Термопара для газовой колонки: конструкция и принцип работы + проверка и замена своими силами

Конструкции современных газовых водонагревателей и котлов оснащаются целым рядом различных датчиков. Это очевидный момент, учитывая полностью автоматический режим работы подобного оборудования. При помощи датчиков анализируются различные параметры работы системы, а конечным результатом является корректная настройка газового оборудования на соответствующий режим работы.

Одним из важных технологических сенсоров является термопара для газовой колонки, контролирующая изменения рабочей  температуры. В этой статье поговорим об устройстве и принципе работы термопары, способах проверки работоспособности. Также рассмотрим, как можно заменить этот элемент своими руками.

Устройство и назначение термопары

Сенсорные элементы, представляющие конструктивно термопару, нашли широкое применение не только в технике бытового назначения, но также в промышленном оборудовании. По сути, термопару следует рассматривать как термоэлектрический преобразователь.

Как правило, такой преобразователь используется для измерений температуры окружающей среды. В частности, если исследовать, как работает термопара в конструкции  газового котла, можно отметить, что благодаря такому сенсору осуществляется контроль (измерение) температуры пламени газовой горелки.

Вот, примерно, так выглядит внешне термопара, но не для всех исключительно конструкций газовых колонок. Отдельные экземпляры оборудования могут оснащаться датчиками иной конфигурации

Конструктивные особенности термопары

Исполнение термопары не отличается особой сложностью, но с технологичной точки зрения, изготовление этого элемента требует высокой точности и соблюдения характеристик используемых компонентов.

Собственно, основными компонентами сенсора выступают два металлических элемента с разными физическими свойствами.

Эти элементы (проволоки) спаиваются по концам с одной стороны, тогда как концевые части другой стороны остаются свободными — используются для подключения к преобразователю термо-ЭДС и передачи разницы потенциалов.

Схематика классической термопары: 1 – точка спая (фактически контрольный элемент); 2 – металл с одним значением ЭДС; 3 – металл с другим значением ЭДС; 4 – вольтметр, с помощью которого можно снять показания в милливольтах при нагреве датчика

Принцип работы и назначение датчика

Термоэлектрический эффект (другими словами – эффект Зеббека) определяет принцип действия рассматриваемого устройства. Соединённые в одной точке проводники, выполненные из различных металлов, формируют разность потенциалов, учитывая тот факт, что разным металлам присущ разный коэффициент термо-ЭДС.

Применительно к газовой колонке, работа термопары обеспечивает контроль горения и защиту от возможной загазованности. Когда горелка газового котла или водонагревателя функционирует в активном режиме (выбрасывает пламя), установленная в зоне пламени термопара под нагревом формирует электрический ток. Величина тока достаточна для управления открытием и удержанием газового клапана.

Схема классического типа для газовых колонок, наглядно показывающая работу оборудования: 1 – датчик контроля пламени/термопара; 2 – реле, обеспечивающее тепловую защиту; 3 – механика электромагнитного клапана

Если же температура нагрева резко понижается (потухшее пламя горелки), величина формируемого тока также снижается, что приводит в результате к закрытию газового клапана. Соответственно, подача газа в систему блокируется, чем обеспечивается безопасная работа оборудования.

Если у вас не срабатывает газовый клапан на газовой колонке, рекомендуем ознакомиться с методами проверки и ремонта.

Проверка термопары домашней газовой колонки

Длительная эксплуатация домашней газовой колонки вполне допускает такой момент, когда термопара выходит из строя. В этом случае необходима проверка функционирования системы и, соответственно, проверка непосредственно сенсора контроля.

Конечно, далеко не все владельцы газового оборудования способны выполнить такую работу. Да и с точки зрения безопасности, лучшим решением станет обращение в газовую компанию для решения такой задачи.

Но вместе с тем, ситуации могут быть разные, включая невозможность обращения к специалистам по каким-то причинам. Тогда остаётся единственный выход – попытаться сделать работу своими руками.

На картинке показан один из вариантов установленной термопары, которую нужно проверить: 1 – непосредственно горячая область датчика, чаще всего поддающаяся разрушениям; 2 – гайка крепления, которую нужно отвинчивать для демонтажа; Такая же гайка может использоваться на другом конце термопары

В таком варианте развития событий неискушённого в газовых делах пользователя интересует, каким образом проверить термопару на газовом котле с помощью тестера – распространенным прибором диагностики электрики и электроники. Попробуем раскрыть этот технологический момент, дабы облегчить задачу.

Этап #1 — подготовка к проверке тестером

Для начала напомним – тестер представляет собой измерительный прибор – стрелочный или цифровой, при помощи которого доступно измерить:

• сопротивление;
• величину напряжения (переменного и постоянного);
• силу тока (переменного, постоянного).

