Gāzes katlu sensori: veidi, darbības princips, raksturlielumi

Mūsdienīgs gāzes katls ir sarežģīta inženiertehniskā iekārta, ko izmanto ūdens un dzīvojamo telpu apkurei. Tā visu mehānismu darbību kontrolēt un savienot palīdz īpaši sensori gāzes katliem. To darbības princips ir vērts izprast. Vai jūs piekrītat?

Tieši pateicoties sensoriem, tiek ievēroti galvenie gāzes iekārtu ekspluatācijas principi – tiek nodrošināta darbības drošība un automatizācija. Mūsu piedāvātajā rakstā detalizēti aprakstīti visi šo kompakto ierīču veidi un to uzstādīšanas īpatnības. Ņemot vērā mūsu padomus, jūs varēsiet nevainojami aprīkot katlu.

Galvenie sensoru veidi

Visu sensoru galvenais darbības princips ir signāla pārveidošana un rezultāta interpretācija, lai operatīvi informētu lietotāju par izmaiņām gāzes katla darbībā.

Gāzes iekārta ir aprīkota ar papildu iekārtu komplektu, pateicoties kuram to var ieprogrammēt darbībai noteiktā režīmā.

Kompakts pārkaršanas sensors pagarina gāzes katla ekspluatācijas laiku un neļauj tam sabojāties augstās ūdens temperatūras dēļ

Galvenie sensori, kas atbild par iekārtas drošību:

• vilkmes;
• temperatūras (āra un iekštelpu);
• liesmas;
• spiediena sensori (presostats);
• pārkaršanas.

Apskatīsim katra no tiem īpašības un ekspluatācijas pazīmes.

Lai noteiktu vilkmes spēku aparātā, tiek izmantots vilkmes sensors vai termorelejs gāzes katlam, tas arī atbild par pareizu gāzes sadegšanu.

Pateicoties šim nelielajam vilkmes sensoram, sadegšanas gāze nenokļūs telpā, bet tiks izvadīta pa dūmēju uz āru.

Vilkme ir nepieciešama, lai atbrīvotu katlu no tvana gāzes. Normāla vilkme «izvada» sadegšanas produktus no telpas, nevis tajā, vāja vilkme var izraisīt katla nodzišanu un līdz ar to avāriju.

Visbiežāk šādi sensori tiek uzstādīti dūmu uztvērējā. Bojāta sensora gadījumā sadegšanas produktu dūmi iekļūst telpā un rada draudus dzīvības drošībai.

Sensora veids ir atkarīgs no katla veida, kuram vēlaties to pievienot. Pirmais veids – katli ar dabisko vilkmi, otrais – ar piespiedu vilkmi.

Shēmā uzskatāmi attēlota atšķirība starp atvērtas un slēgtas sadegšanas kameras darbību gāzes katlos, kā arī dūmvada iekārtā.

Iekārtās ar dabisko vilkmi sadegšanas kamera ir atvērta. Normālas darbības laikā oglekļa monoksīds izplūst pa skursteni, bet drošības termostats uzrauga vilkmes esamību un izejošo gāzu temperatūru. Šādos katlos tiek izmantots sensors metāla plāksnes formā ar tai piestiprinātu kontaktu.

Tā darbības princips ir signāla padeve vārstam, kas nepieciešamajā brīdī pārtrauks gāzes plūsmu uz degli. Termoreleja iekšpusē atrodas metāla sloksne, kas reaģē uz temperatūras izmaiņām.

Termorelejs tiek noregulēts uz noteiktu temperatūru atbilstoši katlā esošajai degvielai. Ja tiek izmantota dabasgāze, temperatūras robežas būs no +75 °C līdz +950 °C, bet sašķidrinātas gāzes gadījumā – no +75 °C līdz +1500 °C.

Ja rodas traucējums oglekļa monoksīda izplūdes procesā (pa skursteni uz āru), citiem vārdiem sakot, tiek traucēta vilkme, ierīce nostrādā. Kad tas notiek, temperatūra ierīces iekšienē paaugstinās, metāls izplešas, sensors nostrādā un katls atdziest.

Gāzes iekārtu ar dabisko vilkmi īpašniekiem vajadzētu pievērst uzmanību jēdzienam "apgrieztā vilkme". Vienkāršiem vārdiem – tas ir process, kad oglekļa monoksīds nonāk telpā, nevis tiek izvadīts pa skursteni.

Traucējums rodas temperatūras svārstību, nepareizas skursteņa uzstādīšanas vai tā aizsērēšanas dēļ, kā arī var ietekmēt neprecīzi skursteņa izmēru aprēķini. Neatkarīgi no apgrieztās vilkmes rašanās iemesla, tā nekavējoties jānovērš, lai izvairītos no saindēšanās ar oglekļa monoksīdu.

Spēcīga apgrieztā vilkme darbībā. Tā var izraisīt dzīvokļa vai mājas iedzīvotāju saindēšanos lielā oglekļa monoksīda daudzuma dēļ telpā.

Iekārtās ar piespiedu vilkmi ir uzstādīta slēgta sadegšanas kamera, un gāze tiek izvadīta ar turbīnas-ventilatora palīdzību. Šeit tiek izmantots sensors-pneimorelejs, kas izpildīts membrānas veidā.

Normālas vilkmes apstākļos membrāna nedaudz deformējas oglekļa monoksīda spēka ietekmē. Kad plūsma kļūst pārāk vāja un membrāna paliek nekustīga, kontakti atdalās un gāzes vārsts aizveras. Šāds sensors kontrolē gan ventilatora darbību, gan sadegšanas produktu ātrumu.

Ja ir šaubas par ierīces, kas pārtrauc gāzes padevi noplūdes gadījumā, nostrādi, blakus gāzes iekārtai vēlams uzstādīt oglekļa monoksīda sensoru. Tā uzstādīšana ir stingri ieteikta, bet nav obligāta.

Vilkmes sensora nostrādes iemesli: kļūdas katla vai skursteņa uzstādīšanā, skursteņa aizsērēšana vai ventilatora apstāšanās (tikai iekārtās ar piespiedu vilkmi).

Gāzes katla automatizācijas sistēmas darbības princips un uzbūve ir detalizēti aprakstīti nākamajā rakstā, ar kuru iesakām iepazīties.

Presostata darbības princips

Presostats jeb spiediena sensors aizsargā katlu no pārkaršanas pēkšņa gāzes spiediena maiņas vai ūdens plūsmas samazināšanās laikā.

Presostata uzstādīšana aizsargā gāzes iekārtu no pēkšņiem vai pārāk lieliem spiediena lēcieniem un, ja nepieciešams, izslēgs gāzes aparātu.

Vizuāli tas ir standarta elektriskais sensors vai relejs, vairumā gadījumu ar divām elektriskām korekcijas ķēdēm. Tieši šīs ķēdes nosaka divus galvenos ierīces darba režīmus:

• 1 režīms paredz normālu spiedienu, kura laikā sensora termostata membrāna nemaina atrašanās vietu un noslēdzas pirmā kontaktu grupa. Katls darbojas normālā režīmā, pateicoties strāvas plūsmai caur šo ķēdi. Tā arī vienmēr ir saistīta ar agregāta kopējo ķēdi.
• 2 režīms tiek ieslēgts, kad kāds sistēmas parametrs iziet no normas. Releja iekšienē termostata membrāna pārvietojas un izliecas. Pirmā kontrollera ķēde tiek atvienota, pateicoties membrānai, bet otrā tiek aizvērta. Katla iekārta pārtrauc pareizu darbību. Dežūrrežīma darbība, kas informē katla lietotāju par avāriju, tiek aktivizēta ar sensora sekundārās ķēdes palīdzību.

Sensors iedarbojas pat nelielākās temperatūras paaugstināšanās gadījumā sadegšanas kamerā. Tas izseko minimālo/maksimālo spiediena vērtību, kā arī reģistrē mitruma kondensācijas sākumu sadegšanas produktos vai tieši gāzē.

Ko kontrolē pārkaršanas sensors?

Pārkaršanas sensors ir neliela ierīce, kas pasargā gāzes katlu no vārīšanās, kas var notikt, temperatūrai paaugstinoties virs +100 °C. Kad tiek sasniegta robežtemperatūra apkures kontūrā, pārkaršanas sensors atvieno kontaktus un izslēdz gāzes aparātu.

Īpašs NTC sensors (saīsinājums nozīmē «pozitīvs temperatūras koeficients») – tas ir iegremdējams sensors, kas kontrolē temperatūru gāzes katla iekšpusē.

Ierīces pamatu veido vai nu termorezistori, vai biometriskās plāksnes, dažreiz tie var būt darba NTC sensori.

