Термопара для газового – Что такое термопара для газового котла – принцип работы, устройство

Термопара для газового котла: принцип работы, как поменять

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. 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.

pechiexpert.ru

что такое, как работает, замена и проверка

Термопарой называют термоэлектрические датчики, устанавливаемые в газовые котлы и водогрейные колонки, оборудованные не зависимой от сети системой автоматики. Данный элемент отслеживает наличие пламени горелки. Он непрерывно подает напряжение на электромагнитный клапан управляющего блока. В статье рассмотрено, что такое термопара для газового котла, принцип работы и как ее менять при необходимости.

Читайте в статье

Описание элемента

Термопара – это практически единственный прибор, измеряющий предельно высокие температуры. Его устанавливают в различное котельное оборудование. Задача элемента – контролировать терморежим, защищая систему от возможного перегрева.

Если в камере сгорания по какой-либо причине отсутствует пламя, термопара автоматически перекрывает подачу газа. То есть это защитный элемент.

Вообще устройство, замеряющее температуру рабочей среды, широко востребовано в разных областях человеческой деятельности: промышленность, медицина и другие сферы, где важна точная температура.

Устройство термопары

Аппаратура представляет собой два проводника, для изготовления которых используют разные сплавы. У каждого свое сопротивление и электрический потенциал. Проводники контактируют в одной или нескольких точках (в некоторых моделях за это отвечает компенсационная проволока). Конструкция термопары простая:

• литой корпус головки с крышкой;
• фосфорные колодки – компенсируют линейное расширение электродов;
• наконечник – изолирует рабочий спай;
• защитная трубка, включающая рабочие и нерабочие участки.

Соединительные провода проходят через штуцер с асбестовым уплотнителем. Обычно термопары делают из неблагородных металлов. Если же электрод выполнен из благородного, то используются фосфорные или кварцевые трубки.

Погрешность такого прибора – один градус, что для отопительного оборудования довольно много. Здесь все зависит от конструктивных особенностей – пластины и проводники соединяются по-разному. Это может быть точечная сварка, пайка или обжим. При некачественном стыке двух проводников погрешность увеличивается. Поэтому, если планируется замена термопары, выбирать новую следует среди проверенных производителей.

Принцип работы

Термопара синхронизирована с впускающим клапаном – именно он подает сигнал для прекращения подачи топлива.

В основе лежит эффект Зеебека. Его суть:

1. два разнородных проводника образуют замкнутую цепь;
2. на места соединения действуют разные температуры;
3. в цепи образуется термоэлектродвижующая сила.

Последняя возникает не сразу. Механизм работает так:

1. Одна сторона проводника разогрета, из-за чего на нем быстрее перемещаются электроды, нежели на холодной. В итоге к нему поступает более высокая энергия.
2. Энергия воздействует на электроды, «толкая» их к холодному проводнику, который копит отрицательный заряд.
3. С горячей стороны сохраняется положительный заряд.
4. Заряд копится до тех пор, пока потенциалы не будут отличаться. Электроны с холодной стороны перемещаются обратно к горячему проводнику.
5. Заключительный этап процесса – придание равновесия.

На термоэлектродвижующую силу воздействуют следующие факторы:

• показатель температуры на контактах;
• из чего сделан проводник.

В среду с контролируемой температурой погружают рабочую сторону термопары (место, в котором соединены проводники). Нерабочий спай в это время подсоединяется к измерительному прибору. Для измерения различий потенциалов пользуются милливольтметром, который позволяет вычислить показатели в привычных градусах Цельсия.

Дополнительная информация! Для подключения термопары к измерительному прибору пользуются специальными термопарными проводами (их материал изготовления аналогичен проводникам).

Проверка и замена

Отопительное оборудование, как и любая другая техника, иногда выходит из строя. Распространенная причина нестабильной работы – неисправность термопары. Первый признак, который об этом свидетельствует – кнопка, расположенная на магнитной коробке, не способна зафиксироваться. Это сложно отследить, если опыта недостаточно, поэтому нужно рассмотреть детальнее, как проверить работу термопары на газовом котле.

Неопытные владельцы котлов решают проблему следующим образом – фиксируют «непослушную» кнопку скотчем или изолентой. Способ рабочий, но только временно, при этом не безопасный – газовое оборудование и вовсе может выйти из строя.

Когда кнопка начала себя так вести, сразу необходимо принимать меры. В первую очередь проверяют терморегулятор. Для проверки термопары пользуются мультиметром:

1. Обеспечивают безопасность проведения работ: отключают котел от электросети и газопровода.
2. С одной стороны термопары расположен термодатчик, а другой стороной, посредством гайки, она крепится к электромагнитному клапану.
3. Чтобы снять термопару, достаточно открутить гайку.
4. Датчик, отвечающий за термоэлектрическое преобразование, греют над источником стабильного огня, например, над конфоркой или свечой, на высоте около 1 см.

Важно! В ходе нагрева нужно пользоваться перчатками во избежание ожогов на руке.

