Как поменять термопару в газовом котле?

Термопары газовых котлов: конструкция, диагностика и замена в домашних условиях

Термоэлектрические датчики – термопары – применяются сугубо в газовых котлах и водогрейных колонках, оснащенных энергонезависимой автоматикой безопасности. Задача элемента – отслеживать наличие пламени горелки, непрерывно подавая напряжение на электромагнитный клапан управляющего блока SIT 630 (или подобного). Наша цель – рассказать, что такое термопара, как она работает и меняется в случае неисправности.

  • 1 Устройство термоэлектрического датчика пламени
  • 2 Принцип действия в составе котла
  • 3 Отличия от датчика температуры
  • 4 Как проверить и заменить термопару
  • 5 Заключение

Устройство термоэлектрического 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 электропитания. Сфера применения термопар – газоиспользующие энергонезависимые установки: печи, кухонные домашние плиты и водонагреватели.

Поясним принцип работы термопары для котла, основанный на эффекте Зеебека. Если спаять или сварить концы 2 проводников из разных 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

Примечание. Медная трубка нужна для защиты плюсового проводника от внешних наводок, создаваемых домовой сетью 220 В и другими электроприборами. Вспомните: минимальная величина напряжения термопары составляет всего 20 мВ.

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

Справка. Алюмель – это сплав никеля с алюминием, марганцем и кремнием. Состав хромеля – 90% никеля, 10% хрома. Копель тоже включает никель, соединенный с медью и кремнием.

Применение сплавов в конструкции термопар обусловлено лучшей генерацией тока. 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.

Справочная информация. В турбированных и атмосферных теплогенераторах, подключаемых к домовой электросети, вместо термопары может применяться фотоэлектрический датчик. Он регистрирует наличие огня без непосредственного нагрева.

Как работает термопара на напольных котлах типа АОГВ и аналогичных аппаратах:

  1. Пользователь одной рукой нажимает кнопку и принудительно открывает электромагнитный клапан подачи газа.
  2. Второй рукой домовладелец включает пьезорозжиг, удерживая первую клавишу. Вспыхивает запальник.
  3. Согласно инструкции по эксплуатации, кнопку необходимо держать 5—30 секунд (зависит от модели агрегата), в течение которых фитиль прогревает измерительный электрод.
  4. В цепи электромагнита возникает постоянный ток, идущий от термоэлектродов. Пользователь отпускает клавишу, но подача топлива не прекращается – теперь клапан удерживает напряжение термопары.

Если в силу разных причин огонь потухнет, нагрев термоэлемента закончится, ЭДС исчезнет. Электромагнит отключится, пружина захлопнет клапан и перекроет путь топливу.

Справка. Газовые водогрейные установки, не зависящие от электроэнергии, комплектуются автоматикой различных производителей – EuroSIT, Жуковского завода, «Арбат», «Орион» и так далее. Термопара везде работает по одинаковому принципу – пока электрод греется пламенем, подача газа будет открыта.

Отличия от датчика 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, сделанный в виде колбы из меди с запаянным концом;
  • 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 автоматики вовсе либо отличается размером крепежной гайки.

Примечание. Термобаллон действует по другому принципу: при нагреве внутри колбы расширяется специальная жидкость. Давление по капилляру передается клапану автоматики, отключающему основную горелку. Пламя запальника не затухает.

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

Уточнение. Неисправность датчика тяги вызывает аналогичные симптомы, поскольку этот «концевик» включен последовательно с термопарой (в разрыв цепи). Чтобы исключить влияние датчика, временно замкните его провода.

Для диагностики понадобится мультиметр либо другой прибор, способный измерять низкое напряжение (до 100 мВ). Как выполняется проверка:

  1. Закройте подачу газа к теплогенератору либо проточному водонагревателю краном, расположенным на подводящей трубе. Снимите кожух или переднюю панель агрегата.
  2. Пользуясь рожковыми ключами, открутите гайки крепления термоэлектрода и соединительной трубки. Снимите датчик пламени.
  3. Внимательно осмотрите рабочий электрод, очистите его от сажи кистью и ветошью. Если при визуальной проверке обнаружены прогары, термопара безоговорочно подлежит замене.
  4. Переместившись на кухню, зажгите горелку газовой плиты. Подсоедините зажимы мультиметра к центральному контакту и медной трубке. Выставьте низший предел измерения – 0.1 либо 1 В.
  5. Нагревайте термоэлемент конфоркой газовой плиты, наблюдая за показаниями вольтметра.

