Как работает датчик тяги в газовом котле?
Датчики тяги могут иметь разное строение. Это зависит от того, в какой вид котла они установлены.
Функцией датчика тяги является выработка сигнала при ухудшении показателей тяги в котле
На данный момент есть два типа газовых котлов. Первый – котел с естественный тягой, второй – с принудительной.
Типы датчиков в котлах разного вида:
Если у вас котел с естественной тягой, то вы могли обратить внимание, что камера сгорания там открытая. Тяга в таких устройствах обустраивается с помощью правильных размеров дымохода. Датчики тяги в котлах с открытой камерой сгорания изготавливается на основе биометаллического элемента
Это устройство представляет собой пластину из металла, на которую прикреплен контакт. Оно устанавливается в газовом тракте котла и отзывается на изменение температуры. При хорошей тяге, температура в котле остается достаточно низкой и пластина ни как не реагирует. Если тяга станет слишком низкой, то температура внутри котла повысится, и металл датчика начнет расширяться. Достигнув определенной температуры, контакт отстанет, и газовый клапан закроется. Когда причина поломки будет устранена, газовый клапан придет в нормальное положение.
Те, у кого котлы с принудительной тягой, должны были заметить, что камера сгорания в них закрытого типа. Тяга в таких котлах создается за счет работы вентилятора. В такие устройства установлен датчик тяги в виде пневмореле. Он следит и за работой вентилятора, и за скоростью продуктов сгорания. Такой датчик изготовлен в виде мембраны, которая прогибается под воздействием дымовых газов, которые возникают при нормальной тяге. Если поток становится слишком слабым, то мембрана перестает выгибаться, контакты размыкаются и газовый клапан закрывается.
Датчики тяги в котлах с открытой камерой сгорания изготавливается на основе биометаллического элемента. Это устройство представляет собой пластину из металла, на которую прикреплен контакт. Оно устанавливается в газовом тракте котла и отзывается на изменение температуры. При хорошей тяге, температура в котле остается достаточно низкой и пластина ни как не реагирует. Если тяга станет слишком низкой, то температура внутри котла повысится, и металл датчика начнет расширяться. Достигнув определенной температуры, контакт отстанет, и газовый клапан закроется. Когда причина поломки будет устранена, газовый клапан придет в нормальное положение.
Те, у кого котлы с принудительной тягой, должны были заметить, что камера сгорания в них закрытого типа. Тяга в таких котлах создается за счет работы вентилятора. В такие устройства установлен датчик тяги в виде пневмореле. Он следит и за работой вентилятора, и за скоростью продуктов сгорания. Такой датчик изготовлен в виде мембраны, которая прогибается под воздействием дымовых газов, которые возникают при нормальной тяге. Если поток становится слишком слабым, то мембрана перестает выгибаться, контакты размыкаются и газовый клапан закрывается.
Датчики тяги обеспечивают нормальную работу котла. В котлах естественного сгорания, при недостаточной тяге, могут наблюдаться симптомы обратной тяги. При такой проблеме продукты сгорания не выходят на улицу через дымоход, а возвращаются обратно в квартиру.
Существует ряд причин, по которым может сработать датчик тяги. Устранив их, вы обеспечите котлу нормальную работу.
Из-за чего может сработать датчик тяги:
- Из-за засорения дымохода;
- При неправильном расчете размеров дымохода или некорректной его установки.
- Если сам газовый котел был установлен неправильно;
- Когда в котле с принудительной тягой был установлен вентилятор.
При срабатывании датчика, нужно в срочном порядке найти и устранить причину поломки. Однако не вздумайте принудительно замыкать контакты, это не только может привести к выходу из строя устройства, но и опасно для вашей жизни.
Газовый датчик защищает котел от поломки. Для лучшего анализа вы можете приобрести газоанализатор воздуха, он сразу сообщит о проблеме, что позволит быстро ее устранить.
Перегрев котла грозит поступлением в помещение продуктов горения. Что может оказать негативное влияние на здоровье вас и ваших близких.
Что такое датчик перегрева?
Помимо датчика тяги, существует также датчик перегрева. Он представляет собой устройство, который предохраняет воду, нагреваемую котлом от закипания, которое происходит при повышении температуры свыше 100 градусов по Цельсию.
Датчики температуры для котла — это один из вспомогательных элементов автоматизации для управления системой отопления, позволяющий определять температуру среды
При срабатывании такое устройство выключает котел. Датчик перегрева работает исправно только при правильной установке. Повышение температуры воды без этого устройства, грозило бы выходом из строя газового котла.
