Sensore di tiraggio della caldaia a gas: come è costruito e funziona + dettagli sulla verifica della funzionalità

Le moderne apparecchiature a gas, di norma, possono funzionare in modo completamente automatizzato. Grazie ai componenti di controllo del funzionamento sicuro integrati nella struttura, viene garantita l'affidabilità del sistema nel suo insieme. Uno di questi dispositivi è il sensore di tiraggio della caldaia a gas.

D'accordo che utilizzare un'apparecchiatura che non richiede la presenza costante di una persona è piuttosto comodo. Ma secondo quale principio funziona il sensore di tiraggio ed è così affidabile?

Queste questioni le esamineremo nella nostra pubblicazione – parleremo della struttura del sensore di tiraggio, delle sue funzionalità e delle caratteristiche della verifica dell'efficienza. Il materiale presentato sarà integrato con foto e video tematici.

Struttura e principio di funzionamento del sensore

Considerando la varietà di realizzazione delle caldaie a gas, va notato che anche i sensori di controllo del tiraggio si presentano in diverse strutture. Se si considera la loro struttura in modo puramente generale, si tratta di un meccanismo piuttosto semplice degli apparecchi.

La base di praticamente qualsiasi sensore di controllo del tiraggio della caldaia a gas è un elemento bimetallico che cambia forma al variare della temperatura. In pratica si tratta di una semplice lamina bimetallica che si piega quando viene riscaldata o raffreddata.

Mediante il cambiamento di forma della lamina viene controllato un gruppo di contatti che porta lo stato dei contatti su «acceso» o «spento». Il segnale di commutazione del gruppo di contatti viene trasmesso al controller della caldaia a gas o a un meccanismo più semplice di controllo dell'erogazione del gas.

Il tipo di sensore che controlla il tiraggio nel canale fumario dipende dalla caldaia utilizzata.

Quindi, esistono e vengono utilizzati nella pratica due tipi di caldaie a gas:

1. Strutture dotate di semplice camino (a tiraggio naturale).
2. Strutture dotate di camino con turbina (a tiraggio forzato).

Queste strutture differiscono l'una dall'altra e anche i sensori di tiraggio utilizzati per esse sono diversi.

Dispositivi per caldaie a tiraggio naturale

Nelle caldaie a tiraggio naturale viene utilizzato il cosiddetto cappello dei gas di scarico, nel cui corpo viene integrato un semplice termostato in miniatura, come mostrato nell'immagine qui sotto.

Un termostato di costruzione semplice in formato miniaturizzato è generalmente dotato di un'appropriata indicazione di temperatura direttamente sul corpo (sul bordo metallico). Questa indicazione (ad esempio, 75º) indica il limite di temperatura di intervento del gruppo di contatti del sensore.

Un dispositivo termostatico di questo tipo viene installato, di solito, nelle costruzioni delle caldaie a gas murali, dove viene utilizzata una cappa per i gas di scarico integrata nella linea del camino.

Il funzionamento di tale dispositivo è semplice. Se i gas di scarico che passano attraverso la cappa con il sensore installato riscaldano il dispositivo oltre il parametro di temperatura impostato (che indica una violazione delle condizioni di tiraggio), i contatti apriranno il circuito.

Di conseguenza, a causa del circuito aperto, il sistema di alimentazione del gas alla caldaia si spegnerà (verrà bloccato). L'apparecchiatura si riavvierà solo dopo che il sensore si sarà raffreddato e il contatto aperto si sarà ripristinato.

Strutture dei sensori per caldaie a turbina

Le caldaie dotate di camino con turbina hanno un sensore di tiraggio leggermente diverso per la caldaia a gas, con un principio di funzionamento funzionalmente differente. Innanzitutto, la differenza sta nel fatto che il sensore di fatto controlla il ventilatore della turbina della caldaia. In altre parole, il controllo del tiraggio ottimale dei gas di scarico è effettuato dal ventilatore.

Proprio per questo motivo, il dispositivo dei sensori di tiraggio delle caldaie a gas a turbina non è progettato per il controllo della temperatura, ma per il controllo del volume dei gas di scarico in transito.

