Как проверить датчик перегрева газового котла
Обновлено: 05.07.2024
Датчик тяги газового котла: как устроен и работает + тонкости проверки функциональности
Современное газовое оборудование, как правило, может работать полностью автоматизированно. Благодаря встроенным в конструкции компонентам контроля безопасной работы оборудования обеспечивается надёжность системы в целом. Одним из таких устройств является датчик тяги газового котла.
Согласитесь, что пользоваться оборудованием, которое не требует постоянного присутствия человека, довольно удобно. Но по какому принципу работает датчик тяги и так ли он надежен?
Конструкция и принцип действия датчика
Учитывая разнообразие исполнения газовых котлов, следует отметить, что датчики контроля тяги встречаются также разной конструкции. Если рассматривать их конструкцию исключительно обобщённо, речь пойдёт о достаточно простом механизме приборов.
Основой практически любого сенсора контроля тяги газового котла выступает биметаллический элемент, меняющий форму при изменениях температурного фона. Фактически это простая биметаллическая пластина, которая изгибается при нагреве или охлаждении.
Изменением формы пластины управляется контактная группа, переводящая состояние контактов на «включено» или «выключено». Коммутационный сигнал контактной группы передаётся на контроллер газового котла или на более простой механизм управления подачей газа.
Тип датчика, контролирующего тягу в дымовом канале, зависит от используемого котла.
Так, существуют и применяются на практике два типа газовых котлов:
- Конструкции, оснащённые простым дымоходом (с естественной тягой).
- Конструкции, оснащённые дымоходом с турбиной (с принудительной тягой).
Эти конструкции отличаются одна от другой и датчики тяги, используемые для них, также разнятся.
Устройства для котлов с естественной тягой
В котлах с естественной тягой применяется так называемый колпак дымовых газов, в тело которого встраивается простой миниатюрный термостат, как показано на картинке ниже.
Термостат простой конструкции в миниатюрном исполнении обычно наделяется соответствующей температурной меткой непосредственно на корпусе (на металлической обечайке). Эта метка (например, 75º) указывает температурную границу срабатывания контактной группы сенсора.
Действует такое устройство просто. Если дымовые газы, проходящие через колпак с установленным датчиком, нагреют прибор выше установленного температурного параметра (что говорит о нарушении нормы режима тяги), контакты разомкнут цепь.
Соответственно, по причине разомкнутой цепи выключится из работы (заблокируется) система подачи газа на котёл. Повторно оборудование запустится только после остывания сенсора и восстановления разомкнутого контакта.
Конструкции датчиков турбинных котлов
Котлы, оснащённые дымоходом с турбиной, имеют несколько иной датчик определения тяги газового котла с принципом работы, отличающимся функционально. Прежде всего, отличие заключается в том, что сенсор фактически управляет вентилятором турбины котла. Иными словами, осуществляется контроль оптимальной тяги дымовых газов вентилятором.
Именно поэтому устройство датчиков тяги турбинных газовых котлов выполнено не под контроль температуры, а под контроль объёма проходящих угарных газов.
Такие датчики работают по факту наличия оптимального разрежения внутри камеры сгорания, имеют контактную группу из трёх элементов:
Конструктивно приборы выполняются разными по форме, но их принцип действия остаётся неизменным. По факту образования рабочих условий внутри камеры газового котла (оптимальное разрежение) подводимым давлением воздуха замыкается контактная группа, отправляя сигнал на подачу газа.
Как проверить функциональность датчика?
Нарушения тяги газового котла зачастую принято сопоставлять именно с датчиками. Во всяком случае, многие мастера традиционно указывают на неисправность датчика тяги.
Проверить, как работает датчик определения тяги на бытовом газовом котле достаточно просто. Следует отметить, что периодическая проверка таких компонентов конструкции, по сути, является обычным делом. Особенно для котлов, оснащаемых вентилятором.
Практически каждое оборудование с вентилятором имеет специальные тестовые точки, используя которые выполняется тестирование датчика.
Тестовые точки (штуцеры), как правило, размещены в области дымохода (верхняя часть котла). Пример расположения таких элементов показан на картинке ниже. Оба штуцера маркированы соответствующим образом. То есть – имеют обозначения «+» и «-», указывающие поточный ход.
Рядом с контрольными штуцерами обычно есть ещё один контрольный интерфейс (слева, закрыт крышкой), через который допустимо измерить температуру газов и коэффициент полезного действия оборудования.
Порядок выполнения замеров следующий:
- Скрутить защитные колпачки на штуцерах.
