Thermokoppel in een gasfornuis: werkingsprincipe + instructie voor het vervangen van het apparaat

Koken op een gasfornuis of een op gas werkende kookplaat is net zo eenvoudig als op gewone elektrische kookplaten. Zelfs het gebruik van een gasoven veroorzaakt zelden problemen. Maar bij velen rijst meteen de vraag over de veiligheid van dergelijke apparatuur, want 'blauwe brandstof' is explosief.

Het is onwaarschijnlijk dat iemand zijn woning verwoest wil zien door een explosie van gasvormige brandstof. Om een dergelijke tragedie te voorkomen, wordt een apparaat zoals een thermokoppel in een gasfornuis gebruikt. Het is het belangrijkste onderdeel van het controlesysteem voor de werking van het meest populaire gasapparaat.

U zult het ermee eens zijn dat bij aardgas de vermindering van risico's op brand en explosies bijzondere aandacht verdient. In het door ons gepresenteerde artikel worden de gebruiksregels voor huishoudelijke gasapparatuur gedetailleerd beschreven. Wij hebben de nuttige informatie aangevuld met waardevolle aanbevelingen.

Waarom heeft een gasfornuis een thermokoppel?

Het gas in de brander van het fornuis wordt aangestoken met lucifers, een handmatige piëzo-aansteker of een ingebouwde elektrische ontsteking. Daarna moet het vuur vanzelf branden zonder menselijke tussenkomst, totdat de brandstof wordt afgesloten met een kraan.

Echter, regelmatig dooft het vuur op de gas kookplaat of in de oven als gevolg van een windvlaag of het overkoken van water uit een kokende pan. En als er dan niemand in de keuken is, begint methaan (of propaan) de ruimte binnen te stromen. Uiteindelijk, bij het bereiken van een bepaalde gasconcentratie, vindt er een knal plaats met brand en schade.

Het thermokoppel controleert of er open vuur in de brander is, en als dit gedurende een halve minuut tot een minuut ontbreekt, sluit het de gastoevoer af om een tragedie te voorkomen.

De werkfunctie van het thermokoppel is het controleren van de aanwezigheid van een vlam. Zolang het gas brandt, bereikt de temperatuur op de punt van het controleapparaat 800-1000 ⁰C, en vaak zelfs hoger. Als gevolg hiervan ontstaat er een elektromotorische kracht (EMK) die de elektromagnetische gasafsluitklep op de leiding naar de brander openhoudt. De brander werkt.

Echter, wanneer het open vuur verdwijnt, stopt het thermokoppel met het afgeven van EMK aan de elektromagneet. De kraan en de brandstoftoevoer worden afgesloten. Hierdoor komt er geen gas in de keuken en hoopt het zich niet op, waardoor het ontstaan van brand door een dergelijke noodsituatie wordt voorkomen.

Een thermokoppel is de eenvoudigste temperatuursensor zonder enige elektronische componenten erin. Er is niets aan dat kapot kan gaan. Het kan alleen door langdurig gebruik doorbranden.

Het volgende artikel, dat volledig aan deze interessante kwestie is gewijd, maakt u kennis met de volledige set sensoren die bedoeld zijn voor de controle en veiligheid van de werking van de gasboiler.

Het doorbranden van de thermokoppel gebeurt gewoonlijk alleen in gasboilers en boilers die continu werken. In gasfornuizen gaan de betreffende thermosensoren voor gascontrole 20–30 jaar mee voordat ze vervangen moeten worden.

Onder de voordelen van thermokoppels:

• eenvoud van het apparaat en afwezigheid van breekbare mechanische of doorbrandende elektrische elementen;
• goedkoopte van het apparaat – ongeveer 8–15 €, afhankelijk van het model gasfornuis;
• lange levensduur;
• hoge efficiëntie van de vlamtemperatuurregeling;
• snelle gasafsluiting;
• eenvoud van vervanging, die u zelf kunt uitvoeren.

Er is één enigszins belangrijk nadeel aan de thermokoppel – de moeilijkheid van reparatie van het apparaat. Als de thermokoppelsensor defect is, is het gemakkelijker om deze te vervangen door een nieuwe.

Om een dergelijk apparaat te repareren, moeten twee verschillende metalen op hoge temperatuur (ongeveer 1 300 ⁰C) worden gelast of gesoldeerd. In het huishouden is het buitengewoon moeilijk om dergelijke omstandigheden te bereiken. Het is veel eenvoudiger om een nieuwe regeleenheid voor het gasfornuis te kopen ter vervanging.

Constructie en werkingsprincipe

Aan de basis van de werking van de thermokoppel ligt het thermo-elektrische effect van Seebeck. Volgens dit effect ontstaat er aan de uiteinden van in serie geschakelde geleiders van verschillende metalen, op voorwaarde dat hun contacten onder verschillende temperatuur staan, een thermo-EMK (TEMK).