Tali sensori funzionano in base alla presenza di un'ottimale depressione all'interno della camera di combustione e hanno un gruppo di contatti di tre elementi:

• contatto COM;
• normalmente aperto (NO);
• normalmente chiuso (NC).

Strutturalmente, gli apparecchi sono realizzati in forme diverse, ma il loro principio di funzionamento rimane invariato. In base alla creazione di condizioni operative all'interno della camera della caldaia a gas (depressione ottimale), il gruppo di contatti viene chiuso dalla pressione dell'aria introdotta, inviando un segnale per l'alimentazione del gas.

Un tipo leggermente diverso di elementi sensoriali destinati a controllare il tiraggio nella caldaia – strutture il cui principio di funzionamento si basa sulla differenza di pressione del flusso in uscita.

Come verificare la funzionalità del sensore?

Le anomalie di tiraggio della caldaia a gas sono spesso associate proprio ai sensori. In ogni caso, molti tecnici indicano tradizionalmente un guasto del sensore di tiraggio.

Verificare il funzionamento del sensore di tiraggio su una caldaia a gas domestica è abbastanza semplice. Va notato che il controllo periodico di tali componenti della costruzione è, in sostanza, una pratica comune. Soprattutto per le caldaie dotate di ventilatore.

Fase #1 – esecuzione della verifica dei sensori di controllo

Quasi ogni apparecchiatura dotata di ventilatore è provvista di appositi punti di test, mediante i quali viene eseguito il test del sensore.

I punti di test (raccordi) sono generalmente situati nell'area del camino (parte superiore della caldaia). Un esempio di disposizione di tali elementi è mostrato nell'immagine seguente. Entrambi i raccordi sono contrassegnati di conseguenza, ovvero hanno le indicazioni «+» e «-» che indicano il flusso.

Punti di controllo (raccordi) per la misurazione del livello di depressione all'interno della camera di combustione della caldaia. Questi elementi vengono utilizzati per misure di controllo mediante un manometro speciale.

Accanto ai raccordi di controllo è solitamente presente un'altra interfaccia di controllo (a sinistra, coperta da un coperchio), attraverso la quale è possibile misurare la temperatura dei gas e il rendimento dell'apparecchiatura.

La procedura per effettuare le misurazioni è la seguente:

1. Svitare i tappi di protezione sui raccordi.
2. Collegare i tubi del manometro ai raccordi.
3. Rispettare la precisione del collegamento ai punti «+» e «-».
4. Attivare sulla caldaia la modalità «Spazzacamino».
5. Attendere che l'apparecchiatura raggiunga il massimo del funzionamento.

Dopo che l'apparecchiatura ha raggiunto la massima potenza, si controllano le letture del manometro. Lo strumento deve indicare un livello di depressione ammissibile, che non superi i limiti dell'intervallo stabilito per la specifica marca di caldaia a gas. L'intervallo richiesto è consultabile nella documentazione dell'apparecchiatura.

Esecuzione di misure di prova del livello di depressione all'interno della camera di combustione della caldaia a gas mediante uno strumento digitale con funzionalità manometrica.

La procedura che dimostra come verificare il sensore di tiraggio su un boiler a gas domestico, oltre alle misurazioni con il manometro, include anche un'altra azione necessaria – il controllo del pressostato della caldaia.

Il ventilatore della caldaia a gas è tradizionalmente dotato di uno strumento chiamato pressostato. Grazie a questo strumento, viene effettuato il controllo del funzionamento del ventilatore e di fatto la gestione del bruciatore della caldaia a gas.

Il pressostato è collegato al canale d'aria tramite tubi di gomma. Tuttavia, per verificare questo elemento del circuito, sarà necessario aprire il corpo della caldaia a gas.

All'interno del corpo della caldaia a gas sono installati due dispositivi importanti – il ventilatore della turbina più lo strumento di controllo pressostato

Il principio di funzionamento di questa coppia tecnica è abbastanza semplice. Dal canale d'aria attraverso un tubo di gomma, la pressione (negativa rispetto alla pressione nel secondo tubo) viene prelevata dal pressostato.

