Sensoren voor gasboilers: types, werkingsprincipe, kenmerken

Een moderne gasboiler is een complex technisch apparaat, gebruikt voor het verwarmen van water en woonruimtes. Speciale sensoren voor gasboilers helpen bij het controleren en koppelen van de werking van alle mechanismen. Het is de moeite waard om het werkingsprincipe te begrijpen. Bent u het daarmee eens?

Dankzij de sensoren worden de belangrijkste bedrijfsprincipes van gasapparatuur nageleefd: veiligheid en automatisering worden gewaarborgd. In het door ons gepresenteerde artikel worden alle soorten van deze compacte apparaten en de bijzonderheden van hun installatie gedetailleerd beschreven. Met onze adviezen kunt u de boiler perfect uitrusten.

Belangrijkste typen sensoren

Het belangrijkste werkingsprincipe van alle sensoren is het omzetten van een signaal en het interpreteren van het resultaat om de gebruiker snel te informeren over wijzigingen in de werking van de gasboiler.

Gasapparatuur is uitgerust met een set extra apparatuur, waardoor het kan worden geprogrammeerd voor gebruik in een bepaalde modus.

Een compacte oververhittingssensor verlengt de levensduur van de gasboiler en voorkomt dat deze beschadigd raakt door hoge watertemperatuur.

Belangrijkste sensoren die verantwoordelijk zijn voor de veiligheid van de apparatuur:

• trek;
• temperatuur (buiten en binnen);
• vlam;
• druksensoren (pressostaat);
• oververhitting.

Laten we de kenmerken en bijzonderheden van elk ervan bekijken.

Voor het bepalen van de treksterkte in het apparaat wordt een treksensor of thermorelais voor gasboiler gebruikt, deze is ook verantwoordelijk voor de correcte verbranding van gas.

Dankzij deze kleine treksensor komt koolmonoxide niet in de ruimte, maar wordt via de schoorsteen naar buiten afgevoerd.

Trek is nodig om de boiler van koolmonoxide te ontdoen. Normale trek 'voert' verbrandingsproducten uit de ruimte af, niet erin. Zwakke trek kan het doven van de ketel veroorzaken en bijgevolg een ongeval.

Meestal worden dergelijke sensoren in de rookafvanger geïnstalleerd. Bij een defect van de sensor dringt rook van verbrandingsproducten de ruimte binnen en vormt een levensbedreigend gevaar.

Het type sensor hangt af van het type ketel waaraan u het wilt koppelen. Het eerste type zijn ketels met natuurlijke trek, het tweede met geforceerde trek.

In het schema wordt het verschil in werking van open en gesloten verbrandingskamers in gasboilers duidelijk weergegeven, evenals de constructie van de schoorsteen.

In apparaten met natuurlijke trek is de verbrandingskamer open. Bij normaal bedrijf ontsnapt koolmonoxide via de schoorsteen, en de veiligheidsthermostaat houdt toezicht op de trek en de temperatuur van de rookgassen. In dergelijke ketels wordt een sensor gebruikt in de vorm van een metalen plaat met een contact dat eraan is bevestigd.

Het werkingsprincipe ervan is het geven van een signaal aan de klep, die op het juiste moment de gastoevoer naar de brander zal afsluiten. In het thermisch relais bevindt zich een metalen strip die reageert op temperatuurveranderingen.

Het thermisch relais wordt ingesteld op een specifieke temperatuur in overeenstemming met de brandstof in de ketel. Als aardgas wordt gebruikt, zijn de temperatuurgrenzen van +75 °C tot +950 °C; bij gebruik van vloeibaar gas: +75 °C tot +1500 °C.

Als er een storing optreedt bij het afvoeren van koolmonoxide (via de schoorsteen naar buiten), met andere woorden, de trek wordt verstoord, dan wordt het apparaat geactiveerd. Wanneer dit gebeurt, stijgt de temperatuur in het apparaat, zet het metaal uit, wordt de sensor geactiveerd en koelt de ketel af.

Eigenaren van gasapparaten met natuurlijke trek moeten letten op het begrip 'terugslag'. Simpel gezegd is dit een proces waarbij koolmonoxide de ruimte binnenkomt, in plaats van via de schoorsteen te worden afgevoerd.

De storing treedt op bij temperatuurschommelingen, een onjuiste installatie van de schoorsteen of verstopping ervan, evenals onnauwkeurige berekeningen van de schoorsteenafmetingen kunnen van invloed zijn. Ongeacht de oorzaak van de terugslag, moet deze onmiddellijk worden verholpen om koolmonoxidevergiftiging te voorkomen.

Sterke terugslag in actie. Het kan vergiftiging van de bewoners van een appartement of huis veroorzaken vanwege de grote hoeveelheid koolmonoxide in de ruimte.

In apparaten met geforceerde trek is een gesloten verbrandingskamer geïnstalleerd en wordt het gas afgevoerd via een turbineventilator. Hier wordt een pneumatische relais-sensor gebruikt, uitgevoerd als een membraan.

Bij normale trek wordt het membraan enigszins vervormd door de kracht van de rookgassen. Wanneer de stroming te zwak wordt en het membraan stilstaat, worden de contacten gescheiden en sluit de gasklep. Deze sensor bewaakt zowel de werking van de ventilator als de snelheid van de verbrandingsproducten.

Als er twijfels zijn over de werking van het apparaat dat de gastoevoer onderbreekt in geval van een lek, is het raadzaam om naast de gasinstallatie een koolmonoxidemelder te plaatsen. De installatie ervan wordt sterk aanbevolen, maar is niet verplicht.

Oorzaken van activering van de treksensor: fouten bij de installatie van de ketel of schoorsteen, verstopping van de schoorsteen of stilstand van de ventilator (alleen bij apparaten met geforceerde trek).

Het werkingsprincipe en de componenten van het automatiseringssysteem van de gasketel worden gedetailleerd beschreven in het volgende artikel, dat wij u aanraden te lezen.

Werkingsprincipe van de pressostaat

De pressostaat of druksensor beschermt de ketel tegen oververhitting bij een plotselinge verandering van de gasdruk of afname van de waterstroom.

De installatie van een pressostaat beschermt de gasapparatuur tegen plotselinge of te grote drukschommelingen en schakelt, indien nodig, het gasapparaat uit.

Visueel is dit een standaard elektrische sensor of relais, in de meeste gevallen met twee elektrische correctiecircuits. Deze circuits bepalen de twee belangrijkste werkingsmodi van het apparaat:

• Modus 1 gaat uit van normale druk, waarbij het thermostaatmembraan van de sensor niet van plaats verandert en de eerste contactgroep sluit. De ketel werkt in de normale modus dankzij de stroomdoorgang door dit circuit. Het is ook altijd verbonden met het algemene circuit van het apparaat.
• Modus 2 wordt ingeschakeld wanneer een parameter van het systeem buiten de norm valt. In het relais verschuift en buigt het thermostaatmembraan. Het eerste circuit van de controller wordt verbroken door het membraan, en het tweede circuit wordt gesloten. De ketelapparatuur stopt met correct werken. De werking van de standby-modus, die de gebruiker van de ketel informeert over een storing, wordt geactiveerd via het secundaire circuit van de sensor.

De sensor wordt zelfs geactiveerd bij de geringste temperatuurstijging in de verbrandingskamer. Het bewaakt de minimale/maximale drukkracht en registreert ook het begin van vochtcondensatie in de verbrandingsproducten of direct in het gas zelf.

Wat controleert de oververhittingssensor?

De oververhittingssensor is een klein apparaat dat de gasboiler beschermt tegen koken, wat kan gebeuren bij een temperatuurstijging boven +100 °C. Wanneer de grenstemperatuur in het verwarmingscircuit wordt bereikt, verbreekt de oververhittingssensor de contacten en schakelt het gasapparaat uit.

Speciale NTC-sensor (de afkorting staat voor 'positieve temperatuurcoëfficiënt') is een dompelapparaat dat de temperatuur in de gasboiler regelt.

De basis van het apparaat bestaat uit thermistors of biometrische platen, soms kunnen dit werkende NTC-sensoren zijn.

Oorzaken van oververhitting van de gasboiler en opties om deze te verhelpen:

1. Gebrek aan circulatie in het verwarmingscircuit door vervuilde filters. Het is noodzakelijk om alle filters voorzichtig te reinigen, te spoelen of, indien nodig, te vervangen door nieuwe.
2. 'Luchtophoping' in het verwarmingscircuit. U kunt dit verhelpen door simpelweg de lucht te verwijderen.
3. De doorstroming is verstopt door een dikke laag kalkaanslag, waarbij te horen is dat de ketel 'klopt' of ploffen maakt. Het overtollige materiaal in het apparaat wordt verwijderd met speciale chemische middelen of zuren.
4. Tijdens het opstarten van de ketel zijn geluiden te horen en kan het apparaat de fout 'onvoldoende circulatie' aangeven. Een dergelijke situatie is mogelijk bij het opstarten van de ketel na een lange stilstand en zonder voorafgaande doorloop van het ventilatiesysteem. De oorzaak kan een verstopping in de pomp zijn door stilstand. De pomp moet worden gedemonteerd en grondig worden gereinigd, waarna de start opnieuw moet worden herhaald.
5. De plaats van de installatie van de apparatuur is onjuist gekozen. In dat geval, als de luchtvochtigheid in de ruimte verhoogd is of de temperatuur laag, zal het metaal waarvan de ketel is gemaakt, snel beginnen te verslechteren.

Bij elke oorzaak van oververhitting moet deze onmiddellijk worden verholpen om schade aan de ketel of een explosie te voorkomen. De gebruiker kan de oververhitting zelf verhelpen of door gebruik te maken van de diensten van een ervaren monteur.

Buiten- en binnentemperatuursensoren

De primaire functie van een temperatuursensor voor een gasketel is het controleren van de temperatuur en het tijdig melden van veranderingen. Moderne sensoren werken volgens het principe van elektrische weerstand, waarmee de operationele metingen worden vastgelegd.

Wat betreft de manier van informatieoverdracht zijn temperatuursensoren onder te verdelen in:

• bedrade (verbinden met de controller via een kabel);
• draadloze (voor signaaloverdracht wordt draadloze radiocommunicatie gebruikt, dergelijke modellen bestaan uit 2 delen).

Wat betreft het type besturing worden ze onderverdeeld in eenvoudige (handhaven de temperatuur in de ruimte) en programmeerbare (bevatten veel functies waarmee het thermisch regime in huis kan worden beïnvloed).

Een gecompliceerde programmeerbare temperatuursensor kan gemakkelijk in de kamer worden geplaatst en met behulp van een paar knoppen kan de temperatuurregeling worden aangepast.

In sommige modellen van sensoren is een ingebouwde thermostaat aanwezig die het mogelijk maakt de luchtvochtigheid in de ruimte te regelen. Ook is er een functie voor het verlagen/verhogen van de luchtvochtigheid.

Wat betreft de plaatsingsmethode worden de volgende apparaten onderscheiden:

• opklampbare – worden bevestigd aan de leidingen van het verwarmingscircuit;
• onderdompelbare – staan in constant contact met de warmtedrager.

Daarbij zijn kamersensoren direct in de ruimte geplaatst en buitensensoren worden buiten geïnstalleerd en reageren op temperatuurveranderingen buiten het raam.

De eerste twee soorten worden gebruikt voor de warmtedrager, d.w.z. voor de boiler, en de laatste twee voor het regelen van de luchttemperatuur. Opklampbare sensoren worden op het buitenoppervlak van de leiding gemonteerd met behulp van speciale tape of een klem.

Met behulp van een eenvoudige opklampbare temperatuursensor kan de gebruiker moeiteloos comfortabele temperatuurwaarden instellen, die de ketel vervolgens zal handhaven.

Onderdompelbare waterverwarmingssensoren voor de ketel worden alleen op speciale plaatsen in het apparaat geplaatst, in de directe nabijheid van de warmtedrager.

Het reactie-element voor het meten van de temperatuurgraad kan een elektrische omvormer zijn (thermokoppel, weerstandsthermometer), die vooraf is ingesteld op een bepaald bereik. Dergelijke apparaten kunnen een display hebben, en in sommige modellen is de mogelijkheid tot kalibratie vooraf ingebouwd.

Een buitentemperatuursensor zorgt ervoor dat de ketel niet continu werkt, maar alleen wanneer nodig. Dit verlengt de levensduur van de gasketel en het gasverbruik. Bij de installatie ervan dient u vooraf bescherming te voorzien tegen mechanische en weersinvloeden (vocht, vorst).

De set van externe apparatuur omvat:

• de sensor zelf;
• klemmen voor het aansluiten van de elektrische kabel;
• kabelmof;
• een kunststof behuizing waarin alle onderdelen van het apparaat zich bevinden.

Bij veranderingen van de buitentemperatuur activeert de sensor van de gasketel een weersafhankelijk programma dat wijzigingen aanbrengt in de temperatuurregeling van het water voor de verwarming.

De buitentemperatuursensor wordt aan de buitenmuur van de ruimte bevestigd. Bij de keuze ervan dient u vooraf de beschermingsmechanismen van het apparaat te controleren.

Een kamertemperatuursensor reageert op temperatuurveranderingen in de ruimte en stuurt vervolgens informatie naar de automatisering die de ketel aanstuurt. Deze geeft vervolgens een signaal om het verwarmingsvermogen van het verwarmingscircuit te verlagen of te verhogen.

Het werkingsprincipe is dat u als gebruiker eerst de gewenste temperatuur in de ruimte moet instellen, waarna de techniek zelf de gasapparatuur regelt.

De ketel wordt alleen ingeschakeld als de luchttemperatuur in de verwarmde ruimte lager is dan de eerder ingestelde waarde. Zo verlaagt u uw maandelijkse gasrekening met ongeveer een derde.

Een kamertemperatuursensor stelt u in staat om de grenzen van een comfortabel temperatuurbereik in te stellen, waarna de techniek dit constant zal handhaven.

Bij de keuze van een temperatuursensor moet u speciale aandacht besteden aan het temperatuurbereik. De optimale optie is van – 10 °C tot + 70 °C. Houd ook rekening met de drempeltemperatuur. Er zijn modellen die reageren op een temperatuurdaling van 1/4 graad.

Dit is niet erg handig, omdat de ketel dan vaak uitschakelt. De meeste apparaten reageren echter bij een temperatuurverandering van 0,5 of 1 graad.

De afmetingen van het apparaat zijn over het algemeen klein: 2×3 cm. Bij bedrade modellen moet de kabellengte minimaal 5 m zijn. Als er draadloze communicatie wordt gebruikt, test dan absoluut het radiosignaal.

De regels en nuances van het afstellen van de automatisering van gasverwarmingsapparatuur worden uitvoerig beschreven in een artikel dat geheel aan dit onderwerp is gewijd.

Vlamsensor – betrouwbare bescherming van uw boiler

Een van de belangrijkste waarborgen voor een veilige werking van een gasketel is de vlamsensor. De voornaamste taak ervan is zo snel mogelijk een signaal van het uitdoven van de vlam op de brander naar het automatiseringssysteem te sturen om de gastoevoer af te sluiten, om lekkage en ontploffing van het hele apparaat te voorkomen. Ook moet deze sensor de controller informeren over de kwaliteit van de gasverbranding, de aanwezigheid van de vlam en de verbrandingsintensiteit.

Soorten vlamsensoren

Ze zijn afhankelijk van de vlamcontrolemethode bij de werking van de gasboiler. De controle kan direct of indirect zijn. Thermometrische, foto-elektrische, ultrasone en ionisatiemethoden behoren tot de directe methoden.

Als indirect wordt beschouwd de controle van de vorming van koolmonoxide in de verbrandingskamer, de brandstofdruk in de leiding waardoor deze wordt aangevoerd, de drukkracht of de fluctuaties ervan vóór de brander. Ook de controle van een onuitputtelijke ontstekingsbron valt hieronder.

De sensor die is gebaseerd op de thermo-elektrische controlemethode bevat een thermokoppel (bestaande uit een sensor en een elektromagnetische klep). Het thermokoppel bevindt zich in de directe nabijheid van de brander van de ketel, en de elektromagnetische klep wordt gemonteerd op de gasleiding waardoor gas naar de te ontsteken brander wordt geleid.

Het aansluiten van de vlamsensor stelt u in staat om een gasboiler of geyser in huis te gebruiken zonder angst voor uw eigen leven.

In veel moderne apparaten worden ionisatie-vlamsensoren geïnstalleerd. Hun werkingsprincipe is dat bij verbranding van de vlam een ionisatiestroom ontstaat tussen de behuizing en de elektrode van de sensor. Deze wordt gevormd door aantrekking van ionen. Als een dergelijke stroom ontbreekt, is dit een signaal om de gastoevoer te stoppen.

Als bij de verbranding van de vlam van de ontstekingsbrander de benodigde hoeveelheid vrije elektronen en negatieve ionen wordt geproduceerd, activeert de automatische regeling het sleutelapparaat dat de werking van de hoofdbrander toestaat.

Let u erop dat een correcte werking van de ionisatiesensor alleen mogelijk is bij een precieze faseaansluiting van de verwarmingsketel op het elektriciteitsnet.

Dit mechanisme is veel effectiever dan andere in het geval van gasverbranding, omdat gas feitelijk geen licht produceert, waardoor de fotocel niet altijd reageert. Infraroodstraling blijft nog enige tijd behouden, wat voldoende kan zijn voor de ophoping van een grote hoeveelheid gas, wat de infrarood-vlamsensor automatisch minder veilig maakt.

De ionisatiesensor wordt in de ketel zelf gemonteerd. Het voorkomt ongevallen met gasapparatuur en beschermt het leven en eigendom van de eigenaren van het huis of appartement.

Fotosensoren controleren de vlam van de hoofdbrander, maar ze worden niet gebruikt voor het diagnosticeren van de vlam van de ontstekingsbrander vanwege de onvoldoende grootte van de vlam. Zulke sensoren worden ingedeeld op basis van hun reactie op de golflengte van de lichtstroom: sommige reageren op het zichtbare en infrarode spectrum van de lichtstroom van de brandende vlam, andere 'zien' alleen de ultraviolette component.

Voor een correcte werking moeten fotosensoren 'direct contact' hebben met de brandervlam, daarom worden ze in de directe nabijheid ervan gemonteerd. Ze worden aan de zijkant van de brander geplaatst onder een hoek van 20-30° ten opzichte van de as. Hierdoor zijn fotosensoren onderhevig aan oververhitting door thermische straling van de wanden van het apparaat en door verhitting via het kijkvenster.

Om de fotosensor tegen oververhitting te beschermen, worden hittebestendige kwartsglazen en geforceerde ventilatie toegepast. Deze ventilatie wordt verzorgd door lagedruk perslucht of door lucht geproduceerd door een ventilator.

De vlamsensor kan activeren wanneer de essentiële gas-luchtverhouding wordt verstoord of wanneer het ontstekingsapparaat of de klep vervuild raakt. Als de vlamsensor om welke reden dan ook defect is, moet deze onmiddellijk worden vervangen. Dit beschermt uw leven en gezondheid en dat van uw gezin.

Het uitrusten van gasverwarmingsapparatuur met een volledige set veiligheidssensoren en automatiseringsapparaten sluit de noodzaak van regelmatig onderhoud niet uit. Hoe inspecties en reparaties van gasaggregaten worden uitgevoerd, wordt in detail beschreven in het door ons aanbevolen artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Nog meer interessante informatie over sensoren voor ketels – in de onderstaande video's.

Over verschillende soorten ketels en geschikte sensoren. Aan de hand van een voorbeeld wordt de installatie van een treksensor getoond.

De auteur legt aan de hand van voorbeelden uitgebreid uit over treksensoren en temperatuursensoren: locatie, werkingsprincipes en nuttige subtiliteiten.

Een volledige stapsgewijze controle van de vlamsensor thuis wordt gedemonstreerd, inclusief bijzonderheden van de werking ervan.

Sensoren die niet bij de ketel worden meegeleverd, moeten worden gekozen van dezelfde fabrikant als het gasapparaat. Een defect aan een van deze sensoren kan leiden tot een ongeval of defect aan de ketel, dus vereist dit onmiddellijke interventie.

Alle beschreven sensoren worden gebruikt voor één doel: de gebruiker van de gasboiler beschermen tegen ongevallen en levensbedreigende situaties. De aanschaf van elk van deze sensoren is een investering in de veiligheid van apparatuur, woning en mensenlevens.

Wilt u vertellen hoe u sensoren voor uw eigen gasapparatuur heeft geselecteerd? Beschikt u over nuttige gegevens die niet in het artikel zijn vermeld? Schrijf dan alstublieft reacties, deel uw mening en informatie, en plaats foto's over het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok.