Eigenschaften und Merkmale von Thermoelementen für Gaskessel

In vielen Haushalten ist das zentrale Element des Heizungssystems ein Gaskessel. Um das Gerät in einem guten Zustand zu halten, müssen jedoch die Besonderheiten der Funktionsweise des Geräts berücksichtigt werden.

Zum Beispiel während des Betriebs der Kesselanlage im Brennraum Lufttemperatur steigt, deshalb ist es wichtig Steuerung dieser Parameter.

Hierfür wird speziell ein Thermoelement verwendet - ein thermoelektrisches Gerät, für das praktisch das einzige Gerät ist genaue Messung erhöhter Temperaturen. Heute werden Geräte verwendet, die in Verbindung mit automatischen Ventilen funktionieren.

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Merkmale der Temperaturregelung in Gaskesseln mit Thermoelement

Die weit verbreitete Verwendung von Geräten beruht auf der Tatsache, dass dieses Gerät als Hauptmethode zur Messung der Lufttemperatur angesehen wird Kontrollieren Sie den Flammenpegel.

Schließlich ist das Gerät keinen hohen Temperaturen ausgesetzt und funktioniert nach einem speziellen Prinzip, mit dem Sie genaue Messwerte erhalten und auch auf geringfügige Änderungen schnell reagieren können.

Wofür ist das

Ein Thermoelement ist ein Gerät, das in Heizgeräten installiert ist und zum Umrüsten ausgelegt ist Wärmeenergie in elektrischen Strom umwandeln für elektromagnetische Spulen und dient als Hauptbestandteil des Gasregelungsschutzes. Das Gerät arbeitet in Verbindung mit spezielles Absperrgasventil, Blockieren des Kraftstoffflusses.

Arbeitsprinzip

Zur Herstellung wird das Gerät verwendet Metalllegierung... Es kann hohen Temperaturen standhalten. Wenn jedoch ein Fehler in der Anlage auftritt, wird der Betrieb des Gaskessels gestoppt.

Foto 1. Thermoelement für einen Gaskessel mit automatischer Ausstattung 345-1000 mm, Russland.

Schließlich funktioniert dieses Thermoelement in Verbindung mit einem speziellen elektromagnetischen Absperrventil, das den Gasfluss in den Kraftstoffweg reguliert, der unmittelbar nach dem Ausfall des Thermoelements schließt.

Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf dem folgenden physikalischen Phänomen: zwei Metalle verbinden sich und beim Erhitzen an den Befestigungspunkten (dem Arbeitsbereich, der in die Flamme gelegt wird) erscheint an den kalten Enden Stromspannung... Dies wird als Seebeck-Effekt bezeichnet.

Beachtung! Viele Modelle von Magnetventilen sind empfindlich, so dass sie bis zur Spannung am Eingang geöffnet bleiben fällt nicht auf 20 mV ab.

Technische Eigenschaften

Das Thermoelement hat folgende technische Parameter:

• große Auswahl Temperaturen;
• hohe Genauigkeit Messungen;
• erhöhter Widerstand gegen Korrosion;
• elektronisch Kontrollmechanismus.

Woraus es besteht und wie es funktioniert

Ein thermoelektrischer Wandler ist das einfachste Design, bei dem zwei Leiter an einem oder mehreren Punkten berühren. Unähnliche Metalle sind das Material für die Herstellung von Leitern. Diese Spezifität der Zusammensetzung ermöglicht es dem Gerät, seine Funktionen auszuführen, da das Thermoelement aufgrund des physikalischen Prozesses "Seebeck-Effekt" in einem Gaskessel arbeitet. Sofern zwei Körper aus unterschiedlichen Metallen fest miteinander verbunden sind und der Verbindungsabschnitt anschließend mit offener Flamme erwärmt wird, ergeben die freien Enden des Leiters eine Potentialdifferenz. Wenn ein Voltmeter auf sie geschaltet wird, wird der Stromkreis geschlossen und die Spannung am Messgerät aufgezeichnet.

Obwohl der Spannungspegel aus der Potentialdifferenz der erhitzten Metalle nicht sehr groß ist, kann selbst er eine Induktion innerhalb der Spulen der Absperrventile induzieren.Wenn die freien Enden anfangen, Spannung zu erzeugen, wird das Ventil automatisch ausgelöst. Dadurch erhält der Kraftstoff freien Zugang zum Zünder. Es ist wichtig zu beachten, dass die neuesten Ventilmodelle ein spezielles Design haben: Durch die erhöhte Empfindlichkeit der Spulen bleibt die Kraftstoffleitung offen, bis die Spannung unter 20 mV fällt. Ein Thermoelement erzeugt typischerweise eine Spannung von 40-50 mV.

