Temperaturmessköpfe

Messköpfe zur Temperaturmessung werden seit Jahrzehnten bei der Prüfung von Komponenten der Heiz- und Raumlufttechnik verwendet. Ziel ist stets die korrekte kalorische Temperatur des strömenden Mediums (zumeist Wasser) im Vor- und Rücklauf der zu prüfenden Komponenten zu messen.
In Kombination mit dem gemessenen Massenstrom sowie Stoffgrößen wird damit die Leistung des Prüflings berechnet.

An der Prüfstelle HLK Stuttgart gibt es seit Beginn der Prüfaktivitäten eine große Erfahrung im Aufbau (Konstruktion) dieser Messköpfe. Diese speziellen HLK-Messköpfe wurden in manchen Bereichen (z.B. bei der Heizkörperprüfung) in europäische Normen übernommen. In allen anderen Bereichen werden zumindest Angaben zur notwenigen Messgenauigkeit gemacht. Erfahrungsgemäß lassen sich diese Vorgaben nur bei Verwendung derartiger spezieller Messköpfe erreichen.
Folgerichtig wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Exemplare an externe Kunden verkauft, die diese Messköpfe in ihren Laboren verwenden.

Es hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass der ursprüngliche Typ (basierend auf einer Zeichnung in EN 442 – Heizkörperprüfung) bei größeren Massenströmen (> 300 kg/h), wie diese z.B. in der Klimatechnik vorkommen, einen vergleichsweise großen Strömungswiderstand hat (> 5 kPa). Weiterhin wurde festgestellt, dass diese Bauart des Messkopfes leicht verschmutzt, was wiederum den Strömungswiderstand weiter erhöht. Für größere Massenströme wurde daher ein abweichender Messkopf entwickelt, der seit einigen Jahren verwendet wird.

Hinzu kommt, dass an der ursprünglichen Bauart des „Ur-Messkopfes“ kleinere Änderungen (z.B. aufgrund nicht mehr lieferbarer Teilkomponenten) vorgenommen wurden, welche nur unvollständig dokumentiert sind.

Im Rahmen des Vorhabens ist weiterhin geplant, einen neuen Typ („Messkopf 2.0“) zu entwickeln, welcher im Idealfall ein Kompromiss zwischen den verschiedenen Einflussgrößen darstellt. Ein innerer Aufbau, welcher die Strömung hinreichend genug verwirbelt, um Strähnenbildung zu vermeiden, weniger anfällig gegen Verschmutzungen ist sowie einen möglichst niedrigen Strömungswiderstand zeigt.

Die Hauptziele dieser Studie sind daher:

• systematische Aufarbeitung des aktuellen Standes (Bauarten an verwendeten Messköpfen)
• messtechnische Untersuchungen zu Messgenauigkeit / Wiederholpräzision, Einsatzgrenzen (Massenströme) sowie Strömungswiderstand
• Weiterentwicklung der aktuell verwendeten Messköpfe („Messkopf 2.0“)
• Simulationsmodell und numerische Abbildung der Strömung im Messkop

Laufzeit: 01.07.2023 - 31.12.2023

Förderkennzeichen: VdF-2023-01