Automazione per caldaie a gas da riscaldamento: dispositivo, principio di funzionamento, panoramica dei produttori

Gli apparecchi di riscaldamento domestici che funzionano a gas liquefatto o naturale non richiedono costante attenzione e controllo da parte dei proprietari. Questo compito è svolto dall'automazione per caldaie a gas da riscaldamento.

I blocchi di controllo elettronici e meccanici, integrati nel generatore di calore, regolano la combustione e contribuiscono a mantenere la temperatura necessaria nel fluido termovettore.

Varietà di automazione per caldaie da riscaldamento

L'automazione funziona correttamente, in modo chiaro e affidabile, aumenta l'efficienza dell'apparecchiatura di riscaldamento, contribuisce a un consumo ragionevole della risorsa energetica e rende il funzionamento del sistema di riscaldamento semplice, confortevole e assolutamente sicuro.

Il sistema automatico protegge gli impianti di riscaldamento dai sovraccarichi e attiva l'arresto di emergenza dell'erogazione del gas in caso di circostanze improvvise di forza maggiore. Inoltre, la tecnica regola il livello di intensità di combustione e il consumo attuale di carburante, consentendo ai proprietari di risparmiare denaro sul riscaldamento degli ambienti.

Il nodo automatico ha impostazioni flessibili e consente al proprietario di impostare per l'apparecchiatura i parametri di funzionamento più comodi per sé.

In base al principio di funzionamento di base e alle caratteristiche costruttive, l'automazione per le apparecchiature a gas si suddivide in:

• dispositivi con dipendenza energetica;
• apparecchi indipendenti dall'energia.

I sistemi del primo tipo sono complessi aggregati elettronici che, per un corretto funzionamento, necessitano di un'alimentazione elettrica ininterrotta. I secondi tipi di dispositivi sono strutture meccaniche semplificate che non richiedono alimentazione energetica.

Tipo #1 — dispositivi energeticamente dipendenti

Modulo energeticamente dipendente è un piccolo dispositivo elettronico che reagisce all'erogazione della risorsa combustibile. Si accende e si spegne nel momento dell'attivazione o della chiusura del rubinetto principale del gas. Si distingue per una costruzione complessa e un gran numero di elementi e microcircuiti.

Consente ai proprietari di risolvere i seguenti compiti:

• attivazione o interruzione dell'erogazione del gas;
• avvio del sistema di riscaldamento in modalità automatica;
• regolazione del livello di potenza del bruciatore base (grazie alla presenza del termostato);
• spegnimento della caldaia in funzione sia in situazioni di emergenza, sia nell'ambito della modalità impostata dall'utente;
• visualizzazione dei dati correnti sul display (livello generale della temperatura dell'aria nella stanza, livello fino al quale è riscaldato il fluido termovettore, ecc.).

I moduli più 'sofisticati' hanno funzionalità aggiuntive e offrono agli utenti condizioni illimitate e massimamente comode per il controllo e la gestione dell'unità. I pannelli elettronici garantiscono una protezione completa dell'impianto di riscaldamento da malfunzionamenti della valvola a tre vie e impediscono il congelamento della caldaia.

Se la temperatura nella stanza scende bruscamente, il sistema 'intelligente' avvia autonomamente l'impianto di riscaldamento e lo spegne quando l'abitazione si riempie di aria calda confortevole.

L'opzione di autodiagnosi, presente in alcuni moduli, previene i malfunzionamenti e favorisce l'individuazione tempestiva di parti e componenti difettosi nell'impianto. Permette di notare un guasto il prima possibile e di sostituire un piccolo elemento prima che crei un problema reale per l'apparecchiatura.

I piccoli guasti dell'impianto di riscaldamento alla fine si trasformano in problemi globali e comportano spese di denaro legate alla riparazione e allo smontaggio (totale o parziale) dell'apparecchiatura. L'autodiagnosi aiuta a individuare il malfunzionamento e consente di risolverlo tempestivamente.

