Датчик тяги газового котла: где расположен, принцип работы и устранение неисправностей

Ни один клапан или сенсор не причиняет столько неудобств и проблем, как датчик тяги газового котла. Проблема даже не в самом устройстве. У него простая конструкция, и при необходимости датчик тяги легко проверить. Головной болью всегда были отказы или нештатная работа механизма.

Что такое датчик тяги газового котла

Существует 2 варианта сенсоров, контролирующих тягу. Они отличаются по устройству, ресурсу и скорости срабатывания. В зависимости от того, какого типа камера сгорания на газовом котле, перед выхлопной трубой может быть установлен:

1. Для турбированных с закрытой топкой – мембранный прессостат.
2. Для открытых камер сжигания с обычным дымоходом – контактный датчик с биметаллическим элементом.
3. Для конденсационных моделей – термодатчик, контролирующий температуру отходящих газов.

В первом случае измерение скорости потока и разрежение в дымоходе выполняется прямым способом, по разнице давлений в трубе и за пределами котла. В последних двух определение тяги производится косвенным способом – по температуре потока. Если она низкая, то считается, что подсос в норме, если высокая, то поток внутри дымохода остановился.

Для чего нужен и за что отвечает

Все, что делает датчик, это определяет, есть ли внутри трубы движение (поток) газов. Это обязательное условие, предъявляемое нормами безопасности к конструкции газовых котлов.

Простыми словами, это устройство, которое фиксирует наличие тяги внутри коаксиального или обычного дымохода. Перед запуском газовой горелки плата управления газового котла проверяет состояние дымоходного тракта, если есть тяга, и дымовые газы будут нормально удаляться из топки, то автоматика запустит газовый котел.

В турбированных котлах проблему отходящих газов решают дополнительной продувкой камеры сгорания. То есть даже если датчик работает нестабильно, автоматика просто лишний раз включает вентилятор и продувает продукты горения внутрь дымохода. Тем самым устраняется риск утечки дымовых газов в помещение и отравления ими людей.

На газовых котлах с открытой топкой возможно опрокидывание тяги, и тогда дымовые газы могут быть выброшены в помещение кухни или подсобки. Поэтому в дополнение к термодатчику всегда устанавливается прибор контроля содержания СО внутри помещения.

В конденсационных котлах давление потока контролируется лишь для того, чтобы избежать слишком быстрого удаления продуктов горения. Делается это с помощью задвижки. Она прикрывается, чтобы уменьшить скорость дымовых газов, заставить конденсироваться водяные пары, которые присутствуют в продуктах горения. Защиту от угарного газа обеспечивает наддув вентилятора, а от перегрева – датчик ОГ.

Датчик подключен к так называемому контуру или цепи контроля безопасности газового котла. Он состоит из нескольких независимых устройств (сенсоров или клапанов). Каждое из них срабатывает индивидуально и не зависит от работы других.

Контур состоит из:

1. Прессостата или термодатчика.
2. Реле протока.
3. Электрода контроля фронта горения.

При запуске газового котла каждый из них выводится из статического (нормального) состояния и переводится в измененное. Если по каким-то причинам происходит отказ или поломка, например, исчезает электричество, то датчик или реле протока практически мгновенно блокирует работу газовой горелки котла.

При этом устройства хоть и подсоединены к плате управления, работают независимо от нее. Автоматика лишь контролирует работоспособность датчика или реле протока. Сделано это намеренно, чтобы любые сбои работы платы управления или зависание микропроцессорной системы, как, например, у конденсационных газовых котлов, не влияли на уровень безопасности.

Где расположен датчик тяги газового котла

В большинстве случаев датчик тяги для газового котла устанавливается на стенке дымосборника, на отдельной пластине в паре с термодатчиком. Либо вынесен отдельно от дымохода, но подключен к улитке вентилятора с помощью приемника давления (трубки Вентури).

Для термодатчика место выбирают по результатам проектирования дымосборника. В случае прессостата место, где находится коробка, не имеет значения, главное, чтобы силиконовая трубка была целой.

Устройство в зависимости от типа

По конструкции и принципу действия датчики для котлов с открытой камерой отличаются от турбированных моделей. Мало того, они не являются взаимозаменяемыми даже для газовых котлов одного типа. Только в пределах одной торговой марки и вида можно подыскать однотипный датчик тяги.

Проблема в том, что каждый производитель подыскивает свой вариант наиболее дешевого и простого технического решения по контролю за тягой внутри трубы. Кроме того, все сенсоры, неважно, какие по типу, прессостаты и термостаты, проходят калибровку на рабочей среде (продуктах горения).

С принудительной тягой и закрытой камерой сгорания

По конструкции датчик представляет собой пластиковую коробку, обычно круглой формы, подключенную силиконовой трубкой к приемнику давления Вентури. А тот, в свою очередь, «упакован» внутри улитки вентилятора.

Внутри датчика тяги находится гибкий элемент – мембрана и пара контактов. Коробка имеет несколько отверстий и небольшой штуцер для подключения силиконовой трубки.

Если изменяется давление воздуха внутри трубки, то мембрана растягивается и замыкает контакты. Еще датчик тяги по старинке называют сенсором давления или прессостатом. Так как он фиксирует изменение статического давления воздуха внутри потока относительно атмосферы вокруг газового котла.

Почему выбрана именно такая схема контроля тяги:

1. Чувствительным элементом является коаксиальная трубка Вентури. Это стандартный, признанный инженерной наукой способ отбора давления в движущемся потоке воздуха.
2. Использование мембраны внутри коробки гарантирует высокий ресурс прессостата. Число (количество) срабатываний у гибкого каучукового элемента до разрыва на порядок больше, чем у пружин.
3. Измерение не абсолютного давления, а именно разницы между атмосферным и статическим внутри газового потока, обеспечивает точное срабатывание датчика тяги, независимо от условий внешней среды.

Такая компоновка используется во всех газовых котлах, и пока что ничего лучше придумано не было. Все бытовое газовое отопительное оборудование, независимо от модели и конструкции, использует датчики тяги, фиксирующие перепад давления относительно атмосферного.

Котел с естественной тягой и открытой камерой сгорания

Контроль за тягой на выходе из открытой топки с обычным дымоходом осуществляется по косвенному признаку. В этом смысле газовые котлы с естественной тягой хуже, так как датчик определяет лишь температуру отходящих газов, а не само давление или скорость потока отходящих газов.

Поэтому датчик тяги в таких котлах отопления еще называют термодатчиком. Конструкций термодатчиков, контролирующих тягу, много. Одна из классических моделей приведена на фото.

Внутри такого термодатчика стоит биметаллический элемент. Принцип работы датчика такой же как у регулятора температуры старых электроутюгов. Как работает система – при перегреве пластина отклоняется и размыкает цепь, управляющую термопарой газовой горелки.

Считается, что пока тяга внутри трубы стабильная, с требуемой скоростью потока, биметалл остается относительно холодным. Как только скорость упала (появилась обратная тяга), пластина почти мгновенно нагревается на 100-150оС и разрывает контакт. Как только тяга восстанавливается, биметалл остывает и вновь запускает газовую горелку котла.

Ремонт невозможен, только замена.

С конденсационным типом отопления

Большинство газовых котлов конденсационного типа имеют встроенный вентилятор (турбину) с регулируемым числом оборотов и модулирующую горелку. Тем не менее, прессостата и термодатчика, контролирующих тягу внутри дымоотводящего коллектора, конструкцией котла не предусмотрено.

Схема работы котла предполагает сбор дымовых газов в специальном блоке (сильфоне) для конденсации и выделения дополнительного тепла. Контроль за тягой обеспечивается датчиком температуры ОГ (отходящих газов) и измерением оборотов вращения двигателя.

Формально датчиком тяги в конденсационном котле можно считать термодатчик ОГ. Но он отличается по устройству от биметаллических контактных пластин, применяемых в газовом отопительном оборудовании с топкой открытого типа.

Обычно это полупроводниковый сенсор или термопара, запаянная в трубке. Термодатчик измеряет температуру в пределах от 70 до 150оС, тогда как биметаллические приборы рассчитаны на диапазон 250-450оС.

Когда и почему срабатывает датчик тяги газового котла

В нормальном рабочем положении прибор контроля тяги находится в замкнутом состоянии. То есть во время работы газовой горелки через него течет ток. Такая схема контроля применяется для турбированных моделей и котлов с естественной тягой.

У конденсационных газовых котлов схема контроля за тягой построена по другому. Хотя установка прибора также выполнена на корпусе дымохода. Датчик измерения температуры ОГ не просто фиксирует факт наличия горячих отходящих газов, но и точно измеряет степень нагрева и сообщает эти данные микропроцессору.

То есть в конденсационных газовых котлах нет выделенного элемента контура безопасности, который следил бы за наличием или отсутствием тяги. Сведения о ней микропроцессор получает расчетным образом. Поэтому в конденсационных котлах на изменение ситуации срабатывает не датчик тяги, а микропроцессор.

В состоянии покоя (при неработающей газовой горелке) котлы с закрытой и открытой камерой ведут себя по-разному. У турбированных аппаратов прессостат в состоянии покоя разомкнут. Автоматика может периодически запускать вентилятор, для того чтобы протестировать работу датчика тяги, и все. Если тяга пропадает, то датчик размыкается.

Для котлов с открытой топкой нормальным состоянием считается замкнутое. Стоит отопительный аппарат без дела или работает в нормальном режиме отопления, неважно, если тяга есть, то биметаллический контакт обдувается холодным воздухом (за счет тяги в дымоходе) и остается замкнутым. Если тяга в трубе пропадает, обдув прекращается, пластина нагревается, подача газа остановлена.

Сработка пресс-датчика на турбированном котле возможна по двум причинам:

1. Вентилятор не развивает нужных оборотов для обеспечения требуемого уровня разрежения в трубе. Такое бывает, если, например, загустела смазка в подшипниках. Вентилятор работает, автоматика газового котла определяет обмотку, как исправную, но скорость воздуха (падение давления в потоке) недостаточная, чтобы деформировать мембрану и замкнуть контакты.
2. Вторая причина касается трубки Вентури. Она установлена внутри улитки. Если внутрь трубки попал мусор, пыль, то датчик тяги моментально отключится.

Для термодатчика газового котла с открытой топкой обычной причиной сработки является опрокидывание тяги. Если направление потока в канале дымохода меняется на противоположное, то корпус дымосборника моментально перегревается, а заодно с ним и датчик тяги. Сработка происходит чуть медленнее, чем в случае пресс-датчика тяги в турбированных моделях.

Проверка мультиметром

Сразу нужно сделать оговорку – проверять кустарным способом можно лишь механические датчики тяги, неважно, прессостат или термодатчик.

Во многих современных газовых котлах с турбиной начинают устанавливать электронные датчики тяги. Они имеют встроенную электронную плату, с помощью которой автоматика газового котла может дополнительно определять величину разрежения (тяги) в трубе. Проверить такой датчик вручную с помощью тестера практически невозможно, потребуется как минимум осциллограф или частотомер.

В стандартном варианте рабочий электронный датчик тяги при появлении разрежения в дымоходе показывает снижение (увеличение) частоты сигнала на третьей, дополнительной клемме почти в 2 раза.

Как проверить механический прессостат. Процесс сводится к подключению к разъемам щупов мультиметра (прибор в режиме прозвонки), после чего нужно одеть на штуцер трубку и сильно потянуть воздух ртом. Датчик должен щелкнуть, а мультиметр покажет замыкание (выдаст звуковой сигнал).

Такая же схема используется для проверки термодатчика:

1. Тестер переключается на режим измерения с пределом 20 кОм, щупы подключаются к ножкам сенсора.
2. К корпусу нужно поднести горящую спичку.
3. Термодатчик щелкнет, и прибор покажет разрыв цепи.

Все остальные варианты проверки работоспособности датчика на газовых котлах лучше не использовать из-за их травмоопасности.

Датчики температуры (потока) ОГ в конденсационных котлах самостоятельно проверить сложно. Он может оказаться нерабочим, даже если мультиметр покажет внутреннее сопротивление. Поэтому, если микропроцессор газового котла выдает в качестве ошибки отказ сенсора контроля ОГ, то устройство просто подлежит замене на новое.

Как отключить датчик тяги газового котла

Для турбированных моделей отключение прессостата остановит работу газового котла. Такая же реакция будет со стороны автоматики, если попытаться просто закоротить контакты. И в первом, и втором случае система диагностики будет выдавать ошибку в работе датчика и блокировать газовую горелку.

У газовых котлов с открытой топкой можно убрать термодатчик. Но перед тем как отключить контакты подсоединяют через сопротивление около 7-8 кОм. Но делать это можно лишь в том случае, если в разрыв между дымосборником и трубой дымохода врезана (установлена) дополнительная турбированная насадка.

Это, по сути, та же турбина, но установленная на прямой вертикальный участок сэндвич-трубы. После турбины дымовые газы направляются внутрь дымохода принудительным способом. Насадка работает постоянно, создавая разрежение внутри топки и избыточное давление дымовых газов на входе внутрь дымохода. Это достаточно грамотное техническое решение применяется в основном для местности с сильными ветрами.

Если опрокидывание тяги задует пламя топки, то термопара отключит горелку, но в этом случае отключится вся система отопления дома. А турбированная насадка гарантированно защищает от любых неприятностей с падением тяги.

Как устранять неисправности

Из опыта эксплуатации газовых котлов уже известно, какими «болезнями» страдают прессостаты и термодатчики. В большинстве случаев проблема вызвана неправильным обслуживанием или полным его отсутствием.

Как восстановить работу датчика тяги на газовом котле с турбиной

Стандартная проблема – не отказ самого датчика, а засорение пылью приемного элемента Вентури или силиконовой трубки. Поэтому первым делом необходимо прочистить воздушный канал, соединяющий датчик с улиткой вентилятора.

Вторая проблема связана с обрывом клемм на коробке. На старых газовых котлах металл клеммников может дополнительно окисляться. В итоге датчик оказывается рабочим, но реакции на работу вентилятора нет.

Иногда внутрь коробки попадает влага. Это конденсированные водяные пары, они проникают внутрь и часто становятся причиной преждевременного старения мембраны. Если мембранный элемент потерял гибкость, то «вылечить» прессостат уже не удается.

Третий вариант неисправности – растрескивание корпуса. Так как датчик тяги работает с разрежением внутри улитки вентилятора, подсос воздуха через трещину блокирует работу сенсора. Временно такой прессостат можно заклеить, но при первой же возможности лучше заменить. Трещины означают, что пластик корпуса начал разрушаться, поэтому со временем появятся новые повреждения.

Восстановление термодатчика

Устройства, контролирующие воздушный поток на газовых котлах с открытой топкой, чаще всего теряют работоспособность из-за постоянного перегрева. Корпус, даже с никелевым покрытием, быстро окисляется. Также окисляются контакты на разъеме.

Иногда относительно новый термодатчик перестает работать из-за залипания контактов. Чтобы восстановить положение биметаллической пластины, достаточно снять и постучать по корпусу. Разбирать устройство не рекомендуется.

Неисправность датчика тяги газового котла считается наиболее распространенной причиной блокировки отопительного агрегата. Снять и проверить его несложно. Но, как и любой сенсор, устройство для контроля потока требует аккуратного обращения, иначе запустить газовый котел будет невозможно. Примерно в одном из пяти случаев термодатчик выходит из строя из-за неаккуратного обращения с устройством.

А как считаете вы, допустимо ли проверять работоспособность, а потом и ремонтировать любые датчики в газовом котле? Поделитесь своим мнением в комментариях.