Датчик наличия перегрева следит за повышением температуры в контуре нагрева. Он устанавливается на выходе из теплообменника контура нагрева. При достижении критической температуры размыкает контакты и отключает котел.
Причины срабатывания датчик перегрева:
- Подобное устройство может сработать при слишком сильном нагреве воды в колонке;
- При плохом контакте датчика;
- Из-за его неисправности;
- Если датчик имеет плохой контакт с трубой.
Для того, чтобы сделать датчик нагрева более чувствительным используют теплопроводящую пасту. При перегреве датчик блокирует работу котла. Современные устройства способны указывать код поломки на дисплее.
Виды термостатов
Из множества видов термостатов можно выделить три самых распространенных:
- стержневой. Старик среди всех термостатов, представленных на сегодняшний день покупателю. Он представляет собой трубку, которая при нагревании расширяется и давит на переключатель, а при остывании сжимается и отключает нагреватель. У данного вида есть существенный недостаток. Для поддержания постоянного уровня воды в котле, в него постоянно поступает холодная вода, взамен слитой горячей. Термостат же расположен слишком близко к тому месту, через которое вода поступает в бак, из-за этого он постоянно охлажден, вследствие чего идет постоянный нагрев, и устройство работает практически без остановки;
- капиллярный термостат. От регулятора отходит тонкая трубка с жидкостью, которая изменяет структуру при нагреве воды, благодаря чему срабатывала автоматика на отключение (жидкость в капсуле расширяется и давит на мембрану, которая размыкает контакты). Соответственно, обратный процесс происходил при охлаждении воды, отдавая команду на включение нагревателя;
- электронный. Еще один современный вид защитного термостата, наряду с капиллярным. Для лучшего функционирования данный вид терморегулятора взаимодействует с защитным клапаном (реле), что позволяет отключить систему, когда бак опустеет. С точки зрения безопасности, безусловно, лучший вариант.
Лучшие способы проверки тяги
Для корректной работы газовых колонок с открытой камерой сгорания понадобится хорошая тяга и правильное обустройство дымохода. Большинство современных моделей оснащены автоматической системой безопасности, предотвращающей запуск устройства при условии отсутствия тяги.
Далее рассмотрим, как можно проверить тягу в дымоходе бытового газового котла и колонки.
Способ #1 — с помощью анемометра
Профессиональную проверку тяги в дымоходе газового котла и колонки проводят с использованием специального измерительного прибора – анемометра.
С его помощью можно убедиться в наличии воздушного движения и определить его силу. Показатель должен равняться 1,96-29,40 Па.
Способ #2 — с использованием спички
Если использовать анемометр нет возможности, выполнить проверку можно следующим образом:
- Подготовить бумажные полоски и закрепить их на участке входа в шахтный канал. Предварительно следует снять горизонтальную часть дымоходной трубы. Движение части листка будет сигнализировать о наличии тяги.
- Определить достаточную тягу также можно с помощью пламени. Зажженную спичку следует направить вертикально в сторону смотрового окошка лицевой панели водонагревателя.
Дымоход следует проверять до розжига водонагревателя. Пламя, поднесенное к смотровому отверстию в верхней части колонки во время ее работы, должно втягиваться вовнутрь.
Проверять тягу в газовой колонке необходимо каждый раз, прежде чем включить устройство. Приоткройте форточку для притока воздуха
Способ #3 — проверка датчика тяги
В водонагревателе установлено несколько регулирующих модулей. Датчики перегрева, тяги, ионизации, давления воды предотвращают возникновение аварийных ситуаций.
Датчик тяги отслеживает температуру выводящихся газов, а при ее повышении реагирует соответствующим образом:
- Внутри датчика расположена биметаллическая пластина, присоединенная к газовому клапану.
- Металл, расширяющийся в результате перегрева, передает сигнал на отключение подачи газа.
- Остывшая пластина возвращается к исходным размерам, открывая при этом клапан.
Проверить исправность датчика рекомендуется при систематическом отключении колонки.
Сделать это можно несколькими способами:
- поместить рядом с датчиком зеркало, его поверхность не должна вспотеть при включении водонагревателя;
- на исправность датчика укажет отключение газовой колонки при закрытии дымохода заслонкой на 2/3.
В некоторых моделях водонагревателя регулятор устанавливают на пластиковое крепление, которое легко можно сдвинуть с места. Это также приведет к частым выключениям колонки.
Протестировать исправность датчика можно и с помощью омметра, его сопротивление должно равняться бесконечности. В противном случае деталь следует заменить.
Датчик перекрывает подачу газа в случае утечки газа и при плохом отводе продуктов сгорания. Исправность защитного элемента — гарантия безопасного использования водонагревателя
Хозяева дома при постоянном перерыве подачи топлива зачастую просто отключают датчик, после чего водонагреватель действительно начинает работать без перебоев. Но подобное решение нарушает технику безопасности эксплуатации газового оборудования. Водонагреватель останется без защиты, при утечке угарный газ попадет в помещение.
Использовать газовую колонку при отсутствии разреженности в дымоходном канале категорически запрещено. Рассмотрим возможные причины отсутствия тяги.
Не нагревается теплоноситель в теплообменнике
Если теплоноситель не нагревается ни для отопления, ни для подачи ГВС, причины следующие:
- Некорректно установлены настройки. Необходимо их отрегулировать.
- Насос заблокирован. Следует попробовать перенастроить его показатели и запустить в работу.
- В теплообменнике скопилось много накипи. Рекомендуется очистить элемент от накипи с помощью специальных средств либо домашними методами.
- Поломки термодатчиков. Нужно поменять их на новые.
В случае, если вода не нагревается только для горячего водоснабжения, проблема скрывается в трехходовом клапане, который как раз и совершает переключение между отоплением и ГВС.
Также причинами данной поломки бывают засорение в теплоносителе, течи в теплообменнике или соединениях.
Основные причины срабатывания
Выделяют ряд основных причин, по которым может сработать контроллер независимо от типа камеры сгорания, которая установлена в газовой установке.
Не стоит абсолютно полагаться на работу датчика. Поэтому, если есть возможность, лучше заранее предусмотреть негативные варианты развития событий и устранить причину их возникновения.
Порывистый ветер
Чтобы порыв ветра не гасил горелку, специалисты рекомендуют устанавливать стабилизатор. Его монтируют в месте выходного патрубка.
Неправильная установка
Если при монтаже были допущены ошибки в расчетах или установке. Производят контрольные замеры и проверяют правильность установки котла и дымохода. Высоту отвода рассчитывают в зависимости от расположения трубы от конька. Специалисты рекомендуют размещать ее по центру кровли. Оголовок располагают выше конька на 50 см.
Отключение вентилятора
Отключение вентилятора останавливает приточную вентиляцию, и угарный газ не выводится на улицу. В этом случае выявляют причину остановки работы вентиляционной системы.
Специалисты рекомендуют производить сезонный профилактический осмотр отопительного прибора осенью и весной. Работа котла без термореле не рекомендована.
Некачественная тяга
Некачественная тяга – основная причина, по которой может сработать контролирующий датчик. Такая проблема может возникнуть из-за неправильной конструкции котла и выводной системы. Например, некачественную тягу может вызвать дымоход с неверно рассчитанными габаритам, если речь идет о котле с естественным выводом продуктов горения, или вентилятор, работающий не на нужной мощности, если дело касается котла с принудительной тягой.
Стоит также проверить целостность выводной системы. Если части трубы плохо соединены между собой, величина силы тяги изменится.
Обратная тяга
Обратная тяговая сила – разновидность некачественной тяги. Она образуется, если в выводной системе появляется так называемая воздушная пробка. При ее наличии газы, которые должны выйти через выводную систему на улицу, возвращаются обратно в газовую установку из-за того, что не могут преодолеть воздушную пробку.
Эта проблема может возникнуть из-за плохой теплоизоляции (герметичности) труб выводной системы. Как только герметичность трубы нарушается, образуется перепад температур, который провоцирует появление воздушной пробки.
Засорение дымохода
Изменение тяги может произойти и по причине засорения дымохода. Если его выход плохо огражден от внешних воздействий, то в него может попасть, например, листва. Но даже хорошая защищенность выходного отверстия не гарантирует его чистоту. Птицы могут свить гнездо на теплом месте и тем самым повлиять на тягу. Но даже отсутствие птиц не гарантирует хорошей тяги, потому что выходная система может загрязняться собственной сажей.
Выход из ситуации один – регулярно чистить дымоход не только для устранения проблем, но и для профилактики их возникновения.
Сильный ветер
Если выводная труба расположена таким образом, что в нее может дуть ветер, то стоить подготовиться к тому, что это повлияет на работу котла. Порыв ветра, попавший в трубу, может преодолеть сопротивление выходящих навстречу продуктов горения и задуть горелку.
Если контроллер в такой ситуации не сработает, то топливо так и будет неконтролируемо подаваться в котел, но сгорать в нем не будет. Чтобы не допустить такого развития ситуации, нужно купить стабилизатор и установить его на месте выходного патрубка.
