Sensores para caldeiras a gás: tipos, princípios de funcionamento, características

Uma moderna caldeira a gás é uma unidade de engenharia complexa usada para aquecer água e instalações residenciais.Sensores especiais para caldeiras a gás auxiliam no controle e conexão do funcionamento de todos os seus mecanismos. Vale a pena entender seu princípio de funcionamento. Você concorda?

É graças aos sensores que são observados os princípios fundamentais de funcionamento dos equipamentos a gás - são garantidas a segurança e a automatização do trabalho. O artigo que apresentamos descreve detalhadamente todos os tipos desses dispositivos compactos e as características de sua instalação. Com os nossos conselhos, poderá equipar a sua caldeira na perfeição.

Principais tipos de sensores

O principal princípio de funcionamento de todos os sensores é a conversão do sinal e a interpretação do resultado para informar prontamente o usuário sobre alterações no funcionamento da caldeira a gás.

O equipamento a gás está equipado com um conjunto de equipamentos adicionais, graças aos quais pode ser programado para funcionar num determinado modo.

Um sensor compacto de superaquecimento prolonga a vida útil da caldeira a gás e evita sua deterioração devido às altas temperaturas da água

Principais sensores responsáveis ​​pela segurança do equipamento:

• tração;
• temperaturas (externa e ambiente);
• chama;
• sensores de pressão (pressostato);
• superaquecimento

Consideremos as características e características operacionais de cada um deles.

Para determinar a força de tração no dispositivo, um sensor de tração ou relé térmico é usado para aquecedor de água à Gas, ele também é responsável pela correta combustão do gás.

Graças a este pequeno sensor de tiragem, o monóxido de carbono não entrará na sala, mas será descarregado pela chaminé para a rua

A tiragem é necessária para livrar a caldeira do monóxido de carbono. A tiragem normal “remove” os produtos da combustão da sala, e não para dentro dela, a tiragem fraca pode provocar atenuação da coluna e, consequentemente, um acidente.

Na maioria das vezes, esses sensores são instalados em um extrator de fumaça. Se o sensor quebrar, a fumaça dos produtos da combustão entra na sala e representa uma ameaça à segurança da vida.

O tipo de sensor depende do tipo de caldeira à qual se pretende ligá-lo. O primeiro tipo são caldeiras com tiragem natural, o segundo - com tiragem forçada.

O diagrama mostra claramente a diferença no funcionamento das câmaras de combustão abertas e fechadas nas caldeiras a gás, bem como na estrutura da chaminé

Nos aparelhos com tiragem natural, a câmara de combustão é aberta. Durante o funcionamento normal, o monóxido de carbono escapa pela chaminé e um termóstato de segurança monitoriza a presença de tiragem e a temperatura dos gases de combustão. Nessas caldeiras, é utilizado um sensor em forma de placa metálica com um contato fixado a ele.

O princípio de seu funcionamento é enviar um sinal para a válvula, que no momento certo interromperá o fluxo de gás para o queimador. Dentro do termostato existe uma tira de metal que reage às mudanças de temperatura.

O termostato é ajustado para uma determinada temperatura de acordo com o combustível da caldeira. Se for utilizado gás natural, os limites de temperatura serão de +75 °C a +950 °C, no caso de gás liquefeito - +75-+1500 °C.

Se houver mau funcionamento no processo de escape do monóxido de carbono (pela chaminé para a rua), ou seja, a força de tração for interrompida, o dispositivo é acionado. Quando isso acontece, a temperatura no interior do aparelho sobe, o metal se expande, o sensor é acionado e a caldeira esfria.

Os proprietários de aparelhos a gás com tiragem natural devem estar atentos ao conceito de “tiragem reversa”. Em palavras simples, este é um processo em que o monóxido de carbono entra na sala em vez de ser descarregado na chaminé.

A falha ocorre quando as temperaturas oscilam, a instalação incorreta da chaminé ou o seu entupimento e cálculos imprecisos das dimensões da chaminé também podem afetá-la. Independentemente da causa do backdraft, ele deve ser eliminado imediatamente para evitar envenenamento por monóxido de carbono.

Backdraft forte em ação. Pode provocar intoxicação em moradores de um apartamento ou casa devido à grande quantidade de monóxido de carbono no ambiente

Nos aparelhos com tiragem forçada, é instalada uma câmara de combustão fechada e o gás é retirado por uma turbina-ventilador. Um sensor de relé pneumático feito em forma de membrana é usado aqui.

