Thermoelement im Gasherd: Funktionsprinzip + Anleitung zum Austausch des Geräts

Das Kochen auf einem Gasherd oder einer Gas-Kochfläche ist genauso einfach wie auf normalen elektrischen Kochplatten. Auch die Nutzung eines Gasbackofens bereitet äußerst selten Probleme. Viele stellen sich jedoch sofort die Frage nach der Sicherheit solcher Geräte, denn der „blaue Brennstoff“ ist explosiv.

Kaum jemand möchte seine Wohnung durch eine Explosion von gasförmigem Brennstoff zerstört sehen. Um eine solche Tragödie zu verhindern, wird ein Gerät wie das Thermoelement im Gasherd eingesetzt. Es stellt das Hauptelement des Kontrollsystems für die Funktionsfähigkeit des beliebtesten Gasgeräts dar.

Geben Sie zu, dass dem Thema der Risikominderung von Bränden und Explosionen bei Erdgas besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. In dem von uns vorgestellten Artikel werden die Betriebsregeln für Gas verarbeitende Haushaltsgeräte aufgeführt und detailliert beschrieben. Die nützlichen Informationen haben wir durch wertvolle Empfehlungen ergänzt.

Wozu braucht ein Gasherd ein Thermoelement?

Das Gas im Brenner des Herdes wird mit Streichhölzern, einem manuellen Piezo-Zünder oder einer eingebauten elektrischen Zündung entzündet. Danach sollte die Flamme ohne menschliches Eingreifen brennen, bis der Brennstoff durch das Ventil abgesperrt wird.

Allerdings erlischt die Flamme auf dem Gas-Kochfeld oder im Backofen nicht selten durch einen Windstoß oder durch überkochendes Wasser aus einem Topf. Und wenn dann niemand in der Küche ist, beginnt Methan (oder Propan) in den Raum zu strömen. In der Folge kommt es bei Erreichen einer bestimmten Gaskonzentration zu einer Verpuffung mit Brand und Zerstörungen.

Das Thermoelement überwacht das Vorhandensein einer offenen Flamme im Brenner und unterbricht bei deren Fehlen innerhalb einer halben bis einer Minute die Gaszufuhr, um eine Tragödie zu verhindern.

Die Arbeitsfunktion des Thermoelements ist die Überwachung des Vorhandenseins einer Flamme. Solange das Gas brennt, erreicht die Temperatur an der Spitze des Kontrollgeräts 800–1000 ⁰C, oft auch höher. Dadurch entsteht eine EMK, die das elektromagnetische Gasventil am Stutzen zum Brenner in geöffneter Stellung hält. Der Brenner funktioniert.

Bei Verschwinden der offenen Flamme gibt das Thermoelement jedoch keine EMK mehr an den Elektromagneten ab. Der Hahn und die Brennstoffzufuhr werden geschlossen. Somit gelangt kein Gas in die Küche und sammelt sich dort nicht an, was die Entstehung eines Brandes durch eine solche Störungssituation ausschließt.

Das Thermoelement ist ein einfacher Temperatursensor ohne elektronische Bauteile im Inneren. Es gibt nichts, was kaputt gehen könnte. Es kann lediglich durch langen Gebrauch durchbrennen.

Mit dem vollständigen Satz an Sensoren, die für die Überwachung und Sicherheit des Betriebs eines Gasdurchlauferhitzers vorgesehen sind, macht Sie der folgende Artikel bekannt, der sich vollständig dieser interessanten Frage widmet.

Das Durchbrennen eines Thermoelements tritt in der Regel nur in Gaskesseln und Boilern auf, die dauerhaft in Betrieb sind. In Gasherden halten die betreffenden Temperatursensoren der Gasregelung 20–30 Jahre, bevor sie ausgetauscht werden müssen.

Zu den Vorteilen von Thermoelementen gehören:

• Einfachheit des Aufbaus und Fehlen von brechenden mechanischen oder durchbrennenden elektrischen Bauteilen;
• Niedriger Preis des Geräts – etwa 8–15 €, je nach Modell des Gasherds;
• lange Lebensdauer;
• hohe Effizienz bei der Überwachung der Flammentemperatur;
• schnelle Gasabsperrung;
• einfacher Austausch, der selbst durchgeführt werden kann.

Ein nennenswerter Nachteil von Thermoelementen ist die schwierige Reparatur des Geräts. Wenn der Thermoelementsensor defekt ist, ist es einfacher, ihn durch einen neuen zu ersetzen.

Um ein solches Gerät zu reparieren, müssen zwei verschiedene Metalle bei hoher Temperatur (etwa 1.300 ⁰C) geschweißt oder gelötet werden. Im Haushalt ist es äußerst schwierig, solche Bedingungen zu erreichen. Viel einfacher ist es, als Ersatz ein neues Kontrollmodul für den Gasherd zu kaufen.

Aufbau und Funktionsweise

Der Arbeitsweise eines Thermoelements liegt der thermoelektrische Seebeck-Effekt zugrunde. Demnach entsteht an den Enden von in Reihe geschalteten Leitern aus unterschiedlichen Metallen, vorausgesetzt, dass ihre Kontakte unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, eine Thermo-EMK (TEMK).

Das heißt, es müssen zwei unterschiedlich zusammengesetzte Leiter vorhanden sein, die starker Erhitzung standhalten können, sowie eine Hochtemperaturwärme (im vorliegenden Fall vom verbrennenden Erdgas) an ihrem Verbindungspunkt.

Bei den meisten Paaren ist die zwischen dem kalten und dem heißen Kontakt entstehende elektromotorische Kraft sehr gering und kaum nutzbar. Es gibt jedoch Metalle und Legierungen, deren Kombination bis zu 4–5 mV/100 ⁰C liefert. Und das ist bereits völlig ausreichend, um einen Elektromagneten zu steuern, der das eine oder andere Ventil regelt.

Die Thermo-EMK erreicht bei den meisten Varianten von Thermoelementen für Gasherde 15–30 mV, während zum Offenhalten des elektromagnetischen Ventils in der Regel 5–10 mV ausreichen.

Das Funktionsprinzip von in Gasherde eingebauten Thermoelementen ist denkbar einfach:

1. Gibt es eine Flamme – entsteht zwischen den Kontakten eine TEMK, das Ventil für die Gaszufuhr zum Brenner ist geöffnet.
2. Keine Flamme – die TEMK verschwindet, das Ventil schließt unter Federdruck und sperrt das Gas ab.

Ein Thermoelement besteht aus zwei thermostabilen Leitern mit einer Länge von bis zu eineinhalb Metern, die an einem Ende durch Löten oder Schweißen verbunden sind.

Genau diese Spitze befindet sich direkt in der Flamme und wird durch das brennende Gas erhitzt. Das andere Ende des Geräts besteht aus einem Kontaktpaar oder einem Stecker zum Anschluss an das elektromagnetische Ventil.

Varianten von Temperaturfühlern für Gas

Die Thermoelemente von Gasherden unterscheiden sich in der Legierung der Leiter und der Art des Anschlusses an das Ventil. Und das Wichtigste hierbei ist, dass jeder Hersteller von Gasgeräten seine eigenen Varianten von Elektromagneten mit unterschiedlichen Steckverbindungen verwendet.

In den meisten Fällen ist es nicht möglich, den Thermoelement-Sensor der Gasüberwachung von einem Herd auf einen anderen zu übertragen.

Das Thermoelement muss dem Modell des Gasherdes entsprechen; das Einbauen eines „fremden“ Kontrollgeräts ist aus Sicherheitsgründen verboten.

Für die Herstellung von Thermoelementen werden folgende Legierungen und Metalle verwendet:

• Konstantan + Chromel;
• Kupfer + Konstantan;
• Kupfer + Copel;
• Nisil + Nicrosil;
• Alumel + Chromel;
• Konstantan + Eisen;
• Chromel + Copel;
• Platinrhodium + Platin;
• Wolfram + Rhenium.

Die Genauigkeit des Geräts und sein Arbeitstemperaturbereich hängen von den verwendeten Legierungen ab. Zum Beispiel ist das Chromel-Alumel-Thermoelement für den Betrieb bei 0–1100 ⁰C ausgelegt, das Eisen-Konstantan-Thermoelement bei 0–700 ⁰C und das Platin-Platinrhodium-Thermoelement hält Temperaturen bis zu +1700 ⁰C stand.

In Haushaltsgasherden werden in der Regel Thermoelement-Sensoren aus Alumel und Chromel oder aus Konstantan und Eisen verwendet. Sie sind kostengünstig und für die Temperaturbedingungen eines Gasherdes gut geeignet.

Anleitung zur Reparatur der Gasüberwachung

Wenn das Gas am Herd ausgeht, kann das Problem nicht nur am Thermoelement liegen. Meistens ist es jedoch genau das.

Das Hauptanzeichen für Probleme mit der Gasüberwachung ist, dass die Flamme nach dem Anzünden des Brenners und dem Loslassen des Knopfes oder der Taste zum Öffnen des „blauen Brennstoffs“ sofort erlischt. Dies geschieht aufgrund der Schließung des Ventils, da die Thermo-EMK zum Offenhalten fehlt oder nicht ausreicht.

Die Ursachen für das Geräusch der Gasherdbrenner werden in dem Artikel ausführlich erläutert, dessen nützliche Informationen es wert sind, gelesen zu werden.

Bevor Sie ein neues Thermoelement kaufen, müssen Sie die Ursache für die schlechte Funktion des vorhandenen Geräts ermitteln – möglicherweise liegt das Problem an losen Kontakten am Ventil, dann müssen diese nur nachgezogen werden.

Eine Überprüfung, Reparatur und den Austausch des Thermoelements in einem Gasherd selbst durchzuführen, sollten Sie nur bei vollständiger Absperrung des Gases vornehmen. Zuerst muss das Ventil an der Gasflasche mit Gasgemisch oder an der Methanleitung geschlossen werden, bevor Sie mit irgendwelchen Arbeiten beginnen. Auch sollten Sie nicht vergessen, die Stromversorgung zu unterbrechen, falls das Gerät stromabhängige Komponenten enthält.

Die Spitze des Thermoelements befindet sich direkt in der Nähe des Brenners und der Gasflamme. Im Backofen finden Sie sie in der Nähe des Flammenverteilers im oberen Teil des Backofens. Diese Spitze sollte frei von Ruß, Mineralablagerungen und jeglichen Beschädigungen sein.

Wenn die Arbeitsspitze des Thermoelements mit Zunder bedeckt ist, muss dieser unbedingt mit Schmirgelpapier entfernt werden. Je mehr Ruß, desto weniger Wärme erreicht das Thermoelement, und desto weniger Thermospannung wird erzeugt. Die erhaltenen Millivolt reichen möglicherweise einfach nicht aus, um das Magnetventil zu öffnen.

Wie überprüft man vor dem Austausch?

Ein Thermoelement hat normalerweise eine Spitze zur Montage in der Nähe der Flamme. Es gibt aber auch Varianten mit zwei oder drei Temperaturfühler-Spitzen. Diese werden meist in Backöfen verwendet, jedoch hängt es vom jeweiligen Herdmodell ab.

Thermoelemente mit mehreren Arbeitsspitzen haben eine Besonderheit: Wenn nur eine davon nicht erhitzt ist oder defekt ist, bleibt das Magnetventil geschlossen. Daher müssen solche Thermoelementvorrichtungen besonders sorgfältig überprüft werden, um die Ursache von Problemen genau zu finden. Möglicherweise ist nur einer der Sensoren defekt.

Ein funktionierendes Thermoelement für einen Gasherd liefert beim Erhitzen über einer Kerze bereits nach 20–30 Sekunden eine Thermospannung von etwa 15–20 mV – wenn sie geringer ist, muss der Sensor ausgetauscht werden.

Ein weiterer Punkt: Die Leiter des Thermoelements auf dem Abschnitt bis zum Ventil müssen entweder gespannt oder locker im Gehäuse des Herdes sein. Dabei muss ihre Verbindung zum Magneten fest sein; ein locker sitzender Stecker ist hier nicht zulässig.

Die betreffenden Geräte werden in Längen von 40 bis 130 cm hergestellt. Bei der Auswahl des Thermoelements für die Gasüberwachung nach diesem Kriterium ist große Sorgfalt geboten. Einerseits darf der Draht der Leiter nicht übermäßig gespannt werden, andererseits sollte er nicht auf beheizten Oberflächen liegen oder lose herumbaumeln.

Wie tauscht man das Gerät aus?

Bevor man das defekte Thermoelement in einem Gasherd austauscht, sollte man das Gerät auf Folgendes überprüfen:

• Vorhandensein von Ruß an der Arbeitsspitze (falls vorhanden, muss er mit Schmirgelpapier entfernt werden);
• Fehlen eines Durchbrands dieser Spitze (in diesem Fall ist nur ein vollständiger Austausch möglich);
• Festigkeit der Verbindung der Kontakte des Thermoelements und des Ventils (falls nötig, nachziehen);
• Funktionstüchtigkeit des Thermoelements selbst mit Abgabe einer Thermospannung von mindestens 15 mV beim Erhitzen.

Das betreffende Gerät sollte nur dann ausgetauscht werden, wenn es definitiv defekt ist. In vielen Fällen kann man, um den Gasherd wieder zum Laufen zu bringen, mit der Reinigung der Spitze von Ruß und der Überprüfung der Kontakte auskommen.

Um das Thermoelement auszutauschen, muss man die Frontplatte des Gasherdes abnehmen und auch die obere Abdeckung mit den Kochstellen anheben.

Die Arbeitsspitze des Thermoelements ist mit einer Mutter in der Nähe der Kochstelle oder des Brenners fest fixiert. Wenn sie aufgrund von Verkrustungen nicht gelöst werden kann, sollte man nicht übermäßig auf den Schraubenschlüssel drücken. Dadurch könnte man nur die Halterung beschädigen. Es ist besser, zuerst ein Lösungsmittel zu verwenden.

Das andere Ende des Thermoelements wird mit einer Schraubverbindung oder zwei Klemmkontakten am Magnetventil befestigt. Das Abnehmen ist nicht kompliziert. Der neue Thermoelementfühler wird in gleicher Reihenfolge eingebaut – mit einem Ende wird er am Brenner befestigt, mit dem anderen am Magnetventil.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Wie Sie mit eigenen Händen das Thermoelement austauschen:

Funktionsprinzip der Gassteuerung im Kochfeld und im Backofen:

Aufbau des Thermoelements für Gasherde:

Ein Gasherd ohne ein einwandfrei funktionierendes Thermoelement ist eine Gefahrenquelle. Wenn die Gassteuerung ausfällt, können Sie den Fühler problemlos mit eigenen Händen austauschen. Der Ausbau des alten und der Einbau des neuen Steuergerätes sind nicht schwierig. Sie müssen lediglich ein Gerät kaufen, das zu Ihrem Herdmodell passt, und mit einem Gasschlüssel und einem Schraubendreher etwas arbeiten.

Wenn Sie Kommentare zum Thema oder Anmerkungen zu den obigen Informationen haben, schreiben Sie diese bitte in den folgenden Bereich. Wir und auch andere Leser sind sehr an Ihren Erfahrungen mit den Besonderheiten des selbst durchgeführten Thermoelementwechsels interessiert. Schreiben Sie, zögern Sie nicht.