Cómo funcionan los automatismos de seguridad de las calderas de gas

Las calderas de gas son un electrodoméstico típico que suministra agua caliente y calor durante todo el año. Estos sistemas son convenientes y cómodos, pero también conllevan cierto riesgo, especialmente en términos de seguridad. Es esencial comprender cómo funcionan los automáticos de seguridad de las calderas de gas para proteger su hogar y su propiedad.

Todas las calderas de gas incorporan un sofisticado sistema de seguridad para identificar y detener posibles riesgos. Estos automatismos de seguridad actúan como un amortiguador frente a una serie de problemas que pueden producirse cuando la caldera está en funcionamiento, como fugas de gas y sobrecalentamiento. Estos dispositivos de seguridad mantienen a salvo su hogar mediante una combinación de sensores, válvulas y mecanismos de control. Funcionan sin parar.

Controlar el flujo y la combustión del gas es una de las principales funciones de los automatismos de seguridad de las calderas de gas. Deben tomarse fuertes precauciones de seguridad porque las fugas de gas representan un grave riesgo para la vida y la propiedad de las personas. Cuando se detectan anomalías o fugas en el flujo de gas, las válvulas automáticas de gas y los sensores de presión cortan rápidamente el suministro.

Además, los automáticos de seguridad son esenciales para evitar el sobrecalentamiento del sistema de la caldera y la acumulación de presión. Las temperaturas elevadas y la presión excesiva pueden causar averías desastrosas y suponer un riesgo importante para la caldera y su entorno. Juntos, las válvulas limitadoras de presión y los sensores de temperatura controlan las condiciones internas de la caldera para garantizar un funcionamiento constante, seguro y eficaz.

Los automatismos de seguridad no sólo identifican y evitan amenazas inminentes, sino que también aumentan la fiabilidad y resistencia a largo plazo de las calderas de gas. Mediante la supervisión constante de múltiples parámetros y la intervención oportuna, estas funciones sirven para aliviar el desgaste de los componentes vitales, prolongando así la vida útil de la caldera y reduciendo la probabilidad de reparaciones costosas.

En última instancia, para mantener un hogar seguro y confortable es necesario comprender cómo funcionan los automatismos de seguridad de las calderas de gas. Comprender el funcionamiento interno de estos sistemas le ayudará a reconocer el valor del mantenimiento rutinario y la necesidad de actuar con rapidez en caso de averías o señales de advertencia. Su caldera de gas puede proporcionarle calor y agua caliente durante muchos años con el mantenimiento adecuado.

Automatismos de las calderas autoportantes

La gran mayoría de las calderas de gas autónomas tienen automáticos de seguridad que funcionan con una fuente de alimentación externa no volátil. En tres escenarios de emergencia, los documentos normativos exigen que los automatismos corten el suministro de gas del quemador y del encendedor:

1. Extinción de la llama del quemador principal por soplado u otros motivos.
2. Cuando en el canal de la chimenea no hay tiro natural o está muy reducido.
3. Caída de presión del gas natural en la línea principal por debajo del nivel crítico.

Como punto de referencia. Todas las variedades de calderas de gas deben poder realizar las funciones especificadas. La protección contra el sobrecalentamiento es un cuarto nivel de seguridad que muchos fabricantes incluyen. Basándose en la señal del sensor, la válvula corta el suministro de gas al quemador principal cuando la temperatura del refrigerante alcanza los 90 °C.

Los automatismos no volátiles de los siguientes tipos (marcas) se utilizan en diferentes modelos de calderas de pie de gas de distintos fabricantes:

• Aparatos italianos EuroSIT (EuroSIT) series 630, 710 y 820 NOVA (generadores de calor "Lemax", "Zhitomir 3, Aton y muchas otras);
• Aparatos polacos "KARE (generadores de calor "Danko, "Rivneterm");
• Aparatos americanos de regulación automática Honeywell (calefactores de la planta Zhukovsky de "Comfort" línea);
• productos nacionales de ZhMZ, SABK "Orion", "Arbat" empresas.

A continuación se mencionan las marcas de automáticos más populares, que se instalan con frecuencia en calderas de agua caliente idénticas. Por ejemplo, la planta de Zhukovsky equipa las unidades AOGV de bajo coste con unidades de seguridad fabricadas por ZhMZ, los generadores de calor de precio medio con dispositivos EuroSIT y los modelos de gama alta con válvulas automatizadas Honeywell. Examinemos cada grupo por separado.

Válvulas de gas de la marca SIT Group

Cuando se trata de automatismos para calderas, las unidades de seguridad EuroSIT son las más utilizadas y fiables. Las empresas que suministran combustible natural, como las que están sustituyendo equipos de gas anticuados en calderas como KChM y AGV, los recomiendan. Funcionan perfectamente en combinación con Polidoro, Iskra, Vakula, Thermo y otros quemadores de micro llama.

Los tres modelos que se utilizaron tienen los siguientes nombres exactos:

• 630 SIT;
• 710 MiniSIT;
• 820 NOVA.

Como referencia. Las series 630 y 710 fueron descatalogadas por el Grupo SIT por considerarlas obsoletas. Las válvulas de gas 820 NOVA, 822 NOVA, 840 SIGMA y 880 Proflame (a pilas) han ocupado el lugar de los automáticos de seguridad de las calderas de calefacción de sustitución. Sin embargo, no es difícil encontrar los productos más antiguos a la venta.

No le aburriremos con los detalles de cómo se fabrican los dispositivos automáticos EuroSIT; en su lugar, utilizaremos el ejemplo de una unidad básica de la serie 630 para explicar rápidamente el principio básico de funcionamiento:

1. Al girar el mando a la posición de "encendido posición y presionar desde arriba, se abre forzosamente la electroválvula, permitiendo el paso del gas al quemador piloto (encendedor). Se pulsa el botón del elemento piezoeléctrico, que produce una chispa que enciende la mecha.
2. Manteniendo pulsado el botón principal durante 30 segundos, permite que el termopar se caliente con la llama del encendedor. La termopila genera una tensión (EMF) de 20-50 milivoltios que bloquea el solenoide en estado abierto. Ahora se puede soltar la maneta.
3. Se coloca el mando principal en la posición deseada y así se suministra gas al quemador principal. Éste se enciende y comienza a calentar el intercambiador de calor con el agua de la instalación de calefacción, tal como se muestra en el siguiente diagrama.
4. Cuando el agua alcanza una determinada temperatura, se dispara un sensor capilar que cierra gradualmente la segunda válvula – válvula termostática. El suministro de combustible al dispositivo de quemado se interrumpe hasta que el sensor se enfría y la placa de la válvula abre el paso al gas. El encendedor sigue ardiendo en el modo de espera.

Nota: En las modificaciones automáticas más antiguas, el generador de calor necesitaba cerillas para arrancar porque carecían de sensores de temperatura y unidades de encendido.

Una válvula de membrana, que actúa como regulador de presión, se encarga del suministro regular de gas del aparato. El canal de combustible se cierra y se produce la parada de emergencia de la caldera cuando desciende por debajo del valor predeterminado. Otras circunstancias también pueden provocar fallos:

1. El quemador y la mecha que calienta el termopar se apagan. La generación de tensión se detiene, la válvula solenoide cierra el paso de combustible.
2. Si el tiro de la chimenea se pierde repentinamente, el sensor colocado en este canal se sobrecalienta y rompe el circuito de alimentación del electroimán. El resultado es el mismo: se bloquea el suministro de combustible.
3. En los calentadores equipados con sensores de sobrecalentamiento, el circuito eléctrico se interrumpe cuando el agua alcanza una temperatura de 90-95 °C.

El usuario no puede volver a poner en marcha la caldera durante un minuto tras la parada de emergencia provocada por los automáticos de gas; el suministro de combustible no puede restablecerse antes. El vídeo tutorial muestra el funcionamiento del sistema con todo detalle:

Diferencias entre los modelos 710 MiniSIT y 820 NOVA

Estas unidades funcionan según el mismo principio que su predecesora, la serie 630. Las modificaciones introducidas en los automatismos 710 MiniSIT son totalmente positivas:

• 2 botones "Start y "Stop" se colocan por separado junto con la electroválvula;
• La maneta principal sólo gira el vástago del termostato y regula la temperatura del refrigerante;
• la unidad de encendido con botón piezoeléctrico está integrada en el cuerpo del producto;
• el equipamiento básico del aparato incluye un sensor de temperatura de tipo fuelle con tubo capilar;
• Se ha añadido un estabilizador de la presión del gas.

