Датчик огня для котла своими руками

Индикатор наличия пламени, совмещенный с запалом на одном электроде

Датчик огня для котла своими руками

Датчик, индикатор горения, пламени, огня, факела. Поджиг, запал, искровой воспламенитель. Схема.

Индикатор наличия пламени, совмещенный с запалом на одном электроде (10+)

Датчик пламени и искровой запал на одном электроде

Для газовой горелки мне понадобилась система искрового воспламенения и индикатор наличия огня. Причем очень хотелось, чтобы для работы обоих устройств использовался один и тот же электрод, помещенный в пламя.

При разработке схемы возникли следующие трудности. Во-первых, газ горит без серьезного свечения. Так что применять фоторезистор не удается. Остановился на использовании эффекта односторонней проводимости плазмы (факел горелки — и есть самая настоящая плазма). Для определения наличия этого эффекта, а соответственно, наличия пламени, необходимо поместить в огонь электрод. Электрод нужен и для искрового разряда запала. Есть соблазн использовать один и тот же электрод. Но, во-вторых, прямой подход с переключением одного электрода от искрового трансформатора к датчику не работает, так как найти переключатель, способный выдержать несколько десятков киловольт в режиме запала, не пробить их на датчик, мне не удалось.

Так что пришлось пойти несколько окольным путем. Датчик огня подключаю последовательно с катушкой зажигания. Во время запала датчик замыкаю накоротко. После переключения в режим контроля замыкающие контакты размыкаются. Напряжение для контроля пламени на электрод подается через катушку зажигания. Однако, при ее не очень высокой индуктивности, она не мешает прохождению электрического тока частотой 50 Гц от сети.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Принципиальная схема индикатора горения с запалом на одном электроде

Трансформатор Tr1 — обеспечивает гальваническую развязку от сети механизма запала. Намотан на Ш-образном сердечнике из трансформаторного железа 20 х 20 мм проводом 0.5 мм, каждая обмотка составляет 250 витков. Между обмотками нужно проложить три слоя трансформаторной бумаги. И вообще при изготовлении трансформатора обеспечить надежную изоляцию одной обмотки и ее выводов от другой обмотки и ее выводов.

Трансформатор Tr2 — обычная катушка зажигания от классики.

Трансформаторы Tr3, Tr4 — покупные. 220 — 15 вольт. 1.5 Вт. Tr3 трансформирует 220 вольт в 15, а Tr4 — 15 обратно в 220 для подачи напряжения на электрод датчика. С помощью такого включения получено напряжение 15 вольт для питания схемы датчика и 220 вольт, гальванически развязанное от сети для подачи на электрод.

Мост M1 — диодный мост на 220 вольт, средний ток 100 мА, импульсный до 3 А. Этот мост можно собрать из диодов, например HER 208.

Тиристор VS1 — КУ201М, КУ201Н, КУ202М, КУ202Н, или аналогичный на напряжение выше 400 вольт, средний ток 100 мА, импульсный до 3 А.

Резистор R1 — 10 кОм, Резистор R2 — 50 Ом. Возможно, потребуется подобрать резистор R1 для получения хорошей жирной искры.

Конденсатор C2 — 1 мкФ 400 вольт.

Конденсатор C1 — 1 мкФ 400 вольт. Резистор R3 — 100 Ом 2 Вт. Эти элементы введены в схему для снижения помех, создаваемых запалом в сети.

Резистор R10 — 2 МОм. Он служит для разрядки конденсаторов после выключения питания на запале.

Конденсатор C3 — 0.1 мкФ 400 вольт. Конденсатор C4 — 0.01 мкФ 400 вольт.

Резисторы R4, R5 — 2 МОм

Конденсатор C5 — 1 мкФ 400 вольт.

Диоды VD1, VD2 — HER208. Диод VD3 — маломощный детекторный, например, КД510. Диоды VD2 и VD3 защищают эмиттерный переход транзистора от скачков напряжения обратной полярности, которые бывают на C5 до 400 вольт.

Транзисторы VT1, VT2 — КТ502, КТ503 соответственно приведенной на схеме проводимости.

Диод VD6 — маломощный детекторный, например, КД510. Он защищает транзистор VT1 от напряжения обратной полярности между коллектором и эмиттером, которое возникает при выключении питания за счет заряда на конденсаторе C6.

Резисторы R6, R7 — 10 кОм. Конденсатор C6 — электролитический 50 мкФ, 16 вольт.

Резистор R8 — 1 кОм. Светодиод VD4 — светодиод. По его свечению мы видим наличие пламени. Последовательно с ним можно включить светодиод оптрона, который, в свою очередь, будет управлять какими-либо устройствами в случае погасания пламени, например, закрывать газ. Обратите внимание, светодиод горит, когда есть пламя.

Стабилитрон VD5 — 12 вольт 1 Вт.

Конденсатор C7 — 1000 мкФ, 16 вольт. Конденсатор C8 — 1000 мкФ, 25 вольт. Резистор R9 — 300 Ом.

Выключатель S1, S2 — Сдвоенный выключатель. Его контакты одновременно замыкаются и размыкаются.

