12.05.2020

Термопары для котлов отопления – подробная инструкция по устройству и принципу работы, проверке исправности термоэлектрического датчика мультиметром, восстановлению и замене

Содержание

что это такое и как работает прибор для АОГВ

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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 для газового котла: устройство и принцип работы Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.
Термопара для газового котла: устройство и принцип работы Термопара для газового котла: устройство и принцип работы
  • 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.
Термопара для газового котла: устройство и принцип работы Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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.

Термопара для газового котла: устройство и принцип работы

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: принцип работы

Наиболее экономичным и удобным видом топлива для обогрева дома или коттеджа по праву считают газ. Единственное условие — беспрекословное соблюдение всех правил установки газового оборудования и, по возможности, использование автоматического контроля нагревания оборудования. Перегрева отопительного котла лучше не допускать, иначе не избежать ужасных последствий. Еще одна опасность — утечка газа вследствие затухания огня. Чтобы избежать всех проблем и сложностей с газовым оборудованием, необходима термопара для газового котла.

термопара для газовых котловТермопара для газового котла

Назначение термопары для газовых котлов

Для чего нужна и как работает термопара, знает каждый, кто хоть единожды сталкивался с установкой газового оборудования. Термопара — это своего рода контроллер, предохраняющий приборы от перегрева и некорректной работы.

Важно: термопара или термоэлектрический элемент является наиболее оптимальным средством измерения высоких температур, которые возникают в камере сгорания работающей установки газового котла. Кроме контролирующей функции, термопара конвертирует температуру в определенную энергию, например, электроток.

Чтобы в изначально подать топливо (в нашем случае газ) на запальник, нужно вручную открыть электромагнитный клапан. После нажатия на шток газ подается на запальник и термоэлемент нагревается. Достаточно 30 секунд нажатия, после этого отпадет необходимость самостоятельного удерживания клапана открытым, так как выработка напряжения термопарой уже началась, и агрегат будет работать без вашего участия.

розжиг запальникаЗапальник газового котла

Температурные датчики. Классификация

Существует несколько основных типов термопар. Их различают по материалу изготовления. Основными материалами, используемыми для температурных датчиков, являются металлы — благородные и неблагородные. Именно их сочетание и стало основой классификации. Вот наиболее распространенные типы термоэлектрических элементов:

  • Тип К: Хромель и алюмель. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
  • Тип J: Железо и константан. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +700°С;
  • Тип N: Никросил и нисил. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1100°С;
  • Тип R: Платинородий(13 % Rh) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0оС до +1600°С;
  • Тип S: Платинородий (10 % Rh ) и платина. Диапазон температур (длительно): от 0°С до +1600°С;
  • Тип B: Платинородий (30 % Rh) и платинородий (6 % Rh). Диапазон температур (длительно): от +200°С до +1700°С;
  • Тип T: Медь и константан. Диапазон температур (длительно): от -185°С до +300°С;
  • Тип Е: Хромель и константан. Диапазон температур (длительно): от -50°С до +800°С;
типы термопарТипы термоэлектрических элементов

Безусловно, каждый тип термоэлемента используется в различных целях. Дорогие термопары используются в науке и промышленности, а более простые и дешевые идеальны для бытового использования — в газовых котлах или плитах.

Устройство и принцип действия термопары

Известно, что не каждый материал может постоянно находиться в открытом пламени. Как видно из описания типов термоэлектрических элементов, они изготавливаются из нескольких металлов, способных длительное время выдерживать высокие температуры. Когда термопара выходит из строя, газовый котел потребует немедленного ремонта, так как произойдет затухание горелочного устройства. Почему так происходит? Термопара работает вместе с отсекающим электромагнитным клапаном. При нарушениях в работе температурного датчика клапан закрывается, и подача газа немедленно прекращается.

