Как правильно установить термопару в газовом котле

Все чаще для обогрева жилища используется принцип отдельной, автономной системы отопления. Централизованная система отопления дороже в обиходе, обслуживании и невыгодна экономически. В случае наличия в частном доме или, особенно, квартире, газового котла, хозяин получает право и возможность самостоятельно регулировать температуру, отслеживать правильность работы системы и всех ее составляющих.

Необходимость в использовании термопары

При должном оборудовании есть реальная возможность сократить потребление газа в сторону существенного уменьшения. Термопара газового котла – это часть

прибора, которая регулирует и контролирует работу машины и следит, чтобы она

не подвергалась перегреву. Устройство термоэлектрического элемента одновременно простое и очень надежное.

Такой элемент вполне можно изготовить самостоятельно, но очень важно правильно просчитать замеры, иначе может быть погрешность, как следствие, в температурах, 1 градус Цельсия сыграет важную роль в правильности работы.

Конструкция и принцип работы

Термопара газового котла являет собой максимально простую конструкцию, которая состоит из двух проводников, образующих в итоге кольцо, соединяясь в некоторых местах. Одно из них помещается в необходимую для измерения зону, второе – к измерительному аппарату. Буквально на практике действие этого элемента основано на законах физики.

Это работает так:

• замкнутая цепь образуется двумя разными проводниками;
• места контактов цепи подвержены воздействию различных температур, в образованном кольце появляется термоэлектродвижущая сила.

Как именно появляется эта сила? Дифференциация имеет пять этапов.

• часть А проводника разогрета;
• на ней двигаются электроны с большей скоростью, чем на его холодном конце (часть Б), получая большее количество энергии.

Второй этап: под влиянием температуры электроны начинают двигаться в сторону короткого конца проводника, в результате на нем накапливается отрицательный заряд.

Третий этап: горячий конец остается положительным.

• накопление происходит до момента, пока не будут достигнуты отличия в потенциалах;
• по итогам чего можно перенаправить поток от конца с отрицательным зарядом в обратную сторону.

Пятый этап: в результате придается устойчивое равновесие.

Зависимость термоэлектродвижущей силы от:

• t° в местах соприкосновений;
• контактов;
• особенностей характеристик;
• проводимости материала проводника.

Особенность прибора, предназначенного для газовых котлов

Все термопары для газового котла произведены в большинстве из неблагородных металлов. Чтобы была надежная защита от агрессивной внешней среды, их поместили в трубу, где присутствует подвижный фланец – это обеспечивает надежный крепеж конструкции. Она имеет такие составные элементы:

• литой, герметичный корпус вместе с крышкой;
• колодки, выполненные из фарфора, которые крепятся к головке с помощью винтов и плавающих зажимов.

Материал изготовления зависит от конкретных диапазонов температур, для измерения которых будет применяться прибор.

Виды термопары

Благодаря простой классификации применяемых областей на рынке используется и встречается три типа температурных датчиков:

Первый (Е) изготавливается, преимущественно, из пластин хрома и константа. Он очень надежен, заводская маркировка разработчиков – ТХКн. Рабочая температура колеблется в диапазоне от 0 до +600 градусов по Цельсию.

Второй тип (J) аналог первого, но тут хром заменен железом. По функциям не уступает типу Е, но ценовая политика в изготовлении устройства гораздо ниже. Маркировка производителей-разработчиков – ТЖК. Рабочий диапазон температур – от -100 до +1200 градусов по Цельсию.

Третий вариант (K) самый распространенный и применяемый на практике. Маркировка авторов-производителей – ТХА. Материал – хромель и алюминий. Рабочий охват температуры – от -100 до +1350 градусов по Цельсию. Такое устройство чувствительно реагирует на изменения температур, но и зависит от окружающего его среды. Пример: углекислый газ (СО2) может вызвать преждевременный ремонт аппарата, снизив его срок эксплуатации.

Некоторые модели отопительных систем, особенно твердотопливные котлы, комплектуются газовыми горелками. В них с целью защиты от утечки газа используется термопара, она чаще применяется в газовых котлах, нежели твердотопливных, да и необходима она там больше.

Ведь если вдруг погас огонь во втором случае, то ничего страшного не произойдет, а вот в первом – необходимо, чтобы система перекрыла газ. Такая система называется газконтроль и состоит из электромагнитного отсекающего клапана и термоэлектрического преобразователя. Важный момент – такая система не зависит от подачи и наличия электропитания.

Проверка и замена датчика температуры

В случае поломки прибор не подлежит замене. Когда газовая установка прекращает корректную работу или не зажигается, это говорит о поломке клапана или термоэлектрического преобразователя. Испытать работу его просто – один конец требуется соединить с температурным датчиком. Другой при этом необходимо нагреть, можно вручную. Подойдет для этой цели и зажигалка.

Если устройство рабочее, напряжение будет показывать мультиметр в районе 50 мВ. Если замечены пятна, окисление участков, а мультиметр показывает аномальные показатели – устройство вышло из строя и нуждается в замене.

Заменить ее можно самостоятельно. Выбирая аппарат, учитывать следует модель котла, так как технические характеристики обоих устройств должны совпадать для приемлемой и правильной работы. В ином случае термопара может снизить рабочие способности или вовсе утратить их.

Ценовая политика разная, зависит от применяемого сплава, но цены вполне бюджетные.

Сейчас мы с вами разберемся в назначении термопары в газовом котле, ее особенностях и принципах работы. В конце разберемся как провести ремонт своими руками.

Любой котел, независимо от вида и принципа его действия, нуждается в термопаре — устройстве, которое будет контролировать температуру в камере сгорания и автоматически перекрывать подачу газа при исчезновении пламени.

Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов в вашем городе. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.

Термопара для газового котла — необходимый элемент в системе отопления, который помогает избежать перегрева котла и возможности его поломки.

Термопара для газового котла

Принцип работы термопары

Чтобы понять как работает термопара в газовом котле, в первую очередь необходимо познакомиться с его устройством и принципом действия.

Термопара — это конструкция из двух пластин-проводников, которая состоит из разных сплавов. Устройство является достаточно простым, но в то же время надежным.

Принцип работы данного устройства базируется на физическом явлении — эффекте Зеебека.

Процесс образования электродвижущей силы на границе стыка двух разнородных проводников, контакты которых имеют температурные отличия. Эффект Зеебека

Если две детали из разнородных металлов прочно соединить, а место соединения нагреть, то на холодных окончаниях спаянного проводника появится разница потенциалов — напряжение. При появлении напряжения клапан сразу автоматически открывается, позволяя топливу проходить к запальнику.

Принцип работы термопары газового котла

Виды термопар

Сегодня рынок котельного оборудования отличается обилием разнообразных термопар, которые подразделяются на несколько типов. Металл, использующийся при их изготовлении, является главным критерием, на основе которого они дифференцируются.

Из неблагородных металлов

Тип термопары	Сплав	Российская маркировка	Диапазон температур, °С	Особенности термопары
K	хромель-алюмель	TXA	от -200 °С до +1000 °С	Возможность работы в нейтральной атмосфере либо атмосфере с избытком кислорода
L	хромель-копель	TXK	от -200 °С до +800 °С	Самая высокая чувствительностью из всех промышленных термопар. Свойственна только высокая термоэлектрическая стабильность при температурах до 600 °С.
E	хромель-константан	TXKn	от -40 °С до +900 °С	Высокая чувствительность.
T	медь-константан	TMKn	от -250 °С до +300 °С	Может работать в атмосфере, в которой небольшой избыток или недостаток кислорода. Не чувствительна к повышенной влажности.
J	железо-константан	ТЖК	от -100 °С до +1200 °С	Хорошо работает в разряженной атмосфере. Невысокая стоимость обусловлена входящим в состав железом.
А	вольфрам-рений	ТВР	выше +1800 °С	Хорошие показатели механических свойств при высокой температуре. Может работать при частых и резких теплосменах и при больших нагрузках. Неприхотливость при изготовлении и монтаже, так как имеют небольшую чувствительность к загрязнениям.
N	нихросил-нисил	ТНН	от -200 °С до +1300 °С	В группе неблагородных металлов считается самой точной термопарой . Высокая стабильность при температурах от 200 до 500 °С.

Из благородных металлов

Типы термопары	Сплав	Российская маркировка	Диапазон температур, °С	Особенности термопары
B	платинородий-платинородиевая	ТПР	от +100 °С до +1800 °С	Высокая механическая прочность. Большая стабильность при высоких температурах. Небольшая склонность к росту зерна и охрупчиванию . Невысокая чувствительность к загрязнению.
S	платинородий-платина	ТПП10	от 0 °С до +1700 °С	Высокая точность измерений. Хорошая воспроизводимость и стабильность термоЭДС.
R	платинородий-платиновая	ТПП14	от 0 °С до +1700 °С	Обладает свойствами, идентичными термопаре типа S.

В системах автоматики котлов чаще используются термопары типов: E, J, K.

Подключение и проверка

Подключение термопары должно производиться электродами (проводами), изготовленными из того же материала, что и подключаемая термопара.

Либо могут использоваться металлические провода, которые имеют характеристики, аналогичные свойствам электродов на самой термопаре.

Перед подключением термопар для котлов отопления, важно зачистить концы проводов, чтобы удалить окислы, которые оказывают влияние на точность измерений. А во время установки важно проследить за тем, чтобы трубки отвода и подачи топлива были опущены строго вниз.

В случае, если термопара сломалась, как правило, восстановить ее уже невозможно, поэтому важно знать, как проверить термопару мультиметром на газовом котле.

Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

Чтобы проверить её работоспособность, достаточно соединить один конец с мультиметром — измерительным датчиком, а другой конец нагреть, используя газовую горелку либо зажигалку.

Комбинированный электроизмерительный прибор, который может быть цифровым и аналоговым, объединяет в себе несколько функций (как минимум функции вольтметра, омметра, амперметра). Мультиметр

Рабочая термопара должна иметь напряжение в районе 50 мВ.

В случае подтверждения неисправности термопары, заменить её можно своими руками.

Ремонт термопары своими руками

Чтобы устранить неполадку своими руками необходимо:

• прижимную гайку открутить гаечным ключом и и достать ее конец;
• шнуровкой-нулевкой очистить от загрязнений;
• произвести проверку термопары мультиметром;
• убедиться, что все показатели соответствуют нормам;
• собрать термопару обратно и запустить котел.

Если починить термопару не удается, то всегда есть возможность купить новую. Российский рынок предлагает большой ассортимент данных приборов, выпускаемых различными производителями, например, АБАТ, АОГВ, АКГВ. Их цена колеблется в диапазоне от 300 до 2000 рублей. На газовые котлы иностранного производства (например, Bosch, Viessmann, Vaillant) цена термопары будет выше.

Сегодня термопары нашли активное применение в автоматике газовых котлов, выбор их на рынке велик, и каждый имеет возможность приобрести универсальную термопару. Однако, выбирая термопару самостоятельно можно столкнуться с рядом трудностей. Следует обратиться к специалисту, который подскажет как выбрать прибор, соответствующий всем характеристикам газового котла. Также можно воспользоваться таблицей зависимости технических характеристик прибора с характеристиками газового котла.

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.