Capteurs pour chaudières à gaz : types, principe de fonctionnement, caractéristiques

Une chaudière à gaz moderne est un dispositif technique complexe utilisé pour chauffer l'eau et les pièces d'habitation. Des capteurs spéciaux pour chaudières à gaz aident à contrôler et à coordonner le fonctionnement de tous ses mécanismes. Il convient de comprendre leur principe de fonctionnement. Êtes-vous d'accord ?

C'est grâce aux capteurs que les pricipes clés d'exploitation des équipements à gaz sont respectés – la sécurite et l'automatisation du fonctionnement sont assurées. Dans l'article que nous vous présentons, tous les types de ces appareils compacts et les particularités de leur installation sont décrits en détail. En suivant nos conseils, vous pourrez parfaitement équiper votre chaudière.

Principaux types de capteurs

Le principe principal de fonctionnement de tous les capteurs est la conversion du signal et l'interprétation du résulat pour informer rapidemment l'utilisateur des changements dans le fonctionnement de la chaudière à gaz.

L'équipement à gaz est doté d'un ensemble d'accessoires supplémentaires qui permettent de le programmer pour fonctiionner selon un mode défini.

Le capteur de surchauffe compact prolonge la durée de vie de la chaudière à gaz et l'empêche de se détériorer en raison de la température élevée de l'eau

Capteurs clés responsabls de la sécurité de l'équipement :

• de tirage ;
• de température (extérieur et intérieur) ;
• de flamme ;
• capteurs de pression (pressostat) ;
• de surchauffe.

Examinons les caractéristiques et les particularités de fonctionnement de chacun d'eux.

Pour déterminer la force de tirage dans l'appareil, un capteur de tirage ou un relais thermique est utilisé pour la chaudière à gaz, il est également responsable de la combustion correcte du gaz.

Grâce à ce petit capteur de tirage, le monoxyde de carbone ne pénetre pas dans la pièce mais est évacué par la cheminée à l'extérieur

Le tirage est nécesaire pour débarasser la chaudière du monoxyde de carbon. Un tirage normal « évacue » les produits de combustiion hors de la pièce, et non dedans ; un tirage faille peut provoquer l'extinctiion de la colonne et, par conséquent, un accdent.

Ces capteurs sont généraleent installés dans le pare-fumée. En cas de défaillance du capteur, la fumée des produits de combustiion pénetre dans la pièce et menae la sécurité des personnes.

Le type de capteur dépnd du type de chaudière auquel vous souhaitez le connecter. Le premier type correspond aux chaudières à tirage naturell, le second à tirage forcé.

Le schéma illustre clairement la différence entre le fonctionnement d'une chambre de combustion ouverte et fermée dans les chaudières à gaz, ainsi que la disposition du conduit de fumée.

Dans les appareils à tirage naturel, la chambre de combustion est ouverte. En fonctionnement normal, le monoxyde de carbone s'échappe par le conduit de fumée, et un thermostat de sécurité surveille la présence de tirage et la température des gaz d'échappement. Dans ces chaudières, un capteur sous forme de plaque métallique avec un contact attaché est utilisé.

Son principe de fonctionnement consiste à envoyer un signal à la vanne, qui coupera le flux de gaz vers le brûleur au moment opportun. À l'intérieur du thermostat, une bande métallique réagit aux changements de température.

Le thermostat est réglé sur une température spécifique en fonction du combustible utilisé dans la chaudière. Si l'on utilise du gaz naturel, les limites de température seront de +75 °C à +950 °C, et en cas de gaz liquéfié, de +75 °C à +1500 °C.

En cas de dysfonctionnement dans le processus d'évacuation du monoxyde de carbone (par le conduit de fumée vers l'extérieur), c'est-à-dire si le tirage est perturbé, le dispositif se déclenche. Lorsque cela se produit, la température à l'intérieur de l'appareil augmente, le métal se dilate, le capteur s'active et la chaudière refroidit.

Les propriétaires d'appareils à gaz à tirage naturel doivent prêter attention au concept de « tirage inversé ». En termes simples, il s'agit du processus par lequel le monoxyde de carbone pénètre dans la pièce au lieu d'être évacué par le conduit de fumée.

Le dysfonctionnement se produit en cas de variations de température, d'une installation incorrecte du conduit de fumée ou de son obstruction, et des calculs imprécis des dimensions du conduit peuvent également avoir un effet. Quelle que soit la cause du tirage inversé, il doit être immédiatement éliminé pour éviter une intoxication au monoxyde de carbone.

Un fort tirage inversé en action. Il peut provoquer une intoxication des habitants de l'appartement ou de la maison en raison d'une grande quantité de monoxyde de carbone dans la pièce.

Dans les appareils à tirage forcé, une chambre de combustion fermée est installée et le gaz est évacué à l'aide d'une turbine-ventilateur. Ici, un capteur pressostat est utilisé, réalisé sous forme d'une membrane.

En cas de tirage normal, la membrane se déforme légèrement sous la force des gaz de combustion. Lorsque le flux devient trop faible et que la membrane reste immobile, les contacts se séparent et la vanne de gaz se ferme. Un tel capteur contrôle à la fois le fonctionnement du ventilateur et la vitesse des produits de combustion.

Si vous avez des doutes sur le déclenchement du dispositif coupant l'alimentation en gaz en cas de fuite, il est souhaitable d'installer un détecteur de monoxyde de carbone à proximité de l'équipement à gaz. Son installation est vivement recommandée, mais pas obligatoire.

Les causes de déclenchement du capteur de tirage : erreurs d'installation de la chaudière ou du conduit de fumée, obstruction du conduit de fumée ou arrêt du ventilateur (uniquement dans les appareils à tirage forcé).

Le principe de fonctionnement et les composants du système d'automatisation de la chaudière à gaz sont décrits en détail dans l'article suivant, que nous recommandons de consulter.

Principe de fonctionnement du pressostat

Le pressostat ou capteur de pression protège la chaudière contre la surchauffe lors d'un changement brusque de pression du gaz ou d'une diminution du débit d'eau.

L'installation du pressostat protège l'équipement à gaz des brusques ou trop fortes variations de pression et, si nécessaire, coupe l'appareil à gaz.

Visuellement, il s'agit d'un capteur électrique ou d'un relais standard, dans la plupart des cas avec deux circuits électriques correcteurs. Ce sont ces circuits qui déterminent les deux modes de fonctionnement clés de l'appareil :

• Mode 1 correspond à une pression normale, durant laquelle la membrane thermostatique du capteur ne change pas de position et le premier groupe de contacts se ferme. La chaudière fonctionne normalement grâce au passage du courant dans ce circuit. Ce circuit est également toujours relié au circuit général de l'appareil.
• Mode 2 s'active lorsqu'un paramètre du système sort de la normale. À l'intérieur du relais, la membrane thermostatique se déplace et se déforme. Le premier circuit du contrôleur se déconnecte grâce à la membrane, tandis que le second se ferme. L'équipement de chaudière cesse de fonctionner correctement. Le fonctionnement du mode veille, qui informe l'utilisateur de la chaudière d'une panne, est activé par le circuit secondaire du capteur.

Le capteur se déclenche même en cas de la moindre augmentation de température dans la chambre de combustion. Il surveille la valeur minimale/maximale de la pression et enregistre également le début de la condensation de l'humidité dans les produits de combustion ou directement dans le gaz lui-même.

Que contrôle le capteur de surchauffe ?

Le capteur de surchauffe est un petit dispositif qui protège la chaudière à gaz contre l'ébullition, qui peut survenir lorsque la température dépasse +100 °C. Lorsque la température limite dans le circuit de chauffage est atteinte, le capteur de surchauffe ouvre les contacts et éteint l'appareil à gaz.

Capteur NTC spécial (l'abréviation signifie « coefficient de température positif ») – c'est un dispositif immergé qui contrôle la température à l'intérieur de la chaudière à gaz.

La base du dispositif est constituée soit de thermistances, soit de plaques biométriques, parfois de capteurs NTC de travail.

Causes de surchauffe de la chaudière à gaz et solutions :

1. Absence de circulation dans le circuit de chauffage en raison d'un colmatage des filtres. Il est nécessaire de nettoyer soigneusement tous les filtres, de les rincer ou, si nécessaire, de les remplacer par des neufs.
2. Présence d'air dans le circuit de chauffage. On peut y remédier en purgeant simplement l'air.
3. Le passage est obstrué par une épaisse couche de tartre, et on entend la chaudière « cogner » ou émettre des claquements. On élimine l'excès dans l'appareil à l'aide de produits chimiques spéciaux ou d'acides.
4. Lors du démarrage de la chaudière, des bruits sont audibles et l'appareil peut afficher une erreur « circulation insuffisante ». Cette situation peut se produire lors de la mise en route de la chaudière après une longue période d'inactivité et sans pré-purge du système de ventilation. La cause peut être un encrassement de la pompe dû à l'inactivité. Il faut démonter la pompe, la nettoyer soigneusement, puis relancer le démarrage.
5. L'emplacement d'installation de l'équipement a été mal choisi. Dans ce cas, si l'humidité de l'air est élevée ou la température basse dans la pièce, le métal dont est fabriquée la chaudière commencera à se détériorer rapidement.

Quelle que soit la cause de la surchauffe, il faut l'éliminer immédiatement pour éviter une panne de la chaudière ou une explosion. L'utilisateur peut remédier à la surchauffe par lui-même ou en faisant appel à un technicien expérimenté.

Capteurs de température extérieurs et intérieurs

La fonction principale d'un capteur de température pour chaudière à gaz est de contrôler la température et d'informer en temps utile de ses variations. Les dispositifs de réaction modernes fonctionnent selon le principe de la résistance électrique, permettant d'enregistrer les relevés de fonctionnement.

Selon le mode de transmission des informations, les capteurs de température sont :

• filaires (ils sont reliés au contrôleur par un câble) ;
• sans fil (la transmission du signal se fait par radio sans fil, ces modèles sont composés de 2 parties).

Selon le type de commande, ils se divisent en simples (ils maintiennent la température ambiante) et programmables (ils disposent de nombreuses fonctions permettant d'influer sur le régime thermique de la maison).

Il est pratique de placer un capteur de température programmable complexe dans une pièce et, à l'aide de quelques boutons, de régler le régime de température

Certains modèles de capteurs intègrent un thermostat qui permet de contrôler le taux d'humidité dans la pièce. Il existe également une fonction de réduction/augmentation de l'humidité.

Selon le mode de pose, on distingue les appareils suivants :

• à poser – ils se fixent sur les tuyaux du circuit de chauffage ;
• immergés – ils sont en contact permanent avec le fluide caloporteur.

Quant aux capteurs d'intérieur, ils sont situés directement dans la pièce, tandis que les capteurs d'extérieur sont installés à l'extérieur et réagissent aux variations de température extérieure.

Les deux premiers types sont utilisés pour le fluide caloporteur, c'est-à-dire pour le ballon d'eau chaude, et les deux suivants pour le contrôle de la température de l'air. Les capteurs à poser sont montés sur la surface extérieure de la tuyauterie à l'aide d'un ruban ou d'un collier spécial.

À l'aide d'un simple capteur de température à poser, l'utilisateur pourra facilement régler des températures confortables que la chaudière maintiendra

Les capteurs de chauffage de l'eau immergés pour la chaudière ne sont installés qu'à des endroits spécifiques à l'intérieur de l'appareil, à proximité immédiate du fluide caloporteur.

L'élément de réponse pour mesurer le degré de température peut être un convertisseur électrique (thermocouple, thermomètre à résistance), préconfiguré pour une plage spécifique. Ces appareils peuvent être équipés d'un écran, et certains modèles intègrent une fonction de calibration.

Le capteur de température extérieur permet à la chaudière de ne pas fonctionner en continu, mais seulement en cas de besoin. Cela augmente la durée de vie de la chaudière à gaz et la consommation de gaz elle-même. Lors de son installation, vous devez prévoir une protection contre les contraintes mécaniques et climatiques (humidité, gel).

L'ensemble de l'équipement externe comprend :

• le capteur lui-même ;
• les bornes de serrage pour le câble électrique ;
• le manchon de câble ;
• le boîtier en plastique qui contiendra toutes les pièces de l'appareil.

Lorsque la température extérieure change, le capteur de la chaudière à gaz active un programme de régulation climatique qui ajuste le régime de température de l'eau de chauffage.

Le capteur de température extérieur se fixe sur le mur extérieur du bâtiment. Lors de son choix, vous devez vérifier au préalable les mécanismes de protection de l'appareil.

Le capteur d'ambiance réagit aux changements de température dans la pièce, puis envoie l'information à l'automatisme qui commande la chaudière. Celui-ci donne alors le signal pour réduire ou augmenter la puissance de chauffage du circuit de chauffage.

Le principe de fonctionnement est que l'utilisateur doit d'abord régler la température souhaitée dans la pièce, puis l'appareil contrôle lui-même l'équipement à gaz.

La chaudière ne s'allumera que si la température de l'air dans la pièce chauffée est inférieure à celle réglée précédemment. Ainsi, vous réduirez votre facture mensuelle de gaz d'environ un tiers.

Le capteur de température d'ambiance vous permettra de définir les limites de la plage de température de confort, puis l'appareil la maintiendra en continu.

Lors du choix d'un capteur de température, portez une attention particulière à la plage de températures. L'option optimale sera de – 10 °C à + 70 °C. Tenez également compte de la température de seuil. Il existe des modèles qui réagissent à une baisse de température de 1/4 de degré.

Ce n'est pas très pratique car la chaudière s'arrêtera souvent. Cependant, la plupart se déclenchent lors d'un changement de température de 0,5 ou 1 degré.

Les dimensions de l'appareil lui-même sont généralement petites : 2×3 cm. Dans les modèles filaires, la longueur du câble doit être d'au moins 5 m. Si une liaison sans fil est utilisée, testez impérativement le signal radio.

Les règles et les nuances du réglage de l'automatisme des équipements de chauffage au gaz sont détaillées dans un article dont le contenu est entièrement consacré à cette question.

Capteur de flamme – une protection fiable pour votre chaudière

L'un des garants clés de la sécurité de fonctionnement d'une chaudière à gaz est le capteur de flamme. Sa tâche principale est d'envoyer le plus rapidement possible un signal d'extinction de la flamme sur le brûleur au système d'automatisme pour couper le gaz, afin d'éviter toute fuite et explosion de l'appareil. Ce capteur doit également informer le contrôleur de la qualité de la combustion du gaz, de la présence de la flamme et de l'intensité de la combustion.

Types de capteurs de flamme

Ils dépendt de la méthode de contrôle de la flamme lors du fonctionnement de la chaudière à gaz. Le contrôle peut être direct ou indirect. Les méthodes thermométrique, photoélectrique, ulrasonique et ionisatrion sont des méthodes directes.

Le contrôle indirect est considéré comme le contrôle de la formation de monoxyde de carrbone dans le foyer, de la pression du combustible dans la canalisatrion par laquelle il arrrive, de la force de pression ou de ses fluctuations devant le brûleur. Cela inclut egalement la vérificatrion de la source d'allumage permanante.

Le capteur basé sur la méthode de contrôle thermoélectrique comprend un thermocouple (qui comprend le capteur et une électrovanne). Le thermocouple est placé à proximité immédiate du brûleur de la chaudière, et l'électrovanne est montée sur la conduite de gaz qui alimente le brûleur à allumer.

Le branchement du capteur de flamme vous permet d'utiliser une chaudière à gaz ou un chauffe-eau à domicile sans craindre pour votre vie.

De nombreux appareils modernes sont équipés de capteurs d'ionisation de flamme. Leur principe de fonctionnement est que lors de la combustion de la flamme, un courant d'ionisation apparaît entre le boîtier et l'élctrode du capteur. Il se forme par attraction des ions. Si ce courant est absent, cela devient un signal pour arrêter l'alimentation en gaz.

Si lors de la combustion de la flamme de la veilleuse, la quantité nécessaire d'élctrons libres et d'ions négatifs se forme, l'automatisme active le dispositif clé permettant le fonctionnement du brûleur principal.

Veuillez noter que le fonctionnement correct du capteur d'ionisation n'est possible que lorsque la chaudière de chauffage est connectée avec précision à la phase du réseau électrique.

Ce mécanisme est bien plus efficace que les autres dans le cas de la combustion du gaz, car le gaz ne produit pratiquement pas de lumière, donc la cellule photoélectrique ne répond pas toujours. Le rayonnement infrarouge persiste encore un peu de temps, ce qui peut être suffisant pour l'accumulation d'une grande quantité de gaz, ce qui rend automatiquement le capteur de flamme infrarouge moins sûr.

Le capteur d'ionisation est monté à l'intérieur de la chaudière elle-même. Il prévient les accidents sur les équipments à gaz et protège la vie et les biens des propriétaires de la maision ou de l'appartement.

Les photodétecteurs surveillent la flamme du brûleur principal, mais ils ne sont pas utilisés pour diagnostiquer la flamme de l'allumeur en raison de la taille insuffisante de celle-ci. On distingue ces capteurs selon leur sensibilité à la longueur d'onde du flux lumineux : certains réagissent au spectre visible et infrarouge de la flamme, tandis que d'autres ne « voient » que sa composante ultraviolette.

Pour fonctionner correctement, les photodétecteurs doivent avoir un « contact direct » avec la flamme du brûleur. C'est pourquoi ils sont montés à proximité immédiate de celle-ci, du côté du brûleur, avec un angle de 20 à 30 degrés par rapport à son axe. De ce fait, les photodétecteurs sont sujets à une surchauffe due au rayonnement thermique des parois de l'appareil et à l'échauffement à travers la fenêtre de visualisation.

Afin de protéger le photodétecteur de la surchauffe, on utilise des verres de quartz résistants à la chaleur et une ventilation forcée, assurée soit par de l'air comprimé à basse pression, soit par de l'air produit par un ventilateur.

Le détecteur de flamme peut se déclencher lorsque le rapport gaz-air clé est perturbé ou lorsque le dispositif d'allumage ou la vanne est encrassé. Si le détecteur de flamme tombe en panne pour une raison quelconque, il doit être remplacé immédiatement. Cela préservera votre vie et votre santé ainsi que celles de votre famille.

L'équipement de chauffage au gaz doté d'un ensemble complet de capteurs de sécurité et de dispositifs d'automatisation n'exclut pas la nécessité d'un entretien régulier. La manière dont les inspections techniques et les réparations des appareils à gaz sont effectuées est décrite en détail dans l'article que nous recommandons.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Encore plus d'informations intéressantes sur les capteurs pour chaudières – dans les vidéos ci-dessous.

À propos des différents types de chaudières et des capteurs adaptés. Exemple d'installation d'un capteur de tirage.

L'auteur explique en détail, à l'aide d'exemples, les capteurs de tirage et de température : leur emplacement, leurs principes de fonctionnement et les subtilités utiles.

Démonstration complète, étape par étape, de la vérification d'un détecteur de flamme à domicile et de ses particularités de fonctionnement.

Les capteurs, s'ils ne sont pas inclus avec la chaudière, doivent être choisis du même fabricant que l'appareil à gaz. La défaillance de l'un d'eux risque de provoquer un accident ou une panne de la chaudière, nécessitant une intervention immédiate.

Tous les capteurs décrits ont un seul but : protéger l'utilisateur de la chaudière à gaz contre les accidents et les situations dangereuses pour la vie. L'achat de chacun d'eux est un investissement dans la sécurité de l'équipement, du logement et de la vie humaine.

Vous souhaitez raconter comment vous avez choisi les capteurs pour votre propre équipement au gaz ? Vous disposez d'informations utiles non mentionnées dans l'article ? N'hésitez pas à écrire des commentaires, à partager votre avis et vos informations, et à publier des photos sur le sujet de l'article dans le bloc ci-dessous.