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.

Совет. Покупая новую термопару, всегда ориентируйтесь по марке и конкретной модели котла, дабы не запутаться в маркировках и обозначениях.

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 термопару в газовый котел, настройте положение нагреваемого стержня. В идеале электрод стоит горизонтально, не отклоняется вверх или вниз и хорошо омывается пламенем фитиля.

Заключение

Зная устройство термопары котла и способы ее 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. Для чего нужна. Ремонт. Замена

Термопары для газового котла иногда называют термоэлектрическим датчиком. Данный прибор встречается в газовых котлах, и в любой другой газоиспользующей установке, которая использует энергозависимую автоматическую систему безопасности.

Главной задачей термопар является непрерывная подача на электромагнитный клапан напряжения. Термопара отслеживает пламя в горелке и препятствует его погашению.

Устройство

Термопары относятся к категории защитных мер, используемых в газовых котлах. Именно благодаря термопаре не пропадает напряжение в топливном клапане при нагревании во время горения запальника.

Большинство термопар работают автономно и не требуют вмешательства человека. Их размещают в:

  • Газовых печах;
  • Газовых плитах;
  • Водонагревателях, работающих на газе;
  • Газовых котлах и т. д.

Термопары используют принцип работы Зеебека. При спаивании концов, состоящих из нескольких видов металлов, можно выработать электродвижущую силу в месте нагревания (сокращенно ЭДС). Чаще всего ЭДС в бытовых приборах составляет 20-50 минивольт.

Стандартная комплектация термопар содержит следующие элементы:

  • Термоэлектрод, состоящий из 2, спаянных вместе, сплавов;
  • Гайки;
  • Пластины;
  • Провода удлинителя, находящегося внутри трубки из меди;
  • Клеммы (есть разновидности винтовой клеммы);
  • Шайбы.

Трубка из меди, которая исполняет функцию минусового контакта и провода удлинителя, играет очень важную роль в термопаре. Она гарантирует защиту плюсового контакта от внешнего электрического воздействия, создаваемой домашней сеть, ведь максимально допустимый уровень напряжения для термопары составляет 50 мВ, а у электрической сети 220 В.

Читайте также  Размер кондиционера внутренний блок настенной сплит системы

В качестве материалов для электродов, производящих электродвижущую силу, используются определенные сплавы металлов. Наиболее часто встречающимися термическими сочетаниями являются сочетания хромеля с:

  • Алюменем (сплав никеля с кремнием, марганцем и алюминием (тип K – ТХА));
  • Копелем (сплав никеля, меди и кремния (тип L – ТХК));
  • Константином (тип E – ТХКн).

При использовании металлических сплавов ток лучше генерируется. При использовании чистого металла произведенная электродвижущая сила будет значительно меньше.

Как работает в котле термопара?

Практически все газоиспользующие приборы работают по стандартной схеме, поэтому вне зависимости от места установки термопары, принцип работы газового котла будет мало отличаться. Проводник подключают к электромагниту, который ответственен за подачу газа. Измерительный электрод размещается около фитиля или основной горелки.

В некоторых теплогенераторах используется фотоэлектрический датчик вместо термопары. Этот датчик контролирует наличие огня, не используя непосредственно нагревание.

Ключевой принцип работы термопары, следующий:

  1. Владелец газового котла одной рукой открывает электромагнитный клапан, нажимая рукой на кнопку или вентиль подачи газа.
  2. Вторая рука используется для нажатия на пьезорозжиг, с помощью которого загорается запальник.
  3. Необходимо держать руку на кнопке в течение 5-30 секунд, чтобы прогреть измерительный электрод (таков принцип действия по технике безопасности).
  4. Таким образом от термоэлектродов начинает поступать постоянный ток по цепи электромагнита.
  5. После отпускания кнопки напряжение не исчезает – процесс горения поддерживается термопарой.

В том случае, когда огонь потухает, электродвижущая сила пропадает и нагревание термоэлемента прекратится. В этом случае доступ к топливу будет прекращен, поскольку электромагнит не будет поддерживать напряжение, а пружина перекроет клапан.

Как выявить неисправность

В зависимости от характера поломки отличаются и причины неисправности, однако сам факт наличия проблемы будет присутствовать в любом случае. Первый признак неисправности термопары в газовом котле – потухание фитиля вместе с отпусканием пьезорозжига. Время от времени поломка термопары проявляется иным способом – огонь в горелке продолжает гореть, однако с подачей горючего не осуществляется и пламя в газовом котле тухнет.

Причин возникновения подобных проблем может быть несколько:

  • Низкое напряжение, вызванное накопившейся на электроде сажей;
  • Корпус измерителя полностью прогорел;
  • В точке спая произошло нарушились контакты;
  • Открутилась гайка;
  • Пошел перекос стерженя термопары, отчего запальник не может передать достаточное количество напряжения;
  • Неисправен датчик тяги;
  • Произошел обрыв электрической цепи.

Иногда проблема бывает не в самой термопаре, а в датчике тяги. Чтобы убедиться в исправности термопары, исключив при этом датчик тяги – на некоторое время можно замкнуть провода.

Чтобы установить причину поломки и продиагностировать термопару, вам потребуется датчик измерения напряжения, с которым нужно будет произвести следующие манипуляции:

  1. Перекройте подачу топлива специальным краном, находящимся на подводящей трубке (у разных устройств этот кран располагается в отличных друг от друга местах).
  2. Снимите переднюю часть газоиспользующей установки.
  3. Уберите датчик пламени, воспользовавшись рожковым ключом. Его необходимо использовать на гайках крепления, соединяющих термоэлектрод и соединительную трубку.
  4. Почистите от сажи и прочих загрязнений электрод, после чего осмотрите его со всех сторон. В случае, если вы визуально можете увидеть следы прогара, термопару незамедлительно нужно поменять.
  5. Воспользовавшись кухонным газоиспользующим устройством, присоедините зажимы вольтметра к трубке из меди и к центральному контакту.
  6. Выставьте на приборе измерения минимальный предел измерения: 0,1 или 1 В.
  7. С помощью плиты нагрейте термоэлемент, одновременно смотря за показаниями прибора измерения.

В том случае, если прибор показывает нули, резкие скачки напряжения или показания меньше 20 мВ, тестируемую термопару потребуется заменить. Неполоманная термопара должна показывать не меньше 0,02 В. Учтите, термопару починить нельзя, они подлежат только замене.

В случае, если нет возможности или желания снимать термопару для ее диагностики, можно протестировать ее прямо на месте установки. Для этого трубку термопары потребуется отсоединить от автоматической системы и подсоединить к вольтметру. Одной рукой зажгите запальник, наблюдая при этом за показаниями. Однако этот метод крайне не рекомендуется, поскольку он не дает полный визуальный эффект исправности или неисправности термопары. Также при снятии термопары можно очистить электроды от сажи и, тем самым, отмести один из вариантов неисправности устройства.

Как поменять

При покупке замены термопары, обязательно покупайте идентичную предыдущей или, если таковую не найдете, выбирайте разновидность, исходя из марки и модели газового котла.

При установке купленной термопары в газовый котел, внимательно следите за положением нагреваемого стержня. Нагревательный электрод должен располагаться горизонтально, без лишних отклонений вверх или вниз для полноценного доступа к пламени.

Для замены термопары не требуется специальное образование. С этой несложной процедурой может справиться любой человек, даже тот, кто впервые занимался подобной операцией.

Все что необходимо знать о принципе работы, ремонте и замене термопары газового котла

Термопара является основным контрольно-измерительным модулем в энергонезависимых газовых котлах. При ее неисправности подача газа на горелку невозможна, разжечь котел не получится, а попытки обхода ее действия попросту небезопасны. К счастью, конструкция термопары и алгоритм ее замены довольно просты, при наличии минимальных навыков можно самостоятельно устранить неисправность, в некоторых случаях даже обойдясь без замены модуля.

Читайте в статье

Для чего нужна термопара в газовом котле

Термопара (она же термоэлектрический термометр) – это контрольно-измерительный модуль, вырабатывающий при нагреве слабое напряжение, которого достаточно для удержания электромагнитного клапана подачи газа в открытом положении. По-сути, термопара нужна исключительно в целях безопасности: как только по каким-либо причинам (например, вследствие обратной тяги) в топочной камере котла прекратится горение, термопара не сможет удерживать клапан подачи газа в открытом состоянии, подача топлива прекратится, утечка газа в помещение будет предотвращена.

На фото стандартное местоположение термопары в газовом котле. Ее можно отличить по медной трубке.

Помимо газовых котлов, термоэлектрический датчик используется в бытовых газовых плитах, печах, водонагревателях. Поэтому при выборе необходимо отбирать термопару именно для газовых котлов, а точнее для конкретной модели котлоагрегата или автоматики (обычно это итальянская автоматика EuroSit 630 и ее аналоги).

Устройство и принцип работы

Известно, что в замкнутой цепи, которая состоит из двух проводников из разных металлов (напр., хромель и копель), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), при условии, что их горячий и холодный спаи имеют различную температуру ( эффект Зеебека ). Значение ЭДС зависит от материалов проводников, температур их холодного и горячего спаев.

Обычно, напряжение бытовой термопары находится в пределах 20-60 милливольт (мВ), чего достаточно для открытия газового клапана, но, разумеется, недостаточно для работы сложной автоматики и прочих модулей, для которых уже необходимо подключение к электросети.

Так выглядит стандартная термопара на фото.

Модуль не ограничивается парой спаев, однако устройство термопары достаточно простое и понятное:

  1. Гильза, внутри которой находятся термоэлектроды с «горячим» спаем проводников, именно она крепится на горелочный модуль котла, рядом с пилотной горелкой (запальником).
  2. Удлинитель, защищенный медной трубкой от внешнего воздействия электромагнитных полей, служит для соединения рабочей части (горячего спая) с электромагнитным газовым клапаном.
  3. Диэлектрическая шайба с «холодным» спаем, именно она вставляется в гнездо газового электромагнитного клапана.

Чаще всего в термопарах бытовых газовых котлов используются спаи из хромеля и алюмеля (ТХА), хромеля и копеля (ТХК), железа и константана (ТЖК). Все используемые сплавы, их маркировка и характеристики указаны в таблице ниже.

Тип термопары (европейская классификация) Материалы проводников спая Российская маркировка Диапазон температур, °C
K хромель-алюмель ТХА -200 – 1 300
L хромель-копель ТХК -200 – 850
J железо-константан ТЖК -100 – 1 200
N нихросил-нисил ТНН -200 – 1 300
T медь-константан ТМКн -200 – 400
E хромель-константан ТХКн 0 – 600
S платинородий-платина ТПП10 0 – 1 700

Как работает термоэлектрический термометр в составе газового котла

Принцип работы термопары в составе газового котла везде один:

  1. Сначала человек механическим путем открывает клапан подачи газа, удерживая кнопку электромагнитного клапана в течение 15-30 секунд.
  2. Затем единожды нажимается кнопка пъезорозжига, возникает искра и зажигается запальная горелка.
  3. Кнопка магнитного клапана удерживается еще на протяжении 30-60 секунд, пока рабочий спай термопары, находящийся рядом с запальником, не нагреется и не выдаст необходимое напряжение.
  4. По прошествии 30-60 секунд кнопка электромагнитного клапана отпускается, но горение не прекращается, поскольку нагретая термопара вырабатывает достаточно напряжения для удержания газового клапана в открытом положении. Котел работает в штатном режиме, без вмешательства человека.
  5. Как только горение прекращается, пламя больше не нагревает термопару, вследствие чего напряжения недостаточно для удержания электромагнитного газового клапана открытым, он закрывается, прекращая подачу газа.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Инструкция по диагностике, ремонту и замене

Как проверить термопару на работоспособность

Определить, что термопара неисправна зачастую можно даже визуально, не разбирая котел. Во время розжига, после отпуска кнопки электромагнитного клапана, она не останется в зажатом положении, поскольку электромагнитный клапан не получает минимально необходимого напряжения. Клапан закроется, подача газа прекратиться.

Обойти термопару можно зажав кнопку тяжелым предметом или заклеив скотчем, что часто и делают на практике. Однако мы настоятельно не рекомендуем это делать, поскольку при затухании пламени, например, при задувании ветром , подача останется открытой, газ не будет сжигаться и поступит в помещение, что вызовет аварийную ситуацию. Прибегнуть к такому обходу можно лишь на время, до приезда специалиста или запасного модуля, постоянно находясь у котла и контролируя наличие пламени.

Чтобы гарантированно убедиться в исправности или неисправности, стоит проверить термопару мультиметром (тестером), установленным на мВ или вольтметром:

Читайте также  Как настроить кондиционер на холодный воздух?

  1. Откручиваем гайку, фиксирующую термопару в гнезде электромагнитного газового клапана.
  2. Снимаем рабочую часть термопары с кота.
  3. Теперь нужно нагреть рабочую часть термопары, чтобы она образовала напряжение. Сделать это лучше всего над конфоркой кухонной плиты или свечой, пламя должно плотно обволакивать термопару.
  4. После нагрева термопары (30-60 секунд), прикладываем один щуп тестера к корпусу термопары, а второй – к выходному контакту. Измерения лучше проводить в течение 40-60 секунд, не прекращая греть рабочий спай.

Исправная термопара газового котла должна выдавать напряжение от 20 мВ (0,02 В). Некоторые модели могут выдавать до 50-60 мВ. Если термопара выдает менее 20 мВ, это гарантированно свидетельствует о ее неисправности. Однако не спешите прибегать к ремонту или замене модуля.

Как и в каких случаях ее можно восстановить

Термопара устроена таким образом, что любые повреждения или загрязнения могут снизить выдаваемое ею напряжение ниже критической отметки. Очень частой причиной неисправной работы является нагар или слой сажи на ее рабочей (нагреваемой) части. Чтобы восстановить термопару, достаточно почистить ее мягкой щеткой или ваткой и спиртом, не допуская при этом царапин и прочих повреждений. После очистки стоит заново произвести проверку напряжения следуя инструкции выше.

Также частой причиной являются окислившиеся контакты, их можно аккуратно обработать наждачкой-нулевкой. Если на термопаре присутствует глубокая черная вмятина или дыра вследствие прогорания, ее гарантировано необходимо заменить.

Порядок замены термопары на новую

Установка новой термопары не отличается от процесса ее демонтажа: сначала фиксируем рабочую часть с горячим спаем на горелочном модуле, просто закручивая гайку. Таким же образом подключаем диэлектрическую шайбу к гнезду газового клапана.

Основной момент заключается в регулировке положения термопары относительно запальной горелки, если это необходимо. Принцип тут прост: пламя фитиля должно полностью омывать рабочую часть термопары.

Стоимость термопары зависит от модели и используемых в ней сплавов. В среднем цены находятся в диапазоне 350-500 рублей. Ниже приведена таблица цен термопар на наиболее популярные модели газовых котлов.

Термопара для газового котла: принцип работы, характеристики, устранение неисправностей

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.

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.

Устройство, принцип работы и основные типы

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 термопары Сплав Российская маркировка Диапазон 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.

Вернуться к оглавлению

Термопара в системе газового контроля (газ-контроль)

Если вы решили установить в своем загородном доме твердотопливный котел, вам не надо заботиться о том, что будет если огонь вдруг погаснет. Однако когда вы используете газовое оборудование, вам необходима энергонезависимая автоматика, способная максимально быстро перекрыть подачу газа, в случае если горелка вдруг потухнет. Для этих целей в современных газовых котлах предусмотрена система газ контроль. Как же она работает?

Система состоит из двух основных частей: электромагнитного клапана и термопары. Один конец датчика размещается непосредственно в пламени горелки, а второй подключается к электроклапану, который состоит из сердечника с обмоткой, колпачка, возвратной пружины, якоря и резинки перекрывающей подачу газа.

Фото 4: Энергонезависимая система газ-контроль для плит и котлов

Работает газ-контроль довольно просто. Нажимая на кнопку подачи газа, вы заглубляете шток внутрь катушки, заряжая пружину. По инструкции розжига газового котла, клапан подачи нужно удерживать нажатым около нескольких десятков секунд. Это время необходимо для того чтобы прогрелась термопара и на ее концах появилось достаточное напряжение для удержания клапана внутри катушки.

В тот момент когда горелка гаснет, термопара начинает остывать, напряжение на концах термопары уменьшается и в какой-то момент, возвратная сила пружины перевешивает электромагнитную силу удерживающую шток внутри и возвращает клапан в исходное положение, перекрывая подачу газа. Этот процесс обычно занимает несколько десятков секунд.

Одна из особенностей газ-контроля в том, что он полностью электронезависим. В больших отопительных комплексах, подобных отечественному пеллетному котлу «Светлобор», при отключении электропитания вся система управления перестает функционировать. Система газового контроля на термопаре полностью электронезависима, и способна надежно функционировать без необходимости подключения к электросети.

Вернуться к оглавлению

Подключение, проверка и поиск неисправностей

Одна из распространенных неисправностей газовых котлов выглядит следующим образом: вы нажимаете кнопку подачи газа, поджигаете запальник, держите в течении положенных 30 секунд, отпускаете и горелка тут же гаснет. Одна из причин, которая может приводить к такому результату – неисправная термопара или ее плохой контакт с электромагнитным клапаном.

Фото 5: Подключение и проверка термопары на измерительном приборе

Устранить эту неполадку можно своими руками не прибегая у услугам мастера. Для этого необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Гаечным ключом откручиваем прижимную гайку, удерживающую термопару в контакте с электромагнитным клапаном и извлекаем ее конец.
  2. Осматриваем разъем на предмет наличия различных окислов и загрязнений. При необходимости мелкой шкуркой-нулевкой аккуратно зачищаем место контакта.
  3. Далее следует проверить термопару мультиметром. Для этого подключаем один конец к измерительному прибору, а второй нагреваем ручной газовой горелкой. Напряжение на концах исправной термопары должно быть в около 50 мВ.
  4. Если все показатели в норме, следует собрать все обратно и попробовать запустить котел.

В том случае если проблема осталась, скорее всего неисправен сам электромагнитный клапан или по прежнему плохой контакт между ним и термопарой. Если клапан исправен, следует повторно прочистить место соединения и попробовать найти такое положений прижимной гайки при котором достигается хороший контакт.

Полезное: Для подключения термопар к измерительным приборам обычно используется компенсационный провод. В этом кабеле, жилы изготавливаются из того же материала, что и сам датчик. Это позволяет значительно снизить погрешность измерения.

Если термопара вышла из строя ее необходимо купить новую. На российском рынке представлено много различных производителей выпускающих эти датчики: Арбат, АКГВ, АОГВ(Жуковский завод), Honeywell. Цены на разные типы лежат в районе 600 — 2000 рублей.

Более подробно о том как самостоятельно в домашних условиях произвести ремонт термопары в газовом котле, смотрите в следующем видео:

Термопары активно применяются не только в автоматике газовых плит, котлов и колонок. На их базе выпущено множество различных терморегуляторов и термометров, как бытового так и промышленного назначения. Многие умельцы на базе термоэлектрического преобразователя изготавливают своими руками зарядные устройства и мини электростанции, способные заряжать телефоны и другие маломощные устройства прямо от костра или другого открытого огня. Надеемся наш рассказ вам понравился, и вы узнали немного больше о нюансах работы таких знакомых вам бытовых приборов.

Термопара газовой горелки: как снять, заменить и установить датчик пламени котла?

Главная страница » Термопара газовой горелки: как снять, заменить и установить датчик пламени котла?

Термопара (датчик силы пламени газовых горелок) — это устройство управления потоком газа, которое используется в конструкциях газовых бытовых котлов. Устаревшие системы бытовых водонагревателей с постоянно функционирующими вспомогательными горелками оснащаются устройством контроля — термопара. Бойлеры нового типа, где применяется электронное зажигание, оснащаются аналогичным устройством, которое в технической документации упоминается как датчик пламени.

Краткое описание элемента бойлера термопара

Датчик термопара является неотъемлемой частью узла газовой горелки бытового котла. Подключается датчик непосредственно на газовый клапан-регулятор. Технически термопара представляет простое устройство, преобразующее тепло, выделяемое газовой горелкой в электрический ток малой величины.

Ток термопары действует фактически как сигнал управления газовым потоком, что реализуется посредством клапана подачи газа. Другими словами: когда датчик находится не под действием выделяемого тепла, подача топлива на горелку попросту блокируется газовым клапаном.

Таким выглядит классическое исполнение термопары газовой колонки – бытового водонагревателя. Это новый, ещё ни разу не использованный экземпляр. Такой обычно нужен на замену старого – дефектного компонента

Следовательно, термопара газовой горелки выступает ключевым элементом безопасности оборудования, составляющего водонагревательную бытовую систему. Нередко дефектная термопара становится причиной, в результате которой источник горения газа водонагревателя не действует или даёт кратковременное горение.

Постоянный факел и электронное зажигание

Очевидный момент — типичным исполнением системы зажигания газового бытового котла определяется технология замены термопары. Независимо от типичного исполнения системы зажигания (простая, электронная), датчик пламени остаётся неизменной частью узла бойлера.

Конфигурация элементов поджига и контроля на бойлерах устаревших моделей: 1 – пилот, обеспечивающий постоянный «дежурный» факел; 2 – термопара, заключённая в металлический кожух

Вариант постоянного пилота предполагает наличие только горелки и термопары, закреплённые на горелочном узле. Вариант электронного зажигания отличается тем, что на горелочном узле монтируются:

  • пилот (факел),
  • датчик тепла,
  • термоэлемент,
  • электронный воспламенитель.

Если владельцу газовой колонки сложно определить типичное исполнение системы зажигания, сделать это можно по наличию «дежурного» огня. Постоянные системы зажигания имеют вспомогательную «зажигалку», которая всегда горит небольшим «дежурным» огнём (при наличии газа в системе). Если же используется электронный вариант зажигания, «дежурное» пламя загорается только от сигнала термостата.

Подготовка системы и демонтаж узлов

Блокировка подачи топливного ресурса (природного газа) на бытовой котёл – это первое, что требуется сделать перед началом работ с бойлером, независимо от особенностей конструкции системы.

Подготовка демонтажа: 1 – точка подключения термопары на регулирующем клапане бойлера; 2 – тока подключения пилота (факельной лампы); 3 – электропроводка пъезоэлемента; 4 – подвод газового топлива к регулирующему клапану

Пошаговый процесс ремонта выглядит следующей последовательностью:

  1. Установить газовый клапан бойлера в положение «отключено».
  2. Закрыть запорный кран трубопровода подачи газа.
  3. Снять крышку узла источника пламени или крышку коллектора (для схемы с электронным зажиганием).
  4. Использовать разводной или гаечный ключ для соединений термопары.
  5. Выполнить отключение трубок подачи на основную и вспомогательную горелки (пилота) от регулирующего клапана. Для систем электронного зажигания также отключить проводник пьезоэлемента.

Демонтаж на бойлере с электронным зажиганием

Камера сгорания водонагревателей, где применяется электронное зажигание, как правило, имеет герметичную крышку. Для доступа в эту область необходимо демонтировать крышку коллектора узла источника пламени. Тогда мастеру откроется к доступу:

  • трубка подачи газа на источник пламени,
  • основной источник пламени,
  • электронное зажигание,
  • пилот (факел),
  • термопара.

Нужно выполнить следующую последовательность действий для демонтажа крышки коллектора:

  1. Снять крепления крышки коллектора узла источника пламени. С учётом марки и модели бойлера, закрывающая коллектор панель может иметь крепление винтовое, гаечное или специальное нестандартными крепёжными элементами.
  2. Ухватить трубку подачи горелки, слегка нажать, тем самым освобождая коллектор, направляющую трубку, соединения термопары.
  3. Аккуратно снять коллектор источника пламени, не допуская повреждения внутренних компонентов. Если горелка не поддаётся демонтажу, проверить наличие дополнительных крепёжных винтов.
  4. Осторожно снять старую прокладку по периметру крышки коллектора, будучи в хорошем состоянии, прокладка допускает повторное использование (иначе нужна замена).
  5. Очистить места примыкания крышки к области основания.

После демонтажа узел горелки бойлера, где используется электронный поджиг, визуально выглядит как на картинке ниже:

Узел источника пламени с электронным зажиганием: 1 – устройство распределения пламени; 2 – пилот; 3 – электронный воспламенитель; 4 – термопара (установка по месту); 5 – термопара (демонтированная из кронштейна)

По завершении работ демонтажа, естественным образом встаёт вопрос проверки снятого элемента контроля на работоспособность. Уже отталкиваясь от результатов тестирования термопары, внешнего состояния и срока службы, мастер делает соответствующий вывод относительно замены этой детали.

Как проверить работоспособность датчика пламени?

Если визуальный осмотр датчика показывает удовлетворительный результат, дальнейшее тестирование на работоспособность заключается в проверке выходного сигнала термопары. В данном случае выходным сигналом является напряжение, формируемое на концевой (подключаемой к регулирующему клапану) головке датчика ( 9 ). Где находится головка и прочие элементы датчика, показывает схема ниже:

Схематичный расклад компонентов: 1 – рабочая область термопары; 2 – горячий спай; 3 — металл одного типа; 4 – металл другого типа; 5 – холодный спай; 6 — гибкая медная трубка с изолированным проводом внутри; 7 – соединительная гайка; 8 – изолятор; 9 – лужёный разъём

Для тестирования датчика пламени необходимо измерительный прибор (аналоговый стрелочный или цифровой) подключить одним контактным зажимом непосредственно на медную трубку ( 6 ), вторым – к лужёному разъёму ( 9 ). Тестер включить в режим измерения напряжения (в диапазоне милливольт).

Пример подключения концевой соединительной головки к тестеру (аналоговому или цифровому) для выполнения тестирования термопары газового котла на работоспособность

Далее потребуется нагреть область термопары ( 1 ) при помощи любого, имеющегося под руками, источника тепла. Например, обычной зажигалкой или парафиновой свечой. Работоспособный элемент покажет на измерительном приборе значение напряжения около 8-30 мВ. Если же показания меньше или равны нулю, датчик пламени неисправен и требует замены.

Процедура замены термопары новым экземпляром

Неспешно, с применением усилия и небольшой вращательной амплитуды, вытянуть старую термопару из посадочного отверстия кронштейна. При этом следует постараться не согнуть и не деформировать соединение пилота с кронштейном датчика пламени.

Полностью удалить старый датчик пламени, вытянув этот элемент через отверстие крышки с уплотнительным кольцом и резиновой втулкой. Либо открыть крышку коллектора на узле источника пламени. При необходимости допускается отрезать старую термопару для упрощения демонтажа.

Не рекомендуется сразу же выбрасывать удалённый экземпляр, так как этот компонент газовой горелки пригодится для точного подбора новой термопары. Также рекомендуется приобрести новую уплотняющую прокладку под крышку коллектора.

Установка нового датчика пламени по месту

  1. Пропустить новую термопару сквозь втулку (отверстие) крышки коллектора. Вставить термопару в отверстие монтажного кронштейна до упора, до полной усадки или фиксации на месте.
  2. Расположить наконечник датчика пламени с учётом охвата пилотным пламенем верхней части наконечника на 9 — 12 миллиметров не более и не менее.
  3. Заменить прокладку крышки коллектора новой или использовать старую, если пригодна к эксплуатации.
  4. Поместить источник пламени в область камеры сгорания и установить по проекту.
  5. Закрыть крышку.

Замена термопары на устаревших моделях бойлеров

Для устаревших моделей водонагревателей, где применяется постоянное «дежурное» пламя, демонтаж и замена датчика пламени выглядит просто. Как только:

  • трубка пилота (факела),
  • трубка основного источника пламени,
  • термопара,

отключены от клапана-регулятора подачи газа, достаточно приподнять и далее снять узел горелки с места установки. Дальнейшие действия аналогичны тем, что описаны для моделей с электронным зажиганием.

Заключительный штрих

После сборки узлов можно кратковременно открыть линейный газовый кран, чтобы обеспечить давление в системе. Затем газовый кран закрыть, приготовить мыльный водный раствор и проверить на утечки все точки газовых соединений, которые были затронуты. Если утечки отсутствуют, нагревательное оборудование допустимо эксплуатировать. В ином случае утечки следует устранить.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .