Сензори за газови котли: видове, принцип на работа, характеристики

Съвременният газов котел е сложен инженерен агрегат, използван за отопление на вода и жилищни помещения. Специални сензори за газови котли помагат да се контролира и свързва работата на всички механизми. Струва си да се запознаете с принципа им на действие. Съгласни ли сте?

Именно благодарение на сензорите се спазват ключовите принципи на експлоатация на газовото оборудване – осигурява се безопасност и автоматизация на работата. В представената от нас статия са описани подробно всички видове тези компактни устройства и особеностите на тяхното инсталиране. С оглед на нашите съвети Вие ще можете безупречно да оборудвате котела.

Основни видове сензори

Главният принцип на работа на всички сензори е преобразуването на сигнала и интерпретацията на резултата за оперативно информиране на потребителя за промените в работата на газовия котел.

Газовото оборудване е оборудвано с комплект допълнително оборудване, благодарение на което то може да се програмира за експлоатация в определен режим.

Компактният сензор за прегряване удължава срока на експлоатация на газовия котел и не позволява той да се повреди поради високата температура на водата

Ключови сензори, отговарящи за безопасността на оборудването:

• тяга;
• температура (външна и вътрешна);
• пламък;
• сензори за налягане (пресостат);
• прегряване.

Нека разгледаме характеристиките и особеностите на експлоатация на всеки от тях.

За определяне на силата на тягата в апарата се използва сензор за тяга или термореле за газов котел, то отговаря за правилното изгаряне на газа.

Благодарение на този малък сензор за тяга въглеродният оксид няма да попадне в помещението, а ще бъде изведен през комина навън.

Тягата е необходима за освобождаване на котела от въглероден оксид. Нормалната тяга «извежда» продуктите на горене от помещението, а не в него, слабата може да провокира загасване на колоната и, като следствие, авария.

Най-често такива сензори се инсталират в коминоуловителя. В случай на повреда на сензора димът от продуктите на горене прониква в помещението и създава заплаха за безопасността на живота.

Типът на сензора зависи от вида на котела, към който искате да го свържете. Първият вид – котли с естествена тяга, вторият – с принудителна.

На схемата е изобразена нагледно разликата в работата на отворените и затворените камери на горене в газовите котли, както и в устройството на комина

В устройства с естествена тяга горивната камера е отворена. При нормална работа въглеродният оксид излиза през комина, а предпазният термостат следи за наличието на тяга и температурата на изходящите газове. В такива котли се използва датчик под формата на метална пластина с прикрепен към нея контакт.

Принципът на работата му се състои в подаване на сигнал към клапана, който в нужния момент ще прекъсне потока на газ към горелката. Вътре в терморелето е разположена метална лента, реагираща на промяна на температурата.

Терморелето се настройва на определена температура в съответствие с горивото, което се намира в котела. Ако се използва природен газ, температурните граници ще са от +75 °C до +950 °C, а в случай на втечнен газ – от +75 до +1500 °C.

Ако настъпи повреда в процеса на излизане на въглеродния оксид (през комина навън), с други думи, силата на тягата се нарушава, то устройството задейства. Когато това се случи, температурата вътре в апарата се повишава, металът се разширява, датчикът задейства и котелът изстива.

Собствениците на газови апарати с естествена тяга трябва да обърнат внимание на понятието «обратна тяга». С прости думи – това е процес, при който въглеродният оксид постъпва в помещението, а не се извежда в комина.

Повреда възниква при колебания на температурите, неправилен монтаж на комина или неговото запушване, също могат да повлияят и неточни изчисления на размерите на комина. Независимо от причината за възникване на обратна тяга, тя трябва незабавно да бъде отстранена, за да се избегне отравяне с въглероден оксид.

Силна обратна тяга в действие. Тя може да провокира отравяне на жителите на апартамента или къщата поради голямото количество въглероден оксид в помещението.

В устройства с принудителна тяга е инсталирана затворена горивна камера и газът се извежда посредством турбина-вентилатор. Тук се използва датчик-пневмореле, изпълнен под формата на мембрана.

При нормална тяга мембраната леко се деформира под силата на въглеродните газове. Когато потокът стане твърде слаб и мембраната остане без движение, контактите се разединяват и газовият клапан се затваря. Такъв датчик контролира както работата на вентилатора, така и скоростта на продуктите на горене.

Ако има съмнения относно задействането на устройството, което прекъсва подаването на газ в случай на негов изтичане, до газовото оборудване е желателно да се инсталира датчик за въглероден оксид. Инсталирането му настоятелно се препоръчва, но не е задължително.

Причини за задействане на датчика за тяга: грешки в инсталирането на котела или комина, запушване на комина или спиране на вентилатора (само в апарати с принудителна тяга).

Принципът на работа и устройството на системата за автоматизация на работата на газовия котел са подробно описани в следващата статия, с която препоръчваме да се запознаете.

Принцип на работа на пресостата

Пресостатът или датчик за налягане защитава котела от прегряване при рязка промяна на налягането на газа или намаляване на водния поток.

Инсталирането на пресостата предпазва газовото оборудване от резки или твърде големи скокове на налягането и, при необходимост, ще изключи газовия уред.

Визуално – това е стандартен електрически датчик или реле, в повечето случаи с две електрически коригиращи вериги. Именно тези вериги определят двата ключови режима на работа на уреда:

• 1 режим предполага нормално налягане, по време на което термостатичната мембрана на датчика не променя мястото си и първата група контакти се затваря. Котелът функционира в нормален режим благодарение на преминаването на ток през тази верига. Също така тя винаги е свързана с общата верига на агрегата.
• 2 режим режим се включва при излизане от нормата на някакъв параметър на системата. Вътре в релето термостатичната мембрана се измества и огъва. Първата верига на контролера се разединява, благодарение на мембраната, а втората се затваря. Котелното оборудване прекратява коректната работа. Функционирането на дежурния режим, който информира потребителя на котела за авария, се активира с помощта на вторичната верига на датчика.

Датчикът се задейства дори при най-малкото повишаване на температурата в горивната камера. Той следи минималната/максималната стойност на силата на налягането, а също така регистрира началото на кондензация на влага в продуктите на горене или директно в самия газ.

Какво контролира сензорът за прегряване?

Датчикът за прегряване – това е малко устройство, което предпазва газовия котел от кипене, което може да настъпи при повишаване на температурата над +100 °C. Когато се достигне граничната температура в отоплителния кръг, датчикът за прегряване разединява контактите и изключва газовия уред.

Специален датчик NTC (съкращението означава „положителен температурен коефициент“) – това е потопяемо устройство, което контролира температурата вътре в газовия котел.

Основата на устройството се състои от терморезистори или биометрични пластини, понякога това могат да бъдат работни датчики NTC.

Причини за прегряване на газовия котел и варианти за тяхното отстраняване:

1. Липса на циркулация в отоплителния кръг поради запушване на филтрите. Необходимо е внимателно да се почистят всички филтри, да се промият или, при необходимост, да се заменят с нови.
2. „Завъздушаване“ на отоплителния кръг. Може да се отървете от него, като просто отстраните въздуха.
3. Запуши се протокът поради голям слой котлен камък, като при това се чува, сякаш котелът „чука“ или издава пукания. Излишното в апарата се отстранява с помощта на специални химически средства или киселини.
4. По време на пускане на котела се чуват шумове и устройството може да издава грешка „недостатъчна циркулация“. Подобна ситуация е възможна при пускане на котела след продължителен престой и без предварително прогонване на вентилационната система. Причината може да бъде запушване в помпата поради престой. Трябва помпата да се разглоби и щателно да се промие, а след това да се повтори пускането отново.
5. Мястото за инсталиране на оборудването е избрано неправилно. В такъв случай, ако в помещението има повишена влажност на въздуха или ниска температура, то металът, от който е изработен котелът, ще започне бързо да се разваля.

При всяка причина за прегряване тя трябва незабавно да се отстрани, за да се избегне повреда на котела или експлозия. От прегряването потребителят ще може да се отърве както самостоятелно, така и с помощта на опитен майстор.

Външни и вътрешни сензори за температура

Основната задача на температурния сензор за газов котел е да контролира температурата и своевременно да информира за нейните промени. Съвременните устройства за реагиране работят на принципа на електрическо съпротивление, което позволява да се фиксират работните показания.

Според начина на предаване на информация температурните сензори биват:

• кабелни (свързват се с контролера чрез кабел);
• безжични (за предаване на сигнала се използва безжична радиовръзка; такива модели се състоят от 2 части).

Според вида на управление те се делят на прости (поддържат температурата в помещението) и програмируеми (разполагат с много функции, които позволяват да се влияе на топлинния режим в дома).

Сложният програмируем температурен сензор може удобно да се разположи в стаята и, като се използват няколко бутона, да се регулира температурният режим

При някои модели сензори има вграден термостат, който позволява да се контролира нивото на влажност в помещението. Също така има функция за намаляване/увеличаване на влажността.

Според начина на разполагане се различават следните уреди:

• накладни – закрепват се на тръбите на отоплителния контур;
• потопяеми – намират се в постоянен контакт с топлоносителя.

При това вътрешните са разположени непосредствено в помещението, а външните се инсталират отвън и реагират на промените на температурата зад прозореца.

Първите два вида се използват за топлоносителя, т.е. за бойлера, а вторите два – за контрол на температурата на въздуха. Накладните се монтират на външната повърхност на тръбопровода с помощта на специална лента или скоба.

С помощта на прост накладен температурен сензор потребителят ще може без усилие да настрои комфортни температурни показатели, които котелът ще поддържа

Потопяемите сензори за загряване на вода за котела се разполагат само на специални места вътре в апарата в непосредствена близост до топлоносителя.

Елемент за реагиране за измерване на градуса на температурата може да бъде електрически преобразувател (термодвойка, термометър на съпротивление), предварително настроен на определен диапазон. Такива уреди могат да бъдат с дисплей, а при някои модели предварително е заложена възможност за калибриране.

Външният температурен датчик позволява на котела да работи не постоянно, а само при необходимост. Това увеличава експлоатационния живот на газовия котел и потреблението на самия газ. При неговото инсталиране трябва предварително да се предвиди защита от механични и атмосферни (влага, замръзване) въздействия.

Комплектът на външното оборудване включва:

• самия датчик;
• клеми за затягане на електрическия кабел;
• кабелна муфа;
• пластиков корпус, в който ще се намират всички части на устройството.

При промени на температурата навън, датчикът на газовия котел задейства зависима от времето програма, която внася промени в температурния режим на нагряване на водата за отопление.

Външният температурен датчик се закрепва на външната стена на помещението. При неговия избор трябва предварително да се проверят защитните механизми на устройството.

Стайният датчик реагира на промяна на температурата в помещението, след което изпраща информация на автоматиката, която управлява котела. И тя вече дава сигнал за намаляване или увеличаване на мощността на нагряване на отоплителния кръг.

Принципът на работа се състои в това, че потребителят трябва първоначално да зададе необходимата температура в помещението, а техниката вече сама ще контролира газовото оборудване.

Котелът ще бъде включен само в случай, че температурата на въздуха в отопляемото помещение е по-ниска от предварително зададената. По този начин Вие ще намалите месечната сметка за газ приблизително с една трета.

Стайният температурен датчик ще Ви позволи да настроите границите на комфортния температурен режим, а след това техниката ще го поддържа в постоянен режим.

При избора на температурен датчик обръщайте особено внимание на диапазона на температурите. Оптималният вариант е от – 10 °C до + 70 °C. Също така вземете предвид и праговата температура. Има модели, които реагират на понижение на температурата с 1/4 градус.

Това не е много удобно, тъй като котелът ще се изключва често. Все пак повечето реагират при промяна на температурата с 0,5 или 1 градус.

Размерите на самото устройство като цяло са малки: 2×3 cm. При жичните модели дължината на кабела трябва да бъде не по-малка от 5 m. Ако ще се използва безжична връзка, то задължително тествайте радиосигнала.

Правилата и нюансите на регулиране на автоматиката на газовото отоплително оборудване са подробно изложени в статия, чийто материал е изцяло посветен на посочения въпрос.

Сензор за пламък – надеждна защита на Вашия котел

Един от ключовите гаранти за безопасна работа на газовия котел е датчикът за пламък. Неговата основна задача е да изпрати максимално бързо сигнал за затихване на пламъка на горелката към системата за автоматика, за да се прекъсне подаването на газ, за да се избегне неговото изтичане и експлозия на цялото устройство. Също така този датчик трябва да информира контролера за качеството на изгаряне на газа, за наличието на пламък и за интензивността на горене.

Разновидности на датчици за пламък

Те зависят от метода за контрол на пламъка при работа на газов котел. Контролът може да бъде директен или косвен. Термометричният, фотоелектричният, ултразвуковият, йонизационният се отнасят към директните методи.

Косвен се приема контролът върху образуването на въглероден окис в горивната камера, върху налягането на горивото в тръбопровода, през който то постъпва, върху силата на налягането или неговите колебания пред горелката. Тук влиза и проверката на неизчерпаемия източник на запалване.

Сензорът, базиран на термоелектрическия метод на контрол, включва термодвойка (в нея влизат сензор и електромагнитен клапан). Термодвойката е разположена в непосредствена близост до горелката на котела, а електромагнитният клапан се монтира на газопровода, по който се подава газ към подпалваната горелка.

Свързването на сензора за пламък Ви позволява да използвате газов котел или колонка в домашни условия, без да се страхувате за собствения си живот.

В много съвременни уреди се инсталират сензори за йонизация на пламъка. Принципът им на работа се състои в това, че при изгаряне на пламъка между корпуса и електрода на сензора възниква йонизационен ток. Той се формира в случай на привличане на йони. Ако такъв ток липсва, това става сигнал за спиране на подаването на газ.

Ако при изгаряне на пламъка на запалителната горелка се образува необходимото количество свободни електрони и отрицателни йони, то автоматиката активира ключовото устройство, разрешаващо работата на основната горелка.

Обърнете внимание, че коректната работа на йонизационния сензор е възможна само при точно фазово свързване на отоплителния котел към електрическата мрежа.

Именно този механизъм е много по-ефективен от другите в случай на изгаряне на газ, тъй като газът фактически не произвежда светлина, поради което фотоелементът не реагира винаги. Инфрачервеното излъчване се запазва още малко време, което може да е достатъчно за натрупване на голямо количество газ, което автоматично прави инфрачервения сензор за пламък по-малко безопасен.

Сензорът за йонизация се монтира вътре в самия котел. Той предотвратява аварии на газовото оборудване и защитава живота и имуществото на собствениците на къща или апартамент.

Фотосензорите контролират пламъка на основната горелка, но те не се прилагат за диагностика на пламъка на запалителната горелка поради недостатъчния размер на пламъка му. Разделят такива сензори според реакцията им на дължината на вълната на светлинния поток: едни реагират на видимия и инфрачервения спектър на светлинния поток от горящ пламък, други пък „виждат“ само неговия ултравиолетов компонент.

За коректна работа фотосензорите трябва да имат „непосредствен контакт“ с пламъка на горелката, поради което се монтират в непосредствена близост до него. Те се инсталират от страната на горелката под ъгъл спрямо оста ѝ от 20-30°. Поради това фотосензорите са подложени на прегряване от топлинно излъчване от стените на агрегата и нагряване през наблюдения прозорец.

За да се защити фотодатчикът от прегряване, се използват топлоустойчиви кварцови стъкла и принудително издухване, което се осъществява или чрез сгъстен въздух с понижено налягане, или чрез въздух, произведен от вентилатор.

Сензорът за пламък може да задейства, когато се наруши ключовото съотношение газ-въздух или се замърси устройството за запалване или клапанът. Ако сензорът за пламък се повреди по някаква причина, той трябва незабавно да бъде заменен. Това ще запази живота и здравето на Вас и Вашето семейство.

Оборудването на газовото отоплително оборудване с пълен набор от сензори за безопасност и автоматични устройства не изключва необходимостта от редовна поддръжка. За това как се извършват техническите прегледи и ремонти на газовите агрегати е описано подробно в препоръчваната от нас статия.

Изводи и полезно видео по темата

Още повече интересна информация за сензорите за котли – в представените по-долу видеоклипове.

За различните видове котли и подходящите за тях сензори. На примера е показана инсталацията на сензор за тяга.

Авторът на примера подробно разказва за сензорите за тяга и температура: разположение, принципи на работа и полезни тънкости.

Демонстрира се пълна поетапна проверка на сензора за пламък в домашни условия, особености на неговата работа.

Сензорите, ако не влизат в комплектацията на котела, трябва да се избират от същия производител като газовия уред. Повреда на който и да е от тях заплашва с авария или повреда на котела, поради което изисква незабавна намеса.

Всички описани сензори се използват за една цел – да защитят потребителя на газовия котел от аварии и опасни за живота ситуации. Покупката на всеки от тях е инвестиция в безопасността на оборудването, жилището и човешкия живот.

Искате ли да разкажете как сте подбирали сензори за собственото си газово оборудване? Разполагате ли с полезни данни, неотбелязани в статията? Моля, пишете коментари, споделяйте мнение и информация, поставяйте снимки по темата на статията в блока по-долу.