Hőelem – mi ez? A címből sok minden kiderül. A készülék a munkaközeg hőmérsékletének mérésére szolgáló átalakító. Szerkezetileg két különböző fémből készült, egyik végén egymáshoz hegesztett vagy forrasztott vezetékből áll. A készülék nagyon egyszerű, de nehéz jól legyártani.
Hogyan működik a hőelem
Két különböző vezető van egy gyűrűbe kötve. Ha a kötések hőmérséklete eltérő, a termoelektromos hatás miatt potenciálkülönbség jelenik meg közöttük.
A hőelem elve a következő. A szabályozandó közegben egy működő csomópontot helyeznek el, és a szabad végeket a mérőeszközhöz csatlakoztatják. Minél nagyobb a különbség a vezetők tulajdonságai és a végein lévő hőkülönbség között, annál nagyobb az elektromotoros erő az áramkörben (termo-EMF).
A feszültség és a hőmérséklet közötti kapcsolat fémenként változó. Bizonyos típusú érzékelőket saját hőtartományukra terveztek. Ezenkívül eltérő lehet a korrózióval és az agresszív környezettel szembeni ellenállásuk.
Úticél
Azérthőtechnikai berendezések problémamentes működése, hőelemet használnak. Mire való a gázkazán? És hogyan működik? Részletesebben meg kell fontolni. Mindenekelőtt a berendezés automatikus leállítását biztosítja a gázkazán meghibásodása esetén. A gáztűzhely hőeleme is szükséges ahhoz, hogy a gáz elektromos gyulladását hozza létre, amint elkezd folyni. A vezérlési funkció ellátása mellett a készülék hőérzékelőként is használható.
Méltóság
Nézzük meg a hőelem pozitív tulajdonságait:
- nagy pontosságú műszer;
- széles mérési tartomány;
- magas hőmérséklet javításának lehetősége;
- egyszerű kialakítás;
- termoelektródák elérhetősége, alacsony költsége és tartóssága;
- egyszerű telepítés és karbantartás.
Hibák
A hőelemnek vannak árnyoldalai is:
- nagyon alacsony érzékenység;
- nagy ellenállás;
- termo-EMF hőmérsékletfüggésének nemlinearitása;
- mesterségesen fenn kell tartani az egyik vég hőmérsékletét.
Az elektródák hő-EMF-je jelentősen függ a fémekben lévő szennyeződések jelenlététől, valamint a mechanikai és termikus feldolgozástól. Ennek növelésére több hőelemből álló hőelemeket használnak.
Ipari hőelem tervezési jellemzői
A hőérzékelők többnyire nem nemesfémekből készülnek. Tól tőla külső környezet hatásának kitéve egy karimás csővel vannak lezárva, amely az eszköz rögzítésére szolgál. A védőszerelvények védik a vezetőket az agresszív környezet hatásától, és varrat nélkül készülnek. Anyaga közönséges (600ºС-ig) vagy rozsdamentes (1100ºС-ig) acél. A termoelektródákat azbeszttel, porceláncsövekkel vagy kerámiagyöngyökkel választják el egymástól.
Ha a terminál közel van, akkor a hőelem vezetékei közvetlenül, további csatlakozók nélkül csatlakoznak hozzá. Ha a mérőeszköz távol van elhelyezve, akkor az áramkörbe beépítve a hőelem szabad végeit a védőcsőhöz rögzített öntött fejbe helyezik. A belsejében porcelán alapon sárgaréz sorkapcsok találhatók a termoelektródákkal azonos anyagokból készült kiegyenlítő vezetékek csatlakoztatására, de pontos és szigorúan ellenőrzött jellemzők nélkül. Olcsóbbak és vastagabbak. Azbeszttömítéssel ellátott szerelvényen keresztül kerülnek a fejbe. A kerámia minden csatlakozásnál kiegyenlíti a hőmérsékletet. A tetején egy menetes védőkupak található légmentesen záródó tömítéssel.
Crimp végződéseket nem szabad a vezetékekre szerelni, mert ronthatják a leolvasás pontosságát. A huzalból egy gyűrű készül, amelyet a csavar alá szorítanak.
A hőmérséklet-változás korrekciója a sorkapcsokon elektronikus eszközzel is elvégezhető, ami javítja a mérési pontosságot.
Mi lehet a hőelem. Ár és jellemzők
A hőelem bármely két különböző fémből készült hegesztett huzal lehet. Az iparban használjákcserélhető anyagok, amelyek képesek ellenállni a magas hőmérsékletnek, tartós és magas termikus EMF-nek. Vannak más nagy pontosságú és hasonló működési elvű statikus eszközök is, de a hőelemek egyszerűbbek és olcsóbbak.
Elektródaként speciális ötvözetekből készült lágy izzított huz alt használnak. Kb. 1000 fokos maximum hőmérsékleten működik. Az ötvözetek stabil és magas hő-emf értékkel rendelkeznek.
A legelterjedtebb érzékelők a két elektródával rendelkező érzékelők, ahol a katód nikkel-króm ötvözet (króm), az anód pedig egy másik fém, például alumel (TCA hőelem). A legegyszerűbben egy dugóval csatlakoztathatja.
Az érzékelők mindegyik típusa különbözik a működési hőmérséklet-tartományban, a generált EMF-ben, a mechanikai és kémiai ellenállásban, a tartósságban és a cserélhetőségben.
Csak azokat az eszközöket kell megvásárolnia, amelyek megfelelnek a szükséges paramétereknek. Ez különösen igaz a hőállóságra, különben hamarosan cserélni kell a készüléket.
A kazánhoz való hőelem típustól függően különböző változatokban kapható. Az érzékelők ára nagyjából azonos szinten van. Átlagosan 500-600 rubelt tesznek ki. Az értékesítésben további elektronikus konverterrel kiegészített érzékelők is találhatók, amelyek kompenzálják a készülék leolvasását. Közvetlenül a hőelem fejébe van beépítve. Az érzékelő ára magasabb lesz, de nincs szükség kompenzáló vezetékekre. Csatlakoztatható a hőelem fejéhezközönséges rézhuzal.
Kiválasztott modellekhez célszerű olyan termékeket venni, amelyek specifikációi megfelelnek egymásnak. Az univerzális eszközök nem különböznek a tartósságban.
Érzékelők típusai
- K típus nikkel-krómból (TCA hőelem) vagy nikkel-alumíniumból (XA), a következő tulajdonságokkal: alacsony ár, tartósság, hiba legfeljebb 0,4%, mérési határok -270 és 1269 fok között. Oxidáló és inert környezetben való működésre tervezték.
- L – Chromel-Kopel (THC), egy olcsó hőelem 600 fokos felső határral.
- J - vas-konstans. Az érzékelő népszerűsége a második helyen áll, a tartomány -210 és +760 fok között van, kevésbé tartós, ellenáll az oxidációnak.
- E - nikkel-króm vagy nikkel-konstantán nagyobb pontossággal és jelerősséggel, a mérés felső határa nem haladja meg a 870 fokot.
-
A nemesfém érzékelők magasabb hőmérsékleten működnek, de drágábbak, így a leggyakrabban használtak az iparban.
hőelem gázkazánhoz
Hőelem csatlakozási lehetőségek
A mérési módszerek szerint a földelt érzékelők a leggyakoribbak. A huzal végeit egy csomóba hegesztik, és egy speciális szondával végződnek. A hüvely érintkezik a külső védőhüvellyel, aminek köszönhetően a hő gyorsan átadódik, és a hőelem kis tehetetlenséggel rendelkezik. A leolvasások pontosságát nagyban befolyásolja az elektromos interferencia. Ezen elv szerintműködő hőelem gázkazánhoz. Ebben az esetben a mérőeszközt nem szabad földelni, mivel további áramkörök jelenhetnek meg a földön keresztül, ami hibát okozhat a leolvasásban.
Ha a csomópont nem érintkezik a védőburkolattal, akkor ezt a kialakítást földeletlennek nevezzük. Bár ez csökkenti az érzékelő sebességét, kevésbé érzékeny a parazita elektromos interferenciára.
A működő csomópont közvetlenül is elhelyezhető a mért közegben, de ez a módszer csökkenti a készülék élettartamát a korrózió miatt. A gyártás során ritkán használnak ilyen hőelemeket, de a háztartási készülékekben mindenhol megtalálhatók.
A többpontos hőelem több ponton történő hőmérséklet mérésére szolgál.
A bekötési rajz ugyanazon elv szerint készül, csak több érzékelő van csatlakoztatva a készülékhez, két vagy több helyen.
Hogyan működik a gázkazán hőeleme
Hőelem – mi ez? A felhasználó számára minden világossá válik, ha a gázberendezések működésében fennakadások lépnek fel. A kazánban lévő hőelem működő csomópontját a gyújtóláng melegíti fel. Az áramkörben 20-25 mV-nak megfelelő termo-emf indukálódik, melynek értéke elegendő az elektromágneses szelep kioldásához. Ez megnyitja a gázellátást a kazán fűtéséhez. A vezérlőégő mindig működik, amíg a kazán működik. Belőle meggyullad a főégő, ami felmelegíti a vizet. A gáztűzhely hőeleme is szükséges az égők elektromos gyújtásához.
Emellett egyes tűzhelyek áramkimaradás elleni védelmet is biztosítanak, ha a gáz elveszik a hálózatban, majd újra betáplálják.
Amikor a gázfáklya ég a kazánban, a termoelektródák forrasztásának helye felmelegszik, és ez biztosítja az üzemanyag-ellátást. Miután a láng kialszik, a hőelem működő csomópontja lehűl, és abbahagyja az áramtermelést. Ez vészleállást okoz a mágnesszelepben, amely elzárja a gázt.
Egészségügyi ellenőrzés
A gázkazán hőelemének ellenőrzése mágnesszeleppel történik, amelyet szaküzletekben értékesítenek. Két krokodilkapcsos hajlékony vezetéket kell forrasztani a szelep tekercsének kivezetéseihez, majd csatlakoztatni kell a hőelem kapcsaihoz. Ha egy működő hőelem működő csomópontját gázégő vagy gyertya lángjában hevítik, a szelepnek a keletkezett áramról kell működnie. A készülék nagyon kényelmes és szerény.
A hőelem teljesítményének ellenőrzése szintén millivoltmérővel történik. A szabad végein lévő feszültségnek legalább 25 mV-nak kell lennie.
A gyújtó kikapcsolásának egyik oka a hőelem meghibásodása. A rossz teljesítményt a tapadás helyén kialakuló idegen képződmények okozhatják. Csiszolópapírral "nulla" tisztítják. Csak a lepedéket kell eltávolítani. Ellenkező esetben a tüske megsemmisül.
Amikor a hőelem vezetéke elszakad, egy rövid közönséges rézhuzallal csatlakoztatható. Fontos, hogy az érintkezési pontok azonos hőmérsékletűek legyenek.
Ha a kazán hőeleme kiégett, ki kell cserélni. A vezetékek végeit úgy biztosíthatja, hogy összecsavarja őket, és csatlakoztatja az akkumulátor kapcsaihoz. Ebben az esetben meg kell választani a megfelelő csatlakozási időt, hogy a forrasztás kiváló minőségű legyen. Ezenkívül gondoskodni kell arról, hogy az akkumulátor kapcsairól származó fém ne kerüljön a hőelem vezetékeire. A hegesztési folyamat során a csavarás helyét általában grafitporba merítik. Ha LATR-rel szerel össze egy készüléket, akkor beállíthatja az áramerősséget, és a csatlakozás kiváló minőségű lesz. Mindezek az intézkedések ideiglenesek, ha lehetséges, a gázhőelemet ki kell cserélni egy újra.
Következtetés
Hőelem – mi ez? Ez egy egyszerű termoelektromos átalakító. A készülék megbízhatósága és tartóssága nélkülözhetetlen eszközzé teszi a gázkazán vészhelyzeti leállításához.
A hőelemeket gáztűzhelyek elektromos gyújtására és hőmérséklet-érzékelőként is használják.
