Termopar para calentador de gas: estructura y principio de funcionamiento + verificación y reemplazo por usted mismo

Las construcciones de los calentadores de agua y calderas de gas modernos están equipadas con una serie de sensores. Esto es un punto obvio, considerando el modo de funcionamiento completamente automático de dicho equipo. Mediante los sensores se analizan diversos parámetros del sistema, y el resultado final es la configuración correcta del equipo de gas para el modo de funcionamiento correspondiente.

Uno de los sensores tecnológicos importantes es el termopar para calentador de gas, que controla los cambios de temperatura de trabajo. En este artículo hablaremos sobre la estructura y el principio de funcionamiento del termopar, así como las formas de verificar su funcionamiento. También veremos cómo se puede reemplazar este elemento por sus propios medios.

Estructura y función del termopar

Los elementos sensores que constituyen estructuralmente un termopar han encontrado una amplia aplicación no solo en tecnología doméstica, sino también en equipos industriales. En esencia, el termopar debe considerarse como un convertidor termoeléctrico.

Por lo general, dicho convertidor se utiliza para medir la temperatura ambiente. En particular, si se investiga cómo funciona el termopar en la estructura de una caldera de gas, se puede observar que, gracias a este sensor, se realiza el control (medición) de la temperatura de la llama del quemador de gas.

Así es aproximadamente el aspecto exterior de un termopar, pero no para todas las construcciones de calentadores de gas. Ciertos equipos pueden estar equipados con sensores de otra configuración.

Características constructivas del termopar

La ejecución del termopar no es particularmente compleja, pero desde el punto de vista tecnológico, la fabricación de este elemento requiere una alta precisión y el cumplimiento de las características de los componentes utilizados.

En realidad, los componentes principales del sensor son dos elementos metálicos con diferentes propiedades físicas.

Estos elementos (alambres) se sueldan por los extremos de un lado, mientras que los extremos del otro lado permanecen libres; se utilizan para conectarse al convertidor de termo-fem y transmitir la diferencia de potencial.

Esquema de un termopar clásico: 1 – punto de unión (en realidad elemento de control); 2 – metal con un valor de FEM; 3 – metal con otro valor de FEM; 4 – voltímetro con el que se pueden tomar lecturas en milivoltios al calentar el sensor.

Principio de funcionamiento y función del sensor

El efecto termoeléctrico (en otras palabras, el efecto Seebeck) determina el principio de funcionamiento del dispositivo en cuestión. Los conductores hechos de diferentes metales, unidos en un solo punto, generan una diferencia de potencial, teniendo en cuenta que diferentes metales tienen diferentes coeficientes de termo-FEM.

En lo que respecta a un calentador de agua a gas, el funcionamiento del termopar asegura el control de la combustión y la protección contra posibles fugas de gas. Cuando el quemador de la caldera o calentador de agua a gas funciona en modo activo (produce llama), el termopar instalado en la zona de la llama genera una corriente eléctrica al calentarse. La magnitud de la corriente es suficiente para controlar la apertura y el mantenimiento de la válvula de gas.

Esquema de tipo clásico para calentadores de agua a gas, que muestra claramente el funcionamiento del equipo: 1 – sensor de control de llama/termopar; 2 – relé que proporciona protección térmica; 3 – mecanismo de la válvula electromagnética.

Si la temperatura de calentamiento disminuye bruscamente (llama del quemador apagada), la magnitud de la corriente generada también disminuye, lo que provoca el cierre de la válvula de gas. En consecuencia, el suministro de gas al sistema se bloquea, asegurando así el funcionamiento seguro del equipo.

Si no funciona la válvula de gas de su calentador de agua, le recomendamos consultar los métodos de verificación y reparación.

Verificación del termopar del calentador de gas doméstico

El uso prolongado de un calentador de agua a gas doméstico puede dar lugar a que el termopar falle. En ese caso, es necesario verificar el funcionamiento del sistema y, por consiguiente, revisar directamente el sensor de control.

Por supuesto, no todos los propietarios de equipos de gas son capaces de realizar ese trabajo. Además, desde el punto de vista de la seguridad, la mejor solución será contactar a una empresa de gas para resolver esa tarea.

Sin embargo, las situaciones pueden ser variadas, incluida la imposibilidad de recurrir a especialistas por alguna razón. Entonces queda la única opción: intentar hacer el trabajo por uno mismo.

En la imagen se muestra una de las variantes del termopar instalado que se debe revisar: 1 – la zona caliente del sensor, que suele ser propensa a daños; 2 – la tuerca de fijación que se debe desenroscar para desmontar; La misma tuerca puede usarse en el otro extremo del termopar.

En esta variante de desarrollo de los acontecimientos, al usuario no experto en asuntos de gas le interesa saber cómo comprobar el termopar de una caldera de gas con un tester – un instrumento común de diagnóstico de electricidad y electrónica. Trataremos de explicar este aspecto técnico para facilitar la tarea.

Paso #1 — preparación para la verificación con el tester

Para empezar, recordemos que el tester es un instrumento de medición — analógico o digital — con el cual se puede medir:

• resistencia;
• el valor del voltaje (alterno y continuo);
• la intensidad de corriente (alterna, continua).

