Termopar za plinski kotao: uređaj i princip rada

Termopar je praktički jedini instrument dizajniran za mjerenje ekstremno visokih temperatura. Uređaj se široko koristi u raznim kotlovima, nadzire termalni režim i štiti sustav od pregrijavanja.

Prema GOST P 8.585-2001, termoelement je uređaj za kontrolu temperature koji se sastoji od 2 vodiča izrađenih od različitih legura. Svaka se legura razlikuje po svojoj otpornosti i električnom potencijalu. Kontakt između vodiča javlja se i na jednom i na više mjesta, a kod nekih je modela moguć zbog kompenzacijske žice. Za izradu termopara koriste se neplemeniti metali.

Termopar izgleda vrlo jednostavno i sastoji se od lijevanog tijela glave, opremljenog poklopcem i fosfornim jastučićima, zahvaljujući kojima se kompenzira linearno širenje elektroda. Vrh proizvoda služi za pouzdanu izolaciju radnog spoja, a zaštitna cijev sastoji se od radnih i neradnih dijelova. Sve spojne žice provode se kroz mlaznicu s azbestnom brtvom. Ako su elektrode napravljene od plemenitih metala, kao zaštitne cijevi mogu se upotrijebiti proizvodi fosfora ili kvarca.

Točnost očitanja instrumenta je jedan stupanj.što se smatra značajnim pokazateljem u radu plinskih uređaja za grijanje i ne dopušta da se uređaji smatraju instrumentima visoke točnosti. Netočnost mjerenja temperature objašnjava se konstrukcijskim značajkama termopara. Činjenica je da se međusobno spajanje vodiča s pločama odvija na različite načine. U nekim modelima povezivanje se vrši pomoću točkastog zavarivanja, u drugima - lemljenjem ili presovanjem.

Ako se spoj dvaju vodiča slabo izvodi, tada će pogreška biti jedan ili više stupnjeva. To je kritična dopuštena pogreška, povećanje koje može negativno utjecati na rad i sigurnost kotla. Stoga je pri odabiru termoelementa potrebno usredotočiti se na proizvode poznatih i provjerenih proizvođača, jer je za AOGV pogreška od jednog stupnja nepristupačan luksuz.

Termoparovi ugrađeni u plinske kotlove djeluju sinkrono s elektromagnetskim ulaznim ventilom, koji na prvi signal termopara odmah zaustavlja protok goriva. Operacija termoelementa u potpunosti se temelji na takozvanom Seebeck efektu, kada su dva vodiča izrađena od različitih materijala u dodiru jedan s drugim pomoću jedne ili više točaka, koje se nazivaju radni dio i nalaze se u području otvorenog plamena plamenika. Zaštitni omotači su zavareni ili zalemljeni na suprotne krajeve ovih metalnih ploča, a drugi kraj drže se steznom maticom u utoru automatskog senzora. U trenutku zapaljenja plamenika i plamenika kotla, gorivo se dovodi u ručnom načinu rada pritiskom na šipku.

Kao rezultat, plin se dovodi do upaljača i počinje goreti, zagrijavajući termoelement koji se nalazi u blizini sa svojim plamenom. Nakon 15 sekundi, gumb za dovod goriva se oslobađa i dovod goriva je zbog činjenice da je termoelement počeo generirati napon koji drži stablo ventila za gorivo. Prosječni napon koji termopar može proizvesti, zbog razlike potencijala na hladnim krajevima, je u rasponu od 40-50 mV.Kod nekih high-tech modela, ventili se odlikuju maksimalnom osjetljivošću i drže se u otvorenom položaju sve dok ulazni napon ne padne ispod 20 mV.

Kao i svaki uređaj, termoparovi imaju i prednosti i nedostatke. Među prednostima uređaja može se primijetiti njihova niska cijena, zbog prilično jednostavnog dizajna i dugog vijeka trajanja. Trajnost uređaja proizlazi iz nedostatka složenih sklopova i frikcijskih elemenata. Važna prednost je širok raspon izmjerenih temperatura, kao i jednostavna instalacija i demontaža uređaja. Nemoguće je ignorirati multifunkcionalnost termoparova, što omogućuje da se uređaj koristi i kao senzor za kontrolu plamena i kao termometar.

Nedostaci uključuju ograničenje napona, koje je ograničeno na 50 mV. To je jedan od razloga za pogreške u očitanjima koja se javljaju pri mjerenju temperature. Nedostatak linearnog odnosa između temperaturnih vrijednosti i potencijalne razlike također je minus uređaja. Osim toga, dio se ne može popraviti, a kada ga ne uspije, zamjenjuje se novim. Međutim, ponekad prekid termoelementa zbog lošeg kontakta. Za nastavak rada kotla potrebno je ukloniti termoelement, očistiti vodiče i instalirati uređaj na svoje mjesto.

Moderno tržište sustava grijanja nudi četiri vrste termopara instaliranih u plinskim kotlovima.

• Modeli tipa E odlikuje se visokim performansama i širokim rasponom izmjerenih temperatura, koji varira od -50 do +740 stupnjeva. Provodne ploče su izrađene od konstante i kromela. Oznaka tvorničkog proizvoda predstavljena je slovom TXKn.
• J tipovi modela razlikuje se u nižoj, u usporedbi s prvim tipom, troškovima i prikazuje se oznakom SFA. Kontaktne ploče su izrađene od željeza i konstantne, a radna temperatura je od -40 do +600 stupnjeva.

• Modeli tipa K su najčešći i sposobni za rad na temperaturama od -200 do 1350 stupnjeva. Ploče su izrađene od aluminija i kromela, što zahtijeva neka ograničenja u njihovoj primjeni. Činjenica je da je u uvjetima visokog sadržaja ugljičnog dioksida kromel sklon stvaranju zelene truleži, brzo erodira leguru i onesposobljava uređaj. Proizvod je označen TXA i vrlo je osjetljiv na najmanju temperaturu.
• N tip modela su modifikacija modela E i mogu raditi na temperaturama do +1200 stupnjeva. Za proizvodnju ploča korišteni su nisros i nisil. Modeli ovog tipa smatraju se najtočnijim uređajima koji se koriste u kotlovskoj opremi.

Osim ovih vrsta termoparova, postoje modeli za proizvodnju kojih se koriste skupe vrste metala. To značajno povećava troškove i čini njihovu ugradnju u plinske kotlove neprofitabilnima. Na primjer, ploče iznimno preciznih uređaja tipa M izrađene su od nikla i molibdena. Takav uređaj ugrađen je u skupe vakuumske kotlove i ne koristi se u plinskoj opremi.

Za upute kako provjeriti termoelement za plinski kotao pogledajte sljedeći video.