Sensori per caldaie a gas: tipologie, principio di funzionamento, caratteristiche

Una moderna caldaia a gas è un'unità ingegneristica complessa utilizzata per riscaldare l'acqua e i locali residenziali.Sensori speciali per caldaie a gas aiutano a controllare e collegare il funzionamento di tutti i suoi meccanismi. Vale la pena comprendere il loro principio di funzionamento. Sei d'accordo?

È grazie ai sensori che vengono rispettati i principi chiave di funzionamento delle apparecchiature a gas: sono garantite la sicurezza e l'automazione del lavoro. L'articolo che abbiamo presentato descrive in dettaglio tutti i tipi di questi dispositivi compatti e le caratteristiche della loro installazione. Con i nostri consigli potrai equipaggiare la tua caldaia in modo impeccabile.

Principali tipologie di sensori

Il principio principale di funzionamento di tutti i sensori è la conversione del segnale e l'interpretazione del risultato per informare tempestivamente l'utente sui cambiamenti nel funzionamento della caldaia a gas.

Le apparecchiature a gas sono dotate di una serie di apparecchiature aggiuntive, grazie alle quali può essere programmato per il funzionamento in una determinata modalità.

Un sensore di surriscaldamento compatto prolunga la vita della caldaia a gas e ne impedisce il deterioramento a causa delle elevate temperature dell'acqua

Sensori chiave responsabili della sicurezza delle apparecchiature:

• trazione;
• temperature (esterne e ambientali);
• fiamma;
• sensori di pressione (pressostato);
• surriscaldamento

Consideriamo le caratteristiche e le caratteristiche operative di ciascuno di essi.

Per determinare la forza di trazione nel dispositivo, viene utilizzato un sensore di trazione o un relè termico caldaia a gas, è anche responsabile della corretta combustione del gas.

Grazie a questo piccolo sensore di tiraggio, il monossido di carbonio non entrerà nella stanza, ma verrà scaricato attraverso il camino in strada

Il tiraggio è necessario per liberare la caldaia dal monossido di carbonio. Il tiraggio normale “rimuove” i prodotti della combustione dalla stanza e non dentro di essa; il tiraggio debole può provocare l'attenuazione della colonna e, di conseguenza, un incidente.

Molto spesso, tali sensori sono installati in un estrattore di fumo. Se il sensore si rompe, il fumo dei prodotti della combustione entra nella stanza e rappresenta una minaccia per la sicurezza della vita.

Il tipo di sensore dipende dal tipo di caldaia a cui lo si vuole collegare. Il primo tipo sono le caldaie a tiraggio naturale, la seconda a tiraggio forzato.

Il diagramma mostra chiaramente la differenza nel funzionamento delle camere di combustione aperte e chiuse nelle caldaie a gas, nonché nella struttura del camino

Negli apparecchi a tiraggio naturale la camera di combustione è aperta. Durante il normale funzionamento il monossido di carbonio fuoriesce attraverso il camino ed un termostato di sicurezza monitora la presenza di tiraggio e la temperatura dei fumi. In tali caldaie, viene utilizzato un sensore sotto forma di una piastra metallica su cui è fissato un contatto.

Il principio del suo funzionamento è inviare un segnale alla valvola, che al momento giusto interromperà il flusso di gas al bruciatore. All'interno del termostato è presente una striscia metallica che reagisce alle variazioni di temperatura.

Il termostato viene regolato su una determinata temperatura in base al combustibile nella caldaia. Se viene utilizzato gas naturale, i limiti di temperatura saranno compresi tra +75 °C e +950 °C, nel caso del gas liquefatto - +75-+1500 °C.

Se si verifica un malfunzionamento nel processo di fuoriuscita del monossido di carbonio (attraverso il camino verso la strada), in altre parole, la forza di trazione viene interrotta, quindi il dispositivo viene attivato. Quando ciò accade, la temperatura all'interno dell'apparecchio aumenta, il metallo si dilata, il sensore interviene e la caldaia si raffredda.

I proprietari di apparecchi a gas a tiraggio naturale dovrebbero prestare attenzione al concetto di “tiraggio inverso”. In parole semplici, si tratta di un processo in cui il monossido di carbonio entra nella stanza anziché essere scaricato nel camino.

