Как выбрать и установить температурный датчик для котла отопления

Датчиком температуры для отопительного котла называют приспособление, контролирующее работу теплоносителя. Он производит анализ температурного режима и корректирует температуру в системе отопления. Благодаря воздействию датчика в системе ГВС устанавливается оптимальный режим работы, позволяющий экономить 25% – 30% потребляемого агрегатом энергоносителя, а также не допускается аварийная ситуация котельного оборудования. Сегодня практически любой электрокотел оснащен термодатчиком.

Виды термодатчиков

Функционирование измерителя зависит от напряжения на диоде измерительной цепи. Изменение температуры прямо пропорционально сопротивлению диода. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление, и наоборот.

В теплоэнергетике в основном применяют два типа ДТ:

1. Контактного типа, когда обеспечивается прямой контакт измеряемой среды с датчиком. Например, в водяной или газовой среде.
2. Бесконтактного типа измеряют не саму температурную среду, а уровень выделяемого ею тепла или холода, посредством измерения излучения, которое она испускает.

Кроме того, ДТ подразделяются по принципу действия на такие группы датчиков: электронные, электрические, механические и резистивные. Дополнительно ДТ различают по варианту размещения:

• накладные, которые монтируют с обеспечением надежного контакта на поверхности с измеряемой средой;
• погружные — располагаются в толще среды с измеряемым температурным потоком;
• комнатные — датчик температуры воздуха, контролирующие Т внутреннего воздуха в отапливаемом помещении;
• наружные — измеряют температуру внешнего воздуха за отапливаемым объектом.

По способу определения температуры

К ним относятся простейшие термопары, состоящие из 2-х разнородных металлов, генерирующих электрическое напряжение прямо пропорционально изменению температуры и резистивный датчик температуры RTD.

Этот резистор изменяет собственное электросопротивление, которое прямо пропорционально изменению температуры. Конструктивно он выполнен из катушки с намотанным тонким проводом из меди, платины или никеля и керамического корпуса.

Гораздо реже применяются манометрические термодатчики, измеряющие давление газовой или жидкой среды в замкнутом сосуде.

Они способны измерять температуру немагнитным методом без использования источника тока, что позволяет их использовать для дистанционного контроля. Тем не менее они обладают чувствительностью значительнее меньше других модификаций ДТ и обладают эффектом инерционности.

Контактные датчики

Эта группа датчиков в котле отвечают за контроль по температуре нагреваемой воды, чтобы не допустить закипание ее выше 100 С, поэтому их еще называют датчиками перегрева. При достижении граничной температуры в отопительном контуре, ДТ расцепляет электроконтакты клапана-отсекателя, который перекрывает подачу газа в котел, после чего он отключается.

К этой группе датчиков относятся специальные погружные датчики температуры NTC с «позитивным температурным коэффициентом», контролирующих температуру внутри водяного контура газового котлоагрегата. Они работают на базе терморезисторов или биометрических пластин и хорошо совместимы с датчиками разрежения в топке.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла. Выбираются только те физические величины, которые меняются (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую. Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Как выбрать термодатчик

ДТ — основные элементы автоматики безопасности и регулирования любого котла. Выбор их производиться заводом-изготовителем в составе системы защиты агрегата. Тем не менее существуют ситуации, когда это нужно выполнить самостоятельно, например, при реконструкции схемы теплоснабжения дома или установки в схему дополнительного бойлера косвенного нагрева воды.

Выбор датчик температуры для газового котла проводят с учетом таких показателей:

• ДТ должен быть чувствительным в рабочих температурных диапазонах и фиксировать все изменения нагреваемой среды с наименьшей задержкой, при высоких значениях температур, например, как в топке котла;
• учитывать специфику контролируемой среды и технологические особенности монтажа: погруженный либо фиксируемый на корпусе;
• учитывать все негативные воздействующие факторы и по возможности минимизировать их;
• учитывать конструктивные особенности ДТ: по напряжению, скорости передающего сигнала, допустимые погрешности при измерениях, области применения, максимальный срок службы, необходимость периодической проверки и аттестации прибора.

В то же время выбирая ДТ, требуется тщательным образом ознакомиться с инструкцией и схемой подключения, чтобы совпадали требования с уже установленным оборудованием на котле.

Как правило, положено заказывать измерители, которые советует производитель котлоагрегата, чтобы обеспечить совместимость элементов системы безопасности и гарантировать их безошибочную работу. В том случае, когда в торговой сети подобные модификации отсутствуют, следует выбирать из сертифицированных аналогов.

В каком месте установить

ДТ устанавливается предельно близко к контролируемому параметру. Так в двухконтурных котлах они размещаются на обратном перед входом в котел, на выходе из него в подающем трубопроводе, на выходе из агрегата в контуре ГВС.

ДТ по контролю за уходящей температуры дымовых газов, устанавливается на выходе из котла перед устьем дымовой трубы. Беспроводные ДТ для котлоагрегата размещаются прямо на контроллере либо на газовом клапане-отсекатель. Проводные — подключаются вариантом, обозначенным заводом-изготовителем оборудования.

Подключение датчика температуры

Котловые ДТ подключаются к определенному регулирующему контроллеру, который отвечает за основные температурные режимы агрегата и к термостату.

Комнатный датчик

ДТ для определения внутренней температуры в помещении, в системе регулирования режимами отопления, устанавливают на комнатной стенке при соблюдении следующих условий:

• Должны отсутствовать вблизи внешние источники тепловой энергии или охлажденного воздуха, например, от кондиционера;
• свободный доступ воздушных потоков к точке замера температуры, рядом с ДТ не должны быть установлены предметы мебели или шторы, способные заслонять его от конвективного теплообмена в комнате;
• ДТ устанавливается на расстоянии не менее 1.3 м от уровня пола;
• в зоне работы терморегулятора не должны быть ЭМ-излучения, электропроводки и любых мощных бытовых электрических приборов.

Допускается установка ДТ в выполненное углубление в стенке, при этом важно, чтобы термоэлемент не был сверху закрыт.

Подсоединение внешнего датчика

Датчик с наружи дома устанавливается в схеме погодозависимой автоматики котла и размещается на наружной стороне дома. Чтобы не исказить реальные показания температур наружного воздуха потребуется при его установки выполнить ряд условий:

• исключение прямого воздействие УФ- лучей на измерительную часть ДТ;
• контакт со стеной не должен быть металлическим;
• тщательно отнестись к условиям прокладки кабеля ДТ, особенно в местах подверженных воздействию химико-биологических источников, способных испортить изоляцию кабеля;
• уровень месторасположения ДТ на стенке обязан быть не выше 2/3 дома, а если здание трехэтажное, то между 2-м и 3-м этажом;
• нужно исключить все возможные отрицательные факторы, уменьшающие чувствительность либо точность замеров датчика, например, работу рядом установленного кондиционера или вентилятора, с большой скоростью движения воздушных масс.

Подключение датчика для газового котлоагрегата

Датчик температуры работающий в системе безопасности газового котла размещают на контроллер либо на клапан с газовой сети. При самостоятельном подключении вначале изучается схема, представленная заводом-изготовителем, выбирается место установки, маркировка и размещение контактной группы.

Алгоритм подключения датчика на газовый котел своими силами:

1. Снимаю на газовом агрегате переднюю панель, чтобы открыть доступ к плате и контактной группе.
2. Извлекаю перемычку, установленную заводом между клеммами.
3. К данным клеммам подсоединяю нужные провода от контактов ДТ с полярностью указанной на схеме производителем оборудования.
4. При установке беспроводного термодатчика к релейному блоку — подключаю 3-х жильный провод на 220 В с заземляющей линией.

Подсоединение водяного термодатчика

Датчик температуры для контроля нагрева воды в двухконтурном котле устанавливают безконтактного типа, на поверхности обратной трубы, а контактного — непосредственно вводят в трубопровод. В некоторых случаях разрешена установка ДТ на циркуляционном отопительном насосе, чтобы исключить попадание в котлоагрегат обратного теплоносителя, имеющего высокую температуру.

Для одноконтурного агрегата запрещено устанавливать датчик температур в обратный трубопровод, чтобы не перекрыть циркуляцию при высокой температуре обратки, что приведет к аварийной остановке котла или недогреву дальних комнат. В этом случае рекомендуется устанавливать ДТ на выходе горячей воды из котла, чтобы не допустить ее перегрева, когда котел может быть остановлен в аварийном порядке, например, из-за низкого разрежения в топке.

Датчик+ термостат

Это схема относится к энергоэффективным, поскольку управление котлом осуществляется по двум точкам контроля: температуре нагреваемой воды и внутреннего воздуха в помещении. Это особенно важно в моменты переходных климатических сезонов — весной и осенью, когда комнаты прогреваются не только от отопительной системы, но и от солнечных лучей.

Если котел работает только по температуре теплоносителя, то будет происходить процесс тактования котла, когда он будет постоянно включаться-отключаться, весьма вредно для его внутренних узлов и особенного для горелки.

При схеме работы от комнатного термостат, показатели которого более стабильны и меняются медленно, работа котла становится более стабильной и приносит реальную экономию на отопление до 20 %.

Основные типы термопар для газового котла

Моделей термодатчиков фронта горения газового оборудования много. На термопары существует даже ГОСТ Р 8.585-2001. Отличаются они между собой длиной медной трубки, оформлением и толщиной головки горячего спая и способом фиксации контактной площадки на блоке АОГВ.

Все модели выпускаются стандартной длины, от 30 до 150 см с шагом 30 см. Гайка штуцер может иметь резьбу М8х1, М9х1, 11/32 дюйма или цанга М10х1. Для некоторых моделей АОГВ используется контактная колодка-разъем.

Также термопары отличаются по используемым сплавам.

Для систем контроля газовых котлов используются четыре типа сплавов:

• тип Е изготавливается спаем сплавов константа и хромель. Работает при температуре до 740 ℃;
• тип J выполнен на основе железа и константа. Рабочая температура до 600 ℃;
• тип К имеет спай из алюминия и хромеля. Устойчиво работает до 1350 ℃, отличается быстрым откликом на изменение температуры. Для котлов, работающих на угольном брикете и газовом топливе, не используется из-за высокой чувствительности к повышенному содержанию СО, СО2;
• тип N работает при температуре до 1200 ℃. В спае использованы нихросил и нисил. Обладает высокой точностью. Применяется в газовых котлах большой мощности.

Кроме термопар на цветных металлах существуют модели на основе платино-платинородиевого спая. Обладают высокой стабильностью работы и низкой чувствительностью к загрязнению продуктами горения газового и брикетного топлива.

Стоимость платиновых термопар на порядок выше хромовых и железных, но применяются термодатчики на платинородиевых спаях преимущественно в промышленности. Пытаться ставить их на бытовые газовые котлы без шунтирования не имеет смысла, так как рабочее напряжение почти вдвое превышает потенциал на наиболее распространенных хромель-копелевых моделях.

Правильная эксплуатация

При эксплуатации термодатчиков строго должна выполнятся инструкция завода-изготовителя котла и измерительного устройства. Для того чтобы обеспечить точность измерений чувствительный элемент должен обладать наибольшим контактом с измеряемой средой, кроме того потребуется своевременно проводить обслуживание измерительного устройства и его калибровку по срокам обозначенным инструкцией.

Специфика эксплуатации ДТ с соблюдением техники безопасности:

• ДТ устанавливается в ту среду, которая должна контролироваться и регулироваться по теплообмену;
• при установке должны быть исключены все негативные факторы, способные изменить показание датчика;
• запрещается эксплуатировать измеритель, с поврежденной изоляцией;
• запрещено выполнять самостоятельную разборку датчика;
• все ремонтные и обслуживающие операции выполняют при полном отключении сетей измерителя от напряжения 220В.

Неисправности

Высокотемпературные условия эксплуатации датчиков, особенно при нестабильных режимах работы котла, приводят к тому, что первичные измерители выходят из строя. Котел будет часто срабатывать на отключение при периодическом отказе термопары или диагностика работы котла будет сигнализировать ошибку, а приборы могут показывать «обрыв цепи».

Шаги по устранению неисправности датчика температуры:

1. Чтобы отремонтировать ДТ проверяю правильность выводов -ve и + ve
2. Убеждаюсь, что установлен кабель в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.
3. Проверяю, отсутствие внешних источников тепла, способных исказить показания ДТ.
4. Проверяю настройку регулятора температуры.
5. Диагностирую возможные ошибки обрыва.
6. Осматриваю датчик на предмет повреждений.
7. Проверяю неисправную термопару мультиметром.

Датчик температур — основной измеритель в системе безопасности и управления котлом. Он выполняет не только защитную функцию, но и способствует до 30 % экономии тепловой энергии и расхода газа, поскольку не допускает режимов перегрева и тактования котла.

Современные российские требования по эксплуатации бытовых котлов обязывают всех производителей котлов устанавливать ДТ в систему безопасности и защиты, лучше если эта работа будет выполняться непосредственно на заводе.

Ремонт своими руками

Некоторые неполадки можно устранить самостоятельно. Главное — придерживайтесь наших рекомендаций.

Водонагреватель не включается

В первую очередь проверьте, есть ли напряжение в сети. Проверить это можно отверткой с индикатором: он должен загореться на «Фазе», а на «Нуле» и «Земле» — нет. Если изоляция кабеля нарушена, не рекомендуется выполнять ремонт. Лучше сразу заменить элемент, но следите, чтобы новый кабель соответствовал старому по параметрам.

Короткое замыкание или отсутствие заземления приводят к постоянному отключению автомата УЗО. Пробой ТЭНа на корпус тоже приводит к подобным последствиям. В таком случае проводится диагностика и замена элемента.

Автомат УЗО мог сломаться. Чтобы подтвердить догадки, нажмите на панели прибора RESET. Лампочка светится? Значит, питание подается. Потом нажмите TEST и снова RESET. Если индикатор вновь светится — УЗО работает нормально.

Бойлер не греет воду

Проверьте плотность контактов между вилкой и розеткой. Если все в порядке и напряжение нормально подается, нужно проверять ТЭН. У вас накопительный тип бойлера? Тогда сначала слейте из него воду. Объем воды в 50-80 литров можно удалить через краник. 100 литров и больше лучше сливать при помощи клапана.

Снимите корпус со стены. Теперь нужно вытащить фланец, к которому крепится ТЭН. В моделях «Аристон» 80 литров фланец крепит всего один болт. В остальных случаях придется открутить 5 болтов.

Разборка выполняется так:

• Прокрутите фланец по оси.
• Вытащите его из бака.

• Диагностика нагревателя проводится мультиметром. Подробнее в статье: «Замена ТЭНа в водонагревателе» .
• Если стрелка мультиметра двигается, деталь исправна. Стоит на месте? Нужно ставить новую.

Заметили, что вода греется дольше обычного? Это не значит, что нагреватель сломался. Возможно, причина в накипи: со временем она нарастает толстым слоем и мешает нормальной теплоотдаче. Проведите чистку элемента специальными средствами.

Отсутствие нагрева может указывать на поломку термостата. Выполните перезапуск на панели бойлера. Если не получается перезапустить технику, термостат неисправен.

Точнее диагностировать поломку поможет тестер:

• Установите мультиметр в максимальное положение.
• Приложите щупы к контактам термостата (находится рядом с ТЭНом).
• Стрелка на экране двигается? Прибор рабочий.

Есть другой вариант:

• Нагрейте термостат зажигалкой.
• Установите мультиметр на «минимум».
• Приложите щупы к контактам.
• Если стрелка смещается от нуля, тогда деталь функционирует нормально.

При неисправности требуется замена термостата. Отключите проводку от детали, вытащите ее из отверстия.

Установка проводится в обратном порядке.