Automação para caldeiras a gás de aquecimento: estrutura, princípio de funcionamento, visão geral dos fabricantes

Equipamentos de aquecimento doméstico que funcionam com gás liquefeito ou natural não exigem atenção e controle constantes dos proprietários. Essa tarefa é realizada pela automação para caldeiras a gás de aquecimento.

Unidades de controle eletrônicas e mecânicas integradas ao gerador de calor regulam a combustão e ajudam a manter a temperatura necessária no fluido de transferência de calor.

Variedades de automação para caldeiras de aquecimento

A automação funciona corretamente, de forma clara e confiável, aumenta a eficiência do equipamento de aquecimento, contribui para o consumo racional do recurso energético e torna a operação do sistema de aquecimento simples, confortável e absolutamente segura.

O sistema automático protege as instalações de aquecimento contra sobrecargas e ativa o desligamento de emergência do fornecimento de gás em caso de circunstâncias imprevistas de força maior. Adicionalmente, o equipamento regula o nível de intensidade da combustão e o consumo atual de combustível, permitindo que os proprietários economizem recursos financeiros no aquecimento dos ambientes.

O nó automático possui configurações flexíveis e permite que o proprietário defina os parâmetros de operação mais convenientes para si no equipamento

Com base no princípio básico de funcionamento e nas características construtivas, a automação para equipamentos que funcionam a gás é dividida em:

• dispositivos com dependência de energia;
• aparelhos independentes de energia.

Os sistemas do primeiro tipo são unidades eletrônicas complexas que, para funcionar corretamente, necessitam de um fornecimento ininterrupto de eletricidade. Os segundos tipos de dispositivos são construções mecânicas simplificadas que não requerem alimentação energética.

Tipo #1 — dispositivos dependentes de energia

Módulo dependente de energia – é um pequeno dispositivo eletrônico que reage ao fornecimento de combustível. Liga e desliga no momento da ativação ou fechamento da válvula principal de gás. Caracteriza-se por uma construção complexa e um grande número de elementos e microcircuitos.

Permite que os proprietários resolvam as seguintes tarefas:

• ativação ou interrupção do fornecimento de gás;
• início do sistema de aquecimento em modo automático;
• regulação do nível de potência do queimador base (graças à presença de um termostato);
• desligamento da caldeira em funcionamento tanto em situações de emergência quanto dentro do modo definido pelo usuário;
• Exibição dos indicadores atuais no display (nível geral da temperatura do ar no ambiente, marca até a qual o fluido de trabalho está aquecido, etc.).

Módulos mais sofisticados possuem funcionalidades adicionais e oferecem aos usuários condições ilimitadas e extremamente convenientes para controlar o funcionamento e gerenciar o aparelho. Os painéis eletrônicos garantem a proteção completa do equipamento de aquecimento contra falhas da válvula de três vias e evitam que a caldeira congele.

Se a temperatura no ambiente cair drasticamente, o sistema "inteligente" liga automaticamente o equipamento de aquecimento e o desliga quando o lar é preenchido com ar quente e confortável.

A opção de autodiagnóstico presente em alguns módulos previne falhas operacionais e ajuda na detecção oportuna de peças e componentes defeituosos no sistema. Permite identificar a avaria o mais cedo possível e substituir algum elemento pequeno antes que ele cause um problema real para o equipamento.

Pequenas avarias no sistema de aquecimento acabam se transformando em problemas globais e acarretam gastos financeiros relacionados ao reparo e desmontagem (total ou parcial) do equipamento. O autodiagnóstico ajuda a identificar a falha e permite corrigi-la em tempo hábil.

A automação eletrônica responsável pela operação segura do equipamento garante o funcionamento ininterrupto da caldeira, impede o superaquecimento do sistema e interrompe o fornecimento de gás em caso de queda de tiragem ou extinção da chama no queimador.

A linha de variedade de automação dependente de energia disponível hoje no mercado agrada pela diversidade. Miniaparatos úteis e necessários são produzidos por marcas mundialmente famosas e por pequenas empresas que estão tentando conquistar seu lugar ao sol.

A automação dependente de energia é apresentada na forma de um painel de controle, onde o usuário pode definir parâmetros de operação convenientes para si. O custo do elemento "inteligente" é alto, mas os gastos são justificados, pois com a ajuda do bloco de controle é possível reduzir o consumo de recursos sem qualquer prejuízo ao próprio conforto.

Entre os modelos oferecidos, existem tanto produtos muito simples quanto unidades mais avançadas com opção de programação.

Neles, o usuário pode selecionar as configurações individuais mais adequadas e programar o sistema para operar no modo dia/noite ou, com base na previsão do tempo, definir um determinado nível de aquecimento da casa ou apartamento por um período de 1 a 7 dias.

Tipo #2 — equipamentos independentes de energia

A automação não volátil é mais simples e prática. O controle e a configuração são feitos manualmente por meio de interruptores rotativos mecânicos e não apresentam dificuldade mesmo para quem está longe da tecnologia. O dispositivo funciona de forma totalmente autônoma e não precisa ser conectado ao sistema elétrico central.

Para aquecer uma casa e fornecer água quente às torneiras, basta girar o botão de controle no sentido de aumento por 2-3 divisões. Se precisar tomar banho de banheira ou chuveiro, o interruptor deve ser colocado no nível máximo.

O produto é marcado com uma escala digital com uma lista de valores do mínimo ao máximo. Para ativação, o usuário seleciona a marca desejada e, dessa forma, define a temperatura de trabalho adequada diretamente na caldeira.

Após essas manipulações, o termorregulador é conectado e assume o controle do modo de aquecimento especificado. A caldeira funciona ativamente até que o ambiente aqueça até a temperatura desejada. Depois, o termorregulador desliga o fornecimento de gás ao sistema e só reativa quando o ambiente fica mais frio.

O princípio de funcionamento baseia-se na construção específica do dispositivo. O termopar da caldeira a gás, embutido no trocador de calor, é equipado com uma haste especial. Ela é feita de uma liga especial de ferro-níquel chamada invar.

As características físicas deste material progressivo conferem-lhe a capacidade de detectar quase instantaneamente as mínimas flutuações de temperatura.

Se o ambiente fica excessivamente quente ou muito frio, o tamanho da haste muda. A válvula de conexão reage a isso e fecha ou ativa oportunamente o fornecimento de gás ao queimador.

A presença de um sistema de controle automático não volátil permite que os usuários definam em casa ou apartamento o regime de temperatura mais adequado para si e economizem no consumo de combustível, sem pagar a mais nas contas de serviços públicos.

Além disso, a automação do tipo não volátil possui sensores sensíveis de tiragem e chama. Se a pressão no tubo cair repentinamente ou o nível de tiragem na chaminé cair por algum motivo, o fornecimento de recurso é imediatamente interrompido e um vazamento de gás é evitado.

A automação não volátil custa um dinheiro bastante razoável e, ao contrário dos análogos eletrônicos, não requer a compra e instalação de um estabilizador que controle a tensão e corrija picos imprevistos na rede elétrica central.

A placa especial garante o funcionamento correto do sensor de chama. No funcionamento normal e correto do sistema, ela permanece ligeiramente curvada.

Dessa forma, a peça mantém a válvula de fechamento no modo «Aberto». Quando a chama diminui, a placa se alinha e a válvula fecha sob sua pressão.

Construção e princípio de funcionamento

A automação que controla o funcionamento da caldeira a gás consiste em muitos elementos, convencionalmente divididos em dois subgrupos. O primeiro inclui mecanismos que garantem o funcionamento completo e seguro da própria caldeira. O segundo inclui dispositivos que permitem operar o sistema de aquecimento no modo mais conveniente e confortável para o usuário.

Elementos componentes do sistema de segurança

Vários módulos são responsáveis pela segurança operacional do equipamento:

1. Controlador de chama – consiste em duas peças principais – uma válvula eletromagnética e um termopar. Fecha o gás de forma oportuna e confiável e impede a formação de vazamento.
2. Termostato – mantém a temperatura definida do fluido de aquecimento e protege o sistema contra superaquecimento. Quando o fluido de aquecimento esfria até as temperaturas mínimas, o módulo liga a caldeira e, após registrar picos elevados, a desliga, eliminando completamente a necessidade de os proprietários dedicarem atenção constante ao sistema.
3. Sensor que controla a tiragem é responsável por interromper o fornecimento de gás ao queimador em caso de alteração da posição básica da placa bimetálica, prevenindo assim o vazamento de gás.
4. Válvula de segurança – monitora a quantidade de fluido de aquecimento no circuito.

Além de todas as qualidades úteis mencionadas acima, a automação possui uma série de funções adicionais que aumentam o conforto do uso do equipamento.

O dispositivo realiza o reacendimento automático do queimador a gás, seleciona o modo de funcionamento mais eficiente, promove o uso racional da energia e realiza autodiagnóstico, poupando os proprietários de todas essas tarefas.

Princípio de funcionamento da automação de segurança

A documentação normativa atual afirma que o sistema de segurança das caldeiras a gás deve ser obrigatoriamente equipado com um dispositivo que interrompa o funcionamento de todo o sistema e feche o fornecimento de gás em caso de falha inesperada ou de quaisquer outras circunstâncias de força maior.

Para realizar essa tarefa, a automação deve manter sob controle parâmetros como:

• pressão do gás no sistema;
• presença de chama de tamanho ideal no queimador;
• tiragem completa e de qualidade;
• nível de temperatura do fluido de aquecimento de trabalho.

Quando, num sistema mecânico independente de energia, a pressão do gás cai para um nível crítico, o fornecimento do recurso é interrompido imediatamente. Isso ocorre automaticamente graças a um mecanismo de válvula ajustado para um valor específico.

Dispositivos eletrônicos voláteis são projetados de forma um pouco diferente. Neles, a função descrita acima é realizada por um relé de pressão mínima/máxima.

Ao aumentar o número de atmosferas, a membrana com a haste se curva, abrindo os contatos de alimentação da própria caldeira. O gás para de fluir e não é fornecido até que o nível de pressão seja restaurado.

É proibido por lei solucionar problemas pessoalmente ou interferir de alguma forma na funcionalidade básica do equipamento. Apenas um profissional qualificado – funcionário da empresa fornecedora de gás – pode corrigir qualquer problema que surgir.

Se a chama desaparece no queimador, o termopar esfria e para de gerar corrente. Depois disso, a válvula eletromagnética no registro não funciona mais e o gás para de fluir para o queimador. Quando o tiragem cai, a lâmina bimetálica aquece intensamente, muda de forma e atua na válvula, fazendo com que ela interrompa o fornecimento de combustível.

A temperatura do fluido de transferência de calor é controlada pelo termostato. Ele garante a manutenção do modo de aquecimento selecionado pelo usuário, evitando que o sistema superaqueça e falhe.

Nuances do funcionamento do sistema

A automação eletrônica volátil depende das informações recebidas dos sensores. O microprocessador e o controlador interno analisam esses dados, processam e enviam comandos ao sistema que são idealmente adequados para cada situação específica.

Para que a automação eletrônica funcione normalmente por um longo período, é necessário chamar um técnico anualmente para inspecionar o equipamento, diagnosticar o microprocessador e revisar os relatórios do módulo de memória.

A mecânica tem um princípio um pouco diferente. Quando a caldeira está desligada, a válvula interna de gás está completamente fechada. No momento da partida do equipamento, a arruela na válvula é pressionada e ocorre a abertura forçada da passagem para o combustível até o acendedor. A ignição estimula o aquecimento do termopar e a geração de tensão.

Este recurso utiliza um eletroímã que mantém a válvula aberta. Girando a arruela manualmente, o usuário pode ajustar facilmente o nível e a potência do seu equipamento de aquecimento.

Visão geral de modelos e fabricantes populares

No mercado de equipamentos a gás progressivos e elementos relacionados, está presente automação de fabricantes nacionais e estrangeiros. Em termos de princípio de funcionamento, todos os dispositivos são absolutamente iguais, mas existem diferenças significativas em termos de construção.

A presença de automação de controle no sistema de aquecimento a gás permite aquecer o ambiente confortavelmente e usar o recurso energético racionalmente. Com uma abordagem razoável, a economia pode ser de 30 a 43%

O custo dos módulos varia amplamente. Produtos mecânicos simples com o mínimo de funções pertencem à classe de baixo custo e são vendidos ao preço mais baixo. Painéis eletrônicos avançados são muito mais caros, mas oferecem ao usuário possibilidades mais amplas para configurações individuais e controle do funcionamento.

Alguns dispositivos, como a automação SABK, além das funções básicas, são equipados com um estabilizador de pressão integrado. Isso permite um ajuste mais preciso do funcionamento do equipamento a gás.

Os dispositivos eletrônicos com capacidade de programação são considerados de luxo. Eles permitem que o proprietário defina um plano de trabalho para o equipamento por um longo período, levando em conta as condições climáticas sazonais e a temperatura atual do ar externo.

№1 — automação EUROSIT 630

O bloco automático não volátil EUROSIT 630 fabricado pela empresa italiana Sit Group (Eurosit) ocupa o lugar de liderança em vendas no mercado.

É considerado universal e funciona eficientemente com caldeiras de parapeito e caldeiras de piso com potência de 7 a 24 kW. Ligar/desligar, acender o queimador piloto e ajustar a temperatura desejada são realizados com um único botão com tecla.

O módulo Eurosit 630 é uma unidade moderna para controlar equipamentos a gás. Está em conformidade total com os padrões internacionais e requisitos de segurança para tais dispositivos. Possui certificado de qualidade europeu e garantia do fabricante.

O produto se distingue por um alto nível de confiabilidade, suporta cargas operacionais significativas e possui ampla funcionalidade. Os elementos estruturais estão "escondidos" no corpo, ao qual são conectados os cabos dos sensores e outros tubos de conexão.

O tempo de ignição da caldeira de aquecimento com a automação Eurosit 630 é de 10 segundos. O gás é imediatamente fornecido ao sistema e o ambiente aquece rapidamente até a temperatura definida.

Dentro da unidade estão localizados um seccionador, uma válvula de mola e um regulador de pressão. A alimentação de gás é feita por baixo ou lateralmente, conforme a preferência do usuário. Em termos de custo, a unidade é classificada como econômica.

№2 — módulo Honeywell 5474

O dispositivo Honeywell 5474 é fabricado pelo conglomerado alemão Honeywell, que há mais de cem anos se especializa no desenvolvimento e venda de vários tipos de automação. Funciona corretamente com caldeiras a gás domésticas com potência de até 32 kW.

Honeywell 5474 – dispositivo independente de energia para controlar o sistema de aquecimento. Equipado com queimadores de microchama em aço inoxidável resistente ao calor. Eles garantem uma combustão de gás de melhor qualidade, reduzem a emissão de substâncias nocivas na atmosfera e evitam o acúmulo excessivo de fuligem na chaminé.

O sistema automático Honeywell 5474 é equipado com um conjunto básico de funções de controle que garantem a operação eficiente da caldeira com segurança absoluta para os usuários.

O dispositivo no modo automático mantém a temperatura definida do fluido de aquecimento (de 40 a 90 graus), desliga a caldeira em caso de interrupção do fornecimento de combustível, falta de tiragem adequada na chaminé, ocorrência de tiragem reversa ou extinção do queimador.

№3 — automação premium da Honeywell

Além dos modelos econômicos acessíveis, a empresa Honeywell também fabrica outros tipos de equipamentos automáticos, como cronotermostatos de luxo da série premium CT ou termostatos programáveis Honeywell YRLV430A1005/U.

O dispositivo YRLV430A1005/U, com funcionalidade extremamente ampla, possui uma interface amigável e não causa dificuldades aos clientes durante o uso. O custo do produto é bastante alto, mas ainda assim inferior ao dos concorrentes que oferecem modelos com características semelhantes.

Esses painéis eletrônicos permitem definir para o equipamento de aquecimento as configurações mais detalhadas e precisas, até mesmo alterar o regime de temperatura várias vezes ao dia, dependendo da hora do dia, das condições climáticas e das preferências pessoais.

№4 — dispositivo Orion

O dispositivo automático Orion é fabricado na Rússia. O kit do aparelho inclui ignição piezoelétrica e sensor de tiragem.

O dispositivo Orion tem aparência simples e um conjunto mínimo de funções. Suas capacidades não são muito amplas, mas, graças ao custo acessível e ao método de controle elementar, o aparelho tem demanda.

O dispositivo desliga o gás em caso de extinção acidental do queimador ou falta de tiragem adequada. Quando a temperatura do ar no ambiente diminui, o termostato ativa o fornecimento de combustível e o funcionamento da caldeira é retomado.

A transição para o modo de redução da chama ao atingir uma temperatura específica (definida pelo usuário) ocorre automaticamente e permite economizar o recurso de combustível.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Descrição detalhada do princípio de funcionamento da automação destinada à caldeira a gás. Características interessantes e nuances do equipamento de controle:

Como funciona a automação da caldeira de aquecimento a gás. Demonstração visual do processo de ignição do equipamento a gás:

Descrição detalhada de um dos modelos de automação mais populares, destinado ao controle e regulação de caldeiras a gás:

Sistema de aquecimento a gás controlado por automação representa uma opção prática e economicamente vantajosa de equipamento de aquecimento doméstico.

O controlador mecânico se destaca pelo baixo preço, confiabilidade e modo de operação simples. O painel eletrônico é mais caro, mas possui funcionalidade avançada, permitindo criar condições extremamente confortáveis no ambiente.

É melhor adquirir miniaparatos em lojas oficiais, onde são vendidos produtos certificados que atendem a todos os requisitos aplicados aos elementos de sistemas de aquecimento que funcionam a gás.

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