Автор: Температура в топке работающей котельной очень большая и померять ее можно при помощи термоэлектрического элемента (термопары). Такой элемент считается едва ли не только одним средством измерения больших температур, применяющимся во многих жизненных сферах человека. В данном случае речь пойдёт о такой его разновидности, как термопара для газового водогрея, работающая одновременно с автоматизированным газовым клапаном.
Приспособление и рабочий принцип термопары
На самом деле, регулярно пребывать в зоне открытого пламени может абсолютно не каждый материал. Термоэлемент же сделан из металла, точнее, из нескольких металлов, благодаря этому большой температуры не боится. Во время работы газовой котельной без него абсолютно нельзя обойтись, выход из строя термопары значит полную остановку агрегата и безотлагательный ремонт. А дело все в том, что термоэлемент работает одновременно с электромагнитным отсекающим клапаном, перекрывающим вход в топливный тракт. Стоит только данной детали поломаться, как клапан закроется, топливоподача прекратится и горелочное приспособление потухнет.
Чтобы лучше осознать рабочий принцип термопары газового водогрея, необходимо рассмотреть схему, представленную на рисунке.
Схема термопары
В основе данного принципа лежит следующее физическое явление: если надежно объединить между собой 2 разнородных металла, а после место соединения обогревать, то на холодных концах этого спая возникнет разница потенциалов, другими словами, напряжение. А при подсоединении к ним прибора для измерений цепь замкнется и появится постоянный переменный ток. Напряжение будет совсем маленьким, но этого хватает, чтобы в чувствительной катушке электромагнитного клапана появилась индукция и он открылся, давая возможность топливу пройти к запальному фитилю.
Для справки. Некоторые сегодняшние электромагнитные клапаны настолько восприимчивы, что остаются открытыми, пока напряжение при входе не станет ниже 20 мВ. Термоэлемент в обыкновенном рабочем режиме формирует напряжение порядка 40—50 мВ.
Естественно, приспособление термопары газового водогрея основано на описанном явлении, носящем наименование эффекта Зеебека. Две детали из разных металлов прочно между собой соединяются в одной или нескольких точках, при этом качество соединения играет немалую роль. Оно оказывает воздействие на параметры работы элемента и долговечность его эксплуатации. Место соединения и будет той самой частью работы, помещаемой в территорию открытого огня.
Так как для производства термоэлементов применяется очень много и самых разных пар металлов, не вдаваясь в детали, напомним, что в термопаре для газового водогрея применяется пара хромель – алюминий. К холодным концам таких металлов приварены проводники, заключенные в оболочку защиты. Второй конец проводников ставится в подходящее гнездо автоматики агрегата и крепится при помощи зажимной гайки.
В процессе розжига запального фитиля и горелки газового водогрея для топливоподачи мы открываем электромагнитный клапан ручным способом, нажимая на его шток. Газ проникает на запальной фитиль и поджигается, а термопара расположен недалеко и нагревается от его пламени. Спустя 10—30 сек кнопку можно отпускать, так как термоэлемент уже начал производить напряжение, удерживающее шток клапана в открытом состоянии.
Плюсы и минусы
Потому, что делать термопару очень просто и дешево, она стала нужным элементом автоматики и контроля в газоиспользующем оборудовании. Кроме этого, есть и иные преимущества таких изделий:
- Находясь в роли датчика контроля пламени, термоэлектрический компонент будет работать и как температурный датчик.
- Отсутствие двигающихся частей, трудных деталей и дорогого материала выполняет изделие дешевым и долговечным.
- Большой диапазон измеряемых температур.
- Достаточная точность измерений, разрешающих применять данное приспособление в технике для отопления.
- Простота, с которой выполняется процесс установки или замена термопары в котле на газу.
Из плохих качеств термоэлектрических датчиков можно подчеркнуть то, что возрастание разницы потенциалов происходит не пропорционально росту температуры, другими словами, зависимость нелинейная. Более того, рост напряжения имеет предел и он невысокий, в термопаре котлов работающих на газу его значение может достигать 50 мВ. Подобные характеристики изделия не формируют проблем при взаимном действии с отсекающим устройством, однако при измерении температуры такой слабый и нелинейный сигнал требует усиления и калибрования.
Простота и надежность конструкции термоэлектрического датчика имеют и негативную сторону. Когда такой элемент выходит из строя, что часто бывает из-за причины некачественного выполнения спая, то ремонт термопары невозможен. Изделие может просто прогореть и ремонтировать там нечего, остается только сделать замену, причем как можно скорее, так как газовый котел без термопары работать не будет. Но здесь не должно появиться больших проблем, приспособление легко снимается и отсоединяется, да и цена его вовсе не большая.
Совет. Порой термопара прекращает работать только вследствие того, что в месте соединения слабый контакт. Необходимо сделать слабее и открутить прижимную гайку, извлечь из газового клапана проводник и чрезвычайно аккуратно почистить его конец, после этого собрать все обратно.
Заключение
Несмотря на собственную обычную конструкцию, термоэлектрический компонент – одна из очень важных деталей любого нынешнего газового водогрея. Она выступает в качестве термопреобразователя и наличия пламени, обеспечивая неопасную работу отопителя. Если например случится затухание запального фитиля или превышение температуры, термопара прореагирует переменам напряжения и заставит сработать отсекающий клапан.
