Как из тепла сделать электричество

На одном из электрических форумов был задан такой вопрос: «Каким образом можно получить электроэнергию, использую обычный бытовой газ?» Мотивировалось это тем, что газ у этого товарища, да собственно, как и у многих, оплачивается просто по нормативам без счетчика.

Сколько ни пользуйся, платить все равно фиксированную сумму, и почему же не превратить уже оплаченный, но не использованный газ в халявную электроэнергию? Так на форуме появилась новая тема, которая была подхвачена остальными участниками: задушевная беседа помогает не только сократить рабочий день, но еще и убить свободное время.

Было предложено множество вариантов. Просто купить бензиновый генератор, а заправлять его бензином, полученным перегонкой бытового газа, либо переделать генератор для работы сразу на газу, как автомобиль.

Вместо двигателя внутреннего сгорания предлагался двигатель Стирлинга, известный также как двигатель внешнего сгорания.

Вот только топикстартер (тот, который создал новую тему) претендовал на мощность генератора не менее 1 киловатта, но его урезонили, мол, такой стирлинг не поместится даже в кухне небольшой столовой. Кроме того немаловажно, чтобы генератор был бесшумным, иначе, ну, сами знаете что.

После множества предложений кто-то вспомнил, как видел в какой-то книжке рисунок, где показана керосиновая лампа с приспособлением в виде многолучевой звезды для питания транзисторного приемника. Но об этом будет сказано чуть дальше, а пока…

Термогенераторы. История и теория

Для того, чтобы получить электричество непосредственно от газовой горелки или другого источника тепла, применяются термогенераторы. Так же, как и у термопары, их принцип действия основан на эффекте Зеебека, открытом в 1821 году.

Упомянутый эффект состоит в том, что в замкнутой цепи из двух разнородных проводников появляется э.д.с., если места спаев проводников находятся при разных температурах. Например, горячий спай находится в сосуде с кипящей водой, а другой в чашке с тающим льдом.

Эффект возникает от того, что энергия свободных электронов зависит от температуры. При этом электроны начинают перемещаться от проводника, где они имеют более высокую энергию в проводник, где энергия зарядов меньше. Если один из спаев нагрет больше другого, то разность энергий зарядов на нем, больше, чем на холодном. Поэтому, если цепь замкнута, в ней возникает ток, именно та самая термоэдс.

Приблизительно величину термоэдс можно определить по простой формуле:

E = α * (T1 – T2). Здесь α – коэффициент термоэдс, который зависит только от металлов, из которых составлена термопара или термоэлемент. Его значение обычно выражается в микровольтах на градус.

Разность температур спаев в этой формуле (T1 – T2): T1 – температура горячего спая, а T2, соответственно, холодного. Приведенную формулу достаточно наглядно иллюстрирует рисунок 1.

Рисунок 1. Принцип работы термопары

Рисунок этот классический, его можно найти в любом учебнике физики. На рисунке показано кольцо, составленное из двух проводников А и Б. Места соединения проводников называются спаями. Как показано на рисунке, в горячем спае T1 термоэдс имеет направление из металла Б в металл А. А в холодном спае Т2 из металла А в металл Б. Указанное на рисунке направление термоэдс справедливо для случая, когда термоэдс металла А положительна по отношению к металлу Б.

Как определить термоэдс металла

Термоэдс металла определяется по отношению к платине. Для этого термопара, одним из электродов которой является платина (Pt), а другим испытуемый металл, нагревается до 100 градусов Цельсия. Полученное значение в милливольтах для некоторых металлов, показано ниже. Причем следует обратить внимание на то, что изменяется не только величина термоэдс, но и ее знак по отношению к платине.

Платина в этом случае играет такую же роль, как 0 градусов на температурной шкале, а вся шкала величин термоэдс выглядит следующим образом:

Сурьма +4,7, железо +1,6, кадмий +0,9, цинк +0,75, медь +0,74, золото +0,73, серебро +0,71, олово +0,41, алюминий +0,38, ртуть 0, платина 0.

После платины идут металлы с отрицательным значением термоэдс:

Кобальт -1,54, никель -1,64, константан (сплав меди и никеля) -3,4, висмут -6,5.

Пользуясь этой шкалой очень просто определить значение термоэдс развиваемое термопарой, составленной из различных металлов. Для этого достаточно подсчитать алгебраическую разность значений металлов, из которых изготовлены термоэлектроды.

Например, для пары сурьма – висмут это значение будет +4,7 – ( – 6,5) = 11,2 мВ. Если в качестве электродов использовать пару железо – алюминий, то это значение составит всего +1.6 – (+0,38) = 1,22 мВ, что меньше почти в десять раз, чем у первой пары.

Если холодный спай поддерживать в условиях постоянной температуры, например 0 градусов, то термоэдс горячего спая будет пропорциональна изменению температуры, что и используется в термопарах.

Как создавались термогенераторы

Уже в середине 19 века делались многочисленные попытки для создания термогенераторов – устройств для получения электрической энергии, то есть для питания различных потребителей. В качестве таких источников предполагалось использовать батареи из последовательно соединенных термоэлементов. Конструкция такой батареи показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Термобатарея, схематическое устройство

Первую термоэлектрическую батарею создали в середине 19 века физики Эрстед и Фурье. В качестве термоэлектродов использовались висмут и сурьма, как раз та самая пара из чистых металлов, у которой максимальная термоэдс. Горячие спаи нагревались газовыми горелками, а холодные помещались в сосуд со льдом.

В процессе опытов с термоэлектричеством позднее были изобретены термобатареи, пригодные для использования в некоторых технологических процессах и даже для освещения. В качестве примера можно привести батарею Кламона, разработанную в 1874 году, мощности которой вполне хватало для практических целей: например для гальванического золочения, а также применения в типографии и мастерских гелиогравюры. Примерно в то же время исследованием термобатарей занимался и ученый Ноэ, его термобатареи в свое время также были распространены достаточно широко.

Но все эти опыты, хотя и удачные, были обречены на провал, поскольку термобатареи, созданные на основе термоэлементов из чистых металлов, имели весьма низкий КПД, что сдерживало их практическое применение. Чисто металлические пары имеют КПД лишь несколько десятых долей процента. Намного большим КПД обладают полупроводниковые материалы: некоторые окислы, сульфиды и интерметаллические соединения.

Полупроводниковые термоэлементы

Подлинную революцию в создании термоэлементов произвели труды академика А.И. Иоффе. В начале 30 – х годов XX столетия он выдвинул идею, что с помощью полупроводников возможно превращение тепловой энергии, в том числе и солнечной, в электрическую. Благодаря проведенным исследованиям уже в 1940 году был создан полупроводниковый фотоэлемент для преобразования световой солнечной энергии в электрическую.

Первым практическим применением полупроводниковых термоэлементов следует считать, по-видимому, «партизанский котелок», позволявший обеспечить питанием некоторые портативные партизанские радиостанции.

Основой термогенератора служили элементы из константана и SbZn. Температура холодных спаев стабилизировалась кипящей водой, в то время как горячие спаи нагревались пламенем костра, при этом обеспечивалась разница температур не менее 250…300 градусов. КПД такого устройства был не более 1,5…2,0 %, но мощности для питания радиостанций вполне хватало. Конечно, в те военные времена конструкция «котелка» была государственным секретом, и даже сейчас на многих форумах в интернете обсуждается его устройство.

Бытовые термогенераторы

Уже в послевоенные пятидесятые годы советская промышленность начала выпуск термогенераторов ТГК – 3. Основное его назначение состояло в питании батарейных радиоприемников в неэлектрифицированной сельской местности. Мощность генератора составляла 3 Вт, что позволяло питать батарейные приемники, такие как «Тула», «Искра», «Таллин Б-2», «Родина – 47», «Родина – 52» и некоторые другие.

Внешний вид термогенератора ТГК-3 показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Термогенератор ТГК-3

Конструкция термогенератора

Как уже было сказано, термогенератор предназначался для использования в сельской местности, где для освещения использовались

керосиновые лампы «молния». Такая лампа, оснащенная термогенератором, становилась не только источником света, но и электричества.

При этом дополнительных затрат топлива не требовалось, ведь в электричество превращалась именно та часть керосина, которая просто улетала в трубу. К тому же, такой генератор был всегда готов к работе, конструкция его была такова, что ломаться в нем просто нечему. Генератор мог просто лежать без дела, работать без нагрузки, не боялся коротких замыканий. Срок службы генератора, по сравнению с гальваническими батареями, казался просто вечным.

Роль вытяжной трубы у керосиновой лампы «молния» играет удлиненная цилиндрическая часть стекла. При использовании лампы совместно с термогенератором стекло делалось укороченным, и в него вставлялся металлический теплопередатчик 1, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Керосиновая лампа с термоэлектрическим генератором

Внешняя часть теплопередатчика имеет форму многогранной призмы, на которой установлены термобатареи. Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи теплопередатчик внутри имел несколько продольных каналов. Проходя по этим каналам горячие газы уходили в вытяжную трубу 3, попутно нагревая термобатарею, точнее, ее горячие спаи.

Для охлаждения холодных спаев использовался радиатор воздушного охлаждения. Он представляет собой металлические ребра, прикрепленные к внешним поверхностям блоков термобатарей.

Термогенератор – ТГК3 состоял из двух независимых секций. Одна из них вырабатывала напряжение 2В при токе нагрузки до 2А. Эта секция использовалась для получения анодного напряжения ламп с помощью вибропреобразователя. Другая секция при напряжении 1,2В и токе нагрузки 0,5А использовалась для питания нитей накала ламп.

Нетрудно подсчитать, что мощность данного термогенератора не превышала 5 Ватт, но для приемника ее вполне хватало, что позволяло скрашивать долгие зимние вечера. Сейчас, конечно, это кажется просто смешным, но в те далекие времена такое устройство было, несомненно, чудом техники.

В 1834 году француз Жан Шарль Атаназ Пельтье открыл эффект, противоположный эффекту Зеебика. Смысл открытия в том, что при прохождении тока через спай из разнородных материалов (металлов, сплавов, полупроводников) выделяется или поглощается тепло, что зависит от направления тока и типов материалов. Об этом подробно рассказано здесь: Эффект Пельтье: магическое действие электрического тока

Согласно мировой статистике, от общего числа выработанной электроэнергии, на ТЭС приходится более 60%. Как известно, для работы тепловых электростанций необходимо органическое топливо, запасы которого не бесконечны. Помимо того, положенный в основу техпроцесс не является экологически чистым. Но низкая стоимость оргтоплива и высокий КПД ТЭС, позволяет получать «дешевое» электричество, что оправдывает применение данной технологии. Выход из сложившейся ситуации – альтернативные источники энергии, к таковым относятся термоэлектрические генераторы (далее ТЭГ), о них и пойдет речь в этой статье.

Что такое термоэлектрический генератор?

Так принято называть устройство, позволяющее преобразовать тепловую энергию в электрическую. Следует уточнить, что термин «Тепловая» не совсем точен, поскольку тепло, это способ передачи, а не отдельный вид энергии. Под данным определением подразумевается общая кинетическая энергия молекул, атомов и других структурных элементов, из которых состоит вещество.

Несмотря на то, что на ТЭС сжигается топливо для получения электричества, ее нельзя отнести к ТЭГ. На таких станциях тепловая энергия вначале преобразуется в кинетическую, а она уже в электрическую. То есть, топливо сжигается для получения из воды пара, который вращает турбину электрического генератора.

Схема работы ТЭС

Исходя из выше изложенного, следует уточнить, что ТЕГ должен генерировать электроэнергию без промежуточных преобразований.

Принцип работы

В основе ТЭГ лежит термоэлектрическое явление, описанное в начале 20-х годов XIX века немецким ученым-физиком Томасом Иоганном Зеебеком. Он обнаружил появление ЭДС в цепи замкнутого типа, состоящей из проводника и сурьмы, при условии создания разности температур в местах, где эти материалы контактируют. Изображение устройства, при помощи которого был зафиксирован данный эффект, представлено ниже.

Обозначения:

• 1 – медный проводник.
• 2 – проводник из сурьмы.
• 3 – стрелка компаса.
• А и В – места контакта двух проводников.

При нагревании одного из контактов стрелка отклонялась, что свидетельствовало о наличии магнитного поля, вызванного ЭДС. При нагреве другого контакта, направление ЭДС менялось на противоположное. Соответственно, при разрыве цепи, можно зафиксировать разность потенциалов на ее концах.

Через 12 лет, после публикации Зеебеком результатов своих опытов, французским физиком Жаном Пельтье был обнаружен обратный эффект. Если через цепь термопары пропускать ток, то в местах контакта этих веществ возникает разность температур. Мы не будем приводить описание опыта Пельтье, а также данные по современным одноименным элементам, эту информацию можно найти на нашем сайте.

По сути, оба эти эффекта обратные стороны одного термоэлектрического явления, позволяющего напрямую получать электричество из тепловой энергии. Но, до открытия полупроводников, термоэлектрический эффект не находил практического применения, ввиду неприемлемо низкого КПД. Поднять его до 5% удалось только в середине пошлого века. К сожалению, даже у современных полупроводниковых элементов, этот показатель остается на уровне 8%-12%, что не позволяет рассматривать генераторы данного типа в качестве серьезных конкурентов ТЭС.

Современный элемент Пельтье с указанием размеров

Перспективы

В настоящее время продолжаются опыты по подбору оптимальных термопар, что позволит увеличить КПД. Проблема заключается в том, что под данные исследования затруднительно подвести теоретическую базу, поэтому приходится полагаться только на результаты экспериментов. Учитывая, что на эффект влияет процентное соотношение и состав сплавов материала для термопар, говорить о ближайших перспективах неблагодарное занятие.

Велика вероятность, что в ближайшее время для повышения добротности термоэлементов, разработчики перейдут на другой уровень изготовления сплава для термопар, с использованием нано-технологий, ям квантования и т.д.

Вполне возможно, что будет разработан совершенно иной принцип с использованием нетрадиционных материалов. В качестве примера можно привести эксперименты, проводимые в Калифорнийском университете, где для замены термопары использовалась искусственная синтезированная молекула, которая соединяла два золотых микро проводника.

Молекула вместо термопары

Первые опыты показали возможность реализации идеи, насколько она перспективна, покажет время.

Сфера применения и виды термоэлектрических генераторов

В виду низкого КПД для ТЭГ остается два варианта применения:

1. В местах, где недоступны другие источники электроэнергии.
2. В процессах, где имеется избыток тепла.

Приведем несколько примеров таких устройств.

Энергопечи

Данные, устройства, совмещающие в себе следующие функции:

• Варочной поверхности.
• Обогревателя.
• Источника электроэнергии.

Это прекрасный образец, объединяющий все оба варианта применения.

Индигирка – три в одном

У представленной на рисунке энергопечи следующие параметры:

• Вес – чуть больше 50 килограмм (без учета топлива).
• Размеры: 65х43х54 см (с разобранным дымоходом).
• Оптимальная загрузка оргтоплива – 30 литров. Допускается использование лиственной древесины, торфа, бурового (не каменного!) угля.
• Средняя тепловая мощность устройства около 4,5 кВт.
• Мощность электронагрузки от 45-50 Вт.
• Стабилизированное постоянное напряжение на выходе – 12 В.

Как видите, эти параметры вполне приемлемы для условий, где нет электричества, отопления и газа. Что касается небольшой электрической мощности, то ее вполне достаточно для зарядки мобильных устройств или питания других гаджетов, через адаптер от автомобильного прикуривателя.

Радиоизотопные ТЭГ

В качестве источника тепла для ТЭГ может выступать тепловая энергия, выделяющаяся в процессе распада нестабильных элементов. Такие источники называют радиоизотопными. Основное их преимущество заключается в том, что не требуется постоянная загрузка топлива. Недостаток – необходимость установки защиты от ионизирующего излучения, невозможность перезаправки топлива и необходимость утилизации.

Срок эксплуатации таких источников напрямую зависит от периода полураспада вещества, используемого в качестве топлива. К последнему предъявляется следующий ряд требований:

• Высокий коэффициент объемной активности, то есть небольшое количество вещества должно обеспечивать нужный уровень выделения энергии.
• Поддержка необходимого уровня мощности в течение длительного времени. На этот параметр отвечает, как было отмечено выше, влияет период полураспада, например у стронция-90 он 29 лет, следовательно, источник через это время потеряет половину своей мощности.
• Ионизирующее излучение должно быть удобным для утилизации, то есть в нем должны преобладать α-частицы.
• Необходимый уровень безопасности. То есть ионизирующее излучение не должно нанести вред экологии (в случае эксплуатации на земле) и питающемуся от такого источника оборудованию.

Таким критериям отвечают изотопы кюрия-244, плутония-238 и упоминавшийся выше стронций-90.

Сфера применения РИТЕГ

Несмотря на серьезные требования к таким источникам, сфера их применения довольно разнообразна, они используются как в космосе, так и на земле. Ниже на фото, изображен РИТЕГ, работавший на космическом аппарате Кассини. В качестве топлива использовался изотоп плутония-238. Период полураспада этого элемента чуть больше 87 лет. Под конец 20-ти летней мисси источник вырабатывал 650 Вт электроэнергии.

Радиоизотопное «сердце» Кассини

Кассини была приведена в качестве примера, а на счет массовости можно констатировать, что, практически, все КА для электропитания оборудования используют РИТЕГ. К сожалению, характеристики радиоизотопных источников энергии космических аппаратов, как правило, не публикуются.

