En muchos hogares, el elemento central del sistema de calefacción es una caldera de gas. Sin embargo, para mantener el dispositivo en buen estado, es necesario tener en cuenta las peculiaridades del funcionamiento del equipo.
Por ejemplo, durante el funcionamiento de la planta de calderas dentro de la cámara de combustión. temperatura del aire sube, por lo que es importante control este parámetro.
Un termopar se utiliza especialmente para esto: un dispositivo termoeléctrico, que es prácticamente el único dispositivo para medición precisa de temperaturas elevadas. Hoy en día, se utilizan equipos que funcionan en conjunto con válvulas automáticas.
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Características del control de temperatura en calderas de gas con termopar.
El uso generalizado de equipos se debe al hecho de que este dispositivo se considera la forma principal de medir la temperatura del aire, así como controlar el nivel de la llama.
Después de todo, el dispositivo no está expuesto a altas temperaturas y funciona de acuerdo con un principio especial que le permite obtener lecturas precisas y responder rápidamente incluso a cambios menores.
Para qué sirve
Un termopar es un dispositivo que se instala en un equipo de calefacción y está diseñado para convertir energía térmica en corriente eléctrica para bobinas electromagnéticas y sirve como componente principal de la protección de control de gas. El dispositivo funciona junto con válvula de cierre especial de gas, bloqueando el flujo de combustible.
Principio de funcionamiento
Para la fabricación del dispositivo se utiliza aleación de metal... Puede soportar la exposición a altas temperaturas. Sin embargo, si ocurre una falla en el equipo, se detendrá el funcionamiento de la caldera de gas.
Foto 1. Termopar para caldera de gas con equipo automático 345-1000 mm, Rusia.
Después de todo, este termoelemento funciona junto con una válvula de cierre electromagnética especial que regula el flujo de gas en la ruta del combustible, que se cierra inmediatamente después de que el termopar se descompone.
El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en el siguiente fenómeno físico: dos metales se unen y cuando se calienta en los puntos de unión (el área de trabajo que se coloca en la llama) aparece en los extremos fríos Voltaje... Esto se llama efecto Seebeck.
¡Atención! Muchos modelos de electroválvulas son sensibles, por lo que permanecen abiertas hasta que el voltaje en la entrada no bajará a 20 mV.
Especificaciones
El termopar tiene los siguientes parámetros técnicos:
- amplia gama temperaturas;
- alta precisión mediciones;
- mayor resistencia a corrosión;
- electrónico mecanismo de control.
En que consiste y como funciona
Un convertidor termoeléctrico es el diseño más simple que incluye dos conductores que se tocan en uno o más puntos. Los metales diferentes son el material para la fabricación de conductores. Esta especificidad de la composición permite que el dispositivo realice sus funciones, ya que el termopar trabaja en una caldera de gas debido al proceso físico "efecto Seebeck". Siempre que dos cuerpos hechos de diferentes metales estén firmemente conectados y la sección de conexión se caliente posteriormente con una llama abierta, los extremos libres del conductor darán una diferencia de potencial. Cuando se les cambia un voltímetro, el circuito se cierra y el voltaje se registra en el dispositivo de medición.
Aunque el nivel de voltaje de la diferencia de potencial de los metales calentados no es muy grande, incluso él es capaz de inducir inducción dentro de las bobinas de las válvulas de corte.Cuando los extremos libres comienzan a ceder, la válvula se activa automáticamente. Como resultado, el combustible tiene libre acceso al encendedor. Es importante recordar que los últimos modelos de válvulas tienen un diseño específico: la mayor sensibilidad de las bobinas permite que la línea de combustible permanezca abierta hasta que la tensión caiga por debajo de 20 mV. Un termopar normalmente produce un voltaje de 40 a 50 mV.
Variedades
El termopar se caracteriza por una estructura simple. Con las habilidades adecuadas, este dispositivo incluso se puede hacer con sus propias manos en casa. Sin embargo, es mejor comprar un aparato industrial antes de haber estudiado especificaciones, así como características de todo tipo de dispositivos.
Empresas especializadas producen termopar de tres tipos:
- Tipo E - Se utilizan dos placas para la fabricación: constantan y chromel. Este dispositivo se caracteriza por un mayor rendimiento. Además, controla el proceso que tiene lugar en el rango de temperatura de -5 ° С a 74 ° С.
- Tipo J - en lugar de un cromel, se instala una placa de hierro en el dispositivo, que no afecta en absoluto las características técnicas del dispositivo. Tiene mayor sensibilidad a los cambios y el rango de temperatura: de -4 ° С a 74 ° С.
Tipo K - estos termopares son los más populares. Están equipados con placas de aluminio y cromo.
El rango de trabajo varía dentro de -20 ° С a 135 ° С, y los fabricantes lograron incrementar la sensibilidad en sí en varias posiciones.
La vida útil de este dispositivo está determinada por entorno de uso: así, en el dióxido de carbono, una placa de cromo se oxida en forma de podredumbre verde, la aleación se deteriora rápidamente y el dispositivo pierde sus propiedades no magnéticas.
Existen otros tipos de termopares, sin embargo, no son aptos para su uso en calderas de gas por razones:
- las aleaciones contienen metales carospor tanto, tienen un coste elevado;
- tales modelos no son nada no mejor que los tipos K, E o J.
Sensores de temperatura. Clasificación
Hay varios tipos básicos de termopares. Se distinguen por el material de fabricación. Los principales materiales utilizados para los sensores de temperatura son metales, nobles y no nobles. Fue su combinación la que se convirtió en la base de la clasificación. Aquí están los más tipos comunes de elementos termoeléctricos
:
- Tipo K: Cromel y Alumel. Rango de temperatura (a largo plazo): de 0 ° С a + 1100 ° С;
- Tipo J: Hierro y Constantan. Rango de temperatura (a largo plazo): de 0 ° С a + 700 ° С;
- Tipo N: Nikrosil y Nisil. Rango de temperatura (a largo plazo): de 0 ° С a + 1100 ° С;
- Tipo R: platino-rodio (13% Rh) y platino. Rango de temperatura (largo plazo): de 0 ° C a + 1600 ° C;
- Tipo S: platino-rodio (10% Rh) y platino. Rango de temperatura (a largo plazo): de 0 ° С a + 1600 ° С;
- Tipo B: platino rodio (30% Rh) y platino rodio (6% Rh). Rango de temperatura (a largo plazo): de + 200 ° С a + 1700 ° С;
- Tipo T: Cobre y Constantan. Rango de temperatura (a largo plazo): de -185 ° С a + 300 ° С;
- Tipo E: Cromel y Constantan. Rango de temperatura (largo plazo): de -50 ° С a + 800 ° С;
Tipos de elementos termoeléctricos.
Por supuesto, cada tipo de termoelemento se utiliza para diferentes propósitos. Los termopares costosos se utilizan en la ciencia y la industria, mientras que los termopares más simples y económicos son ideales para uso doméstico, en calderas o estufas de gas.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del termopar.
Se sabe que no todos los materiales pueden exponerse permanentemente a una llama abierta. Como se puede ver en la descripción de los tipos de elementos termoeléctricos, están hechos de varios metales que pueden soportar altas temperaturas durante mucho tiempo. Cuando el termopar falla, la caldera de gas requerirá reparación inmediata, ya que el quemador se apagará.¿Por qué está pasando esto? El termopar funciona junto con una válvula solenoide de cierre. En caso de un mal funcionamiento del sensor de temperatura, la válvula se cierra y el suministro de gas se interrumpe inmediatamente.
