Termočlánok pre plynový kotol: zariadenie a princíp činnosti

Termočlánok je prakticky jediným prístrojom určeným na meranie extrémne vysokých teplôt. Zariadenie je široko používané v rôznych kotlových zariadeniach, monitoruje tepelný režim a chráni systém pred prehriatím.

Podľa GOST P 8.585-2001, termočlánok je zariadenie na reguláciu teploty pozostávajúce z 2 vodičov vyrobených z rôznych zliatin. Každá zliatina sa vyznačuje odolnosťou a elektrickým potenciálom. Kontakt medzi vodičmi nastáva na jednom aj na niekoľkých miestach a v niektorých modeloch je to možné vďaka prítomnosti kompenzačného vodiča. Na výrobu termočlánkov sa používajú drahé kovy.

Termočlánok vyzerá veľmi jednoducho a pozostáva z tvarovaného puzdra hlavy, vybaveného vekom a fosforovými podložkami, vďaka čomu je kompenzovaná lineárna expanzia elektród. Špička výrobku sa používa na spoľahlivú izoláciu pracovného spoja a ochranná rúrka pozostáva z pracovných a nepracovných častí. Všetky spojovacie vodiče sú vedené cez trysku s azbestovým tesnením. Ak sú elektródy vyrobené z ušľachtilých kovov, výrobky z fosforu alebo kremeňa sa môžu použiť ako ochranné trubice.

Presnosť odčítania prístroja je jeden stupeň.to sa považuje za pomerne významný ukazovateľ prevádzky plynových vykurovacích zariadení a neumožňuje považovať zariadenia za nástroje s vysokou presnosťou. Nepresnosť merania teploty je vysvetlená konštrukčnými vlastnosťami termočlánku. Faktom je, že spojenie dosiek-vodičov medzi sebou prebieha rôznymi spôsobmi. V niektorých modeloch sa spojenie uskutočňuje bodovým zváraním, v iných - spájkovaním alebo lisovaním.

Ak sa spojenie dvoch vodičov vykonáva zle, potom chyba bude jeden alebo viac stupňov. Toto je kritická medza chyby, ktorá môže negatívne ovplyvniť prevádzku a bezpečnosť kotla. Preto je pri výbere termočlánku potrebné zamerať sa na produkty známych a osvedčených výrobcov, pretože chyba AOGV je jedným z možných stupňov nedostupného luxusu.

Termočlánky inštalované v plynových kotloch pracujú synchrónne s elektromagnetickým vstupným ventilom, ktorý pri prvom signáli termočlánku okamžite zastaví prívod paliva. Prevádzka termočlánku je úplne založená na tzv. Seebeckovom účinku, keď dva vodiče vyrobené z rôznych materiálov prichádzajú do vzájomného kontaktu jedným alebo niekoľkými bodmi, ktoré sa nazývajú pracovné časti a sú umiestnené v oblasti otvoreného plameňa horáka. Ochranné plášte sú zvárané alebo spájkované na protiľahlých koncoch týchto kovových dosiek, ktorých druhý koniec je držaný upínacou maticou v objímke automatického snímača. V okamihu, keď sa zapne zapaľovač a horák kotla, palivo sa dodáva v ručnom režime stlačením tyče.

V dôsledku toho sa plyn privádza do zapaľovača a začína horieť, pričom sa termočlánok ohrieva s jeho plameňom. Po 15 sekundách sa tlačidlo paliva uvoľní a prívod paliva je spôsobený tým, že termočlánok začal generovať napätie, ktoré drží vreteno palivového ventilu. Priemerné napätie, ktoré je termočlánok schopný vytvoriť v dôsledku rozdielu potenciálov na studených koncoch, je v rozsahu 40-50 mV.V niektorých high-tech modeloch sa ventily vyznačujú maximálnou citlivosťou a udržiavajú sa v otvorenej polohe, až kým vstupné napätie neklesne pod 20 mV.

Termočlánky majú rovnako ako každé zariadenie výhody aj nevýhody. Medzi výhodami zariadení je možné konštatovať ich nízku cenu vďaka pomerne jednoduchému dizajnu a dlhej životnosti. Trvanlivosť zariadení je spôsobená neprítomnosťou komplexných zostáv a trecích prvkov. Dôležitou výhodou je široký rozsah meraných teplôt, ako aj jednoduchá inštalácia a demontáž zariadenia. Nie je možné ignorovať multifunkčnosť termočlánkov, čo umožňuje použitie zariadenia ako snímača riadenia plameňa a ako teplomeru.

Nevýhodou je limit napätia, ktorý je obmedzený na 50 mV. To je jeden z dôvodov chýb v údajoch, ktoré sa vyskytujú pri meraní teplôt. Absencia lineárneho vzťahu medzi teplotnými hodnotami a potenciálovým rozdielom je tiež mínus zariadenia. Okrem toho sa nedá opraviť diel, a keď zlyhá, je vymenený za nový. Niekedy je však termočlánok prerušený kvôli zlému kontaktu. Na obnovenie prevádzky kotla je potrebné odstrániť termočlánok, vyčistiť vodiče a nainštalovať zariadenie na mieste.

Moderný trh vykurovacích systémov ponúka štyri typy termočlánkov inštalovaných v plynových kotloch.

• Modely typu E Vyznačuje sa vysokým výkonom a širokým rozsahom meraných teplôt, ktoré sa pohybujú od -50 do +740 stupňov. Vodivé dosky sú vyrobené z konštantného a chrómového materiálu. Výrobné označenie výrobku je znázornené písmenom TXKn.
• Modely typu J v porovnaní s prvým typom sa líši v nižších nákladoch a je prezentovaný označením SFA. Kontaktné dosky sú vyrobené zo železa a konštantné a rozsah pracovných teplôt je od -40 do +600 stupňov.

• Modely typu K sú najbežnejšie a sú schopné pracovať pri teplotách od -200 do +1350 stupňov. Dosky sú vyrobené z hliníka a chrómu, čo vyžaduje určité obmedzenia pri ich aplikácii. Faktom je, že v podmienkach vysokého obsahu oxidu uhličitého je chróm náchylný na tvorbu zelenej hniloby, ktorá rýchlo eroduje zliatinu a vypína zariadenie. Výrobok je označený THA a je veľmi citlivý na najmenšie teplotné výkyvy.
• Modely typu N sú modifikáciou modelu E a sú schopné prevádzky pri teplotách do +1200 stupňov. Na výrobu platní sa použil nishrosil nisil. Modely tohto typu sú považované za najpresnejšie zariadenia používané v kotlových zariadeniach.

Okrem týchto typov termočlánkov existujú aj modely na výrobu ktorých sa používajú drahé druhy kovov. To výrazne zvyšuje náklady a robí ich inštaláciu v plynových kotloch nerentabilné. Napríklad dosky z veľmi presných zariadení typu M sú vyrobené z niklu a molybdénu. Takéto zariadenie je inštalované v drahých vákuových kotloch a nepoužíva sa v plynových zariadeniach.

Pre kontrolu termočlánku pre plynový kotol si pozrite nasledujúce video.