Il guasto si verifica anche quando le temperature oscillano, l'installazione errata del camino o il suo intasamento e anche calcoli imprecisi delle dimensioni del camino possono influenzarlo. Indipendentemente dalla causa del ritorno d'aria, è necessario eliminarlo immediatamente per evitare avvelenamento da monossido di carbonio.

Forte backdraft in azione. Può provocare avvelenamento dei residenti di un appartamento o di una casa a causa della grande quantità di monossido di carbonio nella stanza

Negli apparecchi a tiraggio forzato è installata una camera di combustione chiusa e il gas viene rimosso da una turbina-ventilatore. Qui viene utilizzato un sensore relè pneumatico realizzato sotto forma di membrana.

Con tiraggio normale, la membrana si deforma leggermente sotto la forza del monossido di carbonio. Quando il flusso diventa troppo debole e la membrana rimane immobile, i contatti vengono disconnessi e la valvola del gas si chiude. Tale sensore controlla sia il funzionamento della ventola che la velocità dei prodotti della combustione.

Se ci sono dubbi sul funzionamento del dispositivo che interrompe l'erogazione del gas in caso di perdita, è consigliabile installare un sensore di monossido di carbonio. La sua installazione è fortemente consigliata, ma non obbligatoria.

Motivi dell'intervento del sensore di tiraggio: errori nell'installazione della caldaia o del camino, camino intasato o blocco del ventilatore (solo negli apparecchi a tiraggio forzato).

Il principio di funzionamento e la progettazione del sistema di automazione della caldaia a gas sono descritti in dettaglio nel prossimo articolo, con cui ti consigliamo di familiarizzare.

Principio di funzionamento del pressostato

Un pressostato o un sensore di pressione protegge la caldaia dal surriscaldamento durante un improvviso cambiamento della pressione del gas o una diminuzione del flusso d'acqua.

L'installazione di un pressostato protegge l'apparecchiatura a gas da picchi di pressione improvvisi o troppo grandi e, se necessario, spegne l'apparecchiatura a gas

Visivamente, si tratta di un sensore o relè elettrico standard, nella maggior parte dei casi con due circuiti correttori elettrici. Sono questi circuiti che determinano le due principali modalità operative del dispositivo:

• 1 modalità assume una pressione normale, durante la quale la membrana termostatica del sensore non cambia posizione e il primo gruppo di contatti si chiude. La caldaia funziona normalmente grazie al passaggio di corrente attraverso questo circuito. Inoltre è sempre collegato al circuito generale dell'unità.
• 2 modalità La modalità viene attivata quando alcuni parametri del sistema non rientrano nell'intervallo normale. All'interno del relè la membrana termostatica si sposta e si piega. Il primo circuito del controller è disconnesso grazie alla membrana e il secondo è chiuso. L'attrezzatura della caldaia smette di funzionare correttamente. Il funzionamento della modalità standby, che informa l'utente della caldaia di un'emergenza, viene attivato utilizzando il circuito secondario del sensore.

Il sensore interviene anche se si verifica il minimo aumento della temperatura nella camera di combustione. Monitora il valore minimo/massimo della forza di pressione, inoltre registra l'inizio della condensazione di umidità nei prodotti della combustione o direttamente nel gas stesso.

Cosa monitora il sensore di surriscaldamento?

Un sensore di surriscaldamento è un piccolo dispositivo che protegge una caldaia a gas dall'ebollizione, che può verificarsi quando la temperatura supera i +100 °C.Quando viene raggiunta la temperatura limite nel circuito di riscaldamento, il sensore di surriscaldamento disconnette i contatti e spegne l'apparecchio a gas.

Uno speciale sensore NTC (abbreviazione di coefficiente di temperatura positivo) è un dispositivo ad immersione. che controlla la temperatura all'interno della caldaia a gas

Il dispositivo si basa su termistori o piastre biometriche, a volte questi possono funzionare con sensori NTC.

