Датчики для газовых котлов: виды, принцип работы, характеристики

Современные газовые котлы представляют собой высокотехнологичное оборудование, предназначенное для нагрева воды и обогрева помещений. Сложные механизмы этих устройств функционируют благодаря специальным датчикам, которые играют ключевую роль в управлении их работой. Давайте подробнее рассмотрим принципы их действия и назначение. Вам это интересно?

Датчики являются важными компонентами, которые способствуют соблюдению основных принципов функционирования газового оборудования, таких как безопасность и автоматизация. В статье, которую мы подготовили, подробно описаны различные типы этих приборов, а также нюансы их установки. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете профессионально оснастить ваш котел.

Основные виды датчиков

Основной принцип работы датчиков заключается в преобразовании сигналов и интерпретации полученных данных для оперативного информирования пользователя о состоянии газового котла.

Газовые котлы обычно комплектуются дополнительными устройствами, позволяющими задавать определенные режимы работы оборудования.

Компактный датчик перегрева значительно увеличивает срок службы газового котла, предотвращая его повреждение в результате повышенной температуры воды.

К основным датчикам, обеспечивающим безопасность работы оборудования, относятся:

• датчик тяги;
• датчики температуры (внутренние и наружные);
• датчик пламени;
• датчик давления (пресостат);
• датчик перегрева.

Давайте рассмотрим особенности и характеристики каждого из перечисленных датчиков.

Для оценки силы тяги в котле используется датчик тяги или термореле, который также отвечает за правильное сжигание газа.

Благодаря этому устройству, угарный газ не попадает в помещение, а выводится через дымоход на улицу.

Тяга необходима для эффективного удаления угарного газа. При нормальных условиях тяга выводит продукты сгорания из помещения, в то время как её снижение может привести к затуханию горелки и возможным аварийным ситуациям.

Такие устройства часто устанавливают в дымоуловители. В случае неисправности датчика дым может проникнуть в помещение, создавая угрозу для жизни.

Тип датчика зависит от типа котла, к которому он будет подключен. Различают котлы с естественной и принудительной тягой.

На схеме показано различие в работе открытой и закрытой камеры сгорания в газовых котлах, а также устройство дымохода.

В котлах с естественной тягой камера сгорания является открытой. При правильной работе угарный газ выводится через дымоход, а предохранительный термостат контролирует наличие тяги и температуру отработанных газов. Здесь используется датчик в виде металлической пластины с подключённым контактом.

Принцип его функционирования заключается в передаче сигнала на клапан, который в нужный момент заблокирует подачу газа к горелке. Внутри термореле расположена металлическая пластина, реагирующая на изменения температуры.

Термореле настроено на определённый температурный диапазон в зависимости от типа топлива, используемого в котле. Если используется природный газ, его границы составляют от +75 °C до +950 °C, а для сжиженного газа – от +75 °C до +150 °C.

При нарушении выхода угарного газа (через дымоход) и снижении силы тяги, устройство срабатывает. В момент срабатывания температура в котле повышается, металл расширяется, и датчик реагирует, отключая котел.

Владельцам котлов с естественной тягой важно знать о феномене «обратной тяги». Это ситуация, когда угарный газ поступает в помещение, вместо того чтобы выводиться через дымоход.

Обратная тяга может возникнуть из-за колебаний температуры, неправильного монтажа дымохода или его засорения, а также из-за неверных расчетов размеров дымохода. Как бы ни возникала проблема, её следует незамедлительно устранить, чтобы избежать отравления угарным газом.

Сильная обратная тяга может угрожать жизни обитателей квартиры или дома, приводя к накоплению угарного газа в помещении.

В котлах с принудительной тягой камера сгорания закрыта, и газ выводится с помощью турбины-вентилятора. Здесь применяется датчик-пневмореле, выполненный в форме мембраны.

При нормальной тяге мембрана слегка деформируется под действием угарных газов. Если поток газов ослабевает, мембрана не двигается, контакты разъединяются, и газовый клапан закрывается. Этот датчик контролирует работу вентилятора и скорость продуктов сгорания.

Если у вас есть сомнения по поводу срабатывания устройства, отключающего подачу газа в случае утечки, рядом с газовым оборудованием желательно установить датчик угарного газа. Установка этого датчика настоятельно рекомендуется, но не является обязательной.

Причины срабатывания датчика тяги могут заключаться в ошибках установки котла или дымохода, засорении дымохода или остановке вентилятора (в моделях с принудительной тягой).

Принципы работы и устройство систем автоматизации газового котла будут обсуждены в следующей статье, с которой мы рекомендуем ознакомиться.

Работа прессостата

Прессостат, или датчик давления, защищает котел от перегрева, который может произойти при резком изменении давления газа или снижении потока воды.

Установка прессостата обеспечивает защиту газового оборудования от резких и чрезмерных колебаний давления, при необходимости отключая аппарат.

Внешне это обычный электрический датчик или реле, чаще всего с двумя электрическими цепями-корректировщиками. Эти цепи определяют два основных режима работы устройства:

• Первый режим активируется при нормальном давлении. В этом случае мембрана датчика не меняет положение, и замыкаются первая группа контактов. Котел функционирует в стандартном режиме благодаря току, проходящему через эту цепь, которая связана с общей цепью котла.
• Второй режим включается при отклонении какого-либо параметра системы. В этом случае мембрана внутри реле смещается и прогибается. Первая цепь контроллера размыкается, а вторая замыкается, что останавливает работу котла. Активируется дежурный режим, который информирует пользователя о возникшей аварии через вторичную цепь датчика.

Датчик реагирует даже на малейшее повышение температуры в камере сгорания. Он отслеживает минимальное и максимальное значения давления, а также фиксирует начало конденсации влаги в продуктах горения или самом газе.

Функции датчика перегрева

Датчик перегрева – это небольшое устройство, предназначенное для защиты газового котла от закипания, которое может произойти при повышении температуры выше +100 °C. Когда температура в системе достигает критической отметки, датчик перегрева размыкает контакты и отключает газовый аппарат.

Специальный датчик NTC (позитивный температурный коэффициент) представляет собой погружной прибор, который контролирует температуру внутри газового котла.

Основу этого устройства составляют терморезисторы или биоэлементы, иногда в его конструкции могут использоваться рабочие датчики NTC.

Причины перегрева котла и способы их устранения:

1. Отсутствие циркуляции в системе отопления из-за загрязнения фильтров. Необходимо аккуратно очищать эти фильтры, мыть или по возможности заменять их новыми.
2. Появление пузырьков воздуха в контуре отопления. Устранить это можно простым удалением воздуха.
3. Засорение потока из-за большого количества накипи, которое может вызывать шумы в котле. Для устранения этого используют специальные химикаты или кислоты.
4. Во время запуска котла могут возникать шумы и сообщение об ошибке «недостаточная циркуляция». Такую ситуацию могут вызвать длительные простои котла без предварительного запуска вентиляционной системы. Проблема может заключаться в засорении насоса. Его необходимо разобрать и тщательно прочистить, после чего попробовать запустить снова.
5. Неправильное место установки оборудования. Если в помещении высокая влажность или низкая температура, металл котла будет подвержен быстрому коррозионному процессу.

Независимо от причины перегрева, её следует незамедлительно устранить, чтобы избежать серьезных повреждений котла или взрыва. Пользователь может решить эту проблему самостоятельно либо обратиться за помощью к квалифицированному специалисту.

Уличные и комнатные температурные датчики

Основная задача температурного датчика для газового котла заключается в мониторинге температуры и своевременном информировании о её изменениях. Современные устройства реагирования функционируют на принципе электрического сопротивления, что позволяет фиксировать рабочие данные.

В зависимости от способа передачи информации датчики температуры бывают:

• проводные (соединяются с контроллером через кабель);
• беспроводные (для передачи данных используется беспроводная связь, такие модели состоят из двух частей).

По типу управления они делятся на простые (поддерживающие температуру в помещении) и программируемые (имеют множество функций для регулирования теплового режима в доме).

Сложный программируемый температурный датчик может быть удобно размещён в комнате, позволяя с помощью нескольких кнопок настраивать температурный режим.

Некоторые модели датчиков могут быть оснащены встроенным термостатом для контроля уровня влажности в помещении, а также функцией регулировки влажности.

В зависимости от способа установки различают:

• накладные – устанавливаются на трубы отопительной системы;
• погруженные — эти устройства постоянно контактируют с теплоносителем.

Среди них комнатные модели находятся в помещениях, тогда как уличные устанавливаются снаружи и реагируют на колебания температуры улицы.

Первоначальные два типа применяются для работы с теплоносителем, например, для бойлеров; в то время как последние два варианта предназначены для мониторинга температуры воздуха. Накладные датчики крепятся на внешней поверхности трубопровода с помощью специальных лент или хомутов.

С помощью простого накладного термодатчика пользователи имеют возможность без сложностей регулировать комфортные температуры, которые впоследствии будет поддерживать котел.

Погружные термометры для котлов устанавливаются исключительно в специально отведенных местах внутри устройства в непосредственной близости к теплоносителю.

Датчиками для измерения температуры могут выступать электрические преобразователи, такие как термопара или термометр сопротивления, которые настроены на определенный диапазон. Некоторые модели оснащены дисплеем, а в других предусмотрена функция калибровки.

Уличные температурные датчики позволяют котлу работать по необходимости, а не постоянно, что способствует увеличению сроков эксплуатации газового котла и экономии газа. При их установке важно заранее позаботиться о защите от механических повреждений и атмосферных условий, таких как влага и холод.

Комплект выносного оборудования включает:

• сам датчик;
• клеммы для подключения электрического кабеля;
• кабельную муфту;
• пластиковый корпус для размещения всех компонентов устройства.

Когда температура изменяется на улице, датчик газового котла запускает погодозависимую программу, которая корректирует режим нагрева воды для системы отопления.

Уличный датчик температуры фиксируется на внешней стене здания. При его выборе важно проверить наличие защитных функций.

Комнатный термодатчик реагирует на изменения температуры в помещении, отправляя информацию системе автоматизации, которая контролирует котел. Эта система подает сигнал для увеличения или уменьшения мощности нагрева.

Принцип функционирования заключается в том, что пользователь изначально задает желаемую температуру, а оборудование самостоятельно управляет подачей газа.

Котел активируется только в том случае, если температура в помещении ниже заданного уровня, что позволяет снизить расходы на газ примерно на одну треть.

Термодатчик для помещений предоставляет возможность настроить комфортный температурный режим, который затем будет поддерживаться автоматически.

При выборе термодатчика важно учитывать температурный диапазон, оптимальным считается от -10 °С до +70 °С. Необходимо также обратить внимание на пороговую температуру; некоторые модели реагируют на изменение всего на 0.25 градуса.

Это может вызвать неудобства из-за частых отключений котла. В большинстве случаев датчики срабатывают при изменения температуры на 0.5 или 1 градус.

Размер устройства, как правило, небольшой: 2×3 см. В проводных моделях длина кабеля должна составлять минимум 5 м. Если используется беспроводная связь, важно протестировать радиосигнал.

Подробные правила и особенности настройки системы газового отопления изложены в статье, полностью посвященной этой теме.

Датчик пламени – надежная защита вашего котла

Ключевым элементом безопасности газового котла является датчик пламени. Его основная функция заключается в том, чтобы немедленно отправлять сигнал о затухании пламени на автоматическую систему для прекращения подачи газа, тем самым предотвращая его утечку и возможный взрыв. Он также обязан информировать контроллер о качестве сжигания газа, присутствии пламени и его интенсивности.

Разновидности датчиков пламени

Они различаются в зависимости от метода контроля пламени в газовых котлах. Контроль может осуществляться либо напрямую, либо косвенно. Прямые методы включают термометрические, фотоэлектрические, ультразвуковые и ионизационные датчики.

К косвенным методам относятся наблюдение за образованием угарного газа в горелке, контролем давления топлива в трубопроводе и изучение колебаний давления перед горелкой. Также сюда входят проверки источника воспламенения.

Датчик, использующий термоэлектрический метод контроля, сочетает в себе термопару (включающую датчик и электромагнитный клапан). Термопара устанавливается в непосредственной близости к горелке, а клапан монтируется на трубопроводе, подающем газ в горелку.

Подключение датчика пламени позволяет безопасно использовать газовый котел или колонку в домашних условиях.

Во многих современных устройствах установлен датчик ионизации пламени. Его работа основана на создании ионизационного тока между корпусом и электродом датчика при сжигании пламени. Этот ток образуется только в случае притяжения ионов. При отсутствии этого тока система прекращает подачу газа.

Если в процессе сгорания пламени запальника генерируется нужное количество свободных электронов и отрицательных ионов, автоматика активирует устройство, разрешающее работу основной горелки.

Важно помнить, что корректная работа датчика ионизации возможна лишь при правильном подключении котла к электрической сети.

Этот механизм гораздо эффективнее других при сжигании газа, поскольку газ не излучает видимый свет, из-за чего фотоэлементы могут не срабатывать. Инфракрасное излучение может сохраняться некоторое время, позволяя накопиться большому количеству газа, что делает инфракрасный датчик менее безопасным.

Датчик ионизации устанавливается внутри котла. Он предотвращает аварии на газовом оборудовании и защищает жизни и имущество владельцев.

Фотодатчики контролируют пламя основной горелки, но не предназначены для обнаружения пламени запальника, так как его пламя недостаточно велико. Эти датчики делятся по чувствительности к длине световой волны: одни реагируют на видимый и инфракрасный свет, другие — только на ультрафиолет.

Для эффективной работы фотодатчики должны находиться в непосредственной близости к пламени горелки, что требует их установки под углом 20-30° к оси горелки. Это делает их уязвимыми к перегреву излучением от стен котла или через смотровое окно.

Чтобы защитить фотодатчик от перегрева, используются специальные жаростойкие кварцевые стекла и принудительное охлаждение, осуществляемое сжатым воздухом или воздухом от вентилятора.

Датчик пламени может сработать в случае нарушения соотношения газа и воздуха или загрязнения устройства розжига или клапана. Если датчик пламени выходит из строя, его нужно немедленно заменить, чтобы обеспечить безопасность.

Полное оснащение газового отопительного оборудования датчиками безопасности и автоматическими устройствами не исключает необходимости регулярного обслуживания. Подробности о диагностиках и ремонте газовых агрегатов описаны в рекомендованной нами статье.

Выводы и полезное видео по теме

Для получения ещё более интересной информации о датчиках для котлов, смотрите видеоролики ниже.

В них рассматриваются различные типы котлов и соответствующие им датчики, а также приводится пример установки датчика тяги.

Автор подробно демонстрирует расположение датчиков тяги и температуры, их принцип работы и различные полезные нюансы.

Представлена полная пошаговая проверка датчика пламени в домашних условиях, а также особенности его работы.

При отсутствии датчиков в комплекте к котлу, их следует подбирать у того же производителя, что и сам котел. Неисправность любого компонента может привести к авариям или поломкам, что требует незамедлительных действий.

Все перечисленные датчики имеют одну единственную цель — обеспечить безопасность пользователя газового котла и избежать потенциально опасных ситуаций. Покупка каждого из таких устройств является инвестицией в безопасность оборудования, жилья и человеческой жизни.

Хотите поделиться опытом выбора датчиков для своего газового оборудования? У вас есть полезная информация, не отраженная в статье? Пишите в комментариях, делитесь мнением, размещайте фотографии по теме статьи в блоке ниже.