Regulagem da automação da caldeira a gás: dispositivo, princípio de funcionamento, conselhos para configuração

Para aquecimento de casas, são frequentemente usadas caldeiras a gás – aparelhos convenientes e bastante econômicos que funcionam com combustível azul. O funcionamento correto desses dispositivos é garantido por uma série de acessórios que monitoram o modo de operação.

A regulagem oportuna da automação da caldeira a gás permite aumentar a eficiência do aparelho de aquecimento, bem como garantir confiabilidade e segurança no funcionamento. E isso, você concordará, é um ponto bastante importante para todos os usuários.

Mas como realizar a regulagem e é possível fazer isso por conta própria? Vamos tentar juntos entender essas questões. Para isso, examinaremos detalhadamente o dispositivo e o princípio de funcionamento da automação usando como exemplo um dos modelos mais populares.

Também daremos atenção às questões de configuração do equipamento e aos principais problemas que o usuário pode encontrar no processo de configuração e posterior operação da caldeira a gás.

Tipos e princípio de funcionamento da automação para caldeiras

Por essa definição entende-se um sistema de dispositivos executivos e de controle, destinados a manter os modos definidos, bem como a resposta operacional a situações de emergência que possam surgir.

Graças a isso, garante-se o uso seguro das caldeiras com o mínimo envolvimento humano nos processos que ocorrem no dispositivo.

A construção das caldeiras a gás inclui diversos tipos de dispositivos automáticos (eletrônicos e mecânicos), que se destinam a manter um funcionamento eficiente e seguro

Toda a automação utilizada para o funcionamento correto dos aparelhos de aquecimento pode ser dividida em dois grupos fundamentais:

• autônomos, independentes do fornecimento externo de energia;
• dispositivos que necessitam de uma fonte externa de corrente elétrica para funcionar.

Examinaremos cada grupo de dispositivos em detalhe.

Como funcionam os aparelhos dependentes de energia?

Tais sistemas representam blocos eletrônicos complexos, para cujo funcionamento é necessário o fornecimento de energia elétrica.

Ao mesmo tempo, esses dispositivos permitem regular o fornecimento de combustível e o grau de aquecimento mediante fechamento ou abertura da válvula, o que contribui para a economia nos gastos com aquecimento.

O funcionamento do sistema eletrônico é baseado nas informações transmitidas pelos sensores à unidade de controle. Após a análise e processamento dos dados no controlador e microprocessador, os comandos são enviados aos acionadores da caldeira.

Tarefas resolvidas pelos dispositivos automáticos:

• abertura/fechamento da válvula do sistema de fornecimento de gás;
• inicialização do aparelho no modo automático;
• desligamento programado ou emergencial da caldeira;
• regulação do nível da chama do queimador através do termossensor existente;
• exibição na tela de dados para leitura visual (temperatura do ar, nível de aquecimento da água e outros).

Além disso, os dispositivos automáticos modernos podem ter várias funções adicionais que facilitam significativamente a operação das caldeiras.

Entre elas, podemos citar:

• gerenciamento do funcionamento do equipamento e monitoramento de sua operação;
• proteção do sistema de aquecimento contra falhas da válvula de três vias;
• proteção do equipamento contra congelamento (em caso de queda repentina de temperatura no ambiente, o aparelho liga automaticamente a caldeira);
• autodiagnóstico que permite detectar defeitos em componentes e peças, bem como identificar falhas no funcionamento dos módulos. Essa opção permite identificar antecipadamente uma falha que poderia levar a uma avaria grave, exigindo reparos de grande porte ou a substituição completa da caldeira.

Ao mesmo tempo, a operação confiável e estável dos dispositivos eletrônicos de automação para caldeiras a gás só pode ser realizada sob certas condições.

A saber:

• ausência de picos de tensão;
• cumprimento preciso do regime de temperatura recomendado;
• ausência de problemas relacionados ao longo tempo de operação.

Se essas regras forem violadas, os dispositivos de alta tecnologia podem falhar rapidamente.

No mercado, há uma ampla variedade de automação desse tipo, que pode incluir ou não programação. Esses dispositivos incluem os aparelhos listados abaixo.

Termostato para medição da temperatura ambiente

O sensor de medição da temperatura do ar está localizado no ambiente, mas conectado por cabo à caldeira, que pode estar neste ou em outro cômodo. O dispositivo não apenas monitora o nível de aquecimento do ambiente, mas também regula o funcionamento do aquecedor.

Assim que a temperatura cai abaixo do nível definido, o termostato envia um sinal para a caldeira, que, ao recebê-lo, liga automaticamente o equipamento de aquecimento.

Unidades de controle individuais permitem a conexão de um termossensor localizado no ambiente. Nesse caso, a temperatura definida será mantida automaticamente no espaço aquecido.

Ao atingir um nível confortável de temperatura do ar, a válvula do dispositivo é fechada, interrompendo o funcionamento da caldeira e, consequentemente, o aquecimento do ambiente, o que contribui para a economia de combustível.

Em outro artigo nosso, há informações detalhadas sobre os tipos e esquemas de conexão do termostato para a caldeira de aquecimento.

Programador diário de 24 horas

Assim como um termostato comum, o aparelho regula o modo de operação da caldeira a gás, porém possui funcionalidades ampliadas.

Com este dispositivo, é possível definir um programa de funcionamento do equipamento de aquecimento por 24 horas, prevendo diferentes níveis de aquecimento em períodos específicos do dia (por exemplo, redução da temperatura nos cômodos à noite ou durante a ausência de pessoas).

Na maioria dos dispositivos, há repetição automática do ciclo, e para alterá-lo, é necessário mudar o programa. A conexão de tal dispositivo pode ser feita tanto por cabo quanto por um canal de rádio especial.

Programador semanal de longo prazo

Ao contrário do dispositivo descrito acima, o dispositivo semanal permite programar com antecedência o funcionamento da caldeira para sete dias.

Em dispositivos deste tipo, geralmente há vários modos diferentes, e também é possível criar programas próprios de funcionamento dos aparelhos de aquecimento.

O aparelho Auraton-2025, fácil de programar, possui 3 modos de fábrica e 7 modos de usuário, permitindo otimizar a temperatura do ar. O sensor de luminosidade desliga o display à noite, economizando energia elétrica.

Todos os dados são exibidos em um display retroiluminado, permitindo acompanhar as informações confortavelmente. Como o raio de ação do programador é de 30 metros ou mais, ele pode ser colocado em cômodos residenciais.

Princípio de funcionamento da automação independente de energia

Ao mesmo tempo, algumas peças das caldeiras que desempenham a função de controle não precisam de eletricidade.

O ajuste dessas peças é feito manualmente, além de ser influenciado por modificações geométricas que ocorrem nos mecanismos sob efeito do calor.

Em dispositivos mecânicos, a partida da caldeira é feita pressionando uma arruela contra a válvula. Como resultado, esta última abre em modo forçado, admitindo combustível que vai para o acendedor.

Apesar da grande variedade de modelos com equipamento eletrônico, as versões com controle mecânico também gozam de considerável popularidade.

Isso se deve a várias razões:

• Custo acessível. Os preços desses dispositivos são significativamente mais baixos do que os equivalentes totalmente automáticos.
• Facilidade de operação. A simplicidade do dispositivo de automação independente de energia usado em modelos mecânicos permite que mesmo uma pessoa sem relação com a tecnologia entenda rapidamente as configurações.
• Confiabilidade. Os dispositivos mecânicos não dependem de picos de tensão na rede ou de cortes totais de energia elétrica, portanto podem funcionar mesmo sem um estabilizador, que é desejável ao operar equipamentos dependentes de energia.

As desvantagens desses modelos incluem menor precisão nos ajustes, bem como a necessidade de monitorar o funcionamento da caldeira.

Quanto à configuração, ela é feita manualmente. Cada dispositivo mecânico é equipado com uma escala de temperaturas, cujos números indicam os valores limites (de min a max). A temperatura de trabalho é definida selecionando a marcação necessária na régua graduada.

Após a partida do aparelho, o termorregulador é responsável pelo seu funcionamento. O elemento ativo deste dispositivo é uma haste que, ao contrair-se quando esfria, abre a válvula de fornecimento de gás e, em seguida, aumenta de tamanho devido ao aumento da temperatura e interrompe o fluxo do gás.

Com esse processo, também é possível diminuir ou aumentar o nível de aquecimento.

Elementos de segurança e operação confortável

O grupo de dispositivos automáticos para caldeiras inclui muitos elementos que podem ser divididos em dois grandes grupos: mecanismos que garantem a segurança do trabalho e aparelhos que promovem a operação confortável da caldeira.

Os seguintes componentes são responsáveis pelo funcionamento seguro:

• termostato;
• sensores de controle de tiragem e chama;
• válvula de segurança.

Sensor de controle de chama consiste em um termopar e uma válvula de gás eletromagnética, que interrompe ou ativa o fornecimento de gás.

Regulador de temperatura da chama (termostato) mantém a temperatura necessária do fluido de aquecimento e também fornece proteção contra superaquecimento. Este módulo liga ou desliga a caldeira assim que o fluido de aquecimento atinge o ponto crítico (máximo ou mínimo).

Módulo de controle de tiragem interrompe o fornecimento de gás ao queimador assim que a posição da lâmina bimetálica muda devido à alta temperatura (ela se curva quando aquecida, bloqueando o tubo por onde o combustível é fornecido).

Analisamos mais detalhadamente os sensores de temperatura, tiragem, pressão e chama neste artigo.

Com a válvula de segurança, é realizada a regulagem, distribuição e interrupção do fluxo de gás.

No sistema de aquecimento, a válvula de segurança é um componente indispensável da tubulação, tendo importância fundamental no controle do volume do fluido de aquecimento utilizado no circuito.

A abertura na válvula através da qual o combustível gasoso se move é chamada de sede. Para desligar o dispositivo, é necessário obstruí-la com um disco ou pistão.

Dependendo do número de posições de trabalho, as válvulas de gás podem ser de um, dois ou três estágios, além de modulantes:

• Dispositivos de um estágio têm apenas duas posições de trabalho: ligado/desligado.
• O aparelho de dois estágios possui uma entrada e duas saídas, e a válvula abre quando girada para a posição intermediária, resultando em uma ativação mais suave.
• As caldeiras com dois níveis de potência são equipadas com um dispositivo de três estágios.
• Válvulas modulantes são usadas para ajustar suavemente a potência dos dispositivos.

A automação usada para conveniência inclui opções que normalmente são realizadas pelos usuários de sistemas de aquecimento. Isso inclui ignição automática do queimador, autodiagnóstico, seleção do modo de operação ideal e outros.

Automação responsável pela segurança

De acordo com as regras estabelecidas na documentação normativa (SNIP 2.04.08-87, SNIP 42-01-2002, SP 41-104-2000), as caldeiras a gás devem possuir um sistema de segurança. A tarefa deste bloco é interromper emergencialmente o fornecimento de combustível em caso de qualquer falha.

No esquema apresentado, é mostrado o sistema de automação que permite regular as funções do dispositivo a gás, com uma imagem detalhada de todos os elementos constituintes.

O princípio da operação segura do sistema de automação da caldeira a gás baseia-se no monitoramento das leituras dos instrumentos.

A unidade de controle monitora os seguintes fatores:

• Pressão do gás. Quando cai para um nível crítico, o fornecimento de combustível é interrompido imediatamente. O processo ocorre automaticamente por meio de um mecanismo de válvula pré-ajustado para um determinado valor.
• Fornecimento de gás. A responsabilidade por esta propriedade em dispositivos dependentes de energia recai sobre o relé máximo ou mínimo. O mecanismo de funcionamento consiste na flexão da membrana com a haste quando o número de atmosferas aumenta, o que leva à abertura dos contatos do dispositivo de aquecimento.
• Ausência de chama no queimador. Quando a chama se apaga, o termopar esfria, interrompendo a geração de corrente, e o fornecimento de gás é interrompido pelo fechamento da válvula solenoide do gás.
• Presença de tiragem. Quando este fator diminui, a placa bimetálica se aquece, causando uma mudança em sua forma. O elemento modificado pressiona a válvula, que se fecha, interrompendo o fornecimento de gás combustível.
• Temperatura do fluido de aquecimento. Com o termostato, é possível manter este fator em um valor definido, evitando o superaquecimento da caldeira.

As possíveis falhas mencionadas acima podem causar o apagamento do queimador principal, resultando na possibilidade de vazamento de gás no ambiente, levando a consequências fatais.

Nesta figura, é apresentado o esquema de funcionamento da automação reguladora, destinada a evitar o superaquecimento do sistema ou outras falhas em sua operação.

Para evitar isso, todos os modelos de caldeiras devem ser equipados com dispositivos automáticos. Isso é especialmente relevante para modelos obsoletos, onde tais dispositivos ainda não foram fornecidos pelos fabricantes.

Características do dispositivo do bloco automático

Geralmente, os fabricantes utilizam unidades de controle especiais, que incluem os dispositivos listados acima. Apesar das diferenças externas, todos funcionam com base nos mesmos princípios. Para conhecer os melhores modelos e fabricantes de automação, clique em este link.

A mais difundida é a produção da marca italiana EuroSIT. O modelo mais popular é o Eurosit 630, caracterizado por funcionalidade simples, compatibilidade com estruturas de diversos fabricantes, confiabilidade e durabilidade.

É com base no exemplo do Eurosit 630 que examinaremos detalhadamente o dispositivo do bloco automático.

Descrição detalhada do dispositivo do bloco de controle automático Eurosit 630, que equipa grande parte das caldeiras a gás modernas fabricadas por diversos fabricantes

O aparelho consiste em um invólucro dentro do qual estão todos os componentes estruturais (válvula de mola, módulo regulador de pressão, cortador), facilitando significativamente sua instalação.

Um tubo é conectado ao corpo, através do qual o gás é fornecido, bem como cabos de sensores e outros dispositivos.

Além da unidade Eurosit 630, também estão disponíveis no mercado outros modelos: SABK, 'Vakula' SIT, Dungs, Honneywell, que incluem conjuntos de válvulas, estabilizadores de pressão, filtros, reguladores de temperatura

Na instalação e configuração deste dispositivo, existem algumas dificuldades, mas, com a prática, é possível praticamente não se preocupar com o funcionamento da caldeira a gás.

Como configurar a automação do aparelho de aquecimento?

O ajuste envolve a calibração do controlador EUROSIT 630, que mantém a temperatura do líquido no circuito e, em caso de situação crítica, bloqueia o fornecimento de gás.

Antes de ajustar a automação de diferentes modelos de caldeiras a gás, deve-se realizar a montagem do equipamento, seguindo rigorosamente o diagrama. É importante verificar a lista de peças dos dispositivos, que deve corresponder à indicada no manual.

O ajuste é feito por meio de uma alavanca que permite colocar a caldeira em três posições:

• desligamento;
• acendimento;
• configuração da temperatura (de 1 a 7).

Para ligar o dispositivo de ignição, a alavanca deve ser colocada na segunda posição, alinhando-a com o ícone da faísca.

Ao pressionar, o botão de ignição piezoelétrica será acionado, acendendo o queimador piloto. Enquanto isso, a alavanca deve ser mantida na posição por 10 a 30 segundos. Após soltar o botão, o funcionamento do acendedor deve cessar.

Ao acender a chama, o termopar aquece, gerando uma força eletromotriz (FEM) de 25 mV. Isso forma um circuito cujos componentes são o sensor e a válvula eletromagnética.

Ao pressionar a alavanca, a válvula eletromagnética abre e o gás é fornecido ao acendedor (deve permanecer aberto mesmo após soltar o botão).

Assim, o termopar deve garantir a proteção contra o retorno da chama. Os sensores, que são elementos do circuito, fecham na posição de operação. Após receber um sinal, eles abrem, desligando o equipamento.

Problemas ao ligar o dispositivo de ignição

Em caso de dificuldades ao ligar o aparelho, siga as instruções abaixo. Primeiro, providencie as ferramentas necessárias: chaves combinadas, chave de fenda, multímetro, alicate e álcool para limpeza das peças.

Remova cuidadosamente os terminais do aparelho: eles são curtos-circuitados entre si e depois apertados com o alicate. Para identificar a causa da falha, ligue o acendedor.

Se a ignição ocorrer normalmente, provavelmente o problema está no sensor de tiragem. Nesse caso, desparafuse esse componente (para evitar superaquecimento, ele é rodeado por juntas de paronita).

Ao inspecionar visualmente o dispositivo, preste atenção aos contatos, que devem estar firmemente fixados ao corpo e sem vestígios de oxidação. A temperatura no estado aberto deve ser de 75 °C.

Em seguida, meça a resistência com um testador; o valor deve ser de 1-2 Ω. Se for constatada uma falha, substitua a peça. Se o componente funcionar normalmente, basta limpá-lo com álcool e remontar o dispositivo.

Para diagnosticar problemas no interruptor de tiragem, remova os terminais do termopar e meça a resistência, que deve ser igual a 3.

Se o valor obtido não for o ideal, use uma chave nº 9 para desapertar a porca que fixa o termopar ao interruptor de tiragem; em seguida, com uma chave nº 12, desaperte o interruptor em meia volta.

Depois, remova o inserto plástico com os contatos e desparafuse completamente a peça. Verifique o termopar: conecte-o à válvula eletromagnética e fixe com a chave nº 9. Se ainda não for possível acender, o problema está nessa peça.

Para resolver, desaperte a porca que prende o termopar ao acendedor com a chave nº 10 e posicione o componente corretamente.

Para avaliar o resultado, meça a FEM (deve ser igual a 18 mV); em seguida, limpe com álcool o contato do termopar e os componentes do interruptor de tiragem. A etapa final é a montagem do dispositivo.

Eliminação de outras falhas durante o funcionamento da automação

Uma causa comum da falta de ignição é a contaminação do isolador pelo qual passa o fio que vai para a câmara de combustão. Essa falha é fácil de corrigir, limpando essa peça com um pano macio. Em caso de contaminação intensa, pode-se umedecê-lo com um solvente e depois secá-lo completamente.

A acumulação de fuligem dentro da câmara de combustão também pode impedir o acendimento do queimador. Esse defeito é fácil de corrigir, batendo levemente no tubo que fornece gás ao queimador.

Após um período sem uso, recomenda-se verificar o estado dos tubos. Na ausência de funcionamento, aranhas podem fazer ninhos ou outros insetos podem entrar, dificultando o fornecimento de gás.

Os modelos de alta tecnologia de caldeiras a gás são equipados com eletrônica complexa. Geralmente, as informações sobre problemas são exibidas no visor na forma de um código de erro específico.

O aquecimento insuficiente da água pode indicar depósitos excessivos nas paredes do trocador de calor. Para resolver o problema, é aconselhável lavar o circuito com água quente e adição de um solvente de substâncias minerais.

Se isso não ajudar, é melhor consultar um especialista, pois a causa pode ser danos na eletrônica ou no sensor de fluxo.

Em caldeiras muito potentes, pode ocorrer o efeito de 'ciclagem', que se manifesta em acionamentos muito frequentes causados pelo aquecimento intenso do gás. Para corrigir a situação, recomenda-se reduzir o consumo de combustível fornecido aos queimadores.

Em dispositivos mecânicos, isso pode ser alcançado girando a alavanca de ajuste na válvula de gás; em modelos eletrônicos, basta usar o painel de controle, onde o parâmetro de operação correspondente é definido.

Para prolongar a vida útil do equipamento e da caldeira a gás, recomenda-se realizar inspeções e manutenção regulares. Como realizar corretamente a manutenção técnica, discorremos no próximo artigo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo apresentado, você encontrará breves instruções para a instalação de uma caldeira a gás equipada com o sistema automático Eurosit.

Uma caldeira a gás moderna é uma construção bastante complexa, que oferece muitas funções úteis. A automação da maioria dos modelos facilita significativamente sua operação, assumindo o controle dos mecanismos e monitorando seu funcionamento.

Isso aumenta significativamente o nível de segurança durante o funcionamento do sistema de aquecimento, além de aumentar sua eficiência através da seleção do modo ideal.

Você precisa ajustar a automação da sua caldeira a gás? Você quer resolver esse problema por conta própria e quer esclarecer alguns pontos? Não hesite – faça suas perguntas abaixo deste artigo, e nossos especialistas tentarão ajudá-lo.

Ou você conseguiu ajustar a automação com sucesso e quer compartilhar sua experiência com outros usuários? Escreva suas dicas, adicione fotos mostrando os pontos principais – suas recomendações serão muito úteis para outros proprietários da mesma caldeira.