Dat wil zeggen dat er twee geleiders van verschillende samenstelling nodig zijn die sterke verhitting kunnen weerstaan, en hoge temperatuurwarmte (in het onderhavige geval van verbrand aardgas) op het punt van hun verbinding.

In de meeste paren is de elektromotorische kracht die tussen de koude en hete contacten ontstaat erg klein en weinig toepasbaar. Maar er zijn metalen en legeringen waarvan de combinatie tot 4–5 mV/100 ⁰C geeft. En dit is al voldoende om een elektromagneet te besturen die een of andere afsluiter regelt.

De thermo-EMK in de meeste varianten van thermokoppels voor gasfornuizen bereikt 15–30 mV, en om de elektromagnetische klep in geopende toestand te houden is meestal 5–10 mV voldoende.

Het werkingsprincipe van thermokoppels die in gasfornuizen zijn ingebouwd, is uiterst eenvoudig:

1. Er is vlam – tussen de contacten ontstaat TEMK, de klep voor de gastoevoer naar de brander is geopend.
2. Geen vuur – TEMK verdwijnt, de klep sluit onder druk van de veer en sluit het gas af.

Een thermokoppel bestaat uit twee thermostabiele geleiders met een lengte tot anderhalve meter, die aan één uiteinde zijn verbonden door solderen of lassen.

Juist dit uiteinde bevindt zich direct in het vuur en wordt verhit door het brandende gas. Het andere uiteinde van het apparaat bestaat uit een paar contacten of een connector voor aansluiting op de elektromagnetische klep.

Soorten thermosensoren voor gas

Thermokoppels van gasfornuizen verschillen in de legering van de geleiders en het type aansluiting op de klep. En het belangrijkste hier is dat elke fabrikant van gasapparatuur zijn eigen varianten van elektromagneten met verschillende aansluitconnectoren gebruikt.

In de meeste gevallen is het onmogelijk om de thermokoppelsensor voor gascontrole van de ene kookplaat naar de andere te verplaatsen.

De thermokoppel moet overeenkomen met het model van het gasfornuis; het installeren van een 'verkeerd' regelapparaat is verboden om veiligheidsredenen.

De volgende legeringen en metalen worden gebruikt voor het maken van thermokoppels:

• constantaan+chromel;
• koper+constantaan;
• koper+copel;
• nisil+nichrosil;
• alumel+chromel;
• constantaan+ijzer;
• chromel+copel;
• platinorhodium+platina;
• wolfraam+renium.

De nauwkeurigheid van het apparaat en het bereik van de bedrijfstemperaturen zijn afhankelijk van de gebruikte legeringen. Bijvoorbeeld, een chromel-alumel thermokoppel is ontworpen voor 0–1100 ⁰C, een ijzer-constantaan thermokoppel voor 0–700 ⁰C, en een platina-platinarhodium thermokoppel is bestand tegen verhitting tot +1700 ⁰C.

In huishoudelijke gasfornuizen worden meestal thermokoppelsensoren van alumel en chromel of constantaan en ijzer gebruikt. Ze zijn goedkoop en goed geschikt voor de temperatuuromstandigheden van een gasfornuis.

Handleiding voor reparatie van de gascontrole

Als het gas op het fornuis uitgaat, kan het probleem niet alleen in de thermokoppel zitten. Maar meestal ligt het daaraan.

Het belangrijkste teken van problemen met de gascontrole is dat na het aansteken van de brander en het loslaten van de knop of de bedieningsknop voor het openen van het 'blauwe brandstof', de vlam onmiddellijk uitgaat. Dit gebeurt door het sluiten van de klep, omdat de thermo-EMK om deze open te houden ontbreekt of onvoldoende is.

De oorzaken van het lawaai van de branders van gasfornuizen worden gedetailleerd uiteengezet in het artikel; het is de moeite waard om kennis te nemen van deze nuttige informatie.

Voordat u een nieuwe thermokoppel aanschaft, moet u de oorzaak van de slechte werking van het bestaande apparaat vaststellen – mogelijk zit het probleem in losse contacten op de klep, dan hoeft u ze alleen maar aan te draaien.

Het zelf uitvoeren van controle, reparatie en vervanging van de thermokoppel in het gasfornuis dient u alleen te doen wanneer de gastoevoer volledig is afgesloten. Eerst moet u de kraan op de gasfles of op de methaanleiding sluiten, en pas daarna aan werkzaamheden beginnen. Vergeet ook niet de elektriciteitsvoorziening uit te schakelen als er in de constructie spanningsafhankelijke apparaten aanwezig zijn.

De punt van de thermokoppel bevindt zich direct naast de brander en de gasvlam. In de oven is het te vinden bij de vlamverdeler in het bovenste gedeelte van de oven. Dit uiteinde moet vrij zijn van roetaanslag, minerale afzettingen en enige beschadigingen.

Als de werkende punt van de thermokoppelsensor bedekt is met aanslag, dan moet deze verplicht worden gereinigd met schuurpapier. Hoe meer roet, hoe minder warmte de thermokoppel bereikt, en hoe lager de EMK die hij genereert. De verkregen millivolts kunnen simpelweg niet voldoende zijn om de elektromagnetische klep te openen.

Hoe controleert u voor de vervanging?

Een thermokoppel heeft gewoonlijk één meetpunt om in de buurt van de vlam te plaatsen. Maar er bestaan ook varianten met twee of drie temperatuurmeetpunten. Deze worden doorgaans in ovens gebruikt, maar het hangt af van het specifieke model van het fornuis.

Thermokoppels met meerdere werkende punten hebben een bijzonderheid: als slechts één ervan niet verhit is of defect is, zal de elektromagnetische klep gesloten blijven. Daarom moet u, om de exacte oorzaak van problemen te vinden, dergelijke thermokoppelapparaten bijzonder zorgvuldig controleren. Het kan zijn dat slechts één van de sensoren defect is.

Een werkende thermokoppel voor een gasfornuis geeft bij verhitting boven een kaars al na 20-30 seconden een EMK van circa 15-20 mV – indien het lager is, dient de sensor te worden vervangen.

Nog een aspect: de geleiders van de thermokoppel op het gedeelte tot aan de klep moeten gespannen zijn of niet loshangen in de behuizing van het fornuis. Daarbij moet hun aansluiting op de elektromagneet vast zijn; een connector die er losjes op zit is hier niet acceptabel.

De betreffende apparaten worden vervaardigd met een lengte van 40 tot 130 cm. Bij het selecteren van het thermokoppelapparaat voor gascontrole dient u zeer zorgvuldig op deze maat te letten. Enerzijds mogen de geleiders niet overdreven strak worden gespannen, anderzijds mogen ze niet op verwarmde oppervlakken liggen of los rondhangen.

Hoe vervangt u het apparaat?

Voordat u de beschadigde thermokoppel in het gasfornuis vervangt, dient u het apparaat te inspecteren op:

• aanwezigheid van roet op de werkende punt (indien aanwezig, dient u dit met schuurpapier te reinigen);
• afwezigheid van doorbranding van deze punt (in dat geval alleen volledige vervanging);
• vastheid van de verbinding van de contacten van de thermokoppelsensor en de klep (indien nodig dient u deze aan te draaien);
• correcte werking van de thermokoppel zelf, die bij verhitting een EMK van minimaal 15 mV moet leveren.

Het vervangen van het betreffende apparaat dient alleen te gebeuren wanneer het definitief defect is. In veel gevallen kunt u, om het gasfornuis weer te laten werken, volstaan met het reinigen van de punt van roet en het controleren van de contacten.

Om de thermokoppel te vervangen, dient u het voorpaneel van het gasfornuis te verwijderen en tevens het bovenpaneel met de branders op te tillen.

De werkende punt van de thermokoppel is stevig vastgezet nabij de pit of brander met een moer. Indien deze door kalkaanslag niet los te draaien is, dient u niet te veel druk op de sleutel uit te oefenen. Zo kunt u alleen de bevestiging breken. Het is beter om eerst een oplosmiddel te gebruiken.

Het tweede uiteinde van het thermokoppel wordt met behulp van een schroefverbinding of twee krimpcontacten aan de magneetklep bevestigd. Het verwijderen ervan is niet ingewikkeld. De nieuwe thermokoppelsensor wordt op dezelfde manier geplaatst – het ene uiteinde wordt bij de brander bevestigd en het andere aan de magneet.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe vervangt u zelf een thermokoppel:

Het werkingsprincipe van de gascontrole in de kookplaat en oven:

De opbouw van een thermokoppel voor gasfornuizen:

Een gasfornuis zonder goed werkend thermokoppel is een gevaarlijke bron. Als de gascontrole niet meer functioneert, kunt u de sensor met uw eigen handen vervangen. Het demonteren van de oude en het installeren van de nieuwe controle-eenheid is niet moeilijk. U hoeft alleen maar een apparaat aan te schaffen dat past bij het bestaande model van het fornuis en een beetje met een gassleutel en schroevendraaier te werken.

Als u opmerkingen over dit onderwerp of uw eigen opmerkingen over bovenstaande informatie heeft, schrijf ze dan in het onderstaande blok. Wij en andere lezers zijn ook geïnteresseerd in uw verhalen over de nuances van het vervangen van een thermokoppel die u zelf hebt uitgevoerd. Schrijf gerust, wees niet verlegen.