Thermocouple pour chauffe-eau à gaz : conception et principe de fonctionnement + contrôle et remplacement par vos propres moyens

Les conceptions des chauffe-eau et chaudières à gaz modernes sont équipées de toute une série de capteurs différents. C'est un point évident, compte tenu du mode de fonctionnement entièrement automatique de ces équipements. À l'aide de capteurs, différents paramètres de fonctionnement du système sont analysés, et le résultat final est un réglage correct de l'équipement à gaz sur le mode de fonctionnement approprié.

L'un des capteurs technologiques importants est le thermocouple pour chauffe-eau à gaz, qui contrôle les variations de la température de fonctionnement. Dans cet article, nous parlerons de la structure et du principe de fonctionnement du thermocouple, des méthodes de vérification de son bon fonctionnement. Nous examinerons également comment remplacer cet élément par vous-même.

Structure et fonction du thermocouple

Les éléments capteurs qui constituent structurellement un thermocouple ont trouvé une large application non seulement dans les appareils domestiques, mais aussi dans les équipements industriels. En substance, le thermocouple doit être considéré comme un convertisseur thermoélectrique.

En règle générale, un tel convertisseur est utilisé pour mesurer la température ambiante. En particulier, si l'on étudie le fonctionnement du thermocouple dans la structure d'une chaudière à gaz, on peut noter que grâce à ce capteur, le contrôle (mesure) de la température de la flamme du brûleur à gaz est effectué.

Voici à quoi ressemble extérieurement un thermocouple, mais pas pour toutes les conceptions de chauffe-eau à gaz. Certains modèles d'équipements peuvent être équipés de capteurs de configuration différente.

Caractéristiques de conception du thermocouple

La conception du thermocouple n'est pas particulièrement complexe, mais d'un point de vue technologique, la fabrication de cet élément nécessite une grande précision et le respect des caractéristiques des composants utilisés.

En fait, les principaux composants du capteur sont deux éléments métalliques aux propriétés physiques différentes.

Ces éléments (fils) sont soudés aux extrémités d'un côté, tandis que les extrémités de l'autre côté restent libres — elles sont utilisées pour la connexion au convertisseur de force thermoélectromotrice et la transmission de la différence de potentiel.

Schéma d'un thermocouple classique : 1 – point de soudure (en fait l'élément de contrôle) ; 2 – métal avec une valeur de force électromotrice ; 3 – métal avec une autre valeur de force électromotrice ; 4 – voltmètre permettant de lire les mesures en millivolts lors du chauffage du capteur

Principe de fonctionnement et fonction du capteur

L'effet thermoélectrique (autrement dit l'effet Seebeck) détermine le principe de fonctionnement du dispositif en question. Les conducteurs fabriqués à partir de métaux différents, connectés en un point, créent une différence de potentiel, étant donné que différents métaux ont un coefficient de force thermoélectrique différent.

En ce qui concerne le chauffe-eau à gaz, le fonctionnement du thermocouple assure le contrôle de la combustion et la protection contre une éventuelle accumulation de gaz. Lorsque le brûleur de la chaudière à gaz ou du chauffe-eau fonctionne en mode actif (émet une flamme), le thermocouple placé dans la zone de la flamme génère un courant électrique sous l'effet de la chaleur. L'intensité du courant est suffisante pour commander l'ouverture et le maintien de la vanne de gaz.

Schéma de type classique pour les chauffe-eau à gaz, montrant clairement le fonctionnement de l'équipement : 1 – capteur de flamme/thermocouple ; 2 – relais de protection thermique ; 3 – mécanisme de la vanne électromagnétique

Si la température de chauffage chute brusquement (flamme du brûleur éteinte), l'intensité du courant généré diminue également, ce qui entraîne la fermeture de la vanne de gaz. Par conséquent, l'alimentation en gaz du système est bloquée, assurant ainsi un fonctionnement sûr de l'équipement.

Si la vanne gaz de votre chauffe-eau ne fonctionne pas, nous vous recommandons de consulter les méthodes de vérification et de réparation.

Vérification du thermocouple d'un chauffe-eau à gaz domestique

Une utilisation prolongée du chauffe-eau à gaz domestique peut tout à fait entraîner une défaillance du thermocouple. Dans ce cas, il est nécessaire de vérifier le fonctionnement du système et, par conséquent, de vérifier directement le capteur de contrôle.

Bien entendu, tous les propriétaires d'équipements à gaz ne sont pas en mesure d'effectuer ce type de travail. De plus, du point de vue de la sécurité, la meilleure solution est de faire appel à une compagnie de gaz pour résoudre ce problème.

Cependant, les situations peuvent être variées, y compris l'impossibilité de contacter des spécialistes pour certaines raisons. Dans ce cas, il ne reste qu'une seule solution : essayer d'effectuer le travail soi-même.

L'image montre l'une des configurations du thermocouple installé à vérifier : 1 – la zone chaude du capteur, la plus souvent sujette à la détérioration ; 2 – l'écrou de fixation à dévisser pour le démontage ; Un écrou similaire peut être utilisé à l'autre extrémité du thermocouple.

Dans cette version des événements, un utilisateur novice dans les affaires de gaz s'intéresse à la manière de vérifier le thermocouple sur une chaudière à gaz à l'aide d'un testeur, un appareil courant de diagnostic électrique et électronique. Essayons d'éclaircir ce point technique afin de faciliter la tâche.

Étape #1 — préparation au test avec un multimètre

Pour commencer, rappelons que le testeur est un appareil de mesure — analogique ou numérique — avec lequel il est possible de mesurer :

• la résistance ;
• la tension (alternative et continue) ;
• l'intensité du courant (alternatif, continu).

Les valeurs mesurées mentionnées sont en quelque sorte les principales. De plus, les testeurs modernes peuvent vérifier toute une série d'autres paramètres, comme l'inductance ou la capacité.

Mais compte tenu du principe de fonctionnement du thermocouple d'une chaudière à gaz domestique, le mode de mesure de la tension dans la plage des millivolts est tout à fait suffisant.

Procédure de test du thermocouple à l'aide d'un appareil de mesure et d'un simple élément chauffant — une bougie en paraffine. Comme le montrent les relevés du testeur (25 mV), le capteur de contrôle de flamme du brûleur à gaz est fonctionnel.

Outre l'appareil de mesure (testeur), le technicien aura besoin d'un autre outil assez simple : une source de chaleur. Il est préférable que cette source puisse émettre une flamme nue. Par conséquent, l'option optimale ici est d'utiliser une bougie en paraffine ordinaire.

Étape #2 — inspection visuelle pour détecter les défauts

La procédure de test du capteur de contrôle de flamme elle-même est simple. Cependant, avant de procéder au test à chaud, il est recommandé d'examiner attentivement le thermocouple visuellement de l'extérieur.

Lors de l'inspection de la zone de soudure et de la tige descendante, aucun défaut physique du métal ne doit être visible en surface, y compris les zones de brûlure.

Étape #3 — test du bon fonctionnement du capteur

Après avoir terminé l'inspection visuelle, on peut procéder directement à la vérification à chaud. Pour cela, la zone de soudure et la partie descendante de la tige du thermocouple de la chaudière à gaz sont placées au-dessus de la mèche de la bougie.

Ensuite, l'appareil de mesure (testeur) est connecté aux extrémités terminales du thermocouple, puis la bougie est allumée. Le potentiel généré est observé sur l'échelle de travail de l'appareil de mesure.

En substance, pour vérifier le fonctionnement du capteur, il est permis d'utiliser toute source de chaleur appropriée, par exemple un briquet domestique. Cependant, selon la puissance de la source chauffante, les lectures sur le testeur peuvent être inférieures à la normale ou, au contraire, supérieures à la normale.

L'absence de toute indication de potentiel électrique témoigne clairement d'un dysfonctionnement du capteur. En cas de défauts partiels, l'appareil de mesure peut afficher des valeurs chaotiques (instables) de quelques millivolts. Si le capteur de la colonne de gaz est en bon état, l'appareil enregistre généralement une valeur stable de plusieurs dizaines de millivolts (20-30 mV).

De plus, à mesure que le corps du thermocouple est chauffé par la flamme de la bougie, les relevés sur le cadran de l'appareil augmentent légèrement. Si la flamme de la bougie est éteinte, les relevés du testeur chutent vers zéro à mesure que le corps de la tige et la zone de soudure refroidissent. Voilà, c'est tout. Dans ce cas, le thermocouple, étant tout à fait fonctionnel, peut être remis en place en toute confiance.

Comment remplacer le capteur de température ?

La plupart des options de réparation (remplacement) du thermocouple d'une colonne de gaz domestique nécessitent le démontage de cet élément de la structure de l'équipement. Par conséquent, l'artisan potentiel doit savoir comment retirer et installer le capteur. Voyons comment se déroule le remplacement du thermocouple dans une chaudière à gaz et ce qui est nécessaire pour cela.

La trousse à outils est assez simple. En général, une ou deux clés à fourche de taille 14 (ou 15) sont nécessaires.

Il est à noter que selon le modèle spécifique de la chaudière, la taille des écrous de fixation peut varier, tout comme la conception du thermocouple. Sur certains modèles, le thermocouple est fixé par des vis.

Démontage du capteur de contrôle sur la colonne de gaz pour un test de fonctionnement ultérieur. Selon le modèle de la chaudière, les options de fixation du capteur peuvent différer.

Ainsi, l'artisan doit libérer le capteur des vis de fixation, après quoi la structure est retirée et peut être réparée ou remplacée par une neuve. Le montage du nouvel élément s'effectue dans l'ordre inverse.

Vous avez des problèmes avec le thermocouple de votre chauffe-eau à gaz ? Dans ce cas, nous vous recommandons de consulter le guide de réparation et de remplacement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo ci-dessous montre le processus de test du thermocouple installé sur l'un des modèles de chaudières à gaz.

La vidéo explique en détail comment retirer, vérifier et remplacer un composant important de la colonne de gaz, sans lequel l'équipement ne reste pratiquement opérationnel qu'en mode non contrôlé, ce qui est extrêmement dangereux pour l'utilisateur final :

Le remplacement du capteur par soi-même est possible. Cependant, pour cela, l'artisan amateur doit posséder des compétences en mécanique et savoir utiliser des instruments de mesure :

Grâce au thermocouple, le processus d'allumage et de chauffage est automatisé, ce qui augmente le niveau de sécurité d'utilisation du chauffe-eau gaz et de la chaudière. Le matériel examiné permet non seulement d'évaluer pleinement l'importance technologique du thermocouple dans la conception des équipements utilisant le gaz et de comprendre les subtilités structurelles des chaudières domestiques, mais aussi, si nécessaire, d'effectuer soi-même la réparation de l'appareil. Il est important de se rappeler les règles de sécurité, et si vous avez des doutes sur vos propres capacités, il est préférable de faire appel à des professionnels.

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