Com tiragem normal, a membrana fica ligeiramente deformada sob a força do monóxido de carbono. Quando o fluxo fica muito fraco e a membrana permanece imóvel, os contatos são desconectados e a válvula do gás fecha. Esse sensor controla tanto a operação do ventilador quanto a velocidade dos produtos de combustão.

Caso haja dúvidas sobre o funcionamento do dispositivo que interrompe o fornecimento de gás em caso de vazamento, é aconselhável instalar um sensor de monóxido de carbono. Sua instalação é fortemente recomendada, mas não obrigatória.

Motivos para o acionamento do sensor de tiragem: erros na instalação da caldeira ou chaminé, chaminé entupida ou paragem do ventilador (apenas em aparelhos com tiragem forçada).

O princípio de funcionamento e o design do sistema de automação da caldeira a gás são descritos em detalhes no próximo artigo, com o qual recomendamos que você se familiarize.

Princípio de funcionamento do pressostato

Um pressostato ou sensor de pressão protege a caldeira contra superaquecimento durante uma mudança repentina na pressão do gás ou uma diminuição no fluxo de água.

A instalação de um pressostato protege o equipamento de gás contra picos de pressão repentinos ou muito grandes e, se necessário, desliga o equipamento de gás

Visualmente, este é um sensor ou relé elétrico padrão, na maioria dos casos com dois circuitos corretores elétricos. São esses circuitos que determinam os dois principais modos de operação do dispositivo:

• 1 modo assume pressão normal, durante a qual a membrana termostática do sensor não muda de localização e o primeiro grupo de contatos fecha. A caldeira funciona normalmente devido à passagem de corrente por este circuito. Também está sempre conectado ao circuito geral da unidade.
• 2 modos O modo é ativado quando algum parâmetro do sistema está fora da faixa normal. Dentro do relé, a membrana termostática muda e dobra. O primeiro circuito do controlador é desconectado graças à membrana e o segundo é fechado. O equipamento da caldeira deixa de funcionar corretamente. O funcionamento do modo standby, informando ao usuário da caldeira sobre uma emergência, é acionado através do circuito secundário do sensor.

O sensor é acionado mesmo que haja o menor aumento de temperatura na câmara de combustão. Monitora o valor mínimo/máximo da força de pressão, e também registra o início da condensação de umidade nos produtos da combustão ou diretamente no próprio gás.

O que o sensor de superaquecimento monitora?

Um sensor de superaquecimento é um pequeno dispositivo que protege uma caldeira a gás contra fervura, que pode ocorrer quando a temperatura sobe acima de +100 °C.Ao atingir a temperatura limite no circuito de aquecimento, o sensor de superaquecimento desconecta os contatos e desliga o aparelho a gás.

Um sensor especial NTC (abreviatura de coeficiente de temperatura positivo) é um dispositivo de imersão. que controla a temperatura dentro da caldeira a gás

O dispositivo é baseado em termistores ou placas biométricas, às vezes estes podem ser sensores NTC funcionais.

Causas do superaquecimento da caldeira a gás e opções para eliminá-las:

1. Falta de circulação no circuito de aquecimento devido a filtros entupidos. É necessário limpar cuidadosamente todos os filtros, enxaguá-los ou, se necessário, substituí-los por novos.
2. “Aerejamento” do circuito de aquecimento. Você pode se livrar dele simplesmente removendo o ar.
3. O duto está entupido devido a uma grande camada de incrustações, e a caldeira pode ser ouvida como se estivesse “batendo” ou fazendo barulho de estalo. Remova o excesso do aparelho com produtos químicos ou ácidos especiais.
4. Ao ligar a caldeira, ouvem-se ruídos e o aparelho pode apresentar erro de “circulação insuficiente”. Situação semelhante é possível no arranque da caldeira, após um longo período de inatividade e sem primeiro ligar o sistema de ventilação. A causa pode ser o entupimento da bomba devido à inatividade. Você precisa desmontar a bomba, lavá-la bem e depois ligá-la novamente.
5. O local de instalação do equipamento foi escolhido incorretamente. Neste caso, se a humidade do ar ou a baixa temperatura da divisão forem elevadas, o metal com que é feita a caldeira começará a deteriorar-se rapidamente.

Por qualquer motivo de sobreaquecimento, deve ser retirado imediatamente para evitar falha ou explosão da caldeira. O usuário pode se livrar do superaquecimento de forma independente ou recorrendo aos serviços de um técnico experiente.

Sensores de temperatura externa e ambiente

A principal tarefa de um sensor de temperatura para uma caldeira a gás é controlar a temperatura e informar oportunamente sobre suas alterações. Os dispositivos de resposta modernos operam com base no princípio da resistência elétrica, o que permite o registro das leituras operacionais.

De acordo com o método de transmissão de informações, os sensores de temperatura são:

• com fio (conectado ao controlador por meio de um cabo);
• sem fio (a comunicação de rádio sem fio é usada para transmitir o sinal; esses modelos consistem em 2 partes).

De acordo com o tipo de controle eles são divididos em simples (manter a temperatura ambiente) e programável (existem muitas funções disponíveis que permitem influenciar as condições térmicas da casa).

Um sensor de temperatura programável complexo pode ser convenientemente colocado em uma sala e, usando vários botões, regular a temperatura

Alguns modelos de sensores possuem um termostato embutido que permite controlar o nível de umidade do ambiente. Também existe uma função para reduzir/aumentar a umidade.

Dependendo do método de colocação, os seguintes dispositivos são diferenciados:

• faturas – ligado às tubagens do circuito de aquecimento;
• submerso – estão em contato constante com o líquido refrigerante.

Em que interior localizado diretamente na sala, e rua são instalados no exterior e respondem às mudanças de temperatura fora da janela.

Os dois primeiros tipos são usados ​​​​para refrigerante, ou seja, para a caldeira, e os dois segundos são para controlar a temperatura do ar. As sobreposições são montadas na superfície externa da tubulação usando uma fita ou braçadeira especial.

Usando um sensor de temperatura simples, o usuário pode definir facilmente indicadores de temperatura confortáveis, que a caldeira manterá

Os sensores submersíveis de aquecimento de água da caldeira são colocados apenas em locais especiais dentro do dispositivo, próximos ao refrigerante.

O elemento de resposta para medição de graus de temperatura pode ser um transdutor elétrico (termopar, termômetro de resistência), pré-configurado para uma determinada faixa. Esses dispositivos podem ter um display; alguns modelos podem ser calibrados antecipadamente.

Um sensor de temperatura externa permite que a caldeira não funcione o tempo todo, mas apenas quando necessário. Isso aumenta a vida útil da caldeira a gás e o próprio consumo de gás. Ao instalá-lo, deve-se fornecer antecipadamente proteção contra influências mecânicas e climáticas (umidade, gelo).

O conjunto de equipamentos remotos inclui:

• o próprio sensor;
• terminais para fixação de cabos elétricos;
• manga de cabo;
• uma caixa de plástico que conterá todas as partes do dispositivo.

Quando a temperatura fora da janela muda, o sensor da caldeira a gás aciona um programa dependente do clima que altera o regime de temperatura para aquecimento de água para aquecimento.

Um sensor de temperatura externa é montado na parede externa da sala. Ao escolhê-lo, você deve verificar previamente os mecanismos de proteção do dispositivo

O sensor ambiente reage às mudanças de temperatura do ambiente e depois envia informações para o sistema de automação, que controla a caldeira. E já dá um sinal para reduzir ou aumentar a potência de aquecimento do circuito de aquecimento.

O princípio de funcionamento é que o usuário deve inicialmente definir a temperatura desejada no ambiente, e o próprio equipamento controlará o equipamento a gás.

A caldeira só será ligada se a temperatura do ar na sala aquecida for inferior à previamente definida. Desta forma, você reduzirá sua conta mensal de gás em cerca de um terço.

Um sensor de temperatura ambiente permitirá definir os limites de um regime de temperatura confortável e, então, o equipamento o manterá em modo constante

Ao selecionar um sensor de temperatura, preste atenção especial à faixa de temperatura. A melhor opção seria de -10°C a +70°C. Considere também a temperatura limite. Existem modelos que respondem a uma diminuição da temperatura em 1/4 grau.

Isto não é muito conveniente, pois a caldeira desliga frequentemente. No entanto, a maioria opera quando a temperatura muda 0,5 ou 1 grau.

As dimensões do dispositivo em si são geralmente pequenas: 2x3 cm. Nos modelos com fio, o comprimento do cabo deve ser de pelo menos 5 m. Se for usada comunicação sem fio, teste o sinal de rádio.

Regras e nuances ajustes automáticos equipamentos de aquecimento a gás são descritos detalhadamente no artigo, cujo material é inteiramente dedicado a este assunto.

Sensor de chama - proteção confiável para sua caldeira

Uma das principais garantias do funcionamento seguro de uma caldeira a gás é o sensor de chama. Sua principal tarefa é enviar um sinal sobre a extinção da chama do queimador ao sistema de automação o mais rápido possível para desligar o gás, a fim de evitar seu vazamento e explosão de todo o dispositivo.Além disso, este sensor deve informar o controlador sobre a qualidade da combustão do gás, a presença de chama e a intensidade da combustão.

Tipos de sensores de chama

Eles dependem do método de controle da chama ao operar uma caldeira a gás. O controle pode ser direto ou indireto. Termométrico, fotoelétrico, ultrassônico, ionização e são métodos diretos.

O controle indireto é considerado o controle sobre a formação de monóxido de carbono na fornalha, sobre a pressão do combustível na tubulação por onde ele entra, sobre a força de pressão ou suas flutuações na frente do queimador. Isto também inclui a verificação de uma fonte inesgotável de ignição.

Com base no método de controle termoelétrico, o sensor inclui um termopar (inclui um sensor e uma válvula solenóide). O termopar é colocado próximo ao queimador da caldeira e a válvula solenóide é montada no gasoduto através do qual o gás é fornecido ao queimador que está sendo aceso.

Conectar um sensor de chama permite que você use uma caldeira a gás ou esquentador em casa sem medo de sua própria vida

Muitos dispositivos modernos instalam sensores de ionização de chama. Seu princípio de funcionamento é que quando uma chama queima, ocorre uma corrente de ionização entre a carcaça e o eletrodo do sensor. É formado no caso de atração de íons. Se não houver tal corrente, isso se tornará um sinal para interromper o fornecimento de gás.

Se a combustão da chama piloto produzir a quantidade necessária de elétrons livres e íons negativos, a automação aciona um dispositivo chave que permite o funcionamento do queimador principal.

Observe que o funcionamento correto do sensor de ionização só é possível com uma conexão de fase precisa da caldeira de aquecimento à rede elétrica.

É este mecanismo que é muito mais eficaz que outros no caso de combustão de gás, uma vez que o gás não produz realmente luz, pelo que a fotocélula nem sempre reage. A radiação infravermelha permanece por um curto período de tempo, o que pode ser suficiente para que uma grande quantidade de gás se acumule, o que torna automaticamente o detector infravermelho de chamas menos seguro.

O sensor de ionização é montado dentro da própria caldeira. Previne acidentes em equipamentos a gás e protege a vida e o patrimônio dos proprietários de casas ou apartamentos

Fotossensores controlam a chama do queimador da chave, mas não são utilizados para diagnosticar a chama do acendedor devido ao tamanho insuficiente de sua chama. Esses sensores são divididos de acordo com sua resposta ao comprimento de onda do fluxo luminoso: alguns respondem ao espectro visível e infravermelho do fluxo luminoso de uma chama acesa, enquanto outros “vêem” apenas seu componente ultravioleta.

Para funcionar corretamente, as fotocélulas devem ter “contato direto” com a chama do queimador, por isso são montadas nas proximidades deste. Eles são instalados no lado do queimador em um ângulo de 20-30° em relação ao seu eixo. Por causa disso, os fotossensores são suscetíveis ao superaquecimento pela radiação térmica das paredes da unidade e ao aquecimento através da janela de visualização.

Para proteger o fotossensor do superaquecimento, utiliza-se vidro de quartzo resistente ao calor e fluxo de ar forçado, que é realizado por ar comprimido de baixa pressão ou por ar produzido por ventilador.

O sensor de chama pode ser acionado. quando a relação gás-ar da chave for perturbada ou o dispositivo de ignição ou válvula ficar sujo.Se o sensor de chama quebrar por qualquer motivo, ele deverá ser substituído imediatamente. Isso salvará a vida e a saúde de você e de sua família.

Equipar o equipamento de aquecimento a gás com um conjunto completo de sensores de segurança e dispositivos de automação não elimina a necessidade de manutenção regular. A forma como são realizadas as inspeções técnicas e reparos nas unidades de gás está descrita detalhadamente no artigo que recomendamos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Informações ainda mais interessantes sobre sensores para caldeiras estão nos vídeos abaixo.

Sobre os diferentes tipos de caldeiras e sensores adequados para elas. O exemplo mostra a instalação de um sensor de tiragem.

Usando um exemplo, o autor explica detalhadamente os sensores de tração e temperatura: localização, princípios de operação e sutilezas úteis.

É demonstrado um teste passo a passo completo do sensor de chama em casa e as características de seu funcionamento.

Os sensores, caso não acompanham a caldeira, devem ser selecionados do mesmo fabricante do aparelho a gás. O mau funcionamento de qualquer um deles ameaça acidente ou avaria da caldeira e, portanto, requer intervenção imediata.

Todos os sensores descritos são utilizados para um propósito - proteger o usuário da caldeira a gás contra acidentes e situações de risco de vida. A compra de cada um deles é um investimento na segurança dos equipamentos, da habitação e da vida humana.

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