4 Fragen zum Einsatz von Differenzdrucksensoren in HVAC-Systemen

Patrick Niedenführ
Patrick Niedenführ, Mai 2018

Die Messung von Strömungsdaten in HVAC-Systemen (Heating, Ventilation, Airconditioning, Cooling) stellt in der Praxis hohe Anforderungen an die verwendete Messtechnologie. Sensoren sind neben Temperaturschwankungen vor allem auch einer Menge Staub ausgesetzt.

Herkömmliche Differenzdrucksensoren versagen im Langzeiteinsatz oft aufgrund von Verstopfungen. Mit der Verwendung von Mikro-Strömungskanälen lässt sich dieses Risiko fast vollständig beseitigen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie die LMI-Serie von First Sensors in sämtlichen Anwendungsbereichen das Höchstmaß an Präzision und Langlebigkeit gewährleistet.

Wesentliche Anforderungen an Niedrigst-Differenzdrucksensoren

Die wichtigsten Fragestellungen auf einen Blick:

  • Welche Aspekte sind relevant bei der Verwendung von Sensoren in HVAC-Systemen.
  • Auf welche Weise meistert die Mikroströmungstechnologie von First Sensor diese Anforderungen?
  • Worin liegen die Unterschiede zwischen einem Mikroströmungskanal und konventionellen Lösungen?
  • Wie verbessern Sie die Langzeitstabilität?

Mehr zu den Anforderungen von Differenzdrucksensoren in der Klimatechnik lesen Sie im Blogbeitrag "Welche Anforderungen müssen Drucksensoren in der Klimatechnik erfüllen?".

Volumetrische Strömungsmessung als Anwendungsfall in der Klimatechnik

Differenzdrucksensoren messen den Druckabfall von Strömungselementen wie beispielsweise einer Blende oder einem Messkreuz, um so den Volumenstrom zu ermitteln. Der Sensor befindet sich in einem Bypass zur Hauptströmung.

 

In variablen Volumenstromreglern (VAV-Reglern) dient die Druckmessung dazu, die Position der Luftklappe innerhalb eines geschlossenen Kontrollkreises zu steuern und so die Belüftung nach Bedarf zu regeln.

 

Weitere HVAC-Anwendungen:

  • Filter-Überwachung
  • Überwachung des Luftdrucks im Innenraum
  • Intelligente Messgeräte
  • Brenner-Kontrolle
  • Sicherheitssysteme

Aus folgenden Gründen benötigen HVAC-Systeme oft hochsensible Drucksensoren:

1. Nur Sensoren, die das Prinzip des thermischen Massenstroms nutzen sind empfindlich genug, um Werte im Pascal-Bereich zu ermitteln.

 

2. Eine leichte Installation, keine Interferenzen mit dem Hauptstrom und eine kompakte Größe sind absolute Grundbedingungen.

Sensoren sind mit Staubpartikeln kontaminierter Luft ausgesetzt. Das kann zur Folge haben, dass …

  • sich Staubpartikel im inneren Strömungskanal des Sensors ablagern.
  • die pneumatische Impedanz des Sensors steigt.
  • das Ausgangssignal des Sensors abnimmt.
  • die Empfindlichkeit des Sensors gestört wird.
  • die Kalibrierung verloren geht
  • die Staubpartikel den internen Strömungskanal des Sensors blockieren und so zum Totalausfall führen.

Dank fortschrittlichster Mikro-Strömungstechnologie zu hervorragender Staub-Immunität

Mikro-Luftströme werden durch den Strömungskanal des Sensors geleitet und die Geschwindigkeit der einströmenden Luft wird so gesenkt. Als Folge kann sich Staub ablagern, bevor er den Eingang des Sensors erreicht. Das Ziel besteht in mikroskopisch kleinen Strömungskanälen im Sensor im µ-Bereich.

Konventionelle Technologie vs. Mikro-Strömungskanäle

Bei beiden Methoden erfolgt die Messung in einem separaten Bypass-Kanal. Beim LMI-Sensor ist dies ein Mikroströmungskanal im Sensorchip, bei herkömmlichen Lösungen lediglich ein wesentlich größerer Kanal im Kunststoffgehäuse.

 

Der Luftstrom wird bei konventionellen Messsystemen parallel am Sensorchip vorbeigeführt. Das birgt ein gewisses Risiko Partikelablagerungen auf dem Sensor und Falschmessungen.

 

Beim LMI-Sensor führt der Mikro-Strömungskanal direkt durch den Silizium-Sensorchip. Das Risiko einer Partikelablagerung wird nahezu eliminiert.

Volumenstrommessung im HVAC-System

LMI-Sensoren im Staub-Test

Für den Test wurde „Standard“-Staub verwendet, ASHREA Teststaub #2. Die Testbedingungen entsprachen denen realer KLM-Anwendungen. In einem geschlossenen Kreislauf wurde stark staubige Luft durch ein Röhrensystem geleitet. Die Versuche wurden mit verschiedenen Drucken bei Standard-Luftgeschwindigkeiten durchgeführt. Um die besonderen Anforderungen angemessen zu testen wurde eine sehr hohe Staubkonzentration eingesetzt, die einer jahrelangen Belastung unter schlimmsten Bedingungen entsprach.

LMI-Sensoren eignen sich für ein weites Anwendungsfeld

LMI-Sensoren sind in ihrer platzsparenden Bauweise ungeschlagen. Die Höhe beträgt inklusive der Ein- und Ausgänge ganze 9 mm. Die Bauweise berücksichtigt ebenfalls eine hohe Kompatibilität zu Halterungen und Anwendungen aller Art. Bei Bedarf können auch komplette Module entwickelt und hergestellt werden.

 

Je nach Anforderung können sämtliche Parameter angepasst werden, um immer die höchstmögliche Genauigkeit zu gewährleisten. Wir führen für Sie auch gerne Testreihen durch und berücksichtigen Ihre speziellen Anforderungen.

Die Vorteile staubsicherer Sensor-Technologie

  • LMI-Sensoren erzielen eine um das 1.000-fache höhere Staub-Toleranz als vergleichbare Sensoren.
  • LMI-Sensoren arbeiten über lange Zeiträume signifikant genauer und erhöhen so die Zuverlässigkeit des gesamten HVAC-Systems dauerhaft
  • LMI-Sensoren müssen daher deutlich seltener ausgetauscht werden als andere Produkte.
  • Dadurch fallen erheblich niedrigere Inspektions- Wartungs- und Reparaturkosten an.

Webinar zur Anwendung von Differenzdrucksensoren in HVAC-Systemen 

LMI-Sensoren arbeiten auch unter sehr staubigen Bedingungen über lange Zeiträume konstant präzise und sind ausgesprochen wartungsarm. Erfahren Sie im Webinar, wie sich die LMI-Serie von First Sensor im Test bewährt hat.

 

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