Anemometer (Hitzdraht, Flügelrad, Pitot)

Anemometer sind Instrumente zur Messung der Geschwindigkeit von Luft und Gasen und sind unverzichtbar für Anwendungen in HLK, Lüftung, Sicherheit, Prozesskontrolle, Luftqualität und Meteorologie. Es gibt mehrere grundlegende Technologien, die jeweils für bestimmte Messbereiche und Betriebsbedingungen optimiert sind: Hitzdrahtanemometer, Flügelradanemometer, Pitot-Rohr-Anemometer, Ultraschallanemometer und Vortex-Anemometer. Die Wahl hängt vom Geschwindigkeitsbereich, von der geforderten Genauigkeit, von der Kanalgeometrie, von der Gastemperatur und vom Vorhandensein von Partikeln ab.

Hitzdrahtanemometer

Hitzdrahtanemometer verwenden einen dünnen Metalldraht (in der Regel aus Platin oder Wolfram), der auf eine geregelte Temperatur erwärmt wird; der Luftstrom kühlt den Draht durch Konvektion und verringert dessen elektrischen Widerstand. Die Elektronik hält die Drahttemperatur konstant (oder den Strom konstant) und misst die erforderliche Leistung, aus der sie die Strömungsgeschwindigkeit nach dem Kingschen Gesetz oder mit eigenen Gleichungen ermittelt. Sie sind besonders genau bei niedrigen Geschwindigkeiten (0,01-2 m/s) und eignen sich ideal für Raumklimamessungen und für den Volumenstrom an Lüftungsauslässen. Das dynamische Ansprechverhalten ist hervorragend (Hundertstelsekunden), der Draht ist jedoch empfindlich und verschleißt bei Partikelbelastung.

Flügelradanemometer

Flügelradanemometer verwenden ein leichtes Flügelrad (typisch Ø 60-100 mm) auf einem reibungsarmen Lager; der Luftstrom dreht das Flügelrad mit einer Drehzahl, die zur Strömungsgeschwindigkeit proportional ist. Ein optischer oder magnetischer Sensor zählt die Umdrehungen pro Sekunde, und die Elektronik berechnet die lineare Geschwindigkeit. Sie sind robust und für mittlere bis hohe Geschwindigkeiten geeignet (1-30 m/s serienmäßig, bis 80 m/s mit Sonderflügelrädern). Eingesetzt werden sie für Messungen an Lüftungsauslässen, in Luftkanälen, in Lackierkabinen und für die Wartung von HLK-Anlagen. Flügelräder unterschiedlicher Größe werden je nach der für die Anwendung typischen Geschwindigkeit verwendet.

Pitot-Sonden

Pitot-Sonden messen die Differenz zwischen dem Gesamtdruck (Staudruck) der Strömung und dem statischen Druck; aus der Bernoulli-Gleichung ergibt sich die Geschwindigkeit: v = √(2·ΔP/ρ), wobei ρ die Dichte der Luft ist. Die typische Pitot-Sonde ist ein Metallrohr (Edelstahl) mit zwei Anschlüssen: einem axialen für den Gesamtdruck und einem seitlichen für den statischen Druck. Sie wird an ein Niederdruck-Differenzdruckmessgerät angeschlossen (typischer Bereich 0-1000 Pa oder 0-2500 Pa). Pitot-Sonden werden für Geschwindigkeitsmessungen in Luftkanälen großen Querschnitts, bei der Prüfung von Ventilatoren und Kompressoren sowie in der Luftfahrt eingesetzt.

HLK-Anwendungen

Die HLK-Anwendungen sind vielfältig: Abgleich von lüftungstechnischen Anlagen (Prüfung des Zu- und Abluftvolumenstroms an allen Auslässen eines Gebäudes); Abnahme von Lüftungszentralgeräten; Prüfung von Abzugshauben in Großküchen (mit einer aus Gründen der Lebensmittel- und Umweltsicherheit vorgeschriebenen Mindesterfassungsgeschwindigkeit); Kontrolle von Lackierkabinen (vertikale Absauggeschwindigkeit zur Vermeidung von Lösemittelaustritt); Inbetriebnahme von Reinräumen (Luftgeschwindigkeit unter HEPA-Filtern, Konformität mit ISO 14644); Energieeffizienzprüfungen lüftungstechnischer Anlagen; Wartung industrieller Lüftungssysteme.

Merkmale und Funktionen

Moderne Anemometer vereinen: gleichzeitige Messung von Geschwindigkeit, Volumenstrom (durch Eingabe der Kanalabmessungen), Temperatur, Feuchte und Druck; Funktionen zur zeitlichen Mittelung und Statistik; Alarmschwellen; Speicher für Hunderte von Messwerten; Datenausgabe über USB/Bluetooth; PC-Software zur Archivierung und zur Erstellung von Abgleichprotokollen; austauschbare Sonden (Hitzdraht, Flügelrad, Miniatursonden für enge Räume, Pitot); Berechnung des mittleren Volumenstroms über Gitter für Messungen an breiten Auslässen.

Bezugsnormen

Die wichtigsten Normen sind: ISO 5167 (Durchflussmessung mit Pitot-Rohr und anderen Drosselgeräten); ISO 7726 (Ergonomie und Raumklima); EN 12599 (Prüfung und Inbetriebnahme von Lüftungsanlagen in Gebäuden); ASHRAE 111 (USA, HLK-Inbetriebnahme). Die Kalibrierung von Anemometern erfolgt in Referenz-Windkanälen mit Rückführbarkeit nach ISO 17025. Das typische Kalibrierintervall beträgt ein Jahr.