Termocoppia per un geyser: progettazione e principio di funzionamento + test e sostituzione da soli

I design dei moderni scaldacqua e caldaie a gas sono dotati di numerosi sensori diversi. Questo è un punto ovvio, dato il funzionamento completamente automatico di tali apparecchiature.Utilizzando i sensori, vengono analizzati vari parametri operativi del sistema e il risultato finale è la corretta regolazione delle apparecchiature a gas nella modalità operativa appropriata.

Uno dei sensori tecnologici importanti è una termocoppia per uno scaldabagno a gas, che monitora le variazioni della temperatura operativa. In questo articolo parleremo del design e del principio di funzionamento di una termocoppia e dei metodi per verificarne la funzionalità. Considereremo anche come sostituire questo elemento con le tue mani.

Design e scopo di una termocoppia

Gli elementi sensore, che strutturalmente sono una termocoppia, hanno trovato ampia applicazione non solo negli elettrodomestici, ma anche nelle apparecchiature industriali. Essenzialmente, una termocoppia dovrebbe essere considerata un convertitore termoelettrico.

Tipicamente, tale convertitore viene utilizzato per misurare la temperatura ambiente. In particolare, se si esamina come funziona una termocoppia nella progettazione di una caldaia a gas, si può notare che grazie a tale sensore viene monitorata (misurata) la temperatura della fiamma del bruciatore a gas.

Questo è approssimativamente l'aspetto esteriore di una termocoppia, ma non per tutti i modelli esclusivamente di geyser. Le singole apparecchiature possono essere dotate di sensori di diversa configurazione

Caratteristiche di progettazione della termocoppia

La progettazione della termocoppia non è particolarmente complicata, ma da un punto di vista tecnologico la realizzazione di questo elemento richiede elevata precisione e rispetto delle caratteristiche dei componenti utilizzati.

In realtà, i componenti principali del sensore sono due elementi metallici con proprietà fisiche diverse.

Questi elementi (fili) sono saldati alle estremità su un lato, mentre le parti terminali dell'altro lato rimangono libere: vengono utilizzate per connettersi al convertitore termo-EMF e trasmettere la differenza di potenziale.

Schemi di una termocoppia classica: 1 – punto di giunzione (in realtà un elemento di controllo); 2 – metallo con un valore EMF; 3 – metallo con un valore EMF diverso; 4 – voltmetro, con il quale è possibile effettuare letture in millivolt quando il sensore si riscalda

Principio di funzionamento e scopo del sensore

L'effetto termoelettrico (in altre parole l'effetto Sebbeck) determina il principio di funzionamento del dispositivo in questione. Conduttori costituiti da metalli diversi collegati in un punto formano una differenza di potenziale, tenendo conto del fatto che metalli diversi hanno coefficienti termo-EMF diversi.

In relazione ad uno scaldabagno a gas, il funzionamento di una termocoppia garantisce il controllo della combustione e la protezione da possibili contaminazioni del gas. Quando il bruciatore di una caldaia a gas o di uno scaldabagno funziona in modalità attiva (spegne fiamma), una termocoppia installata nella zona della fiamma genera una corrente elettrica durante il riscaldamento. La corrente è sufficiente per controllare l'apertura e il mantenimento della valvola del gas.

Uno schema di tipo classico per geyser, che mostra chiaramente il funzionamento dell'apparecchiatura: 1 – sensore/termocoppia di controllo fiamma; 2 – relè di protezione termica; 3 – meccanica dell'elettrovalvola

Se la temperatura di riscaldamento scende bruscamente (la fiamma del bruciatore si spegne), diminuisce anche la quantità di corrente generata, con conseguente chiusura della valvola del gas. Di conseguenza, l'alimentazione del gas al sistema viene bloccata, garantendo il funzionamento sicuro dell'apparecchiatura.

Se la valvola del gas del tuo scaldabagno a gas non funziona, ti consigliamo di familiarizzare con metodi di ispezione e riparazione.

Controllo della termocoppia di un geyser domestico

Il funzionamento a lungo termine di un geyser domestico consente pienamente un momento del genere in cui la termocoppia si guasta. In questo caso è necessario verificare il funzionamento del sistema e, di conseguenza, controllare il sensore di controllo stesso.

Naturalmente, non tutti i proprietari di apparecchiature a gas sono in grado di svolgere tale lavoro. E dal punto di vista della sicurezza la soluzione migliore sarebbe contattare compagnia del gas per risolvere un problema del genere.

Ma allo stesso tempo, le situazioni possono essere diverse, inclusa l'impossibilità di contattare gli specialisti per qualche motivo. Quindi l'unica opzione rimasta è provare a fare il lavoro da solo.

L'immagine mostra una delle opzioni per una termocoppia installata che deve essere controllata: 1 – l'area direttamente calda del sensore, che molto spesso è suscettibile di distruzione; 2 – dado di fissaggio, che deve essere svitato per lo smontaggio; Lo stesso dado può essere utilizzato sull'altra estremità della termocoppia

In questo scenario, un utente inesperto in materia di gas è interessato a come controllare la termocoppia su una caldaia a gas utilizzando un tester, un comune dispositivo diagnostico elettrico ed elettronico. Proviamo a rivelare questo punto tecnologico per facilitare il compito.

Fase n. 1: preparazione per il test da parte di un tester

Innanzitutto ricordiamo che un tester è un dispositivo di misurazione - lancetta o digitale, con il quale è possibile misurare:

• resistenza;
• valore della tensione (AC e DC);
• intensità di corrente (AC, DC).

I valori misurati contrassegnati sono in qualche modo basilari. Inoltre, i tester moderni sono in grado di controllare una serie di altri parametri, ad esempio l'induttanza o la capacità.

Ma tenendo conto del principio di funzionamento della termocoppia di una caldaia a gas domestica, la modalità di misurazione della tensione nell'intervallo dei millivolt è abbastanza sufficiente.

La procedura per testare una termocoppia utilizzando un dispositivo di misurazione e un semplice elemento riscaldante: una candela di paraffina. Come si può vedere dalle letture del tester (25 mV), il sensore di controllo fiamma del bruciatore a gas funziona correttamente

Oltre allo strumento di misura (tester), l'installatore avrà bisogno di un altro strumento abbastanza semplice: una fonte di riscaldamento. È meglio se tale fonte ha la capacità di emettere una fiamma libera. Pertanto, l'opzione migliore qui sarebbe quella di utilizzare una normale candela di paraffina.

Fase n. 2: ispezione visiva per difetti

La procedura per testare il sensore di controllo fiamma è semplice. Tuttavia, prima di procedere con la prova a caldo, si consiglia di esaminare attentamente visivamente la termocoppia dall'esterno.

Quando si ispeziona l'area della giunzione e dell'asta discendente, i difetti fisici del metallo, comprese le aree di combustione, non dovrebbero essere visibili sulla superficie.

Fase n. 3: testare le prestazioni del sensore

Dopo aver completato l'ispezione visiva, si può procedere direttamente alla prova a caldo. A tale scopo, la zona di giunzione e la parte inferiore dell'asta della termocoppia della colonna di gas vengono posizionate sopra lo stoppino della candela.

Successivamente, un dispositivo di misurazione (tester) viene collegato alle estremità terminali della termocoppia, dopodiché la candela viene accesa. Il potenziale generato viene osservato sulla scala di lavoro del dispositivo di misurazione.

Infatti, per verificare la funzionalità del sensore, è consentito utilizzare qualsiasi fonte di riscaldamento adatta, ad esempio un accendino domestico. È vero, a seconda della potenza della fonte di riscaldamento, le letture sul tester potrebbero essere inferiori al normale o, al contrario, superiori al normale

L'assenza di letture del potenziale elettrico indica chiaramente un malfunzionamento del sensore. In caso di difetti parziali, sul dispositivo di misurazione si possono osservare letture caotiche (instabili) di unità di millivolt. Se il sensore geyser funziona correttamente, sul dispositivo viene solitamente registrato un valore stabile pari a decine di millivolt (20-30 mV).

Inoltre, poiché il corpo della termocoppia viene riscaldato dalla fiamma di una candela, le indicazioni sulla scala dello strumento cambiano leggermente verso l'alto. Se la fiamma della candela si spegne, le letture del tester tenderanno a zero man mano che il corpo dell'asta e l'area di giunzione si raffreddano. È tutto. Con questo sviluppo degli eventi, la termocoppia, essendo in buone condizioni, può essere tranquillamente posizionata nel luogo di azione.

Come sostituire un sensore di temperatura?

La maggior parte delle opzioni per riparare (sostituire) la termocoppia di un geyser domestico richiedono lo smantellamento di questo elemento dalla struttura dell'apparecchiatura. Di conseguenza, un potenziale tecnico deve essere consapevole di come rimuovere e installare il sensore. Diamo un'occhiata a come sostituire una termocoppia in una caldaia a gas e cosa è necessario per questo.

Il set di strumenti è abbastanza semplice. Di solito sono necessarie una o due chiavi inglesi per un dado da 14 (o 15).

È opportuno notare che, a seconda del modello specifico di caldaia, la dimensione dei dadi di fissaggio può differire, così come il design della termocoppia stessa. Su alcuni modelli la termocoppia è fissata con viti.

Smontaggio del sensore di controllo dello scaldabagno a gas per il successivo test delle prestazioni. A seconda del modello di caldaia, le opzioni di montaggio del sensore possono variare

Pertanto, il tecnico deve liberare il sensore dalle viti di montaggio, dopodiché la struttura viene rimossa e può essere riparata o sostituita con una nuova. L'installazione del nuovo elemento viene eseguita nell'ordine inverso.

Hai problemi con la tua termocoppia geyser? In questo caso ti consigliamo di leggere manuale di riparazione e sostituzione.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video qui sotto mostra il processo di test di una termocoppia installata su uno dei modelli di caldaie a gas.

Il video spiega nel dettaglio come rimuovere, controllare, cambiare un componente importante di uno scaldabagno a gas, senza il quale l'apparecchio di fatto rimane operativo solo in modalità incontrollata, cosa estremamente pericolosa per l'utente finale:

È possibile sostituire il sensore da soli.Tuttavia, per questo, l'artigiano domestico deve avere competenze idrauliche ed essere in grado di utilizzare strumenti di misurazione:

Grazie alla termocoppia il processo di accensione e riscaldamento è automatizzato, aumentando la sicurezza dello scaldabagno e della caldaia a gas. Il materiale considerato ci consente non solo di apprezzare appieno il significato tecnologico del dispositivo termocoppia nella progettazione di apparecchiature che utilizzano gas e di comprendere le complessità strutturali delle caldaie domestiche, ma anche, se necessario, di riparare l'apparecchiatura con le proprie mani. Allo stesso tempo, è importante ricordare le regole di sicurezza e, se hai dubbi sulle tue capacità, è meglio rivolgersi a specialisti.

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