- Подключить к штуцерам трубки манометра.
- Соблюсти точность подключения по точкам «+» и «-».
- Включить на котле режим «Трубочист».
- Дождаться вывода оборудования на максимум работы.
После того, как оборудование наберёт максимум мощности, проверяют показания манометра. Прибор должен показать допустимый уровень разрежения, не выходящий за пределы установленного диапазона для конкретной марки газового котла. Требуемый диапазон можно узнать из документации на оборудование.
Вентилятор газового котла традиционно оснащается прибором, именуемым – прессостат. Благодаря этому прибору, осуществляется контроль работы вентилятора и фактически управление горелкой газового котла.
Прессостат соединён с воздушным каналом резиновыми трубками. Однако для проверки этого элемента схемы придётся вскрыть корпус газового котла.
Принцип действия этой технической пары достаточно прост. Из воздушного канала через резиновую трубку давление (отрицательное относительно давления во второй трубке) отбирается прессостатом.
Если отбор давления в норме, контактная цепь прессостата замкнута – газовый котёл функционирует штатно. В случае изменения (отклонения) уровня разрежения, меняется разница давления, что приводит к разрыву контактной группы прессостата. Соответственно, оборудование выводится из работы (блокировка котла).
Любой прессостат фирменного исполнения всегда имеет на корпусной части обозначения рабочих параметров. В частности, указывается параметр давления срабатывания прибора на включение и отключение (например, у прессостата, изображенного на фото выше, это 70/45 Па). Другими словами: в данном случае газовая горелка работает при давлении 70 Па и блокируется при давлении 45 Па.
Чтобы выполнить проверку прессостата, нужно выполнить простое действие – определить качество коммутации электрической цепи прибора. Коммутационным элементом прессостата является обычный микропереключатель, встроенный в конструкцию прибора.
Микропереключатель управляется (контакты замыкаются или размыкаются) пластиной, на которую воздействует сила давления воздуха, поступающего на прибор через трубки.
Контакты микропереключателя выведены на внешнюю сторону корпуса устройства. Соответственно для проверки нужно подключить на контактную группу измерительный прибор (мультиметр), настроенный на измерение сопротивления Ом.
Каждый фирменный прибор оснащается электрической схемой, указанной на корпусе. В соответствии с этой схемой соединяются щупы мультиметра и контакты прибора.
После подключения щупов мультиметра, на канал отрицательного давления прессостата присоединяется кусок силиконовой трубки. Через подключенную трубку на приборе создают отрицательное давление (просто всасывая воздух ртом) и одновременно контролируют показания мультиметра.
При нормальной коммутации стрелка прибора покажет минимальное сопротивление или не среагирует вовсе в зависимости от давления, создаваемого в трубке. Если же микропереключатель неисправен (нарушен канал коммутации), мультиметр не покажет никакой реакции. В этом случае прессостат необходимо заменить новым.
Рекомендуем ознакомиться с тонкостями осмотра и обслуживания газовых котлов.
Не всегда причина снижения тяги заключается в поломке датчика.
Так, практика демонстрирует, что недостаточная тяга может быть обусловлена многими другими факторами:
- засорением трубок передачи воздуха;
- засорением внутренней области улитки вентилятора;
- образованием конденсата внутри силиконовых трубок;
- попаданием инородных предметов внутрь трубок.
Одной из частых причин снижения тяги котла нередко становится засорение внутренней области улитки вентилятора. Чистка этой области восстанавливает тягу в полном объёме.
На лопатках крыльчатки вентилятора и стенках улитки после продолжительной работы газового котла собирается большое количество пыли и гари. Со временем эти отложения уплотняются, приобретают жёсткую структуру и в результате создают существенное сопротивление воздушному потоку. Это и есть одна из частых причин потери тяги котлом.
Вентилятор котла, конечно же, придётся демонтировать, прежде чем провести чистку внутренней области. Большинством конструкций котлов предусмотрен лёгкий демонтаж/монтаж вентилятора. Обычно достаточно отвернуть два-три крепёжных винта, чтобы отсоединить компонент от шасси. Предварительно следует отключить газовый котёл от электропитания.
Промывку водой следует выполнять с таким расчётом, чтобы влага не попала на статорную обмотку электродвигателя и другие электрические элементы. Лучшим вариантом видится чистка путём продувки внутренней области улитки и лопастей сжатым воздухом. Правда, в домашних условиях такой вариант зачастую невозможен.
Рекомендации по чистке и собственноручному обслуживанию газовой колонки мы привели в следующей статье.
