Termočlánok v Plynových Kotloch: Bezpečnosť, Funkcia a Diagnostika

V mnohých domácnostiach je ústredným prvkom vykurovacieho systému plynový kotol. Pre udržanie prístroja v dobrom stave je však potrebné vziať do úvahy zvláštnosti jeho fungovania. Špeciálne na to sa používa termočlánok - termoelektrický prístroj, ktorý je prakticky jediným zariadením na presné meranie zvýšených teplôt a je hlavnou súčasťou ochrany regulácie plynu. Termočlánok je typ senzora teploty, ktorý využíva termoelektrický efekt na meranie teploty.

Široké používanie zariadení je spôsobené tým, že toto zariadenie je považované za hlavný spôsob merania teploty vzduchu, ako aj kontroly úrovne plameňa. Zariadenie totiž nie je vystavené priamo zvýšeným teplotám a funguje na špeciálnom princípe, ktorý umožňuje získať presné údaje a rýchlo reagovať aj na drobné zmeny. Termočlánky pre plynové kotly sú dôležitým bezpečnostným zariadením.

Princíp Fungovania Termočlánku

Princíp činnosti zariadenia je založený na fyzikálnom jave zvanom Seebeckov efekt. Termočlánok sa skladá z dvoch rôznych vodičov (zvyčajne kovov), ktoré sú spojené na jednom konci. Prevádzka termočlánku je úplne založená na tzv. Seebeckovom účinku, keď dva vodiče vyrobené z rôznych materiálov prichádzajú do vzájomného kontaktu jedným alebo niekoľkými bodmi, ktoré sa nazývajú pracovné časti a sú umiestnené v oblasti otvoreného plameňa horáka. Keď je tento spojený koniec vystavený teplote, medzi dvoma rôznymi kovmi vzniká rozdiel elektrického napätia, ktorý je funkciou teplotného rozdielu medzi spojeným koncom (meracím bodom) a druhým koncom (referenčným bodom).

Termočlánok je zariadenie, ktoré je inštalované vo vykurovacích zariadeniach a je určené na premenu tepelnej energie na elektrický prúd pre elektromagnetické cievky. V dôsledku toho sa plyn privádza do zapaľovača a začína horieť, pričom sa termočlánok ohrieva s jeho plameňom. Po 15 sekundách sa tlačidlo paliva uvoľní a prívod paliva je spôsobený tým, že termočlánok začal generovať napätie, ktoré drží vreteno palivového ventilu.

Tento termočlánok funguje v spojení so špeciálnym elektromagnetickým uzatváracím ventilom, ktorý reguluje tok plynu do palivovej cesty. Ventil sa uzavrie okamžite po poruche termočlánku. Termočlánky inštalované v plynových kotloch pracujú synchrónne s elektromagnetickým vstupným ventilom, ktorý pri prvom signáli termočlánku okamžite zastaví prívod paliva.

Pozor! Mnohé modely solenoidových ventilov sú citlivé, a preto zostávajú otvorené, kým vstupné napätie neklesne na 20 mV.

Konštrukcia a Technické Parametre Termočlánku

Termočlánok vyzerá veľmi jednoducho a pozostáva z tvarovaného puzdra hlavy, vybaveného vekom a fosforovými podložkami, vďaka čomu je kompenzovaná lineárna expanzia elektród. Konštrukcia termočlánku pre plynové kotly obsahuje nasledujúce prvky: telo liatej hlavy s krytom a porcelánové podložky pripevnené v hlave pomocou skrutiek a plávajúcich svoriek. Špička výrobku sa používa na spoľahlivú izoláciu pracovného spoja a ochranná rúrka pozostáva z pracovných a nepracovných častí. Všetky spojovacie vodiče sú vedené cez trysku s azbestovým tesnením. Ak sú elektródy v termočlánku vyrobené z ušľachtilého kovu, potom sa ochranné trubice môžu použiť nie z kovu, ale z kremeňa, porcelánu a iného materiálu.

