Датчики для газовых котлов: разновидности, принципы функционирования, характеристики

Современные газовые котлы представляют собой сложные технические устройства, предназначенные для отопления воды и помещений. Специальные датчики, применяемые в газовых котлах, играют важную роль в управлении и координации работы всех элементов агрегата. Давайте подробнее рассмотрим их принцип действия.

Благодаря датчикам обеспечиваются основные принятые нормы эксплуатации газового оборудования: они способствуют повышению безопасности и автоматизации процессов. В этой статье мы подробно рассмотрим все типы этих компактных устройств и их особенности установки. С нашими рекомендациями вы сможете идеально оснастить свой котел.

Главные типы датчиков

Все датчики работают по общей схеме: преобразование сигнала и его интерпретация для оперативного информирования пользователя о любых изменениях в функционировании газового котла.

Газовые системы комплектуются дополнительными устройствами, благодаря которым возможно программирование их работы для выполнения конкретных функций.

Миниатюрный датчик температуры предотвращает повреждение газового котла, продлевая его срок службы при повышении температуры воды.

К ключевым датчикам, отвечающим за безопасность работы оборудования, относятся:

• датчик тяги;
• температурные датчики (как уличные, так и комнатные);
• датчики пламени;
• датчики давления (пресостаты);
• датчики перегрева.

Рассмотрим подробнее характеристики и функционирование каждого из этих датчиков.

Для измерения силы тяги в газовом котле применяется термореле, также известный как датчик тяги, который обеспечивает правильное сжигание газа.

Этот маленький устройства предотвращает попадание угарного газа в помещение и выводит его через дымоход на улицу.

Тяга необходима для удаления угарного газа из котла. При нормальных условиях она выводит продукты сгорания, а слабая тяга может привести к осложнениям и аварийным ситуациям.

Обычно такие датчики устанавливают в дымоуловителе. При сбое в работе датчика продукты сгорания могут попасть в помещение, что создает угрозу безопасности.

Тип устанавливаемого датчика зависит от типа котла: энергетические котлы с естественной тягой или принудительной.

На иллюстрации показана разница в работе открытой и закрытой камер сгорания, а также устройства дымохода в газовых котлах.

В котлах с естественной тягой камеру сгорания расположена открыто, что обеспечивает вывод угарного газа через дымоход на улицу. За нормальной работой следит предохранительный термостат и датчик тяги в виде металлической пластины с прикрепленным к ней контактом.

Датчик посылает сигнал клапану, который в случае необходимости прекращает подачу газа к горелке. Внутри термореле имеется металлическая деталь, реагирующая на изменения температуры.

Термореле настроен на определенный диапазон температур, исходя из типа топлива: для природного газа это от +75 °C до +950 °C, а для сжиженного газа — +75 до +150 °C.

При нарушении тяги устройство срабатывает: когда угарный газ не выводится вовне, происходит повышение температуры, металл расширяется и датчик срабатывает, снижая отопление.

Владельцам газовых систем с естественной тягой стоит знать про понятие «обратная тяга». Это ситуация, когда угарный газ вместо вывода попадает в помещение.

Сбой может произойти из-за перепадов температуры, неправильной установки дымохода или его засорения, а также ошибок в расчетах размеров. Вне зависимости от происхождения обратной тяги, ее следует немедленно устранить, чтобы избежать отравления.

Сильная обратная тяга может угрожать здоровью жильцов, вызывая отравления угарным газом.

В устройствах с принудительной тягой располагается закрытая камера сгорания, а газ выведен при помощи вентилятора. Здесь применяют датчик-пневмореле, который исполнен в виде мембраны.

При нормальной работе мембрана немного деформируется от угарных газов. Если тяга ослабевает и мембрана не движется, контакты разрываются и клапан закрывает поступление газа. Этот датчик контролирует работу вентилятора и скорость вывода продуктов сгорания.

Если возникают сомнения в работе системы безопасности, желательно установить рядом с газовым оборудованием датчик угарного газа. Его установка рекомендована, но необязательна.

Причинами срабатывания датчика тяги могут быть ошибки монтажа или засорение дымохода, а также остановка вентилятора в системах с принудительной тягой.

Подробности по работе автоматизированных систем газового котла вы можете найти в следующей статье, ознакомление с которой мы настоятельно рекомендуем.

Функции прессостата

Прессостат или датчик давления защищает газовый котел от перегрева, возникающего при резких изменениях давления газа или падении потока воды.

Установка прессостата избавляет пуль системы от резких скачков давления и, если потребуется, отключает газовое оборудование.

Внешне это стандартный электрический датчик или реле, обычно имеющее две электрические цепи-корректировщика. Эти цепи определяют два основных режима работы устройства:

• Первый режим работает при нормальном давлении. Термостатическая мембрана не меняет своего положения, и первая группа контактов замыкается. В этом режиме котел работает в штатном режиме благодаря протеканию тока через эту цепь, которая всегда соединена с основной схемой оборудования.
• Второй режим включается при сбое в каком-либо параметре системы. Внутри реле термостатическая мембрана смещается. В результате первая группа контактов разрывается, а вторая замыкается, что приводит к отключению котельного оборудования. Вторичная цепь включает дежурный режим, информирующий пользователя об аварийной ситуации.

Датчик срабатывает даже при малейшем увеличении температуры в камере сгорания. Он контролирует минимальные и максимальные значения давления и фиксирует начало конденсации влаги в продуктах горения или непосредственно в газе.

Функции датчика перегрева

Датчик перегрева представляет собой небольшое устройство, предназначенное для защиты газового котла от закипания, которое может произойти при превышении температуры более +100 °C. Как только достигается предел температуры в контуре нагрева, датчик отключает газовый аппарат.

Специальный датчик NTC (позитивный температурный коэффициент) является погружным устройством, контролирующим температуру внутри газового котла.

Устройство может состоять из терморезисторов или биометрических пластин, а иногда используется работающие датчики NTC.

Причины перегрева газового котла и варианты их устранения:

1. Отсутствие циркуляции в отопительном контуре из-за засорения фильтров. Следует очищать или заменять засоренные фильтры.
2. Наличие воздуха в отопительном контуре. Можно устранить это, просто удалив воздушные пробки.
3. Засорение протока накипью, сопровождающееся звуками в котле. Устранить накипь можно с помощью специальных средств или кислот.
4. При запуске котла могут возникать шумы, и устройство может указывать ошибку «недостаточная циркуляция». Это может происходить после длительного простоя котла. Причина — это засорение насоса, который следует разобрать и очистить.
5. Неправильное размещение оборудования. В таких условиях коррозия металла происходит быстрее из-за высокой влажности или низкой температуры.

Вне зависимости от причины перегрева, ее следует устранить незамедлительно, чтобы избежать поломки котла или взрыва. Пользователь может самостоятельно решить проблему или обратиться к квалифицированному специалисту.

Улицы и комнатные температурные датчики

Основная функция температурных датчиков для газовых котлов заключается в мониторинге температуры и оперативном информировании об изменениях. Современные устройства реагирования основаны на принципе электрического сопротивления, что позволяет фиксировать рабочие значения.

В зависимости от метода передачи информации температурные датчики бывают:

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

По типу управления датчики делятся на простые (поддерживают температуру в помещении) и программируемые (обладают множеством функций для управления тепловым комфортом в доме).

Сложные программируемые термодатчики удобно разместить в комнате и управлять температурой с помощью нескольких кнопок.

Некоторые модели оснащены встроенным термостатом, позволяющим контролировать уровень влажности в помещении и регулировать его значений.

В зависимости от способа размещения различают следующие устройства:

• накладные – устанавливаются на поверхность труб отопления;
• погруженные – находятся в непосредственном контакте с теплоносителем.

При этом комнатные модели размещаются внутри помещения, тогда как уличные – снаружи, реагируя на изменения температуры воздуха на улице.

Первые два типа предназначены для контроля температуры теплоносителя, например, в бойлерах, в то время как вторые используются для измерения температуры воздуха. Накладные датчики крепятся к внешней стороне трубопроводов с использованием специальных хомутов или ленты.

С помощью накладного датчика температуры пользователь может самостоятельно настроить комфортные температурные параметры, которые будет поддерживать котел.

Погружные датчики, отвечающие за нагрев воды в котлах, устанавливаются в специальных местах внутри устройств, в непосредственной близости к теплоносителю.

Для измерения температуры используются электрические преобразователи (термопары, термометры с сопротивлением), которые заранее откалиброваны на определённый диапазон. Некоторые из этих приборов оснащены дисплеем, а также могут иметь предустановленную возможность калибровки.

Уличный температурный датчик позволяет котлу работать только в случае необходимости, что способствует увеличению его рабочего ресурса и снижению расхода газа. Установка таких датчиков требует особой защиты от механических повреждений и неблагоприятных погодных условий (влага, мороз).

В состав выносного оборудования входят:

• собственно сам датчик;
• клеммы для подключения электрического кабеля;
• кабельная муфта;
• пластиковый корпус для размещения всех деталей устройства.

При изменении температуры наружного воздуха датчик газового котла запускает погодозависимую программу, что приводит к корректировке температурного режима нагрева воды для отопления.

Уличный температурный датчик монтируется на внешней стене здания. При его выборе важно обратить внимание на защитные механизмы устройства.

Комнатный датчик отслеживает температурные изменения внутри помещения и передает информацию в автоматизированную систему, регулирующую работу котла. Именно она подает сигнал для увеличения или уменьшения мощности отопительного процесса.

Принцип работы заключается в том, что пользователь устанавливает желаемую температуру в помещении, а система автоматически контролирует работу газового оборудования.

Котел будет активирован только в том случае, если температура в отапливаемом помещении станет ниже заранее установленной. Это позволяет существенно сократить ежемесячные расходы на газ, примерно на треть.

Комнатный датчик температуры помогает установить границы комфортного температурного режима, а дальше система будет поддерживать нужные параметры.

При выборе температурного датчика не забудьте учесть температурный диапазон. Оптимально будет значение от -10 °С до +70 °С. Также обращайте внимание на пороговую температуру – некоторые модели реагируют на изменение температуры на 0,25 градуса.

Это может оказаться неудобным, поскольку котел будет часто отключаться. В большинстве случаев же датчики реагируют на изменения в 0,5 или 1 градус.

Габариты самих устройств обычно небольшие — 2×3 см. В случае проводной модели кабель должен иметь длину не менее 5 метров. При использовании беспроводной связи обязательно проверьте стабильность радиосигнала.

Все правила и особенности регулирования автоматики газового отопительного оборудования детально описаны в статье, полностью посвященной этому вопросу.

Датчик пламени – надёжная защита вашего котла

Одним из главных гарантов безопасной работы газового котла является датчик пламени. Его основная функция – быстро передать сигнал системе автоматики о затухании пламени на горелке для отключения газа, предотвращая его утечку и возможный взрыв устройства. Кроме того, датчик обязан информировать контроллер о качестве сжигания газа, наличии пламени и интенсивности горения.

Виды датчиков пламени

Они различаются в зависимости от метода контроля пламени во время работы газового котла. Контроль пламени может быть прямым или косвенным. К прямым методам относятся термометрические, фотоэлектрические, ультразвуковые и ионизационные способы.

К косвенным методам относят наблюдение за образованием угарного газа в топочной камере, давлением топлива в трубопроводе и его колебаниями перед горелкой. Сюда же входит проверка регулируемого источника воспламенения.

Термопара, основанная на термоэлектрическом методе контроля, включает в себя датчик и электромагнитный клапан. Термопара устанавливается близко к горелке котла, а электромагнитный клапан монтируется на газопроводе, предназначенном для подачи газа к горелке.

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

Во многих современных устройствах установлены датчики ионизации пламени. Их принцип работы заключается в том, что при сжигании газового пламени между телом и электродом датчика образуется ионизационный ток. Этот ток появляется благодаря притяжению ионов. Если ток отсутствует, это сигнализирует о необходимости прекращения подачи газа.

При образовании необходимого количества свободных электронов и отрицательных ионов во время сгорания пламени запальника, автоматическая система активизирует ключевое устройство, позволяющее работу основной горелки.

Важно отметить, что корректное функционирование ионизационного датчика возможно только при правильном подключении котла к электроэнергии.

Этот механизм оказался наиболее эффективным при сгорании газа, так как сам газ не излучает свет, и не всегда срабатывает фотоэлемент. Инфракрасное излучение сохраняется несколько дольше, что может привести к накоплению газа и делает инфракрасный датчик менее безопасным.

Датчик ионизации устанавливается внутри котла и предохраняет газовое оборудование от аварий, а также заботится о безопасности жизни и имущества владельцев.

Фотодатчики следят за горением основной горелки, однако не могут диагностировать пламя запальника из-за его небольшой величины. Эти датчики различаются по реакции на длину волны светового потока: одни реагируют на видимый и инфракрасный спектр света горящего пламени, другие — только на его ультрафиолетовую составляющую.

Для корректной работы фотодатчики требуют «непосредственного контакта» с пламенем горелки, поэтому их устанавливают близко к ней. Угол установки составляет 20-30° относительно оси горелки. В связи с этим фотодатчики подвержены перегреву от теплового излучения устройства и от нагрева через смотровое окно.

Чтобы защитить фотодатчик от перегрева, применяются жаростойкие кварцевые стекла и принудительная вентиляция с использованием сжатого воздуха низкого давления или вентилятора.

Датчик пламени может срабатывать, если нарушается важное соотношение газ-воздух или загрязняется устройство розжига или клапан. В случае поломки датчика его необходимо немедленно заменить, чтобы защитить жизнь и здоровье вас и вашей семьи.

Оборудование газового отопления должно быть оснащено полным набором датчиков безопасности и систем автоматизации, однако это не исключает необходимости в регулярном техническом обслуживании. В рекомендуемой статье подробно описывается процесс техосмотра и ремонта газовых устройств.

Заключение и полезные видеоматериалы

Дополнительную информацию о датчиках для котлов можно найти в следующих видеороликах.

Обзор различных типов котлов и соответствующих им датчиков. Показан процесс установки датчика тяги.

Автор делится опытом по датчикам тяги и температуры: их размещение, принципы работы и полезные советы.

Представлена полная поэтапная инструкция проверки датчика пламени в домашних условиях и особенности его работы.

Если датчики не входят в комплект котла, их следует выбирать от того же производителя, что и газовый аппарат. Неисправность любого из компонентов может привести к аварии или поломке котла, поэтому это требует незамедлительного устранения.

Все озвученные датчики предназначены для одной цели — обеспечить безопасность пользователя газового котла и избежать аварийных ситуаций. Приобретение каждого из них – это инвестиция в защиту оборудования, жилья и жизни человека.

Хотите поделиться своим опытом выбора датчиков для своего газового оборудования? Имеете полезную информацию, не упомянутую в статье? Оставляйте комментарии, делитесь мнением и материалами, прикрепляйте фотографии по теме статьи ниже.