Temperaturerfassung am Rohr

    • Offizieller Beitrag

    Hallo!


    Da sich meine WP bzw. deren Gateway mal wieder upgedated hat wei ich aus Versehen den Internetzugriff freigegeben habe, hab ich aktuell keine Primär-Rücklauftemperatur mehr.

    Im Heizkreis hab ich auch nur eine Tauchhülse im Pufferspeicher unten (also eher Rücklauf).


    Ich würde also gerne Primär Vor und Rücklauf und Heizkreis Vor-und Rücklauf erfassen.

    Sind alles Edelstahlrohr und mit MiWo mit Schalen gedämmt.


    Aber wie montiere ich die digitalen Sensoren (dachte da an DS18B20) am besten am Rohr?

    Unter der Dämmung sollte sich ja kaum ein Temperaturgefälle einstellen, selbst bei schlechtem Wärmeübergang.


    Einfach drankleben? Wärmeleitkleber?

    Oder Sensor in runder Hülse einfach mit Schelle festklemmen?

    • Offizieller Beitrag

    Edelstahl ist ein eher schlechter Wärmeleiter,da wäre eine größere Kontaktfläche von Vorteil.


    Kupferstreifen ca. 20mm x 10mm, mittig ein kurzes Röhrchen passend zum Sensor auflöten. Den Sensor mit ein wenig Wärmeleitpaste in das Röhrchen einsetzen und die beiden "Flügel " des Kupferstreifens an das Heizungsrohr anpassen. Mit kleiner Schelle befestigen, Kabelbinder funktioniert zur Not auch.


    Nicht zuviel Masse einbringen, da diese die Reaktionszeit erhöht.


    Wenn ich morgen zuhause bin kann ich noch ein paar Zeilen tippen. Mit dem smartphone unterwegs ist das etwas mühsam.

  • Meine DS18B20 (die wasserdichten mit den zylindrischen Köpfen samt Kabel dran) habe ich allesamt nur unter die Dämmung geschoben (Hab' Mehrschicht-Verbundrohre).


    Unter der Dämmung sollte sich ja kaum ein Temperaturgefälle einstellen, selbst bei schlechtem Wärmeübergang.

    Eben, so sehe ich das auch. Konnte auch nie etwas verdächtig falsches feststellen. Biem Boiler sitzt der PT1000 der FW-Station in der gleichen Tauchhülse, Abweichung zwischen den beiden 0,1°, also nix.



    • Offizieller Beitrag

    Ich habe mir für meinen Datenlogger aus ganz dünnem Kupferblech so einen Anlegefühler gebastelt.

    Genau so meinte ich es. Ob die Flügel nun ein bisschen größer oder kleiner sind, das ist nicht entscheidend.


    Die Frage ist doch, was man mit welcher Genauigkeit messen möchte. Eine Messung der Raumtemperatur ist einfach, da bewegt man sich typisch in einem schmalen Temperaturbereich und Veränderungen gehen nur langsam vonstatten. Bei Messung der Heizwassertemperatur wird es etwas schwieriger, denn der Wärmestrom vom Wasser muss einige Widerstände überwinden, bis er am eigentlichen Sensor ankommt und dort gemessen werden kann. Der Sensor selbst hat aufgrund seiner Masse (und Material) bereits eine Verzögerung von mehrere Sekunden. Bei einem TO92 Gehäuse sind das schnell mal 10 Sekunden, vorausgesetzt das komplette Gehäuse wird der zu messenden Temperatur ausgesetzt (Bsp.: Eintauchen in eine Flüssigkeit). Hinzu kommt nun die Verzögerung aufgrund der Temperaturleitfähigkeit der Materialien zwischen dem zu messenden Medium und dem Sensor selbst. Der gemessene Wert wird also dem "echten" Temperaturanstieg (hier Heizungswasser) um viele Sekunden nachfolgen.


    Setze ich den Fühler direkt auf das Rohr, dann habe ich nur eine sehr kleine Kontaktfläche. Wärmeleitpaste verbessert zwar den Wärmeübergang, ist also immer besser als Luft zwischen den Kontakflächen, aber im Vergleich zu einem direkten Kontakt ist die Paste eher schlecht. Deswegen sollte man damit auch sparsam umgehen. Nicht vergessen, bei dieser Montage hat nur ein Teil des Sensorgehäuses Kontakt zum messenden Objekt, wodurch es wieder zu einer Verzögerung bei der Messung kommt.


    Hier kann man optimieren, indem man die Wärme von der Außenwand des Heizungsrohrs mit einem möglichst geringen Wärmewiderstand auf das Sensorgehäuse überträgt. So ein Anlegefühler sollte also eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit haben (Bsp. CU), möglichst wenig Masse, und möglichst großflächig das zu messende Medium erfassen. Da heißt es einen Kompromiss zu finden.


    Bei der Messung von VL/RL eines Wärmeerzeugers möchte man doch meist noch irgendwelche Werte berechnen, (Wärmestrom, Leistung). Da sollte man darauf achten, dass sich beide Sensoren möglichst identisch verhalten damit man nicht unnötige Unsicherheiten in der Berechnung hat. Die DS18B20 sind mit +-0,5K Genauigkeit schon sehr gut, für Vergleichsmessungen kann man selektieren oder mit einem Korrekturfaktor rechnen. Gerade bei einer WP mit ihrer geringen Spreizung ist das von Vorteil.


    Ich plädiere daher für Tauchfühler, und wenn das nicht möglich ist, für einen Anlegefühler wie oben beschrieben. Letzteres ist ja mit wenig Aufwand selbst herstellbar.

    • Offizieller Beitrag

    ...

    Ich plädiere daher für Tauchfühler,...

    solche Superperfektionisten wie Du müssen die großen Hersteller in ihren Technikbereichen sitzen haben.:)

    Als ich voriges Jahr die Hygienespülautomaten eines großen Krankenhauses von reiner Zeitspülautomatik auf Temperatursteuerung nachrüsten wollte, bestand der technische Service des Herstellers darauf, dass dies ausschließlich mit seinen Pt 1000-Tauchfühlern möglich sei.

    Diese im laufenden Klinikprinzip in den Unterhangdecken nachzurüsten ist unmöglich. So habe ich 25 Rohranlegefühler "no Name" bestellt und diese mit Kabelbinder an die Kaltwasserleitung anschließen lassen. Ob jetzt die Temperaturüberschreitung von 22°C eine oder zwei Minuten später zum Spülvorgang führt, ist völlig nebensächlich.

    Mir ist auch kein Anwendungsfall in der Trinkwasserhygiene bekannt, bei dem es auf eine sekundengenaue Temperaturerfassung ankäme.

    Es sollte also immer die notwendige Genauigkeit und nicht die technisch mögliche angestrebt werden.

    Da die Pt1000-Fühler genormt sind und Leitungswiderstände nur eine geringe Rolle spielen, hat sich diese Umrüstung eines Bettenhauses bewährt und wird künftig für alle Hygienspülautomaten des gesamten Klinikums genutzt. Ein Folgeauftrag für den Markenhersteller weniger...

  • Ich plädiere ja dafür, die "nackten" DS18B20 mit einem Klecks Wärmeleitpaste am Rohr zu befestigen. Denn leider sind wohl alle, die wasserdicht im Edelstahlröhrchen verpackt sind, Fakes! Siehe hier: GitHub - cpetrich/counterfeit_DS18B20: How to tell original from fake DS18B20 temperature sensors.


    Bei mir waren es gemäß den Testsketchen 100% der wasserdichten Fühler. Selbst div. Elektronikhändler verkaufen die Fakes bzw. können einem nicht garantieren, dass es echte Chips sind. Meine einzigen bisher echten waren "nackte" vom großen C... die kosten da aber auch ca. 5€ das Stück.


    Wer es aber so genau wissen will, dass er sich um den Wärmeübergang Gedanken macht, der wird sicher auch einen präzisen echten DS18B20 wollen.

    • Offizieller Beitrag

    Mir ist auch kein Anwendungsfall in der Trinkwasserhygiene bekannt, bei dem es auf eine sekundengenaue Temperaturerfassung ankäme.

    Es sollte also immer die notwendige Genauigkeit und nicht die technisch mögliche angestrebt werden.

    Völlig richtig. Deswegen hatte ich geschrieben


    Die Frage ist doch, was man mit welcher Genauigkeit messen möchte.

    und den Hinweis


    Bei der Messung von VL/RL eines Wärmeerzeugers möchte man doch meist noch irgendwelche Werte berechnen, (Wärmestrom, Leistung).

    Wenn ich bei der Messung der Spreizung nur wenige Zehntel K an Abweichung habe, dann bedeutet das schnell, dass der errechnte Wert um sagen wir mal +-10% "daneben" liegen kann. So macht man dann aus einer JAZ oder COP von 4 eine JAZ von 4,5 oder 3,5.


    Für ein Bastelprojekt zuhause mag das OK sein, das würde ich niemals bestreiten. Ich messe zuhause die Raumtemperatur im Wohnzimmer ja auch nicht auf 2 Nachkommastellen genau. Mein Vorschlag war halt, wenn man einfach die Messgenauigkeit verbessern kann, warum sollte man das nicht machen? Ich würde für so einen Fall nicht empfehlen Messtechnik für mehrere Zehntausend Euro anzuschaffen, aber ein Kupferstreifen und ein Messingröhren halten die Investitionskosten doch sehr in Grenzen.


    solche Superperfektionisten wie Du müssen die großen Hersteller in ihren Technikbereichen sitzen haben. :)

    Nö, deswegen bezahlen sie ja mich. :lach:

    Wobei ich anscheinend eher den Ruf habe, dass ich manches etwas zu locker sehe. :eek:


    Also noch einmal, damit ich nicht falsch verstanden werde. Es gilt, was möchte (muss) ich mich welcher Genauigkeit messen?


    Möchte ich die Vorlauftemperatur in einem Heizkreis messen, dann kann ich mich jederzeit mit einer Genauigkeit von +-1K begnügen, selbst +-2K wären kein Beinbruch. Dann ist es auch egal ob ich durch die Montage eines Fühlers ein paar Zehntel K an Ungenauigkeit habe. Es ist für die Praxis auch egal, ob ich den "echten" Messwert mit 1 Sekunde Verzögerung sehe, oder mit 10 Sekunden oder 20 Sekunden. Für den Hausgebrauch ist das alles hinreichend "genau".

    Ich habe auch 2 einfache "analoge" Anlegethermometer am Heizkreis, da sehe ich auf einen Blick ob sich der Kessel in der Anfangsphase eines Heiztakt bewegt oder ob es Richtung Ende geht, ob die Heizkurve in etwa passt oder ob sie völlig daneben liegt, und das alles ohne irgendeine App und ohne dass ich mich durch irgendwelche Menüs klicken muss.

    Ich käme aber nicht auf die Idee, auf der Basis dieser "Messwerte" weitergehende Berechnungen anzustellen, denn dafür braucht es eine genauere Datenbasis da die Ergebnisse sonst nur Hausnummern sind.

    • Offizieller Beitrag

    Also noch einmal, damit ich nicht falsch verstanden werde. Es gilt, was möchte (muss) ich mich welcher Genauigkeit messen?


    Möchte ich die Vorlauftemperatur in einem Heizkreis messen, dann kann ich mich jederzeit mit einer Genauigkeit von +-1K begnügen, selbst +-2K wären kein Beinbruch.

    naja, etwas genauer hätte ich es schon gern. Wobei es mir NICHT auf eine absolute, eher um eine relative Genauigkeit - die Sensor zueinander - ankommt.

    Interessant sind für die Spreizung im Heizkreis und im Primärkreis und der Unterschied des VL.

    Es geht hier aber nur um "Neugier" ggf. um noch etwas zu Optimieren.

    Mangels Volumenstrommessung fällt sowas wie Wärmemengenzähler aus.


    Also: Mehr Genauigkeit mit wenig Aufwand - ja. Aber übertreiben brauchen wir es nicht...


    Temperaturbereich liegt zwischen 15° (Sommer Kühlbetrieb) und 60° (Warmwasser). Da denke ich komme ich auch mit einer 1-Punkt Kalibrierung zurecht.


    Denn leider sind wohl alle, die wasserdicht im Edelstahlröhrchen verpackt sind, Fakes!

    Original (also TI) DS18B20 gibts sowieso nicht mehr und die DS18B20+ sind schon relativ teuer. Aber danke für den Hinweis.

    Ich hätte wohl zum UMW DS18B20 Klon gegriffen (1912111437_UMW-Youtai-Semiconductor-Co---Ltd--DS18B20_C376006.pdf)


    Ob man fetige Sensoren als Fakes bezeichnet, weil sie einen IC mit gleichem Namen von einem anderen Hersteller einsetzen? Ich denke eher nicht, solange da nicht "TI" dabeisteht.


    Ich plädiere ja dafür, die "nackten" DS18B20 mit einem Klecks Wärmeleitpaste am Rohr zu befestigen.

    Was haltet ihr davon das TO-92 mit etwas Wärmeleitkleber auf einen Kupferstreifen zu kleben und diesen dann wie oben von Thomas gezeigt ans Rohr zu bringen? die gefällt mir nämlich schon ganz gut..

    • Offizieller Beitrag

    Wobei es mir NICHT auf eine absolute, eher um eine relative Genauigkeit - die Sensor zueinander - ankommt.

    Deswegen würde ich beide Fühler zuerst einmal gemeinsam und auf identische Weise an einem Rohr befestigen und dann messen wie weit die voneinander abweichen. Bei einer Kalibrierung mit Hilfe eine Blockkalibrators macht man das ja ähnlich, nur dass man den zu kalibrierenden Sensor in den Block steckt und den Referenzsensor.

    Das machst Du beispielsweise im normalen Heizbetrieb (um die 20-30°C?) oder bei der WW Erzeugung (um die 50°C). Bei den DS18B20 kannst Du ja im 12 Bit mode auslesen, das liefert Dir Ergebnisse < 0,1K/step, und nach einigen Messungen kriegst Du ein Gefühl dafür, wie weit die beiden Sensoren auseinander liegen.


    Ein Kunde hat damit die +-0,2K spezifiziert, und wenn ich richtig gemessen habe, dann hat der Prüfling das erfüllt. ;)

    • Offizieller Beitrag

    Genau die als PT1000 habe ich im Klinikum einbauen lassen, nachdem ich 5 Stück nach der Methode, die R.B. beschrieben hat, getestet habe und alle völlig identische Widerstände bei gleicher Temperatur aufwiesen.

    Da hier der Durchmesser des Auslaufröhrchens bekannt war, genügten mir auch die ziemlich kurzen Messinglaschen.

    Für wechselnde Einsatzfälle, auch an größeren Durchmessern, ist mir meine selbstgelötete Anlegelasche lieber.