По завершении процедуры очистки вентилятора турбины газового котла и установки этого компонента конструкции на своё рабочее место, предстоит повторить тестирование оборудования на уровень тяги дымовых газов.
То есть опять же следует выполнить операцию, которая описывалась выше – проверка уровня разрежения внутри камеры сгорания. Предварительно разобранный корпус газового котла необходимо установить на место – привести котёл в полное рабочее состояние.
Как правило, результаты проверки демонстрируют некоторое увеличение показаний манометра, что свидетельствует о нормальном рабочем состоянии канала отвода дымовых газов. Учитывая такую практику, можно сделать соответствующий вывод, что далеко не всегда первостепенной причиной нарушения режима тяги газового котла является именно датчик температуры или прессостат.
Поэтому изначально проверять нужно всё оборудование и аксессуары, задействованные в схеме дымового канала. Ведь в данном случае проблема была в засорении вентилятора турбины газового котла.
Возможные причины срабатывания датчика
Нередко частое срабатывание датчика тяги газового котла наблюдается непосредственно после установки нового оборудования с последующим запуском в эксплуатацию.
Сбои в работе котла при таком варианте, как правило, обусловлены:
- некорректной схемой построения канала удаления дыма;
- неординарными погодными условиями в регионе;
- нарушением тяговых характеристик оборудования;
- неправильной настройкой контроллера управления.
О тяговых характеристиках было отмечено выше, а для настройки контроллера газовой колонки следует привлекать специалистов.
Выводы и полезное видео по теме
В ролике рассмотрены конструктивные детали датчиков тяги, место расположения этих компонентов и их принцип работы:
Если профессиональные мастера достаточно хорошо знакомы с газовым оборудованием, для обычного пользователя устранение неисправностей газового котла – это «тёмный лес». Кроме того, обращение с газовыми системами при отсутствии соответствующих знаний чревато серьёзными последствиями.
Поэтому когда есть желание самостоятельно заменить или отремонтировать тот же датчик тяги или какое-то иное оборудование газовой колонки, прежде нужно как минимум изучить систему. Но лучший способ устранения дефектов газовой системы – это обращение к специалистам.
Хотите дополнить изложенный выше материал полезными замечаниями по принципу работы датчика тяги? Или желаете поделиться с другими пользователями своим опытом проверки датчика? Пишите свои замечания и комментарии в блоке ниже, добавляйте уникальные фото собственноручного тестирования.
Датчики тяги для газового котла
Тяга — это характеристика, отображающая скорость воздухообмена в котле. Для процесса сгорания газа необходимо непрерывное поступление воздуха и отвод продуктов горения (угарного газа, углекислого газа, сажи и испарений воды) в атмосферу.
Сгорая, воздух устремляется вверх согласно законам физики, и имеет высокую температуру. При этом обеспечивается отвод продуктов горения и естественный приток воздуха из-за его разряжения в месте сгорания.
Котлы с естественной тягой просты в конструкции, менее шумны и не нуждаются в дополнительном расходе электроэнергии.
Такой вид тяги осуществляется за счет принудительного притока воздуха в горелку с дутьевого устройства.
Оно так же управляется электронной системой управления.
Забор воздуха происходит из помещения или из атмосферы. Во втором случае зачастую применяется коксиальная труба.
Ее конструкция включает в себя наружную и внутреннюю трубы разных диаметров. Через наружную трубу происходит всасывание воздуха для его принудительной подачи, через внутреннюю — выход угарного газа.
Котлы с принудительной тягой и коксиальной трубой обязательно имеют герметичный тип камеры сгорания. Их преимущества:
- безопасность, в отличие от открытой камеры сгорания;
- высокий КПД котла;
- не расходует кислород в помещении;
- для работы котла необходимо лишь одно отверстие в стене.
Однако присутствует ряд недостатков:
- сложность конструкции, а, следовательно, и более сложное обслуживание и ремонт;
- шумность, из-за работы электромотора надувного устройства;
- необходимость в непрерывном электроснабжении.
Датчик тяги
Определение
Автономный режим работы газового котла осуществляется благодаря электронной системе управления. Она обеспечивает контроль с помощью датчиков, собирая технические показатели с разных частей конструкции. В случае отклонения этих показателей от нормы, система управления меняет режим работы котла либо прекращает его работу.
Датчик тяги газового котла — это контролирующее устройство, которое определяет наличие и степень тяги в дымоходе, а так же передает соответствующие сигналы электронной системе управления котлом.
Он является главным устройством, предохраняющим здоровье и жизни людей от скопления углекислого газа в помещении.