Termočlánok má nasledujúce technické parametre: široký teplotný rozsah, vysoká presnosť merania, zvýšená odolnosť voči korózii a elektronický riadiaci mechanizmus. Presnosť odčítania prístroja je jeden stupeň, čo sa považuje za pomerne významný ukazovateľ prevádzky plynových vykurovacích zariadení a neumožňuje považovať zariadenia za nástroje s vysokou presnosťou. Nepresnosť merania teploty je vysvetlená konštrukčnými vlastnosťami termočlánku. Faktom je, že spojenie dosiek-vodičov medzi sebou prebieha rôznymi spôsobmi. Ak sa spojenie dvoch vodičov vykonáva zle, potom chyba bude jeden alebo viac stupňov. Toto je kritická medza chyby, ktorá môže negatívne ovplyvniť prevádzku a bezpečnosť kotla. Termočlánky majú nízku úroveň presnosti a nie sú vždy opakovateľné.

Maximálny odpor medzi kontaktmi by mal byť 8 miliohmov; v prípade vyššej hodnoty je potrebná výmena. Medzi výhodami zariadení je možné konštatovať ich nízku cenu vďaka pomerne jednoduchému dizajnu a dlhej životnosti. Trvanlivosť zariadení je spôsobená neprítomnosťou komplexných zostáv a trecích prvkov. Dôležitou výhodou je široký rozsah meraných teplôt, ako aj jednoduchá inštalácia a demontáž zariadenia. Nevýhodou je limit napätia, ktorý je obmedzený na 50 mV. To je jeden z dôvodov chýb v údajoch, ktoré sa vyskytujú pri meraní teplôt. Absencia lineárneho vzťahu medzi teplotnými hodnotami a potenciálovým rozdielom je tiež mínus zariadenia. Okrem toho sa nedá opraviť diel, a keď zlyhá, je vymenený za nový. Niekedy je však termočlánok prerušený kvôli zlému kontaktu.

Typy Termočlánkov pre Plynové Kotly

Moderný trh vykurovacích systémov ponúka štyri typy termočlánkov inštalovaných v plynových kotloch. Špecializované spoločnosti vyrábajú termočlánky troch hlavných typov:

• Modely typu E: Vyznačuje sa vysokým výkonom a širokým rozsahom meraných teplôt, ktoré sa pohybujú od -50 do +740 stupňov. Vodivé dosky sú vyrobené z konštantanu a chrómu. Výrobné označenie výrobku je znázornené písmenom TXKn. Tento typ riadi proces v teplotnom rozsahu od -5 °C do 74 °C.
• Modely typu J: V porovnaní s prvým typom sa líši v nižších nákladoch a je prezentovaný označením SFA. Namiesto chrómu je v prístroji namontovaná železná platňa, čo nezhoršuje technické vlastnosti zariadenia. Má zvýšenú citlivosť na zmeny a teplotný rozsah je od -4 °C do 74 °C.
• Modely typu K: Sú najbežnejšie a sú schopné pracovať pri teplotách od -200 do +1350 stupňov. Dosky sú vyrobené z hliníka a chrómu, čo vyžaduje určité obmedzenia pri ich aplikácii. Faktom je, že v podmienkach vysokého obsahu oxidu uhličitého je chróm náchylný na tvorbu zelenej hniloby, ktorá rýchlo eroduje zliatinu a vypína zariadenie. Výrobok je označený THA a je veľmi citlivý na najmenšie teplotné výkyvy. Prevádzkový rozsah sa pohybuje v rozmedzí od -20 °C do 135 °C a výrobcom sa podarilo zvýšiť samotnú citlivosť o niekoľko pozícií.
• Modely typu N: Sú modifikáciou modelu E a sú schopné prevádzky pri teplotách do +1200 stupňov. Na výrobu platní sa použil nishrosil nisil.

Okrem týchto typov termočlánkov existujú aj modely na výrobu ktorých sa používajú drahé druhy kovov. To výrazne zvyšuje náklady a robí ich inštaláciu v plynových kotloch nerentabilné. Napríklad dosky z veľmi presných zariadení typu M sú vyrobené z niklu a molybdénu. Takéto modely nie sú ničím lepšie ako typy K, E alebo J.

Tabuľka 1: Porovnanie bežných typov termočlánkov

Identifikácia a Diagnostika Problémov s Plynovým Kotlom

Tento článok sa zameriava na plynový kotol Destila DPL 25, pričom sa podrobne venuje identifikácii konkrétnych dielov, možným problémom v prevádzke a ich riešeniam. Zvláštna pozornosť je venovaná plynovému ventilu a súvisiacim komponentom, ako sú termočlánky a termostaty. Používateľ kotla Destila DPL 25 zaznamenal jemné bzučanie vychádzajúce z oblasti, ktorá sa neskôr identifikovala ako plynový ventil. Pôvodný kotol pravdepodobne používal klasický plynový ventil, zatiaľ čo novšie modely sú vybavené elektromagnetickým ventilom.

Problémy s Plameňom Zapaľovacieho Horáka a Súvisiace Komponenty

Charakteristika správneho plameňa zapaľovacieho horáka je kľúčová. Plamienok zapaľovacej trysky by mal byť ostrý, pevný a modrý. Ak je oranžový a chveje sa, signalizuje to problém s prívodom plynu alebo vzduchu do trysky. Nedostatočné prehriatie termočlánku v dôsledku nesprávneho plameňa môže viesť k tomu, že generovaný prúd nebude dostatočný na udržanie bezpečnostného ventilu v otvorenej polohe. Ak termočlánok generuje dostatočný prúd na udržanie otvoreného ventilu prívodu plynu do zapaľovacieho horáka, problémy s plameňom môžu súvisieť s inými komponentmi:

• Prívod plynu do zapaľovacieho horáka: Môže byť upchatá alebo zoxidovaná prívodná medená trubička. Odporúča sa ju opatrne prečistiť drôtom alebo strunou a prefúknuť, pričom je dôležité dbať na to, aby sa pri narovnávaní nezlomila.
• Ústie trysky zapaľovacieho horáka: V tomto priestore, kde sa nachádza "pružinka" zapaľovania, na ktorú preskakuje iskra zo sviečky, sa často hromadí prach, hrdza z vírnikov a sadze z komína.
• Sítko zapaľovacieho horáka: Zaprášené a upchaté sítko na boku horáka obmedzuje prístup vzduchu k večnému plameňu.

Dôležité upozornenie: Po každej montáži plynovej armatúry je nevyhnutné overiť jej tesnosť a uistiť sa, že nikde neuniká plyn.

Ďalšie Možné Príčiny Problémov a Ich Riešenia

Okrem spomínaných komponentov môžu problémy spôsobovať aj:

• Vadný termočlánok: Časom sa môže spáliť a je potrebné ho vymeniť.
• Problémy s elektromagnetom ventilu: V jednom z prípadov bol problém s kotvou elektromagnetu, ktorá sa neudržala kvôli príliš veľkej vzduchovej medzere. Riešením bolo pridanie tenkej oceľovej podložky po zhodení otočného gombíka.
• Prechodový odpor v spojení s kostrou: Počas merania napätia termočlánku na blokovacom termostate bolo zistené, že hodnoty sa líšia v závislosti od uzemnenia. Po uvoľnení a následnom dotiahnutí sústredných matíc nad šróbením, ktoré boli zoxidované a spôsobovali zlý kontakt s kostrou, sa problém vyriešil. Napätia sa vyrovnali a plamienok držal stabilne.

