Как работает термопара для газового котла: способы проверки, пошаговая инструкция по замене

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.

Температурные датчики. Классификация

Существует несколько основных типов термопар. Их различают по материалу изготовления. Основными материалами, используемыми для температурных датчиков, являются металлы — благородные и неблагородные. Именно их сочетание и стало основой классификации. Вот наиболее распространенные типы термоэлектрических элементов

Тип К: Хромель и алюмель. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
Тип J: Железо и константан. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +700°С;
Тип N: Никросил и нисил. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
Тип R: Платинородий(13 % Rh) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0оС до +1600°С;
Тип S: Платинородий (10 % Rh ) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1600°С;
Тип B: Платинородий (30 % Rh) и платинородий (6 % Rh). Диапазон температур (длительно): от +200°С до +1700°С;
Тип T: Медь и константан. Диапазон температур (длительно): от -185°С до +300°С;
Тип Е: Хромель и константан. Диапазон температур (длительно): от -50°С до +800°С;

Типы термоэлектрических элементов

Безусловно, каждый тип термоэлемента используется в различных целях. Дорогие термопары используются в науке и промышленности, а более простые и дешевые идеальны для бытового использования — в газовых котлах или плитах.

Устройство и принцип действия термопары

Известно, что не каждый материал может постоянно находиться в открытом пламени. Как видно из описания типов термоэлектрических элементов, они изготавливаются из нескольких металлов, способных длительное время выдерживать высокие температуры. Когда термопара выходит из строя, газовый котел потребует немедленного ремонта, так как произойдет затухание горелочного устройства. Почему так происходит? Термопара работает вместе с отсекающим электромагнитным клапаном. При нарушениях в работе температурного датчика клапан закрывается, и подача газа немедленно прекращается.

Основной принцип работы термопары — термоэлектрический результат (или эффект Зеебека). Суть этого физического явления заключается в следующем

Два металла с разными физическими свойствами образуют замкнутую цепь;
Место, где проводники соединены между собой путем качественной спайки, помещается в открытое пламя;
На холодных концах спая возникнет напряжение — разница потенциалов.
Если к ним подключить измерительное приспособление, цепь замкнется и появится электрический ток, напряжения которого будет достаточно для возникновения в катушке электромагнитного клапана индукции, которая пустит газ к запальнику.

Конструкция и принцип действия термопары

В тех случаях, когда вы не можете зажечь газовый котел, запальник тухнет, как только вы отпускаете кнопку подачи газа — можете быть уверены, что термопара вышла из строя.

Для газовых котлов чаще всего используют универсальные термоэлектрические элементы типа К (хромель-алюмель), типа Е (хромель и константан) и типа J (железо и константан). Проводники в защитной оболочке, приварены к холодным концам металлов, а спай закрепляют зажимной гайкой в соответствующее место автоматики котла.

Остальные разновидности термопар в газовых котлах и установках не используются в силу того, что из-за использования дорогостоящих сплавов возрастает цена. А для газовых котлов достаточно хороши свойства простейших сплавов.

Чтобы проверить, как работает термопара, нужно подключить один ее конец к измерительному прибору — мультиметру, а другой нагреть при помощи обычного огня. Если устройство исправно, напряжение будет около 50мВ.

Принцип действия термопары достаточно прост, однако в процессе производства каждый вид термопары проходит калибровку, или, другими словами, корректировку относительно 0оС. Чем точнее измерительный прибор, которым проводят калибровку, тем точнее будет термопара. Кроме этого, добросовестный производитель не позволит себе сделать некачественную пайку металлов термопары. Поэтому старайтесь выбирать изделие проверенного бренда, покупая термодатчик для своего газового котла.

Также стоит учесть, что точка измерения не должна находиться далеко от измерительного прибора, в противном случае вам понадобится расширение проводов промежуточного соединения, а это достаточно дорого.

Принцип работы датчика

Газовый котел работает за счет сжигания голубого топлива. Естественно, при этом выделяются продукты горения. Если они будут попадать в помещение, то это чревато тяжелым отравлением всех жильцов дома, вплоть до летального исхода. Поэтому конструкция колонки предусматривает подсоединение к дымоходу, через который и происходит вывод всех вредных веществ на улицу.

Естественно, для качественного отвода вентиляционная шахта должна обладать безупречной тягой. Но бывает так, что происходит какое-то нарушение — например, дымоход может забиться мусором или сажей. Если в подобной ситуации котел будет упорно продолжать сжигать топливо, то продукты горения неизбежно пойдут в дом.

