Termocoppia per scaldabagno a gas: struttura e principio di funzionamento + verifica e sostituzione fai-da-te

Le strutture dei moderni scaldabagni e caldaie a gas sono dotate di una serie di diversi sensori. Questo è un aspetto ovvio, considerando la modalità di funzionamento completamente automatica di tali apparecchiature. Tramite i sensori vengono analizzati vari parametri di funzionamento del sistema, e il risultato finale è una corretta regolazione dell'apparecchiatura a gas per la modalità di funzionamento appropriata.

Uno dei sensori tecnologici importanti è la termocoppia per scaldabagno a gas, che controlla le variazioni della temperatura di lavoro. In questo articolo parleremo della struttura e del principio di funzionamento della termocoppia, dei metodi per verificarne il funzionamento. Considereremo anche come sostituire questo componente da soli.

Struttura e scopo della termocoppia

Gli elementi sensori che costituiscono strutturalmente la termocoppia hanno trovato ampia applicazione non solo negli apparecchi domestici, ma anche nelle apparecchiature industriali. In sostanza, la termocoppia va considerata come un convertitore termoelettrico.

Di norma, tale convertitore viene utilizzato per misurare la temperatura ambiente. In particolare, se si esamina come funziona la termocoppia nella struttura di una caldaia a gas, si può notare che grazie a tale sensore viene effettuato il controllo (misurazione) della temperatura della fiamma del bruciatore a gas.

Ecco, più o meno, l'aspetto esterno di una termocoppia, ma non per tutte le strutture di scaldabagni a gas. Alcuni modelli di apparecchiature possono essere dotati di sensori di diversa configurazione.

Caratteristiche costruttive della termocoppia

La realizzazione della termocoppia non è particolarmente complessa, ma dal punto di vista tecnologico, la fabbricazione di questo componente richiede un'elevata precisione e il rispetto delle caratteristiche dei componenti utilizzati.

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

Questi elementi (fili) vengono saldati alle estremità da un lato, mentre le parti terminali dell'altro lato rimangono libere — vengono utilizzate per il collegamento al convertitore termoelettromotrice e per la trasmissione della differenza di potenziale.

Schema di una termocoppia classica: 1 – punto di giunzione (di fatto l'elemento di controllo); 2 – metallo con un valore di forza elettromotrice; 3 – metallo con un altro valore di forza elettromotrice; 4 – voltmetro, con cui è possibile leggere i valori in millivolt quando il sensore viene riscaldato

Principio di funzionamento e scopo del sensore

L'effetto termoelettrico (noto anche come effetto Seebeck) determina il principio di funzionamento del dispositivo in questione. I conduttori realizzati con metalli diversi, collegati in un punto, generano una differenza di potenziale, tenendo conto del fatto che metalli diversi hanno un diverso coefficiente termoelettrico.

Per quanto riguarda lo scaldabagno a gas, il funzionamento della termocoppia garantisce il controllo della combustione e la protezione da possibili fughe di gas. Quando il bruciatore della caldaia a gas o dello scaldabagno funziona in modalità attiva (emette fiamma), la termocoppia installata nella zona della fiamma, sotto l'effetto del calore, genera una corrente elettrica. L'intensità della corrente è sufficiente per controllare l'apertura e il mantenimento della valvola del gas.

Schema di tipo classico per scaldabagni a gas, che mostra chiaramente il funzionamento dell'apparecchiatura: 1 – sensore di controllo fiamma/termocoppia; 2 – relè che fornisce protezione termica; 3 – meccanica della valvola elettromagnetica

Se invece la temperatura di riscaldamento diminuisce bruscamente (fiamma del bruciatore spenta), l'intensità della corrente generata si riduce, portando di conseguenza alla chiusura della valvola del gas. Di conseguenza, l'erogazione del gas al sistema viene bloccata, garantendo così un funzionamento sicuro dell'apparecchiatura.

Se la valvola del gas del suo scaldabagno non funziona, Le consigliamo di consultare i metodi di controllo e riparazione.

Verifica della termocoppia dello scaldabagno a gas domestico

L'uso prolungato dello scaldabagno domestico a gas può portare al guasto della termocoppia. In tal caso, è necessario verificare il funzionamento del sistema e, di conseguenza, controllare direttamente il sensore.

Certo, non tutti i proprietari di apparecchiature a gas sono in grado di eseguire un lavoro del genere. Inoltre, dal punto di vista della sicurezza, la soluzione migliore è rivolgersi a un'azienda del gas per risolvere questo problema.

Tuttavia, le situazioni possono essere diverse, inclusa l'impossibilità di rivolgersi a professionisti per qualche motivo. In tal caso, l'unica opzione rimasta è provare a fare il lavoro da soli.

Nell'immagine è mostrata una delle versioni della termocoppia installata da verificare: 1 – la zona calda del sensore, spesso soggetta a danneggiamenti; 2 – il dado di fissaggio da svitare per lo smontaggio; Lo stesso dado può essere utilizzato sull'altra estremità della termocoppia

In questo scenario, all'utente inesperto in materia di gas interessa sapere come verificare la termocoppia su una caldaia a gas utilizzando un tester – uno strumento comune per la diagnostica elettrica ed elettronica. Cerchiamo di chiarire questo punto tecnico per facilitare il compito.

Fase #1 — preparazione alla verifica con tester

Per cominciare, ricordiamo che il tester è uno strumento di misura – analogico o digitale, con il quale è possibile misurare:

• resistenza;
• valore della tensione (alternata e continua);
• intensità di corrente (alternata, continua).

I valori misurati menzionati sono quelli fondamentali. Inoltre, i tester moderni sono in grado di controllare un'intera gamma di parametri, ad esempio l'induttanza o la capacità.

Considerando il principio di funzionamento della termocoppia di una caldaia a gas domestica, la modalità di misura della tensione nell'intervallo dei millivolt è più che sufficiente.

Procedura di test della termocoppia con uno strumento di misura e un semplice elemento riscaldante – una candela di paraffina. Come si vede dalle letture del tester (25 mV), il sensore di controllo della fiamma del bruciatore a gas è funzionante.

Oltre allo strumento di misura (tester), il tecnico avrà bisogno di un altro strumento abbastanza semplice – una fonte di calore. È meglio se tale fonte ha la capacità di emettere una fiamma libera. Pertanto, l'opzione ottimale in questo caso è l'uso di una normale candela di paraffina.

Fase #2 — ispezione visiva per rilevare difetti

La procedura stessa di test del sensore di controllo della fiamma non è complicata. Tuttavia, prima di eseguire il test a caldo, si consiglia di esaminare attentamente la termocoppia visivamente dall'esterno.

Durante l'ispezione dell'area di giunzione e dell'asta discendente, non devono essere visibili sulla superficie difetti fisici del metallo, incluse aree di bruciatura.

Fase #3 — test del funzionamento del sensore

Completata l'ispezione visiva, si può procedere direttamente alla verifica a caldo. A tal fine, l'area di giunzione e la parte discendente dell'asta della termocoppia della colonna a gas vengono posizionate sopra lo stoppino della candela.

Successivamente, lo strumento di misura (tester) viene collegato ai terminali della termocoppia, dopodiché si accende la candela. Il potenziale generato viene osservato sulla scala di lavoro dello strumento di misura.

In sostanza, per verificare il funzionamento del sensore, è possibile utilizzare qualsiasi fonte di calore adatta, ad esempio un accendino domestico. Tuttavia, a seconda della potenza della fonte di riscaldamento, le letture sul tester potrebbero essere al di sotto della norma o, al contrario, al di sopra della norma.

L'assenza di qualsiasi indicazione di potenziale elettrico indica chiaramente un guasto del sensore. In caso di difetti parziali, sul misuratore possono essere rilevate indicazioni casuali (instabili) di unità di millivolt. Se invece il sensore della caldaia a gas è funzionante, sul misuratore viene solitamente registrato un valore stabile pari a decine di millivolt (20-30 mV).

Inoltre, man mano che il corpo della termocoppia si riscalda con la fiamma della candela, le indicazioni sulla scala dello strumento aumentano leggermente. Se la fiamma della candela viene spenta, le indicazioni del tester tendono a zero man mano che il corpo dell'asta e la zona di saldatura si raffreddano. Questo è tutto. Con questo comportamento, la termocoppia, considerata perfettamente funzionante, può essere tranquillamente rimontata nel suo posto.

Come sostituire il sensore di temperatura?

La maggior parte degli interventi di riparazione (sostituzione) della termocoppia di una caldaia a gas domestica richiedono lo smontaggio di questo elemento dalla struttura dell'apparecchiatura. Di conseguenza, è necessario che Lei sia a conoscenza di come rimuovere e installare il sensore. Vediamo come viene eseguita la sostituzione della termocoppia in una caldaia a gas e cosa è necessario a tale scopo.

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

Va notato che, a seconda del modello specifico di caldaia, la dimensione dei dadi di fissaggio può variare, così come la struttura stessa della termocoppia. In alcuni modelli la termocoppia è fissata con viti.

Smontaggio del sensore di controllo sulla caldaia a gas per il successivo test di funzionamento. A seconda del modello di caldaia, le modalità di fissaggio del sensore possono variare.

Pertanto, Lei deve allentare le viti di fissaggio del sensore, quindi la struttura viene estratta e può essere riparata o sostituita con una nuova. Il montaggio del nuovo elemento viene eseguito in ordine inverso.

Ha problemi con la termocoppia del suo scaldabagno? In tal caso, Le consigliamo di consultare la guida alla riparazione e sostituzione.

Conclusioni e video utili sull'argomento

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

Il video spiega in dettaglio come rimuovere, controllare e sostituire un componente importante della caldaia a gas, senza il quale l'apparecchiatura rimane operativa solo in modalità non controllata, il che è estremamente pericoloso per l'utente finale:

La sostituzione del sensore da soli è possibile. Tuttavia, per farlo, Lei deve possedere competenze meccaniche e saper utilizzare gli strumenti di misura:

Grazie alla termocoppia, il processo di accensione e riscaldamento viene automatizzato, aumentando il livello di sicurezza nell'uso dello scaldabagno a gas e della caldaia. Il materiale esaminato consente non solo di valutare appieno l'importanza tecnologica del dispositivo della termocoppia nella costruzione di apparecchiature a gas e di comprendere le sottigliezze costruttive delle caldaie domestiche, ma anche, se necessario, di effettuare la riparazione dell'apparecchio con le proprie mani. È importante ricordare le norme di sicurezza e, se si hanno dubbi sulle proprie capacità, è meglio rivolgersi a specialisti.

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