Platin-RTD-Temperatursensoren in HVAC-Anwendungen und der Gebäudeautomatisierung

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HVAC und intelligente Gebäudetechnik für Wohnkomfort

Die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HVAC) wird für Wohn- und Geschäftsgebäude immer wichtiger, da der Wohnkomfort direkt mit Raumtemperatur, Luftfeuchte und Luftqualität verbunden ist. Gebäudeautomatisierung und intelligente Gebäudetechnologien hängen dabei unmittelbar von präzisen Messwerten ab. Vor allem der Gesamtenergieverbrauch, der CO2-Fußabdruck und die Betriebskosten von Einfamilienhäusern, Gewerbe- und Industriegebäuden werden maßgeblich von der Qualität der HVAC-Installation und ihrer Integration in das Sensornetz bestimmt.

Temperatursensoren sind für HVAC-Anwendungen von entscheidender Bedeutung

Temperatursensoren spielen eine wichtige Rolle für HVAC-Anwendungen, denn sie werden nicht nur zur Kontrolle der Raumtemperaturen benötigt, sondern auch zur Messung und Kontrolle der Temperatur in installierten Rohrleitungen und Kanälen, die Gebäude mit Warmwasser oder kalter Luft versorgen. Sensoren helfen auch bei der genauen Messung des Energieverbrauchs im Haushalt über Wärmemengen- oder Kältemengenzähler.

Einige HVAC-Anwendungen arbeiten im Bereich von Umgebungstemperaturen und etwas darüber, wie z.B. Thermostate, intelligente Ventile, Regler und Steuereinheiten für Raumtemperaturen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche komplexe Geräte und Anlagen wie Heizöfen, Wärmepumpen, Kältemaschinen, Kühltürme, Klimaanlagen usw., welche mit Temperatursensoren überwacht und gesteuert werden.

Sensortechnologien im HVAC Bereich

Für Anwendungen im HVAC Bereich werden verschiedene Sensortechnologien verwendet. Üblich sind Widerstandstemperaturfühler (RTDs) und NTC-Thermistoren (negative temperature coefficient).

Platin-RTDs und der Einfluss des Sensordesigns

Platin-Temperatursensoren (Pt-RTDs) haben ein besseres Driftverhalten, eine höhere Langzeitstabilität, eine bessere Signal-Reproduzierbarkeit und eine höhere Temperaturbeständigkeit. Typische RTDs, die im HVAC-Bereich verwendet werden, haben Widerstandswerte von 500 Ohm (Pt500) und 1000 Ohm (PT1000). Sie möchten mehr über diese Sensortechnologien erfahren? Wir beraten Sie gerne. Kontaktieren Sie uns.

Das Sensorelement und die spezifische Konstruktion des Fühlers beeinflussen die Eigenschaften der Temperaturmessung. Für viele HVAC-Anwendungen werden zum Schutz des Pt-Chips Fühlergehäuse aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Herstellung eines präzisen Kanal- oder Tauchsensors beginnt dabei mit einem verdrahteten RTD-Sensorelement (z. B. Heraeus Nexensos M-Typ) .

Vormontierte Pt-RTDs auf PCB-Trägern

Heraeus Nexensos liefert Pt-RTD-Elemente, welche bereits auf kleinen PCB-Trägern vormontiert sind. Das Design wurde für hochpräzise Temperaturmessungen sowie eine einfache Montage in Fühlerröhrchen entwickelt und unterstützt so effiziente Produktionsprozesse. Durch seine Eigenschaften ist der Sensor eine hervorragende Lösung für Wärme- und Kältemengenzähler und andere HVAC-Anwendungen.

Die RTDs im Standard-SMD-Format werden typischerweise in Temperatursensoren auf Platinen, in Wandthermostaten oder zur Temperaturkompensation anderer Sensoren (z. B. von Gassensoren) verwendet.

Heraeus Nexensos bietet beide Produkttypen im Standardportfolio an.

Vorteile von Platin-RTDs: Hohe Genauigkeit, standardisiertes lineares Signal, Langzeitstabilität, geringe Abweichung - helfen Kosten in der Wertschöpfungskette zu sparen

Pt-RTDs bieten eine hohe Genauigkeit, einen geringen Langzeitdrift und ein standardisiertes lineares Signal. Die hohe Messwiederholbarkeit und die präzise Temperaturkontrolle tragen zur Vermeidung von Gesamtfehlern in komplexen und verbundenen Sensornetzen bei. Durch die ausgezeichnete Langzeitstabilität und die Austauschbarkeit von Pt-RTDs werden die Kosten für Wartung und Neukalibrierung reduziert.

Die lineare Signalcharakteristik vereinfacht das Design von Ausleseelektroniken und verringert deren Komplexität. Darüber hinaus unterstützt sie die Standardisierung und ermöglicht auch nach vielen Jahren der Nutzung einen einfachen Austausch des Sensors.

Pt-RTDs - Genaue und zuverlässige Temperaturmessungen in HVAC-Geräten und Smart Home Steuerungen

Pt-RTDs werden beispielsweise in Öfen, Gasbrennern und Wärmepumpen eingesetzt und ermöglichen genaue Messungen und Regelungen. Der große Temperaturmessbereich von Pt-RTDs unterstützt auch anspruchsvollste Anwendungen unter extremen Bedingungen. Dampf- und Heißdampfsysteme sind auf die hohen Einsatztemperaturbereiche von Pt-RTDs angewiesen, um eine zuverlässige Temperaturüberwachung zu gewährleisten. Auch Holzpelletöfen arbeiten mit sehr hohen Temperaturen, um Abgas- und CO2-Emissionen zu reduzieren. Pt-RTDs garantieren einen sicheren Betrieb bei Temperaturen von bis zu 800°C und darüber hinaus und unterstützen eine optimierte Verbrennung.

Pt-RTDs bieten zudem eine genaue und zuverlässige Temperaturmessung für HVAC-Anwendungen mit niedrigeren Betriebstemperaturen, wie z. B. hochwertige Kälteanlagen oder industrielle Kühltürme.

Eine präzise Temperaturüberwachung und -regelung ist in intelligenten Gebäuden unerlässlich. Bei den Sensoren und Steuerungen kann es sich dabei um eigenständige Geräte zur Überwachung von Raumluft und Temperatur handeln oder sie sind Teile von komplexeren Anlagen und Installationen, welche in die vernetzte Gebäudetechnik integriert sind. Der Trend zu intelligenten Gebäuden erhöht dabei den Bedarf von Sensoren und erfordert die Integration von Geräten und Anlagen in Sensornetzwerke. Pt-RTDs tragen dazu bei, dass diese Netze zuverlässiger, präziser und wartungsfreundlicher sind.

Platin-PCB-Sensoren in der Wärmemengenmessung mit höchsten Genauigkeitsansprüchen

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Wärme- und Kältemengenzähler haben streng geregelte Anforderungen an Genauigkeit und Lebensdauer. Platin-Elemente bieten die hohe Genauigkeit und Langzeitstabilität, welche für die Erfüllung der Standards und Regulierungen dieser Anwendung erforderlich sind. Wärmemengenzähler verwenden Sensorfühler, die in den Zu- und Abflussleitungen der Wohneinheit installiert werden. Anhand des Durchflusses und der Temperaturdifferenz kann der Energieverbrauch für die Beheizung einer Gebäudeeinheit sehr genau berechnet werden. In den Temperaturfühlern dieser Anwendung werden in der Regel Platin-Sensoren verwendet, die auf einer Leiterplatte (PCB) montiert sind. Das Leiterplattendesign vereinfacht den Prozess der Fühlermontage und bietet eine thermische Entkopplung des Sensors von den Anschlussdrähten, welches die Genauigkeit des Messsystems erhöht. Weitere Einzelheiten über PCBs in der Wärmemessung finden Sie hier.

Pt-RTDs - Hohe Leistung, lange Sensorlebensdauer und reduzierte Wartungsaufwendungen zu vertretbaren Kosten

Leistung und Kosten eines Temperaturmesselements sollten immer sorgfältig im Zusammenhang mit dem Gesamtsystem und den Messanforderungen betrachtet werden. Ein Pt-Element erreicht die höchste Leistung, wenn es für die Anwendungsumgebung geeignet geschützt bzw. gehaust und mit kompatibler Signalverarbeitungselektronik gepaart ist.

Die Gesamtkosten der Anlagen und Installationen sind meist der treibende Faktor für die Entscheidungsfindung, so dass vielfach Anforderungen zur Kostensenkung der Lieferkette bis auf die Komponentenebene heruntergebrochen werden.

Dabei werden die Lebensdauer und Redundanz der Pt-Sensoren, der einfache und kostengünstige Austausch, sowie die Gesamtgenauigkeit der Sensornetze, die durch Pt-Sensoren beeinflusst werden kann, nur selten berücksichtigt. Pt-RTDs erhöhen die Zuverlässigkeit von Sensoren und ermöglichen einen einfachen Austausch ohne Neukalibrierung. Dies trägt zur Verringerung von Wartungskosten und Ausfallzeiten in Produktionsprozessen bei und erhöht die Zuverlässigkeit von teuren Anlagen oder Gebäudeautomationssystemen.

Ebenso unterstützen Pt-RTDs genaue und präzise Sensornetzwerke und folglich eine bessere Kontrolle der Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung. Letztendlich kann dies zu Gesamteinsparungen für Anwender und Gebäudebetreiber beitragen.

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