5. После разогрева детали берут вольтметр или тестер, который заранее выставляют на мВ (милливольты). Одним щупом касаются тела термопары, другим – выходного контакта.
6. Мультиметр фиксирует электрическое напряжение спустя 45-60 секунд после нагрева. Если показания прибора находятся в пределе 18-25 мВ, значит с терморегулятором все в порядке. В таком случае причиной неисправности может быть плохой контакт между клапаном и термопарой.

Электрическое напряжение в термопаре должно быть в пределе 20-25 мВ. Тем не менее, даже при значении в 18 мВ она способна работать исправно. Выключаться она будет при напряжении, сниженном до 16-17 мВ.

На термопаре попросту может прогореть термодатчик. Выявить это можно при визуальном осмотре элемента – на его поверхности будет заметна глубокая черная вмятина (прогар). Такую деталь заменяют новой.

Поменять просто – устройство легко снимается и отсоединяется. Это важный элемент, без которого газовый котел попросту не будет работать. Благо, цена на него доступна.

Отзывы

Влад, г. Челябинск: «Старый котел, 2003 года выпуска, в последнее время начал барахлить – то запускается, то нет. Полез на форумы узнавать в чем дело, оказалось – термоэлемент вышел из строя. Отправился в ближайший магазин, торгующий запчастями для газового оборудования и купил там термопару производителя «Ростовгазоаппарат», которая ставится именно на такие старые модели. Своими руками решил не лезть – вызвал специалистов. Мастер дополнительно очистил элементы на котле от грязи и ржавчины, за что отдельное спасибо».

Игорь, г. Ковель: «Термоэлементы были разработаны еще в 1950-х годах, именно для советских газовых котлов. Если знать, как они устроены и по какому принципу работают, проблем возникнуть не должно. При необходимости, деталь подлежит ремонту. А если полностью вышла из строя – не проблема отыскать новую. Для меня важна техническая прозрачность системы, поэтому я выбираю именно ее, а не современную китайскую автоматику с кучей чипов».

Термоэлектрический элемент, несмотря на простоту своей конструкции, считается одной из важнейших деталей газового котла. Он «сканирует» температуру и проверяет наличие пламени в горелке, отвечая за безопасную эксплуатацию оборудования. Поэтому, если термоэлемент выходит из строя – его обязательно заменяют новым или, при возможности, ремонтируют.

www.tproekt.com

что это такое? Принцип работы. Как поменять термопару? Как снять и проверить? Как почистить?

Множество газовых плит оснащены системой электрического розжига. Чтобы контролировать пламя газовой плиты, существует специальное устройство – термопара.

Что это такое?

Благодаря термопаре подача газа прекращается, если вдруг пламя на газовой конфорке погаснет. Термопара устанавливается не только на газовых плитах, но и на других газовых устройствах, например котлах. Используется это устройство не только в бытовых целях, но и в энергетической промышленности, в сфере газовой и нефтяной добычи, также его часто используют фармацевты и биотехники.

Принцип работы этого устройства в том, что он может измерять температуру прибора, в котором устанавливается. Принцип работы – датчик, который определяет, потухла горелка или все еще работает.

Чтобы он правильно функционировал, необходимо осуществлять правильный и своевременный уход за устройством.

Устройство

Универсальная термопара имеет несколько составляющих.

1. Основа устройства состоит из совершенно разных типов металла, они соединены между собой спайкой. Металлы могут быть двух видов, часто используют такие пары, как сплавы хромеля и константана, железа и константана, алюминия и хромеля, нихросила и нисила, а также меди и константана. Стоит отметить, что для газовой плиты используют самые простые и дешевые металлы – это алюминий и хром.
2. Устройство имеет экран с цифровыми обозначениями, в случае изменения температуры оно получает показатели в виде цифр.
3. Устройство имеет силу для открытия магнитного клапана в тот момент, когда это необходимо.
4. Электрический ток, который поступает из устройства, не дает закрыть магнитный клапан. Это предоставляет возможность прекратить подачу газа к технике, если пламя погасло.

Кроме этого, датчик термопары делится на два типа.

1. Датчик бывает заземленным. Это самый распространённый вид устройства. Его производят с помощью сварки двух металлических концов, образуя при этом общий узел, на конце он имеет специальный стержень. Приспособление этого типа очень быстро откликается. Дело в том, что устройство гильзы напрямую контактирует с внешней оболочкой. Несмотря на большинство плюсов, устройство этого типа имеет один минус – это повышенная чувствительность прибора. Если возникают электрические помехи, то прибор сразу реагирует на это.
2. Термопара может также быть незаземленной. В этом случае два металлических конца также имеют сварку, но они не соединяются между собой. Пример такого устройства – мультиметр, имеющий термопару. Плюс этого типа устройства в том, что он не так чувствителен, как первый тип, потому что оснащен специальным чехлом – минеральная изоляция, разделяющая два элемента прибора.

Принцип работы

Многие газовые плиты иностранного производства имеют такую комплектующую термопары, как датчик газового контроля. Это устройство часто капризничает и перекрывает подачу газа тогда, когда это совершенно неуместно. Например, если на газовую плиту попадет немного воды или в кухне будет сквозняк, датчик сработает и перекроет подачу газа. Термопара в газовой плите устанавливается возле газовых конфорок и в духовке.