Отмеченные измеряемые значения являются своего рода основными. А еще, современные тестеры способны проверять ещё целый ряд параметров, к примеру, индуктивность или ёмкость.

Но с учётом принципа работы термопары бытового газового котла, вполне достаточно режима измерения напряжения в диапазоне милливольт.

Процедура тестирования термопары при помощи измерительного прибора и простого нагревательного элемента – парафиновой свечи. Как видно из показаний тестера (25 мВ), датчик контроля пламени газовой горелки исправен

Помимо измерительного прибора (тестера), наладчику потребуется ещё один достаточно простой инструмент – источник нагрева. Лучше, если такой источник будет иметь способность излучать открытое пламя. Поэтому, оптимальным вариантом здесь будет использование обычной парафиновой свечи.

Этап #2 — визуальный осмотр на наличие дефектов

Сама процедура тестирования сенсора контроля пламени несложная. Однако, прежде чем приступать к выполнению горячего теста, рекомендуется внимательно изучить термопару визуально с внешней стороны.

При осмотре области спая и нисходящего стержня на поверхности не должны просматриваться физические дефекты металла, в том числе области прогара.

Этап #3 — тестирование работоспособности датчика

Завершив визуальный осмотр, можно приступить непосредственно к выполнению горячей проверки. Для этого область спая и нисходящий участок стержня термопары газовой колонки помещается над фитилем свечи.

Далее на терминальные концы термопары подключается измерительный прибор (тестер), после чего свечу зажигают. Формируемый потенциал наблюдают на рабочей шкале измерительного прибора.

По сути, для проверки работоспособности сенсора допустимо использовать любой подходящий источник нагрева, например, бытовую зажигалку. Правда, в зависимости от мощности нагревающего источника, показания на тестере могут быть ниже нормы или, напротив, выше нормы

Отсутствие каких-либо показаний электрического потенциала явно свидетельствует о неисправности сенсора. При частичных дефектах на измерительном приборе могут отмечаться хаотичные (неустойчивые) показания единиц милливольт. Если же датчик газовой колонки исправен, на приборе, как правило, фиксируют стабильное значение, равное десяткам милливольт (20-30 мВ).

Причём, по мере нагрева корпуса термопары пламенем свечи, показания на шкале прибора незначительно меняется в сторону увеличения. Если же пламя свечи загасить, показания тестера устремятся к нулевому значению по мере остывания корпуса стержня и области спая. Вот, собственно и всё. При таком развитии событий, термопару, как вполне исправную, можно смело ставить по месту действия.

Как заменить температурный датчик?

Большинство вариантов ремонта (замены) термопары бытовой газовой колонки требуют демонтажа этого элемента из конструкции оборудования. Соответственно, потенциальному мастеру необходимо быть в курсе того, каким образом снять и поставить датчик. Рассмотрим, как замена термопары выполняется в газовом котле и что для этого необходимо.

Инструментальный набор достаточно простой. Обычно требуется один-два рожковых гаечных ключа под гайку на 14 (или на 15).

Стоит отметить, что исходя из конкретной модели котла размер гаек крепления может отличаться, как и сама конструкция термопары. На некоторых моделях термопара крепится винтами.

Демонтаж датчика контроля на газовой колонке для последующего тестирования на работоспособность. В зависимости от модели котлов варианты крепления датчика могут отличаться

Таким образом, мастеру необходимо освободить датчик от крепёжных винтов, после чего конструкция извлекается и может быть отремонтирована либо заменена новой. Монтаж нового элемента выполняется в обратной последовательности.

У вас проблемы с термопарой газовой колонки? В таком случае рекомендуем ознакомиться с руководством по ремонту и замене.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик ниже демонстрирует процесс тестирования термопары, установленной на одной из моделей газовых котлов.

Видеоматериал подробно разъясняет – как снимать, проверять, менять значимый компонент газовой колонки, без которого оборудование фактически остаётся работоспособным только в режиме без контроля, что крайне опасно для конечного пользователя:

Замена сенсора своими руками возможна. Однако для этого домашний мастер должен обладать слесарными навыками, уметь пользоваться измерительными приборами:

Благодаря термопаре автоматизируется процесс зажигания и нагрева, увеличивается степень безопасности эксплуатации газовой колонки и котла. Рассмотренный материал позволяет не только оценить в полной мере технологическую значимость устройства термопары в конструкции газоиспользующего оборудования и разобраться в конструкционных тонкостях домашних котлов, но и, при необходимости, выполнить ремонта техники своими руками. При этом важно помнить о правилах безопасности, и, если есть сомнения в собственных силах, лучше обратиться к специалистам.

Хотите рассказать о личном опыте проверки работоспособности термопары? Или у вас есть полезная информация по теме статьи и вы желаете поделиться своими знаниями с другими пользователями? Пишите свои комментарии, участвуйте в обсуждениях — форма обратной связи расположена ниже.