Cause del surriscaldamento della caldaia a gas e opzioni per eliminarle:

1. Mancanza di circolazione nel circuito di riscaldamento a causa di filtri intasati. È necessario pulire accuratamente tutti i filtri, sciacquarli o, se necessario, sostituirli con altri nuovi.
2. “Aerazione” del circuito di riscaldamento. Puoi sbarazzartene semplicemente rimuovendo l'aria.
3. Il condotto è intasato a causa di un grosso strato di calcare e si sente come se la caldaia “bussasse” o emettesse rumori scoppiettanti. Rimuovere l'eccesso nel dispositivo utilizzando prodotti chimici o acidi speciali.
4. All'avvio della caldaia si avvertono dei rumori e il dispositivo potrebbe visualizzare l'errore “circolazione insufficiente”. Una situazione simile è possibile all'avvio della caldaia, dopo un lungo periodo di inattività e senza aver prima avviato il sistema di ventilazione. La causa potrebbe essere l'ostruzione della pompa dovuta all'inattività. È necessario smontare la pompa e lavarla accuratamente, quindi riavviarla.
5. La posizione di installazione dell'apparecchiatura è stata scelta in modo errato. In questo caso, se l'umidità dell'aria o la bassa temperatura nella stanza sono elevate, il metallo di cui è composta la caldaia inizierà a deteriorarsi rapidamente.

Per qualsiasi motivo di surriscaldamento deve essere rimosso immediatamente per evitare rotture o esplosioni della caldaia. L'utente può eliminare il surriscaldamento in modo indipendente o utilizzando i servizi di un tecnico esperto.

Sensori di temperatura esterna e ambiente

Il compito principale di un sensore di temperatura per una caldaia a gas è controllare la temperatura e informare tempestivamente sui suoi cambiamenti. I moderni dispositivi di risposta funzionano secondo il principio della resistenza elettrica, che consente la registrazione delle letture operative.

Secondo il metodo di trasmissione delle informazioni, i sensori di temperatura sono:

• cablato (collegato al controller tramite cavo);
• senza fili (per trasmettere il segnale viene utilizzata la comunicazione radio wireless; tali modelli sono costituiti da 2 parti).

In base al tipo di controllo in cui sono suddivisi semplice (mantenere la temperatura ambiente) e programmabile (sono numerose le funzioni disponibili che permettono di influenzare le condizioni termiche della casa).

Un complesso sensore di temperatura programmabile può essere comodamente posizionato in una stanza e, utilizzando diversi pulsanti, regolare la temperatura

Alcuni modelli di sensori dispongono di un termostato integrato che consente di controllare il livello di umidità nella stanza. C'è anche una funzione per ridurre/aumentare l'umidità.

A seconda del metodo di posizionamento, si distinguono i seguenti dispositivi:

• fatture – fissata alle tubazioni del circuito di riscaldamento;
• sommerso – sono in costante contatto con il liquido refrigerante.

In cui interno situato direttamente nella stanza, e strada sono installati all'esterno e rispondono alle variazioni di temperatura fuori dalla finestra.

I primi due tipi vengono utilizzati per il refrigerante, ad es. per la caldaia e i secondi due per il controllo della temperatura dell'aria. Le sovrapposizioni sono montate sulla superficie esterna della tubazione utilizzando un nastro o un morsetto speciale.

Utilizzando un semplice sensore di temperatura a clip, l'utente può facilmente impostare comodi indicatori di temperatura, che la caldaia manterrà

I sensori sommergibili per il riscaldamento dell'acqua per la caldaia sono posizionati solo in punti speciali all'interno del dispositivo in prossimità del liquido di raffreddamento.

L'elemento di risposta per la misurazione dei gradi di temperatura può essere un trasduttore elettrico (termocoppia, termometro a resistenza), preconfigurato su un determinato intervallo. Tali dispositivi possono avere un display; alcuni modelli hanno la possibilità di essere calibrati in anticipo.

Un sensore di temperatura esterna consente alla caldaia di funzionare non sempre, ma solo quando necessario. Ciò aumenta la vita della caldaia a gas e il consumo del gas stesso. Durante l'installazione è necessario prevedere preventivamente una protezione dagli influssi meccanici e atmosferici (umidità, gelo).

Il set di apparecchiature remote comprende:

• il sensore stesso;
• terminali per serrare cavi elettrici;
• manicotto del cavo;
• una custodia in plastica che conterrà tutte le parti del dispositivo.

Quando la temperatura fuori dalla finestra cambia, il sensore della caldaia a gas attiva un programma dipendente dal clima che apporta modifiche al regime di temperatura per il riscaldamento dell'acqua per il riscaldamento.

Un sensore della temperatura esterna è montato sulla parete esterna della stanza. Quando lo scegli, dovresti controllare in anticipo i meccanismi di protezione del dispositivo

Il sensore ambientale reagisce alle variazioni di temperatura nella stanza, quindi invia informazioni al sistema di automazione, che controlla la caldaia. E dà già un segnale per ridurre o aumentare la potenza riscaldante del circuito di riscaldamento.

Il principio di funzionamento è che l'utente deve inizialmente impostare la temperatura richiesta nella stanza e l'apparecchiatura stessa controllerà l'apparecchiatura a gas.

La caldaia verrà accesa solo se la temperatura dell'aria nell'ambiente riscaldato sarà inferiore a quella precedentemente impostata. In questo modo ridurrai di circa un terzo la bolletta mensile del gas.

Un sensore della temperatura ambiente ti consentirà di impostare i limiti di un regime di temperatura confortevole, quindi l'apparecchiatura lo manterrà in modalità costante

Quando si seleziona un sensore di temperatura, prestare particolare attenzione all'intervallo di temperatura. La soluzione migliore sarebbe da - 10 °C a + 70 °C. Considera anche la temperatura di soglia. Esistono modelli che rispondono ad una diminuzione della temperatura di 1/4 di grado.

Questo non è molto conveniente, poiché la caldaia si spegne spesso. Tuttavia, la maggior parte funziona quando la temperatura cambia di 0,5 o 1 grado.

Le dimensioni del dispositivo stesso sono generalmente piccole: 2x3 cm Nei modelli cablati, la lunghezza del cavo deve essere di almeno 5 m Se si utilizza la comunicazione wireless, assicurarsi di testare il segnale radio.

Regole e sfumature regolazioni automatiche le apparecchiature per il riscaldamento a gas sono descritte in dettaglio nell'articolo, il cui materiale è interamente dedicato a questo problema.

Sensore di fiamma: protezione affidabile della vostra caldaia

Una delle principali garanzie di funzionamento sicuro di una caldaia a gas è il sensore di fiamma. Il suo compito principale è inviare il più rapidamente possibile un segnale di spegnimento della fiamma sul bruciatore al sistema di automazione per chiudere il gas al fine di evitare perdite ed esplosione dell'intero dispositivo.Inoltre, questo sensore dovrebbe informare il controller sulla qualità della combustione del gas, sulla presenza di fiamma e sull'intensità della combustione.

Tipologie di sensori di fiamma

Dipendono dal metodo di controllo della fiamma quando si utilizza una caldaia a gas. Il controllo può essere diretto o indiretto. Termometrico, fotoelettrico, ultrasonico, ionizzazione e sono metodi diretti.

Il controllo indiretto è considerato il controllo sulla formazione di monossido di carbonio nel focolare, sulla pressione del carburante nella tubazione attraverso la quale entra, sulla forza di pressione o sulle sue fluttuazioni davanti al bruciatore. Ciò include anche il controllo di una fonte inesauribile di accensione.

Basato sul metodo di controllo termoelettrico, il sensore include una termocoppia (comprende un sensore e un'elettrovalvola). La termocoppia è posizionata in prossimità del bruciatore della caldaia e l'elettrovalvola è montata sul gasdotto attraverso il quale il gas viene fornito al bruciatore da accendere.

Il collegamento di un sensore di fiamma consente di utilizzare una caldaia a gas o uno scaldabagno a casa senza timore per la propria vita

Vengono installati molti dispositivi moderni sensori di ionizzazione di fiamma. Il loro principio di funzionamento è che quando brucia una fiamma, si forma una corrente di ionizzazione tra l'alloggiamento e l'elettrodo del sensore. Si forma in caso di attrazione di ioni. Se non è presente tale corrente, questo diventa un segnale per interrompere la fornitura di gas.

Se la combustione della fiamma pilota produce la quantità necessaria di elettroni liberi e ioni negativi, l'automazione attiva un dispositivo chiave che consente il funzionamento del bruciatore principale.

Si prega di notare che il corretto funzionamento del sensore di ionizzazione è possibile solo con un collegamento di fase accurato della caldaia di riscaldamento alla rete elettrica.

È questo meccanismo che è molto più efficace di altri nel caso della combustione del gas, poiché il gas in realtà non produce luce, quindi non sempre la fotocellula reagisce. La radiazione infrarossa rimane per un breve periodo, che può essere sufficiente per l'accumulo di una grande quantità di gas, il che rende automaticamente meno sicuro il rilevatore di fiamma a infrarossi.

Il sensore di ionizzazione è montato all'interno della caldaia stessa. Previene gli incidenti sulle apparecchiature a gas e protegge la vita e la proprietà dei proprietari di case o appartamenti

Fotosensori controllano la fiamma del bruciatore a chiave, ma non servono per diagnosticare la fiamma dell'accenditore a causa della dimensione insufficiente della sua fiamma. Tali sensori sono suddivisi in base alla loro risposta alla lunghezza d'onda del flusso luminoso: alcuni rispondono allo spettro visibile e infrarosso del flusso luminoso di una fiamma accesa, mentre altri “vedono” solo la sua componente ultravioletta.

Per funzionare correttamente le fotocellule devono essere a “contatto diretto” con la fiamma del bruciatore, quindi vanno montate in prossimità della stessa. Vengono installati sul lato del bruciatore con un angolo rispetto al suo asse di 20-30°. Per questo motivo, i fotosensori sono soggetti a surriscaldamento dovuto alla radiazione termica proveniente dalle pareti dell'unità e al riscaldamento attraverso la finestra di visualizzazione.

Per proteggere il fotosensore dal surriscaldamento viene utilizzato vetro al quarzo resistente al calore e flusso d'aria forzato, effettuato tramite aria compressa a bassa pressione o aria prodotta da un ventilatore.

Il sensore di fiamma potrebbe essere attivato. quando il rapporto chiave gas-aria viene interrotto o il dispositivo di accensione o la valvola sono sporchi.Se per qualsiasi motivo il sensore di fiamma si rompe, deve essere sostituito immediatamente. Ciò salverà la vita e la salute di te e della tua famiglia.

Dotare le apparecchiature di riscaldamento a gas di un set completo di sensori di sicurezza e dispositivi di automazione non elimina la necessità di manutenzione regolare. Il modo in cui vengono eseguite le ispezioni tecniche e le riparazioni delle unità a gas è descritto in dettaglio nell'articolo che consigliamo.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Informazioni ancora più interessanti sui sensori per caldaie si trovano nei video seguenti.

Informazioni sui diversi tipi di caldaie e sensori adatti a loro. L'esempio mostra l'installazione di un sensore di tiraggio.

Utilizzando un esempio, l'autore spiega in dettaglio i sensori di trazione e di temperatura: posizione, principi di funzionamento e sottigliezze utili.

Viene dimostrato un test completo passo passo del sensore di fiamma a casa e le caratteristiche del suo funzionamento.

I sensori, se non sono inclusi con la caldaia, devono essere selezionati dallo stesso produttore dell'apparecchio a gas. Un malfunzionamento di uno di essi minaccia un incidente o un guasto alla caldaia e pertanto richiede un intervento immediato.

Tutti i sensori descritti vengono utilizzati per uno scopo: proteggere l'utente della caldaia a gas da incidenti e situazioni potenzialmente letali. L'acquisto di ciascuno di essi è un investimento nella sicurezza delle attrezzature, degli alloggi e della vita umana.

Vuoi raccontarci come hai selezionato i sensori per le tue apparecchiature a gas? Hai informazioni utili non menzionate nell'articolo? Scrivi commenti, condividi la tua opinione e informazioni e pubblica foto relative all'argomento dell'articolo nel blocco sottostante.