Основной принцип работы термопары — термоэлектрический результат (или эффект Зеебека). Суть этого физического явления заключается в следующем:

  1. Два металла с разными физическими свойствами образуют замкнутую цепь;
  2. Место, где проводники соединены между собой путем качественной спайки, помещается в открытое пламя;
  3. На холодных концах спая возникнет напряжение — разница потенциалов.
  4. Если к ним подключить измерительное приспособление, цепь замкнется и появится электрический ток, напряжения которого будет достаточно для возникновения в катушке электромагнитного клапана индукции, которая пустит газ к запальнику.
устройство и принцип работы термопарыКонструкция и принцип действия термопары

В тех случаях, когда вы не можете зажечь газовый котел, запальник тухнет, как только вы отпускаете кнопку подачи газа — можете быть уверены, что термопара вышла из строя.

Важно: качество спая металлов термопары играет очень важную роль. Место соединения помещают в зону открытого пламени, поэтому хороший спай увеличит срок службы термопары.

Для газовых котлов чаще всего используют универсальные термоэлектрические элементы типа К (хромель-алюмель), типа Е (хромель и константан) и типа J (железо и константан). Проводники в защитной оболочке, приварены к холодным концам металлов, а спай закрепляют зажимной гайкой в соответствующее место автоматики котла.

Остальные разновидности термопар в газовых котлах и установках не используются в силу того, что из-за использования дорогостоящих сплавов возрастает цена. А для газовых котлов достаточно хороши свойства простейших сплавов.

Чтобы проверить, как работает термопара, нужно подключить один ее конец к измерительному прибору — мультиметру, а другой нагреть при помощи обычного огня. Если устройство исправно, напряжение будет около 50мВ.

Принцип действия термопары достаточно прост, однако в процессе производства каждый вид термопары проходит калибровку, или, другими словами, корректировку относительно 0оС. Чем точнее измерительный прибор, которым проводят калибровку, тем точнее будет термопара. Кроме этого, добросовестный производитель не позволит себе сделать некачественную пайку металлов термопары. Поэтому старайтесь выбирать изделие проверенного бренда, покупая термодатчик для своего газового котла.

Также стоит учесть, что точка измерения не должна находиться далеко от измерительного прибора, в противном случае вам понадобится расширение проводов промежуточного соединения, а это достаточно дорого.

Преимущества и недостатки

Как любое устройство, термоэлектрические пары имеют ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам относят:

  • Долговечность устройства при невысокой цене. Это обусловлено отсутствием движущихся деталей, сложных компонентов и невысокой ценой материала изготовления (для газовых котлов не используют платиносодержащие термопары).
  • Термопара для газового котла может работать как датчик контроля температуры и датчик контроля пламени.
  • Диапазон измеряемых температур достаточно широкий, от -250°C до +2500°С
  • Для отопительной техники достойная точность измерений.
  • Простота монтажа термопары.
автоматика газового контроляЭнергонезависимая система газ-контроль для плит и котлов

К недостаткам относят:

  • Невозможность ремонта термопары в случае некачественного спая. Выход один — максимально быстрая замена, ведь без температурного датчика работа котла остановится.
  • Если термопарные и удлинительные провода слишком длинные, может возникнуть эффект «антенны» для электромагнитных полей.
  • Нет высокой точности измерения температур (хотя это не столь важно для работы газового котла).

Выводы

Если вы приняли решение производить отопление вашего жилища с помощью газового котла, помните, что термопара — ключевой элемент безопасной работы агрегата. Устройство термопары достаточно простое и понятное. Цена более чем приемлема, а разъемы подключения стандартные. Поэтому если вам нужно заменить температурный датчик в случае поломки, проблем не возникнет. Единственное, что следует учесть — это тип и технические характеристики устройства.

Несмотря на то, что конструкция термоэлектрического элемента очень простая, она является одной из самых важных деталей современного газового оборудования. Выступая в роли датчика температуры, обеспечивая газ-контроль и наличие пламени, термопара — идеальный элемент защиты вашей безопасности в отапливаемом с помощью газового котла доме. В любой нештатной ситуации термодатчик и отсекающий клапан сработают таким образом, что подача газа прекратится.