К точкам (A) и (B) подводится напряжение от сети.

Точка (C) соединяется с запальным электродом высоковольтным проводом, например, от автомобильной системы зажигания.

Точка (D) соединяется с корпусом горелки.

Сборка и наладка

В схеме есть элементы, находящиеся под высоким напряжением. Некоторые элементы схемы гальванически связаны с сетью. При сборке и монтаже обеспечьте безопасность себя и последующих пользователей устройства от электрического удара.

Односторонняя проводимость плазмы — эффект очень странный. Мне до конца не понятна его физическая природа. Используя это устройство на разных горелках, я заметил, что на некоторых плазма проводит ток от электрода к корпусу, а на некоторых — наоборот. Однако, односторонняя проводимость присутствует все равно. При наладке устройства, возможно, придется поменять полярность подключения датчика. Для этого отсоединяем точку (D) от корпуса горелки, разрываем соединение в точке (E), катушку зажигания подсоединяем к точке (D), вторую сторону разрыва в точке (E) соединяем с корпусом горелки.

Датчик защищен от обрыва соединения с горелкой и электродом запала.

Работает он так. Замыкаем переключатель. Появляется искра. При этом датчик пламени отключен. Открываем газ. После возгорания размыкаем переключатель. Через секунду загорится светодиод, который свидетельствует о наличии пламени.

Внимание. На электроде всегда присутствует высокое напряжение, при поджиге — несколько десятков киловольт, при контроле пламени — 220 вольт. Хотя цепи гальванически развязаны от сети, и прикосновение к корпусу горелки совершенно безопасно, прикосновение одновременно к корпусу и электроду приведет к удару электрическим током.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Можно ли последовательно стабилитрону VD5 включить транзисторный оптрон АОТ 110 Б для управления электромагнитным клапаном подачи газа, или надо ставить еще промежуточное реле типа РЕС 10 Читать ответ.

Как связаться с автором статьи? Понятно, что сайт для самоделкиных, но я с электрикой не дружу, а устройство поджига на 12 вольт очень нужно. Требуется воплотить изделие в металле за соответствующее вознаграждение Читать ответ.

Возможно ли в качестве разделительного трансформатора использовать промышленный трансформатор типа ТАН 8 127/220? Или проблема в том, что вторичная обмотка должна обеспечивать ток 4-6 А для обмотки катушки зажигания? Читать ответ.

Детектор, датчик, обнаружитель скрытой проводки, разрывов, обрывов. Сх.
Схема прибора для обнаружения скрытой проводки и ее разрывов для самостоятельног.

Интегральный аналог конденсатора большой емкости. Умножитель, имитатор.
Умножитель емкости. Имитатор большого конденсатора на интегральной микросхеме.

Усилитель / Генератор синусоиды на тиристоре (динисторе, тринисторе, с.
Схемы усилителя и генератора синусоидального сигнала на тиристоре в нестандартно.

Генератор сигнала с переменной скважностью импульсов. Регулировка коэф.
Схема генератора и регулируемым коэффициентом заполнения импульсов, управляемого.

Cамодельная автоматика пеллетной горелки на базе Arduino nano

Всем привет, дорогие друзья. Данная статья не ориентирована на ярых программистов, крутых схемотехников и радиоэлектронщиков, поэтому и прошу сильно не критиковать за результаты.

Предыстория

Живу я в ПГТ, относительно недавно обустраиваемся в новом месте жительства. И вот, как бы начинается зима, а мы по старинке отапливаем дом дровами. На самоделку меня сподвигло не мое желание, так как мне и так неплохо было, а отец. Он решил сделать гранульную факельную горелку. Все бы ничего, да когда корпус был уже сварен, гранулы куплены, остаётся вопрос, как это все завести. Принято радикальное решение: шнек подачи движется благодаря моторчику дворника от ВАЗ, коих у нас много, ибо занимаемся ремонтом/разборкой авто, в случае чего можно заменить на такой же, не потеряв характеристики. А вот раздув осуществлён центробежным вентилятором печки от какого-то Ниссана, поломки которого боятся точно не стоит. Собрали, запустили, а управлять то как?

базовая схема для управления горением котла

Тут уже подключился я, который вроде как даже по диплому «программист», но к сожалению, забил болт на учебу, и естественно, являюсь обычным любителем всякой электроники и не более. Сходу и без разбора заказал реле времени для шнека и ШИМ-регулятор для вентилятора. Подключил, подобрал тайминги работы, но из-за столь простой «автоматики» начались бессонные ночи. А вдруг закипит, прорвет трубу, что дальше делать? А схема была действительно опасна, т.к. КПД котла получилось очень большим для нашей горелки, поэтому температура воды либо 60+, либо котел тухнет. Поэтому отец исправил сваркой систему воздухоснабжения, тем самым снизив минимальный порог температуры. Но теперь, фиг его знает, достаточно ли мощности для нужной температуры, или наоборот, а не закипит ли?