На земле ситуация приблизительно такая же. Технология РИТЕГ как бы известна, но ее детали относятся к закрытой информации. Достоверно известно, что такие установки применяются в качестве источника питания навигационного оборудования в местности, где по техническим причинам невозможно получать электроэнергию другим способом. То есть, речь идет о труднодоступных регионах.

К сожалению, такие источники не самая подходящая альтернатива ТЭС с экологической точки зрения.

РИТЕГ поднятый с 14-митровой глубины возле Сахалина

Как сделать термоэлектрический генератор своими руками?

В завершении расскажем, как сделать ТЕГ, которым можно пользоваться в турпоходе, на охоте или рыбалке. Естественно, мощность таких устройств будет уступать радиоизотопным генераторам энергии, но ввиду труднодоступности плутония, и его неприятным свойством наносить вред человеческому организму придется довольствоваться малым.

Нам понадобится термоэлектрический элемент, например, ТЕС1 12710. Желательно использовать несколько элементов, подключенных параллельно, для увеличения мощности. К сожалению, тут есть очень серьезный нюанс, потребуется подобрать элементы со сходными параметрами, что у китайской продукции практически не реально, а использовать брендовую дорого, проще купить готовый генератор. Если использовать один модуль Пельте, то его мощности едва хватит для зарядки телефона или другого гаджета. Нам также понадобится металлический корпус, например, отслужившего блока питания ПК и радиатор от процессора.

Основные моменты сборки:

Наносим на корпус термопасту в месте, где будет крепиться термоэлектрический элемент, прислоняем его и фиксируем радиатором. В результате у нас получается конструкция, как на нижнем рисунке.

Туристический ТЭГ

В качестве топлива лучше всего использовать «сухой спирт».

Теперь необходимо подключить к нашему источнику стабилизатор напряжения (схему можно найти на нашем сайте или в других тематических источниках).

Конструкция готова, можно приступать к проверке.

Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!

Кратко о принципе действия

Чтобы в дальнейшем Вы понимали, для чего нужны те или иные запчасти при сборке самодельного термоэлектрического генератора, сначала поговорим об устройстве элемента Пельтье и о том, как он работает. Данный модуль состоит из последовательно соединенных полупроводников – pn переходов, находящихся между керамическими пластинами, как показано на картинке ниже.

Когда через такую цепь проходит электрический ток, происходит так называемый эффект Пельтье — одна сторона модуля нагревается, а вторая – охлаждается. Для чего это нам нужно? Все очень просто, данный эффект работает и в обратном направлении: если одну сторону пластины нагреть, а второю охладить, то можно получить электроэнергию небольшого напряжения и силы тока. Огромное преимущество данного метода в том, что можно использовать любой источник тепла, будь то костер, или горячая кружка с кипятком, остывающая плита и так далее. Для охлаждения можно применять воздух или для более мощных вариантов – обыкновенную воду, которая обязательно найдется даже в условиях похода. Далее переходим к мастер-классам, которые наглядно покажут из чего и как сделать термоэлектрический генератор своими руками.

Мастер-класс по сборке

У нас есть очень подробная и в то же время простая инструкция по сборке самодельного генератора электроэнергии на базе мини-печи и элемента Пельтье. Она пригодится каждому путешественнику в походе. Для начала Вам необходимо подготовить следующие материалы:

• Непосредственно сам элемент Пельтье с параметрами: максимальный ток 10 А, напряжение 15 Вольт, размеры 40*40*3,4 мм. Маркировка – TEC 1-12710.
• Старый нерабочий блок питания от компьютера (с него нужен только металлический корпус).
• Стабилизатор напряжения, со следующими техническими характеристиками: входное напряжение 1-5 Вольт, на выходе – 5 Вольт. В данной инструкции по сборке термоэлектрического генератора используется модуль с USB выходом, что упростит и сделает безопасным процесс подзарядки современного телефона либо планшета. Эту деталь можно приобрести в магазине радиокомпонентов или в интернете.
• Радиатор. Можно взять от процессора сразу с кулером (вентилятором), как показано на фото.
• Термопаста, продается в компьютерном магазине.

Подготовив все материалы, можно переходить к изготовлению устройства своими руками. Итак, чтобы Вам было понятнее, как самому сделать генератор, предоставляем пошаговый мастер-класс с картинками и подробным объяснением:

1. Разберите старый блок питания и оставьте только корпус. Он будет использоваться, как место розжига огня (так называемая печь). Будьте внимательны, даже на старых блоках питания в высоковольтной части на конденсаторах может остаться опасное для жизни напряжение. Поэтому перед работой оденьте диэлектрические перчатки, убедитесь в отсутствии потенциала на конденсаторе, для уверенности замкните его контакты, и будьте предельно осторожны во время разборки!
2. На радиатор нанесите термопасту тонким, однородным слоем и прислоните элемент Пельтье. Устанавливать нужно маркировкой к радиатору, это будет холодная сторона. Если Вы перепутаете стороны местами, в дальнейшем нужно будет поменять полярность проводов, чтобы термоэлектрический генератор работал правильно и не испортил преобразователь. Вместо термопасты вы можете использовать специальный теплопроводный клей, это будет даже лучше: не придется дополнительно крепить радиатор к корпусу.
   
3. К обратной стороне модуля прислоните корпус блока питания, как показано на фото ниже.
4. Прикрепите радиатор к корпусу с помощью металлической проволоки.
5. К выводам элемента припаяйте стабилизатор напряжения с выходом USB. Кстати, для этого можно сделать паяльник сделать своими руками.
6. Аккуратно поместите 5-вольтовый преобразователь в радиаторе и переходите к испытаниям самодельного термоэлектрического генератора. Не забудьте заизолировать преобразователь с помощью изоленты.
   

Работает термоэлектрический генератор следующим образом: внутрь печи Вы засыпаете дрова, мелкие щепки, поджигаете их и ждете несколько минут, пока одна из сторон термоэлемента не нагреется. Параллельно можно вскипятить воду на решетке. Для подзарядки телефона нужно, чтобы разница между температурами разных сторон была около 100 о С. Если охлаждающая часть (радиатор) будет нагреваться, его нужно будет остужать – аккуратно поливать водой, поставить на него кружку с жидкостью, льдом и т. д. Лучше крепить радиатор так, чтобы его ребра были расположены вертикально, это улучшает отдачу тепла воздуху.

А вот и видео, на котором наглядно показывается, как работает самодельный электрогенератор на дровах:

Также можно установить на холодную сторону устройства вентилятор от компьютера, что несколько изменит его конструкцию. Давайте рассмотрим этот вариант по подробнее:

В этом случае кулер будет затрачивать небольшую долю мощности генераторной установки, но в итоге система будет работать с более высоким КПД. Помимо телефонной зарядки модуль Пельтье можно использовать в качестве источника электроэнергии для фонарика, что не менее полезный вариант применения генератора. Еще одна особенность данной конструкции — это способность регулировать высоту над огнем. Для этого автор использует деталь от CD-ROMа (на одном из фото хорошо видно, как самому можно изготовить конструкцию).

Если сделать термоэлектрический генератор своими руками по такой методике, на выходе у Вас может быть до 8 Вольт напряжения, поэтому для подзарядки телефона, нужно подключить понижающий преобразователь, который сделает на выходе стабильные 5 В.

Ну и последний вариант самодельного источника электроэнергии для дома может быть представлен такой схемой: элемент между двух алюминиевых «кирпичиков», медная трубка (водяное охлаждение) и конфорка. Как результат – эффективный генератор, позволяющий получить бесплатное электричество в домашних условиях! Например, при остывании конфорки, когда ей никто не пользуется. Или очень часто люди используют печь для обогрева, так вот часть этой энергии может пойти на зарядку вашего гаджета.

Вот мы и предоставили три простых варианта самодельного аппарата, который можно собрать из подручных средств. Теперь Вы знаете как сделать термоэлектрический генератор своими руками, на чем основан принцип работы элемента Пельтье и для чего его можно использовать!

Будет интересным к прочтению:

Термоаккумулятор для отопления своими руками схема изготовления

Как сделать теплоаккумулятор и утеплить его своими руками

Надо признать, что у большинства граждан бывшего СССР не хватает доходов на приобретение современного отопительного оборудования, поэтому людям приходится искать альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (она же – тепловой аккумулятор), очень полезную вещь для систем отопления частных домов. Изделие среднего объема 500 л обойдется примерно в 600—700 у. е. а цена тысячелитрового бака переваливает за 1000 у. е. Если же напрячься и сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом еще и смонтировать его в котельной самостоятельно, то вы легко уложитесь в половину этой суммы. А наша задача – рассказать о способах изготовления.

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Изделие предназначено для обогрева дома в периоды, когда основной источник тепла (котел) бездействует. Замещение практикуется в таких случаях:

1. При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
2. Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.

Заводские резервуары с теплообменниками для ГВС и гелиосистем

Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла — схема

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

• основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
• теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
• внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
• присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
• погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез озаботились темой установки в собственном доме теплоаккумулятора, сделанного своими руками, то для начала не помешает ознакомиться с заводской технологией сборки этих изделий.

Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна

Повторить ее самому в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак – аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в такой последовательности:

1. Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где их него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
2. На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1.5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
3. Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
4. Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферы.
5. Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
6. Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
7. Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху изделие облицовывается тонколистовой сталью с полимерной окраской либо закрывается плотным чехлом.

Корпус выгибается из листа железа на вальцах

Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители нередко применяют специальный чехол (можно выбрать цвет)

Большинство заводских аккумуляторов тепла для систем отопления рассчитаны на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя 90 °С. Это значение вдвое превышает порог срабатывания предохранительного клапана, устанавливаемого на группу безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел — 3 Бар). Детально производственный процесс показан на видео:

Изготавливаем тепловую батарею самостоятельно

Вы решили, что без буферной емкости обойтись не сможете и хотите ее сделать своими руками. Тогда готовьтесь пройти 5 этапов:

1. Расчет объема теплоаккумулятора.
2. Выбор подходящей конструкции.
3. Подбор и заготовка материалов.
4. Сборка и проверка герметичности.
5. Монтаж резервуара и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Перед тем как посчитать объем бочки, подумайте, сколько места в котельной или другом помещении вы сможете под нее выделить (по площади и высоте). Четко определитесь, как долго водяной теплоаккумулятор должен замещать бездействующий котел, а уж потом приступайте к выполнению первого этапа.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета вместительности накопительного резервуара:

• упрощенный, предлагаемый производителями;
• точный, выполняемый по формуле теплоемкости воды.

Продолжительность обогрева дома тепловым аккумулятором зависит его размера

Суть укрупненного расчета проста: под каждый кВт мощности котельной установки в баке выделяется объем, равный 25 л воды. Пример: если мощность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальная вместительность теплоаккумулятора выйдет 25 х 25 = 625 л или 0.625 м³. Теперь вспомните, сколько места в котельной выделено для резервуара и подгоняйте полученный объем под реальные размеры.

Для справки. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор нередко задаются вопросом, как посчитать объем круглой бочки. Здесь стоит напомнить расчетную формулу площади круга: S = ¼πD². Подставьте в нее диаметр цилиндрического резервуара, а полученный результат умножьте на высоту емкости.

Более точные размеры теплового аккумулятора вы получите, если воспользуетесь вторым способом. Ведь упрощенное вычисление не покажет, на сколько времени хватит рассчитанного объема теплоносителя при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемая методика как раз и пляшет от показателей, которые нужны вам и основывается на формуле:

m = Q / 1.163 х Δt

• Q – количество тепла, которое нужно накопить в аккумуляторе, кВт;
• m – расчетная масса теплоносителя в баке, тонн;
• Δt – разность температур воды в начале и в конце нагрева;
• 1.163 Вт/кг °С — это справочная теплоемкость воды.

Дальше поясним на примере. Возьмем стандартный дом 100 м² со средним теплопотреблением 10 кВт/ч, где котел должен простаивать 10 часов в сутки. Тогда в бочке необходимо аккумулировать 10 х 10 = 100 кВт энергии. Начальная температура воды в отопительной сети – 20 °С, нагрев происходит до 90 °С. Считаем массу теплоносителя:

m = 100 / 1.163 х (90 — 20) = 1.22 тонны, что приблизительно равно 1.25м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка 10 кВт взята приблизительно, в утепленном здании площадью 100 м² теплопотери будут меньше. Момент второй: столько тепла необходимо в наиболее холодные дни, каковых бывает 5 на всю зиму. То есть, в данном примере теплоаккумулятора на 1000 л хватит с большим запасом, а с учетом сезонного перепада температур можно спокойно уложиться в 750 л.

Отсюда вывод: в формулу нужно подставлять среднее теплопотребление за холодный период, равное половине от максимального:

m = 50 / 1.163 х (90 — 20) = 0.61 тонны или 0.65 м³.

Примечание. Если вы посчитаете объем бочки по среднему расходу теплоты, при крепких морозах его не хватит на расчетный промежуток времени (в нашем примере – 10 часов). Зато сэкономите деньги и место в помещении топочной. Больше информации по ведению расчетов представлено в другой нашей публикации .

О конструкции емкости

Чтобы успешно изготовить аккумулятор тепла своими руками, вам придется победить одного коварного врага – давление, оказываемое жидкостью на стенки сосуда. Думаете, почему заводские резервуары сделаны цилиндрическими, а дно с крышкой – полусферическими? Да потому что такая емкость способна противостоять давлению горячей воды без дополнительного усиления. С другой стороны, мало у кого найдется техническая возможность отформовать металл на вальцах, не говоря уже о вытяжке полукруглых деталей. Предлагаем следующие способы решения вопроса:

1. Заказать круглый внутренний бак на металлообрабатывающем предприятии, а работы по утеплению и окончательному монтажу провести самостоятельно. Это все равно обойдется дешевле, нежели купить готовый теплоаккумулятор.
2. Взять готовый цилиндрический бак и на его базе делать буферную емкость. Где взять подобные резервуары, мы подскажем в следующем разделе.
3. Сварить прямоугольный аккумулятор тепла из листового железа и усилить его стенки.

Чертеж теплоаккумулятора прямоугольной формы объемом 500 л в разрезе

Важный совет. Для закрытой системы отопления с твердотопливным котлом, где избыточное давление может подскочить до 3 Бар и выше, настоятельно рекомендуется применять цилиндрический теплоаккумулятор, изготовленный своими руками.

В открытой системе отопления, в которой избыточный напор отсутствует, можно использовать прямоугольный бак. Но не забывайте о гидростатическом давлении теплоносителя на его стенки и приплюсуйте к нему высоту столба воды от системы отопления (до расширительного бачка, установленного в высшей точке). Поэтому важно усилить плоские стенки самодельного теплоаккумулятора, как это показано выше на чертеже емкости вместительностью 500 л.

Прямоугольная накопительная емкость, усиленная должным образом, может применяться и в закрытой системе отопления. Но учтите: при аварийном скачке давления от перегрева ТТ-котла резервуар даст течь с вероятностью 90%, хотя под слоем утеплителя вы можете не заметить мелкую протечку. Как выпирают неукрепленные стенки сосуда при заполнении водой, показано на видео:

Для справки. Бессмысленно наваривать прямо на стенки жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что уголки малого сечения сила давления изгибает вместе со стенкой, а большие со временем отрывает, начиная с края. Делать снаружи мощный каркас – нецелесообразно, слишком большой расход материалов. Спасут только внутренние распорки, как изображено на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Чертеж аккумулятора тепла на 500 л — вид сверху

Подбор материалов для резервуара

Вы сильно облегчите себе задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на работу под давлением. Какие емкости можно использовать:

• баллоны из-под пропана разной вместительности;
• списанные технологические емкости, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
• ресиверы от железнодорожных вагонов;
• старые железные бойлеры;
• внутренние баки емкостей для хранения жидкого азота, выполненные из нержавейки.

Из готовых стальных сосудов сделать надежный теплоаккумулятор значительно проще

Примечание. В крайнем случае сгодится стальная труба подходящего диаметра. К ней можно приварить плоские крышки, которые придется усилить внутренними растяжками.

Для сваривания квадратного резервуара возьмите листовой металл толщиной 3 мм, больше не надо. Жесткости сделайте из круглых труб диаметром 15—20 мм либо профилей 20 х 20 мм. Размер штуцеров выбирайте по диаметру выходных патрубков котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0.3—0.5 мм) с порошковой покраской.

Отдельный вопрос – чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучший вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60—80 мм. Полимеры типа пенопласта или экструдированного пенополистирола применять не стоит. Причина – мыши, которые любят тепло и осенью могут запросто поселиться под обшивкой вашей накопительной емкости. В отличие от полимерных утеплителей, базальтовое волокно они не любят.

Не стройте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, грызуны его тоже едят

Теперь укажем альтернативные варианты готовых сосудов, которые применять для аккумуляторов тепла не рекомендуется:

1. Импровизированный бак из еврокуба. Подобные пластиковые емкости рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70 °С, а нам нужно 90 °С.
2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания – тонкий металл и плоские крышки изделия. Чем усиливать такую бочку, проще взять хорошую трубу.

Сборка прямоугольной конструкции

Хотим предупредить сразу: если вы посредственно владеете искусством сварочных работ, то изготовление бака лучше закажите на стороне по вашим чертежам. Качество и герметичность швов имеет огромное значение, при малейшей неплотности аккумулирующая емкость потечет.