Для чего нужен
Основными функциями датчика тяги являются определение силы тяги и полноты сгорания газа, а так же обеспечение безопасности во время работы газового котла путем подачи сигнала системе управления о недостаточной тяге.
При нарушении процесса выведения угарного газа возникает его скапливание в помещении, что негативно сказывается на здоровье человека, и, при большом объеме скопившихся продуктов горения, несет в себе серьезную угрозу жизни человека.
Датчик тяги выявляет неправильную работу отопительного оборудования и предотвращает ее.
Где расположен
Установка датчика тяги в газовые котлы является обязательным условием их эксплуатации. Это утверждено соответствующим законодательным актом.
Как правило, местом установки датчика приходится дымовой колпак или участок корпуса котла возле вентиляционного канала.
Датчик тяги не устанавливается заводом изготовителем непосредственно в газоход либо разделяется с ним специальным термоизоляционным материалом. Данный вид установки исключает перегрев датчика тяги из-за прямого контакта с горячей поверхностью.
Датчик тяги, как и дымоход, требует периодического осмотра и чистки.
Устройство и принцип действия
Он работает согласно законам физики, тем самым контролируя температуру сгоревшего топлива. При смещении показателя температуры в неприемлемую зону, датчик тяги передает соответствующий сигнал в электронный блок управления котлом.
Тип датчика напрямую зависит от типа и конструкции газового котла, в котором он установлен.
Котел с естественной тягой и открытой камерой сгорания
Основным элементом является пластина, состоящая из двух металлов, имеющих разные характеристики деформирования из-за нагревания, а так же два контакта, которые сводятся и разводятся данными пластинами. Как правило, одна из этих пластин неподвижно закреплена на корпусе датчика, а вторая деформируется из-за термического воздействия.
Датчик должен соответствовать типу топлива. Если котел работает на сжатом природном газе, датчик должен функционировать в температурном диапазоне от 95 до 950 °С, если на сжиженном — от 75 до 1500 °С.
В том случае, если сила тяги становится меньше, происходит скапливание сгоревших газов. Из-за данной неисправности температура измеряющего устройства растет. Биметаллическая пластина размыкает контакты и прекращается подача газа в горелку, то есть блок управления котлом выполняет его экстренное отключение.
Работа возобновиться, когда датчик остынет и его температура опустится в соответствующие рамки. Это значит, что он также выполняет роль термостата.
С принудительной тягой и закрытой камерой сгорания
В данном случае датчик тяги имеет конструкцию пневматического реле с очень чувствительной мембраной. Дутьевое устройство создает сильную тягу и движение сгоревших газов. Под их воздействием мембрана деформируется и замыкает контакты датчика. Блок управления в это время выявляет нормальную работу котла с достаточной тягой.
Но, при недостаточной тяге, не хватает усилия для смещения мембраны и она возвращается в свое изначальное положение. Контакты при этом размыкаются и отопительное устройство прекращает свою работу.
С конденсационным типом отопления
Датчики, как и на котлах с естественной тягой, работают по принципу деформирования биметаллической пластины, однако заводом изготовителем настроены на более низкий температурный режим.
Когда и почему срабатывает
Ряд причин, по которым нарушается тяга в газовом котле и срабатывает датчик:
- неправильная конструкция отопительного оборудования;
Причина, на которую в первую очередь необходимо обратить внимание. Она подразумевает неправильную конструкцию дымохода, наличие изгибов, либо его некачественный монтаж.
- непроходимость дымохода;
Газовые котлы оставляют намного меньше сажи, в отличие от твердотопливных котлов. Не смотря на это, за больший промежуток времени сажа имеет свойство скапливаться и в газовых котлах, что является причиной плохой проходимости дымохода.
Следующей причиной засорения дымохода могут стать посторонние предметы, например листья, ветки деревьев, летающий мусор.
Крайне редко в дымоход могут попадать животные. Зачастую это птицы, вьющие гнезда на дымоходе в неотопительный период или во время отсутствия людей и долго неработающего котла.
Дымоход требует периодического осмотра и, в зависимости от степени загрязнения, механической чистки.
- погодные условия;
Москва — это город частой смены погодных условий.
Причиной выключений могут быть густой туман, сильные осадки или просто высокая влажность воздуха. При этом создается высокое атмосферное давление, которое является препятствием для воздухообмена.
Сильный ветер так же создает высокое давление в атмосфере. Он может навредить естественной тяге и поспособствовать обратному движению продуктов горения (обратной тяге).
