Газовый контроль в котлах,

Принцип работы

Термоэлектрический эффект в термопаре возникает на стыке 2-х объединенных в токоприемное кольцо проводников из различных металлов и сплавов. Когда ликвидус зон спайки равнозначен — разница потенциалов равняется нулю.

Как только один из концов будет находиться в области с большей или меньшей температуры, начнет появляться напряжение, которое будет пропорциональное дельте температур. Коэффициент такой взаимосвязи различается для разнообразных сплавов.

Принцип действия системы газ-контроль основывается на взаимосвязанном функционировании базовых элементов защиты:

  1. Пользователь путем нажатия, вращения и удержания ручки на рабочей панели газплиты, имеющей встроенную систему газ-контроль, открывает газ, который поджигается запальником.
  2. В зоне горелки начинает расти температура, от продуктов сгорания, в результате чего нагревается конец датчика.
  3. Термопара в газовой плите подает электросигнал на электромагнитный клапан-отсекатель.
  4. При стабильном режиме клапан находится в открытом положении.
  5. Когда пламя на горелке погасло аварийно, например, из-за пролитой жидкости, термодатчик остывает, клапан-отсекатель не получает от него сигнал, поэтому срабатывает аварийная защита и он закрывается, перекрывая поступление газа на горелку.

После завершения срабатывания защиты на включение газплиты, происходит определенное время, поскольку датчик нагревается не сразу. В различных модификациях процесс проходит примерно 5 или 20 сек, до этого времени включение плиты невозможно.

Термодатчик, как правило, обладает единственным горячим наконечником, размещенным около рассекателя огня. Существуют варианты с 2 или 3 точками контроля температуры. Их применяют в духовках, разной модификации.

У таких многоточечных датчиков существует особенность, даже если только один из них выйдет из строя клапан-отсекатель будет срабатывать на закрытие.

Устройство и назначение термопары

Сенсорные элементы, представляющие конструктивно термопару, нашли широкое применение не только в технике бытового назначения, но также в промышленном оборудовании. По сути, термопару следует рассматривать как термоэлектрический преобразователь.

Как правило, такой преобразователь используется для измерений температуры окружающей среды. В частности, если исследовать, как работает термопара в конструкции  газового котла, можно отметить, что благодаря такому сенсору осуществляется контроль (измерение) температуры пламени газовой горелки.


Вот, примерно, так выглядит внешне термопара, но не для всех исключительно конструкций газовых колонок. Отдельные экземпляры оборудования могут оснащаться датчиками иной конфигурации

Конструктивные особенности термопары

Исполнение термопары не отличается особой сложностью, но с технологичной точки зрения, изготовление этого элемента требует высокой точности и соблюдения характеристик используемых компонентов.

Собственно, основными компонентами сенсора выступают два металлических элемента с разными физическими свойствами.

Эти элементы (проволоки) спаиваются по концам с одной стороны, тогда как концевые части другой стороны остаются свободными — используются для подключения к преобразователю термо-ЭДС и передачи разницы потенциалов.


Схематика классической термопары: 1 – точка спая (фактически контрольный элемент); 2 – металл с одним значением ЭДС; 3 – металл с другим значением ЭДС; 4 – вольтметр, с помощью которого можно снять показания в милливольтах при нагреве датчика

Принцип работы и назначение датчика

Термоэлектрический эффект (другими словами – эффект Зеббека) определяет принцип действия рассматриваемого устройства. Соединённые в одной точке проводники, выполненные из различных металлов, формируют разность потенциалов, учитывая тот факт, что разным металлам присущ разный коэффициент термо-ЭДС.

Применительно к газовой колонке, работа термопары обеспечивает контроль горения и защиту от возможной загазованности. Когда горелка газового котла или водонагревателя функционирует в активном режиме (выбрасывает пламя), установленная в зоне пламени термопара под нагревом формирует электрический ток. Величина тока достаточна для управления открытием и удержанием газового клапана.


Схема классического типа для газовых колонок, наглядно показывающая работу оборудования: 1 – датчик контроля пламени/термопара; 2 – реле, обеспечивающее тепловую защиту; 3 – механика электромагнитного клапана

Если же температура нагрева резко понижается (потухшее пламя горелки), величина формируемого тока также снижается, что приводит в результате к закрытию газового клапана. Соответственно, подача газа в систему блокируется, чем обеспечивается безопасная работа оборудования.

Если у вас не срабатывает газовый клапан на газовой колонке, рекомендуем ознакомиться с методами проверки и ремонта.

Особенности регулировки температуры в газовых котлах термопарой

Широкое применение оборудования обуславливается тем, что этот прибор считается главным способом измерить температуру воздуха, а также контролировать уровень пламени.

Ведь устройство не подвергается воздействию повышенных температур и функционирует по специальному принципу, позволяющему получать точные показатели и быстро реагировать даже на незначительные изменения.

Для чего нужна

Термопара — прибор, который устанавливается в отопительном оборудовании и предназначен, чтобы преобразовать термическую энергию в электрический ток для электромагнитных катушек и выполняет функцию главной составляющей защиты газо-контроля. Прибор работает в комплексе со специальным отсекающим газовым клапаном, перекрывающим подачу потока топлива.

Принцип работы

Для изготовления прибора используется сплав из металлов. Он выдерживает воздействие высокими температурами. Однако если в оборудовании произойдёт сбой, то работа газового котла будет остановлена.

Фото 1. Термопара для газового котла с автоматикой 345-1000 мм, производитель — «Арбат», Россия.

Ведь этот термоэлемент функционирует в комплексе со специальным электромагнитным отсекающим клапаном, регулирующим поступление газа в топливный тракт, который закрывается сразу же после поломки термопары.

Принцип работы прибора, построен на таком физическом явлении: два металла соединяются и при нагреве в точках крепления (рабочая зона, которая помещается в пламя) на холодных концах появляется напряжение. Это называется эффектом «Зеебека».

Технические характеристики

У термопары следующие технические параметры:

  • широкий диапазон температур;
  • высокая точность измерения;
  • повышенная устойчивость к коррозии;
  • электронный механизм управления.

Полезные советы

При проведении установки прибора необходимо внимание уделить тому, как направлены трубки подачи и отвода топлива. Они должны быть направлены только вниз.
Основной элемент, который будет отключать подачу газа на горелку, это концевой выключатель

Он располагается в зоне контроля безопасности около автомата прямо под пленумом. То есть, температура на выключатель подается именно от пленума, который и нагревается в зависимости от температуры самого газового агрегата.
После выключения горелки выключается и вентилятор, подающий воздух в камеру сгорания топлива. Если этого не происходит, то придется откорректировать сам выключатель. Иногда в термостате была установлена опция постоянной работы вентилятора. Проверьте это, и если все подтвердилось, то просто выключите данную функцию.

Чистка термопары

Откалибровать термопару или настроить ее функционал несложно, своими руками это сделать можно без больших проблем. Для этого просто снимите крышку панели управления. Под ней вы найдете циферблат зубчатого типа. Прокрутите его до нужного показателя температуры и попробуйте запустить всю систему. Если вас такая работа прибора не устраивает, то смело ищите приемлемый вариант.

Обязательно реагируйте на запах газа. Значит, где-то вы неплотно прижали крепеж или ослабло какое-то соединение. С утечкой газа надо разобраться быстро, это ваша безопасность.

И последнее по этой теме. Самостоятельно правильно выбрать термопару, которая точно подойдет вашему котлу, будет сложно. Обратитесь к специалистам или найдите таблицу зависимости технических характеристик данного прибора с техническими характеристиками газового котла. Все должно совпадать до градуса.

Читайте далее:

Изучаем газовый конденсационный котел — принцип работы и устройство

Электрический конвекторный обогреватель — принцип работы и устройство

Разбираем устройство батареи отопления — форма, типы и материалы для изготовления

Виды, устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Как работает пластинчатый теплообменник, его устройство и особенности

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:

  1. Два металла с разными физическими свойствами образуют замкнутую цепь;
  2. Место, где проводники соединены между собой путем качественной спайки, помещается в открытое пламя;
  3. На холодных концах спая возникнет напряжение — разница потенциалов.
  4. 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.

Замена термопары самостоятельно

Для того чтобы выполнить замену термопары, с газплиты необходимо осторожно снять переднюю рабочую панель, поднять панель с установленными конфорками

Наконечник термодатчика жестко закреплен около конфорки либо горелочного устройства посредством гайки. Возможно, что она в процессе работы закипела и сразу не откручивается.

В этом случае не рекомендуется сильно нажимать на гаечный ключ, так как возможно сломать крепление и повредить плиту. Предварительно потребуется обработать соединение специальным аэрозолем для растворения накипи. Алгоритм замены термопары на газовой плите:

При помощи гаечного ключа откручивают гайки, которыми зафиксирован термодатчик к электромагнитному клапану

Осторожно достают один из рабочих зон термодатчика. Осматривают рабочую зону

Если она покрыта различными загрязнениями либо поверхность повреждена процессами окисления, ее потребуется зачистить мелкой наждачной бумагой. Второй наконечник датчика к э клапану монтируется посредством резьбового соединения или 2-х обжимных соединений. Убрать их не сложно. Проверяют при помощи мультиметра датчик. Один из наконечников присоединяют к мультиметру, а второй нагревают при помощи обычной зажигалки. Прибор должен показать значение не ниже 20 мВ. Исправный первичный датчик устанавливается в обратной очередности. Одним наконечником он укрепляется около конфорки, а другим к электромагниту.

Пользователю газовой плиты, который самостоятельно решил заменить неисправную термопару нужно обратить внимание на ее конструкцию при выборе. Лучше использовать родную термопару согласно модификации газовой плиты

Все термопары выпускаются разными по длинам от 45 до 120 см, что связано с конструкцией плит

Важно при установке обратить внимание на то, что проводники датчика в зоне до клапана не должны быть перетянуты либо болтаться. Их соединение с клапаном обязано быть жестким, свободный разъем в данном соединении непозволительно. Смена в духовке термопары для газовой плиты Hansa производится несколько другим образом

Прежде необходимо убрать крышку газплиты, которая располагается на обратной стороне конструкции

Смена в духовке термопары для газовой плиты Hansa производится несколько другим образом. Прежде необходимо убрать крышку газплиты, которая располагается на обратной стороне конструкции.

Далее находят термопару и отсоединяют ее от рассекателя пламени в духовке. Проверку на работоспособность проводят аналогично вышеобозначенному алгоритму.

Перед тем как снять термопару с газовой колонки потребуется два рожковых ключа 14 или 15 в зависимости от конкретной модификации колонки. На многих из них термодатчик закрепляется винтами. Далее действия аналогичны, как для газовой плиты.

Почему в газовом котле срабатывает датчик тяги

Причины, по которым срабатывает система безопасности, отключающая работу газового отопительного оборудования, различные. Некоторые связаны с допущенными ошибками при монтаже системы дымоудаления. Другие, непосредственно указывают на сбой самого датчика тяговых характеристик:

  • Нарушения в устройстве системы дымоудаления – высота дымохода рассчитывается исходя от отдаленности трубы от конька кровли. Оптимальное расположение, ровно по центру крыши. В таком случае, оголовок возвышается над коньком не менее чем на 0,5 м.
  • Сильные ветра – газовую горелку может задуть при сильном порыве ветра. Чтобы не произошло задувания, устанавливают стабилизатор тяги газового котла, непосредственно на участке выходного патрубка.
  • Недостаточные тяговые характеристики. Датчик срабатывает при температуре 950-1500°С. Затруднение отвода дыма, приводит к перегреву внутри системы дымоудаления и отключению газового клапана.
  • Сбои в работе контроллера и узлов – время от времени, потребуется проводить обслуживание котла. Во время работ, проверяется состояние дымохода, отсутствие нарушения в подключении и работа турбины (в теплогенераторах с закрытой камерой сгорания).
    При необходимости, специалист выполнит регулировку зазора датчика тяги, что увеличит предельную температуру, при которой наблюдается срабатывание контроллера.

Со временем, потребуется чистка датчика газа. Сажа образуется при сжигании сжиженного топлива, неправильной регулировки подачи воздуха и газа на горелку, и другим причинам.

Как в котле на газе, проверить датчик тяги

Замена датчика тяги, требуется при серьезных сбоях в работе котла. На необходимость серьезного ремонта, указывают следующие признаки:

  • Постоянное отключение работы котла, хотя видимых нарушений в системе дымоотведения нет.
  • Теплогенератор включается и работает некоторое время, приблизительно 20-30 минут, после чего отключается. Повторный розжиг, происходит не ранее полного остывания контроллера.

Проверить и убедиться в неисправности датчиков тяги отопительных газовых котлов, можно следующим способом:

  • В месте крепления контроллера, устанавливают зеркало. Во время работы котла, поверхность не должна вспотевать.
  • Определить нарушение тяги в котле, можно прикрыв дымоход заслонкой наполовину. Котел должен моментально отключиться.
  • Двухконтурный котел переключают в режим ГВС без отопления. Воду открывают на полную мощность. Если теплогенератор в этом режиме отключается, с 95% вероятности, неисправность именно в контроллере тяговых характеристик.

Если сам контроллер работает исправно, стоит проверить тягу. Отключения происходят и при сбоях в работе автоматики. При любых нарушениях, оптимальное решение – вызов специалиста газовой службы на дом.

Подключение и проверка

Подключение термопары должно производиться электродами (проводами), изготовленными из того же материала, что и подключаемая термопара.

Либо могут использоваться металлические провода, которые имеют характеристики, аналогичные свойствам электродов на самой термопаре.

Перед подключением термопар для котлов отопления, важно зачистить концы проводов, чтобы удалить окислы, которые оказывают влияние на точность измерений. А во время установки важно проследить за тем, чтобы трубки отвода и подачи топлива были опущены строго вниз

В случае, если термопара сломалась, как правило, восстановить ее уже невозможно, поэтому важно знать, как проверить термопару мультиметром на газовом котле. Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

Чтобы проверить её работоспособность, достаточно соединить один конец с мультиметром — измерительным датчиком, а другой конец нагреть, используя газовую горелку либо зажигалку.

Комбинированный электроизмерительный прибор, который может быть цифровым и аналоговым, объединяет в себе несколько функций (как минимум функции вольтметра, омметра, амперметра).
Мультиметр

Рабочая термопара должна иметь напряжение в районе 50 мВ.

В случае подтверждения неисправности термопары, заменить её можно своими руками.

Выводы и полезное видео по теме

Подробное описание принципа работы автоматики, предназначенной для газового котла. Интересные особенности и нюансы контролирующего оборудования:

Как работает автоматика газового отопительного котла. Наглядная демонстрация процесса розжига газового агрегата:

Подробное описание одной из самых популярных моделей автоматики, предназначенной для управления и регулировки газового котла:

Газовая отопительная система, управляемая автоматикой, представляет собой практичный и экономически выгодный вариант домашнего греющего оборудования.

Механический контролер отличается невысокой ценой, надежностью и элементарным способом управления. Электронная панель стоит дороже, но имеет расширенный функционал, позволяющий создавать в помещении максимально комфортные условия.

Приобретать мини-агрегаты лучше в фирменных магазинах, где продается сертифицированный товар, соответствующий всем требованиям, предъявляемым к элементам греющих систем, работающих на газе.

Вам известны тонкости работы автоматики газового оборудования, не отмеченные в статье? Возникли вопросы в ходе ознакомления с материалом? Пишите, пожалуйста, комментарии, делитесь собственным мнением и фотоснимками по теме статьи.

Ссылка на основную публикацию