Как проверить термопару на газовом котле

Термопара для газового котла: виды, особенности и принцип работы

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.

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

Из благородных металлов

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

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. Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

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.

Отопительный газовый котел

Если газовый котел остановлен аварийно, а диагностика котла сообщает владельцу, что отсутствует пламя на горелке, то первым делом потребуется проверить работоспособность термопары мультиметром:

В целях безопасности отключают котел от электрической и газовой сети. Термопара имеет незакрепленный конец, который размещен в факеле горелки, а второй закреплен к электромагнитному клапану с помощью гайки. Для снятия ТП с котла откручивают гайку. Свободный конец ТП нагревают над источником открытого огня. Подойдут горящая свеча или газовая конфорка

При этом важно выдерживать минимальный уровень размещения ТП — 1 см от пламени. После того, как ТП нагрелась, начинают тестирование мультиметром

Мультиметр установить в режим замера минимального постоянного электрического напряжения. В трубке имеется токопроводящий контакт, к нему необходимо присоединить «+» щуп мультиметра. Щуп «минус» соединить с корпусом элемента. Нагреть наконечник на открытом пламени. Если показания будут в пределах 20–25 мВ, то термопара исправна, а сбои в работе котла по данному параметру защиты могут быть вызваны плохими контактами между проводами ТП и газовым клапаном-отсекателем. Даже в том случае, если напряжение ТП не достигает 20 мВ, чтобы исключить ошибку потребуется несколько раз прозвонить термопару, дополнительно нагревая ее. Если все замеры покажут результаты ниже 20 мВ, то термопара подлежит замене, поскольку современные датчики этого класса ремонту не подлежат.

Для того чтобы правильно выбрать новую ТП для замены, нужно ориентироваться по марке котла, так как термопара может производиться по классификации ЕС, а не по отечественным стандартам, и это создает определенную путаницу.

Способы подключения

Наиболее распространены два способа подключения термопары к измерительным преобразователям: простой и дифференциальный. В первом случае измерительный преобразователь подключается напрямую к двум термоэлектродам. Во втором случае используются два проводника с разными коэффициентами термо-ЭДС, спаянные в двух концах, а измерительный преобразователь включается в разрыв одного из проводников.

Для дистанционного подключения термопар используются удлинительные или компенсационные провода. Удлинительные провода изготавливаются из того же материала, что и термоэлектроды, но могут иметь другой диаметр. Компенсационные провода используются в основном с термопарами из благородных металлов и имеют состав, отличный от состава термоэлектродов. Требования к проводам для подключения термопар установлены в стандарте МЭК 60584-3. Следующие основные рекомендации позволяют повысить точность измерительной системы, включающей термопарный датчик:

— Миниатюрную термопару из очень тонкой проволоки следует подключать только с использованием удлинительных проводов большего диаметра; — Не допускать по возможности механических натяжений и вибраций термопарной проволоки; — При использовании длинных удлинительных проводов, во избежание наводок, следует соединить экран провода с экраном вольтметра и тщательно перекручивать провода; — По возможности избегать резких температурных градиентов по длине термопары; — Материал защитного чехла не должен загрязнять электроды термопары во всем рабочем диапазоне температур и должен обеспечить надежную защиту термопарной проволоки при работе во вредных условиях; — Использовать удлинительные провода в их рабочем диапазоне и при минимальных градиентах температур; — Для дополнительного контроля и диагностики измерений температуры применяют специальные термопары с четырьмя термоэлектродами, которые позволяют проводить дополнительные измерения сопротивления цепи для контроля целостности и надежности термопар.

Переходим к чистке колонки

Перекрываем кран подачи газа к котлу. Ключом № 10 откручиваем винт крепления под дверцей котла и снимаем дверцу.

Отсоединяем провод, соединяющий пьезоэлемент и электрод розжига.

Ключом № 10 откручиваем фиксатор термопары. Ключом № 9 откручиваем термопару от клапана.

Примечание: необходимо следить, чтобы термопара во время откручивания не проворачивалась.

Отмечаем глубину вхождения форсунки в основную горелку, чтобы не нарушить настройку котла.

Ключом № 17 откручиваем гайку крепления медной трубки от горелки к клапану. Ключом № 10 откручиваем электрод розжига от пилотной горелки и медную трубку от пилотной горелки и клапана. Отверткой с плоским шлицем откручиваем два винта крепления пилотной горелки.

Прокладка, установленная под пилотной горелкой, пришла в негодность. Ее необходимо будет заменить.

Извлекаем форсунку из пилотной горелки.

Совет: если форсунка застряла, можно легонько обстучать горелку ключом.

Откручиваем четыре винта крепления основной горелки к корпусу котла и винт крепления корпуса, чтобы иметь возможность извлечь основную горелку.

Опуская основную горелку вниз, извлекаем медную трубку из клапана.

Извлекаем основную горелку.

Вынимаем гильзу термометра из корпуса котла.

Ключом № 10 откручиваем четыре винта крепления верхней крышки котла и снимаем ее и лист изоляции под ней.

Откручиваем две гайки крепления газохода к корпусу котла.

Снимаем клеммы с датчика тяги.

Снимаем газоход.

Извлекаем завихрители из теплообменника котла. Очищаем их щеткой. При необходимости, пользуемся щеткой по металлу.

Очищаем наружную часть теплообменника щеткой по металлу. Прочищаем каналы теплообменника ершиком на полную глубину. Прочищаем нижнюю часть теплообменника щеткой. Также очищаем зазор между корпусом котла и полом. Очищаем отслоившийся мусор с помощью пылесоса.

Ключом № 13 отпускаем винт, фиксирующий глубину вхождения форсунки в основную горелку и извлекаем ее.

Очищаем горелку ершиком и щеткой, прочищаем ее отверстия пылесосом. Очищаем газоход от пыли снаружи и изнутри.

Прочищаем наружную поверхность форсунки щеткой, затем чистим отверстия форсунки иглой или проволокой.

Примечание: игла должна быть меньшего диаметра, чем диаметр отверстия форсунки. Даже незначительное увеличение диаметра отверстия форсунки может повлиять на режим горения.

Устанавливаем основную горелку на место.

Устанавливаем медную трубку с форсункой и наживляем ее гайку на газовый клапан.

Только после этого закрепляем форсунку на горелке по метке ключом № 13.

Примечание: такая последовательность необходима для того, чтобы не сорвать резьбу в теле клапана.

Окончательно зажимаем гайку медной трубки ключом № 17.

Прочищаем пилотную горелку щеткой по металлу.

Так должна быть установлена термопара в пилотной горелке (кончик термопары напротив языка пламени).

Устанавливаем пилотную горелку на новую прокладку.

Перед установкой форсунки в пилотную горелку, ее необходимо немного притереть к наконечнику медной трубки для лучшей герметизации. Форсунку также следует прочистить или продуть.

Присоединяем медную трубку к пилотной горелке и к клапану ключом № 10.

Остальные детали котла собираются в обратном порядке. Электрод розжига при присоединении не следует зажимать ключом, достаточно сделать это от руки, т. к. он выполнен из керамики и может легко треснуть.

Производим контрольное обмыливание всех соединений. Проверить герметичность присоединения медных трубок к основной и пилотной горелкам удастся только при включении котла.

Устройство и конструкция

Рис. 3: пример конструкции термопары

Конструктивно термопару можно подразделить на такие элементы:

– состоит из двух проводников, реже полупроводников, соединенных в одну цепь;
– продолжают вывод рабочих проводников от места спайки до точки подключения к электрической цепи, на всей протяженности провода изолируются друг от друга;
– выполняется в виде металлической трубки по всей длине и проводов его подключения.

Спай включает в себя две проволоки из разнородных материалов. В состав которых могут входить цветные и благородные металлы, как правило, в сплавах. В зависимости от состава проводников термопары подразделяются на несколько типов, особенности которых приведены в таблице.

Таблица 1. Типы термопары

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.
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.

Как видите из таблицы, различный тип обуславливает разный рабочий диапазон температур, чувствительность к ее изменению, стабильность при длительной нагрузке и другие характеристики. Что обязательно следует учитывать при выборе конкретной модели для плиты в случае замены или установки с нуля.

К сожалению, термопара чаще других деталей газового котла выходит из строя. При этом все оборудование попросту перестает работать. Поэтому при выходе из строя газового котла, первым возникает подозрение, что перегорела именно термопара.

Прежде чем отправляться в магазин за новой термопарой, нужно проверить, действительно ли причина поломки оборудования заключается именно в ней. Вы можете сделать это не вызывая мастера самостоятельно. Однако в ходе работы вам придется сделать измерения мултьтиметром, поэтому заранее позаботьтесь, чтобы он у вас был. Его можно приобрести в магазине, или прозвонить своих знакомых и найти его бесплатно.

Проверка на исправность термопары:

Разъедините конец термопары с электромагнитным клапаном. Для этого их нужно раскрутить.
Снимите с котла термопару. Нагрейте ее конец, который находился над горелкой котла, над свечкой или газовой горелкой;
Далее необходимо подождать полминуты и измерить показания на входном контакте с помощью мультиметра. Если они будут меньше 17 милливольт, то в термопаре неисправность.

Вот таким простым способом вы сможете проверить, не в термопаре ли причина остановки работы газового котла. Данная работа проста и не требует много времени. Единственной проблемой в данном случае является поиск мультиметра.

Диагностика, ремонт и замена

Первоначальная проверка термопары выполняется даже без разбора газового котла. Самый распространенный «симптом» — это затухание огня после отпускания кнопки розжига, даже когда котел изнутри уже достаточно сильно прогрелся. Если огонь гаснет, то это означает, что клапан не удерживается в открытом состоянии. То есть термопара не генерирует достаточное напряжение для его открытия.

Также проверяют термопару путем визуального осмотра. Наличие прогаров, отверстий или ложбин — явный признак неисправности.

Как проверить термопару на работоспособность

Для подтверждения «диагноза» следует проверить термопару мультиметром. Как извлечь модуль — точно указывается в технической документации к котлу.

Как правило, для этого необходимо:

открутить возле электромагнитного клапана фиксирующую гайку;
вынуть датчик из паза, отключить клеммы (если предусмотрены);
любым удобным способом нагреть датчик (рекомендуется использовать свечу, но прогревать так, чтобы корпус модуля полностью обволакивало пламя);
замерить напряжение (один щуп приложить к корпусу датчика, второй — к выходному контакту).

Слово эксперта!

Мартьянов Павел

Специалист в области обслуживания газового оборудования, стаж работы 20 лет

Задать вопрос

При проверке исправности термопары мультиметром один щуп устанавливайте на корпус термопары, другой на свинцовый конец. Напряжение должно постепенно расти и быть не меньше 15 мВ (в этом случае газовый клапан находится в открытом положении и фитиль не гаснет).

Как правило, рабочее напряжение термопары после тщательного прогрева составляет 0,015 – 0,06 В. Если ток меньше 15 мВ, то это однозначно указывает на неисправность датчика, требуется его ремонт или замена.

А вот проверить тестером работоспособность через «прозвонку», как это рекомендуют на многочисленных форумах — не лучший вариант. Вполне возможно, что из-за перегрева или окиси спай «разорвался» и проводник замыкает на корпус. То есть разрыв цепи фактически есть, но мультиметр этого не покажет.

Разновидности

В газовом отопительном оборудовании могут быть использованы термопары разных видов:

Тип K. Этот вариант является наиболее распространенным, для его изготовления используется алюминий и хромель. Отличается очень широким диапазоном температур от минус 200 до плюс 1350 градусов. Недостатком варианта является то, что хромель при взаимодействии с угарным газом подвергается коррозии, что выводит прибор из строя.
Тип E. Для изготовления используется константан и хромель. Прибор имеет диапазон рабочих температур – от минус 50 до плюс 740 градусов.

Эти типы термопар используются чаще всего, но есть и другие разновидности приборов. Для их изготовления используют более дорогие разновидности металлов, поэтому приборы стоят существенно дороже. Поскольку эксплуатационные качества при этом не улучшаются, то приобретать более дорогие приборы нерационально.

принцип работы, как проверить мультиметром, устройство и как работает, что это такое

Термопара для газового котла имеет простую конструкцию, поэтому ее достаточно легко ремонтироватьГазовый котел – это сложная конструкция, которая нуждается в дополнительных комплектующих. Особенно важны в этом устройстве части, контролирующие его работу и защищающие от перегрева. Одним из самых важных составляющих газового котла является термопара. Давайте разберемся, что она собой представляет и как отремонтировать ее своими руками.

Что такое термопара для газового котла

Чтобы понять, как работает термопара, нужно сначала определиться, что она собой представляет. Только в этом случае вы сможете поменять ее в случае неисправности и проверить ее работу.

Вы можете найти ответ на вопрос: «Что такое термопара?», в специальных документациях. Однако мы предлагаем вам объяснение устройства этого элемента простым языком.

Что такое термопара:

Термопара представляет собой устройство контроля за оборудованием. Она состоит из двух проводников разного типа.
Проводники термопары обязательно должны контактировать между собой. Такой контакт обеспечивается в одной или двух точках устройства.
Благодаря разнотипности проводников в термопаре, нагреваясь, они создают между собой напряжение. Это напряжение учитывается в процессе работы газового котла.
Именно благодаря проводникам и их характеристикам, вам не придется применять внешнее возбуждение газового котла. Эти детали могут питаться автономно.

Таким образом, термопара является датчиком контроля температуры в котле. Она имеет очень простое устройство, за счет этого обеспечивается ее универсальность.

Для того чтобы измерить температуру, используют термодатчики – первичные преобразователи. В промышленности обычно используются термометры сопротивления и термопары. Есть несколько видов термопар. Самые распространенные – хромель-алюмель и хромель-копель. Для измерения используют специальную программу термометра термопары.

— для продолжительного мониторинга изменений температуры программа «Многоканальный самописец».

Источник

Устройство и принцип работы

Известно, что в замкнутой цепи, которая состоит из двух проводников из разных металлов (напр., хромель и копель), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), при условии, что их горячий и холодный спаи имеют различную температуру (эффект Зеебека). Значение ЭДС зависит от материалов проводников, температур их холодного и горячего спаев.

Обычно, напряжение бытовой термопары находится в пределах 20-60 милливольт (мВ), чего достаточно для открытия газового клапана, но, разумеется, недостаточно для работы сложной автоматики и прочих модулей, для которых уже необходимо подключение к электросети.

Так выглядит стандартная термопара на фото.

Модуль не ограничивается парой спаев, однако устройство термопары достаточно простое и понятное:

Гильза, внутри которой находятся термоэлектроды с «горячим» спаем проводников, именно она крепится на горелочный модуль котла, рядом с пилотной горелкой (запальником).
Удлинитель, защищенный медной трубкой от внешнего воздействия электромагнитных полей, служит для соединения рабочей части (горячего спая) с электромагнитным газовым клапаном.
Диэлектрическая шайба с «холодным» спаем, именно она вставляется в гнездо газового электромагнитного клапана.

Чаще всего в термопарах бытовых газовых котлов используются спаи из хромеля и алюмеля (ТХА), хромеля и копеля (ТХК), железа и константана (ТЖК). Все используемые сплавы, их маркировка и характеристики указаны в таблице ниже.

Тип термопары (европейская классификация)	Материалы проводников спая	Российская маркировка	Диапазон температур, °C
K	хромель-алюмель	ТХА	-200 – 1 300
L	хромель-копель	ТХК	-200 – 850
J	железо-константан	ТЖК	-100 – 1 200
N	нихросил-нисил	ТНН	-200 – 1 300
T	медь-константан	ТМКн	-200 – 400
E	хромель-константан	ТХКн	0 – 600
S	платинородий-платина	ТПП10	0 – 1 700

Как работает термоэлектрический термометр в составе газового котла

Принцип работы термопары в составе газового котла везде один:

Сначала человек механическим путем открывает клапан подачи газа, удерживая кнопку электромагнитного клапана в течение 15-30 секунд.
Затем единожды нажимается кнопка пъезорозжига, возникает искра и зажигается запальная горелка.
Кнопка магнитного клапана удерживается еще на протяжении 30-60 секунд, пока рабочий спай термопары, находящийся рядом с запальником, не нагреется и не выдаст необходимое напряжение.
По прошествии 30-60 секунд кнопка электромагнитного клапана отпускается, но горение не прекращается, поскольку нагретая термопара вырабатывает достаточно напряжения для удержания газового клапана в открытом положении. Котел работает в штатном режиме, без вмешательства человека.
Как только горение прекращается, пламя больше не нагревает термопару, вследствие чего напряжения недостаточно для удержания электромагнитного газового клапана открытым, он закрывается, прекращая подачу газа.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Что такое термопара для газового котла – принцип работы, устройство