Сначала бак сваривается прихватками, а потом сплошным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не будет, надо лишь усвоить порядок выполнения операций:

1. Вырежьте из металла заготовки по размерам и сварите корпус без дна и крышки на прихватках. Для фиксации листов используйте струбцины и угольник.
2. Прорежьте в боковых стенках отверстия под жесткости. Вставьте внутрь заготовленные трубы и обварите их торцы снаружи.
3. Прихватите к баку дно с крышкой. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних растяжек.
4. Когда все противоположные стенки емкости надежно связаны друг с другом, начинайте сплошную проварку всех швов.
5. Установите на изделие опоры из отрезков трубы.
6. Врежьте штуцеры, отступив от дна и крышки на менее 10 см, как показано на чертеже.
7. Приварите к стенкам металлические скобки, которые послужат кронштейнами для крепления теплоизоляционного материала и обшивки.

На фото показана растяжка из широкой полосы, но лучше применять трубу

Совет по монтажу внутренних распорок. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибанию от давления и не оборвались по сварке, выпустите концы растяжек наружу на 50 мм. Затем дополнительно приварите к ним ребра жесткости из стального листа или полосы. О внешнем виде не волнуйтесь, торцы труб потом скроются под облицовкой.

Стальные скобки привариваются к корпусу для крепления утеплителя и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить теплоаккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, наполнив водой либо смазав все швы керосином. Теплоизоляция выполняется достаточно просто:

• зачистите и обезжирьте все поверхности, нанесите на них грунтовку и краску с целью защиты от коррозии;
• оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а после закрепите с помощью шнура;
• нарежьте облицовочный металл, сделайте в нем отверстия под патрубки;
• прикрутите обшивку к кронштейнам саморезами.

Листы облицовки прикручивайте так, чтобы они были связаны между собой крепежом. На этом изготовление самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 л, то ставить его на бетонный пол крайне нежелательно, нужно устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя грунта. Потом заполните ее битым камнем (бутом), уплотните и заполните жидкой глиной. Сверху залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема устройства фундамента под аккумуляторный бак

Правильная работа теплового аккумулятора построена на горизонтальном движении горячего и охлажденного потока внутри резервуара, когда батарея «заряжается» и вертикальном течении воды во время «разряда». Чтобы эти условия соблюдались, нужно выполнить такие мероприятия:

• контур твердотопливного или другого котла подключается к накопительному баку для воды через циркуляционный насос;
• отопительная система снабжается теплоносителем с помощью отдельного насоса и смесительного узла с трехходовым клапаном, позволяющим отбирать из аккумулятора необходимое количество воды;
• насос, установленный в котловом контуре, по производительности не должен уступать агрегату, подающему теплоноситель к отопительным приборам.

Схема обвязки бака — аккумулятора тепла

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора с ТТ-котлом представлена выше на рисунке. Балансировочный вентиль на обратке служит для того, чтобы отрегулировать поток теплоносителя исходя из температуры воды на входе в емкость и выходе из нее. Как правильно производится подключение и настройка, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоматериале:

Для справки. Если вы проживаете в столице РФ или Подмосковье, то по вопросу подключения любых теплоаккумуляторов можете проконсультироваться лично с Владимиром, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте .

Бюджетный аккумулирующий бак из баллонов

Тем домовладельцам, у кого площадь котельной сильно ограничена, мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана.

Самодельный накопитель тепла в паре с ТТ-котлом

Конструкция на 100 л, разработанная другим нашим мастером — экспертом Виталием Дашко. призвана выполнять 3 функции:

• разгружать твердотопливный котел при перегреве, воспринимая излишки теплоты;
• нагревать воду для хозяйственных нужд;
• обеспечивать обогрев дома в течение 1—2 часов в случае отключения ТТ-котла.

Примечание. Длительность автономной работы этого теплоаккумулятора невелика из-за малого объема. Зато он поместится в любое помещение топочной и сможет отводить тепло от котла при отключении электроэнергии благодаря прямому присоединению, что очень важно для безопасности.

Так выглядит без облицовки резервуар, сделанный из баллонов

Для сборки накопительного бака вам потребуется:

• 2 стандартных баллона из-под пропана;
• не менее 10 м медной трубки диаметром 12 мм либо гофрированной нержавеющей трубы такого же размера;
• штуцеры и гильзы для термометров;
• утеплитель – базальтовая вата;
• крашеный металл для обшивки.

От баллонов нужно открутить вентили и отрезать крышки болгаркой, не забыв наполнить их водой во избежание взрыва остатков газа. Медную трубку надо аккуратно изогнуть в змеевик вокруг трубы подходящего диаметра. Дальше действуйте так:

1. Пользуясь представленным чертежом, просверлите отверстия в будущем теплоаккумуляторе под патрубки и гильзы для термометров.
2. Закрепите с помощью сварки внутри баллонов несколько металлических скоб для монтажа теплообменника ГВС.
3. Поставьте баллоны один на другой и сварите их между собой.
4. Установите внутрь получившегося бака змеевик, выпустив концы трубки через отверстия. Для уплотнения этих мест используйте сальниковую набивку.
5. Приделайте дно и крышку.
6. В крышку врежьте штуцер для сброса воздуха, а в дно – для сливного крана.
7. Приварите кронштейны для крепления обшивки. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие имело прямоугольную форму. Сгибать облицовку полукругом будет неудобно, да и выйдет не эстетично.
8. Сделайте утепление резервуара и прикрутите обшивку саморезами.

Стыковка бака с котлом без насоса

Особенность конструкции данного теплоаккумулятора заключается в том, что он соединяется с твердотопливным котлом напрямую, без циркуляционного насоса. Поэтому для стыковки применяются стальные трубы диаметром 50 мм, проложенные под уклоном, а теплоноситель циркулирует самотеком. Для подачи нагретой воды в отопительный контур насос с трехходовым смесительным клапаном устанавливается после буферной емкости.

Заключение

На многих интернет-ресурсах встречается утверждение, что изготовление теплоаккумулятора своими руками – плевое дело. Если вы изучите наш материал, то поймете, что эти декларации не отвечают действительности и на самом деле вопрос довольно сложный и серьезный. Нельзя просто взять бочку и приладить ее к теплогенератору. Отсюда совет: хорошенько продумайте все нюансы, прежде чем приступать к работе. А без квалификации сварщика за емкость, работающую под давлением, не стоит и браться, лучше ее заказать в специализированной мастерской.

Рекомендуем:

Выгодно ли ставить индивидуальный счетчик тепла в квартире и как это правильно сделать Как выбрать предохранительный клапан сброса давления в котле Как спустить воздух из батарей и труб отопления

Системы отопления > Как сделать теплоаккумулятор и утеплить его своими руками

Как самому сделать теплоакуумулятор для отопления

В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

• при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
• накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;

Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.

Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.

Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

• тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
• время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

• Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
• с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
• Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Рекомендации по изготовлению

Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.

Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.

В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.

Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.

Чем утеплить теплоаккумулятор

Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.

Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.

Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Рекомендуем:

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Теплоаккумулятор своими руками: расчет основных параметров, изготовление и обвязка

Не многие знают, что в странах Западной Европы на законодательном уровне запрещается использовать твердотопливный котел без теплоаккумулятора (ТА).

У нас такого запрета пока не ввели, но и без него уже довольно многие обзавелись этим устройством.

Какая в нем есть необходимость, и из чего можно сделать теплоаккумулятор своими руками – об этом пойдет речь в нашем материале.

Использование теплоаккумуляторов

От того, как именно сгорает твердое топливо в топке котла, зависит очень многое. Распознать режим горения можно по цвету пламени:

1. Белый цвет означает, что в топку подается чересчур большой объем воздуха и значительная часть тепла, которое могло бы быть усвоено, вылетает вместе с ним в дымоход.
2. Желтый цвет говорит о том, что топливо сгорает в оптимальном режиме: КПД котла в это время является максимальным, а выхлоп – наиболее экологичным. Котел проектируется так, чтобы на номинальной мощности он работал именно в таком режиме.
3. Красный цвет говорит о недостатке кислорода: топливо горит дольше и с меньшей теплоотдачей, но КПД при этом сильно падает, а в выхлопе содержится много тяжелых углеводородных радикалов (недоокисленные части молекул топлива) и большое количество угарного газа.

Приобретая котел, мы подбираем его мощность в расчете на самую низкую температуру, которая может наблюдаться в нашем регионе. И в сильный мороз отопитель работает на номинальной мощности, при которой топливо сгорает в оптимальном режиме. Но экстремальные холода царствуют недолго, и в остальное время заслонку приходится перекрывать, уменьшая теплоотдачу. При этом режим горения превращается из оптимального в наименее выгодный.

Владельцам русских печей такая проблема не знакома: данный агрегат всегда протапливается в оптимальном режиме, а избыток тепла накапливается кирпичным массивом и затем в течение долгого времени постепенно отдается в помещение.

Хорошо бы такую тактику применить и для стального или чугунного котла, но стенки таких приборов не обладают достаточной теплоемкостью. Остается только одно: создать и подключить к котлу отдельное устройство, способное аккумулировать тепло.

Теплоаккумулятор для котла отопления

Попутно уменьшается объем угарного газа в выбросах, а подкладывать дрова или уголь нужно будет гораздо реже. При этом возможность перегрева и закипания теплоносителя в теплообменнике котла почти полностью исключается.

Не помешает теплоаккумулятор и владельцу электрического котла. Ночью, как известно, электроэнергия стоит в 3 раза дешевле, чем днем. При наличии теплоаккумулятора можно перейти на дифференцированный тариф и пользоваться электрокотлом только ночью.

Для организации экономичного отопления, особенно если обогрев помещения осуществляется от твердотопливного или электрического котла, целесообразно устанавливать теплоаккумулятор для котлов отопления. О плюсах и минусах данной системы расскажем в статье.

О том, как изготовить и собрать теплообменник своими руками, читайте далее .

Решили приобрести газовый котел отечественного производства? Здесь http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/gazovyj-konord-otzyvy.html вы можете ознакомиться с отзывами пользователей газовых котлов Конорд.

Принцип работы

Проводя аналогию с русской печью, несложно догадаться, что под солидным термином «теплоаккумулятор» подразумевается просто большой объем какого-либо материала, имеющего значительную теплоемкость. В системах водяного отопления в этом качестве логичнее всего использовать сам теплоноситель – теплоемкость у воды достаточно велика.

Итак, накопитель тепла представляет собой большую емкость, заключенную в теплоизолирующую оболочку и заполненную водой. Применяются разные схемы подключения такого устройства, но принцип его работы остается неизменным: за счет избытка производимого котлом тепла вода в ТА нагревается до высокой температуры и впоследствии накопленное тепло постепенно отбирается в систему отопления.

Схема работы теплового аккумулятора

Помимо основной своей функции ТА может играть роль водонагревателя, для чего внутрь него достаточно встроить змеевик. Правда, получить горячую воду в больших объемах с его помощью не получится.

Зарядку ТА можно осуществлять не только при помощи котла, но и посредством солнечного коллектора – для этого в емкость также нужно встроить змеевик, через который будет протекать нагретый солнцем теплоноситель.

Простой тепловой аккумулятор своими руками

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками довольно просто, если следовать инструкции. Создание ТА следует начинать с расчета его объема. Можно воспользоваться следующей методикой:

Задаемся исходными данными

Максимальная температура воды: Tmax = 90 градусов.

Минимальная температура воды: Tmin = 50 градусов.

Время работы без участия котла: t = 8 часов.

Также для расчета понадобится требуемая тепловая производительность системы отопления (СО).

Следует брать средний показатель, а не тот, который соответствует самым экстремальным морозам. В противном случае ТА получится неоправданно большим и дорогим, а для его зарядки понадобится очень мощный теплогенератор.

Самый правильный способ определить мощность теплоотдачи – рассчитать теплопотери дома. Но для примера мы воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой для обогрева площади в 10 кв. м в самый холодный период зимы требуется 1 кВт тепла. Тогда максимальная мощность СО для дома площадью 200 кв. м составит 20 кВт, а средний показатель примем равным W = 10 кВт.

Расчет объема

Исходя из полученных данных, определим количество энергии, которое должен запасти ТА:

Q = W x t x 3600 (переводим часы в секунды) = 10000 х 8 х 3600 = 288 МДж.

Теплоемкость воды составляет (возьмем значение для температуры в 70 градусов): с = 4190 Дж/кг*градус.

Тогда воды нам понадобится:

m = Q/c(Tmax — Tmin) = 288 000 000 / 4190 (90 — 50) = 1718 кг.

Принимая высоту емкости равной 2 м, определим площадь основания: S = 1,718 / 2 = 0.859 кв. м. Такую площадь будет иметь круг диаметром 1040 мм.

Для дальнейших расчетов понадобится площадь поверхности емкости без днища. Она будет равна S = 0.859 + 3.14х1,04х2 = 7,39 кв. м.

Расчет толщины теплоизоляции

Толщину теплоизоляции следует выбирать с учетом того, какая тепловая мощность требуется для отопления котельной. Теплопроводность современных теплоизоляционных материалов составляет Л = 0,040 Вт/м*градус. Следовательно, если взять теплоизолятор толщиной d = 100 мм (0,1 м), то из полностью заряженного ТА (температура воды – 90 градусов) в котельную будет проникать

q = S*(Tmax — 20) * Л / d = 7,39 * (90 — 20) * 0,040 / 0,1 = 206,9 Вт тепла (20 – температура воздуха в помещении).

Если такой показатель не устраивает, толщину теплоизоляции нужно уменьшить.

Изготовление

Итак, рассмотрим, как изготовить теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками. Проще всего изготовить ТА из готовой стальной бочки.

За неимением таковой емкость нужно будет сварить из стальных листов. Она должна выдерживать давление, на которое рассчитан теплообменник котла (обычно 3 атм).

Расположение штуцеров зависит от схемы подключения. Если ТА подключается в качестве гидравлического разделителя, то вверху и внизу в него нужно будет врезать по два штуцера, длина которых должна соответствовать толщине утеплителя.

Одна пара (верхний + нижний) врезается со стороны котла, другая – с противоположной (здесь будет подключаться отопительный контур). К нижним патрубкам нужно будет подсоединить тройники с термометрами.

Бочку оборачивают фольгой, а затем – утеплителем. В качестве последнего следует использовать материал, не выделяющий ядовитых испарений при контакте с горячими поверхностями.

Пенопласт этому условию не удовлетворяет – понадобится минеральная вата, причем такая, которая не содержит фенол-формальдегидных смол в качестве связующего. Такой утеплитель (базальтовая вата) выпускается для теплоизоляции дымоходов.

Остается обитую теплоизолятором емкость закрыть снаружи кожухом из жести или тонколистовой стали.

Теплоаккумулятор из бочки

Если ТА предполагается параллельно использовать для приготовления горячей воды, его нужно оборудовать змеевиком. Последний делается из медной трубы диаметром 20 мм.

В крышку емкости необходимо вмонтировать предохранительный клапан для сброса избыточного давления.

Чтобы гарантированно обезопасить СО от замерзания при долгом простое котла, установите в верхней части ТА электронагреватель (ТЭН) с термостатом, настроенным, к примеру, на температуру в 40 градусов.

Этапы установки теплоаккумулятора дома

Первым делом необходимо оценить несущую способность пола на месте установки. Она может оказаться недостаточной, поскольку вес ТА имеет довольно солидный. В таком случае необходимо соорудить бетонный фундамент. Поверх фундамента нужно уложить подсыпку из керамзита и уже на нее ставить бак.

В нашем примере применена схема обвязки с гидравлическим разделением, в которой ТА играет роль гидрострелки. Согласно ей, накопитель нужно подключать следующим образом:

1. С одной стороны – к котлу: подающий трубопровод (от котла) – к верхнему патрубку, обратный – к нижнему. При этом в обвязке котла, как обычно, делается перемычка с узлом подмеса, предотвращающим попадание в теплообменник холодной воды.
2. С другой стороны – к отопительному контуру, также снабженному перемычкой и узлом подмеса. Забор воды в контур должен осуществляться сверху, а возврат – снизу.

В каждый контур врезается по циркуляционному насосу. Тот, который установлен между ТА и котлом, прогоняет теплоноситель через теплогенератор, заряжая накопитель. Второй насос, установленный на стороне отопительного контура, гоняет теплоноситель через радиаторы.

Теплоаккумулятор — схема монтажа

Как только его температура опустится ниже определенной отметки, откроется клапан смесительного узла и в контур поступит из ТА новая порция горячей воды.

Для правильного движения среды внутри теплоаккумулятора нужно добиться, чтобы насос между ТА и котлом прокачивал больше жидкости, чем второй агрегат.

Для того чтобы точно определить мощность каждого насоса, пришлось бы выполнить сложнейший гидравлический расчет, ведь сопротивления контуров значительно отличаются. На практике вместо этого предусматривают возможность регулировки производительности каждого нагнетателя, что дает возможность точно согласовать их работу.

1. Установить нагнетатели со ступенчато регулируемой скоростью вращения двигателя. Сегодня в продаже можно найти 3-скоростные циркуляционные насосы.
2. В точке подключения обратки отопительного контура к тепловому аккумулятору можно установить регулирующий вентиль. Меняя его проходное сечение, мы добьемся изменения расхода через циркуляционный насос отопительного контура.

Настройку производительности насосов осуществляют при полностью открытом смесительном клапане отопительного контура. При правильной балансировке температура на термометре со стороны отопительного контура должна быть ниже, чем на термометре со стороны котла.