Rola Termostatov v Prevádzke Kotla

Kotol je vybavený dvoma typmi termostatov, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v jeho bezpečnej a efektívnej prevádzke.

Prevádzkový Termostat

Prevádzkový termostat (napr. Honeywell) reguluje otváranie a zatváranie prívodného elektroventilu plynu do hlavného horáka. Na stabilitu plameňa zapaľovacieho horáka nemá priamy vplyv.

Havarijný Termostat

Tento mosadzný komponent, umiestnený na plášti kotla, má za úlohu rozpojiť obvod privádzajúci prúd k elektromagnetu ventilu plynu pre zapaľovací horák ("večný plamienok") v prípade, že teplota vody v kotle prekročí maximálnu povolenú hranicu (približne 95°C). K prehriatiu môže dôjsť napríklad pri poruche obehového čerpadla, prevádzkového termostatu alebo zamrznutí časti systému. V takom prípade sa v havarijnom termostate rozpoja kontakty, čím sa preruší prúd z termočlánku a elektromagnetický ventil sa uzavrie. Následne zhasne plamienok zapaľovacieho horáka a hlavného horáka, čo vedie k vychladnutiu kotla.

Overenie Funkčnosti Havarijného Termostatu

Funkčnosť havarijného termostatu je možné núdzovo overiť prepojením vodičov od termočlánku k termostatu a od termostatu k bezpečnostnému ventilu. Je však dôležité si uvedomiť, že pri tomto postupe kotol nie je chránený proti prehriatiu, preto je tento spôsob vhodný len na potvrdenie alebo vylúčenie príčiny problémov v samotnom havarijnom termostate.

Havarijný termostat typu TH 473 by mal mať maximálnu zaťažiteľnosť 100 mV a 0,5 A jednosmerným prúdom. Maximálny odpor medzi kontaktmi by mal byť 8 miliohmov; v prípade vyššej hodnoty je potrebná výmena.

Ako Skontrolovať a Vymeniť Termočlánok pre Plynový Kotol

Kontrola Pomocou Testera (Multimetra)

Na kontrolu termočlánku vo vykurovacom kotle je potrebný tester napätia. Bolo by tiež pekné, keby tester podporoval meranie prúdu. Termočlánok je zliatina dvoch kovov, a keď sa zahrieva pod vplyvom teploty, uvoľní sa elektrický prúd. Vezmeme tester a zmeriame napätie na koncoch termočlánku. Počas zahrievania by sa mali používať rukavice, aby sa zabránilo popáleniu ruky. Jeden koniec spotrebiča je pripojený k multimetru a opačná strana sa ohrieva plynovým horákom alebo zapaľovačom. Ak je termočlánok dobrý, napätie by malo byť medzi 0 a 20 mV. Ak zariadenie funguje správne, potom napätie by malo byť pod 50 mV. Zapneme tester na mV (milivolty). Ak je napätie v norme, potom sa to uzná za vhodné.

Elektrické napätie v termočlánku by malo byť v rozmedzí mV. Napriek tomu je schopný pracovať správne aj pri hodnote 18 mV. Vypne sa, keď sa napätie zníži na menej ako 18 mV. Problém už nie je v termočlánku, ale v zlom elektrickom kontakte termočlánku so solenoidovým ventilom. Musíte starostlivo skontrolovať stav vodičov na kontamináciu alebo oxidované oblasti. Aj tieto naznačujú poruchu. Blok na naskrutkovanie termočlánku musí mať pozlátený povrch, aby sa zabránilo tvorbe oxidového filmu. Signál z termočlánku má hladinu desiatok milivoltov, ktorá nie je vždy schopná preraziť oxid.