El principio básico de un termopar es un resultado termoeléctrico (o efecto Seebeck). La esencia de este fenómeno físico es la siguiente
:
- Dos metales con diferentes propiedades físicas forman un circuito cerrado;
- El lugar donde los conductores están interconectados mediante soldadura de alta calidad se coloca en una llama abierta;
- En los extremos fríos de la unión, aparecerá un voltaje, una diferencia de potencial.
- Si les conecta un dispositivo de medición, el circuito se cerrará y aparecerá una corriente eléctrica, cuyo voltaje será suficiente para la inducción en la bobina de la válvula solenoide, lo que dejará pasar gas al encendedor.
El diseño y principio de funcionamiento del termopar.
En aquellos casos en los que no puede encender la caldera de gas, el encendedor se apaga tan pronto como suelta el botón de suministro de gas; puede estar seguro de que el termopar no funciona.
Importante: la calidad de la unión metálica del termopar juega un papel muy importante. La unión se coloca en una llama abierta, por lo que una buena unión aumentará la vida útil del termopar.
Para las calderas de gas, los elementos termoeléctricos universales de tipo K (cromel-alumel), tipo E (cromel y constantan) y tipo J (hierro y constantan) se utilizan con mayor frecuencia. Los conductores en una funda protectora están soldados a los extremos fríos de los metales, y la unión se fija con una tuerca de sujeción en el lugar apropiado de la automatización de la caldera.
Otros tipos de termopares en calderas e instalaciones de gas no se utilizan debido a que el precio aumenta debido al uso de aleaciones caras. Y para las calderas de gas, las propiedades de las aleaciones más simples son bastante buenas.
Para verificar cómo funciona un termopar, debe conectar un extremo a un dispositivo de medición, un multímetro, y calentar el otro con un fuego normal. Si el dispositivo funciona correctamente, el voltaje será de aproximadamente 50 mV.
El principio de funcionamiento de un termopar es bastante simple, pero durante el proceso de producción, cada tipo de termopar se calibra o, en otras palabras, se corrige con relación a 0 ° C. Cuanto más preciso sea el medidor que se utiliza para calibrar, más preciso será el termopar. Además, un fabricante concienzudo no se permitirá realizar soldaduras de mala calidad de termopares. Por lo tanto, intente elegir un producto de una marca confiable al comprar un sensor térmico para su caldera de gas.
También vale la pena considerar que el punto de medición no debe estar lejos del dispositivo de medición, de lo contrario, deberá expandir los cables de conexión intermedios, y esto es bastante costoso.
Cómo comprobar si un dispositivo funciona correctamente con un multímetro
Si existe la sospecha de una avería, diagnostique el estado del termostato. Se lleva a cabo de las siguientes formas:
- Un extremo del aparato se conecta a un multímetro, y el opuesto se calienta con un quemador de gas o un encendedor. Si el dispositivo funciona correctamente, entonces el voltaje por debajo de 50 mV.
- Debes verificar la condición cuidadosamente conductores por contaminación o áreas oxidadas. También indican una avería.
Características de verificación y reemplazo.
Como muestra la práctica, no tiene sentido reparar un termopar en caso de avería. Los principales signos de que la válvula o el termostato están averiados es la terminación del autoencendido de la caldera de gas. Para verificar la capacidad de servicio del dispositivo, es necesario conectar un multímetro a uno de los extremos. El otro extremo se calienta durante la prueba usando un encendedor u otro método. Una indicación de la idoneidad del termopar es el voltaje a través del sensor en la región de 50 mV.
Si los extremos de los conductores tienen rastros de oxidación y suciedad, y las lecturas del dispositivo de medición están lejos de lo normal, esto es un signo seguro de rotura. La mejor opción en tal situación es reemplazar el elemento viejo por uno nuevo, ya que es casi imposible reparar el termopar de una caldera de gas. En cuanto a los experimentos con intentos de reanimar un dispositivo fallido, esto está plagado de consecuencias muy desastrosas.