Видео по теме:

profiteplo.com

Термопара для газового котла — устройство и принцип работы

Классическая термопараЭлемент автоматики

Система автоматики отопления, особенно ее контролирующие блоки, это необходимые элементы, которые помогут избежать перегрева отопительного котла. К чему может привести перегрев, не стоит, наверное, пояснять. Так вот простым языком эти приборы называются термопарами для газовых котлов. Что они собой представляют, каков принцип их работы, разновидности и другие характеристики. Все эти вопросы будут рассмотрены в этой статье.

Общие понятия

Существуют специальные основополагающие документы, которые определяют, что такое термопара. Все это вы можете найти в ГОСТ Р 8.585-2001. Что в нем написано? Термопара – это контролирующее температуру устройство, которое состоит из двух проводников разного типа. Контактируют проводники обычно в одной или нескольких точках. В некоторых приборах контакт производится компенсационной проволокой. То есть, неважно, каким образом проведен контакт, важно, чтобы этот контакт был.

Разнородные проводники в процессе нагрева между собой создают напряжение, которое и учитывается в процессе контроля температурного режима котельного газового оборудования. Именно характеристики проводников, их возможность изменять параметры пластин, создают условия, при которых отпадает необходимость использовать внешнее возбуждение прибора. Им хватает автономного питания.

Хотелось бы добавить, что это устройство не очень сложное по своей конструкции. Его стоимость приемлема, поэтому, когда встает вопрос, как провести ремонт термопары для газового котла, все специалисты отвечают – ничего ремонтировать не нужно, просто меняйте вышедший из строя прибор на новый. Термопара – прибор полностью взаимозаменяемый, у него стандартные разъемы подключения. Здесь важно не ошибиться маркой и техническими данными, потому что предлагаемые на современном рынке термопары обладают достаточно широким диапазоном измеряемых температур.

Внимание! К сожалению, термопары не являются обладателями высокой точности. Ошибки, которые они могут выдавать, достигают одного градуса, что для измерительных приборов этого уровня – большая роскошь. В теплотехнике каждый градус на счету, особенно, когда дело касается работы газового котла.

Небольшое отступление, которое касается точности прибора. Пластины-проводники соединяются между собой по-разному. У каждого производителя свой способ. Это может быть точечная сварка, пайка, обжим и прочее. Пока оба материала (сплава) находятся в одной температурной зоне, то нет никакой разницы, как они соединены между собой. На качество работы это не влияет. Это влияет на точность показания. Почему? Если стык двух пластин выполнен некачественно, то это большая причина, что показания будут иметь погрешность больше одного градуса. А это недопустимо для такого агрегата, как контролер для газовых котлов.

Параметры термопары

Элемент от HoneywellПроизводитель Honeywell

Чтобы начать разговор по теме – параметры термопары, необходимо понять, по какому принципу работает этот прибор. Итак, в нем две пластины-проводники из разных сплавов. У каждого сплава свои характеристики, пластины по-разному реагируют на изменения температуры. Получается так, что две пластины – это узел, который состоит из разнородных материалов, у каждого из них свое сопротивление и свой электрический потенциал. И все это зависит от температуры.

То есть, получается так, что температура полностью регистрирует электрический потенциал металла, который отображается на панели управления. Поэтому производители в процессе изготовления термопары для газового котла используют различные сплавы, подбирая их под определенный температурный диапазон. Поэтому, если вы подбираете это устройство под определенный газовый котел, то вам необходимо ознакомиться с паспортными данными этого прибора или проконсультироваться у специалиста.

Но тут есть еще один момент, который не стоит выбрасывать с поля своего зрения. Это коррозионная стойкость прибора. Чем этот показатель выше, тем дольше прибор отработает. Добавим, что между самой термопарой и измерительным прибором (панелью) устанавливаются специальные провода, которые по своей стоимости выше, чем все остальные элементы прибора. Так вот, чем длиннее провода у контролера, тем он дороже вам обойдется. Поэтому точно установите место измерения и место установки панели. Постарайтесь минимизировать данное расстояние, которое влияет на содержимое вашего кошелька. Хотя, если говорить в целом о стоимостном показателе, то это не очень дорогое устройство.

Все термопары, в независимости из какого сплава они изготавливаются, проходят в процессе производства корректировку по отношению к нулю градусов по шкале Цельсия. По сути, это обычная калибровка прибора. Но тут для производителя открываются возможности изменить точность измерения температуры. Чем точнее будет использован измерительный прибор при калибровке, тем точнее будет и сама термопара. В настоящее время производители пользуются электронными аппаратами, которые в несколько раз точнее остальных видов. Компенсация неточностей может коснуться не только температурного показателя, но и других характеристик. Проверить, правильно ли откалиброван прибор, можно на практике.

Самое удивительно, что термопары в газовых котлах выполняют функции обычных терморегуляторов (термостатов).

Виды термопары

Вообще, устройство самого прибора не очень сложное. Изготовить его своими руками – дело не самое трудное. Здесь важно правильно подобрать детали. Но в этой статье о самостоятельном изготовлении термопары разговор идти не будет. Сейчас нас интересуют типы термопар, чем они отличаются друг от друга.

Название TERMETTERMET G-19-01
  • Тип Е. Этот прибор изготовлен из двух пластин: хромеля и константана. Обладает данный тип высокой производительностью и поддерживает измерительный процесс в диапазоне от минус 50С до плюс 740С.
  • Тип J. В этом устройстве хромель заменен железом. От этого сам прибор не проиграл. И если его диапазон немного снизился от минус 40С до плюс 740С, то чувствительность стала намного выше.
  • Тип К. Этот тип является самым распространенным, потому что в его состав входят пластины, изготовленные из хромеля и алюминия. Их температурный диапазон: -200С до +1350С, при этом чувствительность повышается на несколько позиций. Правда, необходимо отметить, что долгосрочная эксплуатация термопары данного типа во многом зависит от среды, где она будет использоваться. К примеру, в углекислом газе хромель быстро покрывается «зеленой гнилью» (это вид ржавчины), которая быстро разъедает сплав, выводя его из строя. К тому же он теряет свои немагнитные свойства.

Существует еще достаточно большой ряд разновидностей термопар, которые в газовых отопительных установках не используются. Во-первых, в их сплавы входят дорогие металлы, которые увеличивают стоимость прибора. Во-вторых, вышеописанные модели ни по каким позициям не уступают дорогим. Так есть ли смысл использовать дорогое устройство. К примеру, для информации обозначим тип «М», который обычно используется в вакуумных котлах и печах. В состав сплавов входит молибден и никель. Так что теперь вы сами можете понять, почему себестоимость прибора становится высокой.

Способы монтажа

Способ монтажа, как и принцип работы, у всех термопар одинаковый. И неважно, этот прибор от отечественного производителя или от зарубежного. Все делается своими руками. Обычно это входит в ремонт газового котла, поэтому будем рассматривать весь процесс от демонтажа старого прибора до монтажа нового. Вот схема последовательности проведения установки:

Особенности автоматикиВарианты автоматики
  • К газовой магистрали термопара присоединяется через резьбовой патрубок. Сам контролер крепится к патрубку специальной гайкой, которая изготавливается или из меди, или из свинца. Поэтому, чтобы демонтировать старый аппарат, необходимо эту гайку просто открутить.
  • Теперь необходимо открутить компенсационный винт, который держит термопару по месту. Он расположен под монтажным кронштейном.
  • Теперь удаляйте старую термопару для газового котла, и вставьте новую.
  • Закрутите компенсационный винт и гайку. Необходимо проверить, что соединение было проведено герметично. Если вас что-то не устроило, то используйте в качестве уплотнителя керамические или полимерные прокладки. Но не забывайте, что недотянуть или перетянуть резьбовое соединение – это опасно в обоих случаях.

Внимание! Когда проводится ремонт газового котла, необходимо его отключить от подачи газа и от электрической сети. Замена термопары не исключение.

Теперь можно проверить, как работает новое устройство. То есть, включаем газ, электрический ток, зажигаем котел и проверяем показатели, которые выдает термопара.

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.
Подготовка к установкеЧистка 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.

gidotopleniya.ru

Термопара для газового котла — Отопление частного дома


Устройство, принцип работы и основные типы

Термопара это классический термоэлектрический преобразователь, который используется для измерения температуры, в различных областях промышленности, науки, медицины, а также в автоматических системах управления и контроля газовых котлов, плит и колонок.

Устроена она очень просто и легко может быть изготовлена самостоятельно. Два проводника из различных материалов соединяются в кольцо. Одно из мест соединения помещается в зону измерения, а второе подключаются к измерительному прибору или преобразовательному устройству.

Фото 1: Термопара для устройства газового контроля

Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте или как его еще называют эффекте Зеебека. Оно заключается в том, что на стыке двух соединенных в кольцо проводников из разных металлов появляется напряжение. Если температура мест спайки одинакова — разность потенциалов нулевая. Но стоит один из спаев поместить в область с более высокой или более низкой температурой, появляется напряжение отличное от нуля и пропорциональное разнице температур. Коэффициент пропорциональности различен для разных металлов и называется коэффициентом термо-ЭДС.


Фото 2: Конструкция и принцип действия термопары

Основные материалы для изготовления термопар – благородные и неблагородные металлы. Большинство сплавов из них имеют довольно экзотические названия, которые очень популярны у составителей различных кроссвордов и сканвордов. В зависимости от того какие пары металлов используются при изготовлении, термопары делятся на несколько типов. Ниже приведена таблица с их основными видами, обозначениями и характеристиками:


Тип термопары Сплав Российская маркировка Диапазон температур, °C
K хромель-алюмель ТХА -200 — 1300
J железо-константан ТЖК -100 — 1200
N нихросил-нисил ТНН -200 — 1300
R платинородий-платина ТПП13 0 — 1700
S платинородий-платина ТПП10 0 —

kotelvdome.info

классификация, особенности монтажа и принцип работы

Как измеряется рабочая температура котла

Как измеряется рабочая температура котлаТермопара – это специальный прибор, который измеряет температуру рабочей среды. Такие приспособления широко используются в промышленности, медицине и других сфера, где очень важно определять точную температуру.

Термопары для газовых котлов для газовых котлов нужны для того, чтобы избежать их перегрева, поскольку превышение температуры газового котла может привести к неприятным последствиям.

Сегодня мы расскажем, как работают термопары для газовых котлов, что такое вообще термопара в чем особенность этого прибора.

Принцип работы и конструкция термопары

Термопара, или преобразователь температуры включает в себя для проводника, сделанных из разных металлов, соединенные друг с другом с одного конца сваркой.

Принцип действия термопары основывается на эффекте Зеебека, суть которого такая:

  • замкнутая цепь образована двумя разнородными проводниками;
  • места контактов подвержены воздействию разных температур;
  • в цепи возникает термоэлектродвижущая сила.

Механизм появления этой силы включает в себя пять этапов:

  • Как выглядит термопараКак выглядит термопараодин конец проводника разогрет, и на нем электроны двигаются намного быстрее, чем на холодном конце, соответственно, они получают более высокую энергию;
  • под воздействием энергии электроны двигаются в сторону холодного конца проводника, вследствие чего на нем накапливается отрицательный заряд;
  • на горячем конца проводника заряд продолжает оставаться положительным;
  • накопление заряда происходит до тех пор, пока не получится отличия в потенциалах, вследствие чего можно повернуть поток электронов от холодного конца проводника в обратную сторону;
  • в конце придается равновесие.

Такая величина, как термоэлектродвижущая сила, зависит от таких факторов:

  • температура на контактах;
  • особенности материала проводника.

В контролируемую в плане температуры среду нужно погрузить рабочий спай термопары, в качестве которого выступает место соединения проводников. Нерабочие спаи следует присоединить к особо точному измерительному прибору. Иногда нужно применять милливольтметр, который измеряет различие потенциалов, что потом нужно перевести в привычные градусы по Цельсию.

Чтобы подключить термопару к измерительному прибору, нужно использовать специальные термопарные провода, которые сделаны из того же материала, что и проводники.