Владельцу автономной отопительной системы необходимо знать, как осуществить ремонт циркуляционного насоса своими руками в случае неожиданной поломки и невозможности обратиться к специалистам. Разберем методы определения и устранения неисправностей.

Для чего нужен предохранительный клапан для бойлера и как его правильно установить, вы узнаете в этом материале.

Видео на тему

Источники: http://otivent.com/teploakkumuljator-svoimi-rukami, http://cotlix.com/kak-sdelat-teploakuumulyator, http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teploakkumulyator-svoimi-rukami.html

Читать реферат по физике: «Термоэлектрические генераторы» Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Функция «чтения» служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

РЕФЕРАТ

Термоэлектрические генераторы

Содержание 1. Термоэлектрические генераторы

1.1 ИЗ ИСТОРИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ

.2 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ

. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

.1 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ — ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ

.2 ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

3. Элементы солнечных батарей и дополнительные компоненты

3.1 ЭЛЕМЕНТЫ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ

.2 РЕГУЛЯТОРЫ ОТБОРА МОЩНОСТИ БАТАРЕИ

.3АККУМУЛЯТОРНЫЕ В СИСТЕМЕ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ

.4 РЕГУЛЯТОРЫ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ

.5 ИНВЕРТОРЫ

Литература

1. Термоэлектрические генераторыТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР (ТЭГ), устройство на основе полупроводниковых термоэлементов , соединенных между собой последовательно или параллельно, непосредственно превращающее тепловую энергию в электрическую.

В термоэлектрическом генераторе для получения электричества используется эффект Зеебека, который заключается в появлении электродвижущей силы в замкнутой цепи из двух разнородных материалов, если места контактов поддерживаются при разных температурах. Возникновение эффекта связано с тем, что энергии свободных электронов или дырок в полупроводниковом материале зависят от температуры. В местах контактов различных материалов заряды переходят от проводника, где они имели более высокую энергию, в проводник с меньшей энергией зарядов. Если один контакт нагрет больше, чем другой, то разность энергий зарядов между двумя веществами больше на горячем контакте, чем на холодном, в результате чего в замкнутой цепи возникает ток.

В состав термоэлектрических генераторов входят термобатареи, набранные из полупроводниковых термоэлементов, соединенных последовательно или параллельно и теплообменники горячих и холодных спаев термобатарей. Принципиальная схема электрической цепи полупроводникового термоэлектрического генератора включает в себя полупроводниковый термоэлемент, состоящий из ветвей (вырезанных из кристаллов небольших прямоугольных элементов) p- и n-типа проводимости, то есть обладающими разными знаками коэффициента термоэлектродвижущей силы, коммутационные пластины горячего и холодного спаев и активную нагрузку. В момент замыкания термоэлемента на внешнюю нагрузку в цепи течет постоянный ток, обусловленный эффектом Зеебека. Этот же ток вызовет выделение и поглощение тепла Пельтье (см. Пельтье эффект ) на спаях p- и n- ветвей термоэлемента с металлическими пластинами. При этом движение носителей будет происходить от горячих спаев к холодным, что соответствует поглощению на горячих спаях теплоты Пельтье.

Полупроводниковые материалы, использующиеся в таких генераторах, должны иметь как можно больший коэффициент термоЭДС, хорошую электропроводность и, для того, чтобы получить значительный перепад температуры между холодными и горячими спаями кристаллов, малую теплопроводность. Этим требованиям лучше всего удовлетворяют сильно легированные полупроводниковые материалы. Наибольшее распространение для изготовления термоэлементов получили твердые растворы на основе халькогенидов элементов V группы.

Так как для работы в термоэлектрическом генераторе не

Раскрываем тайны бесконтактных датчиков температуры

Датчики температуры на основе термоэлементов позволяют измерять температуру бесконтактным способом, что выгодно отличает их от традиционных термодатчиков контактного типа. Бесконтактные датчики используют инфракрасное (ИК) излучение и обычно их применяют в таких портативных устройствах как инфракрасные термометры. Еще одной привлекательной областью применения датчиков на термоэлементах является мониторинг температуры подвижных объектов. В этом случае применение стандартных контактных датчиков температуры имеет серьезные недостатки. Данная статья является обзором бесконтактных инфракрасных датчиков температуры и должна помочь разработчикам в использовании всех преимуществ этой технологии.

Рис. 1. Структура термоэлемента

Датчик изнутри

Инфракрасный датчик на термоэлементах состоит из ряда последовательно cоединенных термопар, «горячие» спаи которых прикреплены к тонкой, специальным образом обработанной пластине кремния, которая выполняет роль абсорбера – поглотителя инфракрасного излучения (рис. 1). В процессе обмена инфракрасным излучением температура абсорбера растет или падает в зависимости от разницы температур между ним и объектом (рис. 2).

Рис. 2. Устройство кремниевой линзы/фильтра

Чтобы температура объекта была измерена точно, он должен полностью перекрывать сектор обзора датчика. Это гарантирует, что воздействующее на термоэлемент (рис. 3) инфракрасное излучение приходит только от объекта измерения, а не от окружающего фона. Кроме того, использование фильтра и линзы значительно повышает качество работы инфракрасных датчиков.

Рис. 3. Датчики и модули на основе термоэлементов

Обычный кремний является абсолютно непрозрачным материалом для видимого света, но он прозрачен для излучения с длиной волны более 2 мкм, где располагается большинство спектральных выбросов при температурах ниже 500 К (200°C или 450°F). Поэтому кремний может быть использован для фильтрации видимого и ультрафиолетового (УФ) спектра для предотвращения их влияния на датчик. Для того чтобы увеличить чувствительность датчика (или расстояние, на котором датчик может измерять температуру объекта фиксированного размера), широко используются специальным образом обработанные кремниевые линзы, позволяющие сконцентрировать больше инфракрасного излучения на датчике или ограничить его сектор обзора.

Назначение и возможности датчиков

В настоящее время ИК-датчики на основе термоэлементов могут поставляться с различными линзами/ фильтрами, что позволяет использовать их в приборах разного класса и назначения, начиная от промышленных пирометров и до бытовых устройств. В зависимости от датчика, выходной сигнал может быть представлен стандартным выходным сопротивлением или аналоговым/ цифровым выходным сигналом.

Разнообразные датчики (полезные как для любителей, так и для профессиональных разработчиков), включая изделия в герметичных корпусах из нержавеющей стали и модули с выведенными проводами, сегодня продаются по доступным ценам. Все эти термоэлементы предназначены для дистанционного измерения температуры путем детектирования инфракрасной энергии объекта. Чувствительный термоэлемент, составленный из небольших термопар на кремниевом чипе, поглощает энергию и генерирует выходной сигнал. В комплект приборов входит также источник опорного напряжения в качестве эталона для коррекции.

Датчик TPS334

Изготавливаемый компанией Excelitas детектор TPS334 – это стандартный датчик, который использует пластину размером 0,7 x 0,7 мм² в качестве абсорбера и термистор на 30 кОм в качестве опорного источника температуры (рис. 4). Круглое окно оснащено инфракрасным фильтром на 5,5 мкм с пропусканием длинноволновой части спектра. TPS334 выпускается в корпусе типа TO-5.

Рис. 4. TPS334 (слева) и расположение выводов (справа)

Датчик A2TPMI

A2TPMI — еще один термоэлемент производства Excelitas. Это универсальный инфракрасный датчик с интегрированной специализированной микросхемой для обработки сигналов и компенсации температуры окружающей среды. Этот интегрированный инфракрасный модуль воспринимает тепловое излучение объектов и преобразует его в аналоговое напряжение. Благодаря внутренней обработке цифрового сигнала и 8-разрядному разрешению внутренних регистров управления A2TPMI имеет повышенную точность регулировки и улучшенные характеристики. Примененная технология E2PROM обеспечивает неограниченное количество изменений в конфигурации. A2TPMI является удачным выбором и для любительских конструкций благодаря интеграции датчика и электроники в компактном корпусе ТО-39. Функциональная схема A2TPMI показана на рис. 5.

Рис. 5. Функциональная схема A2TPMI

Датчик MLX90614

Очень популярным инфракрасным термометром для бесконтактного измерения температуры является MLX90614 производства компании Melexis (рис. 6). Он представляет собой сочетание в одном 4-контактном корпусе ТО-39 инфракрасного высокочувствительного детектора на термоэлементах и специализированного стандартного формирователя сигналов. Этот термометр включает в себя малошумящий усилитель, 17-разрядный аналого-цифровой преобразователь и мощный процессор цифровых сигналов. Он откалиброван на заводе-изготовителе с возможностью использования на цифровом выходе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и системной шины управления (SMBus).

Рис. 6. Конфигурация выводов MLX90614*

*Обозначения:

• Bottom view – Вид снизу
• Pin name – Вывод
• Function – Функция
• Serial clock … – Вход синхросигнала для 2-проводного коммуникационного протокола. На этом выводе MLX-90614Axxx установлен стабилитрон на 5,7 В для подключения биполярного транзистора из состава внешнего источника питания напряжением 8…16 В
• Digital input/ … – Цифровой вход/выход. В стандартном режиме измерения температуры объекта на этом выводе представлен сигнал с ШИМ. В режиме, совместимом с шиной SM, этот вывод автоматически конфигурируется как открытый сток NMOS
• Exetnal … Внешний источник питания
• Ground …  – Общая шина. Металлические части могут соединяться с этим контактом.

Замечания по проектированию

Подключить к микроконтроллерам термоэлементы с последовательным интерфейсом, такие как A2TPMI, не очень сложно. Тем не менее, для датчиков без встроенного процессора (например, TPS334), может возникнуть необходимость в добавлении внешней схемы обработки сигнала на основе высококачественного операционного усилителя с малым уровнем шума, каким является LTC1050/1051. Еще одним экономичным и хорошим вариантом для любительского конструирования является модуль инфракрасного датчика температуры TMP006 производства Texas Instruments (рис. 7). Оригинальная принципиальная схема модуля показана на рис. 8.

Рис. 7. Плата с датчиком TMP006

Рис. 8. Схема TMP006

Эксплуатация и текущее обслуживание

Поскольку датчики на термоэлементах чувствительны к зарядам статического электричества, запасные неиспользуемые датчики должны храниться в токопроводящей упаковке для защиты от статических разрядов и статических полей. Превышение абсолютных максимальных уровней напряжения и подключенный в обратной полярности источник питания повреждают датчик. Кроме того, датчики на основе термоэлементов не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей или влаги. Будьте осторожны при обращении с этими датчиками и не прикасайтесь к оптическому окну. Жировые выделения кожи, пыль или грязь могут негативно повлиять на работу датчика. В таких случаях оптическое окно (фильтр и линза) следует очищать с помощью спирта и ватного тампона.

Вместо заключения

Возможность считывать температуру объекта, даже не прикасаясь к нему, открывает удивительные перспективы. Инфракрасные датчики на основе термоэлементов обладают наилучшим сочетанием характеристик, включая малый размер, пониженное энергопотребление и малую стоимость конечного прибора для бесконтактного измерения температуры. Правда, их не так легко реализовать, как традиционные контактные измерители температуры.

Термогенераторы: как «сварить» электричество на газовой плите » Электрика в квартире и доме своими руками

На одном из электрических форумов был задан такой вопрос: «Каким образом можно получить электроэнергию, использую обычный бытовой газ?» Мотивировалось это тем, что газ у этого товарища, да собственно, как и у многих, оплачивается просто по нормативам без счетчика.

Сколько ни пользуйся, платить все равно фиксированную сумму, и почему же не превратить уже оплаченный, но не использованный газ в халявную электроэнергию? Так на форуме появилась новая тема, которая была подхвачена остальными участниками: задушевная беседа помогает не только сократить рабочий день, но еще и убить свободное время.

Было предложено множество вариантов. Просто купить бензиновый генератор, а заправлять его бензином, полученным перегонкой бытового газа, либо переделать генератор для работы сразу на газу, как автомобиль.

Вместо двигателя внутреннего сгорания предлагался двигатель Стирлинга, известный также как двигатель внешнего сгорания. Вот только топикстартер (тот, который создал новую тему) претендовал на мощность генератора не менее 1 киловатта, но его урезонили, мол, такой стирлинг не поместится даже в кухне небольшой столовой. Кроме того немаловажно, чтобы генератор был бесшумным, иначе, ну, сами знаете что.

После множества предложений кто-то вспомнил, как видел в какой-то книжке рисунок, где показана керосиновая лампа с приспособлением в виде многолучевой звезды для питания транзисторного приемника. Но об этом будет сказано чуть дальше, а пока…

Термогенераторы. История и теория

Для того, чтобы получить электричество непосредственно от газовой горелки или другого источника тепла, применяются термогенераторы. Так же, как и у термопары, их принцип действия основан на эффекте Зеебека, открытом в 1821 году.

Упомянутый эффект состоит в том, что в замкнутой цепи из двух разнородных проводников появляется э.д.с., если места спаев проводников находятся при разных температурах. Например, горячий спай находится в сосуде с кипящей водой, а другой в чашке с тающим льдом.

Эффект возникает от того, что энергия свободных электронов зависит от температуры. При этом электроны начинают перемещаться от проводника, где они имеют более высокую энергию в проводник, где энергия зарядов меньше. Если один из спаев нагрет больше другого, то разность энергий зарядов на нем, больше, чем на холодном. Поэтому, если цепь замкнута, в ней возникает ток, именно та самая термоэдс.

Приблизительно величину термоэдс можно определить по простой формуле:

E = α * (T1 — T2). Здесь α — коэффициент термоэдс, который зависит только от металлов, из которых составлена термопара или термоэлемент. Его значение обычно выражается в микровольтах на градус.

Разность температур спаев в этой формуле (T1 — T2): T1 — температура горячего спая, а T2, соответственно, холодного. Приведенную формулу достаточно наглядно иллюстрирует рисунок 1.

Рисунок 1. Принцип работы термопары

Рисунок этот классический, его можно найти в любом учебнике физики. На рисунке показано кольцо, составленное из двух проводников А и Б. Места соединения проводников называются спаями. Как показано на рисунке, в горячем спае T1 термоэдс имеет направление из металла Б в металл А. А в холодном спае Т2 из металла А в металл Б. Указанное на рисунке направление термоэдс справедливо для случая, когда термоэдс металла А положительна по отношению к металлу Б.

Как определить термоэдс металла

Термоэдс металла определяется по отношению к платине. Для этого термопара, одним из электродов которой является платина (Pt), а другим испытуемый металл, нагревается до 100 градусов Цельсия. Полученное значение в милливольтах для некоторых металлов, показано ниже. Причем следует обратить внимание на то, что изменяется не только величина термоэдс, но и ее знак по отношению к платине.

Платина в этом случае играет такую же роль, как 0 градусов на температурной шкале, а вся шкала величин термоэдс выглядит следующим образом:

Сурьма +4,7, железо +1,6, кадмий +0,9, цинк +0,75, медь +0,74, золото +0,73, серебро +0,71, олово +0,41, алюминий +0,38, ртуть 0, платина 0.

После платины идут металлы с отрицательным значением термоэдс:

Кобальт -1,54, никель -1,64, константан (сплав меди и никеля) -3,4, висмут -6,5.

Пользуясь этой шкалой очень просто определить значение термоэдс развиваемое термопарой, составленной из различных металлов. Для этого достаточно подсчитать алгебраическую разность значений металлов, из которых изготовлены термоэлектроды.

Например, для пары сурьма — висмут это значение будет +4,7 — ( — 6,5) = 11,2 мВ. Если в качестве электродов использовать пару железо — алюминий, то это значение составит всего +1.6 — (+0,38) = 1,22 мВ, что меньше почти в десять раз, чем у первой пары.

Если холодный спай поддерживать в условиях постоянной температуры, например 0 градусов, то термоэдс горячего спая будет пропорциональна изменению температуры, что и используется в термопарах.

Как создавались термогенераторы

Уже в середине 19 века делались многочисленные попытки для создания термогенераторов — устройств для получения электрической энергии, то есть для питания различных потребителей. В качестве таких источников предполагалось использовать батареи из последовательно соединенных термоэлементов. Конструкция такой батареи показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Термобатарея, схематическое устройство

Первую термоэлектрическую батарею создали в середине 19 века физики Эрстед и Фурье. В качестве термоэлектродов использовались висмут и сурьма, как раз та самая пара из чистых металлов, у которой максимальная термоэдс. Горячие спаи нагревались газовыми горелками, а холодные помещались в сосуд со льдом.

В процессе опытов с термоэлектричеством позднее были изобретены термобатареи, пригодные для использования в некоторых технологических процессах и даже для освещения. В качестве примера можно привести батарею Кламона, разработанную в 1874 году, мощности которой вполне хватало для практических целей: например для гальванического золочения, а также применения в типографии и мастерских гелиогравюры. Примерно в то же время исследованием термобатарей занимался и ученый Ноэ, его термобатареи в свое время также были распространены достаточно широко.

Но все эти опыты, хотя и удачные, были обречены на провал, поскольку термобатареи, созданные на основе термоэлементов из чистых металлов, имели весьма низкий КПД, что сдерживало их практическое применение. Чисто металлические пары имеют КПД лишь несколько десятых долей процента. Намного большим КПД обладают полупроводниковые материалы: некоторые окислы, сульфиды и интерметаллические соединения.

