Giải thích về đầu đốt lò sưởi: Chúng hoạt động như thế nào, tại sao chúng thất bại và phải làm gì với nó

Đầu đốt là trái tim của lò sưởi của bạn

Đầu đốt lò là bộ phận chịu trách nhiệm đốt cháy nhiên liệu và tạo ra nhiệt làm ấm ngôi nhà của bạn - và khi nó hỏng, toàn bộ hệ thống sưởi sẽ ngừng hoạt động. Cho dù lò của bạn chạy bằng khí tự nhiên, propan hay dầu thì đầu đốt là nơi quá trình đốt cháy thực sự xảy ra. Mọi thứ khác trong hệ thống - quạt gió, bộ trao đổi nhiệt, ống khói - đều tồn tại để hỗ trợ hoặc quản lý những gì đầu đốt tạo ra.

Hầu hết các chủ nhà chỉ nghĩ đến đầu đốt lò của họ khi có sự cố: nhiệt ngừng hoạt động, lò hoạt động trong thời gian ngắn hoặc họ nhận thấy ngọn lửa màu vàng hoặc cam thay vì ngọn lửa sạch màu xanh lam. Nhưng hiểu được cách hoạt động của đầu đốt, loại tồn tại và triệu chứng nào báo hiệu sự cố sẽ cho phép bạn hành động sớm — trước khi một sự cố nhỏ trở thành hỏng hệ thống sưởi hoàn toàn vào giữa mùa đông.

Tin tốt là nhiều vấn đề về đầu đốt có thể chẩn đoán và khắc phục được mà không cần thay thế toàn bộ lò . Đầu đốt bẩn, bộ phận đánh lửa bị lỗi hoặc van gas được hiệu chỉnh sai đều là những vấn đề có thể khắc phục được. Biết những gì bạn đang giải quyết là bước đầu tiên.

Làm thế nào một Lò đốt lò sưởi Tác phẩm

Đầu đốt lò gas hoạt động thông qua một chuỗi sự kiện chính xác được điều khiển bởi bảng điều khiển của lò. Khi bộ điều nhiệt yêu cầu nhiệt, chu trình sau sẽ bắt đầu:

1. Động cơ cảm ứng khởi động, loại bỏ mọi khí đốt còn sót lại khỏi bộ trao đổi nhiệt và ống khói.
2. Công tắc áp suất xác minh rằng bộ cảm ứng đang tạo ra luồng gió thích hợp trước khi cho phép quá trình đánh lửa tiếp tục.
3. Bộ phận đánh lửa - có thể là bộ phận mồi đứng, bộ phận đánh lửa bề mặt nóng (HSI) hoặc bộ phận mồi không liên tục - kích hoạt và đạt đến nhiệt độ đánh lửa. Một thiết bị đánh lửa bề mặt nóng thường nóng đến 1.800–2.500°F trong vòng 30–60 giây .
4. Van gas mở ra, cung cấp lưu lượng nhiên liệu được đo đến các cổng đầu đốt.
5. Hỗn hợp nhiên liệu-không khí bốc cháy ở đầu đốt. Cảm biến ngọn lửa (một thanh kim loại mỏng trong đường dẫn ngọn lửa) xác nhận sự đánh lửa bằng cách phát hiện dòng điện dẫn qua ngọn lửa - một hiện tượng được gọi là chỉnh lưu ngọn lửa.
6. Nếu cảm biến ngọn lửa không phát hiện ngọn lửa trong vòng 6–10 giây, van gas sẽ đóng lại và lò sẽ khóa để ngăn khí chưa cháy tích tụ.
7. Sau khi xác nhận đánh lửa, động cơ quạt sẽ khởi động sau một khoảng thời gian trễ ngắn, luân chuyển không khí nóng qua hệ thống ống dẫn.

Toàn bộ quá trình đánh lửa này chỉ mất chưa đầy hai phút trong một lò hoạt động bình thường. Mỗi bước phụ thuộc vào bước trước đó - lỗi ở bất kỳ giai đoạn nào sẽ ngăn đầu đốt đốt hoặc khiến hệ thống ngừng hoạt động như một biện pháp an toàn.

Các loại đầu đốt lò sưởi

Không phải tất cả các đầu đốt lò đều giống nhau. Loại đầu đốt trong hệ thống của bạn ảnh hưởng đến hiệu suất, yêu cầu bảo trì và cách nó phản ứng với các vấn đề. Hai loại chính dành cho lò gas dân dụng là đầu đốt trong và đầu đốt ruy băng, nhưng bối cảnh rộng hơn bao gồm một số thiết kế riêng biệt.

Đầu đốt Trong cảnh (Inshot)

Đầu đốt trong là loại phổ biến nhất được tìm thấy trong các lò gas dân dụng hiện đại. Chúng bao gồm các ống hình trụ riêng lẻ - thường là một ống cho mỗi tế bào trao đổi nhiệt - bắn ngọn lửa trực tiếp vào bộ trao đổi nhiệt. Hầu hết các lò đốt dân dụng đều có từ 3 đến 5 đầu đốt phụ thuộc vào công suất BTU của thiết bị. Chúng hoạt động hiệu quả, tương đối yên tĩnh và thiết kế cho phép đo nhiên liệu chính xác. Khi một cổng đầu đốt bị tắc do rỉ sét hoặc mảnh vụn, chỉ phần đó của bộ trao đổi nhiệt bị ảnh hưởng — khiến việc chẩn đoán trở nên đơn giản hơn so với các thiết kế cũ.

Đầu đốt ruy băng (thanh)

Đầu đốt ruy băng sử dụng một dải hoặc thanh kim loại đục lỗ liên tục để khí chảy qua và bốc cháy dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Chúng phổ biến trong các thiết kế lò nung cũ và vẫn được sử dụng trong một số ứng dụng sưởi ấm thương mại. Đầu đốt ruy băng phân phối nhiệt đều hơn trên bề mặt bộ trao đổi nhiệt nhưng dễ bị cháy không đều hơn nếu bị chặn một phần và hiện tượng nâng ngọn lửa (nơi ngọn lửa tách ra khỏi bề mặt đầu đốt) là một vấn đề đã biết ở tốc độ đốt cao hơn.

Đầu đốt Kết quả cuối cùng

Được tìm thấy trong các mẫu lò đốt cũ hơn, đầu đốt hướng ngọn lửa lên trên vào bộ trao đổi nhiệt được đặt ngay phía trên cụm đầu đốt. Chúng hoạt động với đèn hoa tiêu đứng thay vì hệ thống đánh lửa điện tử. Các thiết bị này phần lớn đã lỗi thời khi lắp đặt mới do hiệu suất thấp hơn - thường là Xếp hạng AFUE là 55–70% so với 80–98% của lò nung hiện đại - nhưng vẫn được sử dụng ở nhiều ngôi nhà cũ.

Lò đốt điện (Lò đốt dầu)

Lò dầu sử dụng đầu đốt điện - một thiết kế khác biệt cơ bản giúp nguyên tử hóa dầu nóng thành sương mù mịn và đốt cháy nó bằng thiết bị đánh lửa tia lửa điện áp cao. Vòi phun nhiên liệu, máy biến áp, điện cực và buồng đốt hoạt động cùng nhau như một hệ thống tích hợp. Vòi đốt dầu phải được thay thế hàng năm là một phần của quá trình bảo trì định kỳ, vì sự mài mòn trên lỗ vòi phun ảnh hưởng trực tiếp đến kiểu phun, hiệu suất đốt cháy và khí thải.

Dấu hiệu cảnh báo Lò đốt của bạn đang bị hỏng

Sự cố đầu đốt hiếm khi xảy ra mà không có cảnh báo. Việc nhận biết các dấu hiệu ban đầu giúp bạn có thời gian lên lịch bảo dưỡng trước khi lò hỏng hoàn toàn - lý tưởng nhất là trước khi nhiệt độ giảm đến mức nhà lạnh trở thành vấn đề an toàn.

