Letzte Aktualisierung am 20. Juni 2022 von Mika Lehmann
Der Piezozünder ist aus dem Alltag heutzutage nicht mehr wegzudenken. Denn gerade bei Heizungen stellt dieser Zünder ein grundlegendes Element dar, ohne das ein Heizen unmöglich wäre. Doch nicht nur Heizungen, sondern auch Feuerzeuge, Gasgrills, Heizpilze oder Gasherde machen sich diesen Zünder zum Nutzen. Denn grundlegend handelt es sich bei diesem Bauteil um einen Zünder, der für das Entfachen von Flammen zuständig ist.
Wie funktioniert ein Piezozünder und wie ist dieser grundsätzlich aufgebaut?
Ein Piezozünder besteht grundsätzlich aus einer Feder, einem Druckknopf, einem Stößel und einem Piezoelement. Um aus diesen Bauteilen einen Zünder herstellen zu können, waren die Versuche mit Turmkristallen von den Brüdern Jacques und Pierre Curie aus dem Jahre 1980 bahnbrechend. Denn diese haben im Zuge ihrer Versuche festgestellt, dass infolge einer mechanischen Verformung elektrische Ladungen auf der Oberfläche der Turmkristalle entstehen. Wie viel elektrische Ladung hierbei entsteht, ist proportional von der jeweils aufgewandten Kraft abhängig. Dieses Wirkungsprinzip wurde unter dem Begriff des Piezoeffekts bekannt und stellt den grundlegenden Mechanismus des Piezoelementes dar.
Beim Piezoelement handelt es sich dabei um ein Bauteil, das aus Kristallen oder piezoelektrischen Keramiken, wie beispielsweise Blei-Magnesium-Niobate oder Blei-Zirkonat-Titanat, besteht. Auf diesen piezoelektrischen Materialien werden dann Elektroden angebracht. Folglich ist das Piezoelement in der Lage, durch eine mechanische Krafteinwirkung eine elektrische Spannung, die sogenannte piezoelektrische Spannung, zu produzieren. Dieser Vorgang entspricht dem Wirkungsprinzip des Piezoeffekts.
Diese Erkenntnisse und Bauteile stellen die Grundlage für einen funktionsfähigen Piezozünder dar, der in seiner Ausgangssituation mit einer gespannten Feder ausgestattet ist. Wird nun der Druckknopf des Zündelementes getätigt, entspannt sich die Feder blitzartig. Nun kommt der Stößel ins Spiel, wobei es sich um ein zylinderförmiges Bauteil handelt, das für die Weiterleitung von stoßartigen Bewegungen verantwortlich ist. Demnach schlägt der Stößel, infolge der schnellen Entspannung der Feder, mit großer Wucht auf das Piezoelement ein. Infolge dieses starken Impulses werden Energien frei, die für eine Verschiebung der Elektronen, eine sogenannte Polarisation, sorgen. Folglich entsteht ein elektrisches Feld, wobei am Ende des Piezoelements ein Elektronenüberschuss vorherrscht. Am anderen Ende des Elements entsteht hingegen ein Elektronenmangel, was zu einer Verformung der Elementoberfläche führt. Dadurch können Spannungen von bis zu 15-Kilo-Volt erzeugt werden. Diese Spannung trägt unter Zugabe von Gas zum Entfachen der Flamme bei.
Nachfolgend sind die grundlegenden Bauteile des Piezozünders nochmals mit ihren wichtigsten Funktionen aufgeführt:
| Bauteil | Funktion |
|---|---|
| Feder | ist in ihrer Ausgangssituation gespannt |
| Druckknopf | sorgt bei seiner Betätigung für eine blitzartige Entspannung der Feder |
| Stößel | überträgt Impuls von Feder an Piezoelement |
| Piezoelement | erzeugt elektrische Spannung, die bei Gaszugabe für die Entfachung der Flamme sorgt |
Auf Grundlage dieser Funktionsweise ist der Piezozünder ein Bauelement, das heutzutage vor allem bei Gasheizgeräten zum Einsatz kommt. In Anbetracht von Gasgrills werden meist batteriebetriebene Modelle des Zünders verbaut. Diese sind an ihrem roten Druckknopf erkennbar und sorgen dafür, dass der Zündfunke in den Brennraum überspringt. Seinen größten Einsatz erfährt der Piezozünder jedoch bei Gasheizungen.
Wie funktioniert ein Piezozünder bei Heizungen und wie ist dieser aufgebaut?
Aktuell werden in vielen Haushalten Gasthermen oder Gasbrennwertthermen als Heizung oder auch zur Warmwasserbereitung verwendet. Dabei ist bei den modernen Geräten ein Piezozünder verbaut, der auf Grundlage seiner beschriebenen Funktionsweise bei Gasaustritt für das Entfachen der Flamme sorgt. Das zentrale Piezoelement besteht hierbei nicht aus Kristallen, sondern aus besonderen Keramiken, wobei vor allem PZT-Keramiken – wie beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat – angewandt werden. Diese sorgen dafür, dass der Zündfunke zum Brenner überspringen kann.
Genauer betrachtet funktioniert ein Heizsystem mit Gasthermen dabei so, dass beim Aufdrehen des Wasserhahns oder der Heizung Wasser durch die Gastherme fließt. Folglich öffnet sich ein Gasventil, was die Piezozündung elektrisch auslöst und demnach zur Entzündung der Flamme beiträgt. Die entstehende Hitze der Flamme wird dann durch einen Wärmetauscher an das Wasser übertragen, welches somit erhitzt wird. Wird die Heizung oder der Wasserhahn wieder zugedreht, schließt sich das Ventil wieder von selbst.
Demnach entzündet ein Piezozünder die Flamme zur Wassererwärmung nur dann, wenn durch das geöffnete Ventil Gas ausströmen kann. Dies bietet den Vorteil, dass die Flamme nur dann brennt, wenn diese auch wirklich benötigt wird. Folglich wird durch einen Piezozünder der Gasverbrauch auf das Notwendigste reduziert, was zur Senkung der Energiekosten beiträgt.
Woran kann ein Defekt des Piezozünders erkannt werden?
Einen defekten Piezozünder erkennen Sie meist daran, dass die Entzündung des Gases ausbleibt. Um in diesem Fall jedoch sicherzugehen, dass es sich wirklich um einen Defekt des Zünders handelt, sollte ein Ausschlussverfahren durchlaufen werden. Dieses besteht aus den nachfolgenden vier Schritten:
- Überprüfung und Sicherstellung der Gaszufuhr
- Kontrolle der Stromleitung zum Zünder
- Überprüfung des Zündkontaktes auf Sauberkeit
- Trockenlegen des Zündkontaktes
Diese vier Schritte sollten nacheinander abgearbeitet werden.
Daher sollte in einem ersten Schritt die Gaszufuhr überprüft und sichergestellt werden. Hierfür bietet sich ein Stabfeuerzeug als Ersatzzünder an. Dieses muss dann an die Stelle gehalten werden, an der normalerweise der Funken durch den Zünder erzeugt wird. Findet dabei keine Entzündung statt, ist die Gaszufuhr gestört.
Darüber hinaus sollte die Stromleitung zum Zünder kontrolliert werden. Dies ist besonders bei elektrisch ausgelösten Zündern ein wichtiger Schritt. Denn an dieser Stelle findet sich die Ursache für einen Defekt oftmals in der Stromversorgung. Ist ein Kabel geknickt oder gebrochen, kann die benötigte Stromversorgung nicht mehr sichergestellt werden. Auch korrodierte und abgelöste Anschlussstellen sowie Lötstellen sollten im Zuge dessen überprüft werden. Denn auch diese können für eine Unterbrechung der Stromzufuhr verantwortlich sein.
Außerdem sollte der Zündkontakt auf Sauberkeit überprüft werden. Denn Zündschalter verschmutzen mit der Zeit oftmals durch Staub, Kalk oder tote Insekten. Diese verhindern wiederum, dass der Funken in die Brennkammer überspringen kann, wodurch eine Entfachung der Flamme nicht möglich ist. Ein simples Freipusten oder Abwischen dieser Verschmutzungen reicht in den meisten Fällen hierbei aus, um den Zünder wieder ordnungsgemäß betreiben zu können. Sollte es sich jedoch um äußerst hartnäckigen Schmutz handeln, können gepresste Reinigungsluft, Nagelfeilen oder brennfreie Reinigungsmittel Abhilfe schaffen.
Eine weitere Möglichkeit zur Überprüfung eines defekten Zünders stellt das Trockenlegen der Zündkontakte dar. Dies ist vor allem bei Piezozündungen von Bedeutung, die an der freien Luft angewandt werden, wie es beispielsweise bei Heizpilzen oder Gasgrills der Fall ist. Hierbei können die Kontakte durch Umwelteinflüsse aus der Umgebung feucht werden. Ein Austrocknen der entsprechenden Stelle mithilfe eines Föhns kann hierbei weiterhelfen.
Sollten diese vier Schritte nicht zur Funktionsfähigkeit des Zünders führen, liegt tatsächlich ein Defekt vor. Denn auch bei Piezozündungen ist eine Materialermüdung am Keramik nicht auszuschließen.
Was tun, wenn ein Piezozünder defekt ist?
Im Falle eines defekten Zünders sollten Sie eine Fachkraft zur Hilfe rufen. Denn auch wenn der Zündvorgang und somit dessen Ersatz auf den ersten Blick simpel erscheinen, kommt der Sicherheit hierbei eine große Bedeutung zu. Sind Sie sich daher nicht hundertprozentig sicher, sollten Sie bereits zur Säuberung und spätestens zur Reparatur eine Fachkraft zur Hilfe rufen. Dies ist besonders bei defekten Heizflammenzündern in Brennern von großer Bedeutung. Denn hier sind die Fachkenntnisse von einer Heizungsfachkraft für einen professionellen Austausch besonders wichtig.
Neben der Sicherheitsgewährleistung kann diese auch auf das passende Zubehör des jeweiligen Herstellers zugreifen und somit die richtigen Ersatzteile verwenden. Eine Beauftragung einer Fachkraft stellt zudem auch aus versicherungs- und garantietechnischen Gründen eine wichtige Bedeutung dar.
