердотопливный котел, вам не нужно беспокоиться о том, что будет, если огонь вдруг погаснет. Однако при использовании газовых приборов вам понадобится энергонезависимый выключатель, который как можно быстрее отключает подачу газа в маловероятном случае, если горелка погаснет. Современные газовые котлы имеют для этого систему газового контроля. Как это работает?
Система состоит из двух основных частей: электромагнитного клапана и термопары. Один конец датчика помещается непосредственно в пламя горелки, а другой конец соединяется с электромагнитным клапаном, который состоит из сердечника с катушкой, колпачка, возвратной пружины, якоря и резины отсечки газа.
Рисунок 4: Энергонезависимая система газового контроля для плит и котлов.
Система газового контроля работает довольно просто. Нажимая на кнопку газа, вбиваем шток в центр катушки, нагружая пружину. Согласно инструкции по розжигу газового котла, подающий клапан нужно нажимать на несколько десятков секунд. Это время необходимо для того, чтобы термопара нагрелась, и чтобы на ее концах оставалось достаточное напряжение для поддержания клапана внутри катушки.
Когда горелка гаснет, термопара начинает остывать, напряжение на концах термопары уменьшается, и в какой-то момент сила возврата пружины перевешивает электромагнитную силу, удерживающую плунжер внутри, и возвращает клапан в исходное положение, срезая газоснабжение. Обычно этот процесс занимает несколько десятков секунд.
Одной из характеристик газового регулятора является его полная электрическая независимость. В крупных тепловых комплексах, например, бытовом пеллетном котле «Светлобор», при отключении электроэнергии перестает работать вся система управления. Система контроля газа на термопаре полностью независима от электроснабжения и может надежно работать без необходимости подключения к сети.
Вернуться к содержанию
Подключение, проверка и поиск неисправностей
Одна из самых частых неисправностей газовых котлов такая: нажимаем кнопку газа, зажигаем запальник, держим нужные 30 секунд, отпускаем и горелка сразу гаснет. Одной из причин может быть сломанная термопара или плохой контакт с электромагнитным клапаном.
Рисунок 5: Подключение и проверка термопары на измерителе
Вы можете решить проблему самостоятельно, не прибегая к услугам сервисного специалиста. Для этого выполните следующие действия.
- Гаечным ключом открутите гайку крепления термопары, контактирующую с электромагнитным клапаном, и снимите ее конец.
- Проверьте разъем на предмет окислов и мусора. При необходимости используйте мелкозернистую ткань, чтобы аккуратно удалить заусенцы с контактной поверхности.
- Затем проверьте термопару мультиметром. Для этого подключите один конец к счетчику, а другой конец нагрейте газовой горелкой. Напряжение на концах хорошей термопары должно быть около 50 мВ.
- Если все показания в норме, соберите все заново и попробуйте запустить котел.
Если проблема не устраняется, вероятно, неисправен сам электромагнитный клапан или все еще имеет плохой контакт с термопарой. Если клапан поврежден, очистите соединение еще раз и попытайтесь найти положение зажимной гайки, при котором обеспечивается хороший контакт.
Если термопара повреждена, купите новую. На российском рынке есть много разных производителей, которые производят эти датчики: Арбат, АКГВ, АОГВ (завод в Жуковском), Honeywell. Цены на разные типы находятся в диапазоне 600 & # 8212; 2000 руб.
Подробнее о том, как отремонтировать термопару в газовом котле в домашних условиях, смотрите в следующем видео:
Термопары не только активно используются в автоматизации газовых плит, котлов и котлов. На их основе выпускается множество различных терморегуляторов и термометров, как бытовых, так и промышленных. Многие мастера на основе термоэлектрического преобразователя своими руками делают зарядные устройства и мини-электростанции, способные заряжать телефоны и другие маломощные устройства прямо от огня или другого открытого пламени. Надеемся, вам понравился наш рассказ и вы узнали немного больше о привычных вам нюансах такой бытовой техники.