Cómo elegir el correcto
Para que el dispositivo funcione correctamente y no provoque una falla en todo el sistema, es necesario seleccionar cuidadosamente el dispositivo. Para ello, se tienen en cuenta las siguientes características:
- Los parámetros técnicos del termopar deben cumplir plenamente a las características de la caldera de gas.
- El dispositivo no debería tener daño visible (microfisuras, astillas, abrasiones).
- Marcas debe ser visible.
- Se da preferencia solo a los productos empresas verificadasque son responsables de la calidad de los productos.
Termopar en el sistema de control de gas
Cuando se opera un equipo de gas, se requiere una automatización no volátil, lo que contribuye al cierre rápido del suministro de gas en caso de que la llama se apague repentinamente. Las calderas modernas con quemador de gas están equipadas con un sistema de control de gas, que incluye una válvula solenoide y un termopar. Los elementos constitutivos de la electroválvula incluyen:
- núcleo con bobinado;
- gorra;
- resorte retornable;
- ancla;
- banda elástica que bloquea el suministro de gas.
Cuando presiona el botón de gas, el vástago penetra profundamente en la bobina y el resorte se carga. De acuerdo con las regulaciones, la válvula de suministro debe mantenerse durante unos 30 segundos para que el termopar se caliente y se forme voltaje en los extremos para mantener la válvula dentro de la bobina. El termopar comienza a enfriarse si se apaga el quemador. ¿Qué pasa después?
- esto va acompañado de una disminución de la tensión en los extremos del termopar;
- la fuerza de retorno del resorte excede la fuerza electromagnética que sostiene la varilla dentro de la bobina;
- la válvula vuelve a su posición original y se corta el suministro de gas.
Así es como funciona un termopar en una caldera de gas. El sistema de control de gas de termopar es altamente confiable, también debido al hecho de que puede funcionar sin estar conectado a la red eléctrica.
Reemplazo si no se puede reparar a mano
El dispositivo se bloquea por diversas razones. Puede reemplazar un dispositivo roto por uno nuevo. por mi cuenta... Para hacer esto, debe seguir las instrucciones paso a paso:
- Primero se desatornilla con una llave nuez especial, que el termopar está unido a la boquilla.
- Desatornilla tornillo de compensaciónasegurando el dispositivo en su lugar (ubicado directamente debajo del soporte de montaje).
Con cuidado retirado dispositivo antiguo.- Insertado en el agujero vacío Nuevo dispositivo.
- Todo esta arreglado tornillo de compensación, y entonces nuez.
- Realizado compruebe la estanqueidad. Si es necesario, se usa un sellador: polímero o cerámica.
Al realizar el procedimiento, debe recordarse que una conexión roscada poco apretada o demasiado apretada será peligrosa para la capacidad de servicio del sistema.
Pros y contras
El uso de termopares en el sistema de automatización de calderas tiene sus ventajas y desventajas. Las ventajas incluyen:
- el sensor tiene la capacidad de trabajar en condiciones difíciles, en contacto con una llama abierta:
- dado que el producto tiene un dispositivo simple sin partes móviles, es muy confiable;
- el dispositivo es capaz de proporcionar un nivel de precisión de medición suficiente para su uso en unidades de calefacción;
- reemplazar el termopar, si es necesario, es bastante sencillo.
Las desventajas del elemento incluyen:
- dependencia no lineal del crecimiento potencial del aumento de temperatura;
- el potencial no puede elevarse por encima de cierto límite.
¡Consejo! Dado que los termopares tienen tales propiedades, solo se pueden usar para operar con un dispositivo de cierre de gas. Pero este dispositivo no es adecuado para medir temperaturas.
La desventaja es la imposibilidad de realizar reparaciones, en caso de falla del termopar, solo se puede reemplazar. Sin embargo, el costo de este elemento es bajo, por lo que comprar uno nuevo no será una prueba seria para el presupuesto familiar.