Se la pressione di prelievo è normale, il circuito di contatto del pressostato è chiuso – la caldaia a gas funziona regolarmente. In caso di variazione (deviazione) del livello di depressione, cambia la differenza di pressione, causando l’apertura del gruppo di contatti del pressostato. Di conseguenza, l’apparecchiatura viene messa fuori servizio (blocco della caldaia).

Il dispositivo di controllo del funzionamento del ventilatore – il pressostato – ha sull'involucro un'etichetta con i parametri tecnici – le pressioni limite per l'accensione e lo spegnimento del bruciatore a gas.

Qualsiasi pressostato di marca ha sempre sul corpo le indicazioni dei parametri di funzionamento. In particolare, viene indicato il parametro di pressione di intervento per l'accensione e lo spegnimento (ad esempio, per il pressostato nella foto sopra, è 70/45 Pa). In altre parole: in questo caso il bruciatore a gas funziona con una pressione di 70 Pa e si blocca con una pressione di 45 Pa.

Fase #2 – verifica dell'efficienza del pressostato della caldaia

Per eseguire la verifica del pressostato, è necessario compiere una semplice azione: determinare la qualità della commutazione del circuito elettrico del dispositivo. L'elemento di commutazione del pressostato è un comune microinterruttore integrato nella struttura dell'apparecchio.

Il microinterruttore viene azionato (i contatti si chiudono o si aprono) da una membrana su cui agisce la forza della pressione dell'aria che arriva al dispositivo attraverso i tubi.

I contatti del microinterruttore sono portati all'esterno del corpo del dispositivo. Di conseguenza, per la verifica è necessario collegare al gruppo di contatti uno strumento di misura (multimetro) impostato per la misurazione della resistenza in Ohm.

Ogni apparecchio di marca è dotato di uno schema elettrico indicato sul corpo. In base a questo schema si collegano le sonde del multimetro e i contatti del dispositivo.

Test di integrità del pressostato della caldaia a gas utilizzando lo strumento standard dell’elettronico (elettricista) – il multimetro. Verifica dell’integrità del circuito del microinterruttore.

Dopo aver collegato le sonde del multimetro, si collega un pezzo di tubo di silicone al canale di pressione negativa del pressostato. Attraverso il tubo collegato si crea una pressione negativa sul dispositivo (semplicemente aspirando aria con la bocca) e contemporaneamente si controllano le letture del multimetro.

Con una commutazione normale, l’ago dello strumento indicherà una resistenza minima o non reagirà affatto a seconda della pressione creata nel tubo. Se invece il microinterruttore è difettoso (il canale di commutazione è danneggiato), il multimetro non mostrerà alcuna reazione. In questo caso il pressostato deve essere sostituito con uno nuovo.

Le consigliamo di approfondire i dettagli dell'ispezione e della manutenzione delle caldaie a gas.

Fase #3 – individuazione della causa della riduzione del tiraggio

Non sempre la causa della riduzione del tiraggio è dovuta a un guasto del sensore.

La pratica dimostra che un tiraggio insufficiente può essere causato da molti altri fattori:

• ostruzione dei tubi di trasmissione dell'aria;
• ostruzione della parte interna della voluta del ventilatore;
• formazione di condensa all'interno dei tubi in silicone;
• ingresso di oggetti estranei all'interno dei tubi.

Una delle cause frequenti della riduzione del tiraggio della caldaia è spesso l'ostruzione della parte interna della voluta del ventilatore. La pulizia di questa area ripristina completamente il tiraggio.

La pulizia della parte interna della voluta del ventilatore della caldaia a gas contribuisce a ripristinare il tiraggio al livello precedente. Per eseguire la manutenzione sono necessari un po' d'acqua e una spazzola morbida.

Sulle pale della girante del ventilatore e sulle pareti della voluta, dopo un funzionamento prolungato della caldaia a gas, si accumula una grande quantità di polvere e fuliggine. Con il tempo, questi depositi si compattano, assumono una struttura rigida e di conseguenza creano una resistenza significativa al flusso d'aria. Questa è una delle cause frequenti della perdita di tiraggio della caldaia.

Il ventilatore della caldaia, ovviamente, dovrà essere smontato prima di eseguire la pulizia della parte interna. La maggior parte dei modelli di caldaie prevede un facile smontaggio/montaggio del ventilatore. Di solito è sufficiente svitare due o tre viti di fissaggio per staccare il componente dal telaio. Prima di tutto, è necessario scollegare la caldaia a gas dall'alimentazione elettrica.

Ecco, approssimativamente, questo dovrebbe essere lo stato del ventilatore della caldaia a gas durante il funzionamento dell'apparecchiatura per garantire un tiraggio ottimale dei fumi.

Il lavaggio con acqua deve essere eseguito in modo tale che l'umidità non raggiunga l'avvolgimento dello statore del motore elettrico e altri componenti elettrici. L'opzione migliore sembra essere la pulizia mediante soffiatura della parte interna della voluta e delle pale con aria compressa. Tuttavia, in ambito domestico questa opzione è spesso impossibile.

Le raccomandazioni per la pulizia e la manutenzione autonoma dello scaldabagno a gas sono state illustrate nel seguente articolo.

Fase #4 – test ripetuto del tiraggio

Al termine della procedura di pulizia del ventilatore della turbina della caldaia a gas e dell'installazione di questo componente nella sua posizione operativa, sarà necessario ripetere il test dell'apparecchiatura per il livello di tiraggio dei gas di scarico.

Cioè, si deve eseguire nuovamente l'operazione descritta sopra – verifica del livello di depressione all'interno della camera di combustione. Il corpo della caldaia a gas precedentemente smontato deve essere rimontato – riportare la caldaia in piena condizione operativa.

La caldaia a gas assemblata è una condizione obbligatoria prima di testare l'apparecchiatura per il livello di depressione all'interno della camera di combustione, poiché il corpo aperto interferisce con il normale funzionamento della turbina.

Di norma, i risultati del test mostrano un certo aumento delle letture del manometro, che indica il normale funzionamento del canale di scarico dei fumi. Considerando questa prassi, si può concludere che non sempre la causa principale del malfunzionamento del tiraggio della caldaia a gas è il sensore di temperatura o il pressostato.

Pertanto, inizialmente è necessario controllare tutte le apparecchiature e gli accessori coinvolti nello schema del camino. In questo caso, infatti, il problema era l'ostruzione del ventilatore della turbina della caldaia a gas.

Possibili cause dell'attivazione del sensore

Non di rado, il frequente intervento del sensore di tiraggio della caldaia a gas si verifica subito dopo l'installazione di una nuova apparecchiatura e la successiva messa in esercizio.

I malfunzionamenti della caldaia in questo caso sono generalmente dovuti a:

• di uno schema di costruzione del canale di scarico fumi non corretto;
• condizioni meteorologiche insolite nella regione;
• alterazione delle caratteristiche di tiraggio dell'apparecchiatura;
• configurazione errata del controller di controllo.

Nelle regioni in cui prevalgono venti forti, la causa dell'attivazione del sensore può essere banale – l'ingresso del vento nel canale di scarico dei fumi. Per questi casi si consiglia di installare ulteriormente sul tubo un stabilizzatore di tiraggio.

Per quanto riguarda le caratteristiche di tiraggio, è stato già detto sopra, mentre per la regolazione del controller della colonna a gas è necessario rivolgersi a specialisti.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Nel video vengono esaminati i dettagli costruttivi dei sensori di tiraggio, la posizione di questi componenti e il loro principio di funzionamento:

Se i tecnici professionisti hanno una buona conoscenza delle apparecchiature a gas, per un utente comune la risoluzione dei problemi di una caldaia a gas è un 'bosco oscuro'. Inoltre, la manipolazione di sistemi a gas senza le conoscenze adeguate può comportare serie conseguenze.

Pertanto, quando si desidera sostituire o riparare autonomamente lo stesso sensore di tiraggio o qualche altra apparecchiatura della colonna a gas, è necessario almeno studiare il sistema. Ma il modo migliore per risolvere i difetti del sistema a gas è rivolgersi a specialisti.

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