В чем особенность термопары для газовых котлов

Прибор измерительный

Прибор измерительныйТермопары для газовых котлов и для других промышленных целей изготовлены из неблагородных металлов. С целью защиты от агрессивной рабочей среды их помещают в трубу, которая оснащается подвижным фланцем для крепления конструкции.

Конструкция термопары для газовых котлов включает в себя такие элементы:

  • литой корпус головки с крышкой;
  • в головке винтами и плавающими зажимами прикреплены колодки из фарфора.

Такая конструктивная особенность позволит компенсировать при разогреве газовой плиты линейное расширение электродов термопары.

Рабочий спай изолирован при помощи наконечника, а защитная труба имеет рабочий и нерабочий участок. Провода соединения проходят через штуцер с асбестовым уплотнителем.

Если электроды в термопаре сделаны из благородного металла, тогда можно применять защитные трубы не из металла, а из кварца, фарфора и другого материала. Лабораторные термопары следует защищать при помощи эмали, шелка или теплостойкой резины.

Классификация температурных датчиков (термопар)

Наиболее распространенные температурные датчики имеют следующие характеристики:

  • Тип К (хромель-алюмель) используется для измерения температур начиная от 200 градусов ниже ноля и до 1000 градусов тепла. Рабочая среда таких приборов – это нейтральная или пресыщенная кислородом атмосфера. Нельзя термопару применять в парах серы;
  • Тип Е (хромель-константан) применяется для измерений температур от минус 40 и до плюс 900 градусов и относится к категории высокочувствительных приборов;
  • Тип N (нихросил – нисил) является модифицированной термопарой первой модели и может работать при температуре до 1200 градусов с отметкой плюс. Данный прибор является самым точным среди всех, сделанных на основе неблагородных металлов.

Основной металл изготовления – платина и ее сплав платинородий.

Термопары для газовых котлов

Рабочий спай термопары в газовом котле нагревается при помощи пламени запальника, а второй конец соединяется с электромагнитным клапаном. Чтобы создать имитацию рабочего состояния конструкции, можно взять обычную свечу. Это выполняется так:

  • Способы проверки температурыСпособы проверки температурызажгите свечу, и погрузите в ее пламя рабочий спай. Помните, что защитная трубка термопары греется очень сильно, есть вероятность обжечься;
  • один щуп тестера соединен с корпусом термопару, а второй с выходным контактом. Тестер при этом должен быть включенным на милливольты;
  • если показание тестера не поднимется выше 18 милливольт, то такая термопара для газовой плиты считается условно рабочей. Идеальный показатель – 20-25 милливольт.

Если прогорает конечная часть прибора и на нем образовывается глубокая вмятина черного цвета, его нужно менять без всяких тестов.

Как сделать термоэлектрический преобразователь

Стоит отметить, что изготавливать термопару для газового котла самому очень сложно, поэтому если у вас нет соответствующего опыта и навыков, лучше не рискуйте.

Но если ситуация такова, что это нужно сделать, то самодельный агрегат для газового котла может на какое-то время вас спасти, пока вы не приобретете новый полноценный прибор.

Старая использованная термопара вам потребуется для работы, самое важное, чтобы наконечник был максимально подходящего размера.

Ход работы такой:

  • отрежьте старый наконечник так, чтобы с ним осталась часть защитной трубки вместе с центральной частью;
  • отрежьте такую же часть от старого прибора;
  • скрутите центральные проводники, которые торчат из трубки, запаяйте соединение и поместите его в изоляцию;
  • припаяйте к трубкам провод для их электрического соединения.

В итоге мы получим прибор, который состоит из элемента с гайкой от старой термопары и новой рабочей частью. Однако помните, что для газового котла и других приборов ее нельзя использовать слишком долго.

Способ установки прибора на газовый котел

Независимо от характеристик приборов, их способ установки не отличается в разных модификациях и моделях. Устанавливать его на газовый котел нужно вручную. Как правило, такая установка является частью ремонта газового котла.

Давайте посмотрим, как происходит установка с момента демонтажа старого прибора:

  • Прибор для газового котлаПрибор для газового котлаприбор присоединяют через резьбовой патрубок к газовой магистрали. Контроллер крепят к патрубку при помощи медной или свинцовой гайки. Чтобы снять старую термопару, нужно открутить эту гайку;
  • открутите компенсационный винт, который находится под монтажным кронштейном и держит по месту прибор;
  • удаляем старое устройство для котла и ставим новое;
  • закручиваем по очереди винт и гайку. Проверьте, чтобы соединение было герметичным. Помните, что резьбовое соединение нельзя ни перетягивать, ни недотягивать, иначе это может быть крайне опасно.

Советы по установке и эксплуатации преобразователя для газового котла

В ходе установки и применения термопары для газового котла помните следующее:

  • во время установки приспособления, внимательно смотрите за направлением трубки подачи и отвода топлива, они должны быть расположены вниз;
  • концевой выключатель – это ключевая часть, отвечающая за отключение подачи газа на горелку. Он находится в зоне контроля безопасности под пленумом, от которого подается температура на выключатель и который нагревается в зависимости от температуры самого котла;
  • Термопара газового котлаТермопара газового котлапосле выключения горелки выключается вентилятор, который подает воздух в камеру, где сгорает топливо. Если это не так, то нужно исправить выключатель. Некоторые термостаты имеют опцию постоянной работы вентилятора, которую можно выключить;
  • чтобы настроить или откалибровать приспособления своими руками, нужно снять крышку с панели управления и найти там зубчатый циферблат. Его следует прокрутить до нужного показателя и запустить систему;
  • обращайте внимание на газовый запах, это может быть следствием того, что крепеж был прижат неплотно, или ослабело одно из соединений. Делать это нужно максимально быстро, поскольку газовая утечка – крайне опасное явление.

Конечно же, термопары для газовых котлов – достаточно специфические приборы, которые не всегда легко выбрать без помощи специалиста. Также можно найти специальную таблицу соотношения характеристик прибора с характеристиками газовых котлов. Если показатели совпадают с точностью до градуса, значит, такая термопара вам подойдет.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

kotel.guru

Термопара для газового котла: монтаж и устройство

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

Принцип действия термопары

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.

Первый этап:

  • 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.

Конструкция термопары

Третий этап: горячий конец остается положительным.

Четвертый этап:

  • 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.

Преимущества и недостатки устройства

Термоэлектрический преобразователь обладает рядом преимуществ, но есть и некоторые минусы. К плюсам относится тот факт, что его изготовление простое и бюджетное, благодаря чему он стал неотъемлемым элементом автоматики и контроля в оборудовании, использующим газ.

Прибор может априори работать и как датчик температуры. Изделие бюджетное, прочное и служит долго по причинам:

  • отсутствие в сборке движущихся механизмов или дорогих комплектующих;
  • еще один момент – работает с широким диапазоном температур;
  • измерения температур корректны;
  • важная деталь – простота монтажа и замены.

Габаритные размеры термоэлектрического преобразователя ТХА 9311, ТХК 9311

Относительно недостатков изделия – рост разницы потенциалов нелинейно. Есть предел и он невелик. Простота прибора работает одновременно и недостатком, ведь в случае выхода его из строя ремонт невозможен, гораздо проще купить и заменить просто новым устройством.

Делая выбор надо внимательно изучить детали и характеристики, сплав и другие необходимые детали для корректной работы аппарата.

Сам по себе он обязательно необходим для корректной работы отопительной системы, без его участия котел просто не будет работать, так как это важный элемент газконтроля. Это безопасность и надежность, спокойный сон хозяина жилища и долговечность в эксплуатации изделия.

Видео: Причины поломки и ремонт термопары газового котла

teplyhouse.ru

Газовый контроль в котлах, — работает ли термопара?

Почему нет горения в газовом котле или колонке, почему не поступает газ в камеру сгорания? Часто причиной возникновения подобных вопросов является выход из строя термопары — устройства которое контролирует горение в камере котла и управляет срабатыванием блокирующего клапана поступления газа при затухании пламени.

Пламя в газовом котле может затухнуть по причине поломок самого котла, плохого качества газа, опрокидования тяги. В этом случае должно произойти скорейшее перекрытие поступления газа.

Принцип работы

Термопара, по сути, является главной защитой газового котла. Ее назначение предельно быстро дать управляющий сигнал на перекрытие поступления газа, если он перестает сгорать.

Обычные термометры не могут применяться в данном случае, так как температура в камере сгорания слишком высокая, а их реагирование происходит с задержкой.

Применяется специальное термоустойчивое устройство — преобразователь тепловой энергии в электрическую, являющийся термоэлектрическим датчиком пламени, или называемый термопарой.

Он подает электрический импульс на управляющую катушку (в схему управления) которая включает и выключает отсечной газовый клапан.

Если пламя гаснет, или датчик пламени выходит со строя, то управляющее напряжение в схеме уменьшается, в результате чего клапан перекрывает подачу газа.

Как устроена термопара — термоэлектрический преобразователь

Преобразователь тепловой энергии в электрическую работает на эффекте Зеебека, — если соединить в одной точке проводники из разных металлов и нагреть место их соединения, то на их свободных удаленных концах появится электрическое напряжение.

Этот датчик представляет из себя два проводника из различных металлов соединенных в одной или нескольких точках, которые нагреваются при горении в котле. Точку соединения проводников называют горячим спаем. Именно это место будет нагреваться до весьма высоких температур. От качества спаивания проводников обычно зависит и надежность термопары.

Обычные характеристики работы газового контроля в бытовом газовом котле (колонке):

  • напряжение, которое генерируется термопарой во время горения — 40 — 50 мВ;
  • напряжение, при котором происходит закрытие газового клапана — 20 мВ и меньше.

Во время поджига происходит принудительное включение (открытие) газового клапана. Когда газовоздушная смесь загорелась, газовый клапан переходит под управление термопарой и будет открытым до тех пор, пока имеется разность потенциалов, — пока горит пламя.

Поломка термопары, как выглядит, как устраняется, — дополнительная информация:

Маркировка и особенности конструкции

В термопаре применяются проводники из специальных сплавов, подобранных таким образом, чтобы выходное регулирующее напряжение было бы в принятых пределах. Все они весьма чувствительны к изменениям температуры.

Но при этом и чувствительны к составу атмосферы, так как металлы взаимодействуют друг с другом при высокой температуре. Появившийся избыток углекислого газа вследствие неисправности котла может привести к выходу из строя и термопары.

В бытовых котлах и другом газовом оборудовании в основном устанавливаются следующие типы термопар.

  • К.
    Маркировка ТХК. Рабочая температура -200 — +1350 град С. Состав проводников — хромель и алюминий. Эта термопара является самой распространенной, дешевой, применяется в бытовом оборудовании.
  • J.
    Маркировка ТЖК. Рабочая температура -100 — +1200 град С. Состав проводников — хромель и железо. Термопара также не дорогая и встречающаяся не редко.
  • Е.
    Маркировка ТХКн. Рабочая температура 0 — +600 град С. Состав проводников — хромель и констант. Отличается высокой надежностью, стабильностью, но дорогая.

Как ремонтировать газовой контроль и делать замену

Если пламя в газовом котле не загорается, то причиной может быть неисправность термопары.
Небольшой фильм расскажет о том, как можно проверить работоспособность термопары газового котла.

Неработающий датчик ремонту не подлежит и его нужно менять. Цена на термопару для бытового газового котла примерно 10 — 30 у.е. А найти замену, как правило, не составит труда.

Проверка работоспособности термопары весьма проста. Датчик необходимо нагревать обычной зажигалкой, и подключить его к вольтметру. Исправный датчик должен сгенерировать напряжение порядка 50 мВ.

Если напряжение существенно меньше, а на проводниках присутствуют следы окисла, коррозии, загрязнений, значит, термопару пора менять.
Еще варианты поломки – ненадежные контакты подключения, или сильное загрязнение. Очистите термопару, переподключите ее качественно…

Еще популярные вопросы и ответы по газовым котлам и системам отопления

teplodom1.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о