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

termopary gazovyh kotlov konstrukciya diagnostika i zamena v domashnih usloviyah

Термоэлектрические датчики — термопары — используются только в газовых котлах и водонагревателях, оборудованных энергонезависимой защитной автоматикой. Назначение этого элемента — контролировать пламя горелки и непрерывно подавать напряжение на электромагнитный клапан блока управления SIT 630 (или аналогичного). Наша цель — объяснить, что такое термопара, как она работает и как ее заменяют в случае неисправности.

Устройство термоэлектрического датчика пламени

Термопара является предохранительным элементом газового котла, который создает напряжение во время нагрева и удерживает топливный клапан открытым во время горения запальника. Изображенный на картинке датчик работает автономно, без внешнего источника питания. Сфера применения термопар — газовые энергонезависимые устройства: кухонные плиты, водонагреватели и бытовые плиты.

Поясним принцип работы термопары для котла, основанный на эффекте Зеебека. Если концы двух разнородных металлических проводников спаяны или свариваются, в цепи создается электродвижущая сила (ЭДС), когда эта точка нагревается. Разность потенциалов зависит от температуры перехода и материала провода и обычно находится в диапазоне 20 … 50 милливольт (в бытовой технике).

Датчик состоит из следующих частей (устройство показано на схеме ниже)

  • термопара с «горячим» спаем из двух разных сплавов, прикрученная гайкой к монтажной плите рядом с пилотной горелкой котла;
  • Удлинитель — провод, находящийся в медной трубе и служащий также отрицательным контактом;
  • положительный зажим с диэлектрической шайбой, вставленный в гнездо автоматического газового клапана и закрепленный гайкой;
  • Существуют версии термопар, подключаемых к автоматике с помощью стандартных винтовых зажимов.

В этой модели нагреваемый электрод крепится к плите котла без гайки — он вставляется в специальный паз.

Внимание. Медная труба необходима для защиты плюсового провода от внешних помех со стороны сети 220 В и других электроприборов. Помните: минимальное напряжение термопары составляет всего 20 мВ.

При изготовлении электродов, вырабатывающих ЭДС, используются специальные металлические сплавы. Наиболее распространены термопары:

  • хромель — алюмель (тип К по европейской классификации, обозначение — ТХА);
  • хромель — копель (тип L, сокращение — ТХА);
  • хромель — Константин (тип Е, аббревиатура — ТХКн).

Принцип работы теплового пара из двух разных сплавов

Ссылка. Алюмель — это сплав никеля с алюминием, марганцем и кремнием. Хромель состоит из 90% никеля и 10% хрома. Копель также содержит никель в сочетании с медью и кремнием.

Использование сплавов в конструкции термопар связано с лучшей генерацией тока. Если термопара изготовлена ​​из чистого металла, выходное напряжение будет слишком низким. Большинство теплогенераторов, используемых в частных домах, имеют датчики TXA (хромель-алюмель). Подробнее о конструкции термопар смотрите в видео:

Принцип действия в составе котла

Схема подключения термоэлектрического датчика в разных газовых приборах примерно одинакова. Измерительный электрод располагается в районе фитиля или основной горелки, провод подключается к открывающей газовой катушке.

Общая информация. В турбинных и атмосферных нагревателях, подключенных к электрической сети, вместо термопары можно использовать фотоэлектрический датчик. Обнаруживает наличие огня без прямого нагрева.

Как работает термопара в стоячих котлах АОГВ и подобных устройствах:

  1. Пользователь нажимает кнопку одной рукой и использует импульс, чтобы открыть газовый соленоидный клапан.
  2. Другой рукой домовладелец включает пьезозажигание, удерживая первую кнопку. Воспламенитель мигает.
  3. Согласно инструкции по эксплуатации, кнопку следует удерживать 5-30 секунд (в зависимости от модели прибора), пока фитиль нагревает измерительный электрод.
  4. Электромагнитная цепь генерирует постоянный ток от электродов термопары. Пользователь отпускает ключ, но подача топлива не прекращается — теперь клапан поддерживает напряжение термопары.

Если огонь по какой-либо причине погаснет, нагрев термопары прекращается и ЭДС пропадает. Катушка выходит из зацепления, и пружина закрывает клапан и прекращает подачу топлива.

Ссылка. Газовые котлы, не зависящие от электричества, могут быть укомплектованы автоматикой различных производителей — ЕвроСИТ, Жуковский завод, «Арбат», «Орион» и так далее. Каждая термопара работает по одному принципу — пока электрод нагревается пламенем, подача газа будет открыта.


Электрод термопары расположен рядом с воспламенителем на всех устройствах для горячего водоснабжения.

Отличия от датчика температуры

Помимо термопары, к автоматическому топливному клапану котла подключается термобаланс, который отвечает за отключение основной горелки при достижении заданной температуры теплоносителя. Внешне элементы колбы и медные соединительные патрубки в чем-то похожи. Незнающий домовладелец может легко спутать эти датчики.

Вот основные отличия датчика температуры от термопары:

  • Конструкция датчика представляет собой цилиндрический сильфон, выполненный в виде медной колбы с герметичным концом;
  • термочувствительная лампочка соединена с газовой автоматикой с помощью более тонкой капиллярной трубки, чем электрически генерируемый датчик;
  • Сама груша датчика размещена внутри теплозащитного экрана или спрятана под рубашкой возле водяной рубашки, к воспламенителю не прикреплена;
  • Датчик температуры вообще не отсоединяется от автоматики или отличается размером крепежной гайки.

Внимание. Колба работает по другому принципу: при нагревании внутри колбы расширяется специальная жидкость. Капиллярное давление передается на клапан автоматики, который отключает основную горелку. Пламя запальника не гаснет.

Как проверить и заменить термопару

Главный признак неисправности датчика пламени — гаснет фитиль одновременно с отпусканием кнопки. Иногда проблема проявляется по-другому — пламя на запальнике остается, но при розжиге основной горелки снова отключается подача топлива и котел полностью гаснет. Причины таких проблем:

  • Термоэлектрод покрыт сажей и плохо прогревается, из-за чего напряжение в цепи падает ниже минимального;
  • взорван корпус счетчика;
  • повреждение контактов на горячем спайе;
  • гайка крепления откручена, тяга управления перекосилась и плохо нагревается запальником;
  • Неисправен датчик тяги или обрыв цепи.

Электрод, нагретый запальным устройством, необходимо периодически очищать от нагара. Проблема в том, что этот элемент сложно увидеть снаружи и его нужно снимать либо с планок, либо со всего корпуса вместе с горелкой.

объяснение. Неисправный датчик тяги вызывает аналогичные симптомы, потому что этот «концевой выключатель» включен последовательно с термопарой (разомкнутая цепь). Чтобы исключить влияние датчика, временно замкните его провода.

Для диагностики вам понадобится мультиметр или другой прибор, способный измерять низкие напряжения (до 100 мВ). Как провести исследование:

  1. Закройте подачу газа к теплогенератору или проточному нагревателю с помощью клапана на подающей трубе. Снимите корпус или переднюю панель устройства.
  2. С помощью гаечного ключа ослабьте гайки крепления термопары и соединительную трубку. Снимите датчик пламени.
  3. Внимательно осмотрите рабочий электрод и очистите его от копоти щеткой и тряпкой. Если визуальный осмотр показывает выгорание, термопару необходимо заменить.
  4. Идите на кухню и зажгите газовую плиту. Подсоедините зажим мультиметра к центральному штырю и медной трубке. Установите нижний предел измерения на 0,1 или 1 вольт.
  5. Нагрейте термопару на газовой плите, наблюдая за вольтметром.

Основное условие — исправная термопара для котла должна подавать напряжение не менее 0,02 В. Если он показывает ноль, напряжение скачкообразно или не превышает 20 мВ, элемент необходимо заменить. Современные датчики не подлежат ремонту перепайкой.

Кончик. Покупая новую термопару, всегда указывайте марку и модель котла, чтобы не запутаться в маркировке и маркировке.

Если не хотите заранее снимать элемент, диагностику можно провести прямо на котле. Открутив гайку, отсоедините трубку термопары от автоматики и подключите мультиметр, как описано выше. Удерживая кнопку нажатой, зажгите запальник и снимите показания. Недостаток метода: невозможно визуально осмотреть и очистить электрод от копоти.

При установке новой термопары в газовый котел отрегулируйте положение нагретого стержня. В идеале электрод должен стоять горизонтально, не наклоняться вверх или вниз и хорошо заливаться фитильным пламенем.

Заключение

Зная устройство термопары котла и способы его проверки, несложно выявить проблему или заменить датчик в домашних условиях. Важно исключить другие неисправности — либо поврежденный датчик тяги, либо поврежденную катушку соленоида. Последняя ошибка характерна для отечественных автоматических моделей — «Арбат», ЖМЗ и так далее. Посмотрите новейшее видео о том, как сделать ремонт с помощью подручных инструментов:

PinchProfit