Como punto de referencia. El encendedor de chispa no estaba previsto en las iteraciones iniciales de la serie 710.

La línea de productos 820 NOVA más reciente ha experimentado cambios para aumentar la capacidad de producción, la estabilidad y la fiabilidad. Queremos destacar dos mejoras que son significativas a ojos de los usuarios:

1. El producto está equipado con un conector para conectar un termostato de ambiente y automáticos dependientes del clima. Ahora la unidad de calefacción es capaz de mantener la temperatura del aire en el apartamento.
2. Hay una modificación con su propia fuente de energía – termogenerador, montado en una barra junto al quemador piloto, como se muestra en el esquema. El principio de funcionamiento es similar al de un termopar, pero el valor del CEM generado es mucho mayor.

Las válvulas automáticas de gas Honeywell también se tratan en este apartado, ya que funcionan según un principio similar. Su principal característica es su mayor capacidad de rendimiento, que permite utilizarlos en calderas de gran potencia (30-70 kW).

automático polaco "Kare

Pocos fabricantes instalan sistemas de seguridad polacos en sus calderas de gas. La explicación sencilla es que aunque el producto es más caro que los automáticos de calderas domésticas, no es tan fiable como los productos de Alemania, Italia o EE.UU.

El producto se denomina "sistema" ya que se compone de varios bloques, pero el concepto general de funcionamiento sigue siendo el mismo:

• filtro de gas;
• válvula – regulador de presión de gas;
• Por separado hay un termostato con maneta de regulación;
• válvula termostática de membrana;
• botón de encendido piezoeléctrico.

Se utilizan tubos capilares para conectar los nodos y los sensores entre sí. Se trata esencialmente del mismo dispositivo SIT o Honeywell, desmontado en componentes individuales. Esta es una ventaja: la sustitución de piezas es más asequible y cómoda.

Productos de empresas nacionales

Como puede ver, los automatismos de las calderas, fabricados en la antigua URSS, no incorporan enfoques novedosos ni innovaciones de vanguardia. Las tres funciones de seguridad -encender el electroimán del termopar por tensión (EMF), abrir la válvula de gas de diafragma y cortar el circuito con el sensor de tiro- se realizan utilizando los mismos principios.

El diseño de las unidades del SABK "Orion" y las marcas ZhMZ (Zhukovsky Zavod) no pueden explicarse en detalle. El artilugio más sencillo, el precio más bajo y la menor fiabilidad definen los productos de la lista. Los termopares se queman casi todos los años. Como resultado, el termostato se apaga bruscamente y enciende el quemador, lo que en ocasiones suena como una microexplosión.

Aunque las piezas de repuesto son fáciles de conseguir y tienen un precio razonable, los aparatos deben someterse a un control exhaustivo y a un mantenimiento programado después de sus primeros años de uso. En el siguiente vídeo se ofrece un ejemplo de solución de problemas de un fallo común de los automáticos ZhMZ

Para entender cómo funcionan los automatismos de seguridad de las calderas de gas, es fundamental comprender su papel fundamental a la hora de garantizar la seguridad de su hogar y el funcionamiento eficaz de su sistema de calefacción. Estos automáticos actúan como guardianes, controlando diversos parámetros como la presión del gas, la temperatura y la presencia de llama. Si alguno de estos parámetros se desvía del rango de seguridad, los automáticos intervienen rápidamente, cortando el suministro de gas para evitar riesgos potenciales como fugas o incendios. Este enfoque proactivo no sólo protege su propiedad y a sus seres queridos, sino que también prolonga la vida útil de su caldera evitando que se produzcan daños. Entender cómo funcionan estas características de seguridad permite a los propietarios mantener un sistema de calefacción seguro y eficiente, fomentando la tranquilidad y el confort durante los meses más fríos.

Electrónica de los aparatos murales

Una característica de estos generadores de calor es el control electrónico de los procesos de mantenimiento de la temperatura, combustión y encendido del refrigerante. En otras palabras, la automatización dependiente de la energía se instala en calderas murales de gas (así como en algunas calderas de pie) que funcionan con electricidad.

Vital. Incluso con los numerosos "trucos" incorporados en el diseño de la minicaldera, la mecánica sigue encargándose de los elementos de seguridad. Independientemente de si hay tensión en la red eléctrica, el aparato puede hacer frente a los tres tipos de emergencias antes mencionados.

El objetivo de la caldera de gas automática es aumentar al máximo la comodidad de los propietarios de viviendas y apartamentos. Basta con pulsar un botón para encender el calefactor y seleccionar la temperatura deseada. Repasemos rápidamente el algoritmo de funcionamiento del aparato y los componentes que lo integran:

1. Tras las acciones de arranque especificadas, el controlador del generador de calor recoge las lecturas de los sensores: temperatura del portador de calor y del aire, presión del gas y del agua en el sistema, comprueba la presencia de tiro en la chimenea.
2. Si todo está en orden, la placa electrónica activa la electroválvula de gas y, simultáneamente, los electrodos de encendido. Sin mecha.
3. El quemador principal se enciende y da toda su potencia para calentar el medio de calefacción lo antes posible. Su trabajo es supervisado por un sensor de llama especial. El regulador pone en marcha la bomba de circulación incorporada.
4. Cuando la temperatura del refrigerante se acerca al umbral fijado, que será detectado por un sensor superior, la intensidad de la combustión disminuye. Los quemadores escalonados pasan al modo de bajo rendimiento y los quemadores modulantes reducen suavemente el suministro de combustible.
5. Cuando se alcanza el umbral de calefacción, el sistema electrónico corta el gas. Cuando el sensor detecte el enfriamiento del agua en el sistema, se repetirá el encendido automático y el calentamiento.

Nota: El controlador también activa y desactiva el ventilador en las calderas de turbina con cámaras de combustión cerradas.

En las instrucciones de la caldera mural de gas se especifica que, al estar destinada a funcionar en un sistema de calefacción cerrado, la automatización vigila la presión del agua. En caso de que descienda por debajo del rango permitido (0.8-1 Bar), el quemador se apagará y permanecerá inactivo hasta que se solucione el problema.

Existen numerosas calderas importadas que funcionan según el esquema de dependencia energética, como Buderus Logano, Viessmann y otras. en un lenguaje comprensible sobre cómo va la instalación de los equipos electrónicos de gas.

Entender cómo funcionan los automatismos de seguridad en las calderas de gas es crucial para garantizar la seguridad y la eficiencia de los sistemas de calefacción de nuestros hogares. Estas medidas de seguridad tienen por objeto proteger a las personas y los bienes de posibles riesgos como la acumulación de presión, el sobrecalentamiento y las fugas de gas.

El termopar, un sensor que puede identificar la presencia de una llama, es una de las piezas principales de los automatismos de seguridad. El termopar detecta la ausencia del piloto y acciona la válvula de gas para cortar el suministro de gas con el fin de evitar una explosión causada por la acumulación de gas no quemado.

La válvula limitadora de presión, que controla la presión de la caldera, es otro elemento de seguridad crucial. Esta válvula libera el exceso de presión si supera los límites de seguridad, protegiendo la caldera y las piezas relacionadas de posibles daños.

Además, las calderas de gas actuales disponen de sistemas de control electrónico que controlan constantemente una serie de variables, como el caudal de gas, la presión y la temperatura. Estos sistemas tienen la capacidad de apagar automáticamente la caldera en caso de anomalía, deteniendo su funcionamiento hasta que se solucione el problema.

Para garantizar que los sistemas automáticos de seguridad funcionan como es debido, las calderas de gas deben someterse a un mantenimiento y una revisión rutinarios. Estas piezas pueden ser examinadas y probadas por técnicos cualificados para descartar cualquier posible problema y garantizar su funcionamiento fiable cuando sea necesario.

En resumen, los automatismos de seguridad son esenciales para el funcionamiento seguro de las calderas de gas, ya que previenen posibles riesgos y garantizan el confort y la seguridad de los propietarios. Los propietarios de viviendas pueden disfrutar de sistemas de calefacción fiables y eficientes con tranquilidad si aprenden cómo funcionan estos mecanismos y realizan las inversiones de mantenimiento adecuadas.

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