Для начала необходимо определить, в чем причина плохой работы датчика. Он может либо не работать вообще, либо работать с перебоями, отключить подачу газа без причины.

Часто причиной могут стать отходящие контакты.

Иногда термопару нужно лишь поправить либо же убрать загрязнения. Чтобы почистить термопару, возьмите кусочек наждачной бумаги и проведите несколько раз под конструкцией рассекателя пламени.

Проверить, нужна ли чистка вашему датчику, можно с помощью двух простых способов.

1. Нажать на кнопку и вызвать электрический розжиг. Если конфорка горит, но, как только вы отпускаете кнопку, она тухнет, значит, не работают контакты. Их нужно почистить или поправить.
2. После того как вы зажгли конфорку и отпустили руку, через несколько секунд пламя потухло – необходимо проверить контакты.

Как поменять термопару?

Проводить замену устройства должен лишь специалист, так как это очень опасно. Если крепление негерметично, то любая поломка прибора даст искру, из-за чего произойдет взрыв газовой плиты. Чтобы избежать пожара в своем доме, не проводите самостоятельно замену термопары, а попросите специалиста сделать это.

Для замены устройства вам необходимо будет купить новую термопару в специализированном магазине. При выборе этого устройства выбирайте только качественный прибор, который прослужит вам долгие годы. Прежде чем покупать новый прибор, проконсультируйтесь со специалистом, который посоветует именно тот датчик, который подойдет именно вашей газовой плите или колонке.

Замена датчика термопары на газовом котле немного сложнее. В газовом котле чаще всего используют термопару из хрома и алюминия либо же из хромеля и копеля, реже используется железо-константа. Все эти металлы рассчитаны на высокий температурный режим, такие датчики часто используют в промышленности литейного производства.

Система контроля газового котла имеет в составе электромагнитный клапан и термопару.

Чтобы провести замену устройства, нужно выполнить ряд последовательных шагов.

1. С помощью гаечного ключа открутить гайки, которыми закреплена термопара к электромагнитному клапану, после нужно достать один из концов термопары.
2. Осмотреть разъёмы. Если на них присутствуют различные загрязнения или окисления, их необходимо зачистить. Для этого понадобится мелкозернистая наждачная бумага.
3. Проверить с помощью мультиметра датчик термопары. Чтобы это сделать, приложите один из металлических концов устройства к мультиметру, а второй нагрейте с помощью зажигалки или горелки. Показатель мультиметра должен быть в пределах 50 мВ.
4. После этого, если показатель соответствует данным, нужно собрать его в той же последовательности. Если нет, то, скорее всего, его придется заменить.

Если термопара в порядке, то причина поломки может крыться в неисправности электромагнитного клапана. Почистите контакты, которые соединяют два устройства, после нужна проверка работы датчика.

Замена термопары в духовке кухонной газовой плиты осуществляется иначе. Сначала нужно снять крышку газовой плиты, она находится на противоположной стороне от той, где располагается ручка крана духовки.

Снимите колпачок, но перед этим очистите его с помощью наждачной бумаги. Если клемма снята, то колпачок свободно вращается. Когда вы увидите центральный клапан, проверьте его. Если он неисправный, его нужно заменить. Снимите клемму, потянув ее пальцами книзу. Снимите колпачок и перекройте вентиль на газовом стояке, теперь можно подключить горелку и проверить работу устройства.

После этого с помощью ключа отвинтите гайку и проведите диагностику. Проверьте отдельно клапан и термопару.

В случае необходимости замените детали комплектующего устройства и соберите все в обратной последовательности.

Как ее проверить?

Безопасность вашего дома – исправный датчик термопары. Несколько раз в год термопаре необходима обязательная проверка и регулировка. Для этого приглашайте мастера, который сделает безопасный и точный анализ устройства.

Во время проверки показаний термопары учитывайте качество измерений самого устройства, систематически проверяя его работу.

Причины некорректной работы термопары:

• неправильно проведенная спайка двух металлических стержней;
• присутствие электрического шума;
• вы чувствуете запах газа, происходит утечка;
• термоэлектричество неоднородно.

Чтобы устранить эти проблемы, во время установки устройства следует:

• выбирать термопару с толстой и большой проволокой;
• не допускать температурного перепада;
• не допускать натяжения и колебания металлической проволоки;
• использовать датчик, который имеет рабочий температурный разброс.

Проверять исправность термопары нужно, следуя пошаговой инструкции.

1. Термопара имеет два конца. При проверке один из них нужно нагреть пламенем от запальника, а второй – при помощи гайки закрепить на резьбу клапана (электромагнитного).
2. Следующий этап заключается в ее отделении от котла. Потом нужно обеспечить стабильное пламя. Для этой цели также используется и газовая конфорка. Но эксперты советуют использовать пламя свечи.
3. Кончик устройства погружается в пламя, он должен находиться на уровне примерно 1 см над пламенем. Здесь нужно помнить, что огонь нагревает устройство практически до половины, поэтому лучше держать его за кончик.
4. Далее используется тестер, который определяет милливольты. Подключается он к выходному контакту и к корпусу самой термопары.
5. Если термопара исправна, то через 30 секунд после нагрева результат будет составлять от 17 до 25 мВ. А вот если этот показатель не превышает минимальный порог, то это означает, что она неисправна.