Termočlánok môže jednoducho spáliť tepelný snímač. Na predĺženie termočlánku je potrebné použiť špeciálny „vodič na vyrovnanie teploty“. Ak potrebujete trochu predĺžiť, môžete použiť „čínske“ drôty alebo presnejší hrubý medený drôt. Vydávali by oceľový potiahnutý drôt ako meď. Na križovatke zákruty s meďou sa získajú ďalšie termočlánky, ktoré môžu spôsobovať nepresné merania. Len termočlánok Cu50, Pt je možné predĺžiť meďou. Overenie je rovnaké: teplota varu vody, teplota topenia ľadu. Kolegovia, nezabudnite spomenúť teplotu topenia vodného ľadu (0 °C).

Dôležité! Nechytajte termočlánok uprostred!

Vlastnosti Výmeny Termočlánku

Zariadenie havaruje z rôznych dôvodov. Poškodené zariadenie môžete vymeniť sami. Ak to chcete urobiť, musíte postupovať podľa podrobných pokynov:

1. Najskôr odskrutkujte kľúčom špeciálnu maticu, ktorou je termočlánok pripevnený k tryske.
2. Odskrutkujte kompenzačnú skrutku, ktorá upevňuje prípravok na mieste (umiestnená priamo pod montážnou konzolou).
3. Opatrne stiahnite staré zariadenie.
4. Vložte nové zariadenie do prázdneho otvoru.
5. Všetko je opravené kompenzačnou skrutkou a potom maticou.
6. Prebieha skúška tesnosti. V prípade potreby sa používa tmel - polymér alebo keramika.

Pri vykonávaní postupu treba mať na pamäti, že nedostatočne utiahnuté alebo príliš utiahnuté závitové spojenie bude nebezpečné pre prevádzkyschopnosť systému. Všeobecne platí, že odporové teplomery sú často preferované pred termočlánkami kvôli ich vyššej presnosti. Termočlánky sa vyznačujú jednoduchou štruktúrou. V žiadnom prípade ho neohýbajte, aby sa nenarušila presnosť práce.

Ako si Vybrať Správny Termočlánok?

Aby zariadenie fungovalo správne a neviedlo k poruche celého systému, je potrebné zariadenie starostlivo zvoliť. Z tohto dôvodu sa berú do úvahy nasledujúce funkcie:

• Technické parametre termočlánku musia úplne zodpovedať vlastnostiam plynového kotla.
• Na zariadení by nemalo byť nič viditeľné poškodenie (mikrotrhliny, triesky, odreniny).
• Označenie by malo byť viditeľné.
• Uprednostňujte iba produkty overených spoločností, ktoré sú zodpovedné za kvalitu výrobkov.

Ako Vyrobiť Termočlánok (Dočasné Riešenie)

Je veľmi ťažké vyrobiť termočlánok pre plynový kotol sami, takže ak nemáte príslušné skúsenosti a zručnosti, je lepšie to neriskovať. Ale ak je situácia taká, že je to potrebné urobiť, potom domáca jednotka pre plynový kotol vás môže na chvíľu ušetriť, kým nezískate nové plnohodnotné zariadenie. Na prevádzku budete potrebovať starý, použitý termočlánok, najdôležitejšie je, aby hrot mal najvhodnejšiu veľkosť.

Postup práce pri výrobe domáceho termočlánku:

1. Odrežte starý hrot tak, aby spolu s centrálnou časťou zostala časť ochrannej trubice.
2. Odrežte rovnakú časť zo starého zariadenia.
3. Otočte stredové vodiče, ktoré vyčnievajú z trubice, spájkujte spoj a vložte ho do izolácie.
4. Na elektrónky spájkujte drôt na ich elektrické pripojenie.

Vo výsledku dostanete prístroj, ktorý sa skladá z prvku s maticou zo starého termočlánku a novej pracovnej časti. Pamätajte však, že sa nemôže príliš dlho používať pre plynový kotol a iné spotrebiče.

Plynové Teplovodné Kotly DESTILA DPL

Plynové teplovodné kotly DESTILA DPL sú určené na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody (pomocou prídavného zásobníkového ohrievača). Vyrábajú sa vo výkonoch od 7 do 50 kW. Kotlové teleso je oceľové, zvárané a tepelne izolované, vhodné pre samotiažné aj nútené vykurovacie systémy. Pre vyššie vykurovacie systémy je možné použiť kaskádne zapojenie viacerých kotlov. Moderné verzie AUTOMATIK ponúkajú bezplamienkovú úspornú prevádzku.

Kondenzačné Plynové Kotly a Moderné Riešenia

Je plynový kondenzačný kotol efektívnym spôsobom vykurovania domov? Pri spaľovaní plynu vznikajú spaliny, ktorých súčasťou je vodná para. Tá je v bežnom kotle odvádzaná preč komínom, avšak plynový kondenzačný kotol ju dokáže využiť vďaka svojej konštrukcii výmenníka tepla, vracia späť do kotla. K plnej kondenzácii dochádza pri teplote vratnej vody do 55 °C. Čím je teplota vratnej vody nižšia, tým vodná para obsiahnutá v spalinách viac kondenzuje, t.j. viac predohrieva vratnú vodu do kotla. Teplota spalín sa teda v kondenzačnom kotly dostáva na max. hodnotu 70 °C, zatiaľ čo v konvenčnom prístroji je to viac ako 100 °C. Pre čo najvyššiu účinnosť kotla, a teda aj úsporu energií a financií, je nutné dosiahnuť najnižšiu možnú teplotu spalín. Platí, že čím menej tepla vypustíte komínom, tým viac tepla kotol odovzdá do vykurovacej sústavy.

Kondenzačný kotol je vhodný na vykurovanie domácností aj kancelárskych budov a je prvou voľbou v novostavbách. Jeho inštalácia sa odporúča aj pri rekonštrukcii, pretože v porovnaní s inými druhmi kotlov s ním dokážete výrazne ušetriť. Kondenzačný plynový kotol dokáže znížiť spotrebu plynu v domácnosti o približne 15 percent.

Výhodou kondenzačných plynových kotlov v porovnaní s modernými udržateľnými technológiami je najmä ich nízka obstarávacia cena. Na inštaláciu kondenzačného kotla je však nutné mať plynovú prípojku. Pri výbere si všímajte výkon a modulačný rozsah, ktorý by mal byť čo možno najväčší. Spoľahlivý moderný kotol by mal dokázať plynule regulovať výkon v čo najväčšom rozsahu.

Inteligentné Regulátory pre Kondenzačné Kotly

Moderné kondenzačné kotly sú často vybavené inteligentnými regulátormi, ktorými dokážete aj na diaľku veľmi jednoducho nastaviť teplotu v dome. Inteligentné regulátory Buderus Logamatic s internetovým pripojením na jednoduché a pohodlné ovládanie pomocou tabletu alebo smartfónu sú inovatívnym riešením, ako ešte viac znížiť náklady na vykurovanie domácnosti. Moderný kondenzačný kotol viete s pomocou inteligentného regulátora ovládať poľahky aj na diaľku. Je však možné použiť ho i ostrovne v bytovom dome, či s cudzím kotlom pomocou adaptéra.

Vďaka funkcii detekcie dokáže termostat Logamatic TC100 rozpoznať GPS polohu vášho smartfónu, takže si môžete nastaviť požadovanú teplotu v čase návratu domov. Maximálny účinok dosiahnete, ak Logamatic TC100 skombinujete s inteligentnými termostatickými radiátorovými hlavicami, ktoré umožňujú individuálne regulovať teplotu v každej miestnosti. V prípade spojenia s kotlom Buderus dokáže termostat sledovať prevádzku kotla a teda i spotrebu plynu. V menu energie si môže zákazník zadať cenu za m3 plynu a na konci vykurovacieho obdobia si vopred vypočítať ročnú spotrebu s toleranciou cca.

tags: #termoclanok #plynovy #kotol #termogas