Sorten

Das Thermoelement zeichnet sich durch eine einfache Struktur aus. Mit den entsprechenden Fähigkeiten kann dieses Gerät sogar mit Ihren eigenen Händen zu Hause hergestellt werden. Es ist jedoch besser, ein Industriegerät zu kaufen, bevor Sie studiert haben technische Eigenschaften, sowie Funktionen aller Arten von Geräten.

Spezialisierte Unternehmen stellen Thermoelemente her von drei Arten:

1. Typ E. - Für die Herstellung werden zwei Platten verwendet: Constantan und Chromel. Dieses Gerät zeichnet sich durch eine erhöhte Leistung aus. Darüber hinaus steuert es den Prozess im Temperaturbereich von -5 ° 74 bis 74 ° С.
2. Typ J. - Anstelle eines Chromels ist im Gerät eine Eisenplatte eingebaut, die die technischen Eigenschaften des Gerätes überhaupt nicht beeinträchtigt. Hat erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Änderungen und dem Temperaturbereich erhöht - von -4 ° 74 bis 74 ° С.

3. 

   Typ K. - Solche Thermoelemente sind am beliebtesten. Sie sind mit Platten aus Aluminium und Chromel ausgestattet.

   Der Arbeitsbereich variiert innerhalb von -20 ° C bis 135 ° C, und den Herstellern gelang es, die Empfindlichkeit selbst um mehrere Positionen zu erhöhen.

   Die Lebensdauer dieses Geräts wird bestimmt durch Nutzungsumgebung: So wird in Kohlendioxid eine Chromplatte in Form von Grünfäule rostig, die Legierung verschlechtert sich schnell und das Gerät verliert seine nichtmagnetischen Eigenschaften.

Es gibt andere Arten von Thermoelementen, die jedoch aus folgenden Gründen nicht für die Verwendung in Gaskesseln geeignet sind:

• Legierungen enthalten teure Metalledeshalb haben sie hohe Kosten;
• solche Modelle sind nichts nicht besser als die Typen K, E oder J.

Temperatursensoren. Einstufung

Es gibt verschiedene Grundtypen von Thermoelementen. Sie zeichnen sich durch das Herstellungsmaterial aus. Die Hauptmaterialien für Temperatursensoren sind Metalle - edel und nicht edel. Es war ihre Kombination, die die Grundlage der Klassifizierung wurde. Hier sind die meisten übliche Arten von thermoelektrischen Elementen

:

• Typ K: Chromel und Alumel. Temperaturbereich (langfristig): von 0 ° C bis + 1100 ° C;
• Typ J: Eisen und Konstantan. Temperaturbereich (langfristig): von 0 ° C bis + 700 ° C;
• Typ N: Nikrosil und Nisil. Temperaturbereich (langfristig): von 0 ° C bis + 1100 ° C;
• Typ R: Platin-Rhodium (13% Rh) und Platin. Temperaturbereich (langfristig): von 0 ° C bis + 1600 ° C;
• Typ S: Platin-Rhodium (10% Rh) und Platin. Temperaturbereich (langfristig): von 0 ° C bis + 1600 ° C;
• Typ B: Platin-Rhodium (30% Rh) und Platin-Rhodium (6% Rh). Temperaturbereich (langfristig): von + 200 ° C bis + 1700 ° C;
• Typ T: Kupfer und Konstantan. Temperaturbereich (langfristig): von -185 ° C bis + 300 ° C;
• Typ E: Chromel und Constantan. Temperaturbereich (langfristig): von -50 ° C bis + 800 ° C;

Arten von thermoelektrischen Elementen
Natürlich wird jeder Thermoelementtyp für unterschiedliche Zwecke verwendet. Teure Thermoelemente werden in Wissenschaft und Industrie eingesetzt, während einfachere und billigere Thermoelemente ideal für den Hausgebrauch sind - in Gaskesseln oder Öfen.

Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Thermoelements

Es ist bekannt, dass nicht jedes Material dauerhaft einer offenen Flamme ausgesetzt werden kann. Wie aus der Beschreibung der Arten von thermoelektrischen Elementen hervorgeht, bestehen sie aus mehreren Metallen, die hohen Temperaturen lange standhalten können. Wenn das Thermoelement ausfällt, muss der Gaskessel sofort repariert werden, da der Brenner verblasst.Warum passiert das? Das Thermoelement arbeitet in Verbindung mit einem Absperrmagnetventil. Bei einer Fehlfunktion des Temperatursensors schließt das Ventil und die Gasversorgung wird sofort unterbrochen.