Чтобы это предотвратить, в конструкцию газового котла входит такой элемент, как датчик тяги дымохода. Он располагается в том месте, которое находится между вентиляционным каналом и корпусом оборудования. Разновидность датчика зависит от типа котла:

в котле с открытой камерой сгорания защитный датчик — это металлическая пластина, к которой подсоединен контакт. Эта пластина и есть тот индикатор, который отслеживает повышение температуры. Дело в том, что нормально выводящиеся газы обычно нагреты до 120–140 градусов. Если же отток нарушен, и они начинают скапливаться, то это значение повышается. Металл, из которого сделана пластина, реагирует на подобную ситуацию и расширяется. Прикрепленный к элементу контакт смещается и перекрывает клапан, отвечающий за подачу газа. Таким образом, процесс горения прекращается, а вместе с этим предотвращается и поступление новой порции вредных веществ;
в котле с закрытой камерой сгорания отвод продуктов осуществляется по коаксильному каналу, при этом используется вентилятор. Датчик в данной случае представляет собой пневмореле с мембраной. Реагирует он не на температуру, а на скорость потока. Пока она в пределах допустимого, мембрана изогнута, а контакты находятся в замкнутом положении. Когда скорость потока становится слабее, чем нужно, мембрана выпрямляется, контакты размыкаются, и это приводит к перекрытию клапана подачи газа.

Как видите, если датчик тяги срабатывает, отключая газовую колонку, это означает какие-то неполадки в работе оборудования. Например, это может быть:

изначально некачественная тяга. Это первая и главная причина, по которой может срабатывать датчик. Как правило, данное явление связано с неправильным монтажом вытяжной конструкции. Если продукты сгорания плохо вытягиваются, то это представляет опасность для всего живого в доме;
обратная тяга. Это явление происходит при образовании в дымоходе воздушной пробки. Газы, которые в норме должны продвигаться до самого верха трубы и выходить затем наружу, не могут преодолеть это препятствие и возвращаются назад, наполняя собой помещение. Эффект обратной тяги может возникнуть в том случае, если теплоизоляция дымохода сделана очень плохо. Перепад температур и приводит к образованию воздушных пробок;
засорение дымохода. Неопытным хозяевам может показаться, что труба, выходящая на крышу, просто не может ничем забиться. На самом деле, есть немало факторов, которые влекут за собой образование засора. Первый из них — это птицы. Они могут вить гнезда на трубе, которые затем падают вниз. Да и сами пернатые нередко умудряются застрять в дымоходе, а затем гибнут там. Кроме птиц, следует учитывать еще и возможность попадания, например, листьев, а также отложение сажи на внутренних стенках трубы. Если дымоход засорен, интенсивность тяги становится слишком низкой, и выход здесь только один — прочистка;
сильный ветер. В случае неправильного расположения трубы порывы могут попадать в нее и задувать горелку. Естественно, в таких случаях датчик перекрывает подачу топлива. Чтобы избежать подобной опасности, необходимо приобрести и установить стабилизатор.

Возможные неисправности и методы их устранения

Если при нажатии кнопки подачи газа горелка включается и тут же гаснет, это говорит о неисправности термопары. Также это может быть результатом плохого контакта преобразователя с электромагнитным клапаном.

Ремонт неисправности термопары газового котла заключается в следующем:

извлекают конец термопары, открутив гаечным ключом прижимную гайку, при помощи которой преобразователь прикрепляется к клапану;
если при осмотре обнаруживается наличие загрязнений или окислов, зачищают место контакта мелкой шкуркой;
далее при помощи мультиметра проверяют работоспособность устройства.

В случае если клапан в рабочем состоянии, следует обеспечить корректное соединение преобразователя с клапаном: найти соответствующее положение прижимной гайки для оптимального контакта.

Следует знать, что если преобразователь газового котла вышел из строя, прибор не подлежит восстановлению. Здесь необходимо выполнить замену термопары, установив вместо нее новый образец. Продукция этой категории предлагается множеством отечественных и зарубежных производителей, среди которых «Арбат», Жуковский завод АОГВ, концерн Honeywellи другие промышленные компании. Ценовой диапазон на это устройство варьируется в пределах 600-2000 р.

Основные сферы применения термопар – автоматика газового оборудования, установки литейной промышленности и множество других направлений производства. На базе этого прибора разработан целый ряд терморегуляторов и термометров бытового и промышленного назначения. В руках народных умельцев термоэлектрический преобразователь может стать основой для мини электростанции, его используют для создания зарядных устройств, при помощи которых можно заряжать маломощные устройства от открытого огня, в том числе, и от костра.

Из данной статьи вы узнаете, какие проблемы могут возникать в автоматике газовых котлов, почему не получается разжечь запальник, из-за чего котёл может без причины отключаться, а главное, разберёмся, какие действия необходимо предпринять для диагностики и устранения данной неисправности.

Владельцам энергонезависимых газовых котлов наверняка знакома ситуация, когда по какой-то причине не удаётся разжечь котёл, или же на розжиг тратится много времени. В данном случае проблема кроется в автоматике котла.

На сегодняшний день в отечественном и импортном газовом оборудовании наиболее часто применяется газовый клапан EUROSIT 630. Именно он выполняет функции поддержания заданной температуры теплоносителя и в случае аварийной ситуации осуществляет полное перекрытие подачи газа к горелкам. Дальнейший запуск котлов с такой автоматикой возможен только вручную. Однако не всегда причиной аварийного отключения котла является реальная авария.

Попробуем разобраться в этом на примере котла «Житомир-3». Из автоматики в нём предусмотрена защита от пропадания пламени на запальнике и нарушения тяги.

Примечание: Все газоопасные работы должны выполняться исключительно представителями специализированных организаций, имеющих соответствующие разрешения. Поэтому данная статья предоставляется исключительно в ознакомительных целях. Также данная статья поможет проконтролировать работу мастера и, возможно, избавит вас от необходимости приобретения ненужных запчастей.

Определимся, что мы будем называть розжигом запальника. Ручка управления клапана EUROSIT 630 позволяет переводить котел в три основных режима:

отключён;
зажигание;
регулировка температуры (1–7).

Для розжига пилотной горелки (запальника) необходимо перевести ручку управления в положение «зажигание» (искра), нажать на неё и при помощи кнопки пьезорозжига разжечь пилотную горелку. Далее ручка удерживается в течение нескольких секунд (не более 30) и отпускается. Запальник должен продолжать гореть. Это мы и будем называть розжигом запальника. Если запальник погас — необходимо повторить процедуру ещё несколько раз. Если это не помогло — необходимо искать неисправность.

В момент розжига запальника пламя нагревает термопару, которая в свою очередь вырабатывает ЭДС (примерно 25 мВ для исправных термопар SIT), которая поступает через цепь датчика (датчиков) автоматики к электромагнитному клапану.

Нажимая на ручку газового клапана, мы вручную открываем электромагнитный клапан, подавая газ на запальник, который, в случае правильной работы оборудования, удерживается вырабатываемой термопарой ЭДС и остаётся в открытом положении после отпускания ручки. Сама термопара выполняет функцию защиты от пропадания пламени на запальнике. Датчики, находящиеся в цепи, являются нормально-замкнутыми и при срабатывании размыкают свои контакты, обеспечивая полное отключение котла.

Подключение температурного датчика для котла

Все датчики температуры должны подключаться к термостату или специальному управляющему контроллеру, отвечающего за рабочие режимы котла. При этом необходимо тщательно изучить инструкцию по подключению, чтобы совпали требования к подсоединению с техническими характеристиками датчиков.

Обычно рекомендуется приобретать датчики, которые рекомендует производитель котла. Связано это с их высокой совместимостью и гарантией правильной работы

Если в продаже таковые отсутствуют, то нужно обращать внимание на сертифицированные аналоги

Подключение наружного датчика

Датчик наружной температуры для котла монтируется на внешней стороне стены дома с обязательным выполнением следующих требований:

необходимо исключить попадание прямых солнечных лучей на его поверхность,
поверхность контакта стены должна быть неметаллической,
прокладка кабеля в местах с повышенной влажностью, при наличии химических или биологических факторов, которые могут повредить изоляцию, запрещена,
высота расположения датчика на стене должна быть на уровне 2/3 высоты дома, если количество этажей до трёх, либо между вторым и третьим этажом, если здание многоэтажное,
необходимо исключить негативные факторы, снижающие чувствительность или точность измерения датчика.

Наружные датчик температуры для котла

Подключение термодатчика осуществляется при выключенном электропитании котла. Для соединения применяется цельный кабель с сечением жил 0,5 мм2 и длиной до 30 м. Места подключения проводов к котлу и датчику должны быть загерметизированы и изолированы.

При подсоединении важно соблюдать полярность, в зависимости от типа термодатчика. Если участок кабеля проходит по улице, то его следует защитить специальной гофрированной трубкой

После выполнения всех монтажных работ, необходимо проверить их качество, а затем настроить термостат. Если были допущены ошибки, то их следует исправить, иначе велика вероятность поломок котла или недостаточного обогрева помещений.

Подключение комнатного датчика

Датчик комнатной температуры для котла монтируется на внешней стене здания с внутренней стороны помещения. Требования по выбору места следующие:

отсутствие поблизости источников тепла или холода, постоянный доступ к пространству помещения (отсутствие предметов декора, интерьера, которые могут заслонять датчик и влиять на достоверность измерений), высота от пола должна составлять 1,2-1,5 м, при монтаже электрических датчиков важно, чтобы поблизости не было источников электромагнитного излучения: проложенной электропроводки, установленных мощных электроприборов и т. п

Комнатный датчик температуры для котла

Способ подключения аналогичный методу для внешнего термодатчика, выполняется в соответствии с требованиями производителя котла. Может монтироваться в специально подготовленное углубление в стене или на поверхность, главное, чтобы чувствительный элемент не был закрыт снаружи.

Подключение датчика для газового котла

Беспроводной датчик температуры для газового котла монтируется непосредственно на контроллер или на газовый клапан. Проводные термодатчики присоединяются способом, который предусмотрен производителем и описан в инструкции.

Подключение водяного термодатчика

Датчик температуры воды для котла в многоконтурной системе устанавливается на поверхность возвратной трубы отопления либо внутрь неё, а также допустима установка на циркуляционный насос. Такое положение обусловлено необходимостью исключения попадания обратно в котёл теплоносителя с высокой температурой.

В одноконтурной или однотрубной системе вариант установки датчика на возвратную трубу с теплоносителем запрещён. В случае повышения нагрева циркуляция перекроется и возникнет значительный градиент температур между дальними и ближними комнатами.

Температурные датчики. Классификация

Тип К: Хромель и алюмель. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
Тип J: Железо и константан. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +700°С;
Тип N: Никросил и нисил. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
Тип R: Платинородий(13 % Rh) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0оС до +1600°С;
Тип S: Платинородий (10 % Rh ) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1600°С;
Тип B: Платинородий (30 % Rh) и платинородий (6 % Rh). Диапазон температур (длительно): от +200°С до +1700°С;
Тип T: Медь и константан. Диапазон температур (длительно): от -185°С до +300°С;
Тип Е: Хромель и константан. Диапазон температур (длительно): от -50°С до +800°С;

Типы термоэлектрических элементов

Устройство и принцип действия термопары

Основной принцип работы термопары — термоэлектрический результат (или эффект Зеебека). Суть этого физического явления заключается в следующем:

Два металла с разными физическими свойствами образуют замкнутую цепь;
Место, где проводники соединены между собой путем качественной спайки, помещается в открытое пламя;
На холодных концах спая возникнет напряжение — разница потенциалов.
Если к ним подключить измерительное приспособление, цепь замкнется и появится электрический ток, напряжения которого будет достаточно для возникновения в катушке электромагнитного клапана индукции, которая пустит газ к запальнику.

Конструкция и принцип действия термопары

Ремонт термопары своими руками

Чтобы устранить неполадку своими руками необходимо:

прижимную гайку открутить гаечным ключом и и достать ее конец;
шнуровкой-нулевкой очистить от загрязнений;
произвести проверку термопары мультиметром;
убедиться, что все показатели соответствуют нормам;
собрать термопару обратно и запустить котел.

Если починить термопару не удается, то всегда есть возможность купить новую. Российский рынок предлагает большой ассортимент данных приборов, выпускаемых различными производителями, например, АБАТ, АОГВ, АКГВ. Их цена колеблется в диапазоне от 300 до 2000 рублей. На газовые котлы иностранного производства (например, Bosch, Viessmann, Vaillant) цена термопары будет выше.

Сегодня термопары нашли активное применение в автоматике газовых котлов, выбор их на рынке велик, и каждый имеет возможность приобрести универсальную термопару. Однако, выбирая термопару самостоятельно можно столкнуться с рядом трудностей. Следует обратиться к специалисту, который подскажет как выбрать прибор, соответствующий всем характеристикам газового котла. Также можно воспользоваться таблицей зависимости технических характеристик прибора с характеристиками газового котла.

Термопара является практически единственным прибором, предназначенным для измерения предельно высоких температур. Прибор широко используется в различном котельном оборудовании, осуществляя контроль за терморежимом и предохраняя системы от перегрева.