Проверка работы термопары
В случае выхода из строя термопары не подлежит ремонту. Теоретически можно, конечно, ее починить, но вот будет ли прибор после этого показывать точную температуру – это большой вопрос.
Иногда неисправность термопары не является явной и очевидной. В частности, это касается газовых колонок. Принцип работы термопары все тот же. Однако она выполняет несколько иную роль и предназначается не для визуализации температурных показаний, а для работы клапанов. Поэтому, чтобы выявить неисправность такой термопары, необходимо подключить к ней измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) и нагреть спай термопары. Для этого не обязательно держать ее над открытым огнем. Достаточно лишь зажать его в кулак и посмотреть, будет ли отклоняться стрелка прибора.
Причины выхода из строя термопар могут быть разными. Так, если не надеть специальное экранирующее устройство на термопару, помещенную в вакуумную камеру установки ионно-плазменного азотирования, то с течением времени она будет становиться все более хрупкой до тех пор, пока не переломается один из проводников. Кроме того, не исключается и вероятность неправильной работы термопары из-за изменения химического состава электродов. Ведь нарушаются основополагающие принципы работы термопары.
Газовая аппаратура (котлы, колонки) также оснащается термопарами. Основной причиной выхода из строя электродов являются окислительные процессы, которые развиваются при высоких температурах.
В том случае, когда показания прибора являются заведомо ложными, а при внешнем осмотре не были обнаружены слабые зажимы, то причина, скорее всего, кроется в выходе из строя контрольно-измерительного прибора. В этом случае его необходимо отдать в ремонт. Если имеется соответствующая квалификация, то можно попытаться устранить неполадки самостоятельно.
Да и вообще, если стрелка потенциометра или цифровой индикатор показывают хоть какие-то «признаки жизни», то термопара является исправной. В таком случае проблема, совершенно очевидно, кроется в чем-то другом. И соответственно, если прибор никак не реагирует на явные изменения температурного режима, то можно смело менять термопару.
Однако прежде чем демонтировать термопару и ставить новую, нужно полностью убедиться в ее неисправности. Для этого достаточно прозвонить термопару обычным тестером, а еще лучше – померить напряжение на выходе. Только обычный вольтметр здесь вряд ли поможет. Понадобится милливольтметр или тестер с возможностью подбора шкалы измерения. Ведь разность потенциалов является очень маленькой величиной. И стандартный прибор ее даже не почувствует и не зафиксирует.
Полезные советы
При проведении установки прибора необходимо внимание уделить тому, как направлены трубки подачи и отвода топлива. Они должны быть направлены только вниз.
Основной элемент, который будет отключать подачу газа на горелку, это концевой выключатель
Он располагается в зоне контроля безопасности около автомата прямо под пленумом. То есть, температура на выключатель подается именно от пленума, который и нагревается в зависимости от температуры самого газового агрегата.
После выключения горелки выключается и вентилятор, подающий воздух в камеру сгорания топлива. Если этого не происходит, то придется откорректировать сам выключатель. Иногда в термостате была установлена опция постоянной работы вентилятора. Проверьте это, и если все подтвердилось, то просто выключите данную функцию.
Чистка термопары
Откалибровать термопару или настроить ее функционал несложно, своими руками это сделать можно без больших проблем. Для этого просто снимите крышку панели управления. Под ней вы найдете циферблат зубчатого типа. Прокрутите его до нужного показателя температуры и попробуйте запустить всю систему. Если вас такая работа прибора не устраивает, то смело ищите приемлемый вариант.
Обязательно реагируйте на запах газа. Значит, где-то вы неплотно прижали крепеж или ослабло какое-то соединение. С утечкой газа надо разобраться быстро, это ваша безопасность.
И последнее по этой теме. Самостоятельно правильно выбрать термопару, которая точно подойдет вашему котлу, будет сложно. Обратитесь к специалистам или найдите таблицу зависимости технических характеристик данного прибора с техническими характеристиками газового котла. Все должно совпадать до градуса.
Читайте далее:
Разбираем устройство газового котла для отопления частного дома
Виды и правильное устройство дымохода для газового котла
Основные принципы работы газовых котлов
Монтаж газового котла в доме
Что такое инвертор для котла отопления
Зачем нужен датчик
Термопары отвечают за безопасность газкотла. Под влиянием нагрева обеспечивают напряжение, поддерживая клапан, через который поступает топливо, при горящем запальнике открытым.
Для энергонезависимых водонагревательных устройств, плит кухонь и печек на газе, можно использовать автономный датчик. Ему не нужен источник питания извне.
Работа термопар строится согласно эффекту Зеебека. Возьмем два проводника, на изготовление которых пошел разный металл, и соединим (спайкой или сваркой) их концы.
Нагреем место соединения. В цепи появится ЭДС (электродвижущая сила).
Разницу потенциалов определят t спайки и то, из чего сделан проводник.
В случае бытовой техники это, как правило, 20-50 милливольт. Минимум напряжения у самой термопары – 20 мВ.
Конструкция датчика представлена:
- термоэлектродом горячей спайки 2-х разнородных металсплавов, который прикручивается гайкой на монтажную пластину. Ее место – горелка котла (пилотная);
- удлинителем-проводником, он помещен внутрь трубочки из меди, служит минус-контактом, а кожух (медный) защищает плюс- проводник от помех 220-вольтной сети, характерной для жилых домов, и прочей бытовой техники;
- плюсовой клеммой, имеющей диэлектрическую шайбу, место которой в гнезде автоматического (газового) клапана, крепится при помощи гайки.
Есть и такие термопары, которым для подсоединения к автоматике достаточно стандартных винтовых клемм.
Для изготовления электродов ЭДС, нужны «свои» термоэлектродные сплавы.
В ходу комбинации хромеля с алюмелем, копелем и константаном, соответственно типы К,L,Е.
По евроклассификации –ТХА, ТХК, ТХКн. Они представляют смеси: никель- алюминий- кремний- марганцевую, никель-хромовую и никель-кремний-медную.
Для информации. Сплавы для устройства термопар выбирают из-за выраженного эффекта. «Чистый» металл способен порадовать лишь слабеньким напряжением. Для оснащения теплогенераторов в частных домовладениях чаще всего используют датчики ТХА.
Особенности и принцип работы автоматики котла на газе
Стабильная работа газового котла, зависит от многих факторов: стабильного давления, своевременной подачи и отключения газа, розжига и контроля наличия пламени. Принцип работы автоматики, заключается в обеспечении контроля над всеми данными параметрами и необходим для устойчивой работы бытовых газовых котлов.
Первые регуляторы, имели простую конструкцию и следили за тем, чтобы не произошла утечка газа по причине затухания пламени. В некоторых моделях котлов, запальник отсутствовал, выполнялся ручной розжиг основной горелки на минимальной мощности. Осуществлялась регулировка подачи газа, в трех режимах.
Современная автоматика для газовых котлов отопления, имеет улучшенный функционал и обеспечивает полную безопасность эксплуатации.
Автоматика имеет конструкцию и принцип работы, обеспечивающие возможность взаимозаменяемости. В большинстве случаев, в котле можно поменять механический регулятор на электронный.
Механическая и электронная автоматика
Существует два основных типа автоматики, регулирующей работу котла. По своей конструкции, принято различать механические и электронные регуляторы.
У каждого типа контроллера есть свои особенности, отражающиеся на принципе их работы:
Механическая автоматика бытовых газовых котлов – принцип работы основан на использовании электрического потенциала термопары. Устройство представляет собой два металлических стержня, из металлов разной плотности, спаянных между собой в нескольких местах.При нагревании, возникает низкопотенциальное напряжение, воздействующее на механический клапан подачи газа и удерживающее его в открытом положении. При остывании, перестает вырабатываться электричество и происходит обратный процесс, приводящий к закрытию газового клапана.В конструкции, также используется терморегулятор, устанавливаемый в водяной контур отопления. Внутри прибора, имеется металлический стержень (инваровый). Под воздействием температуры, внутренняя полоска металла удлиняется или укорачивается, открывая или прикрывая клапан, регулирующий подачу газа на горелку.
Электронная автоматика – имеет сложную конструкцию. Помимо основных задач, включения отключения газовой горелки и регулировки интенсивности нагрева теплоносителя, обеспечивает безопасность работы и другие функции.Современные котлы пятого поколения, оснащаются встроенной погодозависимой автоматикой или отдельным программатором, способным в автоматическом режиме контролировать работу в течение недели. Управление осуществляется микропроцессором.Принцип работы основан на использовании электромагнитного клапана и является энергозависимым, поэтому, при скачках напряжения в сети или отсутствия электричества, работа газового оборудования становится невозможной.
Для газового котла лучше выбрать автоматику электронного типа. Чтобы предотвратить отключение работы при перепадах напряжения и выключении электричества, устанавливают источник бесперебойного питания и стабилизатор.
Энергозависимая и энергонезависимая автоматика
Принцип работы энергонезависимой автоматики существенно отличается от энергозависимых устройств. Основные отличия заключаются в следующем:
Энергонезависимая механическая автоматика – работает, используя для регулировки физические законы. Подачу газа, открывает термопара, продуцирующая при нагреве низкопотенциальную электроэнергию, равную 40-60 мВт. Напряжение удерживает шток газового клапана в отрытом положении.Регулировка интенсивности нагрева осуществляется посредством термического расширения внутреннего стержня, расположенного в полости термодатчика.
Энергозависимая электронная автоматика – в данном случае, работой управляет микропроцессорный чип. В конструкции котла и водяном контуре, установлены датчики, считывающие информацию о рабочих параметрах: давлении газа, температуре теплоносителя, интенсивности притока воздуха и характеристиках тяги.После обработки полученной информации, микропроцессорный чип дает сигналы на срабатывание газовых клапанов, вентиляторов и другой запорной и регулирующей арматуры.
Единственный недостаток электронного контролера – это зависимость автоматики от энергопотребления. Микропроцессор автоматически приспосабливается к фактическим условиям работы, подбирает оптимальный режим нагрева и обеспечивает безопасность.
Электронная автоматика, подключенная к комнатным термостатам, экономит до 30% газа, по сравнению с котлами, работающими с механическими блоками управления.
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.
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.
Из данной статьи вы узнаете, какие проблемы могут возникать в автоматике газовых котлов, почему не получается разжечь запальник, из-за чего котёл может без причины отключаться, а главное, разберёмся, какие действия необходимо предпринять для диагностики и устранения данной неисправности.
Владельцам энергонезависимых газовых котлов наверняка знакома ситуация, когда по какой-то причине не удаётся разжечь котёл, или же на розжиг тратится много времени. В данном случае проблема кроется в автоматике котла.
На сегодняшний день в отечественном и импортном газовом оборудовании наиболее часто применяется газовый клапан EUROSIT 630. Именно он выполняет функции поддержания заданной температуры теплоносителя и в случае аварийной ситуации осуществляет полное перекрытие подачи газа к горелкам. Дальнейший запуск котлов с такой автоматикой возможен только вручную. Однако не всегда причиной аварийного отключения котла является реальная авария.
Попробуем разобраться в этом на примере котла «Житомир-3». Из автоматики в нём предусмотрена защита от пропадания пламени на запальнике и нарушения тяги.
Примечание: Все газоопасные работы должны выполняться исключительно представителями специализированных организаций, имеющих соответствующие разрешения. Поэтому данная статья предоставляется исключительно в ознакомительных целях. Также данная статья поможет проконтролировать работу мастера и, возможно, избавит вас от необходимости приобретения ненужных запчастей.
Определимся, что мы будем называть розжигом запальника. Ручка управления клапана EUROSIT 630 позволяет переводить котел в три основных режима:
- отключён;
- зажигание;
- регулировка температуры (1–7).
Для розжига пилотной горелки (запальника) необходимо перевести ручку управления в положение «зажигание» (искра), нажать на неё и при помощи кнопки пьезорозжига разжечь пилотную горелку. Далее ручка удерживается в течение нескольких секунд (не более 30) и отпускается. Запальник должен продолжать гореть. Это мы и будем называть розжигом запальника. Если запальник погас — необходимо повторить процедуру ещё несколько раз. Если это не помогло — необходимо искать неисправность.
В момент розжига запальника пламя нагревает термопару, которая в свою очередь вырабатывает ЭДС (примерно 25 мВ для исправных термопар SIT), которая поступает через цепь датчика (датчиков) автоматики к электромагнитному клапану.
Нажимая на ручку газового клапана, мы вручную открываем электромагнитный клапан, подавая газ на запальник, который, в случае правильной работы оборудования, удерживается вырабатываемой термопарой ЭДС и остаётся в открытом положении после отпускания ручки. Сама термопара выполняет функцию защиты от пропадания пламени на запальнике. Датчики, находящиеся в цепи, являются нормально-замкнутыми и при срабатывании размыкают свои контакты, обеспечивая полное отключение котла.
Кнопку электромагнитного клапана приходится зажимать
Ситуация следующая. Котел работает только тогда, когда кнопка находится в нажатом положении. Во многих случаях все сразу думают, что неисправен электромагнитный клапан. Или еще хуже. Бывает так, что сразу непонятно в чем дело, и появляется большое желание тут же сменить весь блок автоматики в целом. Самое обидное то, что основная причина неисправности при этом может быть не затронута и не устранена. И после замены блока автоматики все останется так как и было. Поэтому, — просьба, — пока не разберетесь в чем дело, пока не увидите реальных доказательств, не принимайте поспешных решений, касающихся замены блока.
Ситуация в этом случае такова, что котел работает так сказать «напрямую», в обход всех защит. Это неприемлемо, хотя очень распространено в бытовой практике. Некоторые даже не подозревают, что газ поступает в котел обходя защиту от погасания запальника, так сказать, напрямую в котел.
Когда кнопка электромагнитного клапана не фиксируется, — неисправностей всего три.
1. Неисправность термопары. Термопара либо прогорела, либо плохой контакт термопары с электромагнитным клапаном.
Для начала проверяем термопару. Откручиваем гайку подключения термопары. Оставляем ее кончик в работающем запальнике (котел же работает?!) и берем тестер. Один щуп на корпус термопары, другой — на контакт на торце термопары.
При нагреве термопара вырабатывает ЭДС, которая и должна удерживать кнопку клапана в нажатом положении. Если ЭДС менее 20 mV, — то термопара однозначно под замену. И Вам нужна «Инструкция по замене термопары».
2. Неисправность электромагнитного клапана. Электромагнитные клапаны ведут себя по-разному, но в основной массе, — это надежные, слаботочные и довольно примитивные устройства, внутри которых находится обыкновенная обмотка. Ток есть, — магнит магнитит, тока нет и магнита нет. Коробки выходят из сторя обычно за давностью лет. Бывают также случаи, когда гайку термопары или термопластины пытаются затянуть как можно сильней (а здесь нужен всего-лишь обычный электрический контакт). Тянут так, что отрывают внутри коробки провода обмотки от выходящих контактов. Можно поробовать измерять сопротивление электромагнитного клапана, но обычно этим никто не занимается. Электромагнитный клапан, как правило, меняется в цепочке перечисленных здесь запчастей последним. Либо он просто меняется сам по себе, когда котел проработал более 10-15 лет. Либо, если котел находится далеко географически, клапан берем с собой для того чтобы устранить проблему по-любому и наверняка. Если принято решение о замене Электромагнитного клапана, для осуществления этого процесса Вам обязательно понадобится «Инструкция по замене электромагнитного клапана».
3. Неисправности, связанные с работой термопластины (плохая тяга)
Проблемы, связанные с работой данного устройства, давно известны. Само место, где находится термопластина подвержено воздействию как воздуха, так и конденсата. Обычная ражавчина, окисление, плохой контакт, закисание иногда даже вызвает ненависть к данному устройству. Завод выпустил даже специальную контрольную гайку для выявления неполадок, связанных с работой термопластины. Набросив контрольную гайку на правый контакт Электромагнитного клапана Вы сразу обходите термопластину и понимаете, она это или не она. Дело в том, что пока правый контакт Электромагнитного клапана разомкнут (а должен быть нормально замкнут) мы вообще не поймем, что не так с котлом. Если гайки под рукой нет, замыкаем правый контакт клапана на корпус, например, при помощи фольги. Если сразу все заработало, разбираемся с термопластиной: зачищаем, регулируем и т.д. Для того, чтобы заняться термопластиной всеръез неплохо было бы получить «Полные сведения по работе термопластины (плохая тяга)».
Здесь были представлены все три, самые частоповторяемые неисправности, которые «не дают кнопке электромагнитного клапана оставаться в нажатом положении».
Сложно сказать сходу, что конкретно неисправно.
1. Все случаи сводятся к проверке контакта термопары с электромагнитным клапаном и контакта термопластины, который должен быть нормально замкнут.
2. Если контакт плотный, то проверяем термопару. Если термопара выдает менее 16 mV, — меняем термопару.
3. Если с исправной термопарой не работает, ставим контрольную гайку на второй контакт клапана (или наматываем фольги чтобы замкнуть контакт на корпус), чтобы исключить цепь электромагнит-термопластина.
5. Если все равно не работает, — меняем электромагнитный клапан.
6. Если не работает, когда все поменяли, проверяем еще раз по кругу.
7. Не торопимся. Вся эта дрянь идет только от этих трех элементов или от их неправильного взаимодействия. Не сдаемся!
Разновидности
Термопара характеризуется несложным строением. При наличии соответствующих навыков это устройство можно даже сделать собственными руками в домашних условиях. Однако лучше приобрести промышленный прибор, прежде изучив технические характеристики, а также особенности всех типов устройств.
Специализированные компании производят термопару трёх видов:
- Типа Е — для изготовления используются две пластины: константан и хромель. Этот прибор отличается повышенной производительностью. Кроме того, он контролирует процесс, протекающий в диапазоне температур от —5°С до 74°С.
- Типа J — в приборе вместо хромеля установлена железная пластинка, которая ничуть не ухудшает технические характеристики устройства. Имеет повышенную чувствительность к изменениям, а температурный диапазон — от —4°С до 74°С.
- Типа К — такие термопары пользуются наибольшей популярностью. Они оснащены пластинами, сделанными из алюминия и хромеля.
Рабочий диапазон изменяется в пределах от —20°С до 135°С, а саму чувствительность производителям удалось повысить на несколько позиций.
Продолжительность срока эксплуатации этого прибора определяется средой использования: так, в углекислом газе пластина из хромеля покрывается ржавчиной в виде зелёной гнили, сплав быстро портится и устройство теряет немагнитные свойства.
Существуют и другие типы термопар, однако, они не подходят для применения в газовых котлах по причинам:
- сплавы содержат дорогие металлы, поэтому у них высокая стоимость;
- такие модели ничем не лучше, чем типы К, Е или J.
Устройство термопары
Принцип работы термопары. Эффект Зеебека
Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.
Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.
Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.
Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».
Компенсация температуры холодного спая (КХС)
Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.
КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).
Конструкция термопары
При конструировании термопары учитывают влияние таких факторов, как «агрессивность» внешний среды, агрегатное состояние вещества, диапазон измеряемых температур и другие.
Особенности конструкции термопар:
1) Спаи проводников соединяются между собой скруткой или скруткой с дальнейшей электродуговой сваркой (редко пайкой).
2) Термоэлектроды должны быть электрически изолированы по всей длине, кроме точки соприкосновения.
3) Способ изоляции подбирается с учетом верхнего температурного предела.
- До 100-120°С – любая изоляция;
- До 1300°С – фарфоровые трубки или бусы;
- До 1950°С – трубки из Al2O3;
- Свыше 2000°С – трубки из MgO, BeO, ThO2, ZrO2.
4) Защитный чехол.
Материал должен быть термически и химически стойким, с хорошей теплопроводностью (металл, керамика). Использование чехла предотвращает коррозию в определенных средах.
Удлиняющие (компенсационные) провода
Данный вид проводов необходим для удлинения концов термопары до вторичного прибора или барьера.
Провода не используются в случае наличия у термопары встроенного преобразователя с унифицированным выходным сигналом. 
Материал проводов может совпадать с материалом термоэлектродов, но чаще всего заменяется на более дешевый с учетом условий, предотвращающих образования паразитных (наведенных) термо-ЭДС. Применение удлиняющих проводов также позволяет оптимизировать производство.