Das Grundprinzip eines Thermoelements ist ein thermoelektrisches Ergebnis (oder ein Seebeck-Effekt). Das Wesen dieses physikalischen Phänomens ist wie folgt

:

1. Zwei Metalle mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bilden einen geschlossenen Kreislauf;
2. Die Stelle, an der die Leiter durch hochwertiges Löten miteinander verbunden sind, steht offen;
3. An den kalten Enden der Verbindungsstelle tritt eine Spannung auf - eine Potentialdifferenz.
4. Wenn Sie ein Messgerät an sie anschließen, wird der Stromkreis geschlossen und es erscheint ein elektrischer Strom, dessen Spannung für die Induktion in der Spule des Magnetventils ausreicht, wodurch Gas zum Zünder geleitet wird.

Aufbau und Funktionsweise des Thermoelements
In den Fällen, in denen Sie den Gaskessel nicht zünden können, erlischt der Zünder, sobald Sie den Gaszufuhrknopf loslassen. Sie können sicher sein, dass das Thermoelement außer Betrieb ist.

Wichtig: Die Qualität des Thermoelement-Metallübergangs spielt eine sehr wichtige Rolle. Die Verbindungsstelle befindet sich in einer offenen Flamme, sodass eine gute Verbindungsstelle die Lebensdauer des Thermoelements verlängert.

Bei Gaskesseln werden am häufigsten universelle thermoelektrische Elemente vom Typ K (Chromel-Alumel), vom Typ E (Chromel und Konstantan) und vom Typ J (Eisen und Konstantan) verwendet. Leiter in einem Schutzmantel werden an die kalten Enden von Metallen geschweißt, und die Verbindungsstelle wird mit einer Spannmutter an der entsprechenden Stelle der Kesselautomatisierung befestigt.

Andere Arten von Thermoelementen in Gaskesseln und Anlagen werden nicht verwendet, da der Preis aufgrund der Verwendung teurer Legierungen steigt. Und für Gaskessel sind die Eigenschaften der einfachsten Legierungen recht gut.

Um zu überprüfen, wie ein Thermoelement funktioniert, müssen Sie ein Ende an ein Messgerät anschließen - ein Multimeter - und das andere mit einem normalen Feuer erhitzen. Wenn das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, beträgt die Spannung ca. 50 mV.

Das Funktionsprinzip eines Thermoelements ist recht einfach, aber während des Produktionsprozesses wird jeder Thermoelementtyp kalibriert oder mit anderen Worten relativ zu 0 ° C korrigiert. Je genauer das zur Kalibrierung verwendete Messgerät ist, desto genauer ist das Thermoelement. Darüber hinaus wird es sich ein gewissenhafter Hersteller nicht erlauben, Thermoelementmetalle von schlechter Qualität zu löten. Versuchen Sie daher, beim Kauf eines Wärmesensors für Ihren Gaskessel ein Produkt einer vertrauenswürdigen Marke auszuwählen.

Es ist auch zu beachten, dass der Messpunkt nicht weit vom Messgerät entfernt sein sollte, da Sie sonst die Zwischenverbindungsdrähte erweitern müssen, was ziemlich teuer ist.

So überprüfen Sie, ob ein Gerät mit einem Multimeter ordnungsgemäß funktioniert

Wenn der Verdacht auf einen Ausfall besteht, diagnostizieren Sie den Zustand des Thermostats. Es wird auf folgende Weise durchgeführt:

1. Ein Ende des Geräts wird an ein Multimeter angeschlossen und das Gegenteil wird durch einen Gasbrenner oder ein Feuerzeug beheizt. Wenn das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, dann die Spannung unter 50 mV.
2. Sie müssen den Zustand sorgfältig prüfen Dirigenten für Verunreinigungen oder oxidierte Bereiche. Sie weisen auch auf eine Panne hin.

Merkmale der Überprüfung und des Austauschs

Wie die Praxis zeigt, ist es nicht sinnvoll, ein Thermoelement im Falle eines Ausfalls zu reparieren. Das Hauptzeichen dafür, dass das Ventil oder der Thermostat außer Betrieb ist, ist die Beendigung der Selbstentzündung des Gaskessels. Um die Wartungsfreundlichkeit des Geräts zu überprüfen, muss ein Multimeter an eines der Enden angeschlossen werden. Das andere Ende wird während des Testens mit einem Feuerzeug oder einer anderen Methode aufgewärmt. Ein Hinweis auf die Eignung des Thermoelements ist die Spannung am Sensor im Bereich von 50 mV.

Wenn die Enden der Leiter Spuren von Oxidation und Schmutz aufweisen und die Messwerte des Messgeräts nicht normal sind, ist dies ein sicheres Zeichen für einen Bruch. In einer solchen Situation ist es am besten, das alte Element durch ein neues zu ersetzen, da es fast unmöglich ist, das Thermoelement eines Gaskessels zu reparieren. Experimente mit Versuchen, ein ausgefallenes Gerät wiederzubeleben, sind mit sehr katastrophalen Folgen verbunden.

