Датчики — это «нервные окончания» современного котла, которые обеспечивают связанную работу различных узлов и сложных механизмов отопительного оборудования. Кроме этого, датчики помогают электронике котла вовремя распознать и предотвратить аварийный режим для безопасной эксплуатации оборудования. Благодаря датчикам, электроника котла получает необходимую информацию для управления работой оборудования и контроля над всеми происходящими в это время процессами. Функционально датчики можно разделить на три группы: предохранительные, измерительные и датчики режима работы. Рассмотрим подробнее особенности каждой из этих групп.
Предохранительные датчики
Следят за тем, чтобы своевременно отключить котел в случаях:
- перегрева теплообменника;
- плохой тяги в дымоходе;
- низкого давления в системе отопления;
- нарушения в системе дымоудаления в турбокотлах.
Поэтому указанные датчики называют еще и датчиками безопасности. К ним можно отнести: термостаты дыма и перегрева, прессостат и реле давления.
Термостаты (
рис. 1) работают по принципу битермической пластины. При нагревании термостата выше заданной температуры, его контакты размыкаются, что и является сигналом для электроники. Датчик давления в системе отопления (
рис. 2) тоже подает сигнал системе с помощью размыкания своих контактов. При снижении давления ниже уровня 0,5 бар, контакты реле размыкаются, и плата управления блокирует работу котла для предотвращения аварии. В котле Eura ТМ Hermann датчик давления имеет нижнюю и верхнюю границу срабатывания. Верхняя граница необходима для выключения автоматической подпитки котла.
Реле давления, а также термостаты дыма и перегрева работают по принципу: «нормальнозамкнуты», т.е. в нормальном режиме работы контакты замкнуты. Прессостат (или дифференциальное реле давления дыма, дальше ДРД) контролирует работу вентилятора котла, процесс дымоудаления. Помимо этого, прессостат дает разрешение на работу горелки. Этот датчик представляет собой плоский корпус, внутренний объем которого разделен чувствительной мембраной, к которой присоединен трехконтактный микропереключатель (
рис. 3).
В корпусе прессостата на мембрану воздействует, с одной стороны, атмосферное давление воздуха, а с другой — давление дымовых газов, выбрасываемых вентилятором. Таким образом, объединяются два импульса давления (негативный и позитивный).
Во время нормальной работы горелки работает вентилятор, который создает давление, воздействуя при этом на мембрану, которая перемещаясь, изменяет состояние микропереключателя из нормально-разомкнутого (
nс) в состояние нормально-замкнутого (
na). Это хорошо видно на схеме
рис. 4. В зависимости от мощности вентилятора меняется величина срабатывания ДРД, которая измеряется в милибарах (мБар), поэтому в разных котлах устанавливаются разные ДРД со своими номинальными значениями. Часто для поиска неисправности необходимо диагностировать работу ДРД. Для этого нужно проверять замыкание соответствующих контактов реле.
Рассмотрим алгоритм работы ДРД.
1 фаза. Во время поджига микропроцессор подает напряжение на контакты реле вентилятора, включая его в работу. Замкнуты контакты c и nc.
2 фаза. После запуска вентилятора диафрагма реле давления меняет свое положение, по ходу переключая контакты микропереключателя. Замкнуты контакты c и na.
Микропроцессор подключает секцию поджига и контроля пламени.
После окончания работы котла контакты реле должны вернуться в исходное положение (замкнуты контакты
c и
nc).
Если этого не произошло, то во время следующей фазы поджига микропроцессор подаст напряжение только на вентилятор, а секция поджига и контроля пламени останется не активированной и розжига не произойдет.
Измерительные датчики
К ним относятся датчики NTC (Negative Tempereche Sensor), которые предназначены для измерения температуры теплоносителя в контурах котла (
рис. 5).
Принцип работы этих датчиков следующий: при изменении температуры теплоносителя меняется температура датчика, при этом его электрическое сопротивление обратно пропорционально. При повышении температуры снижается сопротивление, и наоборот, при снижении температуры сопротивление увеличивается (
рис. 6).
По величине сопротивления микропроцессор определяет температуру. В котлах ТМ Herman и Immergas, при температуре 20 °С, сопротивление датчика составляет порядка 10 кОм. Зависимость сопротивления от температуры нелинейная.
Датчики NTC бывают двух видов: погружные (
рис. 5), которые непосредственно контактируют с теплоносителем, и накладные, которые крепятся на медную трубку (
рис. 7). У погружных датчиков инерционность меньше, чем у накладных, но они более подвержены агрессивной среде,которая неблагоприятно влияет на их работоспособность.
Датчики режима работы котла
Это датчики протока, которые устанавливаются в двухконтурных котлах для определения графика работы в режимах отопление или ГВС.
Указанные датчики могут быть разной конструкции: герконовое реле, датчик Холла, микропереключатель на трехходовом клапане.
Рассмотрим принцип работы герконового реле.
Внутри этого реле находится поплавок из магнитного материала, который поднимается вверх под воздействием давления потока холодной воды (более 2,5 л/мин) или динамическом давлении (0,25 бар) и воздействует своим магнитным полем на геркон (
рис. 8), который установлен снаружи узла. Контакты геркона замыкаются. При разомкнутых контактах котел работает в режиме отопления, а при замкнутых — в режиме ГВС.
Принцип работы микропереключателя на трехходовом клапане схожий с принципом работы герконового реле. Контакты микропереключателя замыкаются во время передвижения штока трехходового клапана при протоке воды в режиме ГВС (подробнее читайте в «Пресс-клубе», декабрь, 2005).
В некоторых котлах в качестве датчика протока используется турбинка, к которой подключен датчик Холла. С помощью такого датчика можно не только определять наличие протока, но и его величину, то есть скорость вращения турбинки. Этот датчик работает так: при вращении магнита, находящегося в турбинке, возникает вращающееся магнитное поле. Датчик Холла под воздействием этого поля генерирует электрические импульсы, которые считываются электронной платой котла. По частоте этих импульсов вычисляется скорость протока воды.
Подробно рассмотрев в этой статье принципы работы основных видов датчиков в отопительном оборудовании, мы раскрыли еще одну тему, которая позволяет связать воедино общую схему работы котла, понять взаимодействие его узлов и алгоритмы их работы.
