Termocoppia per caldaia a gas: dispositivo e principio di funzionamento

Una termocoppia è praticamente l'unico strumento progettato per misurare temperature estremamente elevate. Il dispositivo è ampiamente utilizzato in varie apparecchiature della caldaia, monitorando la modalità termica e proteggendo il sistema dal surriscaldamento.

Secondo GOST P 8.585-2001, una termocoppia è un dispositivo di controllo della temperatura costituito da 2 conduttori in diverse leghe. Ogni lega si distingue per la sua resistenza e il potenziale elettrico. Il contatto tra i conduttori avviene sia in uno che in più punti, e in alcuni modelli è possibile a causa della presenza di un filo di compensazione.I metalli non preziosi vengono utilizzati per produrre termocoppie.

La termocoppia sembra molto semplice e consiste in un involucro stampato della testa, dotato di un coperchio e di tamponi al fosforo, grazie al quale l'espansione lineare degli elettrodi viene compensata. La punta del prodotto viene utilizzata per l'isolamento affidabile della giunzione di lavoro e il tubo protettivo è costituito da sezioni di lavoro e non funzionanti. Tutti i cavi di collegamento sono instradati attraverso un ugello con una guarnizione in amianto. Se gli elettrodi sono fatti di metalli nobili, i prodotti in fosforo o quarzo possono essere usati come tubi protettivi.

L'accuratezza delle letture dello strumento è di un grado.questo è considerato un indicatore abbastanza significativo nel funzionamento delle apparecchiature per il riscaldamento a gas e non consente di considerare i dispositivi come strumenti di alta precisione. L'imprecisione della misurazione della temperatura è spiegata dalle caratteristiche del design della termocoppia. Il fatto è che la connessione dei piatti-conduttori tra loro avviene in modi diversi. In alcuni modelli, la connessione avviene mediante saldatura a punti, in altri - mediante saldatura o aggraffatura.

Se la giunzione di due conduttori è eseguita male, allora l'errore sarà di uno o più gradi. Questo è un margine di errore critico, un aumento del quale può influire negativamente sul funzionamento e sulla sicurezza della caldaia. Pertanto, quando si sceglie una termocoppia, è necessario concentrarsi su prodotti di produttori noti e comprovati, poiché per AOGV un errore di un grado è un lusso insostenibile.

Le termocoppie installate nelle caldaie a gas funzionano in modo sincrono con una valvola di ingresso elettromagnetica che, al primo segnale della termocoppia, arresta immediatamente il flusso di carburante. Il funzionamento della termocoppia si basa completamente sul cosiddetto effetto Seebeck, quando due conduttori di materiali diversi entrano in contatto l'uno con l'altro di uno o più punti, che sono chiamati la parte operativa e sono collocati nella zona della fiamma libera del bruciatore. Le guaine protettive sono saldate o saldate alle estremità opposte di queste piastre metalliche, l'altra estremità è trattenuta dal dado di serraggio nella presa del sensore automatico.Nel momento in cui l'accenditore e il bruciatore della caldaia si accendono, il carburante viene fornito in modalità manuale premendo l'asta.

Di conseguenza, il gas viene fornito all'accenditore e inizia a bruciare, riscaldando la termocoppia situata accanto ad essa con la sua fiamma. Dopo 15 secondi, il pulsante di alimentazione del carburante viene rilasciato e l'alimentazione del carburante è dovuta al fatto che la termocoppia ha iniziato a generare una tensione che contiene lo stelo della valvola del carburante. La tensione media che la termocoppia è in grado di produrre, a causa della differenza di potenziale alle estremità fredde, è nell'intervallo di 40-50 mV. In alcuni modelli high-tech, le valvole sono caratterizzate dalla massima sensibilità e sono mantenute in posizione aperta finché la tensione di ingresso scende al di sotto di 20 mV.

Come ogni dispositivo, le termocoppie presentano sia vantaggi che svantaggi. Tra i vantaggi dei dispositivi si può notare il loro basso costo, grazie al design piuttosto semplice e alla lunga durata. La durata dei dispositivi è dovuta all'assenza di complessi assiemi e elementi di attrito. Un vantaggio importante è una vasta gamma di temperature misurate, nonché una facile installazione e smontaggio del dispositivo. È impossibile ignorare la multifunzionalità delle termocoppie, che consente al dispositivo di essere utilizzato sia come sensore di controllo della fiamma che come termometro.

Gli svantaggi includono il limite di tensione, che è limitato a 50 mV. Questo è uno dei motivi degli errori nelle letture che si verificano durante la misurazione delle temperature. L'assenza di una relazione lineare tra i valori di temperatura e la differenza di potenziale è anche un aspetto negativo del dispositivo. Inoltre, la parte non può essere riparata e, quando fallisce, viene sostituita con una nuova. Tuttavia, a volte la terminazione della termocoppia a causa di scarso contatto. Per riprendere il funzionamento della caldaia, è necessario rimuovere la termocoppia, pulire i conduttori e installare il dispositivo in posizione.

Il mercato moderno dei sistemi di riscaldamento offre quattro tipi di termocoppie installate nelle caldaie a gas.

• Modelli di tipo E si distingue per le alte prestazioni e una vasta gamma di temperature misurate, che varia da -50 a +740 gradi. Le piastre del conduttore sono fatte di costante e chromel. La marcatura del prodotto di fabbrica è rappresentata dalla lettera TXKn.
• Modelli di tipo J differisce in basso, rispetto al primo tipo, è costato ed è presentato con la marcatura di SFA. Le piastre di contatto sono fatte di ferro e costanti e la gamma di temperature di funzionamento va da -40 a +600 gradi.

• Modelli di tipo K. sono i più comuni e in grado di lavorare a temperature da -200 a +1350 gradi. I piatti sono fatti di alluminio e chromel, che richiede alcune restrizioni nella loro applicazione. Il fatto è che in condizioni di alto contenuto di anidride carbonica, Chromel è incline alla formazione di marciume verde, erodendo rapidamente la lega e disabilitando il dispositivo. Il prodotto è contrassegnato TXA ed è molto sensibile alle fluttuazioni di temperatura più lievi.
• Modelli di tipo N sono una modifica del modello E e sono in grado di funzionare a temperature fino a +1200 gradi. Per la produzione di lastre usate nishrosil nisil.I modelli di questo tipo sono considerati i dispositivi più precisi utilizzati nelle apparecchiature della caldaia.

Oltre a questi tipi di termocoppie, ci sono modelli per la fabbricazione di cui sono usati costosi tipi di metalli. Ciò aumenta notevolmente i costi e rende la loro installazione nelle caldaie a gas non redditizia. Ad esempio, lastre di dispositivi di tipo M estremamente precisi sono realizzate in nichel e molibdeno. Tale dispositivo è installato in costose caldaie sottovuoto e non è utilizzato nelle apparecchiature a gas.

Per istruzioni su come controllare una termocoppia per una caldaia a gas, vedere il seguente video.