Wie man den richtigen wählt

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Damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert und nicht zu einem Ausfall des gesamten Systems führt, muss das Gerät sorgfältig ausgewählt werden. Dabei werden folgende Merkmale berücksichtigt:

1. Die technischen Parameter des Thermoelements müssen vollständig übereinstimmen auf die Eigenschaften des Gaskessels.
2. Das Gerät sollte nicht haben sichtbarer Schaden (Mikrorisse, Chips, Abrieb).
3. Markierungen sollte sichtbar sein.
4. Produkte werden bevorzugt verifizierte Unternehmendie für die Qualität der Produkte verantwortlich sind.

Thermoelement im Gasregelsystem

Beim Betrieb von Gasanlagen ist eine nichtflüchtige Automatisierung erforderlich, die zur sofortigen Abschaltung der Gasversorgung beiträgt, falls die Flamme plötzlich erlischt. Moderne Kessel mit Gasbrenner sind mit einem Gasregelsystem ausgestattet, das ein Magnetventil und ein Thermoelement umfasst. Die Bestandteile des Magnetventils umfassen:

• Kern mit Wicklung;
• Deckel;
• Mehrwegfeder;
• Anker;
• Gummiband, das die Gasversorgung blockiert.

Wenn Sie den Gasknopf drücken, geht der Schaft tief in die Spule und die Feder wird aufgeladen. Gemäß den Vorschriften sollte das Versorgungsventil etwa 30 Sekunden lang gehalten werden, damit sich das Thermoelement erwärmt und an den Enden eine Spannung gebildet wird, um das Ventil in der Spule zu halten. Das Thermoelement beginnt abzukühlen, wenn der Brenner ausgeht. Was passiert als nächstes:

• dies geht mit einer Abnahme der Spannung an den Enden des Thermoelements einher;
• Die Rückstellkraft der Feder übersteigt die elektromagnetische Kraft, die den Stab in der Spule hält.
• Das Ventil kehrt in seine ursprüngliche Position zurück und die Gaszufuhr wird unterbrochen.

So funktioniert ein Thermoelement in einem Gaskessel. Das Thermoelement-Gasregelsystem ist sehr zuverlässig, auch weil es ohne Netzanschluss funktionieren kann.

Ersatz, wenn er nicht von Hand repariert werden kann

Das Gerät stürzt aus verschiedenen Gründen ab. Sie können ein defektes Gerät durch ein neues ersetzen. auf eigene Faust... Dazu müssen Sie die schrittweisen Anweisungen befolgen:

1. Zuerst mit einem Schlüssel abschrauben spezielle Nuss, welches das Thermoelement an der Düse befestigt ist.
2. Schrauben herausschrauben AusgleichsschraubeBefestigen Sie die Halterung (direkt unter der Montagehalterung).

3. 
   Vorsichtig zurückgezogen altes Gerät.

4. In das freie Loch eingesetzt neues Gerät.
5. Alles ist fest Ausgleichsschraube, Und danach Nuss.
6. Durchgeführt auf Dichtheit prüfen. Bei Bedarf wird ein Dichtungsmittel verwendet - Polymer oder Keramik.

Bei der Durchführung des Verfahrens ist zu beachten, dass eine zu fest angezogene sowie eine zu fest angezogene Gewindeverbindung die Wartungsfreundlichkeit des Systems gefährden kann.

Vorteile und Nachteile

Die Verwendung von Thermoelementen im Kesselautomatisierungssystem hat Vor- und Nachteile. Die Pluspunkte sind:

• Der Sensor kann unter schwierigen Bedingungen bei Kontakt mit offener Flamme arbeiten:
• Da das Produkt ein einfaches Gerät ohne bewegliche Teile hat, ist es sehr zuverlässig.
• Das Gerät ist in der Lage, eine Messgenauigkeit bereitzustellen, die für die Verwendung in Heizgeräten ausreicht.
• Das Ersetzen des Thermoelements, falls erforderlich, ist ziemlich einfach.

Die Nachteile des Elements umfassen:

• nichtlineare Abhängigkeit des potentiellen Wachstums vom Temperaturanstieg;
• Das Potenzial kann eine bestimmte Grenze nicht überschreiten.

Rat! Da Thermoelemente solche Eigenschaften aufweisen, können sie nur für den Betrieb mit einer Gasabsperrvorrichtung verwendet werden. Dieses Gerät eignet sich jedoch nicht zur Temperaturmessung.

Der Nachteil ist die Unmöglichkeit, Reparaturen durchzuführen, bei Ausfall des Thermoelements kann es nur ausgetauscht werden. Die Kosten für dieses Element sind jedoch gering, sodass der Kauf eines neuen Elements kein ernstzunehmender Test für das Familienbudget ist.