Ngọn lửa màu vàng hoặc cam thay vì màu xanh

Đầu đốt lò gas lành mạnh tạo ra ngọn lửa màu xanh ổn định, đôi khi có ngọn lửa nhỏ màu xanh cam. Ngọn lửa màu vàng hoặc màu cam cho thấy quá trình đốt cháy không hoàn toàn — hỗn hợp nhiên liệu-không khí tắt và đầu đốt không cháy hiệu quả. Điều này có thể là do đầu đốt bẩn, nguồn cung cấp không khí đốt bị tắc hoặc vấn đề về áp suất khí. Ngọn lửa màu vàng cũng tạo ra nhiều carbon monoxide hơn ngọn lửa màu xanh, khiến điều này trở thành mối lo ngại về an toàn chứ không chỉ về hiệu quả.

Lò đi xe đạp ngắn

Chu kỳ ngắn xảy ra khi lò khởi động, chạy trong thời gian ngắn, tắt và sau đó khởi động lại liên tục trong một khoảng thời gian ngắn. Khi đầu đốt có liên quan, điều này thường xảy ra do cảm biến ngọn lửa bẩn không thể phát hiện ngọn lửa chính xác - bảng điều khiển, không nhận được xác nhận đánh lửa, sẽ tắt van gas như một biện pháp phòng ngừa an toàn. Cảm biến ngọn lửa bị bao phủ bởi sự tích tụ quá trình oxy hóa là một trong những lỗi phổ biến nhất — và dễ khắc phục nhất — liên quan đến đầu đốt. Làm sạch thanh cảm biến ngọn lửa bằng len thép mịn hoặc vải nhám chỉ mất chưa đầy 15 phút và không tốn phí.

Đánh lửa chậm — tiếng “bùm” hoặc tiếng đập khi khởi động

Nếu bạn nghe thấy tiếng nổ lớn, tiếng bùm hoặc tiếng đập khi lò khởi động lần đầu thì hiện tượng này được gọi là đánh lửa chậm. Khí đi vào buồng đốt nhưng không bốc cháy ngay lập tức - nó tích tụ trong thời gian ngắn và sau đó bốc cháy cùng một lúc. Đánh lửa chậm gây áp lực cơ học lên bộ trao đổi nhiệt và có thể làm hỏng nó theo thời gian, biến vấn đề đầu đốt thành một thiết bị thay thế bộ trao đổi nhiệt nghiêm trọng và đắt tiền hơn nhiều. Các nguyên nhân bao gồm đầu đốt bẩn, áp suất khí thấp hoặc bộ phận đánh lửa bị hỏng và mất quá nhiều thời gian để đạt đến nhiệt độ đánh lửa.

Lò sẽ không cháy chút nào

Một lò cố gắng khởi động - bạn nghe thấy động cơ cảm ứng chạy - nhưng không bao giờ tạo ra nhiệt thì có khả năng đã hỏng ở giai đoạn đánh lửa. Các nguyên nhân phổ biến nhất theo thứ tự tần số là bộ phận đánh lửa bề mặt nóng bị hỏng, công tắc áp suất bị ngắt, cảm biến ngọn lửa bẩn hoặc van gas bị lỗi. Chất đánh lửa bề mặt nóng là các thành phần silicon nitrit hoặc cacbua silic dễ vỡ, bị nứt theo tuổi thọ và chu kỳ nhiệt. Tuổi thọ trung bình của thiết bị đánh lửa bề mặt nóng là 3–7 năm và các bộ phận thay thế có giá từ $20–$60 cho riêng bộ phận đó.

Muội hoặc rỉ sét xung quanh khu vực đầu đốt

Có thể nhìn thấy cặn bồ hóng trên cụm đầu đốt hoặc bên trong tủ lò gần đầu đốt cho thấy quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Rỉ sét trên các ống đốt cho thấy hơi ẩm xâm nhập - thường là do bộ trao đổi nhiệt bị nứt khiến nước ngưng tụ nhỏ giọt xuống đầu đốt hoặc do độ ẩm cao trong phòng cơ khí. Một trong hai điều kiện đảm bảo một cuộc kiểm tra chuyên nghiệp.

Cách để Làm sạch lò đốt

Làm sạch đầu đốt lò là một công việc bảo trì mà hầu hết các chủ nhà có thiên hướng cơ khí đều có thể thực hiện một cách an toàn. Việc này nên được thực hiện hàng năm - lý tưởng nhất là trước khi mùa nóng bắt đầu - và mất 45 phút đến một giờ. Luôn tắt nguồn điện của lò ở công tắc ngắt kết nối và tắt nguồn cung cấp gas trước khi bắt đầu.

1. Truy cập vào khoang đầu đốt. Tháo các tấm tiếp cận lò - thường là hai tấm, một tấm che quạt gió và một tấm che đầu đốt và bộ trao đổi nhiệt. Đặt chúng sang một bên một cách an toàn.
2. Chụp ảnh cụm đầu đốt trước khi tháo rời. Một bức ảnh đảm bảo bạn có thể lắp ráp lại các bộ phận một cách chính xác, đặc biệt là việc căn chỉnh đầu đốt so với các lỗ trao đổi nhiệt.
3. Tháo các ống đốt. Hầu hết các đầu đốt trong ảnh đều trượt ra khỏi giá đỡ sau khi ngắt kết nối ống góp. Tránh chạm vào bộ phận đánh lửa trên bề mặt nóng nếu có - dầu trên da có thể gây hỏng sớm khi bộ phận đánh lửa được làm nóng lại.
4. Làm sạch các cổng đầu đốt. Sử dụng bàn chải mềm hoặc khí nén để loại bỏ cặn rỉ sét, bụi và mảnh vụn khỏi cổng đầu đốt và kênh phân tần. Không sử dụng nước - nó gây ra sự ăn mòn. Máy hút bụi có đầu gắn hẹp có hiệu quả trong việc dọn sạch các mảnh vụn rời ra khỏi bên trong các lỗ hở của bộ trao đổi nhiệt.
5. Làm sạch cảm biến ngọn lửa. Chà nhẹ thanh kim loại của cảm biến ngọn lửa bằng len thép mịn hoặc tờ đô la để loại bỏ quá trình oxy hóa khỏi bề mặt. Không sử dụng giấy nhám - nó loại bỏ quá nhiều vật liệu.
6. Kiểm tra bộ phận đánh lửa. Kiểm tra trực quan bộ phận đánh lửa bề mặt nóng xem có vết nứt hoặc vỡ không. Đừng chạm vào nó bằng tay trần. Nếu bị nứt, hãy thay thế nó trước khi lắp lại.
7. Cài đặt lại đầu đốt và khôi phục nguồn điện và gas. Xác nhận tất cả các kết nối đều an toàn, khôi phục khí và điện, đồng thời vận hành lò qua một chu trình gia nhiệt hoàn chỉnh đồng thời quan sát mô hình ngọn lửa để đốt cháy đều, màu xanh lam trên tất cả các đầu đốt.

Khi nào cần thay thế và sửa chữa đầu đốt lò

Các bộ phận đầu đốt riêng lẻ - bộ phận đánh lửa, cảm biến ngọn lửa, van gas - đều có thể sử dụng được và tương đối rẻ tiền. Bản thân các ống đốt cũng có thể được thay thế riêng lẻ nếu bị nứt hoặc bị ăn mòn nghiêm trọng. Tuy nhiên, có những tình huống mà việc sửa chữa đầu đốt không phải là giải pháp đúng đắn.

• Bộ trao đổi nhiệt bị nứt: Nếu bộ trao đổi nhiệt - buồng kim loại bao quanh đầu đốt nơi truyền nhiệt tới nguồn cung cấp không khí - bị nứt thì việc sửa chữa thường không hiệu quả về mặt chi phí. Bộ trao đổi nhiệt bị nứt cho phép khí đốt bao gồm carbon monoxide trộn với nguồn cung cấp không khí nóng. Chi phí thay thế từ 1.500 đến 3.500 USD cho bộ phận và nhân công, thường vượt quá giá trị của một chiếc lò cũ. Thay thế toàn bộ thiết bị thường là quyết định tài chính tốt hơn đối với các lò trên 15 tuổi.
• Độ tuổi trên 20 tuổi: Một lò nung cũ hơn 20 năm hoạt động ở mức hiệu suất ban đầu sẽ có chi phí vận hành cao hơn đáng kể so với lò thay thế hiện đại có hiệu suất cao. Các lò được chứng nhận ENERGY STAR hiện tại đạt được xếp hạng AFUE là 95–98%, nghĩa là chỉ 2–5% nhiên liệu bị thất thoát dưới dạng khí thải so với 30–45% trên các thiết bị cũ. Tiết kiệm năng lượng từ việc thay thế thường bù đắp chi phí vốn trong vòng 5–8 năm.
• Lỗi đầu đốt lặp đi lặp lại: Nếu đầu đốt hoặc các bộ phận liên quan của nó (bộ đánh lửa, van gas, cảm biến ngọn lửa) cần được bảo dưỡng nhiều lần trong những mùa gần đây, điều đó báo hiệu sự suy giảm nghiêm trọng của hệ thống. Tiếp tục sửa chữa thường đồng nghĩa với việc ném tiền vào một hệ thống sắp hết tuổi thọ.
• Phát hiện carbon monoxide: Bất kỳ phát hiện nào được xác nhận về khí carbon monoxide trong nhà từ nguồn lò sưởi đều phải tắt máy ngay lập tức và kiểm tra chuyên môn trước khi sử dụng lại thiết bị. Không cố gắng tiếp tục vận hành lò đã có kết quả xét nghiệm dương tính với rò rỉ CO.

Bảo trì lò đốt gas và lò dầu: Sự khác biệt chính

Mặc dù các nguyên tắc đốt cháy áp dụng cho cả lò đốt gas và lò dầu, nhưng các yêu cầu bảo trì đầu đốt khác nhau đáng kể — và việc nhầm lẫn giữa hai điều này có thể dẫn đến bỏ sót các nhu cầu bảo trì.

Đầu đốt dầu đòi hỏi nhiều bảo trì hơn vì quá trình đốt cháy nhiên liệu lỏng tạo ra nhiều cặn hơn so với khí và sự phức tạp về mặt cơ học của việc phun dầu — với máy bơm, vòi phun và cụm điện cực — gây ra nhiều điểm hỏng hóc hơn. Việc bỏ qua dịch vụ đầu đốt dầu hàng năm trực tiếp dẫn đến tổn thất hiệu suất, tích tụ bồ hóng và tăng nguy cơ khóa đầu đốt khi thời tiết lạnh.

Điều chỉnh lò đốt nên bao gồm những gì

Khi lên lịch bảo trì lò chuyên nghiệp, việc biết kỹ thuật viên nên làm gì sẽ giúp bạn đánh giá liệu bạn có nhận được giá trị thực sự từ cuộc gọi dịch vụ hay không. Việc điều chỉnh đầu đốt kỹ lưỡng cho lò gas phải bao gồm tất cả những điều sau:

• Kiểm tra trực quan tất cả các ống đốt xem có vết nứt, ăn mòn và tắc nghẽn cổng không.
• Làm sạch các cổng đầu đốt và kênh đánh lửa chéo bằng bàn chải và chân không.
• Kiểm tra độ sạch và điện trở của cảm biến ngọn lửa - một cảm biến ngọn lửa hoạt động sẽ tạo ra số đọc microamp của 1,5–4 microamp DC trong ngọn lửa. Dưới 0,5 microamp thường cho biết cảm biến cần được thay thế.
• Kiểm tra bộ phận đánh lửa bề mặt nóng và đo điện trở. Bộ phận đánh lửa bằng cacbua silic phải đọc 40–70 ohm; bộ phận đánh lửa silicon nitride có thông số kỹ thuật khác — kỹ thuật viên nên tham khảo dữ liệu của nhà sản xuất.
• Đo áp suất khí tại ống góp để xác nhận nó phù hợp với thông số kỹ thuật thiết kế của lò - thường là cột nước 3,5 inch đối với khí tự nhiên và 10–11 inch đối với propan.
• Phân tích quá trình đốt cháy bằng máy phân tích khí thải để đo lượng CO thải ra, phần trăm CO₂ và nhiệt độ ống khói. Lượng CO thải ra trong khí thải phải dưới 100 ppm để lò gas hoạt động tốt.
• Kiểm tra bộ trao đổi nhiệt - bằng trực quan và bằng máy phân tích quá trình đốt cháy để phát hiện bất kỳ sự rò rỉ CO nào vào luồng cung cấp không khí.