Как работает термопара в газовом котле

Что такое термопара для газового котла отопления – как работает, преимущества оборудования

Чтобы измерить температуру внутри топки, газовые котлы оснащаются термопарой. Этот прибор также обеспечивает автоматическое прекращение подачи газа, когда из-за порывов ветра или по другой причине затухает пламя в горелке.

Назначение

Благодаря термопаре для газового котла тепловая энергия преобразовывается в электрическую, тем самым обеспечивая питание электромагнитных катушек. Кроме того, устройство выступает в качестве основы газ-контроля. Для его изготовления используется несколько видов металла, способных стойко переносить значительное нагревание в камере сгорания.

Вместе с термопарой обычно устанавливается автоматический отсекающий клапан, прекращающий поступление газа в топливопровод. Предохранители газовых агрегатов обладают специфическим устройством. Как только термоэлектрический элемент ломается, или происходит резкое прекращение горения, автоматически срабатывает отсекающий клапан, и подача газа останавливается.

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».

При условии прочной коммутации двух тел из разного металла и последующем разогреве соединительного участка открытым пламенем, свободные концы проводника будут давать разницу потенциала. При коммутации к ним вольтметра цепь замыкается, и на измерительном приборе фиксируется напряжение.

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.

Материалы изготовления термопары для газового котла

Для изготовления термопар используются специальные сплавы, в состав которых входят благородные и неблагородные металлы. Принципиальным условием при выборе материалов является наличие у них постоянной повторяемой зависимости между перепадами температуры и напряжением. Формирование групп сплавов для производства тех или иных нагревательных приборов зависит от определенных температурных диапазонов.

В специализированных магазинах имеются следующие разновидности термопар:

1. Тип Е (заводская маркировка – ТХКн). Материалом изготовления здесь выступают пластины хромеля и константа, что делает приборы особенно надежными. Рабочая температура допускается в диапазоне от 0 до +600 градусов.
2. Тип J (маркировка – ТЖК). Почти полная идентичность термопары типа Е, однако хромель в этом случае заменен железом. Качество термопары типа J также отличается высоким уровнем, при более низкой стоимости. Температурный режим варьируется от -100 до +1200 градусов.
3. Тип К (маркировка ТХА). Самая популярная разновидность термопары в котле отопления, получившая повсеместное распространение. Состоит из алюминиевых и хромовых пластин. Температурный диапазон – от -200 до +1350 градусов. Для изделий типа К характерна высокая чувствительность по отношению к температурным колебаниям, при значительной зависимости от условий эксплуатации. Активный контакт с углекислым газом приводит к заметному уменьшению срока службы. Перед тем, как почистить термопару в газовом котле, котел необходимо полностью остановить.

Особенности проверки и замены

Как показывает практика, ремонтировать термопару в случае ее поломки не имеет смысла. Основными признаками того, что клапан или терморегулятор вышел из строя, является прекращение самостоятельного розжига газового котла. Чтобы проверить исправность прибора, необходимо присоединить к одному из концов мультиметр. Другой конец по ходу тестирования разогревают, используя зажигалку или другой способ. Признаком пригодности термопары является показатель напряжение на датчике в районе 50 мВ.

Если концы проводников имеют следы окисления и грязи, а показатели измерительного прибора далеки от нормы — это верный признак поломки. Оптимальным вариантом действия в подобной ситуации является замена старого элемента на новый, так как отремонтировать термопару газового котла практически невозможно. Что касается экспериментов с попытками реанимировать вышедший из строя прибор, то это чревато весьма плачевными последствиями.

Что собой представляет термопара газового котла и для чего она вообще нужна?

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.

Особенности регулировки температуры в газовых котлах термопарой

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

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

Для чего нужна

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

Термопара для газового котла. Для чего нужна. Ремонт. Замена

Газовые котлы

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.

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.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!

Что такое термопары и для чего они нужны.

Что такое термопары и для чего они нужны. Плюсы и минусы термопар. Какая термопара к какому котлу подходит. Где купить термопару в Украине.

Отапливать дом с помощью газового котла – наиболее удобный и экономичный вариант. Однако газ – опасное топливо, представляющее серьезную угрозу для жизни людей. Поэтому в случае неисправности оборудования, при которой происходит утечка газа, его нужно незамедлительно ремонтировать. Термопара в газовом котле нужна как раз для того, чтобы вовремя перекрыть газ в случае, когда внезапно тухнет пламя.
Что такое термопары и для чего они нужны
Иными словами – это классический тип термоэлектрического преобразователя. Необходимы они для измерения температуры. Применяется не только в производстве отопительного оборудования, но и в других областях.

Как это работает?

В основу принципа действия лег термоэлектрический эффект. Между проводниками возникает разность потенциалов, то есть, если места соприкосновения проводников, образующих кольцо, находятся в одном температурном режиме, то разность их потенциалов равна 0. В случае, когда места соприкосновения находятся в разных температурных режимах, разность потенциалов будет зависеть от разности температуры. В этом случае речь идет о коэффициенте пропорциональности (ЭДС). Данный показатель у разных металлов отличается. Возникающая между концами проводников разность потенциалов тоже будет различаться.

Плюсы и минусы

Как и у любого другого товара у термопар есть как преимущества, так и недостатки.

К плюсам относятся:

· простота монтажа;
· надежность;
· относительно низкая стоимость;
· возможность измерять температуру в диапазоне от -250С до +2500С;
· высокая точность.

К минусам относятся:

· чтобы результаты измерений были максимально точными, термопару необходимо градуировать индивидуально;
· на результаты измерений оказывает влияние температура на свободных концах, потому на них нужно вносить правки. В новых моделях температура блока измеряется на холодных спаях. Данное действие осуществляется при помощи термистора или полупроводника, а далее введение поправки к ТЭДС происходит в автоматическом режиме;
· при снятии показаний следует убедиться, что утечки тока через термопару не происходит. В противном случае горячий спай охлаждается, а холодный, наоборот, нагревает;
· в результате механических повреждений, резких перепадов температур, химических процессов, коррозий в проводниках возникает термоэлектрическая неоднородность, вследствие чего градуировочная характеристика и погрешность изменяется (до 5К);
· если длина удлинительных проводов или проводов термопары имеет большую длину, то в электромагнитных полях может возникнуть эффект «антенны».

Какую термопару на какой котел ставить?

Вне зависимости от того, из какого сплава сделана термопара, принцип ее работы одинаков. Отличаются они лишь длиной, резьбами, концовиками и тем, на какую автоматику подходят.

Например, термопара Каре подходит на котлы с автоматикой Данко и Ривнетерм. Термпара Honeywell используется в котлах Данко, Маяк, Житомир, конвекторах FEG. Термопары варочной поверхности плит не подойдут для котловой автоматики. При выборе детали следует также знать модель своего оборудования и длину требуемой термопары.

В интернет-магазине Теплодеталь представлен широкий выбор термопар от самых популярных производителей: Electrolux , Gorenje , Whirpool , Zanussi (варочная поверхность); Honeywell , АОГВ , Арбат (автоматика) и др.
Дабы не ошибиться с выбором и правильно подобрать деталь с учетом всех характеристик, советуем обратиться за консультацией к специалистам магазина, которые проконсультируют по всем вопросам, а при необходимости оформят заявку на вызов мастера.