Конструкция и принцип действия датчика
Учитывая разнообразие исполнения газовых котлов, следует отметить, что датчики контроля тяги встречаются также разной конструкции. Если рассматривать их конструкцию исключительно обобщённо, речь пойдёт о достаточно простом механизме приборов.
Основой практически любого сенсора контроля тяги газового котла выступает биметаллический элемент, меняющий форму при изменениях температурного фона. Фактически это простая биметаллическая пластина, которая изгибается при нагреве или охлаждении.
Изменением формы пластины управляется контактная группа, переводящая состояние контактов на «включено» или «выключено». Коммутационный сигнал контактной группы передаётся на контроллер газового котла или на более простой механизм управления подачей газа.
Тип датчика, контролирующего тягу в дымовом канале, зависит от используемого котла.
Так, существуют и применяются на практике два типа газовых котлов:
- Конструкции, оснащённые простым дымоходом (с естественной тягой).
- Конструкции, оснащённые дымоходом с турбиной (с принудительной тягой).
Эти конструкции отличаются одна от другой и датчики тяги, используемые для них, также разнятся.
Устройства для котлов с естественной тягой
В котлах с естественной тягой применяется так называемый колпак дымовых газов, в тело которого встраивается простой миниатюрный термостат, как показано на картинке ниже.
Термостат простой конструкции в миниатюрном исполнении обычно наделяется соответствующей температурной меткой непосредственно на корпусе (на металлической обечайке). Эта метка (например, 75º) указывает температурную границу срабатывания контактной группы сенсора.
Термостатический прибор подобного исполнения устанавливается, как правило, в составе конструкций навесных газовых котлов, где используется колпак дымовых газов, встроенный в линию дымохода
Действует такое устройство просто. Если дымовые газы, проходящие через колпак с установленным датчиком, нагреют прибор выше установленного температурного параметра (что говорит о нарушении нормы режима тяги), контакты разомкнут цепь.
Соответственно, по причине разомкнутой цепи выключится из работы (заблокируется) система подачи газа на котёл. Повторно оборудование запустится только после остывания сенсора и восстановления разомкнутого контакта.
Конструкции датчиков турбинных котлов
Котлы, оснащённые дымоходом с турбиной, имеют несколько иной датчик определения тяги газового котла с принципом работы, отличающимся функционально. Прежде всего, отличие заключается в том, что сенсор фактически управляет вентилятором турбины котла. Иными словами, осуществляется контроль оптимальной тяги дымовых газов вентилятором.
Именно поэтому устройство датчиков тяги турбинных газовых котлов выполнено не под контроль температуры, а под контроль объёма проходящих угарных газов.
Такие датчики работают по факту наличия оптимального разрежения внутри камеры сгорания, имеют контактную группу из трёх элементов:
- контакт COM;
- нормально открытый (NO);
- нормально закрытый (NC).
Конструктивно приборы выполняются разными по форме, но их принцип действия остаётся неизменным. По факту образования рабочих условий внутри камеры газового котла (оптимальное разрежение) подводимым давлением воздуха замыкается контактная группа, отправляя сигнал на подачу газа.
Несколько другой тип сенсорных элементов, предназначенных контролировать тягу в котле – конструкции, принцип действия которых основан на разнице давлений исходящего потока
Как проверить работоспособность
Разрыв контактов датчика тяги регистрируется системой управления котла как ошибка дымоудаления и отображается на дисплее жёлтым светоиндикатором.
Когда модель агрегата не оснащена такими средствами информирования, то заподозрить неисправность защитного элемента можно и по внешним признакам:
- котёл периодически самопроизвольно отключается, хотя видимых сбоев в работе не наблюдается (дымоотведение стабильное, пламя ровное, перегрева нет);
- котёл сначала включается и работает некоторое время нормально, но через 20–30 минут отключается, при этом повторный розжиг возможен только вручную.
Чтобы проверить работоспособность датчика и убедиться (опровергнуть), что проблема действительно в нём, нужно воспользоваться одним из трёх способов:
- прикрепить небольшое зеркалов месте расположения датчика – его поверхность не должна запотевать в процессе активного использования отопления;
- наполовину прикрыть отверстие дымоотвода – если датчик работает, то котёл быстро выключится и включится (вручную) сразу после изъятия заслонки;
- отключить контур отопления и полностью открыть кран ГВС – в этом режиме затухание котла с высокой вероятностью свидетельствует о поломке реле.
Если в трёх случаях проверка показала, что датчик исправен, а котёл всё равно периодически тухнет, значит нужно замерить интенсивность самой тяги, как таковой. Также есть вероятность срабатывания датчика «вхолостую» при сбоях питания автоматики, например, при кратковременных перепадах напряжения в сети.
Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении Но бывает и другой вид неполадки – когда сам датчик тяги как деталь в порядке, а ложные срабатывания возникают из-за нарушения связей цепи контактов. Обнаружить это можно только если снять и осмотреть защитный элемент: его контакты должны быть не окислены и крепко держаться на корпусе.
Так выглядят окислившиеся контакты. Нужно чистить наждачкой.
В случае отсутствия видимых повреждений, нужно замерить тестером сопротивление самого датчика – в норме оно минимально (равно сопротивлению щупов), не более 1–2 Ом.
При наличии сопротивления следующий шаг – зачистить спиртом контакты и клеммы цепи, поджать их плоскогубцами, просушить, а затем вернуть всё на место.
Автоматика газового отопительного котла
Главное, что требуется выполнять владельцам, при использовании взрывоопасного оборудования, к которому относится газопламенный котлоагрегат — правила безопасной эксплуатации. В соответствии с требованиями ПБ 12.368.00, все газовые агрегаты в обязательном порядке оборудуются автоматикой безопасности, в перечень нормативных параметров контроля входит датчик тяги.
Современные автоматические системы предупреждают владельцев котлов об отрыве пламени в пьезозапальнике, накоплении газа в котле и помещении, для того чтобы обезопасить помещение от возможного скопления взрывоопасного газа. Такая работа автоматика выполняет с помощью первичных приборов — датчиков тяги отопительных газовых котлов. Базовый принцип их функционирования — это выработка аварийного сигнала, с подачей его на исполнительный механизм для отключения котла от газовой магистрали, и оперативное сообщение пользователям о причинах отключения через звуковую и световую сигнализацию.
Основные датчики, несущие ответственность за безопасную работу газового котла:
- По разряжению или тяге, для котлов с естественной циркуляцией:20—30 ПА или 2-З мм вод. ст.;
- по температуре окружающей среды внешней/внутренней, С;
- по температуре подающего теплоносителя, С;
- по наличию факела в топке;
- по минимальному/максимальному допустимому давлению теплоносителя, атм.
Виды термопары
Само по себе устройство нельзя назвать сложным. Термопара – часть оборудования, которую можно даже изготовить самостоятельно. Главное правильно подобрать компоненты. Это устройство имеет несколько основных разновидностей:
- Тип E. Прибор, как и другие создан из двух металлических пластин: константан и хромель. Такое сочетание позволяет измерять температуру в диапазоне от -50 до 740 градусов по Цельсию
- Тип J. Эта термопара вместо хромеля имеет железную пластину. Сочетание позволяет производить замеры от -40. Но при этом устройство стало более чувствительным к изменениям.
- Тип K. Данная термопара считается самой распространенной, так как компоненты изготовлены из алюминия и хромеля. Это дает возможность значительно расширить температурный диапазон: от -200 до 1350. При этом устройство имеет максимальную чувствительность. Нужно отметить, что длительность эксплуатации напрямую зависит от условий использования. Так, например, хромель при постоянном контакте с углекислым газом покрывается зеленой ржавчиной, что быстро выводит его из строя.
Диагностика проблем и пути их решения
Если у вас не работает газовая колонка, снабжённая автоматической системой безопасности, нужно удостовериться, что проблема кроется в срабатывании одного из датчиков:
- Если у вас сработает датчик тяги, то в помещении, скорее всего, в этот момент будет чувствоваться запах гари или газа. Чтобы удостовериться, что дело действительно в неправильной тяге, поднесите к дымоходу ладонь или лист бумаги. Если тяга нарушена и воздух идёт от дымохода внутрь помещения, то решение проблемы зачастую заключается в вызове печника, который прочистит дымоход от сажи и осевших в нём продуктов сгорания.
- Датчик перегрева сработает в вашей газовой колонке, если причиной чрезмерного повышения температуры является загрязнение теплообменника. Действовать нужно следующим образом: открыть окна и двери, подождать, пока помещение очистится с помощью свежего воздуха и котёл остынет, затем обратиться к квалифицированному специалисту.
- Если у вас установлен датчик ионизации, то он может стать причиной невозможности разжечь запальник из-за того, что сопла запальника забиты копотью, а время безопасного розжига, запрограммированное в сигнализаторе наличия пламени, истечёт. Выход в этой ситуации — очистить сопла у запальника и повторить попытку розжига. Если она не увенчалась успехом, следует обратиться к квалифицированному мастеру.