Полупроводниковые термоэлементы

Подлинную революцию в создании термоэлементов произвели труды академика А.И. Иоффе. В начале 30 — х годов XX столетия он выдвинул идею, что с помощью полупроводников возможно превращение тепловой энергии, в том числе и солнечной, в электрическую. Благодаря проведенным исследованиям уже в 1940 году был создан полупроводниковый фотоэлемент для преобразования световой солнечной энергии в электрическую.

Первым практическим применением полупроводниковых термоэлементов следует считать, по-видимому, «партизанский котелок», позволявший обеспечить питанием некоторые портативные партизанские радиостанции.

Основой термогенератора служили элементы из константана и SbZn. Температура холодных спаев стабилизировалась кипящей водой, в то время как горячие спаи нагревались пламенем костра, при этом обеспечивалась разница температур не менее 250…300 градусов. КПД такого устройства был не более 1,5…2,0 %, но мощности для питания радиостанций вполне хватало. Конечно, в те военные времена конструкция «котелка» была государственным секретом, и даже сейчас на многих форумах в интернете обсуждается его устройство.

Бытовые термогенераторы

Уже в послевоенные пятидесятые годы советская промышленность начала выпуск термогенераторов ТГК — 3. Основное его назначение состояло в питании батарейных радиоприемников в неэлектрифицированной сельской местности. Мощность генератора составляла 3 Вт, что позволяло питать батарейные приемники, такие как «Тула», «Искра», «Таллин Б-2», «Родина — 47», «Родина — 52» и некоторые другие.

Внешний вид термогенератора ТГК-3 показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Термогенератор ТГК-3

Конструкция термогенератора

Как уже было сказано, термогенератор предназначался для использования в сельской местности, где для освещения использовались керосиновые лампы «молния». Такая лампа, оснащенная термогенератором, становилась не только источником света, но и электричества.

При этом дополнительных затрат топлива не требовалось, ведь в электричество превращалась именно та часть керосина, которая просто улетала в трубу. К тому же, такой генератор был всегда готов к работе, конструкция его была такова, что ломаться в нем просто нечему. Генератор мог просто лежать без дела, работать без нагрузки, не боялся коротких замыканий. Срок службы генератора, по сравнению с гальваническими батареями, казался просто вечным.

Роль вытяжной трубы у керосиновой лампы «молния» играет удлиненная цилиндрическая часть стекла. При использовании лампы совместно с термогенератором стекло делалось укороченным, и в него вставлялся металлический теплопередатчик 1, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Керосиновая лампа с термоэлектрическим генератором

Внешняя часть теплопередатчика имеет форму многогранной призмы, на которой установлены термобатареи. Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи теплопередатчик внутри имел несколько продольных каналов. Проходя по этим каналам горячие газы уходили в вытяжную трубу 3, попутно нагревая термобатарею, точнее, ее горячие спаи.

Для охлаждения холодных спаев использовался радиатор воздушного охлаждения. Он представляет собой металлические ребра, прикрепленные к внешним поверхностям блоков термобатарей.

Термогенератор — ТГК3 состоял из двух независимых секций. Одна из них вырабатывала напряжение 2В при токе нагрузки до 2А. Эта секция использовалась для получения анодного напряжения ламп с помощью вибропреобразователя. Другая секция при напряжении 1,2В и токе нагрузки 0,5А использовалась для питания нитей накала ламп.

Нетрудно подсчитать, что мощность данного термогенератора не превышала 5 Ватт, но для приемника ее вполне хватало, что позволяло скрашивать долгие зимние вечера. Сейчас, конечно, это кажется просто смешным, но в те далекие времена такое устройство было, несомненно, чудом техники.

В 1834 году француз Жан Шарль Атаназ Пельтье открыл эффект, противоположный эффекту Зеебика. Смысл открытия в том, что при прохождении тока через спай из разнородных материалов (металлов, сплавов, полупроводников) выделяется или поглощается тепло, что зависит от направления тока и типов материалов. Об этом подробно рассказано здесь: Эффект Пельтье: магическое действие электрического тока

Ремонт квартир, загородных домов, кровля, фундаменты, заборы, ограждения, автономная газификация, частная канализация, отделка фасадов, системы водоснабжения от колодца и скважины, профессиональные современные котельные для частных домов и предприятий. Системы: отопления, водоснабжения, канализации. Под ключ. Холдинговая компания СпецСтройАльянс Прокладка, ремонт и монтаж тепловых сетей, теплотрасс под ключ. Для частных домов и предприятий. Вы можете задать свой вопрос при помощи формы обратной связи: [contact-form-7 title=»Заявка»] ООО ТЕПЛОСТРОЙМОНТАЖ имеет год основания 1999г. Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит. Россия, Москва, Строительный проезд, 7Ак4

Урок по теме «Источники тока»

Тема «Источники тока«

Цели: продолжить развитие теоретических знаний учащихся об электрическом токе, источников тока, показать основные физические процессы, протекающие в источниках тока; изучить устройство различных типов источников тока; сконструировать источник тока своими руками.

Оборудование: электрометр, проводники и непроводники электричества, Различные источники тока: электрофорная машина, гальванический элемент, аккумулятор, термобатарея, солнечная батарея.

Демонстации:

Устройств источников тока

Фронтальные эксперименты по созданию простейших источников тока.

Использованное ТСО: Компьютер, мультимедийный проектор

Используемая литература:

1. Учебник физики 8 класс А.В.Перышкин

2. Учебник физики 9 класс С.В. Громов, Н.А. Родина

Источники интернет и ЦОР:

1. википедия http://ru.wikipedia.org

2. Электронное приложение к учебнику А.В. Пёрышкин 8 класс http://www.drofa.ru/catnews/dl/main/physics/ Сухой гальванический элемент https://yadi.sk/d/8qK_FEISrcYtW

3. видео: источник тока картофель https://www.youtube.com/watch?v=8cDYs563N6Q

4. видео: источник тока картофель https://www.youtube.com/watch?v=kNP5ezxqIT8

5. видео: источник тока лимон https://www.youtube.com/watch?v=n5Gh9XXe6Oo

6. видео: направление электрического тока https://yadi.sk/d/BB5dsAQRri8wu )

7. http://school-collection.edu.ru. Раздел инновационные учебные материалы. Физика 7-9 классы. Часть 2. 8 класс.

Урок 8 Электрический ток http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8.swf

Материал к занятию

1. Вопросы:

1. Что называют электрическим током?( Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц)

2. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться? (Электрическое поле)

3.Как можно создать электрическое поле?(С помощью электризации)

2. История изобретения источника питания

Электрический ток http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8.swf

Электрический ток возникает, когда мы металлическим стержнем соединяем два электрометра -заряженный и незаряженный. Если в этот стержень вставить неоновую лампу, то при соединении электрометров можно увидеть кратковременную вспышку. Она связана с протеканием через лампу электрического заряда.

Чтобы электрический ток существовал длительное время, необходимо всё это время поддерживать в нём электрическое поле. Постоянно нужно поставлять электрические заряды к одному концу проводника и удалять их от другого конца. Электрическое поле в проводниках создаётся и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

Источники тока – это устройство, в котором происходит преобразования какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

Устройства, разделяющие заряды, т. е создающие электрическое поле, называют источниками тока.

Почти до конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина. Но появление новых источников тока было уже не за горами.

В конце 1780 года итальянский врач, профессор анатомии Луиджи Гальвани занимался в своей лаборатории в Болонье изучением нервной системы лягушки. Он вывесил несколько свежепрепарированных лягушачьих лапок на медных крючках на балкон с железными перилами. При порывах ветра лапки раскачивались и иногда касались железных перил. Как только это случалось, лапки дергались. А в те времена уже было известно, что препарированная лапка лягушки сокращается при пропускании через нее электрического разряда.

Будучи врачом, а не физиком Гальвани ошибочно полагал, что электрические заряды вырабатываются вследствие каких-то жизненных процессов в лапке лягушки. Повторив опыт с разными металлами, он убедился в том, что разные металлы дают разную степень эффекта. Испытал и непроводники, но в этом случае эффекта не обнаружил. Таким образом, Гальвани проделал все необходимые опыты, но сделать правильный вывод так и не сумел. Зато написал трактат “Об электрических силах в мускуле”.

С этой работой ознакомился итальянский физик Алессандро Вольта и понял, что лягушачья лапка играла роль чувствительного прибора, регистрирующего электричество, которое возникало при соприкосновении двух разных металлов с электролитом – жидкостью проводящей ток в свежепрепарированной лягушачьей лапке.

 Вольт решает поставить опыт Гальвани на себе: он взял две монеты из разных металлов и положил их в рот — сверху, на язык, и под его. Потом соединил монеты тонкой проволокой и ощутил вкус подсоленной воды. 
Вольта отлично знал – это вкус электричества, и рожден он был металлами.

Поместив в раствор серной кислоты медную и цинковую пластины, Вольта получил первый источник постоянного тока, который так сейчас называется элементом Вольта. Чтобы получить больший ток он соединил несколько элементов в батарею.

Вольта понял, что в растворе происходят химические реакции с разными металлами по-разному, и при этом один металл заряжается положительно, другой отрицательно. Т.е. между электродами возникает электрическое поле. Следующим этапом стал вольтов столб-источник, состоящий из сложенных в стопку цинковых и серебряных кружочков, между которыми была проложена смоченная соленой водой бумага.

20 марта 1800 года Вольта сообщил о своих исследованиях Лондонскому королевскому обществу, и с этого момента батарея гальванических элементов и вольтов столб стали широко использоваться.

3. Виды источников тока

В любом источники тока совершается работа по разделению заряженных частиц. При этом различные виды энергии преобразуются в электрическую.

Механический источник тока

— механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока

— внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.

Например, термоэлемент — две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение. 
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

Демонстрация

Термоэлемент из электролампы.

Если взять электрическую лампу без стеклянного баллона, ввернуть ее в патрон, укрепленный на подставке и соединить с гальванометром, то при нагревании горящей спичкой места соединения спирали с проволочкой гальванометр покажет наличие тока.

Световой источник тока 

— энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Например, фотоэлемент — при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Химический источник тока

— в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Например, гальванический элемент (Электронное приложение к учебнику А.В. Пёрышкин 8 класс http://www.drofa.ru/catnews/dl/main/physics/ Сухой гальванический элемент https://yadi.sk/d/8qK_FEISrcYtW )- в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполненный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень — положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд — отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

 

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.

Аккумулятор – химический источник тока многоразового действия. Если поместить в раствор соли два угольных электрода, то гальванометр не показывает наличие тока. Если же аккумулятор предварительно зарядить, то его можно использовать в качестве самостоятельного источника тока. Существуют различные типы аккумуляторов: кислотные и щелочные. В них заряды разделяются так же в результате химических реакции. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА)

ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радиотрубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны и тд).

За направление тока в проводнике принято считать направление тока от положительного полюса источника тока к отрицательному.

(видео: направление электрического тока https://yadi.sk/d/BB5dsAQRri8wu )

Фронтальный эксперимент №1.

Возьмите любой фрукт из цитрусовых, вставьте в мякоть фрукта на небольшом расстоянии медную монету и оцинкованный гвоздь.

Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью гальванометра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда).

Фронтальный эксперимент№2.

Возьмите картофелину, вставьте в нее на небольшом расстоянии железный гвоздь и медную пластину. Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью миллиамперметра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда). (видео: источник тока картофель https://www.youtube.com/watch?v=8cDYs563N6Q

и ещё видео: картофель https://www.youtube.com/watch?v=kNP5ezxqIT8)

Фронтальный эксперимент №3

Как и предыдущий, только видео с лимоном (видео источник тока лимон https://www.youtube.com/watch?v=n5Gh9XXe6Oo )

Фронтальный эксперимент №3.

Составьте батарею из самодельных элементов.

Изготовьте элементы из 4 соленых огурцов, вставив в них медные и цинковые пластины. Медь является положительным «+» электродом, цинк «-». Надежно соедините разноименные электроды элементов. Подключите к свободным выводам светодиод и наблюдайте его свечение.

Фронтальный эксперимент № 4

Повторите опыты Вольта, имея современное оборудование. Приготовьте раствор поваренной соли (2-3 чайные ложки соли на 100г воды), вольтметр, электроды из разных материалов — цинковые, медные, угольные.

Погрузите в раствор сначала 2 угольных, затем 2 медных электрода, включите в сеть вольтметр, наблюдайте за ним. Затем в раствор погрузите электроды: медь + уголь, цинк + медь, цинк + уголь.

Наблюдайте за показаниями вольтметра.Результаты запишите в таблицу

Показания вольтметра

Уголь +уголь

Медь +медь

Цинк +медь

Цинк +уголь

Уголь +медь

Цинк +цинк

Фронтальный эксперимент №5

Возьмите яблоко, вставьте в его мякоть на небольшом расстоянии медную монету и оцинкованный гвоздь.

Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью миллиамперметра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда).

Классификация источников тока

Аккумулятор

Химическая реакция

Автомобили

4. Вопросы к занятию

Какие бывают источники тока. Какая энергия превращается в них в электрическую.

5. Домашнее задание

Тест «Электрический ток. Источники электрического тока»

1. Электрическим током называют …

1. Движение заряженных частиц

2. Направленное движение частиц

3. Направленное движение заряженных частиц

4. Направленное движение электронов

2. Чтобы в проводнике возник электрический ток необходимо

1. Действие на электроны сил, вызывающих их движение

2. Создание в проводнике электрического поля

3. Наэлектризовать проводник

3. Каково назначение источника тока

1. Поддерживать существование в проводнике электрического тока

2. Создавать электрические заряды в проводнике

3. Освобождать электроны в проводнике от связи с атомами

4. За счет, какой энергии происходит разделение заряженных частиц в гальваническом элементе

1. Механической

2. Внутренней

3. Энергии химических реакций

4. Энергии света

5. Что в гальваническом элементе служит положительным электродом, что – отрицательным?

1. Положительным – угольный стержень, отрицательным – слой смолы

2. Положительным – угольный стержень, отрицательным – цинковый сосуд

3. Положительным – слой смолы, отрицательным – цинковый сосуд

4. Положительным – угольный стержень, отрицательным – клейстер

6. Аккумулятор дает электрический ток после того, как

1. Его согрели в теплом помещении

2. Наэлектризовали его электроды

3. Его зарядили от другого источника тока

Термоэлектрический генератор — конвертируем тепло в электричество термогенератором

Согласно мировой статистике, от общего числа выработанной электроэнергии, на ТЭС приходится более 60%. Как известно, для работы тепловых электростанций необходимо органическое топливо, запасы которого не бесконечны. Помимо того, положенный в основу техпроцесс не является экологически чистым. Но низкая стоимость оргтоплива и высокий КПД ТЭС, позволяет получать «дешевое» электричество, что оправдывает применение данной технологии. Выход из сложившейся ситуации – альтернативные источники энергии, к таковым относятся термоэлектрические генераторы (далее ТЭГ), о них и пойдет речь в этой статье.

Обогрев на дровах

Теплогенератор на дровах, своими руками сделанный, обеспечит стабильный обогрев помещений при отсутствии централизованного отопления и наличия достаточного количества древесного топлива. Как бы ни развивались технологии и строительные методы, дровяная печь, камин спасут при перебоях с теплоснабжением.

Для отопления на дровах осуществляется монтаж камина или традиционной печки.

Но такие системы требуют тщательного соблюдения норм безопасности. Важно определиться с местом установки печи – массивные агрегаты не всегда можно разместить в дачных домиках.

Сделать теплогенератор на дровах своими руками – это хорошее решение при необходимости автономного обогрева комнат. Иногда это действительно единственный возможный вариант отопления.

Устройство Потапова

Теплогенератор Потапова своими руками можно сделать с использованием следующих материалов:

— шлифовальная машина для углов; — сварочный прибор; — дрель и сверла; — накидные ключи на 12 и 13; — разные болты, гайки, шайбы; — металлические уголки; — краски и грунтовки.

Теплогенератор Потапова, своими руками сделанный, позволяет вырабатывать тепло на основе электрического двигателя с использованием насоса. Это очень экономичный вариант, изготовить который достаточно просто из обычных деталей. Двигатель выбирают в зависимости от существующего напряжения – 220 или 380 В.

С него начинают сборку, закрепляя на станине. Выполняется металлический каркас из угольника, сварка и болты, гайки помогают закрепить всю конструкцию. Делаются отверстия для болтов, внутри размещается двигатель, каркас покрывают краской. Затем подбирают центробежный насос, который будет раскручиваться двигателем. Насос устанавливают на раме, однако в данном случае потребуется соединительная муфта с токарного станка, которую можно заказать на заводе. Важно утеплить генератор специальным кожухом из жестяных листов или алюминия.

Бесплатное электричество своими руками (видео)

Получение бесплатного электричества дело не такое уж и мудреное, как кажется. Благодаря различного рода генераторам, работающих с разными источниками, уже не страшно остаться без света при отключении электроэнергии. Немного сноровки и у вас уже готова собственная мини-станция по выработке электричества.

Комментарии

0 Роман 27.12.2017 06:58 Вообще поговаривают, что за солнечными батареями будущее, мол они и будут давать людям энергию, когда иссякнут другие ресурсы, а так же ветровые генераторы позволят в ветряных местностях добывать электроэнергию.
Цитировать

0 Юля 11.12.2017 21:07 Идея с получением электричества бесплатно довольно не плохая, но такого электричества не на что не хватит, мощность довольно небольшая, у меня даже идей нет, как можно его использовать.

Цитировать

Обновить список комментариев RSS лента комментариев этой записи

Достоинства ТЭГ

Достоинства термоэлектрогенераторов:

• выработка электричества происходит по замкнутой одноступенчатой схеме без использования сложных передающих систем и применения движущих частей;
• отсутствие рабочих жидкостей и газов;
• отсутствие выбросов вредных веществ, бросового тепла и шумового загрязнения окружающей среды;
• устройство длительного автономного функционирования;
• использование отработанного тепла (вторичные источники теплоты) с целью экономии энергоресурсов
• работа в любом положении объекта независимо от среды эксплуатации: космос, вода, земля;
• выработка постоянного тока при малом напряжении;
• невосприимчивость к короткому замыканию;
• неограниченный срок хранения, 100 % готовность к работе.

Роторный вихревой теплогенератор

В таком оборудовании роль статора отводится обычному центробежному насосу. Полый внутри и цилиндрический по форме корпус, может быть представлен отрезком трубы с наличием стандартных двухсторонних фланцевых заглушек. Внутри конструкции располагается ротор, являющийся главным конструктивным элементом.

Вся поверхность ротора представлена определенным количеством просверленных глухих отверстий, размеры которых зависят от показателей мощности устройства.

Вихревой генератор

Промежуток от корпуса до вращающейся части должен быть рассчитан индивидуально, но, как правило, размеры такого пространства варьируются в пределах двух миллиметров.

Важно отметить, что производительность роторного вихревого устройства примерно на 30% превышает такие показатели статического теплового генератора, но этот тип оборудования нуждается в контроле состояния всех элементов, а также отличается достаточно шумной работой.

Как определить термоэдс металла

Термоэдс металла определяется по отношению к платине. Для этого термопара, одним из электродов которой является платина (Pt), а другим испытуемый металл, нагревается до 100 градусов Цельсия. Полученное значение в милливольтах для некоторых металлов, показано ниже. Причем следует обратить внимание на то, что изменяется не только величина термоэдс, но и ее знак по отношению к платине.

Платина в этом случае играет такую же роль, как 0 градусов на температурной шкале, а вся шкала величин термоэдс выглядит следующим образом:

• Сурьма +4,7
• Железо +1,6
• Кадмий +0,9
• Цинк +0,75
• Медь +0,74
• Золото +0,73
• Серебро +0,71
• Олово +0,41
• Алюминий +0,38
• Ртуть 0
• Платина 0

После платины идут металлы с отрицательным значением термоэдс:

• Кобальт -1,54
• Никель -1,64
• Константан (сплав меди и никеля) -3,4
• Висмут -6,5

Пользуясь этой шкалой очень просто определить значение термоэдс развиваемое термопарой, составленной из различных металлов. Для этого достаточно подсчитать алгебраическую разность значений металлов, из которых изготовлены термоэлектроды. Например, для пары сурьма – висмут это значение будет +4,7 – ( — 6,5) = 11,2 мВ. Если в качестве электродов использовать пару железо – алюминий, то это значение составит всего +1.6 – (+0,38) = 1,22 мВ, что меньше почти в десять раз, чем у первой пары.

Если холодный спай поддерживать в условиях постоянной температуры, например 0 градусов, то термоэдс горячего спая будет пропорциональна изменению температуры, что и используется в термопарах.

Экономический вопрос

Прежде чем начать подробно разбираться, как сделать водородный генератор, желательно вспомнить школьный курс физики. Все преобразования происходят с потерей энергии, то есть, затраты электроэнергии на получение водорода не окупятся тепловой мощностью при сжигании полученного топлива.

Если учесть, что сжигать водород с максимальной температурой и теплоотдачей в домашних условиях попросту невозможно, становится понятным, что реальные потери будут даже выше тех, что рассчитаны для идеальных условий.

Итак, использовать водородный генератор, сделанный для отопления своими руками, не имеет никакого смысла, если у вас нет доступа к бесплатной электроэнергии. Установить для отопления дома электрический котел и тратить электроэнергию напрямую, без сложных преобразований, обойдется вам в 2-3 раза дешевле. Кроме того, электрокотел полностью безопасен, а эксплуатация кустарной установки грозит взрывом при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации.

Очевидно, что получение дешевого водорода экологически чистым способом, к которым относится электролиз, — это вопрос будущего, над которым сегодня работают ученые в передовых странах мира.

Сфера применения и виды термоэлектрических генераторов

В виду низкого КПД для ТЭГ остается два варианта применения:

1. В местах, где недоступны другие источники электроэнергии.
2. В процессах, где имеется избыток тепла.

Приведем несколько примеров таких устройств.

Энергопечи

Данные, устройства, совмещающие в себе следующие функции:

• Варочной поверхности.
• Обогревателя.
• Источника электроэнергии.

Это прекрасный образец, объединяющий все оба варианта применения.

Индигирка – три в одном

У представленной на рисунке энергопечи следующие параметры:

• Вес – чуть больше 50 килограмм (без учета топлива).
• Размеры: 65х43х54 см (с разобранным дымоходом).
• Оптимальная загрузка оргтоплива – 30 литров. Допускается использование лиственной древесины, торфа, бурового (не каменного!) угля.
• Средняя тепловая мощность устройства около 4,5 кВт.
• Мощность электронагрузки от 45-50 Вт.
• Стабилизированное постоянное напряжение на выходе – 12 В.

Как видите, эти параметры вполне приемлемы для условий, где нет электричества, отопления и газа. Что касается небольшой электрической мощности, то ее вполне достаточно для зарядки мобильных устройств или питания других гаджетов, через адаптер от автомобильного прикуривателя.

Радиоизотопные ТЭГ

В качестве источника тепла для ТЭГ может выступать тепловая энергия, выделяющаяся в процессе распада нестабильных элементов. Такие источники называют радиоизотопными. Основное их преимущество заключается в том, что не требуется постоянная загрузка топлива. Недостаток – необходимость установки защиты от ионизирующего излучения, невозможность перезаправки топлива и необходимость утилизации.

Срок эксплуатации таких источников напрямую зависит от периода полураспада вещества, используемого в качестве топлива. К последнему предъявляется следующий ряд требований:

• Высокий коэффициент объемной активности, то есть небольшое количество вещества должно обеспечивать нужный уровень выделения энергии.
• Поддержка необходимого уровня мощности в течение длительного времени. На этот параметр отвечает, как было отмечено выше, влияет период полураспада, например у стронция-90 он 29 лет, следовательно, источник через это время потеряет половину своей мощности.
• Ионизирующее излучение должно быть удобным для утилизации, то есть в нем должны преобладать α-частицы.
• Необходимый уровень безопасности. То есть ионизирующее излучение не должно нанести вред экологии (в случае эксплуатации на земле) и питающемуся от такого источника оборудованию.

Таким критериям отвечают изотопы кюрия-244, плутония-238 и упоминавшийся выше стронций-90.

Сфера применения РИТЕГ

Несмотря на серьезные требования к таким источникам, сфера их применения довольно разнообразна, они используются как в космосе, так и на земле. Ниже на фото, изображен РИТЕГ, работавший на космическом аппарате Кассини. В качестве топлива использовался изотоп плутония-238. Период полураспада этого элемента чуть больше 87 лет. Под конец 20-ти летней мисси источник вырабатывал 650 Вт электроэнергии.

Радиоизотопное «сердце» Кассини

Кассини была приведена в качестве примера, а на счет массовости можно констатировать, что, практически, все КА для электропитания оборудования используют РИТЕГ. К сожалению, характеристики радиоизотопных источников энергии космических аппаратов, как правило, не публикуются.

На земле ситуация приблизительно такая же. Технология РИТЕГ как бы известна, но ее детали относятся к закрытой информации. Достоверно известно, что такие установки применяются в качестве источника питания навигационного оборудования в местности, где по техническим причинам невозможно получать электроэнергию другим способом. То есть, речь идет о труднодоступных регионах.

К сожалению, такие источники не самая подходящая альтернатива ТЭС с экологической точки зрения.

РИТЕГ поднятый с 14-митровой глубины возле Сахалина

Преимущества самодельного теплопроизводства

В целом есть два типа устройств: статические и роторные. Если в первом варианте в основе конструкции есть сопло, то другие машины создают кавитацию с помощью ротора. Эти вихревые конструкции можно сравнить между собой и выбрать подходящий вариант для сборки.

Теплогенератор, своими руками сконструированный, поможет обеспечить комфортным температурным режимом загородный дом, дачу, отдельный коттедж, квартиру – при отсутствии централизованного отопления, его дефектах, перебоях или авариях.

Также подобные устройства помогают компенсировать расходы на тепло, выбрать оптимальный вариант энергоснабжения. Они несложны в конструкционном плане и экономичны, экологически безопасны.

Изготовление гидродинамического контура

Применяемый в тепловом генераторе гидродинамический контур представляет собой стандартное устройство, представленное:

• манометром, установленном на выходном участке сопла и предназначенным для измерения показателей давления;
• термометром, необходимым для измерения температурных показателей на входе;
• вентилем для эффективного удаления из системы воздуха;
• вводным и выводным патрубками, оснащенными вентилями;
• гильзой для температурного термометра на вход и выход;
• манометром на входную часть сопла, предназначенным для измерения показателей давления на вход в систему.

Контур системы представлен трубопроводом, входная часть которого соединяется с выходной частью патрубка на насосном оборудовании, а выходная — с входной частью установленного насоса.

В трубопроводную систему обязательно вваривается сопло, а также основные элементы, представленные патрубками на подключение манометра, гильзами для температурного термометра, штуцером под вентиль для удаления воздушной пробки и штуцером для подключения отопительного контура.

Для подачи теплоносителя в контур системы используется нижний патрубок, а водоотвод осуществляется посредством верхнего патрубка. Вентиль, установленный на участке от входного до выходного патрубков, позволяет эффективно регулировать перепады давления.

Что представляет собой водород

Водород – это самое распространенное химическое вещество на нашей планете. Бесцветный газ, не содержащий токсинов, присутствует почти во всех соединениях. Вещество наделено уникальными свойствами. В твердом и жидком состоянии водород практически не имеет массы. Размер его атомов самый маленький в сравнении с другими химическими элементами.

Вещество, полученное в результате смешивания водорода с окружающим воздухом, очень долго может сохранять свои свойства, находясь в помещении, но от минимального соприкосновения с огнем может взорваться. Для транспортировки и хранения используются специальные баллоны, созданные из легированной стали.

Отзывы владельцев

На сегодняшний день большое количество владельцев домов уже выполнило разработку собственный агрегатов.
Если сделать теплогенератор своими руками, то, по мнению большинства умельцев, можно действительно получить экономичный вариант для обогрева помещения. Делать эти агрегаты можно буквально из подручных материалов, что позволяет всем желающим обзавестись собственным источником тепла. Некоторые модели требуют наличия заводских деталей, которые можно изготовить на заказ в промышленных условиях.

Конструкция термогенератора

Как уже было сказано, термогенератор предназначался для использования в сельской местности, где для освещения использовались керосиновые лампы «молния». Такая лампа, оснащенная термогенератором, становилась не только источником света, но и электричества. При этом дополнительных затрат топлива не требовалось, ведь в электричество превращалась именно та часть керосина, которая просто улетала в трубу. К тому же, такой генератор был всегда готов к работе, конструкция его была такова, что ломаться в нем просто нечему. Генератор мог просто лежать без дела, работать без нагрузки, не боялся коротких замыканий. Срок службы генератора, по сравнению с гальваническими батареями, казался просто вечным.

Роль вытяжной трубы у керосиновой лампы «молния» играет удлиненная цилиндрическая часть стекла. При использовании лампы совместно с термогенератором стекло делалось укороченным, и в него вставлялся металлический теплопередатчик 1, как показано на рис. 4.

Рис. 4. Керосиновая лампа с термоэлектрическим генератором

Внешняя часть теплопередатчика имеет форму многогранной призмы, на которой установлены термобатареи. Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи теплопередатчик внутри имел несколько продольных каналов. Проходя по этим каналам горячие газы уходили в вытяжную трубу 3, попутно нагревая термобатарею, точнее, ее горячие спаи. Для охлаждения холодных спаев использовался радиатор воздушного охлаждения. Он представляет собой металлические ребра, прикрепленные к внешним поверхностям блоков термобатарей.

Термогенератор – ТГК3 состоял из двух независимых секций. Одна из них вырабатывала напряжение 2В при токе нагрузки до 2А. Эта секция использовалась для получения анодного напряжения ламп с помощью вибропреобразователя. Другая секция при напряжении 1,2В и токе нагрузки 0,5А использовалась для питания нитей накала ламп.

Нетрудно подсчитать, что термогенератор имел мощность не превышающую 5 Ватт, но для приемника ее вполне хватало, что позволяло скрашивать долгие зимние вечера. Сейчас, конечно, это кажется просто смешным, но в те далекие времена такое устройство было, несомненно, чудом техники.

Бытовой термогенератор

Уже в послевоенные пятидесятые годы советская промышленность начала выпускать термогенератор ТГК – 3. Основное его назначение состояло в питании батарейных радиоприемников в не электрифицированной сельской местности. Мощность генератора составляла 3 Вт, что позволяло питать батарейные приемники, такие как «Тула», «Искра», «Таллин Б-2», «Родина – 47», «Родина – 52» и некоторые другие.

Внешний вид термогенератора ТГК-3 показан на рис. 3.

Рис. 3. Термогенератор ТГК-3

Сделайте термобатарею из медной проволоки и скрепок: 3 шага

Мы знаем, что термобатарея — это набор термопар, соединенных вместе. Сделав его в форме звезды, мы сможем нагреть только одну сторону каждой термопары, используя свечу в центре звезды.

Начните с распрямления скрепок и медного провода, если это необходимо.
Вам понадобится восемь кусков медной проволоки и восемь кусков канцелярских скрепок, нарезанных примерно на 1,5 сантиметра в длину.Опять же, мы не создаем жизнеспособный генератор, а скорее проверяем принцип.

После того, как вы разрежете детали, вы можете приступить к их пайке. Взгляните на готовую термобатарею ниже, чтобы иметь хорошее представление о том, куда вы направляетесь. У меня хорошо сработала техника: переворачивать ее после каждого шва и паять одну сторону всегда под крутым углом, а другую — под более широким углом.

Взгляните на изображения ниже, чтобы получить более четкое представление.

Это мягкая проволока, и вы сможете аккуратно согнуть ее на конце, так что не критично относитесь к себе, если ваша звезда не идеальна.Моя была далека от совершенства и отлично работала, чтобы проиллюстрировать принцип, так что ваша тоже подойдет.

Когда вы все закончите, у вас должно получиться что-то похожее на то, что изображено на картинке.

Теперь вы можете достать стеклянный подсвечник из морозильной камеры.

Зажгите свечу и поместите ее по центру стакана.

Закрепите термобатарею на месте поверх стекла с небольшим количеством люфта на каждом стыке. Идея здесь в том, чтобы холодная сторона оставалась настолько холодной, насколько это возможно.В противном случае тепло перейдет к внешнему стыку, и они уравняются, и мы потеряем напряжение. Это поддерживает охлаждение холодного спая, в то время как горячий спай нагревается.

Снимайте показания и удивляйтесь! Я смог произвести колоссальные 0,012 вольт! Посмотри, как высоко ты сможешь поднять свой.

Одна вещь, которая помогла мне создать немного более высокое напряжение, — это осторожный выдув пламени, заставив его танцевать достаточно, чтобы можно было как бы уравнять нагрев всех горячих спаев.

Вот и все. Термопары и термобатареи!
Интересный материал а.

Делитесь и наслаждайтесь.

Простая в изготовлении термопара Термобатарея

В нашей статье Что такое охладитель Пельтье , мы представили Эффект Зеебека . Когда два разных типа металла соединяются вместе и существует разница температур между двумя соединениями, течет электрический ток.

Что такое термопара

Эта конструкция из трех проводов, один из металла одного типа и два другого типа, соединенных вместе, как показано выше, называется термопарой и демонстрирует эффект Зеебека .Термопары очень широко используются для измерения температур — особенно очень высоких температур, где нельзя использовать стандартные термометры, заполненные жидкостью. Прецизионный вольтметр используется для измерения напряжения , генерируемого , и по нему может быть рассчитана разница температур между двумя переходами.

Если один из переходов поддерживается при известной температуре — например, при нуле Цельсия в ледяной воде, — могут быть получены очень точные показания температуры .Если точность менее важна, можно предположить, что эталонный спай имеет комнатную температуру. Термопары очень простые и очень прочные, поскольку у них нет движущихся частей.

Сделайте простую термопару

Термопары , используемые сегодня в промышленности, очень точно изготавливаются из всех видов экзотических металлов, чтобы обеспечить требуемый температурный диапазон работы и точность, но сделать термопару так же просто, как припаять пару отрезков медной проволоки. к скрепке!

Когда первый медный провод подсоединен к одному концу развернутой скрепки из нержавеющей стали , а затем другой конец скрепки подсоединен ко второму медному проводу, два свободных конца медного провода можно затем подключить к вольтметру.Когда один переход находился при комнатной температуре (сегодня приятные 27 градусов по Цельсию!), А другой переход находился в контакте с паяльником 220 градусов по Цельсию, было измерено напряжение 1,1 мВ (0,0011 В). Подержав этот переход в пламени прикуривателя, получилось напряжение 0,9 мВ.