Los valores medidos mencionados son los principales. Además, los testers modernos pueden comprobar toda una serie de parámetros, como por ejemplo, inductancia o capacitancia.

Pero, teniendo en cuenta el principio de funcionamiento del termopar de una caldera de gas doméstica, es suficiente con el modo de medición de voltaje en el rango de milivoltios.

Procedimiento de prueba del termopar mediante un instrumento de medición y un simple elemento calefactor: una vela de parafina. Como se observa en las lecturas del tester (25 mV), el sensor de control de llama del quemador de gas está en buen estado.

Además del instrumento de medición (tester), el ajustador necesitará otra herramienta bastante simple: una fuente de calor. Es mejor si dicha fuente puede emitir llama abierta. Por lo tanto, la opción óptima aquí será el uso de una vela de parafina común.

Paso #2 — inspección visual para detectar defectos

El procedimiento de prueba del sensor de control de llama es sencillo. Sin embargo, antes de proceder a la prueba en caliente, se recomienda examinar cuidadosamente el termopar visualmente desde el exterior.

Al inspeccionar la zona de la soldadura y la varilla descendente, no deben observarse defectos físicos del metal en la superficie, incluidas zonas de quemadura.

Paso #3 — prueba del funcionamiento del sensor

Una vez finalizada la inspección visual, se puede proceder directamente a realizar la prueba en caliente. Para ello, la zona de la soldadura y la parte descendente de la varilla del termopar de la columna de gas se colocan sobre la mecha de la vela.

A continuación, se conecta el instrumento de medición (tester) a los terminales del termopar, y luego se enciende la vela. El potencial generado se observa en la escala de trabajo del instrumento de medición.

En esencia, para comprobar el funcionamiento del sensor, se puede utilizar cualquier fuente de calor adecuada, por ejemplo, un encendedor doméstico. Eso sí, dependiendo de la potencia de la fuente de calor, las lecturas en el tester pueden estar por debajo de lo normal o, por el contrario, por encima de lo normal.

La ausencia de cualquier indicación de potencial eléctrico evidencia claramente un fallo del sensor. En caso de defectos parciales, el instrumento de medición puede mostrar lecturas caóticas (inestables) de unidades de milivoltios. Si el sensor de la columna de gas está en buen estado, el instrumento suele registrar un valor estable, equivalente a decenas de milivoltios (20-30 mV).

Además, a medida que el cuerpo del termopar se calienta con la llama de la vela, la lectura en la escala del instrumento aumenta ligeramente. Si se apaga la llama de la vela, las lecturas del comprobador tenderán a cero a medida que se enfría el cuerpo de la varilla y el área de la unión. Eso es todo. Con este resultado, el termopar, al estar completamente operativo, se puede instalar con confianza en su lugar.

¿Cómo reemplazar el sensor de temperatura?

La mayoría de las opciones de reparación (reemplazo) del termopar de una columna de gas doméstica requieren desmontar este elemento de la estructura del equipo. Por lo tanto, el posible técnico debe saber cómo quitar y colocar el sensor. Veamos cómo se realiza el reemplazo del termopar en una caldera de gas y qué se necesita para ello.

El conjunto de herramientas es bastante sencillo. Generalmente se necesitan una o dos llaves de boca para tuercas de 14 (o 15).

Cabe señalar que, según el modelo específico de la caldera, el tamaño de las tuercas de fijación puede variar, al igual que la propia estructura del termopar. En algunos modelos, el termopar se fija con tornillos.

Desmontaje del sensor de control en la columna de gas para su posterior prueba de funcionamiento. Dependiendo del modelo de caldera, las opciones de fijación del sensor pueden variar.

Por lo tanto, el técnico debe liberar el sensor de los tornillos de fijación, tras lo cual se extrae el conjunto y se puede reparar o sustituir por uno nuevo. La instalación del nuevo elemento se realiza en orden inverso.

¿Tiene problemas con el termopar de su calentador de agua? En ese caso, le recomendamos consultar la guía de reparación y reemplazo.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El video a continuación muestra el proceso de prueba de un termopar instalado en uno de los modelos de calderas de gas.

El material de video explica detalladamente cómo quitar, verificar y reemplazar un componente importante de la columna de gas, sin el cual el equipo solo permanece operativo en modo sin control, lo que es extremadamente peligroso para el usuario final:

El reemplazo del sensor por uno mismo es posible. Sin embargo, para ello, el técnico doméstico debe tener habilidades mecánicas y saber usar instrumentos de medición:

Gracias a la termopar, se automatiza el proceso de encendido y calentamiento, aumentando el nivel de seguridad en el funcionamiento del calentador de agua a gas y de la caldera. El material presentado no solo permite valorar plenamente la importancia tecnológica del dispositivo termopar en el diseño de equipos que utilizan gas y comprender los detalles estructurales de las calderas domésticas, sino también, si es necesario, realizar reparaciones del equipo por sus propios medios. Sin embargo, es importante recordar las normas de seguridad y, si tiene dudas sobre sus capacidades, es mejor recurrir a profesionales.

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