Плохие погодные условия могут навредить работе только котлам с естественной тягой и открытой камерой сгорания.
Целесообразным является установка защитного колпака на дымоход. Его название — стабилизатор тяги.
Он препятствует задуванию ветра в воздуховод и предотвращает тушение горелки.
- воздушная пробка;
Для дымоудаления необходимо непрерывное движение воздушных масс. Воздушная пробка в дымоходе может помешать воздухообмену и вызвать обратное движение продуктов горения.
Воздушная пробка возникает вследствие некачественной теплоизоляции дымохода и большой разности температур в его нижней и верхней части. Вверху он, как правило, является холодным, более тяжелым и густым.
- недостаточная высота и неправильное место установки дымохода;
Она зависит от расстояния установки трубы от самой высокой точки крыши – конька кровли. Идеальное расположение — середина стороны кровли и высота над коньком — около 50 см.
- нестабильный уровень напряжения в электроцепи.
Перепады электричества могут негативно сказаться на работе всех электронных составляющих отопительного оборудования.
При срабатывании датчика и отключении котла, не рекомендуется его повторный принудительный запуск. Это навредит отопительному оборудованию и увеличит опасность для здоровья и жизни человека. В таких случаях необходима диагностика, выявление и устранение причин неисправности.
Диагностика
Перед тем, как как проверить датчик тяги газового котла, следует знать: котлы, оснащенные электронной системой управления, самостоятельно диагностируют неисправный узел, и сообщает об ошибке.
Однако, если модель не оснащена системой управления, возможна самостоятельная проверка состояния котла и выявление неисправности датчика тяги по следующим признакам:
- постоянное самостоятельно отключение котла во время рабочего цикла при нормальном горении, отсутствии перегрева и нормальной тяге;
- отсутствие повторного автоматического запуска после одного цикла работы (10–30 минут).
- Для того, чтобы выполнить самостоятельную диагностику системы контроля воздухообмена и выявить возможную ее неисправность, необходимо:
- установить зеркало к месту установки датчика тяги и запустить котел. На нем не должно оставаться следов запотевания;
- прикрытие заслонки в дымоходе. При исправной системе контроля дымоудаления, котел самостоятельно выключится из-за скопления дыма и перегрева;
- в случае автоматической остановки котла, работающем в режиме горячего водоснабжения, и при открытом кране горячей воды. Это признак неисправного датчика тяги.
Проверка мультиметром
Для данной диагностики необходим определенный опыт, знание электросхемы коты, а так же понимание как работает датчик тяги в газовом котле.
Причиной неправильно работающей системы контроля воздухообмена, либо при наличии всех признаков ее неисправности, может стать нарушение целостности электропроводки. При этом датчик может быть исправным.
В данной ситуации необходим осмотр проводки и мест подключения на предмет целостности и отсутствия окисления, а также диагностика мультиметром. С его помощью «прозванивается» электропроводка и выявляется ее неисправный участок.
Так же тестером можно диагностировать внутреннюю неисправность самого датчика. В норме его сопротивление ровняется 1–2 Ом. При показаниях, равных 0 или бесконечности, неисправен датчик тяги.
Производитель не рекомендует выполнять разборку и ремонт данного устройства. Единственный выход — его замена.
Как отключить
В руководстве по эксплуатации нет информации о том, как отключить датчик тяги в газовом котле. Оно не рекомендует самостоятельное отключение данной системы безопасности. Это может повлечь за собой негативные последствия, как для устройства, так и для здоровья человека, так как срабатывание датчика — явный признак опасности.
Отключение датчика тяги — это прямое нарушение правил безопасности, установленных заводом изготовителем отопительного оборудования!
Отравление угарным газом имеет следующие признаки:
- легкая степень — головная боль, головокружение, боли в груди, стук в висках кашель, слезотечение, тошнота, рвота, возможны галлюцинации, покраснение кожи и слизистой поверхности, учащенное сердцебиение, гипертония;
- средняя — шум в ушах, сонливость, паралич;
- тяжелое — потеря сознания, судороги, непроизвольная дефекация или отхождение мочи, сбой ритма дыхания, синий цвет кожи, летальный исход.
Последствия отравления угарным газом могут негативно сказаться на дальнейшей жизнедеятельности человека.
При этом конструкция котла допускает возможность отключения данной системы. Для этого необходимо отсоединить прерыватель термопары и электропроводку датчика тяги от электромагнитного клапана, а так же от электронного блока управления котлом.
Тем самым блок управления продолжит автономное управление работой котла, не учитывая показания температуры сгоревшего газа и силы его выведения в атмосферу.
