Как устроена термопара газового котла?

О термопарах газовых котлов для домашних мастеров — характеристики, применение, особенности

Без термопар или электрогенерирующих датчиков не обходится ни один газовый котел или водогрейная колонка. Эти нагревающие устройства имеют автоматизированную систему энергобезопасности.

Термопары следят за горелкой, вернее за пламенем, которое она, работая, выдает. Если все в норме, то датчики в непрерывном режиме передают сигнал.

Он поступает на электромагнитный клапан, которым снабжен управляющий блок (УБ) 630 SIT. Тип УБ может быть немного отличаться.

О работе термопары и что делать, окажись она неисправной, – об этом в нашей статье.

Зачем нужен датчик

Термопары отвечают за безопасность газкотла. Под влиянием нагрева обеспечивают напряжение, поддерживая клапан, через который поступает топливо, при горящем запальнике открытым.

Для энергонезависимых водонагревательных устройств, плит кухонь и печек на газе, можно использовать автономный датчик. Ему не нужен источник питания извне.

Работа термопар строится согласно эффекту Зеебека. Возьмем два проводника, на изготовление которых пошел разный металл, и соединим (спайкой или сваркой) их концы.

Нагреем место соединения. В цепи появится ЭДС (электродвижущая сила).

Разницу потенциалов определят t спайки и то, из чего сделан проводник.

Конструкция датчика представлена:

• термоэлектродом горячей спайки 2-х разнородных металсплавов, который прикручивается гайкой на монтажную пластину. Ее место – горелка котла (пилотная);
• удлинителем-проводником, он помещен внутрь трубочки из меди, служит минус-контактом, а кожух (медный) защищает плюс- проводник от помех 220-вольтной сети, характерной для жилых домов, и прочей бытовой техники;
• плюсовой клеммой, имеющей диэлектрическую шайбу, место которой в гнезде автоматического (газового) клапана, крепится при помощи гайки.

Есть и такие термопары, которым для подсоединения к автоматике достаточно стандартных винтовых клемм.
Для изготовления электродов ЭДС, нужны «свои» термоэлектродные сплавы.

В ходу комбинации хромеля с алюмелем, копелем и константаном, соответственно типы К,L,Е.

По евроклассификации –ТХА, ТХК, ТХКн. Они представляют смеси: никель- алюминий- кремний- марганцевую, никель-хромовую и никель-кремний-медную.

Как подключать

Процесс практически одинаков для всех термодатчиков, несмотря на различия в конструкции устройств, работающих на газе.

Установить измерительный электрод можно в любой точке, до которой достает фитиль, или туда, где основная горелка. К электромагниту, подающему топливо, присоединяют проводник .

Термопары на котлах АОГВ

В этот класс входят напольные и схожие с ними котлы. Подаем газ нажатием кнопки, открывая этим самым электромагнитный клапан.

Тут же включаем пьезорозжиг, не давая закрыться клапану, и запальник вспыхнет.

Причем кнопка удерживается от 5 до 30 сек. Временной интервал, который отводится на то, чтобы фитилем прогреть измерительный электрод, у каждой модели свой.

Термоэлектроды дают электромагнитной цепи постоянный ток. С его появлением можно отпустить кнопку.

Клапан останется открытым, удерживаемый напряжением термопары.

Произойдет отключение электромагнита, сработает пружина, и клапан захлопнется. Топливо перестанет подаваться.

Чем измеритель t отличается от датчика

Схема работы топливного клапана на автоматике предусматривает, кроме термопары, также термобаллон.

Он отключает основную горелку, когда теплоноситель нагрелся до нужной t. Термобаллон соединен с клапаном котла.

По виду медные соединительные трубки измерителя и колбы датчиков (изготовлены из меди) несколько смахивают друг на друга. Не имеющий достаточного опыта домашний мастер обознаться.

Рассмотрим, чем различаются температурный измеритель и термопара.

Конструктивно датчик представлен цилиндрическим сильфоном, изготовленным как медная колба, у которой один конец запаян.

У термобаллона капиллярная трубка, которой он присоединяется к газовой автоматике, гораздо тоньше, чем датчик. Причем термочувствительная колба расположена внутри погружной гильзы, иногда – устанавливается под обшивку около водяной рубашки.

Рядом с запальником она никогда не крепится. Кроме того, измеритель t и разъем термопары имеют разные d гайки, а первый иногда и вовсе не отсоединяется от клапана.

Термопара сломалась: что делать?

Классика неисправности: фитиль гаснет, стоит отпустить кнопку.

Но бывает, что запальник горит, однако при розжиге основной горелки путь топливу снова перекрывается. Котел останавливается.

Это может происходить по разным причинам. Вот некоторые из них:

• сажа плотно облепила электрод, прогрев идет недостаточный, в цепи не хватает напряжения;
• крепежная гайка развинтилась, что перекосило рабочий стержень, и запальник не может хорошо его прогреть;
• на измерителе корпус испорчен прогаром или в месте «горячей» спайки нарушение в контакте;
• датчик тяги изношен или его электроцепь нарушена обрывом.

Не забывайте время от времени проводить чистку электрода, который нагревает запальник, от нагара.

Насколько сильно он «зарос» грязью, снаружи толком не разглядеть. Так что, снимайте или планку, или панель целиком вместе с горелкой.

При проверке можно пользоваться мультиметром или еще каким устройством, которым можно измерить низкое – до 100 в напряжение

Проверочная диагностика

1. Закрываем подачу топлива к тепловому генератору (водонагревателю), пользуясь вентилем, которым снабжена подводящая труба. Далее нужно спереди снять панель. Можно только кожух.
2. Взяв ключи (называются рожковыми), откручиваем гайки, которыми крепится термоэлектрод, а также трубка соединения. Теперь можно снять датчик.
3. Осматриваем (визуально) электрод.

   Берем кисточку или ветошь, очищаем, если нужно, от налета сажи. В случае прогара термопару нужно заменить. Ремонт исключен.

4. Зажигаем на газплите конфорку. Возьмем мультиметр. Зажимами соединяем с медной трубкой и центральным контактом. Выставим измерительный порог: 0.1 или 1 в, то есть соответствует низшему.
5. Нагреваем термоэлемент на конфорке и следим, что показывает вольтметр.

Если термопара исправна, то будет выдавать напряжение 0.02 вольта, не меньше.

Когда вместо этого на приборе – нули, наблюдаются скачки напряжения или оно не выше 20 мВ, значит, датчик пора менять. Перепайка исключена.

Иногда хозяин считает, что радикальных мер не требуется, и, проводя проверку на котле, игнорирует съем элемента. В этом варианте ограничиваются откручиванием гайки и выключением автоматики на термопаре.

Затем задействуют мультиметр уже известным способом. Нажали кнопку, разожгли запальник и сняли данные.

Есть один большой минус. Не увидеть, насколько электрод забит сажей, соответственно – не почистить.

При замене старой детали на новую тщательно устанавливайте нагреваемый стержень. Он должен находиться в строго горизонтальном положении, без всяких отклонений вниз или вверх.

Тогда он будет в эпицентре пламени фитиля.

Резюме

Зная, как устроена термопара, домашний мастер найдет неисправность. А потом и заменит датчик.

Если, конечно, исключены прочие неполадки. Сломаться могут датчик тяги и катушка у электромагнита.

Этим грешат такие отечественные марки автоматики, как ЖМЗ, «Арбат» и др. В качестве наглядного пособия для ремонта выберите видеоролик на эту тему в интернете.

Лучше, как говорится, один раз увидеть…Удачи в ремонте!

Источник: https://proventilyaciyu.ru/otoplenie/termopara-gazovyh-kotlov

Термопары для газовых котлов: классификация, особенности монтажа и принцип работы

Во многих домах центральным элементом системы отопления является газовый котёл. Однако для поддержания исправности прибора необходимо принимать во внимание особенности функционирования оборудования.

Например, в процессе работы котельной установки внутри камеры сгорания температура воздуха повышается, поэтому важно контролировать данный параметр.

Специально для этого используется термопара — термоэлектрический прибор, который является практически единственным устройством для точного измерения повышенных температур. Сегодня применяют оборудование, функционирующее вместе с автоматическими клапанами.

Odnoklassniki

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, , 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».

Внимание! Многие модели электромагнитных клапанов чувствительны, поэтому остаются открытыми до того момента, как напряжение на входе не снизится до 20 мВ.

Технические характеристики

У термопары следующие технические параметры:

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

Из чего состоит и как работает

Термоэлектрический преобразователь – это простейшая конструкция, включающая в себя два соприкасающихся в одной или нескольких точках проводника. Материалом изготовления проводников выступают разнородные металлы.

Такая специфика состава дает возможность прибору выполнять свои функции, так как работает термопара в газовом котле благодаря физическому процессу «эффект Зеебека».

Хотя уровень напряжения от разницы потенциалов нагретых металлов и не очень большой, однако даже он в состоянии возбудить индукцию внутри катушек отсекающих клапанов. Когда свободные концы начнут давать напряжение, клапан автоматически срабатывает. Как результат – топливо получает свободный доступ к запальнику. Важно помнить, что последние модели клапанов имеют специфическое устройство: повышенная чувствительность катушек позволяет топливному каналу оставаться в открытом положении до падения напряжения ниже отметки в 20 мВ. Термопара обычно выдает напряжение в 40-50 мВ.

Разновидности

Термопара характеризуется несложным строением. При наличии соответствующих навыков это устройство можно даже сделать собственными руками в домашних условиях. Однако лучше приобрести промышленный прибор, прежде изучив технические характеристики, а также особенности всех типов устройств.

Специализированные компании производят термопару трёх видов:

1. Типа Е — для изготовления используются две пластины: константан и хромель. Этот прибор отличается повышенной производительностью. Кроме того, он контролирует процесс, протекающий в диапазоне температур от —5°С до 74°С.
2. Типа J — в приборе вместо хромеля установлена железная пластинка, которая ничуть не ухудшает технические характеристики устройства. Имеет повышенную чувствительность к изменениям, а температурный диапазон — от —4°С до 74°С.

3. Типа К — такие термопары пользуются наибольшей популярностью. Они оснащены пластинами, сделанными из алюминия и хромеля.

   Рабочий диапазон изменяется в пределах от —20°С до 135°С, а саму чувствительность производителям удалось повысить на несколько позиций.

   Продолжительность срока эксплуатации этого прибора определяется средой использования: так, в углекислом газе пластина из хромеля покрывается ржавчиной в виде зелёной гнили, сплав быстро портится и устройство теряет немагнитные свойства.

Существуют и другие типы термопар, однако, они не подходят для применения в газовых котлах по причинам:

• сплавы содержат дорогие металлы, поэтому у них высокая стоимость;
• такие модели ничем не лучше, чем типы К, Е или J.

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.

Важно: качество спая металлов термопары играет очень важную роль. Место соединения помещают в зону открытого пламени, поэтому хороший спай увеличит срок службы термопары.

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.

Источник: https://101studio.ru/kotly/kak-proverit-termoparu.html