Termopara do gazowego podgrzewacza wody: budowa i zasada działania + kontrola i wymiana samodzielnie

Konstrukcje nowoczesnych gazowych podgrzewaczy wody i kotłów są wyposażone w szereg różnych czujników. To oczywiste, biorąc pod uwagę w pełni automatyczny tryb pracy takiego sprzętu. Za pomocą czujników analizowane są różne parametry pracy systemu, a końcowym rezultatem jest prawidłowe ustawienie urządzenia gazowego na odpowiedni tryb pracy.

Jednym z ważnych czujników technologicznych jest termopara gazowego podgrzewacza wody, kontrolująca zmiany temperatury roboczej. W tym artykule omówimy budowę i zasadę działania termopary, sposoby sprawdzania sprawności. Rozważymy również, jak można wymienić ten element samodzielnie.

Budowa i przeznaczenie termopary

Elementy czujnikowe, które konstrukcyjnie stanowią termoparę, znalazły szerokie zastosowanie nie tylko w technice domowej, ale także w urządzeniach przemysłowych. Zasadniczo termoparę należy traktować jako przetwornik termoelektryczny.

Zazwyczaj taki przetwornik jest używany do pomiarów temperatury otoczenia. W szczególności, jeśli zbadać, jak działa termopara w konstrukcji kotła gazowego, można zauważyć, że dzięki takiemu czujnikowi dokonuje się kontrola (pomiar) temperatury płomienia palnika gazowego.

Oto mniej więcej tak wygląda zewnętrznie termopara, ale nie dotyczy to wszystkich bez wyjątku konstrukcji gazowych podgrzewaczy wody. Poszczególne egzemplarze urządzeń mogą być wyposażone w czujniki o innej konfiguracji.

Cechy konstrukcyjne termopary

Wykonanie termopary nie jest szczególnie skomplikowane, ale z technologicznego punktu widzenia, produkcja tego elementu wymaga dużej precyzji i zachowania parametrów używanych komponentów.

Właściwie, głównymi komponentami czujnika są dwa metalowe elementy o różnych właściwościach fizycznych.

Elementy te (druty) są lutowane na końcach z jednej strony, podczas gdy końce drugiej strony pozostają wolne — służą do podłączenia do przetwornika termo-EMF i przekazywania różnicy potencjałów.

Schematyka klasycznej termopary: 1 – punkt spawu (właściwie element kontrolny); 2 – metal z jedną wartością SEM; 3 – metal z inną wartością SEM; 4 – woltomierz, za pomocą którego można odczytać wartości w miliwoltach przy nagrzewaniu czujnika

Zasada działania i przeznaczenie czujnika

Efekt termoelektryczny (inaczej – efekt Seebecka) określa zasadę działania omawianego urządzenia. Przewody wykonane z różnych metali, połączone w jednym punkcie, wytwarzają różnicę potencjałów, biorąc pod uwagę fakt, że różne metale mają różny współczynnik termo-SEM.

W odniesieniu do gazowego podgrzewacza przepływowego, działanie termopary zapewnia kontrolę spalania i ochronę przed ewentualnym nagromadzeniem gazu. Gdy palnik kotła gazowego lub podgrzewacza wody pracuje w trybie aktywnym (wytwarza płomień), termopara umieszczona w strefie płomienia pod wpływem nagrzewania wytwarza prąd elektryczny. Wielkość prądu jest wystarczająca do sterowania otwarciem i utrzymaniem zaworu gazowego.

Schemat klasycznego typu dla gazowych podgrzewaczy, obrazujący działanie urządzenia: 1 – czujnik kontroli płomienia/termopara; 2 – przekaźnik zapewniający zabezpieczenie termiczne; 3 – mechanizm zaworu elektromagnetycznego

Jeśli natomiast temperatura nagrzewania gwałtownie spadnie (zgaszony płomień palnika), wielkość wytwarzanego prądu również maleje, co w efekcie prowadzi do zamknięcia zaworu gazowego. W związku z tym dopływ gazu do układu jest blokowany, co zapewnia bezpieczną pracę urządzenia.

Jeśli zawór gazowy w Państwa gazowym podgrzewaczu nie działa, zalecamy zapoznanie się z metodami sprawdzania i naprawy.

Sprawdzenie termopary domowego gazowego podgrzewacza wody

Długotrwała eksploatacja domowego gazowego podgrzewacza może doprowadzić do sytuacji, w której termopara ulegnie awarii. W takim przypadku niezbędne jest sprawdzenie działania systemu, a tym samym bezpośrednie sprawdzenie czujnika kontroli.

Oczywiście, nie wszyscy właściciele urządzeń gazowych są w stanie wykonać taką pracę. Ponadto, z punktu widzenia bezpieczeństwa, najlepszym rozwiązaniem będzie zwrócenie się do firmy gazowej w celu rozwiązania tego zadania.

Niemniej jednak sytuacje mogą być różne, w tym niemożność zwrócenia się do specjalistów z różnych powodów. Wtedy pozostaje jedyne wyjście – spróbować wykonać pracę własnymi rękami.

Na obrazku pokazano jeden z wariantów zainstalowanej termopary, którą należy sprawdzić: 1 – bezpośrednio gorący obszar czujnika, najczęściej ulegający uszkodzeniom; 2 – nakrętka mocująca, którą należy odkręcić w celu demontażu; Taka sama nakrętka może być użyta na drugim końcu termopary

W takim wariancie rozwoju wydarzeń, użytkownik niewprawny w sprawach gazowych interesuje się, w jaki sposób sprawdzić termoparę w kotle gazowym za pomocą testera – powszechnego przyrządu do diagnostyki elektryki i elektroniki. Spróbujmy wyjaśnić ten technologiczny szczegół, aby ułatwić zadanie.

Etap #1 — przygotowanie do sprawdzenia testerem

Na początek przypomnijmy – tester to przyrząd pomiarowy – analogowy lub cyfrowy, za pomocą którego można zmierzyć:

• opór;
• wartość napięcia (zmiennego i stałego);
• natężenie prądu (zmiennego, stałego).

Wymienione wartości mierzone są niejako podstawowe. Ponadto nowoczesne testery potrafią sprawdzać jeszcze szereg innych parametrów, na przykład indukcyjność lub pojemność.

Jednak biorąc pod uwagę zasadę działania termopary domowego kotła gazowego, w zupełności wystarczy tryb pomiaru napięcia w zakresie miliwoltów.

Procedura testowania termopary za pomocą przyrządu pomiarowego i prostego elementu grzejnego – świecy parafinowej. Jak widać z odczytów testera (25 mV), czujnik kontroli płomienia palnika gazowego jest sprawny

Oprócz przyrządu pomiarowego (testera), regulującemu potrzebne będzie jeszcze jedno dość proste narzędzie – źródło ciepła. Lepiej, jeśli takie źródło będzie zdolne emitować otwarty płomień. Dlatego optymalnym wyborem będzie tutaj użycie zwykłej świecy parafinowej.

Etap #2 — oględziny wizualne pod kątem wad

Samo testowanie czujnika kontroli płomienia nie jest skomplikowane. Jednak zanim przystąpimy do gorącego testu, zaleca się dokładne obejrzenie termopary z zewnątrz.

Podczas oględzin obszaru złącza i opadającego pręta na powierzchni nie powinny być widoczne fizyczne defekty metalu, w tym obszary przepalenia.

Etap #3 — testowanie sprawności czujnika

Po zakończeniu oględzin wizualnych można przystąpić bezpośrednio do gorącego testu. W tym celu obszar złącza i opadający odcinek pręta termopary kolumny gazowej umieszcza się nad knotem świecy.

Następnie do zacisków końcowych termopary podłącza się przyrząd pomiarowy (tester), po czym świecę się zapala. Generowany potencjał obserwuje się na skali pomiarowej przyrządu.

W zasadzie do sprawdzenia sprawności czujnika można użyć dowolnego odpowiedniego źródła ciepła, na przykład domowej zapalniczki. Prawda, że w zależności od mocy źródła grzejnego, odczyty na testerze mogą być poniżej normy lub przeciwnie, powyżej normy

Brak jakichkolwiek wskazań potencjału elektrycznego wyraźnie świadczy o uszkodzeniu czujnika. Przy częściowych defektach na urządzeniu pomiarowym mogą występować chaotyczne (niestabilne) wskazania jednostek miliwoltów. Jeśli natomiast czujnik gazowego podgrzewacza wody jest sprawny, na przyrządzie zwykle rejestruje się stabilną wartość wynoszącą dziesiątki miliwoltów (20-30 mV).

Ponadto, w miarę nagrzewania obudowy termopary płomieniem świecy, wskazania na skali przyrządu nieznacznie zmieniają się w kierunku wzrostu. Jeśli natomiast zgasić płomień świecy, wskazania testera będą dążyć do zera w miarę stygnięcia obudowy pręta i obszaru złącza. To właściwie wszystko. W takim przypadku termoparę, jako w pełni sprawną, można śmiało zamontować na swoim miejscu.

Jak wymienić czujnik temperatury?

Większość opcji naprawy (wymiany) termopary domowego gazowego podgrzewacza wody wymaga demontażu tego elementu z konstrukcji urządzenia. W związku z tym potencjalny majsterkowiec powinien wiedzieć, jak zdjąć i zamontować czujnik. Rozważymy, jak wymiana termopary jest wykonywana w kotle gazowym i co jest do tego potrzebne.

Zestaw narzędzi jest dość prosty. Zazwyczaj potrzebny jest jeden lub dwa klucze oczkowe do nakrętki 14 (lub 15).

Warto zauważyć, że w zależności od konkretnego modelu kotła rozmiar nakrętek mocujących może się różnić, podobnie jak sama konstrukcja termopary. W niektórych modelach termopara jest mocowana za pomocą śrub.

Demontaż czujnika kontroli na podgrzewaczu gazowym w celu późniejszego testowania sprawności. W zależności od modelu kotła, warianty mocowania czujnika mogą się różnić.

W ten sposób majsterkowiec musi odkręcić czujnik od śrub mocujących, po czym konstrukcja jest wyjmowana i może być naprawiona lub wymieniona na nową. Montaż nowego elementu odbywa się w odwrotnej kolejności.

Masz problemy z termoparą gazowego podgrzewacza wody? W takim razie zalecamy zapoznanie się z instrukcją naprawy i wymiany.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Poniższy film wideo przedstawia proces testowania termopary zamontowanej w jednym z modeli kotłów gazowych.

Materiał wideo szczegółowo wyjaśnia, jak zdjąć, sprawdzić i wymienić ważny podzespół podgrzewacza gazowego, bez którego urządzenie pozostaje sprawne jedynie w trybie bez kontroli, co jest niezwykle niebezpieczne dla użytkownika końcowego:

Wymiana czujnika własnymi rękami jest możliwa. Jednak do tego domowy majsterkowiec powinien posiadać umiejętności ślusarskie i umieć korzystać z przyrządów pomiarowych:

Dzięki termoparze proces zapłonu i ogrzewania jest zautomatyzowany, zwiększa się bezpieczeństwo eksploatacji gazowego podgrzewacza wody i kotła. Omówiony materiał pozwala nie tylko w pełni ocenić znaczenie technologiczne termopary w konstrukcji urządzeń gazowych i zrozumieć szczegóły konstrukcyjne domowych kotłów, ale także, w razie potrzeby, samodzielnie przeprowadzić naprawę sprzętu. Należy przy tym pamiętać o zasadach bezpieczeństwa, a w razie wątpliwości co do własnych umiejętności lepiej skontaktować się ze specjalistami.

Chcesz opowiedzieć o osobistym doświadczeniu w sprawdzaniu działania termopary? A może masz przydatne informacje na temat artykułu i chcesz podzielić się swoją wiedzą z innymi użytkownikami? Napisz swoje komentarze, weź udział w dyskusjach – formularz kontaktowy znajduje się poniżej.