Termopar no fogão a gás: princípio de funcionamento + instruções para substituição do dispositivo

Cozinhar em um fogão a gás ou em uma superfície de cocção a gás é tão simples quanto em bocas elétricas comuns. Até mesmo o uso de um forno a gás raramente causa problemas. No entanto, muitos logo se questionam sobre a segurança desse equipamento, pois o 'combustível azul' é explosivo.

Ninguém deseja ver sua casa destruída por uma explosão de gás combustível. Para prevenir tal tragédia, utiliza-se um dispositivo como o termopar no fogão a gás. Ele é o principal elemento do sistema de controle de funcionamento do aparelho a gás mais popular.

Concorde que, no caso do gás natural, é preciso dar atenção especial à redução dos riscos de incêndios e explosões. No artigo que apresentamos, são fornecidas e descritas detalhadamente as regras de operação dos equipamentos domésticos que utilizam gás. Complementamos as informações úteis com recomendações valiosas.

Por que um fogão a gás precisa de um termopar?

O gás no queimador do fogão é aceso com fósforos, isqueiro piezoelétrico manual ou ignição elétrica embutida. Depois, a chama deve queimar por conta própria, sem intervenção humana, até que o combustível seja interrompido pela válvula.

No entanto, frequentemente o fogo na superfície de cocção a gás ou no forno se apaga devido a uma rajada de vento ou respingo de água de uma panela fervendo. E então, se não houver ninguém por perto na cozinha, o metano (ou propano) começa a vazar para o ambiente. Como resultado, ao atingir uma certa concentração de gás, ocorre uma explosão com fogo e destruição.

O termopar controla a presença de chama aberta no queimador e, na ausência dela por meio minuto a um minuto, interrompe o fornecimento de gás para evitar uma tragédia.

A função de trabalho do termopar é controlar a presença de chama. Enquanto o gás queima, a temperatura na ponta do dispositivo de controle atinge 800–1000 ⁰C, e frequentemente mais. Como resultado, gera-se uma força eletromotriz que mantém a válvula eletromagnética de gás no tubo do queimador aberta. A boca do fogão funciona.

No entanto, ao desaparecer a chama acesa, o termopar para de gerar força eletromotriz para o eletroímã. Ocorre o fechamento da válvula e a interrupção do fornecimento de combustível. Assim, o gás não entra na cozinha, não se acumula, o que evita a ocorrência de incêndio devido a essa situação anormal.

O termopar é um sensor de temperatura muito simples, sem qualquer dispositivo eletrônico interno. Não há nada para quebrar. Ele pode apenas se desgastar pelo uso prolongado.

O seguinte artigo, inteiramente dedicado a essa questão interessante, apresentará o conjunto completo de sensores destinados ao controle e segurança do funcionamento do aquecedor de água a gás.

A queima do termopar geralmente ocorre apenas em caldeiras a gás e aquecedores que funcionam continuamente. Nos fogões a gás, os sensores de controle de gás em questão duram de 20 a 30 anos antes da substituição.

Entre as vantagens dos termopares:

• simplicidade do dispositivo e ausência de elementos mecânicos que quebram ou elétricos que queimam;
• baixo custo do dispositivo – cerca de 8 a 15 €, dependendo do modelo do fogão a gás;
• longa vida útil;
• alta eficiência no controle da temperatura da chama;
• rápido fechamento do gás;
• simplicidade de substituição, que pode ser feita por conta própria.

O único defeito significativo do termopar é a dificuldade de reparo do dispositivo. Se o sensor do termopar estiver com defeito, é mais fácil substituí-lo por um novo.

Para reparar um dispositivo como esse, é necessário soldar ou brasar a alta temperatura (cerca de 1 300 ⁰C) dois metais diferentes. É extremamente difícil conseguir essas condições em casa. É muito mais fácil comprar uma nova unidade de controle para o fogão a gás como substituição.

Estrutura e princípio de funcionamento

O funcionamento do termopar baseia-se no efeito termoelétrico Seebeck. Segundo ele, nas extremidades dos condutores conectados em série de diferentes metais, com a condição de que seus contatos estejam em temperaturas diferentes, surge uma força eletromotriz termoelétrica (FEMT).

Ou seja, é necessária a presença de dois condutores de composição diferente, capazes de suportar forte aquecimento, e calor de alta temperatura (no caso em questão, do gás natural queimado) no ponto de sua junção.

Na maioria dos pares, a força eletromotriz gerada entre os contatos frio e quente é muito pequena e pouco aplicável. Mas existem metais e ligas cuja combinação produz até 4–5 mV/100 ⁰C. E isso já é suficiente para controlar um eletroímã que controla uma determinada válvula.

A FEMT na maioria das variedades de termopares para fogões a gás atinge 15–30 mV, e para manter a válvula eletromagnética aberta geralmente são suficientes 5–10 mV

O princípio de funcionamento dos termopares instalados em fogões a gás é extremamente simples:

1. Há chama – surge FEMT entre os contatos, a válvula de fornecimento de gás ao queimador está aberta.
2. Não há fogo – a FEMT desaparece, a válvula fecha sob a pressão da mola e interrompe o gás.

O termopar consiste em dois condutores termoestáveis com até um metro e meio de comprimento, que são unidos em uma extremidade por soldagem ou brasagem.

É essa ponta que fica diretamente na chama e aquece com o gás queimado. A outra extremidade do dispositivo consiste em um par de contatos ou um conector para conexão à válvula eletromagnética.

Variedades de sensores térmicos para gás

Os termopares de fogões a gás diferem pela liga dos condutores e pelo tipo de conexão à válvula. E o principal aqui é que cada fabricante de equipamentos a gás utiliza suas próprias versões de eletroímãs com diferentes conectores de ligação.

Na maioria dos casos, não é possível transferir o sensor termopar de controle de gás de um fogão para outro.

O termopar deve corresponder ao modelo do fogão a gás; é proibido instalar um dispositivo de controle 'não original' por razões de segurança.

As ligas e metais usados para criar termopares são os seguintes:

• constantan + cromel;
• cobre + constantan;
• cobre + copel;
• nisil + nicrosil;
• alumel + cromel;
• constantan + ferro;
• cromel + copel;
• platina-ródio + platina;
• tungstênio + rênio.

A precisão do dispositivo e sua faixa de temperatura operacional dependem das ligas utilizadas. Por exemplo, o termopar cromel-alumel é projetado para operar a 0–1100 ⁰C, o de ferro-constantan a 0–700 ⁰C, e o de platina-platina-ródio suporta aquecimento até +1700 ⁰C.

Em fogões a gás domésticos, geralmente são usados sensores termopares de alumel e cromel ou constantan e ferro. Eles são baratos e adequados para as condições de temperatura da placa de cozimento a gás.

Manual de reparo do controle de gás

Se o gás do fogão apaga, o problema pode não estar apenas no termopar. No entanto, na maioria das vezes, o problema está nele.

O principal sinal de problemas com o controle de gás é que, após acender o queimador e soltar o botão ou a alavanca de abertura do 'combustível azul', a chama se apaga imediatamente. Isso ocorre devido ao fechamento da válvula, pois a força termoeletromotriz para mantê-la aberta está ausente ou insuficiente.

As causas do ruído dos queimadores de fogões a gás são detalhadas no artigo, cujas informações úteis vale a pena conhecer.

Antes de adquirir um novo termopar, é necessário determinar a causa do mau funcionamento do dispositivo existente – talvez o problema esteja nos contatos soltos na válvula, sendo necessário apenas apertá-los.

Realizar a verificação, reparo e substituição do termopar no fogão a gás por conta própria só deve ser feito com o gás completamente fechado. Primeiro, é necessário fechar a válvula no cilindro de gás ou no tubo de metano, e só então iniciar qualquer trabalho. Também não se deve esquecer de desligar a alimentação elétrica, se houver dispositivos dependentes de energia na estrutura.

A ponta do termopar está localizada diretamente próxima ao queimador e à chama do gás. Já no forno, pode-se encontrá-la perto do divisor de chama na parte superior do forno. Essa ponta deve estar livre de fuligem, depósitos minerais e quaisquer danos.

Se a ponta de trabalho do sensor termopar estiver coberta de incrustação, ela deve ser limpa com lixa. Quanto mais fuligem, menos calor chega ao termopar e, consequentemente, menos EMF ele gera. Os milivolts obtidos podem simplesmente não ser suficientes para abrir a válvula eletromagnética.

Como verificar antes da substituição?

O termopar geralmente tem uma ponta para instalação perto do fogo. Mas existem também versões com duas ou três pontas de controle de temperatura. Elas geralmente são usadas em fornos, mas tudo depende do modelo específico do fogão.

Os termopares com várias pontas de trabalho têm uma particularidade: se apenas uma delas não estiver aquecida ou estiver com defeito, a válvula eletromagnética estará fechada. Portanto, para encontrar a causa exata dos problemas, esses dispositivos termopares devem ser verificados com especial atenção. Apenas um dos sensores pode estar com defeito.

Um termopar funcional para fogão a gás, quando aquecido sobre a chama de uma vela, já após 20–30 segundos produz um EMF da ordem de 15–20 mV – se for menor, o sensor deve ser substituído.

Outro ponto – os condutores do termopar no trecho até a válvula devem estar esticados ou folgados dentro do corpo do fogão. No entanto, a conexão ao eletroímã deve ser firme; uma conexão solta 'apenas encaixada' não é aceitável.

Os dispositivos em questão são fabricados com comprimentos de 40 a 130 cm. A escolha do termopar para controle de gás deve ser feita com muito cuidado com base nesse indicador. Por um lado, o fio dos condutores não pode ser esticado em excesso; por outro, não deve ficar sobre superfícies aquecidas ou balançar livremente.

Como substituir o dispositivo?

Antes de substituir o termopar danificado no fogão a gás, é necessário inspecionar o dispositivo quanto a:

• presença de fuligem na ponta de trabalho (se houver, deve-se limpar com lixa);
• ausência de queimadura na ponta (neste caso, apenas a substituição completa);
• firmeza da conexão dos contatos do sensor termopar e da válvula (se necessário, deve-se apertar);
• funcionamento do próprio termopar, com emissão de EMF ao aquecer no mínimo 15 mV.

O dispositivo em questão só deve ser substituído quando estiver definitivamente com defeito. Em muitos casos, para que o fogão a gás volte a funcionar, basta limpar a ponta da fuligem e verificar os contatos.

Para substituir o termopar, será necessário remover o painel frontal do fogão a gás e também levantar a tampa superior com os queimadores.

A ponta de trabalho do termopar está firmemente fixada perto do queimador ou bocal com uma porca. Se ela não soltar devido à incrustação, não se deve fazer pressão excessiva na chave. Isso pode quebrar o suporte. É melhor usar primeiro um solvente.

A segunda extremidade do termopar é fixada à válvula eletromagnética por meio de um conector rosqueado ou dois contatos de crimpagem. Removê-los não é algo complicado. O novo sensor termopar é instalado na mesma sequência – uma extremidade é fixada perto do queimador e a outra ao eletroímã.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como fazer a substituição do termopar por conta própria:

Princípio de funcionamento do controle de gás no fogão e no forno:

Estrutura do termopar para fogões a gás:

Um fogão a gás sem um termopar funcionando corretamente é uma fonte de perigo. Se o controle de gás deixar de funcionar, é perfeitamente aceitável substituir o sensor por conta própria. Não há nada de complicado em desmontar o antigo e instalar o novo dispositivo de controle. Basta adquirir um dispositivo compatível com o modelo do seu fogão e usar um pouco de chave de gás e chave de fenda.

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