Самостоятельный ремонт термопары газовой колонки
Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых нагревательных приборов с открытым пламенем в настоящее время, как правило, используются электрические схемы, в которых датчиком температуры служит термопара.
Термопара представляет собой спай двух проволочек из разных проводников (металлов). Благодаря простоте устройства термопара является очень надежным элементов схемы защиты и безотказно работает в газовых приборах многие годы. Внешний вид термопары с проводами для газовой колонки NEVA LUX-5013 показан на снимке ниже.
Термопара появилась в 1821 году благодаря открытию немецкого физика Томаса Зеебека. Он обнаружил явление возникновения ЭДС (электродвижущей силы) в замкнутой цепи при нагреве места контакта двух проводников из разных металлов.
Если термопару поместить в пламя горящего газа, то при сильном ее нагреве вырабатываемой термопарой ЭДС будет достаточно для открытия электромагнитного клапана подачи газа в горелку и запальник. Если горение газа прекратится, то термопара быстро остынет, в результате ее ЭДС уменьшится, и силы тока станет недостаточно для удержания электромагнитного клапана в открытом состоянии, подача газа в горелку и запальник будет перекрыта.
На фотографии показана типовая электрическая схема защиты газовой колонки. Как видно, она состоит всего из трех включенных последовательно элементов: термопары, электромагнитного клапана и реле тепловой защиты.
При нагреве термопара генерирует ЭДС, которая через реле тепловой защиты подается на соленоид (катушку из медного провода). Катушка создает электромагнитное поле, втягивающее в нее стальной якорь, механически связанный с клапаном подачи газа в горелку.
Реле тепловой защиты обычно устанавливают в верхней части газовой колонки рядом с зонтом, и служит оно для прекращения подачи газа в случае недостаточной тяги в газоотводящем канале. При отказе любого элемента схемы защиты газовой колонки подача газа в горелку и запальник прекращается.
В зависимости от модели газовой колонки применяется ручной или автоматический способ поджига газа в запальнике. При поджиге фитиля вручную используют спички, электрозажигалки (в старых моделях газовых колонок) или пьезоэлектрический поджиг, приводимый в действие нажатием кнопки. Кстати, если пьезоэлектрический поджиг перестал работать, то с успехом можно поджечь газ в запальнике с помощью газовой зажигалки или спички.
В газовых колонках с автоматическим поджигом воспламенение газа в горелке происходит без участия человека, достаточно открыть кран горячей воды. Для работы автоматики в колонку устанавливается электронный блок с батарейкой. Это является недостатком, так как в случае выхода батарейки из строя зажечь газ в колонке будет невозможно.
Для того чтобы зажечь газ в запальнике с помощью пьезоэлектрического элемента необходимо поворотом ручки на газовой колонке открыть подачу газа в запальник, привести в действие пьезоэлектрический элемент для создания в разряднике искры и после воспламенении газа в запальнике удерживать эту ручку нажатой около 20 секунд, пока не нагреется термопара.
Это очень неудобно, поэтому многие, и я в их числе, не гасят пламя в запальнике месяцами. В результате термопара всегда подвергается воздействию высокой температуры пламени (на фото термопара расположена слева от запальника), что уменьшает срок ее службы, с чем мне и пришлось столкнуться.
Газовая колонка перестала зажигаться, запальник потух. От искры со свечи газ в запальнике зажигался, но стоило отпустить ручку регулировки подачи газа, несмотря на продолжительность времени удержания ее нажатой, пламя гасло. Соединение между собой клемм теплового реле не помогло, значит, дело в термопаре или электромагнитном клапане. Когда снял кожух с газовой колонки и пошевелил центральный провод термопары, то она развалилась, что хорошо видно на снимке выше.
Как снять термопару с газовой колонки
Для того чтобы была возможность оперативно отремонтировать газовую колонку своими руками и всегда быть с теплой водой, с учетом опыта длительной эксплуатации газовых колонок разных моделей, у меня под рукой всегда имеется набор запасных частей. Резиновые прокладки, трубки, тепловое реле и термопара в комплекте. Поэтому за полчаса термопара была заменена новой, и колонка опять стала исправно нагревать воду.
Термопара закреплена слева на общей планке с запальником и свечей с помощью гайки. Прежде чем отвинчивать гайку нужно немного отвинтить левый саморез, удерживающий планку, чтобы он не мешал поворачиваться гаечному ключу.
Далее гаечным рожковым ключом гайка откручивается вращением против часовой стрелки до полного схода с резьбы на корпусе термопары. После этого термопара легко выйдет вниз из планки.
На следующем шаге нужно с помощью рожкового ключа выкрутить винт-контакт из газо-водорегулирующего узла. Винт находится с противоположной стороны ручки регулировки подачи газа.
Останется только снять две клеммы с реле тепловой защиты, и термопара в комплекте с проводами будет снята с газовой колонки.
Установка новой термопары производится в обратном порядке, при этом желательно, чтобы токоведущие провода не касались как внутренних металлических частей газовой колонки, так и кожуха после его установки.
Как сварить сгоревшую термопару газовой колонки
В связи с профессиональной необходимостью мне периодически приходится заниматься изготовлением термопар для приборов поддержания заданной температуры в сушильных шкафах и в оборудовании отжига витых магнитопроводов для трансформаторов при температуре 800 °С. Поэтому при изготовлении очередной термопары решил попробовать сваркой восстановить работоспособность сгоревшей термопары от газовой колонки.
Центральный провод термопары был сварен с медным проводом электропроводки и имел длину около 5 см. На фотографии место спайки хорошо видно слева. Такой длины провода хватило бы на несколько ремонтов.
Трубчатый проводник термопары длиной около сантиметра весь выгорел, но осталась его часть с более толстой стенкой.
С центрального проводника было удалено место прежней сварки, и детали термопары были очищены от копоти и нагара с помощью мелкой наждачной бумаги.
Центральный проводник был вставлен в основание термопары с таким расчетом, чтобы его конец выступал на один миллиметр. Сварка производилась на специальной установке, устройство и схему которой я опишу ниже, в течение около четырех секунд при напряжении 80 В и силе тока около 5 А.
Видеозапись процесса сварки термопары я не стал делать из опасения повреждения фотоаппарата от яркой дуги, но сделал через пару секунд после окончания сварки снимок раскаленного графитного порошка.
Спай термопары получился, вопреки моим ожиданиям, отличного качества и красивой формы. Появилась уверенность, что ремонт термопары затеял я не зря.
Для исключения замыкания центрального проводника термопары на ее корпус, в зазор была плотно набита вата из стекловолокна. Хорошо для этих целей подойдет и асбест.
Для уверенности в том, что термопара работает, она была нагрета с помощью паяльника до температуры около 140 °С.
Мультиметр зафиксировал ЭДС, вырабатываемую термопарой, величиной 5,95 мВ, что подтвердило исправность термопары. Осталось провести проверку работоспособности термопары в газовой колонке.
Хотя термопара стала на сантиметр короче, но все равно ее длины вполне хватило, чтобы месту спая находится в пламени запальника. Реставрированная термопара безотказно работает в газовой колонке уже несколько месяцев, и, полагаю, проработает намного дольше, чем термопара заводского изготовления, так как место спая стало гораздо массивнее.
Устройство установки для сварки термопар
Внимание! При повторении и эксплуатации предлагаемой установки для сварки термопар, в связи с отсутствием гальванической развязки контактов для подключения термопары, необходимо соблюдать полярность подключения установки к электропроводке. К термопаре должен быть подключен исключительно нулевой провод. Прикосновение к фазному проводу может привести к поражению электрическим током.
Существует несколько способов сварки термопар: в электрической дуге, в соляном электросварочном аппарате, с помощью ацетиленовой горелки и в графитном или угольном порошке. Я свариваю термопары для измерения температуры с помощью ЛАТРа и керамической емкости, наполненной порошком из графита. Технология простая, не требует специального оборудования, опыта и доступна для любого домашнего мастера.
По наследству мне досталась самодельная установка для сварки термопар, представленная на фотографии. Установка представляет собой металлическую коробку, в которой установлен ЛАТР, вольтметр переменного напряжения и керамический стакан для графитного порошка.
Электрическая схема установки представлена выше. Питающее напряжение через электрическую вилку подается с бытовой электропроводки через включатель и предохранитель на ток 5 А на первичную обмотку лабораторного автотрансформатора. Неоновая лампочка HL1 служит для индикации включенного состояния установки. Резистор R1 ограничивает ток через HL1.
На дне керамической чаши, наполненной графитным порошком, для подачи тока имеется медная пластина, на которую через латунный винт подается питающее напряжение с переменного контакта ЛАТРа. Нулевой провод, идущий с сетевой вилки, подключается к общему проводу ЛАТРа и к свариваемой термопаре с помощью зажима типа «крокодил».
Величина тока сварки зависит от величины напряжения. Для этого в установке имеется вольтметр переменного напряжения, обозначенный на схеме буквой V. Величина напряжения устанавливается вращением ручки ЛАТРа и подбирается экспериментально в зависимости от диаметра свариваемых проводов и лежит в пределах 20-90 В. В схеме нет специальных элементов, ограничивающих величину тока. Он ограничивается за счет сечения проводов схемы и величины сопротивления графитного порошка.
На фотографии показана лицевая панель установки для сварки термопар с обратной стороны. Как видите, ЛАТР закреплен непосредственно на дне коробки, а все остальные элементы электрической схемы закреплены непосредственно на панели.
Представляю видеоролик, демонстрирующий процесс сварки термопары на установке для сварки термопар. Как видите, сварить термопару на самодельной установке своими руками очень просто.
Для сварки термопары на установке достаточно свить проводники, зажать их крокодилом и плавно прикоснуться к поверхности графита. Возникнет электрическая дуга, выделяющая большое количество тепловой энергии в одной точке. Проводники начинают оплавляться, и расплавленные металлы, смешавшись друг с другом, за счет сил поверхностного натяжения в жидкостях образуют аккуратный шарик, как на фотографии.
Время сварки обычно не превышает трех секунд. Горение дуги сопровождается характерным шипящим звуком, с понижающейся во времени частотой. При наличии опыта по звуку можно легко определить момент окончания процесса сварки. В связи с большой массивностью термопары для газовой колонки, на ее сварку понадобилось около пяти секунд.
Вот фотография хромель-алюмелевой термопары из проводов ∅0,5 мм, сварка которой продемонстрирована в видеоролике выше. Как видите, в месте сварки проводов образовался аккуратный спай круглой формы. Такая термопара прослужит долго.
На установке для сварки термопар мне приходится в основном сваривать хромель-копелевые (ТХК, Тип L) и хромель-алюмелевые (ТХА, Тип K) термопары с диаметром проводников 0,2-0,5 мм. Случалось при ремонте сваривать даже термопару типа К с диаметром проводников 3 мм. Хорошо свариваются между собой медные и алюминиевые провода диаметром до 2,5 мм. Но при монтаже электропроводки установку применять для сварки соединений из-за ее габаритных размеров сложно.
Для защиты глаз от яркого света при визуальном контроле над процессом сварки очки или защитную маску сварщика использовать неудобно, поэтому я использую нейтральный светофильтр высокой плотности от фотоаппарата.
Как показала практика, с помощью простейшей установки, представляющей собой ЛАТР и керамическую чашу с графитным порошком, можно успешно выполнять ремонт термопар, применяемых в системах автоматики газовых колонок, в домашних условиях своими руками.
Кирилл 08.10.2020
Александр Николаевич, здравствуйте.
Сообщите, пожалуйста, можно ли отремонтировать термопару газовой колонки Junkers WR10 путем надевания на ее конец (постоянно обогреваемый газом) кусочка медной трубочки с внутренним диаметром 4 мм и длиной 15 мм?
С уважением, Кирилл.
Александр
Здравствуйте, Кирилл!
Таким способом ремонтировать термопары нельзя.
Принцип работы термопары заключается в физическом контакте двух разных металлов, которые за счет разных электрохимических потенциалов при нагреве вырабатываю ток. Этот ток проходя через катушку электромагнитного клапана открывает подачу газа.
Если у штатной термопары контактируемые поверхности металлов выгорели, то медная трубка уже не поможет.
Иван Иванович 25.12.2020
Здравствуйте! Полезный Ваш сайт, спасибо.
Лет 50 назад мы варили термопары из проволок диаметром 0,2-0,5 мм по Вашей схеме, с таким же ЛАТР-ом, но использовали литровую стеклянную банку на две трети заполненную “крепким” раствором кухонной соли, поверх которого наливали на сантиметр машинного масла. Одним контактом был металлический диск на дне банки с припаянным проводом, а вторым контактом была скрутка двух проволочек будущей термопары. Ток подбирали ЛАТР-ом. Скрутку аккуратно опускали по центру в банку. Как только скрутка касалась раствора, раздавался гул сварки.
После обретения навыка (двух-трёх проб) получался нормальный шарик сварки. Машинное масло было флюсом и охладителем шарика.
Александр
Здравствуйте, Иван Иванович!
Спасибо за интересную информацию. Не знал о такой технологии сварки термопар. С теоретической точки зрения она не противоречит законам физики и легко реализуемая в домашних условиях. Надо будет для интереса попробовать. Уверен, Ваша информация пригодится посетителям сайта.
Готовить на газовой плите или работающей на газу варочной поверхности так же просто, как на обычных электрических конфорках. Даже использование газового духового шкафа какие-либо проблемы вызывает крайне редко. Но у многих сразу встает вопрос о безопасности такого оборудования, ведь «голубое топливо» взрывоопасно.
Увидеть свое жилье разрушенным в результате взрыва газообразного горючего вряд ли кому хочется. Чтобы предотвратить подобную трагедию, применяется такое устройство, как термопара в газовой плите. Она представляет собой основной элемент системы контроля исправности самого популярного газового прибора.
Согласитесь, что в случае с природным газом теме снижения рисков пожаров и взрывов уделять приходится особое внимание. В представленном нами статье приведены и детально описаны правила эксплуатации бытового оборудования, перерабатывающего газ. полезную информацию мы дополнили ценными рекомендациями.
Содержание статьи:
- Зачем газовой плите термопара?
- Устройство и принцип работы
- Разновидности термодатчиков для газа
- Руководство по ремонту газконтроля
- Как проверить перед заменой?
- Как поменять устройство?
- Выводы и полезное видео по теме
Зачем газовой плите термопара?
Газ в горелке плиты разжигается спичками, ручной пьезозажигалкой либо встроенным электроподжигом. Потом пламя должно гореть само без участия человека, пока топливо не будет перекрыто вентилем.
Однако нередко огонь на газовой варочной панели или в духовке гаснет в результате порыва ветра либо выплеска воды из закипевшей кастрюли. И тогда, если рядом в кухне никого нет, метан (либо пропан) начинает поступать в помещение. В итоге при достижении определенной концентрации газа происходит хлопок с пожаром и разрушениями.
Термопара контролирует в горелке наличие открытого огня, а при его отсутствии в течение полуминуты–минуты перекрывает подачу газ, чтобы предотвратить трагедию
Рабочая функция термопары – контроль наличия пламени. Пока газ горит, температура на кончике контрольного устройства доходит до 800–1000 0С, а нередко и выше. В результате возникает ЭДС, которая держит газовый электромагнитный клапан на патрубке к горелке в открытом состоянии. Конфорка работает.
Однако при исчезновении открытого огня термопара перестает выдавать ЭДС на электромагнит. Происходит перекрытие крана и подачи топлива. В итоге газ не попадает в кухню, не скапливаясь в ней, что и исключает возникновение пожара от подобной нештатной ситуации.
Термопара – это простейший температурный датчик без каких-либо электронных устройств внутри. В нем нечему ломаться. Он может лишь прогореть от длительного использования.
С полным набором датчиков, предназначенных для контроля и безопасности работы газовой колонки, ознакомит следующая статья, полностью посвященная этому интересному вопросу.
Прогорание термопары обычно происходит лишь в газовых котлах и бойлерах, работающих постоянно. В газовых плитах рассматриваемые термодатчики газконтроля служат до замены по 20–30 лет
Среди достоинств термопар:
- простота устройства и отсутствие ломающихся механических или перегорающих электрических элементов;
- дешевизна прибора – порядка 800–1500 рублей в зависимости от модели газовой плиты;
- длительный срок эксплуатации;
- высокая эффективность контроля температуры пламени;
- быстрое перекрытие газа;
- простота замены, которую можно выполнить своими руками.
Сколько-либо значимый недостаток у термопары один – сложность ремонта прибора. Если термопарный датчик неисправен, то его проще заменить на новый.
Чтобы отремонтировать подобное устройство, необходимо сварить или спаять при высокой температуре (около 1 300 0С) два разных металла. В быту дома добиться таких условий крайне сложно. Гораздо проще под замену купить новый контрольный блок для газовой плиты.
Устройство и принцип работы
В основе работы термопары лежит термоэлектрический эффект Зеебека. Согласно нему, на концах соединенных последовательно проводников из разных металлов при условии, что их контакты находятся под разной температурой, возникает термо-ЭДС (ТЭДС).
То есть необходимо наличие двух разных по составу проводников, которые способны выдерживать сильный нагрев, и высокотемпературное тепло (в рассматриваемом случае от сгораемого природного газа) в точке их соединения.
В большинстве пар возникающая между холодным и горячим контактами электродвижущая сила совсем мала и малоприменима. Но есть металлы и сплавы, совмещение которых дает до 4–5 мВ/100 0С. А этого уже вполне достаточно для управления электромагнитом, контролирующим тот или иной затвор.
Термо-ЭДС в большинстве разновидностей термопар для газовых плит достигает 15–30 мВ, а для удержания электромагнитного клапана в открытом состоянии обычно хватает 5–10 мВ
Принцип работы термопар, вмонтированных в газовые плиты, предельно прост:
- Есть пламя – между контактами возникает ТЭДС, клапан на подаче газа в конфорку открыт.
- Нет огня – ТЭДС исчезает, клапан под давлением пружины закрывается и перекрывает газ.
Состоит термопара из двух термостабильных проводников длиной до полутора метров, которые на одном конце соединены пайкой или сваркой.
Именно этот кончик находится непосредственно в огне и нагревается от горящего газа. Второй конец прибора представляет собой пару контактов либо разъем для подключения к электромагнитному клапану.
Разновидности термодатчиков для газа
Термопары газовых плит различаются по сплаву проводников и типу подсоединения к клапану. И главное здесь – каждый производитель оборудования на газу использует свои варианты электромагнитов с разными разъемами подключения.
В большинстве случаев переставить термопарный датчик газконтроля с одно плитки на другую невозможно.
Термопара должна соответствовать модели газовой плиты, устанавливать «левое» контрольное устройство запрещается из соображений безопасности
Сплавы и металлы для создания термопар используются следующие:
- константан+хромель;
- медь+константан;
- медь+копель;
- нисил+нихросил;
- алюмель+хромель;
- константан+железо;
- хромель+копель;
- платинородий+платина;
- вольфрам+рений.
От используемых сплавов зависит точность устройства и диапазон его рабочих температур. Например, хромель-алюмелевая термопара рассчитана на работу при 0–1100 0С, железо-константантная при 0–700 0С, а платино-платинородиевая выдерживает нагрев до +1700 0С.
В бытовых газовых плитах обычно применяются термопарные датчики из алюмеля и хромеля либо константана и железа. Они недороги и вполне подходят для температурных условий варочной панели на газу.
Руководство по ремонту газконтроля
Если газ на плите гаснет, то проблема может крыться не только в термопаре. Однако чаще всего дело именно в ней.
Основной признак проблем с газконтролем – после розжига конфорки и отпускания ручки или кнопки открытия «голубого топлива» пламя сразу тухнет. Это происходит из-за перекрытия клапана, так как термо-ЭДС для поддержания его открытым отсутствует либо недостаточна.
Причины шума конфорок газовых плит подробно изложены в статье, с полезной информацией которой стоит ознакомиться.
Прежде чем приобретать новую термопару, надо определиться с причиной плохой работы имеющегося прибора – возможно проблема в отошедших контактах на клапане, тогда надо лишь их подтянуть
Самостоятельно выполнять проверку, производить ремонт и замену термопары в газовой плите своими руками следует только при полном перекрытии газа. Сначала необходимо закрыть вентиль на баллоне с газовой смесью или трубе с метаном, а только потом приступать к каким-либо работам. Также не стоит забывать об отключении электроснабжения, если в конструкции есть энергозависимые приборы.
Наконечник термопары располагается непосредственно возле конфорки и газового огня. А в духовке его найти можно возле рассекателя пламени в верхней части духового шкафа. Этот кончик должен быть без нагара, минеральных отложений и каких-либо повреждений.
Если рабочий наконечник термопарного датчика покрыт окалиной, то ее в обязательном порядке следует счистить наждачной бумагой. Чем больше нагара, тем меньше тепла доходит до термопары, а тем меньше она соответственно создает ЭДС. Полученных милливольт может банально не хватать для открытия электромагнитного клапана.
Как проверить перед заменой?
Термопара обычно имеет один наконечник для установки возле огня. Но есть и варианты с двумя или тремя кончиками контроля температуры. Их обычно используют в духовках, однако все зависит от конкретной модели плиты.
У термопар с несколькими рабочими наконечниками имеется особенность – если лишь один из них не нагрет или вышел из строя, то электромагнитный клапан окажется закрыт. Поэтому, чтобы точно найти причину проблем, подобные термопарные устройства проверять придется особенно внимательно. Неисправным может быть лишь один из датчиков.
Исправная термопара для плиты на газу при нагреве над свечкой уже через 20–30 секунд выдает ЭДС порядка 15–20 мВ – если меньше, то датчик надо менять
Еще один момент – проводники термопары на участке до клапана должны быть натянуты или болтаться в корпусе плиты. При этом их подсоединение к электромагниту должно быть жестким, висящий «на честном слове» разъем здесь недопустим.
Выпускаются рассматриваемые устройства с длиной от 40 до 130 см. Выбирать по этому показателю термопарный прибор газконтроля следует очень внимательно. С одной стороны проволоку проводников нельзя излишне натягивать, а с другой она не должна лежать на нагреваемых поверхностях или свободно болтаться.
Как поменять устройство?
Перед тем как поменять поврежденную термопару в газовой плите, следует осмотреть прибор на:
- наличие на рабочем наконечнике нагара (если есть, надо счистить наждачной бумагой);
- отсутствие прогара данного наконечника (в этом случае только полная замена);
- жесткость соединения контактов термопарного датчика и клапана (при необходимости следует подтянуть);
- исправность самой термопары с выдачей при нагреве ЭДС на уровне минимум 15 мВ.
Менять рассматриваемый прибор следует только тогда, когда он точно неисправен. Во многих случаях, чтобы газовая плита вновь заработала, можно обойтись очисткой наконечника от нагара и проверкой контактов.
Чтоб произвести замену термопары, с газовой плиты придется снять переднюю панель, а также поднять на ней верхнюю крышку с конфорками
Рабочий наконечник термопары жестко зафиксирован возле конфорки или горелки с помощью гайки. Если она из-за накипи не поддается откручиванию, то излишне давить на ключ не стоит. Так можно лишь сломать крепление. Лучше воспользоваться сначала растворителем.
Второй конец термопары к электромагнитному клапану крепится с помощью резьбового разъема либо двух обжимных контактов. Снять их не представляется чем-то сложным. Новый термопарный датчик ставится в аналогичной последовательности – одним концом он крепится возле конфорки, а вторым к электромагниту.
Выводы и полезное видео по теме
Как своими руками производится замена термопары:
Принцип работы газконтроля в варочной панели и духовке:
Устройство термопары для плит, работающих на газу:
Газовая плита без исправно работающей термопары является источником опасности. Если газконтроль перестал функционировать, произвести замену датчика вполне допустимо своими руками. Ничего сложного в демонтаже старого и установке нового контрольного прибора нет. Надо лишь приобрести устройство, соответствующее имеющейся модели плитки, и поработать немного газовым ключом с отверткой.
Если у вас есть комментарии по теме или свои замечания по вышеприведенной информации, напишите их в блоке ниже. Интересны нам, а также другим читателям будут и ваши рассказы о нюансах замены термопары, которую вы производили самостоятельно. Пишите, не стесняйтесь.
Содержание
- 1 Устройство, принцип работы и основные типы
- 2 Термопара в системе газового контроля (газ-контроль)
- 3 Подключение, проверка и поиск неисправностей
- 4 Описание элемента
- 5 Устройство термопары
- 6 Принцип работы
- 7 Проверка и замена
- 8 Отзывы
Применение газа для отопления частного дома или коттеджа очень удобно и экономически выгодно. Однако этот вид топлива таит в себе серьезную угрозу. Если по какой-либо причине горелка вдруг погаснет и подача газа не будет вовремя перекрыта, образуется утечка и это может обернуться серьезными неприятностями и поставить под угрозу жизнь людей, находящихся в помещении. Для того, чтобы незамедлительно перекрыть газ если пламя внезапно потухло и используется термопара для газового котла.
В этой статье мы расскажем о том, что такое термопара, зачем она нужна и как работает, рассмотрим основные виды и наиболее распространенные неисправности связанные с этими устройствами, а также методику их устранения.
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 — 1700 |
| B | платинородий-платинородий | ТПР | 100 — 1800 |
| T | медь-константан | ТМКн | -200 — 400 |
| E | хромель-константан | ТХКн | 0 — 600 |
| U | медь-медьникель | -200 — 500 | |
| L | хромель-копель | ТХК | -200 — 850 |
В системах автоматики газовых колонок, плит и котлов обычно используются термопары ТХА из хромель-алюмеля (тип K), ТХК из хромель-копеля (тип L), ТЖК из железа и константана (тип J). Датчики выполненные из сплава благородных металлов предназначены для высоких температур и в основном находят применение в литейном производстве и другой тяжелой промышленности.
Фото 3: Газовая горелка «Сахалин» для отопительных котлов и печей
Некоторые модели работающие на твердом топливе, например такие как твердотопливный котел отопления «Lemax» Forward могут комплектоваться газовыми горелками, в которых для защиты от утечек газа применяются термопары.
Вернуться к оглавлению
Термопара в системе газового контроля (газ-контроль)
Если вы решили установить в своем загородном доме твердотопливный котел, вам не надо заботиться о том, что будет если огонь вдруг погаснет. Однако когда вы используете газовое оборудование, вам необходима энергонезависимая автоматика, способная максимально быстро перекрыть подачу газа, в случае если горелка вдруг потухнет. Для этих целей в современных газовых котлах предусмотрена система газ контроль. Как же она работает?
Система состоит из двух основных частей: электромагнитного клапана и термопары. Один конец датчика размещается непосредственно в пламени горелки, а второй подключается к электроклапану, который состоит из сердечника с обмоткой, колпачка, возвратной пружины, якоря и резинки перекрывающей подачу газа.
Фото 4: Энергонезависимая система газ-контроль для плит и котлов
Работает газ-контроль довольно просто. Нажимая на кнопку подачи газа, вы заглубляете шток внутрь катушки, заряжая пружину. По инструкции розжига газового котла, клапан подачи нужно удерживать нажатым около нескольких десятков секунд. Это время необходимо для того чтобы прогрелась термопара и на ее концах появилось достаточное напряжение для удержания клапана внутри катушки.
В тот момент когда горелка гаснет, термопара начинает остывать, напряжение на концах термопары уменьшается и в какой-то момент, возвратная сила пружины перевешивает электромагнитную силу удерживающую шток внутри и возвращает клапан в исходное положение, перекрывая подачу газа. Этот процесс обычно занимает несколько десятков секунд.
Одна из особенностей газ-контроля в том, что он полностью электронезависим. В больших отопительных комплексах, подобных отечественному пеллетному котлу «Светлобор», при отключении электропитания вся система управления перестает функционировать. Система газового контроля на термопаре полностью электронезависима, и способна надежно функционировать без необходимости подключения к электросети.
Вернуться к оглавлению
Подключение, проверка и поиск неисправностей
Одна из распространенных неисправностей газовых котлов выглядит следующим образом: вы нажимаете кнопку подачи газа, поджигаете запальник, держите в течении положенных 30 секунд, отпускаете и горелка тут же гаснет. Одна из причин, которая может приводить к такому результату – неисправная термопара или ее плохой контакт с электромагнитным клапаном.
Фото 5: Подключение и проверка термопары на измерительном приборе
Устранить эту неполадку можно своими руками не прибегая у услугам мастера. Для этого необходимо выполнить следующие шаги:
- Гаечным ключом откручиваем прижимную гайку, удерживающую термопару в контакте с электромагнитным клапаном и извлекаем ее конец.
- Осматриваем разъем на предмет наличия различных окислов и загрязнений. При необходимости мелкой шкуркой-нулевкой аккуратно зачищаем место контакта.
- Далее следует проверить термопару мультиметром. Для этого подключаем один конец к измерительному прибору, а второй нагреваем ручной газовой горелкой. Напряжение на концах исправной термопары должно быть в около 50 мВ.
- Если все показатели в норме, следует собрать все обратно и попробовать запустить котел.
В том случае если проблема осталась, скорее всего неисправен сам электромагнитный клапан или по прежнему плохой контакт между ним и термопарой. Если клапан исправен, следует повторно прочистить место соединения и попробовать найти такое положений прижимной гайки при котором достигается хороший контакт.
Полезное: Для подключения термопар к измерительным приборам обычно используется компенсационный провод. В этом кабеле, жилы изготавливаются из того же материала, что и сам датчик. Это позволяет значительно снизить погрешность измерения.
Если термопара вышла из строя ее необходимо купить новую. На российском рынке представлено много различных производителей выпускающих эти датчики: Арбат, АКГВ, АОГВ(Жуковский завод), Honeywell. Цены на разные типы лежат в районе 600 — 2000 рублей.
Более подробно о том как самостоятельно в домашних условиях произвести ремонт термопары в газовом котле, смотрите в следующем видео:
Термопары активно применяются не только в автоматике газовых плит, котлов и колонок. На их базе выпущено множество различных терморегуляторов и термометров, как бытового так и промышленного назначения. Многие умельцы на базе термоэлектрического преобразователя изготавливают своими руками зарядные устройства и мини электростанции, способные заряжать телефоны и другие маломощные устройства прямо от костра или другого открытого огня. Надеемся наш рассказ вам понравился, и вы узнали немного больше о нюансах работы таких знакомых вам бытовых приборов.
Термопарой называют термоэлектрические датчики, устанавливаемые в газовые котлы и водогрейные колонки, оборудованные не зависимой от сети системой автоматики. Данный элемент отслеживает наличие пламени горелки. Он непрерывно подает напряжение на электромагнитный клапан управляющего блока. В статье рассмотрено, что такое термопара для газового котла, принцип работы и как ее менять при необходимости.
Описание элемента
Термопара – это практически единственный прибор, измеряющий предельно высокие температуры. Его устанавливают в различное котельное оборудование. Задача элемента – контролировать терморежим, защищая систему от возможного перегрева.
Если в камере сгорания по какой-либо причине отсутствует пламя, термопара автоматически перекрывает подачу газа. То есть это защитный элемент.
Вообще устройство, замеряющее температуру рабочей среды, широко востребовано в разных областях человеческой деятельности: промышленность, медицина и другие сферы, где важна точная температура.
Устройство термопары
Аппаратура представляет собой два проводника, для изготовления которых используют разные сплавы. У каждого свое сопротивление и электрический потенциал. Проводники контактируют в одной или нескольких точках (в некоторых моделях за это отвечает компенсационная проволока). Конструкция термопары простая:
- литой корпус головки с крышкой;
- фосфорные колодки – компенсируют линейное расширение электродов;
- наконечник – изолирует рабочий спай;
- защитная трубка, включающая рабочие и нерабочие участки.
Соединительные провода проходят через штуцер с асбестовым уплотнителем. Обычно термопары делают из неблагородных металлов. Если же электрод выполнен из благородного, то используются фосфорные или кварцевые трубки.
Погрешность такого прибора – один градус, что для отопительного оборудования довольно много. Здесь все зависит от конструктивных особенностей – пластины и проводники соединяются по-разному. Это может быть точечная сварка, пайка или обжим. При некачественном стыке двух проводников погрешность увеличивается. Поэтому, если планируется замена термопары, выбирать новую следует среди проверенных производителей.
Принцип работы
Термопара синхронизирована с впускающим клапаном – именно он подает сигнал для прекращения подачи топлива.
В основе лежит эффект Зеебека. Его суть:
- два разнородных проводника образуют замкнутую цепь;
- на места соединения действуют разные температуры;
- в цепи образуется термоэлектродвижующая сила.
Последняя возникает не сразу. Механизм работает так:
- Одна сторона проводника разогрета, из-за чего на нем быстрее перемещаются электроды, нежели на холодной. В итоге к нему поступает более высокая энергия.
- Энергия воздействует на электроды, «толкая» их к холодному проводнику, который копит отрицательный заряд.
- С горячей стороны сохраняется положительный заряд.
- Заряд копится до тех пор, пока потенциалы не будут отличаться. Электроны с холодной стороны перемещаются обратно к горячему проводнику.
- Заключительный этап процесса – придание равновесия.
На термоэлектродвижующую силу воздействуют следующие факторы:
- показатель температуры на контактах;
- из чего сделан проводник.
В среду с контролируемой температурой погружают рабочую сторону термопары (место, в котором соединены проводники). Нерабочий спай в это время подсоединяется к измерительному прибору. Для измерения различий потенциалов пользуются милливольтметром, который позволяет вычислить показатели в привычных градусах Цельсия.
Дополнительная информация! Для подключения термопары к измерительному прибору пользуются специальными термопарными проводами (их материал изготовления аналогичен проводникам).
Проверка и замена
Отопительное оборудование, как и любая другая техника, иногда выходит из строя. Распространенная причина нестабильной работы – неисправность термопары. Первый признак, который об этом свидетельствует – кнопка, расположенная на магнитной коробке, не способна зафиксироваться. Это сложно отследить, если опыта недостаточно, поэтому нужно рассмотреть детальнее, как проверить работу термопары на газовом котле.
Неопытные владельцы котлов решают проблему следующим образом – фиксируют «непослушную» кнопку скотчем или изолентой. Способ рабочий, но только временно, при этом не безопасный – газовое оборудование и вовсе может выйти из строя.
Когда кнопка начала себя так вести, сразу необходимо принимать меры. В первую очередь проверяют терморегулятор. Для проверки термопары пользуются мультиметром:
- Обеспечивают безопасность проведения работ: отключают котел от электросети и газопровода.
- С одной стороны термопары расположен термодатчик, а другой стороной, посредством гайки, она крепится к электромагнитному клапану.
- Чтобы снять термопару, достаточно открутить гайку.
- Датчик, отвечающий за термоэлектрическое преобразование, греют над источником стабильного огня, например, над конфоркой или свечой, на высоте около 1 см.
Важно! В ходе нагрева нужно пользоваться перчатками во избежание ожогов на руке.
- После разогрева детали берут вольтметр или тестер, который заранее выставляют на мВ (милливольты). Одним щупом касаются тела термопары, другим – выходного контакта.
- Мультиметр фиксирует электрическое напряжение спустя 45-60 секунд после нагрева. Если показания прибора находятся в пределе 18-25 мВ, значит с терморегулятором все в порядке. В таком случае причиной неисправности может быть плохой контакт между клапаном и термопарой.
Электрическое напряжение в термопаре должно быть в пределе 20-25 мВ. Тем не менее, даже при значении в 18 мВ она способна работать исправно. Выключаться она будет при напряжении, сниженном до 16-17 мВ.
На термопаре попросту может прогореть термодатчик. Выявить это можно при визуальном осмотре элемента – на его поверхности будет заметна глубокая черная вмятина (прогар). Такую деталь заменяют новой.
Поменять просто – устройство легко снимается и отсоединяется. Это важный элемент, без которого газовый котел попросту не будет работать. Благо, цена на него доступна.
Отзывы
Влад, г. Челябинск: «Старый котел, 2003 года выпуска, в последнее время начал барахлить – то запускается, то нет. Полез на форумы узнавать в чем дело, оказалось – термоэлемент вышел из строя. Отправился в ближайший магазин, торгующий запчастями для газового оборудования и купил там термопару производителя «Ростовгазоаппарат», которая ставится именно на такие старые модели. Своими руками решил не лезть – вызвал специалистов. Мастер дополнительно очистил элементы на котле от грязи и ржавчины, за что отдельное спасибо».
Игорь, г. Ковель: «Термоэлементы были разработаны еще в 1950-х годах, именно для советских газовых котлов. Если знать, как они устроены и по какому принципу работают, проблем возникнуть не должно. При необходимости, деталь подлежит ремонту. А если полностью вышла из строя – не проблема отыскать новую. Для меня важна техническая прозрачность системы, поэтому я выбираю именно ее, а не современную китайскую автоматику с кучей чипов».
Термоэлектрический элемент, несмотря на простоту своей конструкции, считается одной из важнейших деталей газового котла. Он «сканирует» температуру и проверяет наличие пламени в горелке, отвечая за безопасную эксплуатацию оборудования. Поэтому, если термоэлемент выходит из строя – его обязательно заменяют новым или, при возможности, ремонтируют.
Самая частая неисправность энергонезависимого газового котла связана с работой термопары.
Речь в этой статье пойдет о работе газовых котлов АОГВ Жуковский. Если у Вас установлен газовый котел с энергонезависимой автоматикой Евросит 630 или NOVA 820, то прочтение этой статьи также поможет понять основную причину того, что электромагнитный клапан на автоматике не “держится открытым”. Данные по термопарам SIT и тесты по их работе здесь. Данные и наши тесты по работе термогенераторов находятся здесь.
Почему кнопку на магнитной коробке приходится привязывать скотчем или чем то подпирать, чтобы она оставалась нажатой? И все это время эта кнопка в нажатом положении закреплена изолентой. И у всех соседей так же. Причины неисправности три. Освещаем первые две, по третьей причине готовим материалы.
Причина первая : в 80% случаев неисправна термопара газового контроля. Кнопка при исправной термопаре на работающем котле всегда должна оставаться в нажатом положении, а не выскакивать.
Как проверить термопару? Конкретный перечень действий.
1. У термопары два конца. Один нагревается пламенем запальника, а другим, термопара при помощи гайки, закрепляется на резьбу электромагнитного клапана.
2. Отделяем термопару от котла. Обеспечиваем стабильное пламя. Можно использовать и газовую конфорку на плите. Спокойное пламя свечи, мы думаем, наиболее соответствует условиям работы термопары в котле.
3. Погружаем кончик термопары в пламя. Размещаем над пламенем свечи примерно на высоте около 1 см.
4. Внимание! При длительном нагреве жар доходит почти до половины корпуса термопары. Можно обжечься. Не хватайте термопару по середине!
5. Включаем тестер на mV милливольты. Один щуп на корпус термопары, второй щуп на выходной контакт.
6. Примерно черз 30-40 сек после начала нагрева исправная термопара выдаст ЭДС от 17 до 25 mV. Если да, то признается годной и дело здесь уже не в термопаре, а в плохом электрическом контакте термопары с электромагнитным клапаном. Это может быть второй причиной отскакивания кнопки клапана.
Если термопара показывает сначала не более 18 mV, то это не значит что она неисправна. Еее надо подвигать в пламени и посмотреть есть ли изменение. Электромагнитный клапан “держится” идеально при выдаче ЭДС порядка 20-25 mV. Согласно практике и 18 mV также “держат” клапан. Но, если ЭДС меньше 16 mV кнопка уже не удержится. Теперь так. Если визуально вы видите на конце термопары прогар(глубокая черная вмятина) от времени, то однозначно — термопара под замену. Были случаи, когда отверстие запальника специально “расковыривали” до такого, что термопара выдавала 30 mV, но служила гораздо меньше. Кстати, термопары всех котлов мира со временем “прогорают” и ничего особенного в этом нет.
Перечень термопар, установленных на газовых котлах АОГВ Жуковский с газовым клапаном Эконом (Резьба М12):
Термопара 336006 для котлов АОГВ-11,6 и АКГВ-11,6 Эконом выпуска до мая 2004 года. Поставляется без изгибов. Длина 62 см
Термопара 390005 для котлов АОГВ и АКГВ-11,6 Эконом выпуска с 05.2004 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 47 см
Термопара 301059 для котлов АОГВ и АКГВ -17,23,29 Эконом выпуска с 01.06.1996 до 02.2002 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 57 см
Термопара 301002 для котлов АОГВ и АКГВ- 17,23 Эконом выпуска до 01.07.1996 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 62 см
Термопара 364018 для котлов АКГВ и АОГВ-17,23,29 Эконом выпуска с 01.02.2003 до 05.2004 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 61 см
Термопара 364022 для котлов АОГВ и АКГВ-17,23,29 Эконом выпуска с 05.2004 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 61 см
Термопара 378003 для котлов КОВ СГ 43, КОВ СГ 50 серии Эконом выпуска с 2002 года. Длина от гайки до самого нижнего изгиба 53 и 64 см
ПРЕДУПРЕЖДАЕМ! Если кнопка клапана зажата чисто механически, помните, что в случае внезапного задувания запальника или горелки котла, дом начнет наполнятся газом. Зажатая кнопка исключает срабатывание защиты при отключении газа или погасании котла. Вы держите вход газа в дом нараспашку открытым. Замените термопару вовремя. Устраните неисправность.
Термопары для газового котла иногда называют термоэлектрическим датчиком. Данный прибор встречается в газовых котлах, и в любой другой газоиспользующей установке, которая использует энергозависимую автоматическую систему безопасности.
Главной задачей термопар является непрерывная подача на электромагнитный клапан напряжения. Термопара отслеживает пламя в горелке и препятствует его погашению.
Устройство
Термопары относятся к категории защитных мер, используемых в газовых котлах. Именно благодаря термопаре не пропадает напряжение в топливном клапане при нагревании во время горения запальника.
Большинство термопар работают автономно и не требуют вмешательства человека. Их размещают в:
- Газовых печах;
- Газовых плитах;
- Водонагревателях, работающих на газе;
- Газовых котлах и т. д.
Термопары используют принцип работы Зеебека. При спаивании концов, состоящих из нескольких видов металлов, можно выработать электродвижущую силу в месте нагревания (сокращенно ЭДС). Чаще всего ЭДС в бытовых приборах составляет 20-50 минивольт.
Стандартная комплектация термопар содержит следующие элементы:
- Термоэлектрод, состоящий из 2, спаянных вместе, сплавов;
- Гайки;
- Пластины;
- Провода удлинителя, находящегося внутри трубки из меди;
- Клеммы (есть разновидности винтовой клеммы);
- Шайбы.
Трубка из меди, которая исполняет функцию минусового контакта и провода удлинителя, играет очень важную роль в термопаре. Она гарантирует защиту плюсового контакта от внешнего электрического воздействия, создаваемой домашней сеть, ведь максимально допустимый уровень напряжения для термопары составляет 50 мВ, а у электрической сети 220 В.
В качестве материалов для электродов, производящих электродвижущую силу, используются определенные сплавы металлов. Наиболее часто встречающимися термическими сочетаниями являются сочетания хромеля с:
- Алюменем (сплав никеля с кремнием, марганцем и алюминием (тип K – ТХА));
- Копелем (сплав никеля, меди и кремния (тип L – ТХК));
- Константином (тип E – ТХКн).
При использовании металлических сплавов ток лучше генерируется. При использовании чистого металла произведенная электродвижущая сила будет значительно меньше.
Как работает в котле термопара?
Практически все газоиспользующие приборы работают по стандартной схеме, поэтому вне зависимости от места установки термопары, принцип работы газового котла будет мало отличаться. Проводник подключают к электромагниту, который ответственен за подачу газа. Измерительный электрод размещается около фитиля или основной горелки.
В некоторых теплогенераторах используется фотоэлектрический датчик вместо термопары. Этот датчик контролирует наличие огня, не используя непосредственно нагревание.
Ключевой принцип работы термопары, следующий:
- Владелец газового котла одной рукой открывает электромагнитный клапан, нажимая рукой на кнопку или вентиль подачи газа.
- Вторая рука используется для нажатия на пьезорозжиг, с помощью которого загорается запальник.
- Необходимо держать руку на кнопке в течение 5-30 секунд, чтобы прогреть измерительный электрод (таков принцип действия по технике безопасности).
- Таким образом от термоэлектродов начинает поступать постоянный ток по цепи электромагнита.
- После отпускания кнопки напряжение не исчезает – процесс горения поддерживается термопарой.
В том случае, когда огонь потухает, электродвижущая сила пропадает и нагревание термоэлемента прекратится. В этом случае доступ к топливу будет прекращен, поскольку электромагнит не будет поддерживать напряжение, а пружина перекроет клапан.
Как выявить неисправность
В зависимости от характера поломки отличаются и причины неисправности, однако сам факт наличия проблемы будет присутствовать в любом случае. Первый признак неисправности термопары в газовом котле – потухание фитиля вместе с отпусканием пьезорозжига. Время от времени поломка термопары проявляется иным способом – огонь в горелке продолжает гореть, однако с подачей горючего не осуществляется и пламя в газовом котле тухнет.
Причин возникновения подобных проблем может быть несколько:
- Низкое напряжение, вызванное накопившейся на электроде сажей;
- Корпус измерителя полностью прогорел;
- В точке спая произошло нарушились контакты;
- Открутилась гайка;
- Пошел перекос стерженя термопары, отчего запальник не может передать достаточное количество напряжения;
- Неисправен датчик тяги;
- Произошел обрыв электрической цепи.
Иногда проблема бывает не в самой термопаре, а в датчике тяги. Чтобы убедиться в исправности термопары, исключив при этом датчик тяги – на некоторое время можно замкнуть провода.
Чтобы установить причину поломки и продиагностировать термопару, вам потребуется датчик измерения напряжения, с которым нужно будет произвести следующие манипуляции:
- Перекройте подачу топлива специальным краном, находящимся на подводящей трубке (у разных устройств этот кран располагается в отличных друг от друга местах).
- Снимите переднюю часть газоиспользующей установки.
- Уберите датчик пламени, воспользовавшись рожковым ключом. Его необходимо использовать на гайках крепления, соединяющих термоэлектрод и соединительную трубку.
- Почистите от сажи и прочих загрязнений электрод, после чего осмотрите его со всех сторон. В случае, если вы визуально можете увидеть следы прогара, термопару незамедлительно нужно поменять.
- Воспользовавшись кухонным газоиспользующим устройством, присоедините зажимы вольтметра к трубке из меди и к центральному контакту.
- Выставьте на приборе измерения минимальный предел измерения: 0,1 или 1 В.
- С помощью плиты нагрейте термоэлемент, одновременно смотря за показаниями прибора измерения.
В том случае, если прибор показывает нули, резкие скачки напряжения или показания меньше 20 мВ, тестируемую термопару потребуется заменить. Неполоманная термопара должна показывать не меньше 0,02 В. Учтите, термопару починить нельзя, они подлежат только замене.
В случае, если нет возможности или желания снимать термопару для ее диагностики, можно протестировать ее прямо на месте установки. Для этого трубку термопары потребуется отсоединить от автоматической системы и подсоединить к вольтметру. Одной рукой зажгите запальник, наблюдая при этом за показаниями. Однако этот метод крайне не рекомендуется, поскольку он не дает полный визуальный эффект исправности или неисправности термопары. Также при снятии термопары можно очистить электроды от сажи и, тем самым, отмести один из вариантов неисправности устройства.
Как поменять
При покупке замены термопары, обязательно покупайте идентичную предыдущей или, если таковую не найдете, выбирайте разновидность, исходя из марки и модели газового котла.
При установке купленной термопары в газовый котел, внимательно следите за положением нагреваемого стержня. Нагревательный электрод должен располагаться горизонтально, без лишних отклонений вверх или вниз для полноценного доступа к пламени.
Для замены термопары не требуется специальное образование. С этой несложной процедурой может справиться любой человек, даже тот, кто впервые занимался подобной операцией.
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!
Газовое оборудование относится к объектам повышенной опасности. Утечка газа в кухонной плите может привести к аварийной ситуации. Чтобы предотвратить это, производители оснащают приборы режимом газового контроля, который обеспечивает отключение подачи топлива при его внезапном затухании. Термопара – часть системы безопасности – контролирует наличие пламени.
Содержание
- Термопары для газовой плиты и высоких температур
- Что такое термопара
- Конструкция термопары
- Типы термопар
- Установка
- Ремонт термопары своими руками
- Заключение
Термопары для газовой плиты и высоких температур
После разжигания пламя в конфорке газовой плиты продолжает гореть, пока не перекроют подачу топлива. Когда происходит его внезапное затухание (от порыва ветра или закипевшей жидкости, которая выплеснулась из кастрюли), газ продолжает поступать в конфорку. Если его не перекрыть, взрывчатое вещество скапливается, а достигнув критических значений, может привести к взрыву и пожару. Для контроля за наличием пламени в газовых плитах устанавливают термопару. Если оно гаснет, устройство перекрывает подачу топлива в течение 0,5-1 минуты.
Что такое термопара
Термопара для плиты – это простейший температурный датчик без электронных устройств. Он преобразует изменение температуры в электрический сигнал. Им оснащают не только плиты, но и другие газовые устройства. Электрическая энергия от датчика участвует в работе электроники этих приборов.
Когда происходит изменение электрического потенциала на концах термопары, газовый контроль блокирует подачу топлива, и горение прекращается. Устройство поддерживает подачу газа к пламени и прерывает его в аварийных ситуациях. Термопара имеет широкое применение, используется в бытовых целях и в промышленности (энергетической, газовой, биотехнической и проч.).
Справка. Термоэлектрический предохранитель в духовке – что это? Прибор безопасности, прекращающий подачу топлива в горелку, когда пламя гаснет. Он состоит из двух частей: термопары и электромагнитного клапана.
Термопара представляет собой две проволочные нити из разнородного металла, обладающие различными температурными диапазонами, длиной до 1,5 м. Их соединяют с помощью:
- пайки, которая обеспечивает хороший контакт для легкоплавких материалов;
- сварки – ее применяют для соединения тугоплавких материалов (этот метод дает более точные измерения, но более энергоемкий);
- обжима – это простой способ, но он дает меньшую точность.
Соединительный узел – это своеобразный термоэлемент, отвечающий за измерение температуры. Его располагают на уровне горения пламени. Второй конец устройства представляет собой пару контактов или разъем, который подключают к электромагнитному клапану. Когда концы спая испытывают изменение температуры, меняется сопротивление металлов. Оно выводится на экран.
Термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) хватает, чтобы открыть магнитный клапан. В процессе работы электрические токи не дают ему захлопнуться, при этом газ поступает в конфорку. Обычно ТЭДС термопар для газовых плит достигает 15-30 мВ. Чтобы удерживать электромагнитный клапан открытым, достаточно 5-10 мВ. Когда пламя гаснет, ТЭДС исчезает, клапан закрывается, и подача газа прекращается.
Справка. Термопара – это сам контакт, остальные составляющие (провода, экран и т. д.) представляют собой термометр.
Основные достоинства термопары:
- проста и недорога в изготовлении;
- контролирует температуру и процесс подачи пламени;
- фиксирует температуру с большим разбросом;
- выдает точные данные;
- отличается долгим сроком эксплуатации;
- вышедшую из строя деталь легко поменять на новую.
Недостаток температурного датчика в том, что отремонтировать его не удастся, а потребуется заменить. В устройстве нечему ломаться, оно просто перегорает от длительного использования.
Конструкция термопары
Конструкция термопары состоит из следующих элементов:
- спай – проводники или полупроводники, соединенные в цепь;
- изолированные металлы – продолжение рабочих проводников от спайки до точки подключения к электрической цепи
- экранирующее покрытие – металлическая трубка по всей длине датчика температуры и приводов подключения.
Это интересно:
Средства для чистки индукционной варочной панели
Сравнение экономичности индукционной и газовой плиты
Что такое индукционная сковородка и к какой плите она подходит
Типы термопар
Чтобы создать термопару, используют различные металлы, от которых зависит точность устройства и диапазон рабочих температур. По составу датчики делят на типы, разберем самые распространенные:
- Тип K (российская маркировка ТХА) выполняют на основе хромеля и алюмеля. Самый распространенный тип, недорогой и точный, применяется в температурных диапазонах от -200°С до +1350°С.
- Тип L (ТХК) изготавливают из хромеля и копеля. Отличается долговечностью. Этот тип используют в температурном диапазоне от -200°С до +800°С.
- Тип J (ТЖК). Для изготовления используют сплав железа и константана. Отличается невысокой стоимостью и большим показателем термосопротивления, применяется при температуре от -100°С до +1200°С.
- Тип Т (ТМКn) выпускают из сплава меди и константана. Узкоспециализированный тип, его применяют при низких температурах (от -250°С до +300°С).
- Тип Е (ТХКn). Используют сплав хромель-константан. Отличается высокой точностью, подходят для криогенного использования. Температура применения – от -50°С до +740°С.
- Тип N(ТНН) изготавливают из сплава нихросила и нисила. Стабилен и стоек к окислению. Стоимость выше, чем у типа К. Используется при температурах от -270°С до +1300°С.
- Тип А (ТВР) выпускают из вольфрама и рения. Неприхотлив при изготовлении и монтаже. Не рекомендуют использовать в кислотных средах.
Для бытовых газовых плит чаще всего применяют температурные датчики из алюмеля и хромеля или константана и железа. Они имеют невысокую стоимость и подходят под температурные условия бытового прибора.
Также термопары бывают:
- С заземлением – самый распространенный тип. Его производят, сваривая два конца в один узел. На конце имеется специальный стержень. Такое устройство быстро откликается, так как гильза напрямую контактирует с внешней оболочкой. Недостаток термопары – высокая чувствительность к электрическим помехам.
- Незаземленные – у этого типа провода сварены, но не соединены между собой. Их используют в приборах, например, в мультиметре. Они менее чувствительны, так как их оснащают специальным чехлом (минеральной изоляцией), который разделяет элементы устройства.
Для изоляции термопары используют различные материалы, они зависят от рабочей температуры устройства. До 120°С применяют любые виды, до 1300°С – фарфоровые, свыше 1300°С – окислы магния, бериллия, алюминия.
Читайте также:
Устройство газконтроля газовой плиты
Как прочистить форсунки у газовой плиты
Установка
Принцип установки температурного датчика зависит от типа прибора. В духовой шкаф он устанавливается легче, чем в газовую колонку. После монтажа необходима градуировка устройства с помощью градуировочной таблицы. Для подсоединения к определенным приборам может потребоваться компенсационный провод, каждый вид которого имеет свои характеристики включения.
Совет. Замену и калибровку термопары рекомендуют производить только специалистами, чтобы избежать аварийных ситуаций.
Ремонт термопары своими руками
Если пламя газовой плиты стало неравномерно гореть и гаснуть, обращают внимание на термопару – возможно, она вышла из строя. Сначала определяют причину некорректной работы датчика. Часто она заключается в отходящих контактах на клапане. Чтобы исправить неполадку, их следует затянуть. Исправность термопары проверяют: конфорку поджигают и сразу отпускают электророзжиг. Если пламя мгновенно гаснет, скорее всего, деталь засорилась, и ее следует почистить.
Важно! Перед проверкой, ремонтом и заменой термопары в газовой плите перекрывают подачу газа и отключают электроснабжение.
Наконечник датчика располагается около конфорки, в духовке его устанавливают возле рассекателя пламени в верхней части. Он должен быть без копоти и нагара. Если наконечник покрыт налетом, его очищают с помощью мелкой наждачной бумаги. После этого мусор удаляют и проверяют работоспособность устройства.
Если чистка не принесла необходимого результата, исправность устройства проверяют мультиметром или милливольтметром. Для этого находят место подключения термопары к электрической сети плиты. Обычно оно находится под передней панелью или верхней крышкой, рядом с переключателем температуры или газовым клапаном. Возможно, здесь отошли контакты, их требуется поправить. Если нет, переходят к проверке.
Предел измерения мультиметра устанавливают в районе десятков милливольт. Щупы подсоединяют к выводам термопары и подогревают датчик. Если мультиметр при этом показывает изменение напряжения, значит, устройство исправно. Если нет, его требуется поменять на новое.
Обычно устройство перегорает при длительном пользовании, и починить его в домашних условиях не получится. Новую деталь выбирают по коду, который указан на старом устройстве или в технической документации к газовой плите. Перед ремонтом перекрывают газ и отключают прибор от сети.
Сначала снимают переднюю панель или верхнюю крышку плиты и отключают электрические выводы в месте подключения к клапану. Затем откручивают гайку крепления и достают термопару. Если она из-за накипи не поддается, пользуются растворителем.
На ее место устанавливают новую деталь, закрепляют и подключают к электропроводке плиты. Проводники термопары не должны быть натянуты или болтаться в корпусе прибора. Затем в обратном порядке проводят сбор и проверяют работоспособность.
Совет. Если после замены детали ощущается запах газа, его следует перекрыть и вызвать специалистов газовой службы.
Заключение
Чтобы термопара корректно функционировала, осуществляют правильный уход за устройством. Раз в год ее рекомендуют проверять и регулировать. Для этого приглашают мастера, который делает безопасный и точный анализ устройства. Если деталь выходит из строя, производят ее замену на соответствующую модель.