О том, как заменить термопару на газовой плите, вы можете узнать далее.

stroy-podskazka.ru

что это такое и как работает прибор для АОГВ

Термопара является практически единственным прибором, предназначенным для измерения предельно высоких температур. Прибор широко используется в различном котельном оборудовании, осуществляя контроль за терморежимом и предохраняя системы от перегрева.

Технические характеристики

Согласно ГОСТу P 8.585-2001, термопара представляет собой контролирующий температуру прибор, состоящий из 2-х проводников, изготовленных из разных сплавов. Каждый сплав отличается своим сопротивлением и электрическим потенциалом. Контакт между проводниками происходит как в одной, так и в нескольких точках, причём в некоторых моделях он возможен благодаря наличию компенсационной проволоки. Для изготовления термопар используются неблагородные металлы.

Термопара выглядит очень просто и состоит из литого корпуса головки, оснащённого крышкой и фосфорными колодками, благодаря которым происходит компенсация линейного расширения электродов. Наконечник изделия служит для надёжной изоляции рабочего спая, а защитная трубка состоит из рабочего и нерабочего участков. Все соединительные провода проводятся через штуцер, имеющий уплотнитель из асбеста. В случае если электроды изготовлены из благородных металлов, в качестве защитных труб могут быть использованы изделия из фосфора или кварца.

Погрешность показаний приборов составляет один градус, что считается довольно значимым показателем в работе газового отопительного оборудования, и не позволяет считать устройства приборами высокой точности. Неточность измерения температур объясняется конструктивными особенностями термопары. Дело в том, что соединение пластин-проводников между собой происходит по-разному. В одних моделях соединение происходит с помощью точечной сварки, в других – посредством пайки или обжима.

В случае если стык двух проводников выполнен некачественно, то погрешность будет составлять один или более градусов. Это является критической величиной погрешности, увеличение которой может негативно сказаться на работе и безопасности котла. Поэтому при выборе термопары необходимо ориентироваться на продукцию известных и проверенных производителей, так как для АОГВ погрешность в один градус является непозволительной роскошью.

Принцип действия

Термопары, установленные в газовых котлах, работают синхронно с электромагнитным впускающим клапаном, который по первому сигналу термопары немедленно прекращают подачу топлива. Работа термопары полностью основана на так называемом эффекте Зеебека, когда два проводника, изготовленные из разных материалов, контактируют друг с другом одной или несколькими точками, которые носят названия рабочей части и помещаются в область открытого пламени горелки. К противоположным концам этих металлических пластин приварены или припаяны проводники в защитной оболочке, второй конец которых удерживается зажимной гайкой в гнезде автоматического датчика. В момент, когда зажигается запальник и горелка котла, подача топлива осуществляется в ручном режиме, посредством нажатия на шток.

В результате газ подаётся к запальнику и он начинает гореть, нагревая своим пламенем термопару, расположенную рядом. По прошествии 15 секунд кнопка подачи топлива отпускается и подача топлива осуществляется благодаря тому, что термопара начала выработку напряжения, удерживающего шток топливного клапана. Среднее напряжение, которое способна выработать термопара, благодаря разности потенциалов на холодных окончаниях, находится в диапазоне 40-50 мВ. В некоторых высокотехнологичных моделях клапаны отличаются максимальной чувствительностью и удерживаются в открытом положении до тех пор, пока показатель напряжения на входе не опустится ниже 20 мВ.

Термопары являются главным звеном системы безопасности газового котла. При любых неисправностях или поломках элементов, а также внезапном погасании факела, что в котлах с открытой камерой сгорания может произойти по причине сильного сквозняка, мгновенно происходит срабатывание электромагнитных клапанов, и подача топлива прекращается.

Плюсы и минусы

Как и у любого устройства, у термопар имеются как достоинства, так и недостатки. Среди преимуществ приборов можно отметить их низкую стоимость, что обусловлено достаточно простой конструкцией, и продолжительный срок службы. Долговечность устройств объясняется отсутствием сложных узлов и подверженных трению движущих элементов. Важным плюсом является широкий спектр измеряемых температур, а также лёгкий монтаж и демонтаж прибора. Нельзя оставить без внимания и многофункциональность термопар, позволяющую использовать устройство как в качестве датчика контроля за пламенем, так и в роли термометра.

К недостаткам относят предел напряжения, который ограничен 50 мВ. Это является одной из причин погрешностей показаний, возникающих при измерении температур. Отсутствие линейной зависимости между значениями температур и разницей потенциалов также является минусом устройства. К тому же деталь не подлежит ремонту, и при выходе из строя заменяется на новую. Впрочем, иногда прекращение работы термопары связано с плохим контактом. Для возобновления работы котла нужно снять термопару, зачистить проводники и установить прибор на место.

Разновидности

Современный рынок отопительных систем предлагает четыре вида термопар, устанавливаемых в газовых котлах.

• Модели типа Е отличает высокая производительность и широкий диапазон измеряемых температур, который варьируется от -50 до +740 градусов. Пластины-проводники изготовлены из константа и хромеля. Заводская маркировка изделий представлена буквенным обозначением ТХКн.
• Модели типа J отличается более низкой, в сравнении с первым типом, стоимостью и представлена маркировкой ТЖК. Контактные пластины изготовлены из железа и константа, а диапазон рабочих температур составляет от -40 до +600 градусов.

• Модели типа К являются наиболее распространёнными и способны работать при температуре от -200 до +1350 градусов. Пластины изготовлены из алюминия и хромеля, что требует некоторых ограничений в их применении. Дело в том, что в условиях повышенного содержания углекислого газа, хромель склонен к образованию зелёной гнили, быстро разъедающей сплав и выводящей прибор из строя. Изделие имеет маркировку ТХА и отличается повышенной чувствительностью к малейшим колебаниям температуры.
• Модели типа N являются модификацией модели Е и способны работать при температуре до +1200 градусов. Для изготовления пластин используется нихросил и нисил. Модели данного вида считаются самыми точными устройствами, используемыми в котельном оборудовании.

Кроме перечисленных типов термопар, существуют модели, для изготовления которых используются дорогие виды металлов. Это значительно увеличивает себестоимость и делает их установку в газовые котлы нерентабельной. Например, пластины особо точных устройств типа М изготавливаются из никеля и молибдена. Такое устройство устанавливается в дорогие вакуумные котлы и в газовом оборудовании не применяется.

Термопары для газовых котлов являются важным защитным устройством. Они полностью регулируют работу электромагнитного клапана, отвечают за подачу топлива и делают работу котла стабильной и безопасной.

О том, как проверить термопару для газового котла, смотрите в следующем видео.

stroy-podskazka.ru

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

Температура в камере сгорания работающей котельной установки достаточно велика и измерить ее можно с помощью термоэлектрического элемента (термопары). Этот элемент является чуть ли не единственным средством измерения высоких температур, использующимся во многих сферах нашей жизни. В данном случае речь пойдет о такой его разновидности, как термопара для газового котла, работающая совместно с автоматическим газовым клапаном.

Устройство и принцип действия термопары

Действительно, постоянно находиться в зоне открытого пламени может далеко не каждый материал. Термоэлемент же изготовлен из металла, точнее, из нескольких металлов, поэтому высокой температуры не боится. При работе газовой котельной установки без него никак не обойтись, выход из строя термопары означает полную остановку агрегата и немедленный ремонт. Все дело в том, что термоэлемент работает совместно с электромагнитным отсекающим клапаном, перекрывающим вход в топливный тракт. Стоит только этой детали выйти из строя, как клапан закроется, подача топлива прекратится и горелочное устройство потухнет.

Чтобы лучше понять принцип работы термопары газового котла, стоит рассмотреть схему, представленную на рисунке.

Схема термопары

В основе этого принципа лежит следующее физическое явление: если надежно соединить между собой 2 разнородных металла, а потом место соединения нагревать, то на холодных концах этого спая появится разница потенциалов, то есть, напряжение. А при подключении к ним измерительного прибора цепь замкнется и возникнет постоянный электрический ток. Напряжение будет совсем небольшим, но этого вполне достаточно, чтобы в чувствительной катушке электромагнитного клапана возникла индукция и он открылся, позволяя топливу пройти к запальнику.

Для справки. Некоторые современные электромагнитные клапаны настолько чувствительны, что остаются открытыми, пока напряжение на входе не станет ниже 20 мВ. Термоэлемент в обычном рабочем режиме вырабатывает напряжение порядка 40—50 мВ.

Соответственно, устройство термопары газового котла основано на описанном явлении, носящем название эффекта Зеебека. Две детали из различных металлов прочно соединяются между собой в одной или нескольких точках, при этом качество соединения играет большую роль. Оно влияет на рабочие параметры элемента и долговечность его эксплуатации. Место соединения и будет той самой рабочей частью, помещаемой в зону открытого огня.

Поскольку для изготовления термоэлементов применяется множество различных пар металлов, не вдаваясь в подробности, отметим, что в термопаре для газового котла используется пара хромель – алюминий. К холодным концам этих металлов приварены проводники, заключенные в защитную оболочку. Второй конец проводников вставляется в соответствующее гнездо автоматики агрегата и закрепляется с помощью зажимной гайки.

В процессе розжига запальника и горелки газового котла для подачи топлива мы открываем электромагнитный клапан вручную, нажимая на его шток. Газ попадает на запальник и поджигается, а термопара находится рядом и нагревается от его пламени. Спустя 10—30 сек кнопку можно отпускать, так как термоэлемент уже начал вырабатывать напряжение, удерживающее шток клапана в открытом состоянии.

Преимущества и недостатки

В силу того, что изготавливать термопару достаточно просто и недорого, она стала незаменимым элементом автоматики и контроля в газоиспользующем оборудовании. Помимо этого, есть и другие преимущества данных изделий:

• Выступая в роли датчика контроля пламени, термоэлектрический элемент может работать и как датчик температуры.
• Отсутствие движущихся частей, сложных комплектующих и дорогих материалов делает изделие недорогим и долговечным.
• Широкий диапазон измеряемых температур.
• Достаточная точность измерений, позволяющих использовать данное устройство в отопительной технике.
• Простота, с которой производится монтаж или замена термопары в газовом котле.

Из недостатков термоэлектрических датчиков можно отметить то, что возрастание разницы потенциалов происходит не пропорционально росту температуры, то есть, зависимость нелинейная. Кроме того, рост напряжения имеет предел и он невелик, в термопаре газовых котлов его значение достигает 50 мВ. Такие свойства изделия не создают проблем при взаимодействии с отсекающим устройством, но при измерении температуры такой слабый и нелинейный сигнал требует усиления и калибровки.

Простота и надежность конструкции термоэлектрического датчика имеют и отрицательную сторону. Когда этот элемент выходит из строя, что иногда случается по причине некачественного выполнения спая, то ремонт термопары невозможен. Изделие может просто прогореть и ремонтировать там нечего, остается только произвести замену, причем как можно быстрее, поскольку газовый котел без термопары работать не будет. Но тут не должно возникнуть особых проблем, устройство легко снимается и отсоединяется, да и цена его вовсе не велика.

Совет. Иногда термопара прекращает работать только потому, что в месте соединения слабый контакт. Нужно ослабить и открутить прижимную гайку, извлечь из газового клапана проводник и очень аккуратно очистить его конец, после чего собрать все обратно.

Заключение

Невзирая на свою простую конструкцию, термоэлектрический элемент – одна из важнейших деталей любого современного газового котла. Она выступает в качестве датчика температуры и наличия пламени, обеспечивая безопасную работу отопителя. В случае если произойдет затухание запальника или превышение температуры, термопара отреагирует изменениям напряжения и заставит сработать отсекающий клапан.

cotlix.com

что это и как устанавливать

Перегрев котла – это аварийная ситуация, которая может привести к выходу агрегата из строя. Чтобы исключить возникновение перегрева современное отопительное оборудование снабжается системами автоматического управления, одним из элементов которого является термопара для газового котла. Разберемся, как работает это устройство.

Для измерения температуры в отопительном агрегате используются специальные устройства, которые многие по привычке называют термопарами. Его основные функции заключаются в предотвращении возникновения перегрева, поэтому работает термопара в комплекте с газовым клапаном. При достижении предельных значений температуры термопара срабатывает, и клапан перекрывает подачу газа к основной горелке.

Устройство

Термоэлемент установлен в топке котла, поэтому он должен быть изготовлен из материала, отличающегося устойчивостью к высоким температурам. Для изготовления этой детали используется несколько разновидностей металла.

Термопара – это один из основных элементов отопительного агрегата, без которого он не сможет функционировать. То есть, если термоэлемент выйдет из строя, то котел остановится, поскольку клапан перекроет подачу газа.

Принцип действия

В работе термоэлемента используется известное физическое явление, действует устройство так:

• место соединения двух разнородных металлов нагревается в топке, при этом на противоположных концах пластин, находящихся вне действия высоких температур, создается разность потенциалов;
• к «холодным» концам пластин присоединяется измерительный прибор, замыкающий цепь;
• напряжение, создающееся при этом, минимальное, но его значение достаточно для того, чтобы на изменения реагировал электромагнитный клапан, перекрывающий подачу газа.

Таким образом, термопара представляет собой пластины из двух разнородных металлов, имеющих несколько соединений.

Совет! От качества соединений элементов термоэлемента будет зависеть его надежность. Поэтому необходимо приобретать только проверенные запчасти для системы автоматики котла.

Плюсы и минусы

Использование термопар в системе автоматики котла имеет свои преимущества и недостатки. К плюсам стоит отнести:

• датчик имеет возможность работать в тяжелых условиях, соприкасаясь с открытым пламенем:
• поскольку изделие имеет простое устройство без движущихся частей, оно весьма надежно;
• устройство способно обеспечить уровень точности измерений, достаточный для использования в отопительных агрегатах;
• произвести замену термопары при необходимости достаточно просто.

К недостаткам элемента относят:

• нелинейную зависимость роста потенциала от повышения температуры;
• потенциал не может подняться выше определенного предела.

Совет! Поскольку термоэлементы имеют такие свойства, их можно использовать только для работы в комплекте с отсекающим подачу газа устройством. А вот для измерения температур это устройство не пригодно.

Недостатком является и невозможность проведения ремонта, в случае выхода термопары из строя, ее можно только заменить. Впрочем, стоимость этого элемента невысока, так что покупка нового не станет серьезным испытанием для семейного бюджета.

Разновидности

В газовом отопительном оборудовании могут быть использованы термопары разных видов:

• Тип K. Этот вариант является наиболее распространенным, для его изготовления используется алюминий и хромель. Отличается очень широким диапазоном температур от минус 200 до плюс 1350 градусов. Недостатком варианта является то, что хромель при взаимодействии с угарным газом подвергается коррозии, что выводит прибор из строя.
• Тип E. Для изготовления используется константан и хромель. Прибор имеет диапазон рабочих температур – от минус 50 до плюс 740 градусов.

• Тип J. Отличием этого устройства является отсутствие в составе хромеля, он заменен железом. Это привело к небольшому сокращению диапазона рабочих температур, но зато чувствительность аппарата повысилась.

Совет! Константан – это термоустойчивый сплав, изготовленный на основе меди с добавкой никеля. А хромель представляет собой сплав, состоящий из никеля, хрома, меди и небольшой части других металлов.

Эти типы термопар используются чаще всего, но есть и другие разновидности приборов. Для их изготовления используют более дорогие разновидности металлов, поэтому приборы стоят существенно дороже. Поскольку эксплуатационные качества при этом не улучшаются, то приобретать более дорогие приборы нерационально.

Монтаж

Независимо от того, какой тип термоэлемента выбран, способ монтажа остается одинаковым. При желании, произвести установку прибора можно и самостоятельно. Алгоритм проведения работ:

• для того чтобы произвести демонтаж старого элемента, необходимо открутить медную (реже свинцовую) гайку, которой прибор крепится к резьбовому патрубку;

• далее нужно выкрутить винт, который удерживает прибор, находится винт под монтажным кронштейном;
• теперь следует аккуратно извлечь вышедшую из строя термопару и вставить на ее место новый прибор;
• крепление производится в обратном порядке, сначала закручивается винт, затем гайка;
• следует убедиться, что соединение герметично, если это не так, следует использовать прокладку из полимерного материала.

Термопара – важный элемент отопительного агрегата, защищающий оборудование от перегрева. Прибор имеет простую конструкцию, поэтому он надежен и неприхотлив. При необходимости заменить термопару можно самостоятельно, предварительно отключив подачу газа и электропитание котла.

masterotopleniya.ru

Термопара для газовой плиты: принцип работы и особенности

В повседневности вокруг человека проводники, изоляторы, электроника функционирует, используя иной подход. Попробуем заглянуть внутрь, приподнимем занавес. Заодно отметим, что такое термопара для газовой плиты, зачем нужна. В умелых руках пригодится.

Газовые плиты

Современная газовая плита – сложное устройство, зато пользоваться агрегатом одно удовольствие. Большинство изделий снабжены электроподжигом, значит, готовьтесь к розетке подключать, как другие бытовые кухонные приборы. Принцип действия розжига заключается в накоплении заряда конденсатором с последующим разрядом через ключевой элемент после достижения напряжением фиксированного значения. Вольтаж амплитудой 2-3 кВ пробивает разрядник, расположенный в конфорке, возникает электрическая дуга, зажигающая газ. Кран подачи голубого топлива открывается одновременно с вышеописанным процессом. Разряд происходит мгновенно.

Электроподжиг присутствует только на конфорках. Иногда для автоматизации духовки необходимо либо проложить дополнительные проводники согласно инструкции, либо вовсе доработать конструкцию. Как скоро автоматизация достигла таких высот, что газовая плита зажигается сама, неудивительно, что конструкторы снабдили технику защитой против угасания огня. Простейший пример, когда в сетевых коммуникациях пропадает газ, потом подается снова. Причем без предупреждения со стороны коммунальных служб.

Хозяин находит кухню, наполненную специфическим острым запахом. Взрыв далеко, а воду из чайника придется вылить в раковину, опасаясь отравиться. Некоторые продукты набирают запахи, кушать испорченные ароматом будет нельзя.

Наличие термопары газовой плиты помогает избежать подобных эксцессов. Если осмотреть конфорку, сняв отражатель, рассекатель, заметим две вещи:

1. Свечу, напоминающую автомобильную.
2. Термопару.

Первая отвечает за розжиг пламени, вторая контролирует, чтобы огонь горел исправно. Честно говоря, не приходилось видеть модели, дающие искру при повторной подаче газа, сделано для безопасности (если концентрация достигнет взрывоопасной, кухня рванет). Нынешний уровень технологии попросту не дает 100% гарантию исправной работы конструкции. Если газа в кухне хватает, пожар гарантирован. На практике пара анализаторов снаружи, турбинный датчик оборотов в трубопроводе поправили бы ситуацию, но кто хочет рисковать. Автоматика может 3-4 раза попробовать зажечь затухший огонь.

Ввиду описанных причин, термопара фиксирует угасание пламени, тракт подачи голубого топлива газовой плите перекрывается. Не всегда духовка оборудуется электроподжигом и защитой против угасания пламени. Важно отслеживать поставляемые опции. Имеем шансы наполнить кухню порцией газа, если защита от угасания пламени отсутствует. Осведомитесь у консультанта, в каких местах стоят термопары. Затем во избежание человеческой ошибки сверьте слова с руководством на газовую плиту. Лучше потратить лишние четверть часа, проделав указанные операции, чем подвергать жизнь опасности.

Типичное устройство розжига (блочок внутри газовой плиты) снабжается шестью или четырьмя парами контактов. Каждая способна выдавать искру. Профессиональный сленг описывает словами: выходы соединены параллельно. Всегда дооборудуете газовую плиту. На прилавке представлены модели, где специальная схемка показывает трассу укладки проводников, дополняющих духовку электроподжигом. Аналогичную процедур можно проделать с контролем горения, оборудовав термопарой выбранную область. Внедрить еще один элемент, не составит сложности опытному технику.

Физические основы работы термопары

Зеебек обнаружил любопытный эффект, взяв два куска проволоки разнородных проводников: спаял, соединение нагрел, цепь образовала ЭДС, потек ток.

В чем проявляется разнородность. При близком изучении вопроса выясняется: если нагреть проводник с одного конца, противоположный оставить при комнатной температуре, в проволоке возникает ЭДС. Значение бывает разного знака. Ученые объясняют изменением энергетических уровней частиц, переносящих заряд. В результате электроны устремляются из нагретой части проводника в холодную или наоборот, образуя ЭДС положительного/отрицательного знака.

От чего зависит направление движения носителей заряда. Определено физическими особенностями проводника. Для каждого материала ввели величину термоэдс, цифра положительная или отрицательная. У чистого железа параметр составляет +15 мкВ/ºС, у никеля – 20,8  мкВ/ºС. Теперь пару слов касательно назначения термопары.

Термопара

Согласно определению международного стандарта, термопара представлена двумя соединенными проводниками, используемыми в составе устройства, измеряющего температуру. Осталось добавить: материал проволочек выбирается различного знака коэффициентов термоэдс. Достигается максимальная разность потенциалов. Точность измерений напрямую определена величиной измеряемого параметра. Поскольку приборы демонстрируют абсолютные, относительные погрешности.

Распространенной термопарой считают изделие алюмеля (– 17,3 мкВ/ºС), хромеля (+ 24 мкВ/ºС). При температуре спая 300 ºС изделие выдает на контакты напряжение 12 мВ. Цифровой измеритель оценивает значение согласно полученному результату, газовая плита отрабатывает необходимые операции. В простейшем случае термопара определяет наличие огня конфорки. Огонь гаснет – срабатывает предохранительный клапан, перекрывающий подачу газа. Реализуется концепция безопасного пользования плитой.

Иногда точного измерения температуры не требуется, схема организована на цифровом компараторе, сравнивающем напряжение термопары с заданным уровнем. Порог перейден – происходит срабатывание схемы. Дальнейшие действия газовой плиты определены алгоритмом, заложенным разработчиками.

Термопары применяются в бытовой технике из-за беспримерной надежности, дешевизны, отказоустойчивости. Действительно, как может сломаться обыкновенный провод. Порвется – недолго срастить. Место пайки восстанавливается запросто. Газовая плита с термопарой надежно работает, ремонтопригодна.

Немалую роль играет аспект унификации. Термопара алюмель-хромель легко заменяется другой аналогичной. Сплавы легко приобрести по отдельности, можно своими руками изготовить измеритель температуры для газовой плиты. Немаловажный критерий маркетинговой привлекательности оборудования.

Видя простоту, покупатель готов потратить деньги. Монтаж несложен. Проложить пару проводов под силу каждому. Пару слов о назначении термопары.

Применение термопары

Проводки термопары помещаются в экран для избегания наводок, помех. Шаг позволит исключить ложные срабатывания оборудования, неправильные результаты измерений. Дополнительно избежать помех поможет скручивание проволочек друг с другом. На схожем принципе основана стабильность компьютерных витых пар.

Напряжение на выходе датчика зависит от разности температур между холодным и горячим концом. Поэтому в точных механизмах необходимо дополнительно оценивать параметры среды в месте снятия показаний. В бытовой технике, газовых плитах, нюансы упускаются за ненадобностью.

Термопара стоит неподалеку от свечи. Фактор контроля температуры — излучение. Огонь не задевает элемент, жар достигает датчика. Поскольку угасание конфорок происходит по раздельности, по науке выход каждой термопары подается на собственное измеряющее устройство. На практике скорее действует монтажное или схемное объединение логическим «и-не». Если один сигнал пропал, немедленно вырабатывается импульс тревоги, используемый по назначению. Отследим, чтобы работали все конфорки плюс духовка.

Замена комплектующих

Перед тем как заменить термопару, попробуйте почистить. Характерный признак неисправности таков:

• нажимается кнопка;
• загорается пламя;
• огонь горит, пока палец лежит на кнопке.

Стоит убрать руку, пламя исчезает. Следует наждаком почистить головку датчика, расположенную под рассекателем. Если действие бессильно помочь, производится замена термопары газовой плиты. Электромагнитный клапан рассчитан на срабатывание при достижении напряжением некоторого уровня. При невозможности достать оригинальную запчасть, вспомните факт. Порог срабатывания найдете в технических параметрах электромагнитного клапана. Разумеется, после сборки систему следует проверить на работоспособность.

Отметим малоизвестный факт: тип форсунки определен давлением газа магистрали. Учитывают при переходе с природного газа (метан) на баллонный. У последнего давление выше, диаметр форсунки уже. Где взять изделия заменить старые. Газовая плита комплектуется двумя наборами форсунок. Производитель учитывает возможность перехода на новый тип топлива. Для производства замены входит в комплект специальный торцовый ключ.

vashtehnik.ru