Содержание
Термопара для автоматики газового котла: принцип работы, устройство и замена
Электрогенерирующие датчики – термопары – применяются сугубо в газовых котлах и водогрейных колонках, оснащенных энергонезависимой автоматикой безопасности.
Задача элемента – отслеживать наличие пламени горелки, подавая непрерывный сигнал электромагнитному клапану управляющего блока 630 SIT (или подобного).
Сегодня наша цель – рассказать, что такое термопара, как она работает и меняется в случае неисправности.
Устройство датчика пламени
Термопара – это элемент безопасности газового котла, вырабатывающий напряжение при нагреве и поддерживающий клапан подачи топлива в открытом состоянии, пока горит запальник. Изображенный на фото датчик действует автономно, без подключения внешнего источника питания. Сфера применения – газоиспользующие энергонезависимые установки – печи, кухонные домашние плиты и водонагреватели.
Поясним принцип работы термопары, основанный на эффекте Зеебека. Если спаять или сварить концы 2 проводников из разнородных металлов, то при нагреве этой точки в цепи вырабатывается электродвижущая сила (ЭДС). Разница потенциалов зависит от температуры спая и материала проводников, обычно лежит в пределах 20…50 милливольт (на бытовой технике).
Датчик состоит из следующих деталей (устройство показано ниже на схеме):
- термоэлектрод с «горячим» спаем из двух разнородных сплавов, прикрученный гайкой к монтажной пластине рядом с пилотной горелкой котла;
- удлинитель – проводник, заключенный внутрь медной трубки, одновременно играющей роль минусового контакта;
- плюсовая клемма с диэлектрической шайбой, вставляемая в гнездо автоматического газового клапана и фиксируемая гайкой;
- существуют разновидности термопар, подсоединяемые к автоматике с помощью обычных винтовых клемм.
В данной модели нагреваемый электрод крепится к пластине котла без гайки — вставляется в специальный паз
Для изготовления электродов, вырабатывающих ЭДС, используются специальные металлические сплавы. Самые распространенные термические пары:
- хромель – алюмель (тип K по европейской классификации, обозначение – ТХА);
- хромель – копель (тип L, аббревиатура – ТХК);
- хромель – константан (тип E, обозначается ТХКн).
Принцип действия термической пары из двух различных сплавов
Применение сплавов в конструкции термопар обусловлено более выраженным эффектом. Если сделать термическую пару из чистых металлов, напряжение на выходе будет слишком малым. В большинстве теплогенераторов, эксплуатируемых в частных домах, установлены датчики ТХА (хромель – алюмель). Больше об устройстве термопар смотрите на видео:
Принцип действия в составе котла
Схема подключения термоэлектрического датчика в различных газоиспользующих приборах примерно одинакова. Измерительный электрод находится в зоне действия фитиля либо основной горелки, проводник присоединен к электромагниту, открывающему подачу газа.
Как работает термопара на напольных котлах типа АОГВ и аналогичных аппаратах:
Если в силу разных причин огонь потухнет, нагрев термоэлемента закончится, ЭДС исчезнет. Электромагнит отключится, пружина захлопнет клапан и перекроет путь топливу.
Электрод термопары располагается рядом с запальником на всех водогрейных аппаратах
Отличия от измерителя температуры
Помимо термопары, к автоматическому топливному клапану котла подключается термобаллон, отвечающий за отключение основной горелки при достижении заданной температуры теплоносителя. Внешне колбы элементов и медные соединительные трубки немного похожи. Несведущий домовладелец может запросто перепутать эти датчики.
Перечислим основные отличия температурного измерителя от термопары:
- конструкция датчика – цилиндрический сильфон сделан в виде колбы из меди, запаянной с одного конца;
- термобаллон подключается к газовой автоматике более тонкой капиллярной трубкой, нежели электрогенерирующий датчик;
- сама термочувствительная колба устанавливается внутрь погружной гильзы либо прячется под обшивкой возле водяной рубашки, а не крепится около запальника;
- измеритель температуры не отсоединяется от клапана либо отличается от разъема термопары диаметром гайки.
Как проверить и заменить термопару
Главный признак неисправности датчика пламени — фитиль тухнет одновременно с отпусканием кнопки. Иногда неполадка проявляется иначе – огонек на запальнике остается, но после розжига основной горелки подача горючего снова перекрывается и котел гаснет полностью. Причины таких проблем:
- термический электрод покрылся сажей и плохо прогревается, отчего напряжение в цепи падает ниже минимума;
- прогар корпуса измерителя;
- нарушение контакта в точке «горячего» спая;
- открутилась гайка крепления, рабочий стержень перекосился и плохо прогревается запальником;
- пришел в негодность датчик тяги либо случился обрыв его электрической цепи.
Нагреваемый запальником электрод нужно периодически чистить от нагара. Проблема в том, что загрязнение детали плохо видно снаружи, приходится снимать планку либо всю панель с горелкой
Для диагностики понадобится мультиметр либо другой прибор, способный измерять низкое напряжение (до 100 мВ). Как выполняется проверка:
Главное условие: исправная термопара для котла должна выдавать напряжение не менее 0.02 вольта. Если прибор показывает нули, напряжение скачет или не превышает 20 мВ, элемент нужно поменять. Современные датчики не подлежат ремонту путем перепайки.
Если вам не хочется раньше времени снимать элемент, диагностику можно произвести прямо на котле. Открутив гайку, отсоедините трубку термопары от автоматики и подключите мультиметр, как описывалось выше. Удерживая клавишу, разожгите запальник и снимайте показания прибора. Недостаток метода: невозможность визуального осмотра и чистки электрода от сажи.
Устанавливая новую деталь, настройте положение нагреваемого стержня. В идеале электрод стоит горизонтально, не отклоняется вверх или вниз и хорошо омывается пламенем фитиля.
Заключение
Зная устройство термопары и способы проверки, несложно выявить проблему, как и заменить датчик в домашних условиях. Здесь важно отсечь другие неисправности – поломку датчика тяги либо катушки электромагнита. Последняя неполадка характерна для отечественных моделей автоматики – «Арбат», ЖМЗ и так далее. Как сделать ремонт подручными средствами, смотрите в последнем видео:
Термопара для газового котла: принцип работы, характеристики, устранение неисправностей
Содержание
Введение
Применение газа для отопления частного дома или коттеджа очень удобно и экономически выгодно.
Однако этот вид топлива таит в себе серьезную угрозу. Если по какой-либо причине горелка вдруг погаснет и подача газа не будет вовремя перекрыта, образуется утечка и это может обернуться серьезными неприятностями и поставить под угрозу жизнь людей, находящихся в помещении.
Для того, чтобы незамедлительно перекрыть газ если пламя внезапно потухло и используется термопара для газового котла.
Обратите внимание
В этой статье мы расскажем о том, что такое термопара, зачем она нужна и как работает, рассмотрим основные виды и наиболее распространенные неисправности связанные с этими устройствами, а также методику их устранения.
Термопара это классический термоэлектрический преобразователь, который используется для измерения температуры, в различных областях промышленности, науки, медицины, а также в автоматических системах управления и контроля газовых котлов, плит и колонок.
Устроена она очень просто и легко может быть изготовлена самостоятельно. Два проводника из различных материалов соединяются в кольцо. Одно из мест соединения помещается в зону измерения, а второе подключаются к измерительному прибору или преобразовательному устройству.
Фото 1: Термопара для устройства газового контроля
Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте или как его еще называют эффекте Зеебека. Оно заключается в том, что на стыке двух соединенных в кольцо проводников из разных металлов появляется напряжение.
Если температура мест спайки одинакова — разность потенциалов нулевая. Но стоит один из спаев поместить в область с более высокой или более низкой температурой, появляется напряжение отличное от нуля и пропорциональное разнице температур.
Коэффициент пропорциональности различен для разных металлов и называется коэффициентом термо-ЭДС.
Фото 2: Конструкция и принцип действия термопары
Основные материалы для изготовления термопар – благородные и неблагородные металлы.
Большинство сплавов из них имеют довольно экзотические названия, которые очень популярны у составителей различных кроссвордов и сканвордов.
В зависимости от того какие пары металлов используются при изготовлении, термопары делятся на несколько типов. Ниже приведена таблица с их основными видами, обозначениями и характеристиками:
Тип термопарыСплавРоссийская маркировкаДиапазон температур, °C
K
хромель-алюмель
ТХА
-200 — 1300
J
железо-константан
ТЖК
-100 — 1200
N
нихросил-нисил
ТНН
-200 — 1300
R
платинородий-платина
ТПП13
0 — 1700
S
платинородий-платина
ТПП10
0 — 1700
B
платинородий-платинородий
ТПР
100 — 1800
T
медь-константан
ТМКн
-200 — 400
E
хромель-константан
ТХКн
0 — 600
U
медь-медьникель
-200 — 500
L
хромель-копель
ТХК
-200 — 850
В системах автоматики газовых колонок, плит и котлов обычно используются термопары ТХА из хромель-алюмеля (тип K), ТХК из хромель-копеля (тип L), ТЖК из железа и константана (тип J). Датчики выполненные из сплава благородных металлов предназначены для высоких температур и в основном находят применение в литейном производстве и другой тяжелой промышленности.
Фото 3: Газовая горелка «Сахалин» для отопительных котлов и печей
Некоторые модели работающие на твердом топливе, например такие как твердотопливный котел отопления «Lemax» Forward могут комплектоваться газовыми горелками, в которых для защиты от утечек газа применяются термопары.
Ремонт термопары газовой колонки своими руками
Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых нагревательных приборов с открытым пламенем в настоящее время, как правило, используются электрические схемы, в которых датчиком температуры служит термопара.
Термопара представляет собой спай двух проволочек из разных проводников (металлов). Благодаря простоте устройства термопара является очень надежным элементов схемы защиты и безотказно работает в газовых приборах многие годы. Внешний вид термопары с проводами для газовой колонки NEVA LUX-5013 показан на снимке ниже.
Термопара появилась в 1821 году благодаря открытию немецкого физика Томаса Зеебека. Он обнаружил явление возникновения ЭДС (электродвижущей силы) в замкнутой цепи при нагреве места контакта двух проводников из разных металлов.
Если термопару поместить в пламя горящего газа, то при сильном ее нагреве вырабатываемой термопарой ЭДС будет достаточно для открытия электромагнитного клапана подачи газа в горелку и запальник.
Важно
Если горение газа прекратится, то термопара быстро остынет, в результате ее ЭДС уменьшится, и силы тока станет недостаточно для удержания электромагнитного клапана в открытом состоянии, подача газа в горелку и запальник будет перекрыта.
На фотографии показана типовая электрическая схема защиты газовой колонки. Как видно, она состоит всего из трех включенных последовательно элементов: термопары, электромагнитного клапана и реле тепловой защиты.
При нагреве термопара генерирует ЭДС, которая через реле тепловой защиты подается на соленоид (катушку из медного провода). Катушка создает электромагнитное поле, втягивающее в нее стальной якорь, механически связанный с клапаном подачи газа в горелку.
Реле тепловой защиты обычно устанавливают в верхней части газовой колонки рядом с зонтом, и служит оно для прекращения подачи газа в случае недостаточной тяги в газоотводящем канале. При отказе любого элемента схемы защиты газовой колонки подача газа в горелку и запальник прекращается.
В зависимости от модели газовой колонки применяется ручной или автоматический способ поджига газа в запальнике.
При поджиге фитиля вручную используют спички, электрозажигалки (в старых моделях газовых колонок) или пьезоэлектрический поджиг, приводимый в действие нажатием кнопки.
Кстати, если пьезоэлектрический поджиг перестал работать, то с успехом можно поджечь газ в запальнике с помощью газовой зажигалки или спички.
В газовых колонках с автоматическим поджигом воспламенение газа в горелке происходит без участия человека, достаточно открыть кран горячей воды. Для работы автоматики в колонку устанавливается электронный блок с батарейкой. Это является недостатком, так как в случае выхода батарейки из строя зажечь газ в колонке будет невозможно.
Совет
Для того чтобы зажечь газ в запальнике с помощью пьезоэлектрического элемента необходимо поворотом ручки на газовой колонке открыть подачу газа в запальник, привести в действие пьезоэлектрический элемент для создания в разряднике искры и после воспламенении газа в запальнике удерживать эту ручку нажатой около 20 секунд, пока не нагреется термопара.
Это очень неудобно, поэтому многие, и я в их числе, не гасят пламя в запальнике месяцами. В результате термопара всегда подвергается воздействию высокой температуры пламени (на фото термопара расположена слева от запальника), что уменьшает срок ее службы, с чем мне и пришлось столкнуться.
Газовая колонка перестала зажигаться, запальник потух. От искры со свечи газ в запальнике зажигался, но стоило отпустить ручку регулировки подачи газа, несмотря на продолжительность времени удержания ее нажатой, пламя гасло.
Соединение между собой клемм теплового реле не помогло, значит, дело в термопаре или электромагнитном клапане.
Когда снял кожух с газовой колонки и пошевелил центральный провод термопары, то она развалилась, что хорошо видно на снимке выше.
Как снять термопару с газовой колонки
Для того чтобы была возможность оперативно отремонтировать газовую колонку своими руками и всегда быть с теплой водой, с учетом опыта длительной эксплуатации газовых колонок разных моделей, у меня под рукой всегда имеется набор запасных частей. Резиновые прокладки, трубки, тепловое реле и термопара в комплекте. Поэтому за полчаса термопара была заменена новой, и колонка опять стала исправно нагревать воду.
Термопара закреплена слева на общей планке с запальником и свечей с помощью гайки. Прежде чем отвинчивать гайку нужно немного отвинтить левый саморез, удерживающий планку, чтобы он не мешал поворачиваться гаечному ключу.
Далее гаечным рожковым ключом гайка откручивается вращением против часовой стрелки до полного схода с резьбы на корпусе термопары. После этого термопара легко выйдет вниз из планки.
Обратите внимание
На следующем шаге нужно с помощью рожкового ключа выкрутить винт-контакт из газо-водорегулирующего узла. Винт находится с противоположной стороны ручки регулировки подачи газа.
Останется только снять две клеммы с реле тепловой защиты, и термопара в комплекте с проводами будет снята с газовой колонки.
Установка новой термопары производится в обратном порядке, при этом желательно, чтобы токоведущие провода не касались как внутренних металлических частей газовой колонки, так и кожуха после его установки.
В связи с профессиональной необходимостью мне периодически приходится заниматься изготовлением термопар для приборов поддержания заданной температуры в сушильных шкафах и в оборудовании отжига витых магнитопроводов для трансформаторов при температуре 800°С. Поэтому при изготовлении очередной термопары решил попробовать сваркой восстановить работоспособность сгоревшей термопары от газовой колонки.
Центральный провод термопары был сварен с медным проводом электропроводки и имел длину около 5 см. На фотографии место спайки хорошо видно слева. Такой длины провода хватило бы на несколько ремонтов.
Трубчатый проводник термопары длиной около сантиметра весь выгорел, но осталась его часть с более толстой стенкой.
С центрального проводника было удалено место прежней сварки, и детали термопары были очищены от копоти и нагара с помощью мелкой наждачной бумаги.
Центральный проводник был вставлен в основание термопары с таким расчетом, чтобы его конец выступал на один миллиметр. Сварка производилась на специальной установке, устройство и схему которой я опишу ниже, в течение около четырех секунд при напряжении 80 В и силе тока около 5 А.
Видеозапись процесса сварки термопары я не стал делать из опасения повреждения фотоаппарата от яркой дуги, но сделал через пару секунд после окончания сварки снимок раскаленного графитного порошка.
Спай термопары получился, вопреки моим ожиданиям, отличного качества и красивой формы. Появилась уверенность, что ремонт термопары затеял я не зря.
Важно
Для исключения замыкания центрального проводника термопары на ее корпус, в зазор была плотно набита вата из стекловолокна. Хорошо для этих целей подойдет и асбест.
Для уверенности в том, что термопара работает, она была нагрета с помощью паяльника до температуры около 140°С.
Мультиметр зафиксировал ЭДС, вырабатываемую термопарой, величиной 5,95 мВ, что подтвердило исправность термопары. Осталось провести проверку работоспособности термопары в газовой колонке.
Хотя термопара стала на сантиметр короче, но все равно ее длины вполне хватило, чтобы месту спая находиться в пламени запальника. Реставрированная термопара безотказно работает в газовой колонке уже несколько месяцев, и, полагаю, проработает намного дольше, чем термопара заводского изготовления, так как место спая стало гораздо массивнее.
Существует несколько способов сварки термопар: в электрической дуге, в соляном электросварочном аппарате, с помощью ацетиленовой горелки и в графитном или угольном порошке.
Я свариваю термопары для измерения температуры с помощью ЛАТРа и керамической емкости, наполненной порошком из графита.
Технология простая, не требует специального оборудования, опыта и доступна для любого домашнего мастера.
По наследству мне досталась самодельная установка для сварки термопар, представленная на фотографии. Установка представляет собой металлическую коробку, в которой установлен ЛАТР, вольтметр переменного напряжения и керамический стакан для графитного порошка.
Совет
Электрическая схема установки представлена выше. Питающее напряжение через электрическую вилку подается с бытовой электропроводки через включатель и предохранитель на ток 5 А на первичную обмотку лабораторного автотрансформатора. Неоновая лампочка HL1 служит для индикации включенного состояния установки. Резистор R1 ограничивает ток через HL1.
На дне керамической чаши, наполненной графитным порошком, для подачи тока имеется медная пластина, на которую через латунный винт подается питающее напряжение с переменного контакта ЛАТРа. Нулевой провод, идущий с сетевой вилки, подключается к общему проводу ЛАТРа и к свариваемой термопаре с помощью зажима типа «крокодил».
Величина тока сварки зависит от величины напряжения. Для этого в установке имеется вольтметр переменного напряжения, обозначенный на схеме буквой V.
Величина напряжения устанавливается вращением ручки ЛАТРа и подбирается экспериментально в зависимости от диаметра свариваемых проводов и лежит в пределах 20-90 В. В схеме нет специальных элементов, ограничивающих величину тока.
Он ограничивается за счет сечения проводов схемы и величины сопротивления графитного порошка.
На фотографии показана лицевая панель установки для сварки термопар с обратной стороны. Как видите, ЛАТР закреплен непосредственно на дне коробки, а все остальные элементы электрической схемы закреплены непосредственно на панели.
Представляю видеоролик, демонстрирующий процесс сварки термопары на установке для сварки термопар. Как видите, сварить термопару на самодельной установке своими руками очень просто.
Для сварки термопары на установке достаточно свить проводники, зажать их крокодилом и плавно прикоснуться к поверхности графита.
Обратите внимание
Возникнет электрическая дуга, выделяющая большое количество тепловой энергии в одной точке.
Проводники начинают оплавляться, и расплавленные металлы, смешавшись друг с другом, за счет сил поверхностного натяжения в жидкостях образуют аккуратный шарик, как на фотографии.
Время сварки обычно не превышает трех секунд. Горение дуги сопровождается характерным шипящим звуком, с понижающейся во времени частотой. При наличии опыта по звуку можно легко определить момент окончания процесса сварки. В связи с большой массивностью термопары для газовой колонки, на ее сварку понадобилось около пяти секунд.
Вот фотография хромель-алюмелевой термопары из проводов ∅0,5 мм, сварка которой продемонстрирована в видеоролике выше. Как видите, в месте сварки проводов образовался аккуратный спай круглой формы. Такая термопара прослужит долго.
На установке для сварки термопар мне приходится в основном сваривать хромель-копелевые (ТХК, Тип L) и хромель-алюмелевые (ТХА, Тип K) термопары с диаметром проводников 0,2-0,5 мм.
Случалось при ремонте сваривать даже термопару типа К с диаметром проводников 3 мм. Хорошо свариваются между собой медные и алюминиевые провода диаметром до 2,5 мм.
Но при монтаже электропроводки установку применять для сварки соединений из-за ее габаритных размеров сложно.
Для защиты глаз от яркого света при визуальном контроле над процессом сварки очки или защитную маску сварщика использовать неудобно, поэтому я использую нейтральный светофильтр высокой плотности от фотоаппарата.
Как показала практика, с помощью простейшей установки, представляющей собой ЛАТР и керамическую чашу с графитным порошком, можно успешно выполнять ремонт термопар, применяемых в системах автоматики газовых колонок, в домашних условиях своими руками.
Термопара для газового котла – устройство, проверка и ремонт своими руками
Сейчас мы с вами разберемся в назначении термопары в газовом котле, ее особенностях и принципах работы. В конце разберемся как провести ремонт своими руками.
Любой котел, независимо от вида и принципа его действия, нуждается в термопаре — устройстве, которое будет контролировать температуру в камере сгорания и автоматически перекрывать подачу газа при исчезновении пламени.
Термопара для газового котла — необходимый элемент в системе отопления, который помогает избежать перегрева котла и возможности его поломки.
Термопара для газового котла
Принцип работы термопары
Чтобы понять как работает термопара в газовом котле, в первую очередь необходимо познакомиться с его устройством и принципом действия.
Термопара — это конструкция из двух пластин-проводников, которая состоит из разных сплавов. Устройство является достаточно простым, но в то же время надежным.
Принцип работы данного устройства базируется на физическом явлении — эффекте Зеебека.
Важно
Процесс образования электродвижущей силы на границе стыка двух разнородных проводников, контакты которых имеют температурные отличия.
Эффект Зеебека
Если две детали из разнородных металлов прочно соединить, а место соединения нагреть, то на холодных окончаниях спаянного проводника появится разница потенциалов — напряжение.
При появлении напряжения клапан сразу автоматически открывается, позволяя топливу проходить к запальнику.
Принцип работы термопары газового котла
Виды термопар
Сегодня рынок котельного оборудования отличается обилием разнообразных термопар, которые подразделяются на несколько типов. Металл, использующийся при их изготовлении, является главным критерием, на основе которого они дифференцируются.
Тип термопарыСплавРоссийская маркировкаДиапазон температур, °СОсобенности термопары
K
хромель-алюмель
TXA
от -200 °Сдо +1000 °С
Возможность работы в нейтральной атмосфере либо атмосфере с избытком кислорода
L
хромель-копель
TXK
от -200 °Сдо +800 °С
Самая высокая чувствительностью из всех промышленных термопар. Свойственна только высокая термоэлектрическая стабильность при температурах до 600 °С.
E
хромель-константан
TXKn
от -40 °Сдо +900 °С
Высокая чувствительность.
T
медь-константан
TMKn
от -250 °Сдо +300 °С
Может работать в атмосфере, в которой небольшой избыток или недостаток кислорода. Не чувствительна к повышенной влажности.
J
железо-константан
ТЖК
от -100 °Сдо +1200 °С
Хорошо работает в разряженной атмосфере. Невысокая стоимость обусловлена входящим в состав железом.
А
вольфрам-рений
ТВР
выше +1800 °С
Хорошие показатели механических свойств при высокой температуре. Может работать при частых и резких теплосменах и при больших нагрузках. Неприхотливость при изготовлении и монтаже, так как имеют небольшую чувствительность к загрязнениям.
N
нихросил-нисил
ТНН
от -200 °Сдо +1300 °С
В группе неблагородных металлов считается самой точной термопарой. Высокая стабильность при температурах от 200 до 500 °С.
Типы термопарыСплавРоссийская маркировкаДиапазон температур, °СОсобенности термопары
B
платинородий-платинородиевая
ТПР
от +100 °Сдо +1800 °С
Высокая механическая прочность. Большая стабильность при высоких температурах. Небольшая склонность к росту зерна и охрупчиванию. Невысокая чувствительность к загрязнению.
S
платинородий-платина
ТПП10
от 0 °Сдо +1700 °С
Высокая точность измерений. Хорошая воспроизводимость и стабильность термоЭДС.
R
платинородий-платиновая
ТПП14
от 0 °Сдо +1700 °С
Обладает свойствами, идентичными термопаре типа S.
В системах автоматики котлов чаще используются термопары типов: E, J, K.
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
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.
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.
Как проверить и заменить термопару для газового котла?
Все котлы, независимо от типа их действия, нуждаются в комплектующих, которые будут контролировать работу агрегата и следить, чтобы он не перегревался. Таким элементом служит термопара для газового котла.
Она имеет довольно простое устройство, а ее функционирование базируется на законах физики.
Подобный элемент очень часто используется в различных приборах для контроля температуры рабочей среды, а также для преобразования тепловой энергии в электрический ток.
Устройство термопары газового котла является одновременно простым и надежным. Она состоит из двух проводников из разного материала, которые контактируют между собой в нескольких точках. Иногда для верности их соединяют при помощи компенсационных проводов.
Совет
Такое приспособление не требует внешнего возбуждения, что позволяет использовать его для любых целей. Недостатком устройства является большая погрешность при замерах, которая может достигать одного градуса по Цельсию.
Это гигантский показатель для приборов подобного типа.
Особенности замены термопары
- 1. Откручиваем свободный конец термопары от электромагнитного клапана.
- 2. Снимаем термопару с котла и начинаем нагревать конец, который располагался над горелкой. Лучше всего использовать для этой цели свечу или газовую конфорку.
- 3. Далее нужно взять милливольтметр и провести замеры показаний на выходном контакте. Исправное устройство менее чем через минуту нагрева выдаст 17-25 милливольт. В противном случае можно судить о выходе термопары из строя.
Устройство склонно к поломкам из-за вредных условий эксплуатации. К счастью стоит оно совсем недорого, так что проверка, ремонт и замена термопары обойдутся в приемлемую сумму.
Причем все указанные операции можно провести самостоятельно, без вызова мастера. Это также позволит сэкономить на обслуживании.
В продаже также иногда встречаются термопары с электронными элементами, которые позволяют повысить надежность и точность измерений. В этом случае диагностика и обслуживание обойдутся несколько дороже и потребуют больше времени.
При покупке элемента нужно уточнить необходимые параметры для конкретного котла и затем сверить их с выбранным изделием.Технические характеристики должны совпадать, потому что в противном случае термопара не сможет на 100% выполнять свои функции или будет вообще непригодна к эксплуатации.
Принцип работы устройства
Общее напряжение генерируется в месте стыка разных проводников, а между ними находится температурный градиент. От качества соединения напрямую будет зависеть точность измерений, поэтому нужно внимательно следить за этим моментом. Также для повышения точности и снижения погрешности потребуется сверхточный мультиметр.
Эксплуатация котла без термопары невозможна по причине того, что нечем будет контролировать его рабочую температуру. Важно обеспечить не максимальную загрузку топки, а оптимальный уровень сжигания горючего, чтобы оно полностью прогорало и выделяло как можно больше энергии на обогрев помещения.
Если закинуть в камеру сгорания слишком много топлива, то вода будет попросту закипать, в комнатах будет очень жарко, и добиться комфортного микроклимата не получится.
А при наличии приборов контроля можно будет легко мониторить состояние рабочей среды, и принимать решение о необходимости добавления топлива или ее отсутствии.
Так что важность элемента, несмотря на его довольно простое строение, не стоит недооценивать.
Обзор цен
- 1. Термопара для котла АОГВ обойдется в 450-500 рублей. В свободной продаже можно найти деталь для любой модели.
- 2. Термопара длякотла Жуковский будет стоить 480-550 рублей. В комплект также входит все необходимое монтажное оборудование.
- 3. Термопара для котла Данко имеет цену 500-600 рублей. Изделие изготавливается из стойкого к разрушающему воздействию металла, поэтому имеет более длительный срок службы, чем многие существующие аналоги.
- 4. Термопару для котла Термо можно приобрести за 180-300 рублей.
Кроме приведенных моделей можно также найти в продаже и универсальную продукцию, которая подходит для большинства современных котлов.
Стоит отметить, что фирменные изделия являются более предпочтительными для установки, так как заводские детали хорошо подгоняются между собой, а универсальные модели зачастую не проходят испытаний совместно с котлами. Поэтому их использование не гарантирует долговечности, а погрешность измерений при этом будет возрастать.
Как работает термопара в газовом котле?
Термопара для газового котла представляет собой термоэлектрический преобразователь для автоматических систем управления и контроля газового оборудования. Прибор служит основным элементом защиты газ-контроля и призван обеспечить максимально оперативное перекрытие подачи газа в случае, если пламя погаснет.
Устройство и принцип работы термопары в газовом котле
Термопара предусматривает два проводника из различных видов металла, устойчивых к максимальным температурам, которые соединены в кольцо. Одна из точек спайки устанавливается в зоне измерения, вторую подключают к преобразовательному устройству. Физическое явление в виде термоэлектрического эффекта (эффект Зеебека) составляет основу принципа работы термопары:
- два элемента из различных металлических основ прочно соединяют в одной точке. Отличие в составах проводников – основополагающий фактор в работе устройства;
- когда место стыка помещают в открытый огонь, на других концах спаянного проводника появляется разница потенциалов.
Как выглядит термопара для газового котла
Далее к холодным концам устройства подсоединяют вольтметр, цепь замыкается и измерительный прибор показывает напряжение.
Как работает датчик пламени в газовом котле
Датчик ионизации пламени – прибор, который призван обеспечить безопасную работу газового котельного оборудования. Устройство следит за наличием огня, и при обнаружении отсутствия пламени автоматически отключает котел. Принцип работы датчика пламени газового котла предусматривает следующее:
- функционал основан на образовании ионов и электронов при зажигании пламени. Образование ионного тока вызывает процесс притягивания ионов к электроду ионизации. Устройство подключается к датчику контроля горения;
- если при проверке датчиком контроля горения обнаруживается образование достаточного уровня ионов, это означает, что котел работает в штатном режиме. В случае снижения уровня ионов датчик блокирует работу котельного оборудования.
К ключевым причинам срабатывания датчика ионизации относят загрязнение клапана и некорректное соотношение уровня «газ-воздух». Также это происходит при оседании большого количества пыли на устройстве розжига.
Основные типы термопар для газового котла
При изготовлении термоэлектрических преобразователей применяют сплавы благородных и неблагородных металлов. Для конкретных диапазонов рабочих температур используют определенные группы сплавов.
В зависимости от металлических пар, применяемых при изготовлении, приборы делятся на несколько типов.
Для работы котельного оборудования на газовом топливе чаще всего используют следующие типы устройств:
- термопара типа E. Заводская маркировка ТХКн, представляет собой пластины из хромеля и константана. Прибор предназначен для температурного диапазона от 0°C и до +600°C;
- тип J. Предусматривает композицию из железа и константана, маркировка ТЖК. Используется для рабочих температур в пределах от -100°C и до +1200°C;
- тип Kс маркировкой ТХА, изготавливается на основе пластин из хромеля и алюмеля. Температурный диапазон применения термопары типа Kзначительный – от -200°C и до +1350°C;
- тип Lс маркировкой ТХК. Элементы конструкции представляют собой хромель и копель. Устройство предназначено для температур от -200°C и до +850°C.
Термопара для газового котла типа J
Следующие образцы продукции находят применение в сфере тяжелой промышленности:
- тип Sс маркировкой ТПП10 представляет собой композицию платинородий-платина. Применяется в установках при температурном режиме до +1700°C;
- тип Bс маркировкой ТПР состоит из композиции пластин платинородий-платинородий. Продукт предназначен для температурного диапазона от -100°C и до +1800°C.
Также изготавливаются и другие варианты аналогичных приборов из сплавов благородных металлов, которые актуальны в тяжелой промышленности и литейном производстве.
Плюсы и минусы
Ключевым достоинством термоэлектрического преобразователя отмечают то, что он имеет простое устройство, при необходимости его не сложно изготовить самостоятельно.
Прибор удобен в эксплуатации, также важно, что он энергонезависим.
Отечественные и зарубежные поставщики предлагают разнообразный ассортимент этой продукции, стоимость которой варьируется в широком диапазоне в зависимости от типа и бренда.
В качестве минуса в копилку – необходимость замены на новый вариант в случае поломки термоэлемента, так как он не подлежит восстановлению.
Чувствительные к минимальным перепадам температур приборы сильно зависят от среды окружения.
Так, под воздействием углекислого газа существенно снижается срок эксплуатации оборудования, повышается риск поломки, что сопровождается расходами на замену термоэлемента.
Термопара в системе газового контроля
При эксплуатации газового оборудования требуется энергонезависимая автоматика, что способствует оперативному перекрытию подачи газа в случае, если внезапно погаснет пламя. В современных отопительных котлах с газовой горелкой предусмотрена система газ-контроль, которая включает в себя электромагнитный клапан и термопару. К составным элементам электроклапана относятся:
- сердечник с обмоткой;
- колпачок;
- возвратная пружина;
- якорь;
- резинка, перекрывающая подачу газа.
При нажатии на кнопку подачи газа, шток заглубляется внутрь катушки и заряжается пружина. По регламенту клапан подачи следует удерживать около 30 секунд, чтобы термопара прогрелась, и на концах образовалось напряжение для удержания клапана внутри катушки. Термопара начинает остывать, если гаснет горелка. Что дальше происходит:
- это сопровождается уменьшением напряжения на концах термопары;
- возвратная сила пружины превышает электромагнитную силу, которая удерживает шток внутри катушки;
- клапан возвращается в исходное положение и перекрывается подача газа.
В этом заключается работа термопары в газовом котле. Система газ-контроль на термопаре отличается высокой надежностью, в том числе и благодаря тому, что она способна функционировать без подключения к энергосети.
Нюансы подключения и проверка
Подключают термоэлектрический преобразователь к измерительному прибору при помощи компенсационного кабеля. Чтобы максимально нивелировать погрешность измерения, жилы этого провода выполняют из того же материала, что и сам датчик.
Проверяют работоспособность термопары следующим образом:
- один конец устройства соединяют с мультиметром;
- второй конец вручную нагревают при помощи зажигалки или газовой горелки.
Чтобы проверить работоспособность термопары – один конец устройства соединяют с мультиметром
Если прибор в исправном состоянии, об этом свидетельствует наличие напряжения в районе 50 мВ.
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.
Если при проверке датчик показывает напряжение 50 мВ, можно попробовать запустить котел. Если проблема осталась, и горелка гаснет, это может свидетельствовать о неисправности электромагнитного клапана.
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.
Обратите внимание
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.
Ремонт системы автоматики газового котла АОГВ-17,4-3
С каждым годом все больше подключают газификацию в отдаленных населенных пунктах. И, конечно же, для газового отопления необходимо установить газовый котел. Часто происходят поломки оборудования. В частности выход из строя автоматики газового котла. В нашей статье рассмотрим, как провести ремонт системы автоматики газового котла АОГВ-17, 4-3.
Содержание:
Как включить газовый котел АОГВ
Включить газовый котел не составит труда, так как способ включения подробно описан в инструкции к пользованию.
Но все же, немного расскажем о включении газового котла:
Возможные поломки газового котла
Бывает такая проблема: после того, как отпускаете пусковую кнопку, запальник гаснет. Такая неисправность связана с поломкой системы автоматики газового котла.
Но пользоваться котлом с отключенной автоматикой, ни в коем случае нельзя.
Связано это с тем, что при погасании пламени из-за сильного потока воздуха или при непредвиденном прекращении подачи газа может начаться поступление подачи газа в помещение.
Таким образом, пламя запальника начинает соприкасаться с термопарой. Термопара нагревается за 30-40 с, и на ее выводах появляется ЭДС. Ее достаточно для срабатывания электромагнита. Таким образом, фиксируется шток в нижнем положении. После этого можно отпустить пусковую кнопку.
Датчик тяги располагается в верхней части газового котла, рядом с трубой для отвода продуктов горения в окружающую среду. Такой прибор состоит из контакта и биметаллической пластины.
Если труба засоряется, то происходит резкое повышение ее температуры. Биметаллическая пластина начинает нагреваться и происходит разрыв цепи подачи напряжения на электромагнит. Таким образом, шток не может удерживаться электромагнитом и вентиль закрывается. А значит и подача газа остановится.
Методика поиска поломки
В первую очередь необходимо начать проверку датчика газа. Он является самым слабым элементом системы автоматики газового котла. Из-за того что датчик не защищен кожухом он примерно через год покрывается толстым слоем пыли. Вследствие чего биметаллическая пластина окисляется и таким образом ухудшается контакт.
Пыль можно удалить мягкой кистью. Далее необходимо оттянуть пластину от контакта и зачистить мелкой наждачкой. Но стоит помнить о том, что нужно очистить контакт. После того как очистили контакт и пластину нужно нанести тонкий слой жидкой смазки.
Затем необходимо провести проверку исправности термопары. Срок службы этого элемента намного меньше других, так как он находится в пламени запальника и подвергается высоким температурам.
Важно
Главной поломкой термопары является прогар корпуса. При прогаре возрастает переходное сопротивление в месте спая.
А биметаллическая пластина станет ниже требуемого значения и электромагнит не сможет больше фиксировать шток.
Проверка термопары газового котла АОГВ
Чтобы проверить термопару газового котла АОГВ необходимо открутить накидную гайку, которая находится с левой стороны электромагнита. После этого нужно включить запальник и измерительный прибор, который называется вольтметр. С его помощи можно замерить постоянное напряжение на контактах термопары. Если напряжение меньше 25-30 мВ, то термопара неисправна.
Для того чтобы полностью проверить термопару нужно отстыковать трубку от кожуха и замерить сопротивление термопары. Нагретая термопара имеет сопротивление не более 1 Ом. Если сопротивление выше этого значения, то необходимо заменить термопару на новую.
Термопара в зависимости от модели и фирмы стоит от 500 до 1800 руб.
Из-за некоторых причин, может быть низкое значение ЭДС:
Если остались неисправности, а ЭДС на выводах прибора в норме, то нужно проверить такие элементы:
- Датчик тяги. Для начала нужно проверить усилие прижатия контакта к биметаллической пластине. Чтобы увеличить прижатие необходимо освободить стопорную гайку и переместить контакт как можно ближе к пластине. После этого можно затянуть гайку.
- Целостность контактов, в том месте, где подключается термопара и датчик тяги.
Те контакты, которые окислились нужно зачистить. Накидные гайки лучше закручивать без использования гаечного ключа. Потому что можно порвать провода, которые подходят к контактам.
- Целостность обмотки электромагнита. Если есть необходимость, то ее выводы пропаивают.
Проверить работу электромагнита можно таким способом: нужно отсоединить подводку термопары, нажать и удерживать пусковую кнопку и потом можно поджечь запальник. От любого отдельного источника напряжения необходимо подать напряжение 1 В на освободившийся контакт электромагнита.
После этого можно отпустить кнопку и если запальник продолжает гореть, то датчик тяги и электромагнит находятся в рабочем состоянии.
Если при зажигании запальника пламя вспыхивает и сразу же гаснет, то возможны следующие причины:
- Из-за большой тяги воздуха пламя запальника задувается;
- На входе котла может быть неисправен или закрыт газовый кран;
- Низкое давление газа на входе оборудования;
- Засорилось отверстие в форсунке запальника.
Если газовый котел работает и отключается подача газа, то возможно следующие причины:
- На входе котла низкое давление газа;
- Засорен дымоход. Из-за этого срабатывает датчик тяги. В таком случае нужно прочистить дымоход;
- Поломка электромагнита. Необходимо проверить его исправность.
