كيفية عمل المزدوج الحراري في سخان الغاز والفرن الغاز

مقدمة

يعد المزدوج الحراري (Thermocouple) أحد المكونات الأساسية في سخانات الغاز وأفران الغاز. وهو يلعب دورًا محوريًا في ضمان سلامة الأجهزة من خلال تنظيم تدفق الغاز والتحكم فيه بناءً على وجود اللهب. يعمل هذا الجهاز البسيط على تحويل الحرارة الناتجة عن شعلة الطيار إلى إشارة كهربائية تُستخدم لتشغيل صمام الغاز، مما يمنع تسرب الغاز في حالة انطفاء الشعلة.

---

ما هو المزدوج الحراري؟

المزدوج الحراري هو جهاز صغير مكون من معدنين مختلفين، مثل النحاس والحديد، موصولين عند طرف واحد (الوصلة الساخنة). عند تسخين هذه الوصلة، ينشأ فرق جهد كهربائي نتيجة تأثير سيبيك (Seebeck Effect)، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي يمكن استخدامه للتحكم في تدفق الغاز.

---

مكونات المزدوج الحراري

1. الوصلة الساخنة:
   • الطرف الذي يتعرض للحرارة الناتجة عن شعلة الطيار.
2. الأسلاك المعدنية:
   • مصنوعة من معدنين مختلفين لتوليد فرق الجهد.
3. الوصلة الباردة:
   • الطرف الآخر المتصل بالدائرة الكهربائية أو صمام الغاز.
4. الأنبوب النحاسي:
   • يُغطي الأسلاك ويوفر حماية إضافية.

---

كيفية عمل المزدوج الحراري في سخان الغاز

1. إشعال الطيار (Pilot Flame):

   • يبدأ تشغيل سخان الغاز بإشعال شعلة الطيار الصغيرة.

2. تسخين المزدوج الحراري:

   • شعلة الطيار تسخن الوصلة الساخنة للمزدوج الحراري.

3. توليد فرق جهد كهربائي:

   • نتيجة تسخين المعدنين المختلفين عند الوصلة الساخنة، يتم توليد جهد كهربائي صغير (عادةً 20-30 ميلي فولت).

4. تشغيل صمام الغاز:

   • الجهد الناتج ينتقل إلى صمام الغاز المغناطيسي، الذي يظل مفتوحًا طالما يتم توليد الكهرباء.
   • إذا انطفأت شعلة الطيار لأي سبب (مثل انقطاع الغاز أو الرياح)، يتوقف المزدوج الحراري عن توليد الجهد، مما يؤدي إلى غلق صمام الغاز تلقائيًا لمنع التسرب.

---

كيفية عمل المزدوج الحراري في الفرن الغاز

في الفرن الغازي، يعمل المزدوج الحراري بنفس الطريقة تقريبًا:

1. إشعال شعلة الطيار:
   • يتم تسخين الوصلة الساخنة للمزدوج الحراري بشعلة الطيار.
2. توليد تيار كهربائي:
   • المزدوج الحراري يُولد تيارًا كهربائيًا منخفضًا يُستخدم لتشغيل صمام الغاز.
3. التحكم في الغاز:
   • يظل صمام الغاز مفتوحًا طالما شعلة الطيار مشتعلة، مما يسمح للغاز بالتدفق إلى الموقد.
   • إذا انطفأت الشعلة، يتوقف المزدوج الحراري عن العمل، ويتم إغلاق صمام الغاز.

---

أهمية المزدوج الحراري

1. الأمان:
   • يمنع تسرب الغاز عند انطفاء الشعلة، مما يقلل من خطر حدوث الحرائق أو الانفجارات.
2. الاعتمادية:
   • جهاز بسيط يعمل بدون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي.
3. الكفاءة:
   • يضمن تشغيل الجهاز فقط عند وجود اللهب، مما يوفر في استهلاك الغاز.

---

مشاكل شائعة في المزدوج الحراري وكيفية حلها

1. تراكم الرواسب على الطيار:

   • قد تؤثر الرواسب على كفاءة التسخين، مما يقلل من قدرة المزدوج الحراري على توليد الكهرباء.
   • الحل: تنظيف شعلة الطيار بانتظام باستخدام فرشاة صغيرة.

2. تآكل المعدنين:

   • يؤدي التآكل إلى تقليل فرق الجهد الكهربائي الناتج.
   • الحل: استبدال المزدوج الحراري بآخر جديد.

3. ضعف الشعلة:

   • إذا كانت الشعلة ضعيفة أو غير مستقرة، قد لا يتم تسخين المزدوج الحراري بشكل كافٍ.
   • الحل: ضبط الطيار لضمان شعلة قوية ومستقرة.

---

كيفية استبدال المزدوج الحراري

1. إيقاف الغاز:
   • تأكد من إغلاق مصدر الغاز قبل البدء.
2. فك المزدوج الحراري القديم:
   • قم بإزالة المزدوج الحراري التالف باستخدام مفك براغي.
3. تركيب الجديد:
   • ثبت المزدوج الحراري الجديد في مكانه وتأكد من توصيله بإحكام.
4. إعادة تشغيل الجهاز:
   • أعد إشعال الطيار وتأكد من أن الجهاز يعمل بشكل صحيح.

---

الخاتمة

يلعب المزدوج الحراري دورًا حيويًا في ضمان أمان وكفاءة سخانات وأفران الغاز. من خلال تحويل الحرارة إلى كهرباء بسيطة، يتحكم هذا الجهاز في تدفق الغاز ويمنع التسرب في حالة انطفاء اللهب. من المهم صيانة وتنظيف المزدوج الحراري بانتظام لضمان عمله بكفاءة واستبداله عند الحاجة للحفاظ على أمان الأجهزة وسلامة المستخدمين.

تعديل المقال