Температура, которую выдает сие изделие

И тут я вспомнил, что когда-то игрался с Ардуинкой. Ровно с того момента я подумал, а почему бы не запилить автоматику на ее базе? Да, я знаю, что доверять столь опасную приблуду ардуине — идея плохая. Но выбора у меня нет, ибо бюджет в зиму немного жмёт, да и заводская автоматика не столь прекрасна ( у друга моего отца именно такая, долго он с ней игрался). Как только я сообщил о этой идее отцу, сразу был поставлен ультиматум: тыжпрограммист, давай делай, иначе будешь сам ночами сидеть у котла и крутить настроечки котла, дабы не спалить все к чертям.

Читайте также  Датчик движения в офисе для чего?

Схема, сборка, код и запуск

Задача поставлена, надо двигаться. Главный плюс в том, что моторы работают от 12В, как и ардуино с драйвером двигателя. Заказываю я Ардуину, реле с высоким порогом нагрузки (оказывается, моторчик дворника жрет ток, как голодная собака, 20 А блок не с самой большой лёгкостью переваривал ее), ну и ШИМ-контроллер моторчика L298N на 2 А, вентилятор печки не такой уж и прожорливый, к счастью(я так думал до реальных тестов). Датчик температуры взял ds18b20, не знаю почему. Приехали ко мне комплектушки, решил я поиграться, а оказывается, датчику температуры резистор нужен. Я расстроился и забыл на пару дней. Т.к. живу я в пригороде, магазинов радиоэлектроники у меня нет, а в город не особо нужно было, забыл я о проекте на недели две. Но вот, купил я наконец резисторы, собрал поигрался, в качестве индикатора работы прицепил компьютерный вентилятор к ШИМ, а к реле ничего не цеплял, т.к. у него есть индикатор работы в виде светодиода. Обрадовался, бегу хвастаться отцу, но случайно соприкоснув ардуино к чему-то металлическому, закоротил ее. Но я не отчаился, заказал ещё две штуки, и в нагрузку докупил дисплей 1602, а то как-то не по-боярски выходит, автоматика и без дисплея.

все нужные компоненты Список конкретных комплектующих:

В моем случае — Arduino Nano

Датчик температуры L298N

Резистор 4.7кОм для датчика

Твердотельное Реле SSR 40 DA

Дисплей 1602 с I2C переходником

Кучка беспаечных проводов (паять я не умею, поэтому собрал все на фишках и клеммах)

Сначала была взята коробка от роутера, а потом большая электрическая доза

И вот приехала ко мне пачка ардуин и дисплей — я принялся «кодить». Код к вечеру был готов, в качестве DIY коробки выбрал корпус от старого роутера, но не рассчитав высоту радиатора ШИМ-контроллера, удалил часть крышки, дабы она закрылась. С того момента было решено, что коробка тестовая, так как уже изуродована и я особо не старался над внешним видом.

Схема, сделанная моими кривыми ручками

По факту написания статьи долго игрался с ШИМ, а точнее с устранением шума, издаваемого с ардуино. Решил все библиотекой Gyver, которая увеличивает частоту ШИМ-сигнала. И раз уж полез менять код, который работает на трёхслойных матах и кривых руках, то решил сразу найти библиотеку, которая добавит русские символы в мой и так никудышний дисплей. спустя полчаса рысканий по просторам интернета, нашел подходящую библиотеку, которая подошла к моему I2C адаптеру дисплея.

Вот такие дела, народ, ну а теперь — выводы:

В итоге, что у меня есть: кнопка отдельной подачи пеллеты для розжига (над идеей авторозжига я думаю ещё), режим «разгона» температурного режима, путем быстрой подачи пеллет и высоких оборотов раздува, ну и температурные пороги в виде 60 и 80 градусов, в которых автоматика и работает. Если конкретней, то от 60 до 80 горелка работает в быстром режиме. Как только доходит до 80, то вплоть до 60 градусов снижает свою мощность, и все это до бесконечности: вверх-вниз. В качестве отсекателя всей электроники поставлю реле инкубатора, а то не доверяю своему коду. Естественно, все это отображается на дисплее, а именно: текущее состояние подачи( ожидание/подача), режим работы( разжигательный, нагрев, охлаждение), ну и конечно, температура, которая по ощущениям обновляется раз в 0.7-0.8 секунд. Один нюанс, подача реализована через delay(), из-за чего, во время подачи (6-8 секунд) ничего не происходит, кроме подачи, вплоть до вычисления температуры. Не думаю, что это столь критическая проблема, так как когда котел работает в режиме, за эти 6-8 секунд он даже 0,2 градуса не наберёт/скинет. А на этом всё, если вам тема будет интересна, то попробую реализовать систему авторозжига и систему тушения (путем прекращения подачи и продувки на максимальной мощности). Да и вообще, голове куча идей, нужна только мотивация и хоть какой-то бюджет, для их реализации. Благо, ещё одна ардуина осталась, можно что-то да придумать.

Особенности датчиков пламени горелки

Бытовые и промышленные приборы, работающие на сжиженном или природном газе должны в обязательном порядке оборудоваться датчиком наличия пламени. Отсутствие горения может привести к тому, что газ начнет поступать в окружающее пространство. Это чревато пожаром или взрывом.

Конструктивные особенности

Для предотвращения опасных ситуаций разработаны специальные датчики, которые отслеживают наличие процесса горения газа в устройстве. По конструкции датчики пламени существуют нескольких типов, использующие разные принципы контроля процесса горения. Наибольшее распространение получили следующие:

  • Фотоэлектрические;
  • Термопары;
  • Ионизационные.

Каждый из перечисленных типов имеет как достоинства, так и недостатки.

Фотоэлектрические

В время горения происходит излучение светового потока, который регистрируется фоточувствительным элементом конструкции. В спектре пламени присутствует излучение всего спектра, поэтому разработаны устройства, реагирующие на:

  • Видимое излучение;
  • Ультрафиолетовой излучение;
  • Инфракрасное излучение;
  • Комбинированные.

Наиболее просты по конструкции инфракрасные датчики. Главный недостаток заключается в том, что инфракрасное излучение испускают все нагретые тела, поэтому велика вероятность ложных показаний при отсутствии пламени от нагретых стенок и элементов газового котла.

Датчики, реагирующие на видимое излучение могут давать ложное срабатывание от посторонней засветке и не могут работать при открытой камере сгорания.

Наиболее надежны ультрафиолетовые датчики, но доля ультрафиолетового излучения в пламени невелика, поэтому приходится применять меры по повышению чувствительности фотоэлемента. Наиболее распространено использование фотоумножительных конструкций. Увеличение надежности контроля достигается применением чувствительных элементов, реагирующих сразу на несколько частей спектра излучения.

Все фотодатчики обладают следующими недостатками:

  • Большие размеры, накладывающие ограничения по применению в малогабаритных конструкциях;
  • Нахождение чувствительного полупроводникового элемента вблизи нагретой зоны котла;
  • Малый срок службы фотоумножителя;
  • Сложность обвязки (электронной схемы);
  • Резкое снижение чувствительности (отсутствие срабатывания при нормальных условиях) при наличии пыли и загрязнений на поверхности датчика.
  • Возможность размещения за пределами камеры сгорания;
  • Высокая надежность в пределах срока службы.

К фотоэлектрическим относится широко распространенный датчик наличия пламени ДП1.

В зависимости от варианта исполнения (модификации)и схемы блока сигнализации датчик пламени ДП1 имеет различающиеся характеристики по типу установки, температурным характеристикам и может использоваться в широком диапазоне устройств.

Термопары

Работа основана на свойстве спаяразнородных металлов при нагреве генерировать электродвижущую силу. Ля регистрации ЭДС достаточно чувствительного вольтметра, роль которого в электронной схеме выполняет простейший компаратор.

Среди достоинств элементов на термопаре:

  • Простота конструкций;
  • Высочайшая надежность;
  • Высокая термостойкость;
  • Нечувствительность к загрязнениям;
  • Нет необходимости в источнике питания — датчик сам генерирует напряжение.

Основной недостаток — крайне высокая инерционность, которую можно уменьшить снизив размеры чувствительного элемента, но это снижает термостойкость и срок службы. Запаздывание срабатывания вызвано временем, необходимым для снижения температуры контакта при пропадании пламени.

Стоимость датчиков контроля пламени на термоэлектрическом эффекте может быть высокой из-за необходимости применения редкоземельных металлов в сплавах для увеличения чувствительности и повышения термостойкости.

Ионизационные

Работа данных устройств основана на том, что при горении раскаленные газы находятся в ионизированном состоянии, то есть представляют собой плазму. Плазма, как четвертое состояние вещества, за счет ионов обладает высокой электропроводностью.

Конструктивно ионизационный датчик наличия пламени горелки представляет собой металлический электрод, внесенный в зону горения. Между электродом и корпусом горелки (форсунками) приложена разность потенциалов. При наличии пламени между электродом и горелкой начинает протекать электрический ток, тем больший, чем больше интенсивность горения, то есть степень ионизации нагретых продуктов сгорания. Протекающий ток регистрируется электронной схемой. Схема контроля регулируется на определенное значение тока, которое зависит от интенсивности горения. Снижение мощности пламени приводит к подаче сигнала об его отсутствии.

  • Простота;
  • Надежность;
  • Долговечность;
  • Высокое быстродействие;
  • Низкая стоимость.
  • Чувствительность к загрязнениям на поверхности электрода;
  • Ненадежность работы в среде газов, содержащих большое количество водорода или окиси углерода, поскольку в таких средах степень ионизации невелика.

К потере чувствительности приводят:

  • Загрязнение поверхности;
  • Неправильная пропорция горючей смеси;
  • Малая интенсивность горения;

Ложное срабатывание может вызвать наличие пыли на изоляции, вызывающей токи утечки.

В зоне горения электрод располагают в корне пламени, где его температура не превышает 900 ⁰С. Конструктивно датчик выполняется из хромаля, сплава железа с примесью алюминия и хрома. Изоляция в стенке камеры сгорания выполняется из высокотемпературной керамики.

Наиболее часто ионизационный датчик объединяют с запальным электродом. Во время поджига на него подаются импульсы высокого напряжения. В это время схема контроля пламени отключена. После прекращения поджига реле подключает электрод к схеме контроля. При наличии необходимой величины тока между электродом и горелкой считается, что поджиг произошел успешно, в противном случае процесс повторяется заново.

Комбинированная конструкция требует наличия высоковольтной изоляции провода, подходящего к электроду.

Использование

Перечисленные конструкции применяются не только в газовых котлах. Их используют также в металлургическом производстве для контроля за зоной плавления металла, в котлах, работающих на всех видах топлива. Это также относится и к упомянутому выше датчику пламени ДП1.

Читайте также  Датчик открытия двери звуковая сигнализация

Область применения фотоэлектрических элементов определяется спектральной характеристикой. Так нагретые металлы имеют максимум излучения в инфракрасном диапазоне, а в пламени газа присутствует большая доля ультрафиолетовых лучей.

В бытовых газовых котлах наиболее часто используются ионизационные датчики, так как они имеют малые габариты, простую конструкцию и низкую стоимость.

Видео по теме

Контроль наличия пламени

Тепловые агрегаты, работающие на природном газе (печи, котлы, стенды нагрева и т.п.) должны оборудоваться системой контроля наличия пламени. В процессе работы тепловых агрегатов возможны ситуации, при которой пламя горелки (факел) потухнет, но газ будет продолжать поступать во внутреннее пространство агрегата и окружающую среду и при наличии искры или открытого огня возможно воспламенение этого газа и даже взрыв. Наиболее часто потухание пламени происходит из-за отрыва факела.

Наличие пламени контролируют либо с помощью ионизационного электрода, либо с помощью фотодатчика. Как правило, с помощью ионизационного электрода контролируют горение запальника, который, в свою очередь, в случае необходимости воспламенит основную горелку. Фотодатчиками контролируют пламя основной горелки. Фотодатчик для контроля пламени запальника не применяют ввиду малого размера пламени запальника. Применение ионизационного электрода для контроля пламени основной горелки не рационально, так как электрод, помещенный в пламя основной горелки будет быстро обгорать.

Фотодатчики различаются по чувствительности к различной длине волны светового потока. Одни фотодатчики реагируют только на видимый и инфракрасный спектр светового потока от горящего пламени, другие воспринимают только его ультрафиолетовую составляющую. Самым распространенным фотодатчиком, реагирующим на видимую составляющую светового потока, является датчик ФДЧ.

Световой поток воспринимается фоторезистором датчика, и после усиления преобразуется либо в выходной сигнал 0-10В, пропорциональный освещенности, либо подается на обмотку реле, контакты которого замыкаются, если освещенность превышает установленный порог. Тип выходного сигнала — сигнал 0-10В или контакты реле — определяется модификацией ФДЧ. Фотодатчик ФДЧ обычно работает с вторичным прибором Ф34. Вторичный прибор обеспечивает питание ФДЧ напряжением +27В, на нем также выставляются пороги срабатывания в том случае, если используется ФДЧ с токовым выходом. Кроме того, в зависимости от модификации, Ф34 может контролировать сигнал от ионизационного электрода запальной горелки, управлять розжигом и работой горелки с помощью встроенных реле.

К недостаткам фотодатчиков видимого света можно отнести то, что они реагируют на любой источник света — солнечный свет, свет фонарика, световое излучение нагретых элементов конструкции, футеровки сталеразливочных ковшей и т.п. Это ограничивает их применение, например в стендах нагрева, так как ложные срабатывания от светящейся разогретой футеровки ковшей блокируют работу автоматики (ошибка «ложное пламя»). Наиболее широко ФДЧ применяются на печах сушки песка, ферросплавов и т.п. — там где температура нагрева редко превышает 300-400°С, а значит отсутствует свечение разогретых элементов конструкции печи.

Отличительной особенностью ультрафиолетовых фотодатчиков (УФД), например UVS-1 фирмы Kromschroeder, является то, что они реагируют только на ультрафиолетовую составляющую светового потока, излучаемого пламенем горелки. В световом потоке от разогретых тел, элементов конструкций печей, футеровки ковшей ультрафиолетовая составляющая мала. Поэтому к посторонней засветке датчик «равнодушен», как и к солнечному свету.

Основой этого датчика является вакуумная лампа — электронный фотоумножитель. Как правило, питаются эти датчики напряжением 220В и имеют токовый выходной сигнал, который меняется от 0 до нескольких десятков микроампер. К недостаткам ультрафиолетовых датчиков можно отнести то, что вакуумная лампа фотоумножителя имеет ограниченный срок службы. Через пару лет эксплуатации лампа теряет свою эмиссионную способность и датчик перестает работать. Сигнал с УФД передается на автомат горения серии IFS, функции которого аналогичны функциям Ф34.

Фотодатчики должны иметь, так сказать, визуальный контакт с пламенем горелки, поэтому они расположенны в непосредственной близости от него. Как правило, они распологаются со стороны горелки под углом 20-30° к ее оси. Из-за этого они подвержены сильному нагреву тепловым излучением от стенок агрегата и радиационному нагреву через визирное окно. Для зашиты фотодатчика от перегрева применяют защитные стекла и принудительный обдув. Защитные стекла производятся из жаропрочного кварцевого стекла и устанавливаются на некотором удалении перед визирным окном фотодатчика. Обдув датчика осуществляется либо вентиляторным воздухом (если горелка установки работает на вентиляторном воздухе), либо сжатым воздухом пониженного давления. Подаваемый объем воздуха осуществляет охлаждение фотодатчика не только за счет процессов теплоотдачи, но и из-за того, что вокруг него создается область повышенного давления, которая как бы отталкивает горячий воздух, не давая ему контактировать с датчиком.

Контроль наличия пламени запальника в большинстве случаев осуществляется ионизационным электродом. Принцип контроля пламени по ионизации основан на том, что при сжигании газа образуется множество свободных электронов и ионов. Эти частицы «притягиваются» к ионизационному электроду и вызывают протекание тока ионизации величиной в десятки микроампер. Ионизационный электрод соединяется с входом прибора контроля наличия ионизации (автоматом горения). Если при горении пламени запальника образуется достаточное количество свободных электронов и отрицательных ионов, то в автомате горения срабатывает пороговое устройство разрешающее работу (или розжиг) основной горелки. В случае если интенсивность ионизации падает ниже определенного уровня, то основная горелка отключается даже в том случае, если она работала нормально. На размещенном ниже видео показано, как благодаря нагреву воздуха между обкладками конденсатора (в нашем случае одна обкладка это контрольный электрод, другая обкладка — корпус запальника) в цепи начинает протекать электрический ток.

Основными причинами пропадания ионизации являются отсутствие требуемого соотношения газ-воздух запальника, загрязнение или обгорание ионизационного (контрольного) электрода. Еще одной причиной пропадания сигнала ионизации может являться уменьшение сопротивления между ионизационным электродом и корпусом запальника, которое чаще всего происходит из-за оседания токопроводящей пыли на запальное устройство.

Автомат горения часто выполняет не только функцию контроля наличия пламени — на нем строиться вся автоматика управления розжигом горелки, как, например, это реализовано в автомате горения ASL50P фирмы Hegwein.

Как правило, ионизационный электрод размещается вдоль оси запальной горелки, конец электрода должен находиться в «корне» пламени запальника. В некоторых запальных устройствах ионизационный электрод выполняет функцию запального электрода. В этом случае на него в течении фиксированного времени подается высокое напряжение с запального трансформатора для поджига запальника. После того как поджиг запальника произведен контрольный электрод переходит в режим контроля ионизации – цепи поджига отключаются и электрод соединяется с входом автомата горения. В этом случае возможна еще одна причина пропадания сигнала ионизации, связанная с обрывом во вторичной обмотке трансформатора. Но искра в этом случае может все равно нормально генерироваться, поэтому данную неисправность иногда трудно определить.

Большое значение для стабильной работы запального устройства имеет правильно выставленное соотношение газ-воздух. В большинстве случаев требуемые значения давления газа и воздуха приводятся изготовителем в паспорте запальной горелки. Не смотря на то, что говоря «соотношение газ-воздух» в большинстве случаев имеют в виду их объемное соотношение (один объем газа на десять объемов воздуха), но настраивают запальник, да и горелку, впрочем, тоже, по давлению, так как это сделать намного проще и дешевле. Для этого конструкцией запальника предусмотрено подключение контрольного манометра к газовому и воздушному тракту в определенных местах.

Ионизационный электрод крепиться к корпусу запальника через керамическую изолирующую втулку и соединяется с входом автомата горения экранированным одножильным кабелем. Если ионизационный электрод используется еще и в качестве запального, то с запальным трансформатором он соединяется специальным высоковольтным кабелем, например, ПВ-1. Изолирующая втулка изготавливается из керамики с большим содержанием Al2O3, которая характеризуется высокой механической прочностью, температурной стойкостью и электрической прочностью до 18 кВ . Ионизационный электрод изготавливается канталя — металлического сплава устойчивого к высоким температурам и электрохимической коррозии

Установки постоянно работающие при температурах свыше 800°С (мартеновские печи, например) могут и не оснащаться системами контроля наличия факела. Это связано с тем, что температура воспламенения газа находиться в пределах 645 – 750°С. Таким образом, в случае отрыва факела исходящий из сопла горелки газ воспламениться от разогретой кладки внутреннего пространства теплового агрегата. Очень часто перед соплом горелки выкладывают специальный горелочный камень – он воспламеняет поток газа и стабилизирует горение.

Для повышения надежности работы и уменьшения количества остановов установки из-за пропадания ионизации можно сделать контроль наличия пламени не постоянным, осуществляя его по схеме «ИЛИ». В этом случае, если установка прогрелась до температур свыше 750°С и сигнал ионизации с запальной горелки по какой то причине пропал, то основная горелка все равно продолжит работу.

Дополнительную информацию вы можете найти в разделе «Вопрос-ответ».

Управление газовым автономным отопителем с помощью Arduino 1

Здравия хорошим людям.

Для удобства восприятия, СКЕТЧ состоит из блоков — функций.
Алгоритм остался тот же.
Немного изменилась схема подключения, совсем чуть-чуть.
А теперь, по порядку.

При включении отопителя в сеть(основной тумблер подачи питания), включается термостат W1209,
он показывает температуру в помещении, его можно настроить на заданную температуру и
начинает мигать светодиод, индикации работы системы в течении 1 минуты.
Этого времени, примерно достаточно для прогрева датчиков контроля газов, MQ6 и MQ7.
Как только светодиод погас, отопитель готов к работе.
Также начинают работать датчики газов.
Если утечек газов нет, тишина, если в этом режиме произойдет утечка то включится звуковой сигнал и включаться вентиляторы, звуковой сигнал будет звучать пока не будет нажата кнопка или в течении двух минут, через две минут он сам отключится. А вентиляторы будут работать до тех пор пока помещение не проветрится или не будет перезапущен отопитель(выключен и заново включен). Если отопитель будет работать и в процессе работы сработают модули газов, то отопитель остановится и включится продувка, так же до тех пор пока не будет проветрено помещение или не перезапущен отопитель.
При нажатии на кнопку, включится система и отопитель начнет работать в цикле.
То есть, если температура понизилась до заданной, то он включится, нагреет «помещение» опять же до заданной температуры, отключит газ, продует себя в течении 2 минут и отключится, до тех пор, пока температура не упадет и так по кругу.
В случае, если при запуске кварц окажется замкнутым, то включится продувка и если в течении 2 минут, кварц разомкнется, то отопитель продолжит работать в штатном режиме.
Если же этого не произойдет, то по истечении 2 минут, система отключится.
Если в процессе запуска отопителя, после включения розжига и открытия клапана подачи газа в течении 2 минут кварц не замкнется, (возможно вышел из строя розжиг, закончился газ) отопитель отключит розжиг, закроет клапан подачи газа, продует себя в течении 2 минут и отключится система.
Если в процессе работы отопителя (когда идет обогрев, работает вентилятор и открыт клапан подачи газа, а значит, горит газ) вдруг разомкнется кварц (возможно кончился газ и ли другая причина), то отопитель отключит клапан подачи газа, продует себя в течении 2 минут и отключит систему.
При отключенной системе, работа отопителя не возможна.
Так же при аварийной ситуации включится звуковой сигнал и с частотой 100 мил. сек. начнет мигать светодиод индикации работы системы. Отключить звуковой сигнал можно как в ручную, однократно нажав кнопку или же он отключится сам, по истечении 2 минут.
Светодиод будет мигать пока идет продувка отопителя.
При выключении системы путем нажатия на кнопку (если она включена и не включен звуковой сигнал), отопитель находясь в любом состоянии (полностью работает или в процессе запуска) отключится система, розжиг, клапан, останется работать вентилятор, который через 2 минуты, так же отключится.
В СКЕТЧ добавлена функция термопредохранителя. Который штатно предусмотрен в ШААЗ 030.
В случае выхода из строя термостата и перегрева отопителя, последний отключит клапан подачи газа оставив работать вентилятор, который будет включен до тех пор пока отопитель не остынет или не будет выключен вручную.
Для ШААЗ 015, у которого нет штатного термопредохранителя, его можно установить самому.
Если нет такого желания, то просто закомментировать строку в СКЕТЧ (смотрим скетч там указано какую строку нужно закомментировать в разделе void loop()).
Иначе, если этого не сделать, у вас просто напросто не включится система.

Читайте также  Сработал датчик наклона что значит?

Также столкнулся с ситуацией (сейчас делаю отопитель для друга), когда горелка, которая установлена на место штатного вентилятора, для более эффективной работы, длиннее чем нужно.
То есть ее край перекрывает отверстие в которое устанавливается свеча искрового розжига.
И при всем желании поджечь эту горелку просто так нет возможности.
Для этого в конструкцию добавлен еще один электроклапан для газа и добавлены строки в СКЕТЧ.
Если у вас с размерами горелки нет проблем, скетч изменять не нужно, он «универсальный».

Теперь по поводу доп. клапана, алгоритм такой.
Включается вентилятор, продувка, включается розжиг, затем открывается основной клапан и клапан «фитиля», который стоит после основного клапана.
Газ начинает подаваться как на горелку, так и на свечу розжига(штатное место куда подавался бензин, на конец трубки, которая подает газ на свечу, нужно установить жиклер(нарезать внутреннюю резьбу и вкрутить жиклер), с минимальным отверстием, примерно 0,1 — 0,3 мм.)
Как только кварц нагреется и замкнется, доп. клапан отключится, закроется.
Для управления этим клапаном в схему добавлен еще один ключ на полевом транзисторе.

Для тех кто знаком с электроникой по минимуму, нужно будет лишь купить модули в Китае на Алиэкспресс, соединить их по схеме и залить скетч.
Для этой версии, не понадобится делать, травить, платы.
Останется только сделать (подобрать из готовых) три корпуса, один для деталей искрового розжига, второй для датчиков газов и третий для пульта управления.
Второй и третий корпус размером меньше ладошки, а вот первый, если использовать так же китайский модуль, то тоже будет небольшой.
Если использовать вариант с катушкой, зажиганием от ВАЗ 09 и эмулятором датчика холла (аварийное зажигание), то корпус будет немного больше.
Питание + подается на клемму катушки «Б», а минус на мосфет ключ.

Дополнительный вентилятор, это:
Если отопитель установлен в авто, то это вентилятор передней печки.
Так как он работает на вдув, то когда он включится, при утечки пропана или скоплении угара, он будет создавать избыточное давление в салоне, тем самым выдавливая «нехорошие газы».
Если отопитель установлен в помещении, то это вентилятор который установлен для вентилирования помещения.
Если этот вентилятор к примеру на 220 вольт, то нужно будет в схему добавить реле, с управляющим напряжением на 12 вольт (один контакт управляющей катушки подключаем к + 12 В, второй на ключ-мосфет) и теперь 4 ключ — мосфет, отвечающий за управление доп. вентилятор, будет управлять этим реле, а оно в свою очередь включать или отключать доп. вентилятор.

Если будут какие то вопросы пишите, отвечу.

СКЕТЧ готов, вроде бы все продумал, если что то забыл или будут какие то предложения, так же пишите.

Вот перечень модулей, из которых можно все это собрать, не делая печатных плат. А токоограничивающие резисторы к примеру для светодиодов, можно напаять прям на сам светодиод.

Решено Имитация пламени на контрольном электроде

nevad

Maksim_kobrin

Не понятно, выполняется условие или нет, ток бежит? И какой?

От себя могу посоветовать проверить горение запальника и омывание пламенем электродов (чистоту оных), и установить наличие заземления на котле.
Надеюсь, знаешь, в каком направлении движуться положительно заряженные частицы (ионы), и направление пропускания диодов. На электроде должен быть потенциал, следовательно.
Там ток не большой, 226 вполне сойдёт.

Неисправности газовых котлов Ремонт газовых котлов Диагностика газовых котлов Схемы и инструкции Марки и модели котлов Популярные темы

Неисправности

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В нашем форуме рассмотрены различные неисправности встречающиеся в газовых котлах и колонках. Наиболее частое проявление дефектов следующие:

  • не включается
  • тухнет газовая горелка
  • не набирает температуру
  • не выполняет команды управления
  • слабое пламя
  • свист и шум в котле
  • в системе холодная вода
  • проблема циркуляционного насоса

Многие неисправности являются не причиной, а следствием другой неисправности. Подробную информацию Вы найдете в разделе ремонта газового оборудования.

Ремонт газовых котлов и колонок

Учитывайте, что ремонт газового оборудования и монтаж отопления должны выполнять профессиональные, сертифицированные работники. На форуме размещены темы рассчитанные на мастеров в этой области. Неквалифицированный ремонт может иметь очень серьёзные последствия. В форуме рассматриваются следующие вопросы:

  • Диагностика
  • Определение неисправности
  • Методы ремонта
  • Поиск запчастей
  • Обслуживание
  • Установка и настройка

  • Диагностика газовых котлов

    Как правило, большинство современных газовых котлов имеют внутреннюю систему диагностики, которая самостоятельно выявляет какую-либо неисправность и высвечивает ее код на цифровом дисплее. Так как каждая модель имеет свои коды, они перечислены не здесь, а в соответствующих темах форума

    Из кодов ошибок мастер выявляет наиболее вероятную причину поломки. Однако некоторые дефекты процессор (контроллер) не определяет в кодах ошибок, они требуют детальных ручных измерений или настройки узлов оборудования. По результатам диагностики возможно потребуется:

    • Замена отдельных компонентов
    • Замена платы в сборе
    • Замена узлов
    • Настройка узлов

  • Где скачать схему газового котла ?

    Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

    • Файлы для ремонта газовых котлов
    • Запросы схем и прошивок

    Многие файлы (схемы, прошивки, инструкции) отображаются и доступны только принятым в группу профессионального ремонта. Для их просмотра и доступа к ним, регистрации аккаунта не достаточно. При отстутствии на сайте необходимой схемы и прочей документации, участники запрашивают ее в соответствующем разделе.

    Какие марки рассмотрены

    В форуме рассмотрены практически все используемые марки котлов.
    Собрана большая база по неисправностям, методам их диагностики и устранения. Приведем несколько ссылок:

    • Gazlux
    • Ferroli
    • Protherm
    • Junkers
    • E.C.A.
    • Vaillant
    • Ariston
    • Viessmann
    • Beretta
    • Baxi -Westen
    • Termomax
    • . а так-же SIME, Cosmogas, SAUNIER DUVAL, Mora, THERMONA, KITURAMI, ZOOM Boilers (EXPERT Digital), и многие другие .

  • Популярные темы

    В процессе ремонта у мастеров возникают интересные темы для обсуждения. Перечислим только некоторые:

  • Алексей Бартош/ автор статьи
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Gk-Rosenergo.ru
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: