Termocoppia in un piano cottura a gas: principio di funzionamento + istruzioni per la sostituzione del dispositivo

Cucinare su un fornello a gas o su un piano cottura a gas è semplice come su normali fornelli elettrici. Anche l'uso del forno a gas raramente causa problemi. Ma molti subito si pongono la questione della sicurezza di tale apparecchiatura, poiché il 'carburante blu' è esplosivo.

Vedere la propria casa distrutta da un'esplosione di gas combustibile è qualcosa che nessuno desidera. Per prevenire una tale tragedia, viene utilizzato un dispositivo come la termocoppia in un fornello a gas. Essa rappresenta l'elemento principale del sistema di controllo della funzionalità del più popolare apparecchio a gas.

Concorderete che nel caso del gas naturale, è necessario prestare particolare attenzione alla riduzione dei rischi di incendi ed esplosioni. Nell'articolo che presentiamo, sono elencate e descritte in dettaglio le regole per l'uso delle apparecchiature domestiche a gas. Abbiamo arricchito le informazioni utili con preziosi consigli.

A cosa serve la termocoppia in un fornello a gas?

Il gas nel bruciatore del fornello viene acceso con fiammiferi, un accendino piezoelettrico manuale o un'accensione elettrica integrata. Poi la fiamma deve bruciare da sola senza intervento umano, fino a quando il combustibile non viene chiuso con la valvola.

Tuttavia, non è raro che la fiamma su un piano cottura a gas o nel forno si spenga a causa di una folata di vento o di uno schizzo d'acqua da una pentola in ebollizione. E allora, se non c'è nessuno nelle vicinanze in cucina, il metano (o il propano) inizia a fluire nell'ambiente. Di conseguenza, quando si raggiunge una certa concentrazione di gas, si verifica un'esplosione con incendio e danni.

La termocoppia controlla nel bruciatore la presenza di fiamma libera e, in sua assenza per un periodo di mezzo minuto a un minuto, interrompe l'erogazione del gas per prevenire una tragedia.

La funzione della termocoppia è il controllo della presenza della fiamma. Finché il gas brucia, la temperatura sulla punta del dispositivo di controllo raggiunge 800–1000 ⁰C, e spesso anche più alta. Di conseguenza, si genera una forza elettromotrice che mantiene aperta la valvola elettromagnetica del gas sul tubo verso il bruciatore. Il fornello funziona.

Tuttavia, quando la fiamma libera scompare, la termocoppia smette di fornire forza elettromotrice all'elettromagnete. Il rubinetto e l'erogazione del combustibile vengono chiusi. Di conseguenza, il gas non entra in cucina, non si accumula, e ciò esclude il rischio di incendio a causa di tale situazione anomala.

La termocoppia è il più semplice sensore di temperatura senza alcun dispositivo elettronico al suo interno. Non c'è nulla che possa rompersi. Può solo bruciarsi a causa dell'uso prolungato.

Con il set completo di sensori, progettati per il controllo e la sicurezza del funzionamento dello scaldabagno a gas, la informerà il seguente articolo, interamente dedicato a questo interessante argomento.

La bruciatura della termocoppia di solito avviene solo in caldaie e boiler a gas che funzionano costantemente. Nei fornelli a gas, i suddetti sensori termici di controllo gas durano 20-30 anni prima della sostituzione.

Tra i vantaggi delle termocoppie:

• semplicità del dispositivo e assenza di elementi meccanici che si rompono o elementi elettrici che si bruciano;
• basso costo del dispositivo – circa 8-15 € a seconda del modello del fornello a gas;
• lunga durata di esercizio;
• elevata efficacia del controllo della temperatura della fiamma;
• rapida interruzione del gas;
• semplicità di sostituzione, che può essere eseguita da soli.

L'unico difetto significativo della termocoppia è la difficoltà di riparazione del dispositivo. Se il sensore termocoppia è difettoso, è più semplice sostituirlo con uno nuovo.

Per riparare un dispositivo simile, è necessario saldare o brasare a alta temperatura (circa 1.300 ⁰C) due metalli diversi. In ambito domestico, ottenere tali condizioni è estremamente difficile. È molto più semplice acquistare un nuovo blocco di controllo per il fornello a gas da sostituire.

Struttura e principio di funzionamento

Alla base del funzionamento della termocoppia vi è l'effetto termoelettrico Seebeck. Secondo esso, alle estremità di conduttori collegati in serie di metalli diversi, a condizione che i loro contatti si trovino a temperature diverse, si genera una termo-forza elettromotrice (TEF).

Cioè, è necessaria la presenza di due conduttori di diversa composizione, in grado di resistere a forte riscaldamento, e calore ad alta temperatura (nel caso in esame, dal gas naturale combusto) nel punto del loro giunto.

Nella maggior parte delle coppie, la forza elettromotrice che si genera tra i contatti freddo e caldo è molto piccola e di scarsa utilità. Ma esistono metalli e leghe la cui combinazione produce fino a 4-5 mV/100 ⁰C. E questo è già sufficiente per controllare un elettromagnete che aziona una determinata valvola.

La termo-f.e.m. nella maggior parte dei tipi di termocoppie per fornelli a gas raggiunge 15-30 mV, mentre per mantenere aperta la valvola elettromagnetica di solito sono sufficienti 5-10 mV

Il principio di funzionamento delle termocoppie installate nei fornelli a gas è estremamente semplice:

1. Se c'è fiamma, tra i contatti si genera una TEF, la valvola di alimentazione del gas al bruciatore è aperta.
2. Se non c'è fiamma, la TEF scompare, la valvola si chiude sotto la pressione della molla e interrompe il gas.

La termocoppia è composta da due conduttori termostabili lunghi fino a un metro e mezzo, che sono uniti a un'estremità mediante saldatura o brasatura.

Proprio questa punta si trova direttamente nella fiamma e si riscalda per effetto del gas in combustione. L'altra estremità del dispositivo consiste in una coppia di contatti o un connettore per il collegamento alla valvola elettromagnetica.

Tipi di termocoppie per gas

Le termocoppie dei fornelli a gas differiscono per la lega dei conduttori e per il tipo di connessione alla valvola. E la cosa principale è che ogni produttore di apparecchiature a gas utilizza proprie versioni di elettromagneti con diversi connettori di collegamento.

Nella maggior parte dei casi, non è possibile spostare il sensore termocoppia del controllo gas da un fornello all'altro.

La termocoppia deve corrispondere al modello del fornello a gas; è vietato installare un dispositivo di controllo non originale per motivi di sicurezza.

Le leghe e i metalli utilizzati per creare termocoppie sono i seguenti:

• costantana + cromel;
• rame + costantana;
• rame + copel;
• nisil + nicrosil;
• alumel + cromel;
• costantana + ferro;
• cromel + copel;
• platino-rodio + platino;
• tungsteno + renio.

La precisione del dispositivo e il suo intervallo di temperature operative dipendono dalle leghe utilizzate. Ad esempio, la termocoppia cromel-alumel è progettata per funzionare a 0–1100 ⁰C, quella ferro-costantana a 0–700 ⁰C, mentre quella platino-platino-rodio può sopportare un riscaldamento fino a +1700 ⁰C.

Nei fornelli a gas domestici vengono solitamente utilizzati sensori termocoppia in alumel e cromel oppure costantana e ferro. Sono poco costosi e adatti alle condizioni di temperatura del piano cottura a gas.

Guida alla riparazione del controllo gas

Se il gas sul fornello si spegne, il problema potrebbe non risiedere solo nella termocoppia. Tuttavia, molto spesso è proprio lei la causa.

Il sintomo principale dei problemi con il controllo gas è che, dopo aver acceso il bruciatore e rilasciato la manopola o il pulsante di apertura del 'combustibile blu', la fiamma si spegne immediatamente. Ciò accade a causa della chiusura della valvola, poiché la termo-EMF per mantenerla aperta è assente o insufficiente.

Le cause del rumore dei bruciatori dei fornelli a gas sono spiegate in dettaglio nell'articolo, con informazioni utili che meritano di essere lette.

Prima di acquistare una nuova termocoppia, è necessario determinare la causa del cattivo funzionamento dell'apparecchio esistente – forse il problema sono i contatti allentati sulla valvola, in tal caso basta serrarli.

L'esecuzione autonoma della verifica, della riparazione e della sostituzione della termocoppia in un fornello a gas deve essere effettuata solo dopo aver chiuso completamente il gas. Per prima cosa è necessario chiudere la valvola sulla bombola della miscela di gas o sul tubo del metano, e solo dopo procedere con qualsiasi lavoro. Inoltre, non bisogna dimenticare di scollegare l'alimentazione elettrica se nella struttura sono presenti apparecchi che dipendono dall'elettricità.

L'estremità della termocoppia si trova direttamente vicino al bruciatore e alla fiamma del gas. Nel forno, invece, si trova vicino al rompifiamma nella parte superiore del vano forno. Questa punta deve essere priva di depositi di carbonio, incrostazioni minerali e qualsiasi danno.

Se la punta di lavoro del sensore termocoppia è coperta di incrostazioni, è obbligatorio pulirla con carta vetrata. Più fuliggine c'è, meno calore arriva alla termocoppia, e quindi minore è la forza elettromotrice generata. I millivolt ottenuti potrebbero semplicemente non essere sufficienti per aprire la valvola elettromagnetica.

Come verificare prima della sostituzione?

Di solito la termocoppia ha una punta da installare vicino alla fiamma. Ma esistono anche versioni con due o tre punte per il controllo della temperatura. Di solito vengono utilizzate nei forni, ma tutto dipende dal modello specifico della cucina.

Le termocoppie con più punte di lavoro hanno una particolarità: se solo una di esse non è riscaldata o è guasta, la valvola elettromagnetica rimarrà chiusa. Pertanto, per individuare con precisione la causa del problema, questi dispositivi termocoppia devono essere controllati con particolare attenzione. Solo uno dei sensori potrebbe essere difettoso.

Una termocoppia funzionante per una cucina a gas, se riscaldata sopra una candela, dopo 20-30 secondi produce una forza elettromotrice di circa 15-20 mV – se è inferiore, il sensore deve essere sostituito.

Un altro punto: i conduttori della termocoppia, nel tratto che arriva alla valvola, devono essere tesi o possono penzolare all'interno del corpo della cucina. Tuttavia, il loro collegamento all'elettromagnete deve essere rigido; non è ammesso un connettore tenuto "per miracolo".

I dispositivi in questione sono prodotti con lunghezze da 40 a 130 cm. La scelta del dispositivo termocoppia per il controllo del gas in base a questo parametro deve essere fatta con molta attenzione. Da un lato, il filo dei conduttori non deve essere eccessivamente teso; dall'altro, non deve poggiare su superfici riscaldate o penzolare liberamente.

Come sostituire il dispositivo?

Prima di sostituire la termocoppia danneggiata in una cucina a gas, è necessario ispezionare l'apparecchio per:

• presenza di fuliggine sulla punta di lavoro (se presente, pulire con carta vetrata);
• assenza di bruciatura della punta (in tal caso, solo sostituzione completa);
• rigidità del collegamento dei contatti del sensore termocoppia e della valvola (se necessario, stringere);
• funzionamento della termocoppia stessa, che deve produrre una forza elettromotrice di almeno 15 mV quando riscaldata.

Il dispositivo in questione deve essere sostituito solo quando è sicuramente guasto. In molti casi, per far funzionare di nuovo la cucina a gas, ci si può limitare a pulire la punta dalla fuliggine e a verificare i contatti.

Per sostituire la termocoppia, sarà necessario rimuovere il pannello frontale della cucina a gas e sollevare il coperchio superiore con i bruciatori.

La punta di lavoro della termocoppia è fissata rigidamente vicino al fornello o al bruciatore mediante un dado. Se, a causa di incrostazioni, non si riesce a svitare, non bisogna esercitare troppa forza sulla chiave. Si potrebbe rompere il supporto. È meglio usare prima un solvente.

La seconda estremità della termocoppia viene fissata alla valvola elettromagnetica tramite un connettore filettato o due contatti a crimpare. Rimuoverli non è particolarmente difficile. Il nuovo sensore termocoppia viene installato nella stessa sequenza: un'estremità viene fissata vicino al fornello e l'altra all'elettromagnete.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Come si effettua la sostituzione della termocoppia fai-da-te:

Principio di funzionamento del controllo gas nel piano cottura e nel forno:

Struttura della termocoppia per piani cottura a gas:

Un piano cottura a gas senza una termocoppia funzionante è una fonte di pericolo. Se il controllo gas smette di funzionare, è possibile sostituire il sensore con le proprie mani. Non c'è nulla di difficile nello smontare il vecchio e installare il nuovo dispositivo di controllo. Basta acquistare un dispositivo compatibile con il modello di piano cottura in possesso e lavorare un po' con una chiave per gas e un cacciavite.

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