На изображении выше показана термопара , сделанная своими руками. Обратите внимание, что в идеале будет использоваться медный провод с твердым сердечником, и вся изоляция кабеля должна быть удалена, но для быстрого теста он сработал.

Изготовление термобатареи

Напряжение, генерируемое одной термопарой, невелико, но если несколько переходов соединены вместе последовательно , все их индивидуальные термоэлектрические напряжения будут складываться, чтобы получить большее полезное напряжение.Опять же, это можно продемонстрировать с помощью кусочков скрепки и медной проволоки, сконфигурированных, как показано ниже:

Обратите внимание, что нет необходимости иметь:
(медь — сталь — медь) — (медь — сталь — медь) — (медь — сталь….
, поскольку соединение медь — медь может быть заменено одним куском меди, что дает нам :
(медь — сталь) — (медь — сталь)….

В идеале центральные стыки должны располагаться как можно ближе к центру круга, не касаясь друг друга.Установите центр термобатареи над пламенем — например, на ночник (свечу), а затем измерьте напряжение между двумя свободными концами проводов.

С помощью нашей термобатареи с 10 термопарами, удерживаемой над пламенем зажигалки, мы измерили напряжение 9,7 мВ . Все еще не очень большие, но легко поддающиеся измерению, что делает этот хороший вводный эксперимент с термоэлектрическими генераторами .

Вот видео, показывающее строительство и испытания самодельной термобатареи :

Газовый камин не горит

Поиск и устранение неисправностей любого типа бытовой техники, особенно газовой, может быть опасным.Ниже приводится лишь ознакомительный обзор того, как проверяются компоненты газового камина. Он не предназначен для проведения полной диагностики «сделай сам» или для замены поддержки квалифицированного специалиста. Если у вас возникли проблемы с газовым камином, мы рекомендуем вам обратиться в авторитетный магазин газовых каминов или к сантехнику, который может помочь.

Неважно, вмонтирован ли он в стену или в накидку, нет ничего более расслабляющего, чем сидеть с любимым человеком у камина холодной ночью дома и болтать обо всем и обо всем.К сожалению, это может быть настоящим обломом, когда ваш газовый камин не горит из-за износа деталей или неправильного обслуживания.

Когда это происходит, не нужно паниковать, поскольку возможную причину проблемы можно легко устранить без помощи специалиста. Попробуйте сделать это своими руками дома для камина, который не горит.

Перед тем, как начать: горит ли ваша пилотная лампа в камине?

Первое, что вам нужно сделать, когда вы столкнетесь с каминами, которые не горят, — это убедиться, что ваша контрольная лампа горит.Вы можете быть удивлены, узнав, что самое простое решение этой проблемы — зажечь вашего пилота. Пилот обычно располагается внутри камина на одной стороне у стены. если у вас есть газовые журналы, они должны быть расположены в том же месте, что и журналы.

Pilot Light Color

Помимо того, что ваш пилот горит, пламя должно оставаться ровным синим. Ваш пилот должен быть примерно на 90% синим и совсем немного желтым. Он также должен касаться окружающих датчиков, таких как термопара и термобатарея.Если цвет пламени становится желтым или красным, это признак загазованности.

Исправление: пилотная лампа для газового камина не горит

Итак, вы проверили пилотную лампу и даже сбросили ее, но она все равно не горит. Это может быть признаком того, что термопара для камина неисправна или изношена. Однако, если ваш пилот горит, а газовый камин нет, то, вероятно, проблема с вашей термобатареей .

Необходимые инструменты

• Цифровой мультиметр
• Мелкозернистая наждачная бумага
• Кисть из нержавеющей стали

В чем разница между термопарой и термоэлементом?

Термопара более или менее действует как датчик потока газа и подает газ на контрольную лампу через газовый клапан.С другой стороны, термобатарея открывает газовый клапан при включении каминов.

Термопара и термобатарея выполняют аналогичную функцию преобразования тепла в электричество, но термобатарея генерирует больше электрического тока по сравнению с термопарой.

Шаг 1. Проверьте выход вашей термобатареи с помощью контактов TH / TP

Выход вашей термобатареи можно проверить с помощью мультиметра с помощью контактов TH / TP, чтобы проверить количество вырабатываемой электроэнергии.Перед запуском теста убедитесь, что ваш пилотный свет включен в течение двух или более минут, затем выключите камин.

Найдите свой главный газовый регулирующий клапан, найдите датчик термобатареи, затем найдите электрические контакты, обозначенные TH / TP и TP, соответственно, на клапане. Вы можете использовать руководство производителя, чтобы найти их.

Возьмите провода мультиметра, поместив один на клемму TH / TP, а другой на клемму TP.

Мультиметр должен показывать 300 милливольт или более.Если он показывает менее 300 милливольт, это может быть причиной того, что ваш газовый камин не работает, поэтому вам следует заменить его.

Диагностика проблемы термобатареи

Как и термопара, термобатарею можно считать с помощью мультиметра, чтобы проверить, не является ли она причиной проблемы. Триста милливольт или более высокое напряжение — признак хорошей термобатареи. Значение ниже 300 милливольт потребует замены термобатареи.

Диагностика проблемы с термопарой

Всегда полезно проверить термопару с помощью мультиметра, чтобы исключить возможность того, что это является причиной того, что газовые камины не горят.Если ваша термопара все еще в хорошем состоянии, вы должны иметь возможность показывать напряжение 25 милливольт или выше, но если оно показывает меньше 25 милливольт, вашу термопару необходимо заменить.

Шаг 2. Не сразу заменяйте термоэлемент или термопару

Из-за функции термопары и термобатареи вполне логично, что они будут постоянно накапливать нагар от горения. Это наращивание вполне может ограничить их эффективность. Хотя замена обоих датчиков обходится дешево, гораздо дешевле их предварительно почистить.

Шаг 3. Очистка термобатареи

Чтобы быстро очистить термобатарею, отключите подачу газа. С помощью щетки из нержавеющей стали и мелкозернистой наждачной бумаги вы можете стереть как можно больше скопившейся сажи.

Шаг 4. Еще раз протестируйте очищенную термоэлемент.

Когда вы будете удовлетворены тем, как выглядит термобатарея, продолжайте и снова зажгите контрольную лампу. Через несколько минут выключите камин и снова снимите показания мультиметра.

Шаг 5.Замените, если очистка не сработала

После очистки, если контрольная лампочка все еще не горит, вероятно, пора приобрести новое оборудование. Выньте неисправные термопару и термобатарею и замените их новыми.

Другие причины газового камина, который не горит

Проверка термобатареи на наличие неисправности — это простое самостоятельное решение относительно того, почему газовый камин не работает, но если описанные выше шаги не сработают, вам может потребоваться техник, чтобы исправить вашу проблему. Помимо неисправной термобатареи и термопары, другие возможные причины включают:

Неправильное рабочее давление газа

Если давление газа установлено неправильно, газовые камины не будут гореть.Вы можете попросить специалиста помочь вам внести необходимые корректировки.

Неисправный газовый клапан

Хотя это не обычная неисправность газовых каминов, как и любой другой компонент, она может выйти из строя. Когда это происходит, вам следует позвонить профессионалу, чтобы он быстро его заменил, чтобы избежать пожара.

Влага в капельном контуре

Другой возможной причиной может быть влага в газовой линии. Это может разбавить природный газ, и свет погаснет.

Забиты или грязны порты горелки

Когда ваши порты горелки забиты, пламя имеет тенденцию быть неравномерным и, возможно, погаснет. Периодическая чистка грязных отверстий горелки может помочь решить проблему.

Чистка и надлежащее обслуживание

Независимо от того, сработало ли исправление или нет, надлежащее обслуживание газового камина избавит вас от стресса в будущем и обеспечит бесперебойную работу вашего камина. Когда камин чист и подвергнут надлежащему уходу, он горит равномерно и не дает грязи разрушить его механизмы.С помощью ручной щетки, тряпки и пылесоса вы можете снова очистить газовый камин.

Правильный уход за газовым камином может помочь предотвратить проблемы с камином, такие как проблемы с поддержанием горения.

Необычная термобатарея из оксида меди | Марка:

Найл Штайнер из SparkBangBuzz всегда впечатляет своим старомодным практическим подходом к электронике. Импровизирует ли он мемристоры из кусков мусора, которые он подобрал с земли, строит звуковые генераторы, используя капли цинка вместо транзисторов или ламп, или создает атмосферно-азотный лазер из нескольких кусков алюминия и источника питания, проекты Найла всегда служат для напоминания мне о том, что электроника — это гораздо больше, чем просто спайка компонентов, которые пришли где-то с завода.

Этот проект не исключение. Большинство людей думают о термопаре как о соединении двух разнородных металлов. Фактически, единственный металл в термопарах, из которых состоит небольшой радиальный термоэлектрический генератор Найла, — это медь, местами стратегически окисленная с образованием слоя CuO, который обеспечивает необходимый диэлектрический переход. Найл пишет:

Я провел всю свою жизнь, читая все технические книги и статьи, которые мог найти, и могу вспомнить, что видел только одну книгу, в которой рассказывается, как сделать что-то подобное, и ни одной, которая объясняет, как работает это устройство… Прикосновение двух окисленных проводов вместе образует соединение оксида меди до оксида меди.Дело не в этом. Оксид меди на обоих проводах следует рассматривать как один сплошной провод между двумя медными проводами, причем очень короткий. Теперь это можно рассматривать как классическую схему двух термопар, соединенных спиной друг к другу. У нас есть соединение медь-оксид меди на горячем проводе и противоположное соединение оксид меди-медь на холодном проводе … Легко задаться вопросом, как это устройство вообще могло работать из-за оксида меди, который находится между двумя проводами, будучи почти изолятором.Однако оксид меди также действует как термистор с очень высоким отрицательным температурным коэффициентом. Даже «холодная» проволока все еще нагревается до такой степени, что сопротивление оксида меди падает до очень низкого значения, позволяя току течь.

Посмотреть все наши прошлые репортажи о работе Найла можно здесь. [Спасибо, Эрик!]

Газовый камин не зажигается? Как очистить термоэлемент и термопару

Заявление об ограничении ответственности

Как и все мои посты, сделанные своими руками, все, что вы решите сделать в результате чтения этого поста, вы делаете на свой страх и риск.С газом и пламенем все может стать опасным — как и при взрыве вашего дома. Так что наймите эксперта, если вам неудобно делать что-либо безопасным способом.

Мой газовый камин не зажигает

Если ваш газовый камин не запускается, этому может быть несколько причин. Сначала проверьте, горит ли ваш индикатор. Если нет, может, просто взорвалось. Попробуйте повторно зажечь пилот, следуя инструкциям производителя камина.

Диагностика проблемы термопары

Если ваша контрольная лампа загорается, но не продолжает гореть, проблема, скорее всего, связана с вашей термопарой , металлическим датчиком (размером и формой с заостренный карандаш), который нагревается от прямого контакта с контрольной лампой. пламени, сообщая вашему газовому клапану, что контрольная лампа горит, поэтому можно безопасно открыть клапан, чтобы позволить газу течь.

Диагностика проблемы термобатареи

Если ваша контрольная лампа продолжает гореть, но камин не запускается, проблема, вероятно, связана с вашей термобатареей , металлическим датчиком (круглым и немного меньше вашего мизинца), который преобразует тепло из пламени горящей контрольной лампы. в небольшое количество электричества — ровно столько, чтобы открыть газовый клапан при использовании переключателя (например, настенного переключателя или кнопки дистанционного управления).

Не заменяйте сразу термоэлемент или термопару

Поскольку и ваша термобатарея, и термопара предназначены для постоянного поглощения пламенем контрольной лампы, естественно, что отложения углерода от этого горения будут накапливаться со временем, что ограничивает их эффективность.Оба датчика относительно легко и дешево заменить, но гораздо быстрее и дешевле попробовать сначала очистить их.

Недавно я заметил, что мой газовый камин зажигается очень долго. Контрольная лампа горела нормально, но когда я нажимал на настенный выключатель, я ждал 5-6 секунд, и камин зажигался с драматическим «УУУУМФ!» А иногда камин вообще не зажигался.

Как проверить выход термобатареи с помощью контактов TH / TP

Поскольку я знал, что моя термопара работает нормально (поскольку контрольная лампочка будет гореть), я решил проверить выход термобатареи, чтобы узнать, сколько электроэнергии она вырабатывает.Если вырабатывается лишь немного, газовый клапан откроется, но медленно, создавая скопление газа и УУУМФ! Но если он не приближается, газовый клапан вообще не откроется, и камин не загорится.

Если вы откроете панель доступа на газовом камине (обычно внизу), вы увидите газовую трубу камина, сам газовый клапан и связку проводов. На клапане вы обычно видите несколько электрических контактов с маркировкой TH и TP .

Контакты для газового камина TH / TP

TH означает «термостат TH », и эти два провода подключаются к устройству термостата (или, в большинстве случаев, настенному выключателю), который сообщает клапану об открытии. В нормальных условиях при включенной контрольной лампе замыкание цепи между двумя контактами TH открывает газовый клапан и зажигает главную горелку вашего камина.

TP означает « T hermo P ile», и (что неудивительно) эти два провода подключаются к термобатареи для подачи небольшого количества электричества, создаваемого на газовый клапан, чтобы он мог открываться при контакте TH переключаются «закрытыми».”Чтобы проверить электрический выход термобатареи, убедитесь, что индикатор горит, и подключите мультиметр к обоим разъемам TP. Установите на мультиметре наименьшее значение постоянного тока (DC), затем прикоснитесь красным щупом мультиметра к нижней клемме TP (обычно она совпадает с клеммой с разъемом TH), а черным щупом — к клемме TP вверху. Если у вас возникли проблемы с определением, какие разъемы куда идут, просто следуйте за проводами. Если они направляются к настенному выключателю или к коробке приемника дистанционного управления, это провода TH.Если они направляются снизу вверх к блоку контрольной лампы, это провода TP.

Низкие милливольт от термобатареи

Как вы можете видеть на картинке выше, моя термобатарея выдавала 0,358 вольт, или 358 милливольт. Большинство термобатарей рассчитаны на выработку 500-750 милливольт от тепла обычного пилотного фонаря, так что у меня было хорошо на низком уровне. И хотя инструкция по эксплуатации моего газового клапана утверждает, что он будет работать с напряжением всего 300 милливольт, это было не так.

Очистка термоэлемента

Раньше я заменял термобатареи, и хотя это было не очень сложно, я решил, что сначала попробую легкий путь. Я повернул круглую ручку на газовом клапане в положение ВЫКЛЮЧЕНО (что выключило контрольную лампу), а затем закрыл запорный клапан на шланге, по которому газ поступал в устройство ( ОЧЕНЬ важно). Я снял экран и стеклянную крышку с камина, а затем взглянул на сборку пилотной горелки.

Пилотная сборка газового камина.Слева направо: термобатарея, пилотное сопло, пилотный воспламенитель и термопара.

Как вы можете видеть на фотографии выше, на термобатареи (крайний слева) и термопаре (крайний справа) скопилось изрядное количество белой грязи. Вы также можете видеть по форме пилотного сопла, что оно направляет пламя пилотного света в трех направлениях: влево для нагрева термобатареи, вправо для нагрева термопары и прямо вперед, чтобы зажечь полную горелку при открытии газового клапана.

Я использовал комбинацию из дешевой щетки из нержавеющей стали, примерно 000 сверхтонкой стальной ваты и некоторой мелкозернистой наждачной бумаги, чтобы удалить как можно больше налипшей сажи с термобатареи, и решил, что могу почистить термопару, пока Я был здесь.Это дает им обоим больше чистой поверхности для выполнения своей работы. Я потратил около 5-10 минут, пытаясь обойти ограниченное пространство и привести вещи в порядок, насколько мог.

Повторное испытание очищенной термобатареи

Когда все было чисто, я включил клапан на шланге, а затем выполнил инструкции производителя камина по повторному зажиганию контрольной лампы, которая для моего устройства просто нажимает и поворачивает круглую ручку на газовом клапане в положение ПИЛОТ, а затем щелкает. кнопку зажигания, пока не загорится пилот.Я позволил пилоту нагреть термобатарею в течение нескольких минут, а затем снял еще одно показание:

Лучшее напряжение от термобатареи

Показанный выше выход 478 милливольт был намного лучше, чем у 358, с которым я начал, и через пару минут я действительно увидел, что он поднялся до 530 милливольт. Я заменил стекло камина (которое я также промыл очистителем для стекол, когда оно было выключено), снова включил экран, а затем нажал на настенный выключатель для проверки. Камин сразу же загорелся! Я нажимал на переключатель еще несколько раз, чтобы убедиться, и он каждый раз загорался.И хотя электрическая мощность очищенной термобатареи все еще была на низком уровне, ее снова было достаточно, чтобы надежно открыть газовый клапан, и, надеюсь, эта очистка дала мне по крайней мере еще несколько лет с существующей термобатареей и термопарой. Однако, когда в конце концов придет время заменить любой из них, просто замените оба. Детали дешевы — настоящая проблема — это удаление бревен и выталкивание / вытягивание новых датчиков из резиновых втулок (или того, что от них осталось, если они расплавились) под узлом горелки.

Видео по шагам очистки

Этот камин не совсем такой, как тот, который я использовал при написании этой статьи, но основные принципы те же. Один из моих читателей поделился со мной этим видео, и оно хорошо помогает быстро показать этапы очистки термопары.

Замена термопары или термобатареи, если очистка не сработала

Если очистка термопары не позволила вашей контрольной лампе гореть, или очистка термобатареи не позволила контрольной лампе вырабатывать достаточно электричества для открытия газового клапана и зажигания горелки, возможно, пришло время заменить одну из них .Однако самая сложная часть работы — это разобрать бревна и получить доступ к тому месту, где термопара и термобатарея соединяются с газовым клапаном, поэтому, если вы собираетесь заменить один, просто замените их оба одновременно. . Вы можете вынуть старые, отнести их в любой местный хозяйственный магазин и подобрать замену. Газовые водонагреватели в основном используют те же, что и газовые камины.

Последние мысли

Опять же, пожалуйста, не пытайтесь ничего из этого сделать, если вы не уверены, что можете сделать это безопасным способом.Если у вас есть сомнения, обратитесь к специалисту по газовым каминам. Но если у вас есть под рукой, тестирование и очистка вашей термобатареи и термопары может продлить их срок службы, сэкономить вам деньги и снова сделать вашу гостиную теплой.

ОБНОВЛЕНИЕ

— прочтите!

Я ценю все положительные комментарии к этому посту. Это одна из самых популярных статей в моем блоге! А если вы здесь, значит, у вас газовый камин. А если у вас газовый камин, это означает, что он выделяет окись углерода.А это значит, что вам нужно прочитать еще одно сообщение в блоге, которое я написал. Пожалуйста. Если вы считаете, что эта статья сэкономила вам время или деньги, вы можете отплатить мне, прочитав мое сообщение в блоге об отравлении угарным газом и приняв соответствующие меры предосторожности. Спасибо!

Жду ваших отзывов в комментариях ниже!

Как очистить термопару на водонагревателе

Если установка температуры горячей воды на вашей стиральной машине не работает, вы мыли посуду теплой водой или принимали ужасный холодный душ, скорее всего, водонагреватель в вашем доме неисправен.Если у вас газовый водонагреватель, может быть виновата грязная термопара.

Что такое термопара и зачем она нужна моему водонагревателю?

Газовые водонагреватели, которые используют пилот для зажигания горелки, также будут иметь термопару или термобатарею для наблюдения за пилотом (термобатарея — это, по сути, несколько термопар, соединенных последовательно, что делает компонент более чувствительным, чем одна термопара). Если контрольная лампа гаснет, термопара действует как предохранительное устройство, предотвращая открытие газового клапана и потенциально заполняя область вокруг водонагревателя природным газом.Неисправная или просто загрязненная термопара может постоянно препятствовать открытию газового клапана или горению пилота. Конечным результатом является то, что узел горелки не производит пламя, и вода в баке остается неотапливаемой.

Имейте в виду, что если индикатор погаснет, вам нужно будет снова зажечь его, следуя инструкциям производителя водонагревателя. Водонагреватели новых моделей будут иметь пилотную установку на газовом клапане и искровой электрод для зажигания пилота. Старые модели будут иметь настройку пилота, но вам нужно будет вручную повторно зажечь пилота длинной спичкой или зажигалкой.

Доступ к термопаре

Термопара обычно устанавливается на блоке горелки, расположенной рядом с дном резервуара водонагревателя. Действия, необходимые для доступа к термопаре, будут различаться в зависимости от модели водонагревателя, но вот некоторые общие рекомендации, которым вы можете следовать:

• Прежде чем начать, обязательно отключите шнур питания водонагревателя и отключите подачу газа.
• При необходимости открутите все крепежные винты и снимите крышку доступа к горелке.
• Затем отвинтите гайки или винты, которыми крепится пластина горелки.
• Отвинтите гайку, чтобы отсоединить трубку подачи горелки от газового или регулирующего клапана. Имейте в виду, что вам также может потребоваться отсоединить трубку подачи пилота.
• Отсоедините все провода от клапана и открутите гайку, чтобы освободить термопару, если этого требует ваша модель.
• Если возможно, отсоедините датчик пара от основания резервуара.
• Теперь вы можете вытащить узел горелки из бака, чтобы получить доступ к термопаре.

Очистка термопары

Вы можете использовать наждачную бумагу для наждачной бумаги, чтобы аккуратно очистить весь мусор или налет с конца термопары. Если есть, вы также должны очистить любую коррозию в месте подключения провода питания к клемме термопары. Имейте в виду, что вам может потребоваться отсоединить термопару от узла горелки, чтобы тщательно очистить ее. Используйте безворсовую ткань, чтобы очистить компонент от оставшегося мусора. При необходимости закрепите термопару на блоке горелки.

• Переустановите узел горелки в бак, убедившись, что трубка горелки вошла в кронштейн, если применимо.
• Вверните и затяните крепежные гайки или винты, чтобы прикрепить пластину горелки к резервуару.
• При необходимости снова прикрепите датчик пара к основанию бака.
• Подсоедините провода к газовому клапану и, если применимо, прикрепите термопару к клапану.
• Подсоедините трубку подачи горелки к клапану, а также трубку подачи пилота, если необходимо.
• Установите на место крышку доступа к горелке и при необходимости закрепите.
• Снова включите подачу газа и снова подключите шнур питания водонагревателя.
• Заново зажгите пилот и убедитесь, что водонагреватель нагревает воду должным образом.

Найдите подходящие детали для водонагревателя в Ремонтной клинике

Если водонагреватель по-прежнему не нагревает воду, возможно, термопара полностью неисправна, сам пилот может быть ограничен, воспламенитель может быть неисправен, может быть неисправен газовый клапан или реле давления в корпусе вытяжного вентилятора. возможно, потерпел неудачу.Все эти детали можно найти в ремонтной клинике, введя полный номер модели газового водонагревателя в строку поиска на веб-сайте. Затем вы можете использовать фильтры категорий и заголовков деталей, чтобы сузить поиск до нужной детали для замены. Repair Clinic предлагает запчасти для водонагревателей всех ведущих брендов, таких как AO Smith, Bradford White, Lennox и Honeywell, но вы должны убедиться, что покупаете именно ту деталь, которая подходит именно к вашему водонагревателю.

Постоянные советы по поиску и устранению неисправностей для пилотов — Mountain View Hearth Products

Заявление об отказе от ответственности: * Из-за опасной природы газовых агрегатов (иногда взрывоопасных при неправильном обслуживании) мы настоятельно рекомендуем нанять квалифицированного специалиста с опытом и инструментами для помощи в поиске неисправностей и безопасной установке запасных частей.Эта информация не предназначена для использования в качестве исчерпывающего руководства. Если вы решите самостоятельно выполнить поиск и устранение неисправностей или произвести замену, вы делаете это на свой страх и риск. *

В стационарной пилотной печи или камине используется термопара и / или термобатарея для измерения температуры и управления работой камина. Пилотное пламя создается путем нажатия и удерживания кнопки пьезо-воспламенителя, расположенной на клапане или рядом с ним, при этом пилотная лампа горит все время. Этот тип системы популярен, потому что для работы не требуется электричество, поэтому вам не нужно беспокоиться о потере тепла в суровую погоду в случае отключения электроэнергии.

Посмотрите пример стоящего пилота в действии с этим видео из Napoleon Fireplaces:

** Что такое термопара? **

Термопара — это изолированная медная трубка, содержащая 2 провода из разных видов металла, которые соединяются на каждом конец. Когда заостренный наконечник термопары улавливает тепло от пилотного пламени, тепло разделяется и распространяется по 2 проводам, создавая электрический ток низкого напряжения, когда провода снова соединяются. Измеряется в милливольтах.Электрический сигнал от термопары сообщает газовому клапану о необходимости подачи газа для поддержки запального пламени.

Термопары используются в печах и каминах, чтобы определять температуру и сигнализировать о том, что контрольная лампа продолжает гореть. Если индикатор погаснет, термопара отключит поток газа из клапана в качестве меры безопасности.

Что такое термобатарея?

Термобатарея — это толстый круглый зонд, состоящий из нескольких связанных вместе термопар. Эти термопары работают вместе, чтобы генерировать более сильный электрический ток.Термобатареи обеспечивают большую точность измерения температуры из-за их повышенной чувствительности к температуре, чем одна термопара.

Термобатареи используются в газовых плитах и ​​каминах для выработки электричества низкого напряжения, которое направляется, чтобы открыть газовый клапан и позволить газу течь в горелку. Термобатареи вырабатывают достаточно энергии, чтобы можно было контролировать температуру с помощью термостата (например, удаленного или настенного термостата).

Инструменты, которые могут вам понадобиться:

• Мультиметр, считывающий милливольты
• Мелкая наждачная бумага и / или мелкозернистая стальная вата
• Перемычка с плоскими зажимами

Устранение неполадок обычного постоянного пилота

Самая распространенная проблема, с которой сталкивается газовый камин, — это проблемы с его включением.Если вы чувствуете себя достаточно квалифицированным, чтобы устранить неполадки в собственном газовом камине, есть несколько простых способов сузить источник проблемы, прежде чем планировать обращение в службу поддержки. Помните, что газовые приборы очень опасны при неправильном обслуживании, поэтому обязательно нанимайте специалиста для любых испытаний или ремонта, которые выходят за рамки ваших возможностей.

Устранение неисправностей неисправного пилотного фонаря

Без контрольной лампы весь камин не будет работать. Иногда пилот мог взорваться.Решение может быть таким простым, как повторное зажигание пилота в соответствии с инструкциями производителя камина. Обратитесь к руководству пользователя вашего камина, чтобы найти инструкции, относящиеся к вашей конкретной модели.

Еще одно простое решение — дважды проверить подачу топлива. Без топлива камин никогда не зажжется. Убедитесь, что ручной газовый клапан, который пропускает газ в камин, открыт и есть ли топливо в баке или линия подачи газа в камин. Убедившись в правильности подачи топлива, задайте эти 3 вопроса, чтобы сузить круг проблем с контрольной лампой:

1.Пилот искры?

При нажатии и удерживании кнопки пьезо-воспламенителя вы должны услышать «щелчок», поскольку воспламенитель посылает искру на электрод воспламенителя. Нет искры? Сначала убедитесь, что электродный провод надежно подсоединен к пьезоэлементу. Ищите защемленный или сломанный провод воспламенителя. Проверьте фарфоровую основу электрода на предмет трещин или повреждений. Если все это подтвердится, возможно, вам потребуется заменить пьезо-воспламенитель.

2. Контрольная лампа горит?

Если вы видите искру от воспламенителя, но пилот все еще не горит, вероятно, проблема с потоком газа.Вы чувствуете запах газа в топке? Проверьте пилотное отверстие и пилотную трубку на предмет закупорки, которая может прерывать поток газа от регулирующего клапана к пилотному кожуху.

Если эти тесты не решают проблему, возможно, вам потребуется проконсультироваться со специалистом, который сможет проверить наличие воздуха в газовых линиях и проверить правильность подачи газа на входе. Квалифицированный техник будет иметь специальные манометры для измерения давления потока газа и проверки необходимости замены газового клапана.

3.Пилот гаснет?

Если индикатор загорается, но сразу же снова гаснет, скорее всего, у вас неисправная термопара. Попробуйте снова зажечь пилот. Если он не горит, вы можете очистить и проверить термопару.

1. Во-первых, перекройте подачу газа ручкой газового клапана и ручным запорным клапаном, который пропускает газ в камин.
2. Проверьте наконечник термопары в пилотном узле на наличие отложений углерода. Вы можете попробовать очистить этот наконечник с помощью очень тонкой стальной мочалки и / или наждачной бумаги с мелким зерном.
3. Настройте мультиметр на измерение напряжения в милливольтах.
4. Подключите один из выводов мультиметра к медной трубке термопары, а другой вывод должен подсоединиться к концу термопары, где он ввинчивается в газовый клапан.
5. Используйте зажигалку или небольшую горелку для бутана, чтобы нагреть кончик термопары в течение примерно 30 секунд.
6. Мультиметр должен показывать 25-30 милливольт. Если термопара выдает менее 25 милливольт, ее следует заменить.
   Если ни одно из этих средств не решит проблему, мы рекомендуем нанять специалиста, чтобы проверить камин.

Устранение неисправностей неисправной горелки

Если пилот горит нормально, но камин по-прежнему не работает должным образом, то следующие области, которые необходимо проверить, — горелка и газовый клапан. Постоянный пилотный газовый клапан, называемый милливольтом, будет иметь 3 электрических контакта, обозначенных TH, TP и TH / TP.

TH — обозначает термостат (например, настенный выключатель, термостат или пульт дистанционного управления)

TP — обозначает термобатарею (датчик жира в пилотном узле)

TH / TP — подключается к обоим термостат и термобатарея

Горелка включается?

Термостат — Когда горелка не включается, первым делом запускается термостат.Это может быть настенный выключатель, настенный термостат или, возможно, пульт. Правильно ли настроен термостат на включение тепла? Дважды проверьте проводку на наличие ослабленных или оборванных соединений, особенно клемм на газовом клапане.

Термобатарея — Термобатарея использует тепло от запального пламени для генерации сигнала в милливольтах, который сообщает газовому клапану о подаче газа в горелку. Концы термобатареи должны подключаться к клеммам TP и TH / TP на клапане. Осмотрите зонд термобатареи в пилотном узле на предмет скопления углерода.Вы можете попробовать очистить термобатарею сверхтонкой стальной мочалкой и / или наждачной бумагой с мелким зерном. Вы также можете проверить работоспособность термобатареи с помощью мультиметра.

Проверка напряжения № 1

1. Во-первых, убедитесь, что контрольная лампа горит не менее 2 минут и что термостат или настенный выключатель выключен.
2. Настройте мультиметр на измерение напряжения в милливольтах.
3. Подключите выводы мультиметра к каждому концу проводов термобатареи, где они соединяются с клапаном.
4. Мультиметр должен показывать от 300 до 750 милливольт. Если термобатарея выдает менее 300 милливольт, ее следует заменить.

Головки привода клапана — Если термобатарея генерирует правильное напряжение, проверьте клеммы клапана с помощью мультиметра.

Проверка напряжения № 2

1. Убедитесь, что контрольная лампа горит не менее 3 минут.
2. Поместите перемычку между клеммами «TH / TP» и «TH» на головке привода клапана.
3. Установите мультиметр для измерения постоянного тока
4. Подключите провода к клеммам «TH / TP» и «TP» на головке привода клапана.
5. Мультиметр должен показывать 225 милливольт или выше. Если показание меньше 225, то газовый регулирующий клапан необходимо заменить.

Цепь термостата — Если камин по-прежнему не работает должным образом, необходимо проверить цепь термостата на непрерывность.

Проверка целостности термостата

1. Отсоедините провода цепи термостата от клемм TH / TP и TH и подключите выводы мультиметра к каждому проводу.
2. Установите мультиметр на измерение сопротивления (Ом).
3. Поверните кулисный переключатель в положение ON, чтобы убедиться, что контакты термостата замкнуты, и замкнуть цепь. Если мультиметр не измеряет сопротивление, значит, целостности нет. Необходимо заменить провода или выключатель термостата.

Имеется ли надлежащее пламя горелки?

Если пламя слишком низкое или слишком сильное, убедитесь, что регулятор на газорегулирующем клапане и отверстие (отверстия) горелки соответствуют типу газа, который используется в вашем камине.Для природного газа и жидкого пропана требуется различное соотношение воздуха к топливу, поэтому чрезвычайно важно использовать правильный регулятор и установить отверстия. Если это не решит проблему, вам следует проконсультироваться с местным техником, у которого есть инструменты и опыт для проверки входящего и выходящего давления газа. Квалифицированный техник также осмотрит трубку горелки на предмет засорения. Они смогут выполнить подробную диагностику, чтобы сообщить, требуется ли замена клапана или горелки.

Другие проблемы:

Странный запах — может указывать на то, что камин и / или дымоход подлежат чистке.Обратитесь к руководству пользователя за рекомендуемым графиком чистки и обслуживания. Будьте осторожны при чистке, чтобы не повредить хрупкие поленья. Специалист должен устранить излишки пыли, грязи и копоти. Если вы заметили запах газа или расплавленных проводов, немедленно прекратите использование камина, пока квалифицированный специалист не осмотрит его подробно.

Странные звуки — хотя некоторые звуки могут быть нормальными для вашей печи или камина, не следует игнорировать любые новые звуки, возникающие при неполадках в работе.Плохо отрегулированное запальное пламя или грязные горелки могут издавать тихий рокочущий звук. В некоторых установках используется дополнительный конвекционный вентилятор для ускорения распределения тепла в помещении. Конвекционные воздуходувки могут издавать пронзительный визг, свидетельствующий о том, что подшипники изношены и вентилятор готов к замене.

Много сажи — Если соотношение кислорода в камине слишком высокое или слишком низкое во время работы, это может привести к чрезмерному накоплению креозота. Это может указывать на то, что необходимо отрегулировать настройку воздуха или что дымоход блокирует препятствие, например, листья или птичье гнездо.В этом случае мы рекомендуем нанять квалифицированного специалиста для осмотра и чистки камина, потому что у него будут инструменты для регулировки параметров воздуха и выявления потенциальных опасностей.

Обслуживание газового камина

Газовые камины следует ежегодно профессионально чистить и осматривать. Обычно это включает в себя очистку горелок и пилотного узла, проверку систем безопасности, проверку системы зажигания и проверку дымохода на наличие креозота, засоров или утечек.