L'automazione elettronica, responsabile del funzionamento sicuro dell'apparecchiatura, garantisce il funzionamento ininterrotto della caldaia, impedisce il surriscaldamento del sistema e interrompe l'erogazione del gas in caso di calo del tiraggio o di spegnimento della fiamma nel bruciatore.

La gamma di automazioni dipendenti dall'energia oggi presenti sul mercato offre una piacevole varietà. Mini-apparecchi utili e necessari sono prodotti da marchi famosi in tutto il mondo e da piccole aziende che cercano di conquistare il loro posto al sole.

L'automazione dipendente dall'energia si presenta sotto forma di pannello di controllo, dove l'utente può impostare i parametri operativi dell'apparecchiatura a proprio piacimento. Il costo dell'elemento 'intelligente' è elevato, ma la spesa è giustificata, poiché con l'unità di controllo è possibile ridurre il consumo di risorse senza alcun danno per il proprio comfort.

Tra i modelli offerti vi sono sia prodotti molto semplici, sia unità più avanzate con opzione di programmazione.

Su di esse, l'utente può selezionare le impostazioni personalizzate più adatte a sé e programmare il sistema per funzionare in modalità giorno/notte oppure, basandosi sulle previsioni meteorologiche, impostare un determinato livello di riscaldamento della casa o dell'appartamento per un periodo da 1 a 7 giorni.

Tipo #2 — apparecchi energeticamente indipendenti

Automazione indipendente dalla rete elettrica è più semplice e pratica. Il controllo e la regolazione vengono effettuati manualmente tramite interruttori rotativi meccanici e non presentano difficoltà nemmeno per chi è lontano dalla tecnologia. Il dispositivo funziona in modo completamente autonomo e non necessita di collegamento al sistema elettrico centrale.

Per il riscaldamento di una casa e l'erogazione di acqua calda ai rubinetti, è sufficiente ruotare la manopola di controllo in direzione dell'aumento di 2-3 tacche. Se si desidera fare un bagno o una doccia, l'interruttore deve essere impostato al massimo.

Il prodotto è dotato di una scala digitale con un elenco di valori dal minimo al massimo. Per attivarlo, l'utente seleziona il segno desiderato e in questo modo imposta la temperatura di lavoro adatta direttamente alla caldaia.

Dopo queste operazioni, il termostato viene collegato e prende il controllo della modalità di riscaldamento specificata. La caldaia funziona attivamente finché l'ambiente non raggiunge la temperatura desiderata. Poi il termostato interrompe l'alimentazione del gas al sistema e si riattiva solo quando nella stanza torna a fare più freddo.

Il principio di funzionamento si basa sulla specifica costruzione del dispositivo. La termocoppia incorporata nello scambiatore di calore della caldaia a gas è dotata di un'asta speciale. È realizzata in una particolare lega ferro-nichel chiamata Invar.

Le proprietà fisiche di questo materiale avanzato gli conferiscono la capacità di rilevare quasi istantaneamente le minime variazioni di temperatura.

Se nella stanza diventa eccessivamente caldo o troppo freddo, la dimensione dell'asta cambia. La valvola di connessione reagisce a questo e tempestivamente interrompe o attiva l'afflusso di gas al bruciatore.

La presenza di un sistema di controllo automatico indipendente dalla rete elettrica consente agli utenti di impostare nell'abitazione il regime termico più adatto e di consumare il combustibile in modo economico, senza pagare bollette eccessive.

Inoltre, l'automazione di tipo indipendente dall'energia è dotata di sensori di tiraggio e fiamma sensibili. Se la pressione nel tubo diminuisce improvvisamente o il livello di tiraggio nella canna fumaria cala per qualche motivo, l'erogazione del combustibile viene immediatamente interrotta, evitando così perdite di gas.

L'automazione indipendente dalla rete elettrica ha un prezzo ragionevole e, a differenza degli equivalenti elettronici, non richiede l'acquisto e l'installazione di uno stabilizzatore che controlla la tensione e compensa i picchi imprevisti nella rete elettrica centrale.

Il corretto funzionamento del sensore di fiamma è garantito da una piastra speciale. In condizioni operative normali e corrette, essa si trova in uno stato leggermente curvato.

In questo modo, il componente mantiene la valvola di intercettazione in modalità «Aperto». Quando la fiamma diminuisce, la piastra si raddrizza e la valvola si chiude sotto la sua pressione.

Costruzione e principio di funzionamento

L'automazione che controlla il funzionamento della caldaia a gas è composta da molti elementi, suddivisi convenzionalmente in due sottogruppi. Il primo include i meccanismi che garantiscono il funzionamento completo e sicuro della caldaia stessa. Il secondo comprende i dispositivi che consentono di utilizzare l'impianto di riscaldamento nella modalità più comoda e confortevole per l'utente.

Elementi costitutivi del sistema di sicurezza

Diversi moduli sono responsabili della sicurezza operativa dell'apparecchio:

1. Controllore di fiamma – è composto da due parti principali – una valvola elettromagnetica e una termocoppia. Intercetta il gas in modo tempestivo e affidabile e impedisce la formazione di perdite.
2. Termostato – mantiene la temperatura impostata del fluido termovettore e protegge il sistema dal surriscaldamento. Quando il fluido termovettore si raffredda fino a temperature minime, il modulo avvia la caldaia e, dopo aver rilevato valori massimi, la spegne, liberando completamente i proprietari dalla necessità di prestare costante attenzione al sistema.
3. Sensore di tiraggio è responsabile dell'interruzione dell'alimentazione del gas al bruciatore in caso di variazione della posizione di base della piastra bimetallica, prevenendo così una perdita di gas.
4. Valvola di sicurezza – monitora la quantità di fluido termovettore nel circuito.

Oltre a tutte le qualità utili sopra elencate, l'automazione dispone di una serie di funzioni aggiuntive che aumentano il comfort di utilizzo dell'apparecchiatura.

Il dispositivo esegue l'autoaccensione del bruciatore a gas, seleziona la modalità operativa più efficiente, favorisce un consumo razionale delle risorse energetiche ed esegue una autodiagnosi, liberando i proprietari da tutte queste attività.

Principio di funzionamento dell'automazione di sicurezza

La documentazione normativa attuale afferma che il sistema di sicurezza delle caldaie a gas deve essere obbligatoriamente dotato di un dispositivo che arresti l'intero sistema e interrompa l'alimentazione del gas in caso di guasto imprevisto o di altre circostanze di forza maggiore.

Per realizzare questo compito, l'automazione deve tenere sotto controllo parametri quali:

• pressione del gas nel sistema;
• presenza di una fiamma di dimensioni ottimali nel bruciatore;
• tiraggio completo e di qualità;
• livello di temperatura del fluido termovettore operativo.

Quando in un sistema meccanico indipendente dall'energia la pressione del gas scende a un livello critico, l'erogazione della risorsa viene immediatamente interrotta. Ciò avviene automaticamente grazie alla presenza di un meccanismo a valvola tarato su un valore specifico.

I dispositivi elettronici volatili sono costruiti in modo leggermente diverso. In essi, la funzione sopra descritta è svolta dal relè di pressione minima/massima.

Quando il numero di atmosfere aumenta, la membrana con lo stelo si flette, aprendo i contatti di alimentazione della caldaia stessa. Il gas smette di fluire e non viene più erogato finché il livello di pressione non viene ripristinato.

È vietato per legge risolvere i guasti o intervenire in qualsiasi modo sul funzionamento di base dell'apparecchiatura. Solo un tecnico qualificato – dipendente dell'azienda di fornitura del gas – può risolvere qualsiasi problema che si presenti.

Se la fiamma nel bruciatore si spegne, la termocoppia si raffredda e smette di generare corrente. Di conseguenza, la valvola elettromagnetica nel rubinetto non funziona più e il gas smette di fluire al bruciatore. In caso di diminuzione del tiraggio, la lamina bimetallica si riscalda intensamente, cambia forma e agisce sulla valvola, costringendola a interrompere l'erogazione del combustibile.

La temperatura del fluido termovettore è controllata dal termostato. Questo garantisce il mantenimento della modalità di riscaldamento scelta dall'utente, impedendo al contempo che il sistema si surriscaldi e si danneggi.

Particolarità del funzionamento del sistema

L'automazione elettronica dipendente dall'energia si basa, nel suo funzionamento, sulle informazioni ricevute dai sensori. Il microprocessore e il controller interno analizzano questi dati, li elaborano e impartiscono al sistema i comandi più adatti per ogni singola situazione specifica.

Affinché l'automazione elettronica funzioni correttamente per un lungo periodo, è necessario chiamare ogni anno un tecnico per l'ispezione dell'apparecchiatura, la diagnosi del microprocessore e la consultazione dei report del modulo di memoria.

Il meccanismo funziona secondo un principio leggermente diverso. Quando la caldaia è spenta, la valvola del gas interna è completamente chiusa. Al momento dell'avvio dell'apparecchiatura, la rondella sulla valvola viene premuta e si apre forzatamente il passaggio del combustibile all'accenditore. L'accensione stimola il riscaldamento della termocoppia, che genera una tensione.

Questo componente utilizza un elettromagnete che mantiene la valvola in posizione aperta. Ruotando manualmente la rondella, l'utente può regolare senza sforzo il livello e la potenza del proprio apparecchio di riscaldamento.

Panoramica dei modelli e dei produttori più popolari

Nel mercato delle apparecchiature a gas avanzate e degli elementi correlati, sono presenti automazioni sia di produttori nazionali che stranieri. In linea di principio, tutti i dispositivi sono assolutamente identici, ma dal punto di vista costruttivo esistono differenze sostanziali tra di loro.

La presenza di un sistema di controllo automatico nell'impianto di riscaldamento a gas consente di riscaldare comodamente l'ambiente e di utilizzare razionalmente la risorsa energetica. Con un approccio ragionevole, il risparmio può variare dal 30 al 43%.

Il costo dei moduli varia in un'ampissima gamma. I semplici dispositivi meccanici con un minimo di funzioni appartengono alla classe economica e vengono venduti al prezzo più basso. I pannelli elettronici avanzati sono molto più costosi, ma offrono all'utente possibilità più estese per impostazioni personalizzate e controllo del funzionamento.

Alcuni dispositivi, come ad esempio l'automazione SABK, oltre alle funzioni di base, sono dotati di uno stabilizzatore di pressione integrato. Ciò consente una regolazione più precisa del funzionamento dell'apparecchiatura a gas.

Gli apparecchi elettronici con possibilità di programmazione sono considerati di lusso. Consentono al proprietario di impostare per l'apparecchiatura un piano di lavoro per un lungo periodo di tempo, tenendo conto delle condizioni meteorologiche stagionali e della temperatura dell'aria esterna.

N.1 — automazione EUROSIT 630

Il blocco automatico non volatile EUROSIT 630 prodotto dall'azienda italiana Sit Group (Eurosit) occupa una posizione di leadership nelle vendite sul mercato.

È considerato universale e funziona efficacemente con caldaie a parapetto e caldaie a pavimento con potenza da 7 a 24 kW. L'accensione/spegnimento, l'accensione del bruciatore pilota e l'impostazione della temperatura desiderata vengono effettuati tramite una singola manopola con pulsante.

Il modulo Eurosit 630 è un moderno dispositivo per il controllo di apparecchiature a gas. È pienamente conforme agli standard internazionali e ai requisiti di sicurezza previsti per tali dispositivi. Possiede un certificato di qualità europeo e una garanzia del produttore.

Il prodotto si distingue per un alto livello di affidabilità, sopporta carichi operativi significativi e ha un'ampia funzionalità. Gli elementi strutturali sono nascosti nell'involucro, al quale vengono collegati i cavi dei sensori e altri tubi di collegamento.

Il tempo di accensione della caldaia di riscaldamento tramite l'automazione Eurosit 630 è di 10 secondi. Il gas viene immediatamente immesso nel sistema e molto presto l'ambiente si riscalda fino alla temperatura impostata.

All'interno del dispositivo si trovano un interruttore, una valvola a molla e un regolatore di pressione. L'alimentazione del gas avviene dal basso o lateralmente secondo le preferenze dell'utente. Per quanto riguarda il costo, il dispositivo rientra nella categoria economica.

N.2 — modulo Honeywell 5474

Il dispositivo Honeywell 5474 è prodotto dal gruppo tedesco Honeywell, che da oltre cento anni si specializza nello sviluppo e nella vendita di vari tipi di automazione. Funziona correttamente con caldaie a gas domestiche con potenza fino a 32 kW.

Honeywell 5474 – dispositivo indipendente dall'energia elettrica per la gestione del sistema di riscaldamento. È dotato di bruciatori a microtorcia in acciaio inossidabile resistente al calore. Garantiscono una combustione del gas di migliore qualità, riducono le emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera e non permettono depositi di fuliggine eccessiva nel camino.

Il sistema automatico Honeywell 5474 è dotato di un set base di funzioni di controllo che garantiscono un funzionamento efficiente della caldaia con assoluta sicurezza per gli utenti.

Il dispositivo in modalità automatica mantiene la temperatura impostata del fluido termovettore (da 40 a 90 gradi), spegne la caldaia in caso di interruzione dell'alimentazione del combustibile, assenza di tiraggio adeguato nel camino, formazione di tiraggio inverso o spegnimento del bruciatore.

N.3 — automazione premium di Honeywell

Oltre ai modelli economici, l'azienda Honeywell produce anche altri tipi di apparecchiature automatiche, ad esempio cronotermostati di lusso della serie premium ST o termostati programmabili Honeywell YRLV430A1005/U.

Il dispositivo YRLV430A1005/U, pur con una funzionalità estremamente ampia, possiede un'interfaccia amichevole e non causa alcuna difficoltà ai clienti durante l'uso. Il costo del prodotto è piuttosto elevato, ma comunque inferiore a quello dei concorrenti che offrono modelli con caratteristiche simili.

Questi pannelli elettronici consentono di impostare le regolazioni più dettagliate e precise per l'apparecchiatura di riscaldamento, fino a modificare il regime di temperatura più volte al giorno in base all'ora del giorno, alle condizioni meteorologiche e alle preferenze personali.

N.4 — dispositivo Orion

Il dispositivo automatico Orion è prodotto in Russia. La dotazione del dispositivo include l'accensione piezoelettrica e un sensore di tiraggio.

Il dispositivo Orion ha un aspetto semplice e un set minimo di funzioni. Le sue capacità non sono troppo ampie, ma, grazie al costo accessibile e al metodo di controllo elementare, l'unità è richiesta.

Il dispositivo interrompe il gas in caso di spegnimento accidentale del bruciatore o di assenza del tiraggio necessario. Quando la temperatura dell'aria nell'ambiente diminuisce, il termostato attiva l'alimentazione del combustibile e il funzionamento della caldaia riprende.

Il passaggio alla modalità di riduzione della fiamma al raggiungimento di una determinata temperatura (impostata dall'utente) avviene automaticamente e consente di risparmiare la risorsa di combustibile.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Descrizione dettagliata del principio di funzionamento dell'automazione per caldaia a gas. Caratteristiche interessanti e sfumature dell'apparecchiatura di controllo:

Come funziona l'automazione di una caldaia a gas per riscaldamento. Dimostrazione pratica del processo di accensione dell'unità a gas:

Descrizione dettagliata di uno dei modelli più popolari di automazione, progettato per il controllo e la regolazione di una caldaia a gas:

Un sistema di riscaldamento a gas controllato da automazione rappresenta un'opzione pratica ed economicamente vantaggiosa per l'impianto di riscaldamento domestico.

Il controllore meccanico si distingue per il prezzo contenuto, l'affidabilità e il metodo di funzionamento elementare. Il pannello elettronico costa di più, ma offre funzionalità estese che consentono di creare le condizioni più confortevoli all'interno dell'ambiente.

È meglio acquistare i mini-apparecchi nei negozi ufficiali, dove viene venduta merce certificata che soddisfa tutti i requisiti per i componenti degli impianti di riscaldamento a gas.

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