Gāzes katla pārkaršanas iemesli un to novēršanas iespējas:

1. Cirkulācijas trūkums apkures kontūrā filtru aizsērēšanas dēļ. Nepieciešams uzmanīgi iztīrīt visus filtrus, izskalot tos vai, ja nepieciešams, nomainīt pret jauniem.
2. Apkures kontūra «gaisošana». No tā var atbrīvoties, vienkārši noņemot gaisu.
3. Plūsma aizsērējusi liela kaļķakmens slāņa dēļ, un ir dzirdams, it kā katls «klauvētu» vai radītu sprādzienveida skaņas. Liekais aparātā tiek noņemts ar speciāliem ķīmiskiem līdzekļiem vai skābēm.
4. Katla palaišanas laikā ir dzirdami trokšņi, un ierīce var parādīt kļūdu «nepietiekama cirkulācija». Šāda situācija iespējama, iedarbinot katlu pēc ilgstošas dīkstāves un bez iepriekšējas ventilācijas sistēmas darbināšanas. Iemesls var būt sūkņa aizsērēšana dīkstāves dēļ. Nepieciešams izjaukt sūkni un rūpīgi izskalot, pēc tam atkārtot palaišanu.
5. Iekārtas uzstādīšanas vieta tika izvēlēta nepareizi. Šādā gadījumā, ja telpā ir paaugstināts gaisa mitrums vai zema temperatūra, tad metāls, no kura izgatavots katls, sāks ātri bojāties.

Jebkura pārkaršanas iemesla gadījumā tas nekavējoties jānovērš, lai izvairītos no katla bojājuma vai sprādziena. No pārkaršanas lietotājs var atbrīvoties gan patstāvīgi, gan izmantojot pieredzējuša meistara pakalpojumus.

Āra un iekštelpu temperatūras sensori

Gāzes katla temperatūras sensora galvenais uzdevums ir kontrolēt temperatūru un savlaicīgi informēt par tās izmaiņām. Mūsdienu reaģēšanas ierīces darbojas pēc elektriskās pretestības principa, kas ļauj fiksēt darba rādījumus.

Pēc informācijas pārraides veida temperatūras sensori ir:

• vadu (savienojas ar kontrolieri, izmantojot kabeli);
• bezvadu (signāla pārraidei tiek izmantota bezvadu radiosakari, šādi modeļi sastāv no 2 daļām).

Pēc vadības veida tos iedala vienkāršajos (uztur temperatūru telpā) un programmējamos (ir daudz funkciju, kas ļauj ietekmēt siltuma režīmu mājā).

Sarežģītu programmējamu temperatūras sensoru ir ērti novietot telpā un, izmantojot dažas pogas, regulēt temperatūras režīmu

Dažos sensoru modeļos ir iebūvēts termostats, kas ļauj kontrolēt mitruma līmeni telpā. Ir arī mitruma samazināšanas/palielināšanas funkcija.

Pēc izvietošanas veida izšķir šādas ierīces:

• uzliktie – piestiprinās pie apkures kontūra caurulēm;
• iegremdētie – atrodas pastāvīgā saskarē ar siltumnesēju.

Savukārt iekštelpu atrodas tieši telpā, bet āra tiek uzstādīti ārpusē un reaģē uz temperatūras izmaiņām aiz loga.

Pirmie divi veidi tiek izmantoti siltumnesējam, t.i., boilerim, bet otrie divi – gaisa temperatūras kontrolei. Uzliktie tiek montēti uz cauruļvada ārējās virsmas, izmantojot speciālu lenti vai skavu.

Ar vienkāršu uzliktu temperatūras sensoru lietotājs varēs bez grūtībām iestatīt komfortablus temperatūras rādītājus, kurus katls arī uzturēs

Iegremdētie ūdens sildīšanas sensori katlam tiek novietoti tikai īpašās vietās iekārtas iekšpusē tiešā siltumnesēja tuvumā.

Par reaģēšanas elementu temperatūras grādu mērīšanai var būt elektriskais pārveidotājs (termopāris, pretestības termometrs), iepriekš iestatīts uz noteiktu diapazonu. Šādas ierīces var būt ar displeju, dažos modeļos iepriekš ir iestrādāta kalibrēšanas iespēja.

Āra temperatūras sensors ļauj katlam darboties ne visu laiku, bet tikai nepieciešamības gadījumā. Tas palielina gāzes katla kalpošanas laiku un paša gāzes patēriņu. Uzstādot to, iepriekš jāparedz aizsardzība pret mehāniskām un laikapstākļu (mitruma, sala) iedarbībām.

Ārējā aprīkojuma komplektā ietilpst:

• pats sensors;
• spailes elektriskā kabeļa saspiešanai;
• kabeļa mufa;
• plastmasas korpuss, kurā atradīsies visas ierīces detaļas.

Mainoties temperatūrai ārā, gāzes katla sensors iedarbina laikapstākļu atkarīgo programmu, kas veic izmaiņas ūdens sildīšanas temperatūras režīmā apkurei.

Āra temperatūras sensors tiek piestiprināts pie telpas ārsienas. Izvēloties to, iepriekš jāpārbauda ierīces aizsardzības mehānismi.

Iekštelpu temperatūras sensors reaģē uz temperatūras izmaiņām telpā, pēc tam nosūta informāciju automātikai, kas vada katlu. Un tā jau dod signālu samazināt vai palielināt apkures kontūra sildīšanas jaudu.

Darbības princips ir tāds, ka lietotājam sākotnēji jāiestata nepieciešamā temperatūra telpā, un tehnika jau pati kontrolēs gāzes iekārtu.

Katls būs ieslēgts tikai tad, ja gaisa temperatūra apsildāmajā telpā būs zemāka par iepriekš iestatīto. Tādējādi jūs samazināsiet ikmēneša gāzes rēķinu aptuveni par trešdaļu.

Iekštelpu temperatūras sensors ļaus jums iestatīt komfortabla temperatūras režīma robežas, un tālāk tehnika to uzturēs pastāvīgā režīmā.

Izvēloties temperatūras sensoru, īpašu uzmanību pievērsiet temperatūras diapazonam. Optimālais variants būs no – 10 °С līdz + 70 °С. Ņemiet vērā arī sliekšņa temperatūru. Ir modeļi, kas reaģē uz temperatūras pazemināšanos par 0,5 vai 1 grādu.

Tas nav ļoti ērti, jo katls bieži izslēgsies. Tomēr lielākā daļa nostrādā, mainoties temperatūrai par 0,5 vai 1 grādu.

Pašas ierīces izmēri galvenokārt ir nelieli: 2×3 cm. Vada modeļos kabeļa garumam jābūt vismaz 5 m. Ja tiks izmantots bezvadu savienojums, tad noteikti pārbaudiet radiosignālu.

Gāzes apkures iekārtu automātikas regulēšanas noteikumi un nianses ir detalizēti izklāstīti rakstā, kura materiāls ir pilnībā veltīts norādītajam jautājumam.

Liesmas sensors – jūsu katla uzticama aizsardzība

Viens no galvenajiem drošas darbības garantiem gāzes katlam ir liesmas sensors. Tā galvenais uzdevums – pēc iespējas ātrāk nosūtīt signālu automātikas sistēmai par liesmas nodzišanu uz degļa, lai pārtrauktu gāzes padevi, tādējādi novēršot tās noplūdi un visas ierīces sprādzienu. Šim sensoram arī jāinformē kontrolieris par gāzes sadegšanas kvalitāti, liesmas esamību un degšanas intensitāti.

Liesmas sensoru paveidi

Tie ir atkarīgi no liesmas kontroles metodes, darbojoties gāzes katlam. Kontrole var būt tieša vai netieša. Termometriskā, fotoelektriskā, ultraskaņas un jonizācijas metode ir tiešās metodes.

Netiešā kontrole ir tā, kas uzrauga oglekļa monoksīda veidošanos kurtuvē, degvielas spiedienu cauruļvadā, pa kuru tā tiek pievadīta, spiediena stiprumu vai tā svārstības pirms degļa. Šeit ietilpst arī neizsīkstoša aizdedzes avota pārbaude.

Uz termoelektriskās kontroles metodes balstīts sensors ietver termopāri (tajā ietilpst sensors un elektromagnētiskais vārsts). Termopāris atrodas tiešā katla degļa tuvumā, bet elektromagnētiskais vārsts tiek montēts uz gāzes vada, pa kuru gāze tiek pievadīta aizdedzināmajam deglim.

Liesmas sensora pievienošana ļauj Jums izmantot gāzes katlu vai kolonnu mājas apstākļos, nebaidoties par savu dzīvību.

Daudzās mūsdienu ierīcēs tiek uzstādīti liesmas jonizācijas sensori. To darbības princips ir tāds, ka, degot liesmai, starp sensora korpusu un elektrodu rodas jonizācijas strāva. Tā veidojas jonu pievilkšanās rezultātā. Ja šādas strāvas nav, tas kalpo par signālu gāzes padeves pārtraukšanai.

Ja, degot aizdedzes liesmai, veidojas nepieciešamais daudzums brīvo elektronu un negatīvo jonu, tad automātika aktivizē galveno ierīci, kas atļauj galvenā degļa darbību.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka jonizācijas sensora pareiza darbība ir iespējama tikai tad, ja apkures katls ir precīzi fāzē pieslēgts elektrotīklam.

Tieši šis mehānisms ir daudz efektīvāks par citiem gāzes sadegšanas gadījumā, jo gāze faktiski neizstaro gaismu, tāpēc fotoelements ne vienmēr reaģē. Infrasarkanais starojums saglabājas vēl kādu laiku, kas var būt pietiekams, lai uzkrātos liels gāzes daudzums, kas automātiski padara infrasarkano liesmas sensoru mazāk drošu.

Jonizācijas sensors tiek montēts paša katla iekšpusē. Tas novērš avārijas uz gāzes iekārtām un aizsargā mājas vai dzīvokļa īpašnieku dzīvību un īpašumu.

Fotosensori kontrolē galvenā degļa liesmu, bet tos neizmanto aizdedzes liesmas diagnostikai, jo tās liesmas izmērs ir nepietiekams. Šādus sensorus iedala pēc to reakcijas uz gaismas plūsmas viļņa garumu: daži reaģē uz redzamo un infrasarkano spektru no degošās liesmas gaismas plūsmas, bet citi “redz” tikai tās ultravioleto komponentu.

Lai fotosensori darbotos pareizi, tiem jābūt “tiešā kontaktā” ar degļa liesmu, tāpēc tos montē tiešā tās tuvumā. Tos uzstāda no degļa puses 20–30° leņķī pret tā asi. Tādēļ fotosensori ir pakļauti pārkaršanai no iekārtas sienu termiskā starojuma un uzsilšanai caur skata logu.

Lai pasargātu fotosensoru no pārkaršanas, tiek izmantoti karstumizturīgi kvarca stikli un piespiedu gaisa pūšana, ko veic vai nu ar saspiestu gaisu ar pazeminātu spiedienu, vai ar ventilatora radītu gaisu.

Liesmas sensors var nostrādāt, kad tiek pārkāpta galvenā gāzes-gaisa attiecība vai rodas aizdedzes ierīces vai vārsta piesārņojums. Ja liesmas sensors kādu iemeslu dēļ ir bojāts, tas nekavējoties jānomaina. Tas saglabās dzīvību un veselību jums un jūsu ģimenei.

Gāzes apkures iekārtas aprīkošana ar pilnu drošības sensoru komplektu un automātikas ierīcēm neizslēdz nepieciešamību pēc regulāras apkalpošanas. Par to, kā tiek veiktas tehniskās apskates un remonti gāzes agregātiem, detalizēti aprakstīts mūsu ieteiktajā rakstā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Vēl vairāk interesantas informācijas par katlu sensoriem – zemāk redzamajos videoierakstos.

Par dažādiem katlu veidiem un tiem piemērotiem sensoriem. Piemērā parādīta vilkmes sensora uzstādīšana.

Autors piemērā detalizēti stāsta par vilkmes un temperatūras sensoriem: izvietojumu, darbības principiem un noderīgām niansēm.

Tiek demonstrēta pilnīga pakāpeniska liesmas sensora pārbaude mājas apstākļos, tās darbības īpatnības.

Sensori, ja tie nav iekļauti katla komplektācijā, jāizvēlas tā paša ražotāja, kā gāzes aparāts. Jebkura no tiem atteice draud ar avāriju vai katla bojājumu, tāpēc prasa tūlītēju iejaukšanos.

Visi aprakstītie sensori tiek izmantoti vienam mērķim – pasargāt gāzes katla lietotāju no avārijām un dzīvībai bīstamām situācijām. Katra no tiem iegāde ir ieguldījums iekārtu, mājokļa un cilvēka dzīvības drošībā.

Vēlaties pastāstīt, kā izvēlējāties sensorus savai gāzes iekārtai? Vai jums ir noderīgi dati, kas nav minēti rakstā? Lūdzu, rakstiet komentārus, dalieties ar viedokli un informāciju, ievietojiet foto par raksta tēmu zemāk esošajā blokā.