Как устранять неисправности
При выявлении неисправности самого датчика тяги газового котла, он заменяется новым. Если с помощью тестера был выявлен обрыв или нарушение электропроводки, необходима замена или ремонт соответствующего участка провода.
После выполнения вышеупомянутых действий необходима повторная проверка работы котла и датчика тяги, путем его принудительного срабатывания.
Важно заметить, что в течении эксплуатации любого типа котла, его периодическое сервисное обслуживание является обязательным и рекомендовано производителем. Оно включает в себя проверку электронного блока управления, контролирующих устройств, а так же механических частей котла. Помимо этого выполняется чистка составляющих котла и дымохода от накопившихся продуктов горения.
Для этого привлекаются квалифицированные работники, имеющие соответствующее образование и диагностическое оборудование, соответствующее особенностям конкретного типа котла.
Термопара для газового котла
Газ в коттедже, частном доме или городской квартире — экономичный удобный способ обогрева и получения горячей воды. Но газовое топливо бывает и весьма опасным: если пламя горелки погаснет, а владелец (или автоматика) не перекроет поступление горючего, возникнет утечка. И при неблагоприятном развитии событий она способна угрожать людям в помещении. Быстрое перекрытие газа обеспечивает специальное приспособление — термопара для газового котла. Сегодня мы рассмотрим, для чего нужна термопара в котлах, как она устроена, принцип действия и способы диагностики.
Назначение
Термопара служит для отключения газа и предотвращения возможных утечек. Устройство основано на конвертации тепловой энергии в ток и служит ключевым компонентом систем аварийного контроля.
Прибор делают из теплостойких металлов, ведь он должен выдерживать высокую температуру. Термопара управляет исполнительным устройством — автоматически срабатывающим клапаном-отсекателем, перекрывающим поступление горючего в газовый котел. Процесс полностью автоматизирован.
Кроме того, обогреватели оснащаются защитными контурами, закрывающими клапан при поломке термопары.
Устройство и схема работы преобразователя
Устройство термопары газового котла несложно. Элементарная конструкция узла включает два соприкасающихся проводника. Главное здесь — различие металлов проводников: материал всегда должен быть разнородным. На этой разнице основан физический принцип работы.
Последний использует явление «эффекта Зеебека»:
- два разных металла соединяются горячей пайкой;
- место стыка нагревают открытым огнем;
- в результате на холодных концах возникает разница электропотенциалов.
Эту разницу можно измерить вольтметром. Когда цепь замкнется, датчик прибора покажет определенное напряжение.
Значение невелико, но его достаточно для возникновения индуктивности на катушках клапана. Если на «холодных» концах появляется ток, клапан отработает и включит подачу топлива. А когда напряжение упадет ниже некоторой отметки, газ перекроется. Тем самым предотвратится утечка и ее возможные катастрофические последствия.
Важно: чувствительность катушек современных клапанов позволяет оставлять газ открытым до падения напряжения на уровень 20 мВ. А исправная работающая термопара способна выдавать ток до 40–50 мВ.
Отличия термоэлектрической пары от датчика температуры
Обычно в составе газового котла есть не только датчик на металлических сплавах, но и обычный температурный сенсор. Он соединяется с автоматическим клапаном и отключает горелку при достижении теплоносителем заданного настройками уровня температуры. Внешне оба узла весьма похожи и на взгляд непрофессионала одинаковы, их легко спутать. Но отличия есть:
- тепловой датчик представляет собой запаянную на конце медную колбу;
- подключается к автоматике котла тонкой капиллярной трубкой — тоньше, чем проводник термопары;
- колбу ставят в специальную погружную гильзу или монтируют под обшивкой котла, поблизости от водяной рубашки. С запальником она не контактирует;
- температурный измеритель имеет другую крепежную гайку или не отсоединяется от контрольной цепи совсем.
Кроме того, отличается и принцип работы термопары для газового котла. Электрический преобразователь эксплуатирует разность потенциалов, а в нагревающейся колбе теплового датчика расширяется особая жидкость. Ее нарастающее давление передается по капиллярной трубке и поступает на отключающий горелку автоматический клапан. Запальник при этом остается гореть.
Еще одна важная особенность газ-контроля — его автономность и электронезависимость. Узел не нуждается во внешнем питании, работая полностью на разности потенциалов проводника. Это обеспечивает надежную защиту без подключения к электрической сети.
Составные части
Теперь мы знаем, что такое термопара в типичном газовом котле. Пора поговорить об ее устройстве. Датчик состоит из нескольких конструктивных элементов:
- термоэлектрод для котла из соединенных горячей пайкой разнородных металлов/сплавов. Он размещается рядом с главной горелкой на специальной монтажной пластине. Так выглядит блок на примере напольного нагревателя;
- удлинитель, он же минусовой контакт. Это заключенный в медную трубку проводник. Трубка защищает электрический контур от возможных в сети 220 В наводок от других электроприборов. Пара чувствительна даже к небольшим броскам в силу небольшого минимального напряжения;
- плюсовая клемма. Она вставляется в гнездо газового клапана на диэлектрической шайбе и фиксируется на гайке.
Металлы
Для термопар применяют сплавы цветных и черных металлов с постоянными характеристиками отношения напряжения к рабочим температурам. Каждому диапазону соответствует определенный сплав в защитном узле котла.
Сегодня делают три основных типа элементов:
- E. На его производство идут пластины константа и хромеля. Подобная термопара на обогревательный котел служит в диапазоне 0-600 градусов Цельсия и весьма надежна. Узлы типа Е получают маркировку буквами ТХКн;
- J. Хромель заменен железом, в остальном этот тип аналогичен E. Характеристики и функционал также во многом идентичны, при этом за счет недорогого железа стоимость прибора меньше. Эти пары маркируются аббревиатурой ТЖК и работают в диапазоне от -100 до +1200 градусов, что выше предыдущего;
- K. Это самые массовые из присутствующих на рынке термопар, обозначаются они буквами ТКА (ТХА). Тип K делается из хромеля и алюминия, рабочий диапазон еще шире — от -200 до 1350 градусов. Пары ТКА крайне чувствительны даже к небольшим колебаниям температур, но за это приходится расплачиваться повышенной зависимостью от среды. При работе в условиях высокого уровня углекислоты K-термопара быстро выходит из строя.
Помимо перечисленных, существуют и другие типы преобразователей. Для каждого диапазона нужна термопара в газовом котле из соответствующих металлов.
| Тип | Сплав | Маркировка по российским стандартам | Рабочие температуры, °C |
| N | Нисил-нихросил | ТНН | -200–1300 |
| R | Платина-платинородий | ТПП13 | 0–1700 |
| S | Платинородий-платина | ТПП10 | 0–1700 |
| B | Платинородий-платинородий | ТПР | 100–1800 |
| T | Константан-медь | ТМКн | -200–400 |
| U | Медьникель-медь | -20–500 | |
| L | Хромель – копель | ТХК | -200–850 |
В газовых плитах, котлах и нагревательных колонках нередко применяют хромель-алюминиевые термопары марки ТХА, хромель-копелевые ТЖК и константан-железные J. Датчики с благородными сплавами в основном предназначены для высокотемпературных условий промышленных производственных циклов.
Выясним, как работает термопара в реальном устройстве
Термодатчик в котле
Все датчики подключаются к приборам обогрева по схожей схеме. Электрод из сплавов размещается возле главной горелки или фитиля, а проводник соединяется с подающим газ в систему АОГВ (Аппарата Отопительного Газового Водогрейного) электромагнит.
Для справки: в атмосферных теплогенераторах и работающих от домашних сетей турбированных устройствах вместо термопар иногда ставят фотоэлектрический сенсор. Он позволяет контролировать газовый поток и температуру без непосредственного контакта с пламенем. В рамках данной статьи эти узлы мы раскрывать не будем.
Рассмотрим принцип работы термопары газового котла на примере АОГВ.
- Человек нажимает клавишу подачи газа, открывая электромагнитный клапан котла.
- Одновременно он включает пьезоэлектрический разжигатель. Возникает искра на запальнике.
- В зависимости от модели клавиша подачи удерживается от 5 до 30 секунд. За это время пламя фитиля прогревает электрод измерителя.
- После нагрева появляется постоянный ток. Далее пользователь отпускает кнопку, но за счет работы катушек индуктивности клапан удерживается от закрытия возникшим напряжением. Подача не прекращается.
Предположим, что огонь по какой-то причине потух. Термоэлемент больше не нагревается, электродвижущая сила ослабевает и пропадает совсем. Следом за этим выключается электромагнит, отпуская пружину. Автоматический клапан захлопывается и перекрывает поступление газового горючего.
Проверка и замена
Несмотря на неприхотливость и надежность, датчики иногда выходят из строя. Основной признак неисправности этого узла котла — затухание фитиля после отпускания кнопки, даже если был выдержан предусмотренный инструкцией интервал удержания. В части случаев неполадка проявляется иным образом: остается пламя на запальнике, но после появления огня на главной горелке подача топлива прекращается.
Возможные причины сбоев:
- образование сажи. Покрываясь сажей, электрод начинает хуже нагреваться и постепенно выдает напряжение меньше требуемого минимума;
- прогоревший корпус модуля;
- плохая пайка или иное нарушение контакта между частями электрода;
- ослабевшая гайка крепления. Стержень при этом перекашивается, пламя воздействует неравномерно, и прогрев нарушается;
- обрыв электрической цепи датчика тяги или полная его поломка.
Важно отметить, что проблемы датчика тяги тоже вызывают сбои термопары, поскольку данный сенсор включен в разрыв электрической цепи. Для исключения влияния «тяги» следует выполнить проверку временным замыканием провода.
Рассмотрим подробнее диагностику термопар.
Методика проверки
- набор рожковых ключей;
- чувствительный мультиметр с возможностью измерять напряжения до 100 мВ, или другой прибор с аналогичными возможностями.
Как проверить термопару мультиметром на газовом котле:
- перекрыть подачу газа с крана подводящей топливо трубы;
- снять кожух котла или его переднюю панель (зависит от конкретной модели агрегата);
- открутить ключами крепящие термоэлектрод и соединительную трубу гайки;
- демонтировать датчик пламени;
- осмотреть электрод, кистью или куском ветоши счистить с него сажу. Если на металле виден прогар материала, узел необходимо заменить;
- зажимы мультиметра устанавливаются на медную трубку и центральный контакт пары. На приборе выставляется минимальный предел измерения — до 1 В или 0.1 В, если позволяет шкала;
- далее следует нагреть электрод. Это можно сделать с помощью горелки или зажигалки, или на газовой плите;
- при нагреве исправная пара обязана выдавать напряжение от 0.02 В и выше. Если же на шкале отображается 0, ток «прыгает» или стабилен, но не выходит за предел 20 мВ, необходима замена.
Важно: современные датчики отремонтировать нельзя, в случае поломки они меняются целиком. Более старые модели в ряде случаев можно перепаять, хотя делать этого не рекомендуют.
Проверка без демонтажа
Возможно быстро проверить термопару на газовом котле без снятия собственно узла. Чтобы продиагностировать исправность блока, следует открутить крепежную гайку, разъединить трубку и автоматику защитной системы и подсоединить тестер по описанной выше схеме. После того:
- зажгите запальник и держите кнопку;
- параллельно контролируйте показания тестером.
Такая проверка термопары удобна, хотя имеет недостаток — в таком случае нельзя визуально оценить состояние электрода и снять накопившуюся сажу.
Плюсы и недостатки термопар
Термопреобразователь — дешевый и простой элемент, чем обусловлено его широкое применение для газовых котлов. Имеются и другие плюсы:
- уже упомянутая выше независимость от внешнего питания;
- возможность параллельного использования в качестве температурного датчика, наравне с контролем пламени;
- нет сложной электроники и движущихся частей, а значит — долговечность и надежность;
- работа в широком спектре температур;
- высокая чувствительность, позволяющая применять датчики в защитных системах обогревателей;
- простой монтаж и замена неисправной термопары в газовом котле.
Но имеются и минусы. Немаловажен факт, что температура и рост разности потенциалов связаны нелинейно, зависимость не пропорциональная. А напряжение увеличивается лишь до некоторого предела — как правило, большинство «гражданских» моделей выдает не более 50 мВ. Для работы отсекающего устройства этого достаточно, но желание задействовать термопару как измеритель температуры потребует усиления сигнала и калибровки принимающей части.
Еще один существенный минус — ремонт термопары чаще всего невозможен, только замена. Ниже приведена схема расключения для самостоятельной замены на примере блока управления 630 SIT.
Заключение
Термопары нашли применение не только в газовых котлах, но и во множестве других регулирующих устройств бытового и промышленного назначения. С их помощью можно даже вырабатывать электроэнергию для маломощных потребителей — существуют образцы работающих от пламени костра походных электростанций, способных зарядить телефон или планшет.
Выбор рассмотренных преобразователей стандартом для обеспечения безопасной работы АОГВ обусловлен простотой устройства и надежностью узла: при исчезновении пламени газ будет сразу же перекрыт. А вкупе с дополнительным контролем выхода термодатчика из строя современные котлы дают почти стопроцентную гарантию защиты от фатальных сбоев. При этом эти модули недороги, просты в установке, их можно поменять своими руками.
Читайте также: