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Häufige Probleme bei der Montage von HLK-Wandsensoren

Häufige Probleme bei der Montage von HLK-Wandsensoren
Senior Product Manager
Lars Stormbom
Senior Product Manager
Published: Nov 26, 2019
Gebäude- und Raumluftqualität
Industrielle Messungen

Dies ist der erste von drei Blog-Beiträgen, in denen häufige Probleme bei der Montage von HLK-Sensoren erläutert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf physikalischen Messfehlern, die durch eine falsche Installation verursacht werden. In diesem ersten Beitrag geht es um die Montage von Feuchte-, Temperatur- und CO2-Wandsensoren.



Die Bedeutung einer repräsentativen Platzierung

Das Wichtigste, das Sie bei der Montage von Wandsensoren beachten sollten, ist, dass sie zur Messung der Bedingungen bestimmt sind, denen Menschen in einem Raum ausgesetzt sind. Wählen Sie eine repräsentative Platzierung mit freiem Luftstrom und ohne Wärmequellen in der Nähe. Zu den häufigsten Fehlern gehört die Montage des Sensors an einer Stelle mit stark eingeschränktem Luftstrom, z. B. hinter einem Schrank, oder mit direkter Sonneneinstrahlung, wodurch sich der Sensor erwärmt, oder in der Nähe einer anderen Wärmequelle, z. B. eines Heizkörpers. Erwähnenswert ist auch, dass generische Wandsensoren im Allgemeinen nicht für die Montage an der Decke ausgelegt sind. Wenn Sie einen Sensor an der Decke montieren möchten, ist ein speziell für diesen Zweck entwickelter Sensor erforderlich. 

A representative mounting location of a HVAC wall sensor.

Abbildung 1: Eine repräsentative Montagestelle eines HLK-Wandsensors.


In einem aktuellen Fall war man in einem Kongresszentrum der Ansicht, dass ein neues, in den Dachsparren montiertes Steuerungssystem sehr gute Ergebnisse lieferte. Als man jedoch den CO2-Gehalt über dem Boden überprüfte, wurden Messwerte von etwa 2 000 ppm festgestellt. Der Vertragspartner erklärte, dass die Sensoren in den Dachsparren installiert wurden, da es bequemer sei, sie dort oben zu montieren. Obwohl sich der CO2-Gehalt in der Nähe der Sensoren auf einem völlig akzeptablen Niveau befand, war er in Bodennähe, fünf oder sechs Meter unter den Sparren, und dort, wo sich die Menschen aufhalten, sehr hoch. Die Montage der Sensoren in den Dachsparren war zwar praktisch, aber keine gute Idee.

Montieren von Wandsensoren

Bei der Montage von Wandsensoren werden einige sehr spezielle Fehler gemacht. Wandsensoren sind so konzipiert, dass sie in eine bestimmte Richtung montiert werden müssen. Beispielsweise muss der Hinweis „Diese Seite nach oben“ befolgt werden. Dies liegt an der Tatsache, dass jegliche in der Wandeinheit eingebaute Elektronik Wärme erzeugt. Wenn Sie einen Wandsensor in der richtigen Ausrichtung montieren, wird die überschüssige Wärme durch den Luftstrom abgeleitet, ohne dabei die Messwerte zu stören. Leider werden Sensoren manchmal seitlich montiert, in der Annahme, dass sie so besser aussehen. Das ist keine gute Idee, denn es hat zu hohe Temperatur- und zu niedrige Feuchtemesswerte zur Folge. 

Thermal imaging shows considerable heat generation in wall sensors, especially in CO2 sensors and some other gas sensors

Abbildung 2. Die Wärmebildgebung zeigt eine beträchtliche Wärmeentwicklung in Wandsensoren, insbesondere in CO2-Sensoren und einigen anderen Gassensoren.

Wie in der Abbildung 2 zu sehen ist, kann die Wärme von einer Wärmekamera ziemlich einfach erfasst werden. Dieses Foto zeigt, dass der untere Sensor vollkommen in Ordnung ist – er ist in der richtigen Richtung montiert. Das Problem hierbei ist, dass ein zweiter Sensor über dem Sensor montiert ist und der untere Sensor den Boden des oberen Sensorgehäuses erwärmt. Wenn Sie zum Beispiel einen Kohlendioxidsensor verwenden, ist es eine schlechte Idee, einen Temperatur- oder Feuchtesensor darüber zu montieren. Versuchen Sie also, dies zu vermeiden. Auch hier erhalten Sie zu hohe Temperatur- und zu niedrige Feuchtemesswerte.

Druckdifferenzen

Eine weitere Fehlerquelle können Druckdifferenzen sein. Wenn in einem Raum Unterdruck herrscht, kann dies dazu führen, dass kalte oder CO2-arme Luft direkt in den Sensor strömt und die Messergebnisse verfälscht. Die Kabeldurchführung ist hier häufig der Übeltäter, daher müssen Sie möglicherweise eine Dichtung hinter dem Sensor und insbesondere der Kabeldurchführung verwenden – möglicherweise etwas Kitt oder ähnliches.

Druck beeinflusst ebenso die CO2-Werte. Kohlendioxidsensoren verfügen häufig über eine Luftdruckkompensation, da sie die CO2-Moleküle zählen. Um den ppm-Gehalt genau zu messen, müssen die Sensoren den richtigen Umgebungsdruck kennen. Das bedeutet, dass Sensoren entweder mit einem aktiven Drucksensor oder einer Druckeinstellung ausgestattet sind. Wenn Sie CO2-Sensoren sowohl für den Außen- als auch für den Innenbereich einsetzen, müssen Sie sicherstellen, dass entweder alle Sensoren über aktive Druckmessungen verfügen, oder wenn eine Druckeinstellung vorhanden ist, diese in Wandsensoren und im Außensensor gleich ist. Wenn nicht darauf geachtet wird, wird ein Versatz in das System eingeführt, der Luftströme erhöhen oder verringern kann.

Frischbeton

Frischbeton kann auch eine Fehlerquelle sein, da Beton CO2 absorbiert. In Räumen mit Sichtbetonoberflächen ist der CO2-Gehalt ziemlich niedrig. Wenn Sie einen Sensor direkt auf einer Sichtbetonoberfläche montieren, erhalten Sie eine extrem niedrige CO2-Konzentration im Sensorgehäuse, die für die Außenluft nicht repräsentativ ist. In einigen Fällen können Sie die Situation beheben, indem Sie eine Platte hinter dem Sensor anbringen, die den CO2-Fluss stoppt. Wenn Sie einen Sensor mit automatischer Hintergrundsteuerungslogik (ABC) einsetzen, eignet sich dies jedoch nicht an Stellen, die bis zu 200 ppm CO2 enthalten, wenn keine Personen in der Nähe sind. Manchmal wird davon ausgegangen, dass die Werte auf etwa 400 ppm abfallen – was der äußeren Hintergrundkonzentration entspricht – und die Sensorwerte werden auf Null gesetzt. Dies ist jedoch keine gute Idee und liefert keine zuverlässigen Messergebnisse.

Besondere Umgebungen

Erwähnenswert ist, dass ein regulärer Wandsensor für eine normale Büroumgebung geeignet ist. Unter besonderen Bedingungen oder in einer Umgebung wie einem Reinraum, in dem forcierter Abwärtsluftstrom üblich ist, eignen sich diese Sensoren aber möglicherweise nicht so gut. Grund dafür ist, dass die von der Elektronik erzeugte Wärme in den Sensor abgeleitet wird und die Messwerte verfälscht. Bei einer Anwendung mit Abwärtsluftstrom müssen Sie daher sicherstellen, dass Ihr Sensor für den Einsatz unter diesen Bedingungen konzipiert ist.

Wandmaterialen

Wandsensormesswerte können zudem durch ein wärmeleitendes Wandmaterial, beispielsweise Stahl oder Beton, verfälscht werden. Wenn Sie den Sensor direkt an der Wand verschrauben, ist die Anzeige der Lufttemperatur im Raum nicht korrekt – es wird stattdessen die ungefähre Temperatur der Wand selbst angegeben. Die meisten in Büros verwendeten Wandmaterialien verursachen keine Probleme. Wenn jedoch Wandelemente aus Metall oder Beton vorhanden sind, empfiehlt es sich, eine Art Isolierung zwischen dem Sensor und dem Wandmaterial zu verwenden.

Bleiben Sie auf dem Laufenden – mit unserem nächsten Blog-Beitrag über die Auswirkungen physikalischer Messfehler auf HLK-Kanalsensormontagen.

Erfahren Sie mehr über unsere HLK-Produkte.

Comment

Asad Chaghtai

Dec 3, 2019
Good discussion.

Lars Bjorkstrom

Dec 5, 2019
Datacenters require humidity control, less than years ago due to new materials and better electronics. But aircooling still dominates the server cooling, and with heat loads over 5 kW/m² the air changes temperature between 20 and 30 C every few seconds. Controlling the humidity with traditional RH-sensors normally wast energy by humidifying in some AC-units and de-humidifying in others.
The ideal solution would be the control of absolute umidity. The umidity control (as well as the water piping, condensate drains etc.) could be eliminated from the AC-units and reduced to a separate, dedicated system that keeps the water content at, for instance, 20 g/kg air.
But where can I find this sensor ?

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