Замена датчика температуры газовой колонки

Производители бытовой техники часто вводят на новых моделях дополнительные системы безопасности. Один из контуров безопасности это термопара для газовой плиты – недорогая, но эффективная система контроля подачи газа.

Что такое термопара?

Термопара представляет собой датчик, преобразующий  изменение температуры в электрический сигнал. В дальнейшем электрическая энергия от такого датчика участвует в работе электроники и автоматики плит, газовых котлах и колонках. При изменении электрического потенциала на концах термопары в определенных пределах происходит блокировка газконтроля и горение в газовой плите прекращается. Такое устройство позволяет, как поддерживать подачу газа к пламени горелки, так и прерывать его подачу в аварийных ситуациях.

Физически термопара представляет собой электрический контакт между двумя проводниками из различных материалов. Такой контакт может обеспечиваться посредством:

  • Пайки – обеспечивает хороший контакт для легкоплавких материалов;
  • Сварки – обеспечивает наиболее точные измерения, но и наиболее энергоемкий процесс при изготовлении контакта, хорошо подходит для тугоплавких материалов;
  • Обжима – наиболее простой способ, но обеспечивает достаточно низкую точность, поскольку при температурном расширении и сужении нарушается плотность контакта.

В зависимости от параметров работы газовых колонок или плит применяются соответствующие способы соединения проводников. Следует отметить, что термопара плиты – это сам контакт, в то время, как все остальные составляющие (провода, экран, выводы и т.д.) представляют собой термометр.

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.

Принцип работы термопары

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

Разновидности газовых колонок

Как устроена газовая колонка?

Обычная газовая колонка оснащена железным коробом, который имеет вид кухонного шкафа для хозяйственных нужд. От него идут газовая и водопроводная трубы. Внутреннее устройство всегда состоит из теплообменника, основной и дополнительной горелок. Как только открывается водопроводный кран, раскрывается створка газового клапана, благодаря чему газ поступает в запальную горелку, а затем включается и основная.

Вследствие сгорания газа выделяется определённое количество тепла, необходимого для моментального подогрева воды, проходящей по теплообменнику, размещённого прямо над горелками в трубе в виде спирали.

Разновидности газовых колонок

Далее горячая вода проходит по водопроводной трубе по направлению к открытому крану. Куда исчезают продукты горения? Они уходят через дымоход, выходящий на улицу из верхней части водонагревательного прибора.

Читайте также:  Как сделать паровое отопление в частном доме

Основные виды газовых колонок

Существует несколько вариантов розжига запальника, в соответствии с чем различают электронные, ручные изделия и с пьезорозжигом. Ручная модель считается устаревшей и несовременной, т. к. без спичек здесь не обойтись. Да и основная горелка не может загореться без прокручивания ручки.

Современные приборы предполагают комфортную, практичную и безопасную систему розжига, работающую на электронной основе. Открытие крана приводит в действие давление воды и программу, характеризующуюся появлением заряда искры для пальчиковых батареек. Одновременно с этим меняет положение газовый клапан.

Всегда можно подобрать хорошую газовую колонку

Разновидности газовых колонок

Таким образом, одной искры достаточно, чтобы первая горелка начала гореть, а к ней подключилась и вторая.

Как устроен и работает водонагреватель?

Чтобы научиться ремонтировать газовую колонку, необходимо изначально разобраться в том, как она устроена и как работает.

Агрегаты могут быть следующих типов:

  1. С открытой камерой сгорания или атмосферные.
  2. С закрытой камерой сгорания или турбированные . Их еще называют надувными.

В атмосферную колонку необходимый горения газа воздух поступает из окружающей среды естественным путем. Он попадает в устройство через проем, который располагается в нижней части колонки. Для отвода продуктов сгорания монтируют дымоход с естественной тягой.

Турбированные или надувные колонки от атмосферных отличаются одной особенностью: их камера сгорания является закрытой, а встроенный вентилятор обеспечивает принудительную тягу. Приток воздуха и его отвод осуществляется принудительно через коаксиальный дымоход (двустенный).

С устройством газового водонагревателя можно ознакомиться в общих чертах, рассмотрев следующую иллюстрацию.

Ниже будет представлен принцип работы современной газовой горелки с автоматической системой розжига:

  1. Колонка начинает работать при открытии крана смесителя. Водный поток проходит через узел водоснабжения и теплообменник газового устройства.
  2. Внутри корпуса колонки находится мембрана водяного регулятора, которая толкает шток под воздействием давления, возникающего от воды. Это позволяет штоку сдавливать пружину механического газового клапана в блоке, чтобы у топлива появилась возможность добраться до самой горелки.
  3. На данном этапе замыкается цепь электромагнитного клапана, что возникает в момент отпускания штоком кнопки микровыключателя . Клапан провоцирует запуск газа в специальную трубку, которая является подающейся. Газ поступает к уже открытому пружинному клапану.
  4. Срабатывает импульсное устройство. Оно подает разряд на электроды, которые находятся рядом с горелкой. Образовываются искры, вследствие чего начинается розжиг. Это позволяет нагревать воду, проходящую по теплообменнику.

Электромагнитная цепь состоит из 3-х датчиков, которые последовательно включаются. К ним относится датчик тяги, перегрева и пламени. Когда последний элемент цепи фиксирует огонь — в этот момент образование искр заканчивается.

Подробнее принцип работы колонки мы рассмотрели в этом материале.

Алгоритм работы водонагревателя

Если вы слабо представляете устройство и принцип действия современной газовой колонки, рекомендуем ознакомиться с данным разделом, иначе отремонтировать аппарат не удастся. Конструкция атмосферного нагревателя с открытой камерой сгорания показана ниже на схеме.

Турбированная колонка устроена аналогичным образом, только камера сгорания полностью закрыта, а подачу воздуха к горелке осуществляет вентилятор. Алгоритм запуска агрегата и нагрева воды для нужд ГВС выглядит так:

  1. После открытия крана смесителя возникает проток через водяной узел и теплообменник колонки.
  2. Установленная внутри корпуса «лягушки» мембрана толкает вперед шток за счет давления воды. Последний сдавливает пружину механического клапана в газовом блоке, открывая проход топлива к горелке.
  3. Одновременно шток отпускает кнопку микровыключателя, замыкая цепь электромагнитного клапана. Он срабатывает и запускает газ в подающую трубку, где стоит уже открытый пружинный клапан.
  4. В этот момент импульсное устройство подает высоковольтный разряд на электроды, установленные возле горелки. От искры происходит розжиг, начинается нагрев воды.
  5. В цепь электромагнитного клапана последовательно включены 3 датчика — тяги, перегрева и пламени (ионизации). Когда последний фиксирует наличие огня, искрообразование прекращается.
Читайте также:  Бойлер косвенного нагрева — схема подключения, принцип работы

Справка. В старых водонагревателях вместо двух электродов, поджигающих основную горелку, используется один контакт и постоянно горящий запальник. Наличие пламени отслеживается термопарой.

Теперь рассмотрим самый важный момент, необходимый для успешного ремонта. При каких условиях колонка автоматически отключается (основная горелка тухнет):

  • когда исчезает проток и напор воды, «лягушка» отпускает толкатель, микропереключатель размыкается, питание электроклапана прерывается;
  • если электрод ионизации не «видит» пламени и не подает соответствующий сигнал, магнитный клапан закрывает газ;
  • в дымоходе пропадает тяга, датчик разрывает цепь и электромагнит отключается, перекрывая подачу топлива;
  • аналогичным образом воздействует на газовый блок датчик перегрева, установленный на теплообменнике.

Расположение датчиков-термостатов безопасности примерно одинаковое на всех водонагревателях

Разобравшись в принципе работы, можно переходить к диагностике неисправностей колонки и ремонту своими руками.

Основные схемы устройств

Что такого особенного в газовой плите? Простота и надежность. Две проволочки из разных металлов спаяны концами. Место соединения, называемое «спай», и есть тот датчик, что отслеживает температуру. Соединить можно и простой скруткой. Но при этом точность измерения будет страдать.

Датчиком в термопаре, который контролирует температуру, является место соединения, или «спай».

Основные схемы устройств

В промышленности, если нужен контроль высоких температур, проводники соединяют сваркой. Из-за того, что припой, применяемый в первом случае, имеет низкую температуру плавления. Такое соединение будет непрочным.

Впрочем, сварка тоже не идеальный вариант. От ее воздействия на металлы изменяются их структура, что отражается на качестве измерений.

Конструкции различают по виду спаев:

  • открытый;
  • изолированный;
  • заземленный.
Основные схемы устройств

Первый по списку самый простой и используется в бытовых приборах. Следующие два позволяют применять термопару в агрессивных средах. В последнее время разрабатываются технологии термодатчиков с использованием полупроводников.

Изолированный слой термопар обеспечивает электрическую изоляцию от земли. При этом изоляция измерительного прибора не имеет значения. В случае, когда нет изоляции термопары, изолируют входы измерительных приборов. Без этого нельзя гарантировать точность измерений.

Специальный изолированный слой способствует электрической изоляции термопары от земли.

Что применяют для изоляции?

Основные схемы устройств

Изоляционный материал термопары добавляет свое сопротивление в рабочий контур. Что сказывается на точности и качестве измерений. Потому выбор изоляционного материала важный аспект.

При покупке термопары необходимо обратить внимание на материал изоляции, та как он влияет на качество измерений прибора.

При работе с высокими температурами термопара должна быть изолирована. Материал изоляции должен иметь не только термо- и электроизоляционные свойства. Необходимо подобрать материал, нейтральный по отношению к используемым металлам. Химические примеси изоляционного слоя, проникая в электроды, изменяют электрические свойства металлов.

Приобретая термопару для высоких температур, надо выбирать прибор с хорошими изоляционными свойствами, чтобы избежать износа датчика и обеспечить его долгую и качественную работу .

Основные схемы устройств

Низкая устойчивость изоляции к высоким температурам приведет к скорому износу датчика, погрешностям в измерениях, замене дорогостоящего прибора.

Как проверить герметичность

Подачу воды проводят медленно и постепенно, чтобы она вытеснила воздух из колонки. После заполнения всей системы отопления кран можно открыть на полную мощность. Таким способом проверяют прочность мест пайки под максимальным давлением воды. Параллельно проводят повторный осмотр паяных мест на наличие утечек воды.

Как проверить герметичность

В самом конце котел с газовой колонкой включают, чтобы проверить ее работоспособность при контакте с горячей водой. При этом участки пайки можно протереть сухой салфеткой, чтобы обнаружить малейшие признаки влаги.

Читайте также:  Как правильно повесить газовый котел на стену

Плюсы и минусы применения

В газовой плите Индезит, Бош, ЭлДжи и других часто можно встретить модели, которые укомплектованы данным устройством. Данное дополнение имеет как ряд существенных преимуществ, так и некоторые недостатки. Чтобы на газовой плите термопару можно было использовать с пользой, рекомендуем взвесить все за и против инновационного устройства.

Достоинства

  • процесс изготовления несложный, а себестоимость невысокая;
  • устройство может выполнять одновременно несколько функций: контролировать подачу пламени и температуру;
  • данная деталь долговечная;
  • устройство может осуществлять фиксацию температуры с большим разбросом;
  • полученные данные являются точными;
  • зная о том, как отключить от плиты и подключить снова, проблем с эксплуатацией не будет, поскольку алгоритм максимально упрощён.

Недостатки

Среди недостатков можно выделить тот факт, что в газовые плиты термопару устанавливают с допустимым напряжением до 50 мкВ. В некоторых случаях данный критерий может оказывать влияние на точность измерений. Также в большинстве случаях комплектующая не подлежит ремонту – в случае поломки её нужно будет менять на новую.

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 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.

Из каких металлов состоят проводники термопары

Все термопары создаются из определенных сплавов благородных и неблагородных металлов, которые имеют постоянную повторяемую зависимость между разницей температурой и напряжением.

Каждая группа сплавов используются для конкретных диапазонов температур и применяется в установленных нагревательных приборах.

На рынках котельного оборудования чаще всего применяются три основных типа термопар:

  1. Тип Е. Изготавливается из пластин хромеля и константа. Отличается высокой надежностью. Имеет заводскую маркировку ТХКн. Диапазон рабочей температуры составляет от 0 до +600°С.
  2. Тип J. Аналог предыдущей термопары, но вместо хромеля здесь применяется железо. Устройство практически не уступает по функциям типу Е, однако цена значительно меньше. Маркировка – ТЖК. Диапазон температур варьируется в пределах от -100 до +1200°С.
  3. Тип К. Наиболее распространенный и повсеместно применяемый тип термопары. Маркировка – ТХА. В составе содержатся пластины из хромеля и алюминия. Рабочие температуры находятся в пределах от – 200 до +1350°С. Такие приборы довольно чувствительны к малейшим изменениям температур, но при этом сильно зависят от окружающей среды. К примеру углекислый газ способен существенно снизить срок эксплуатации устройства и вызвать преждевременный ремонт.