Tauchrohre/Tauchhülsen
Einbau von Tauchrohren
Das Tauchrohr (Tauchhülse) ist eine dünnwandige Rohrhülse mit einem einseitigen Rohrgewinde (R 1/4 bis R 3/4), die normalerweise aus Messing oder Kupfer und bei höheren Messtemperaturen aus Stahl oder Edelstahl gefertigt. ist. Es nimmt den Fühler eines Temperaturmessgerätes (Thermometer, Thermostat) auf.

Damit die zu messende Temperatur möglichst genau erfasst werden kann, muss das Tauchrohr so angebracht werden, dass es möglichst vollständig in der zu messenden Flüssigkeit (Heizungs-, Kühl- und Trinkwasser, Solarflüssigkeit) umspült wird.
Ein geschlossenes Tauchrohr sollte grundsätzlich mit Öl bzw. Glyzerin oder Wärmeleitpaste gefüllt werden, damit ein guter Kontakt des eingestecktem Fühler zur Wandung des Tauchrohres erreicht wird. In Heizungsanlagen gibt es auch Tauchrohre, die sich bei dem Reinschrauben eines Thermometerfühlers zur Wasserseite öffnen, wodurch der Fühler vom zu messendem Wasser umspült wird.

Aufgrund der nach der EnEV geforderten Dämmschichtdicken ergeben sich oftmals längere Schweißmuffen bzw. T-Stücke. Hier muss besonders auf die richtige Länge der Tauchrohr und den entsprechenden Fühlern geachtet werden, damit nicht nur die Temperatur des Materials (Muffe, Fitting) gemessen wird.

Wenn eine Temperatur besonders genau und schnell gemessen werden kann, z. B. bei Wärmemengenzähler in Fernheizungsübergabestationen, werden häufig sehr lange Messfühler eingesetzt. Diese werden dann in Wärmetaschen schräg eingebaut.
Neuerdings gibt es auch tauchrohrfreie Messvorrichtungen, bei denen die Fühler direkt in die zumessende Flüssigkeit geschoben wird.
 Messvorrichtung ohne Tauchrohr
Quelle: Inocal Wärmetechnik GmbH
Bei dieser Messvorrichtung wird kein Tauchrohr benötigt, weil der Messfühler direkt in das Messmedium geschoben wird. Dadurch kann der Fühler auf die passende Länge in das Rohr eingebracht und fixiert werden. Durch die spezielle Konstruktion wird die Temperatur besonders genau und ohne Fremdwärme gemessen. Auch der Austausch des Fühler ist möglich, weil sich die Verbindung zum Wasser automatisch schließt.
Diese neue Messvorrichtung ersetzt Tauchhülsen oder herkömmliche Verschraubungen und erlaubt Direktmessungen in der Flüssigkeit, was besonders bei computergestützten Temperaturaufzeichnungen gewünscht wird.
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Messvorrichtung ohne Tauchrohr - Inocal Wärmetechnik GmbH

 

Übertragungsverhalten eines Temperaturfühlers

 

 

Zur Messung einer Temperatur in Rohrleitungen sollte der Fühler immer in einer Tauchhülse (Tauchrohr), die möglichst tief in der Flüssigkeit angeordnet werden muss, eingebaut werden. Wenn die Tauchhülse nicht von der Flüssigkeit durchströmt wird (öffnen bei dem Einschrauben des Fühlers) ist, dann sollte der Luftraum zwischen der Hülse und dem Fühler mit einer Wärmeleitpaste oder Öl bzw. Glyzerin verfüllt werden, um eine gute Wärmeleitung zu erreichen. Aber auch die Zeitkonstante des Fühlers hat einen Einfluss auf die Güte der Messung.
Das Fühlersignal muss an der richtigen Stelle (Messort - mindestens 10 x D hinter der Mischeinrichtung) aufgenommen werden, Dabei darf das Signal nicht durch Fremdeinflüsse verfälscht werden. Deshalb müssen der Messort (nicht belüftet, nicht zu heiße Umgebung) und die Fühlerzuleitungen nach den Vorgaben der Regelungshersteller montiert und ausgewählt werden. Dabei sind die Anforderungen an die Regelung (Stabilität, Toleranz) zu berücksichtigen. Hier unterscheidet man zwischen einer punktförmige Messung (entsprechende Fühler) und einer durchschnittsbildenden Messung.
Das Aufnehmen von Messwerten in Tauchhülsen wird durch die Wandung der Tauchhülse, den Luftspalt zwischen Tauchhülse und Messelement und der Zeitkonstante des Fühlers verzögert.

Messfehler wirken sich besonders dann aus, wenn mehrere Messgrössen (z. B. Temperatur, Windstärke, Sonnenstrahlung) ein gemeinsames Resultat (Systemtemperatur) bilden sollen. Wenn nur eine Messgrössen im Wert oder zeitlich falsch auf die gemeinsame Recheneinheit übertragen wird, kann das mit dem im Rechner integrierten Multiplikationsfaktor zur proportionalen Vergrösserung des Fehlers führen.
Deswegen müssen immer die Einbauvorschriften der Hersteller beachtet werden, Nur dann ist die gewünschte verzugsfreie Erfassung der Messgrösse gewährleistet. Hier sind besonders die Zeitkonstante der Messeinrichtung, die Verbindung mit dem Zentralgerät und die Fühlerplatzierung (Messort) von Bedeutung.

Anlegefühler
Anlege- / Oberflächentemperaturfühler
Quelle: TITEC Temperaturmesstechnik GmbH
Rohranlegemessumformer
mit und ohne externem Sensor

Quelle: S + S Regeltechnik GmbH
Anlegefühler (Oberflächenfühler) werden in der Regel mit fest angeschlossener Anschlussleitung eingesetzt, können aber auch direkt an einem Gehäuse (z. B. Messumformer) angebracht sein. Sie werden zur Temperaturmessung an Oberflächen für  verschiedenster Einsatzgebiete verwendet. Die Form der Fühler (Vierkant-Klötze, Prismagehäuse, Halbschalen, Ringgehäuse, Klemmzangen, Handgriff) ist von dem Einsatzgebiet (Rohrleitungen, Kessel, Speicher, Wärmetauscher, Maschinenteilen, Kühlkörper, Gehäuse, Werkzeugen) abhängig. Sie können durch Rohrschellen, Kabelbinder, Anschrauben und Kleben an der Oberfläche befestigt werden. Sie können mit allen gängigen Sensoren (Pt100, Pt500, Pt1000, Ni1000, NTC, KTY und Thermoelementen der Typen K, J, L) gefertigt werden.
Wenn keine Muffen vorhanden sind, können zur Messung der Temperatur an Rohrleitungen oder Speicherwandungen auch Anlegefühler verwendet werden, dessen Form den Messorten angepasst und mit Spannbändern angebracht werden. Mit den entsprechenden Sensoren sind die Fühler auf alle gängigen Regel- und Anzeigesysteme aufschaltbar.
Zwischen der Messwandung und dem Fühler sollte eine Wärmeleitpaste verwendet werden, damit eine bessere Wärmeübertragung stattfindet. Die Fühler sollten grundsätzlich auf der Oberseite eine Rohres montiert werden, damit evtl. Schwitz- oder Tropfwasser nicht eindringen kann.
Anlegetemperaturfühler - TITEC Temperaturmesstechnik GmbH
Anlegetemperaturfühler - S + S Regeltechnik GmbH
Anlegetemperaturfühler - Siemens Schweiz AG
Wärmeleitpaste
Quelle: JÜRGEN ARMACK GMBH
Wärmeleitpasten werden zur besseren Wärmeübertragung auf Temperaturfühler, Thermostate oder Sensoren im Heizungs-, Sanitär-, Kühl- und Solaranlagen zum Einsatz. Die Paste wird in Tauchrohren (Tauchhülsen) und bei Anlagefühlern verwendet. Auch bei dem Einsatz von Einfriergeräten, gewährleisten sie eine bessere "Kälteübertragung" an dern Klemmschellen.
Die Wärmeleitpasten sind bei den verschiedenen Pastenhersteller unterschiedlich. Sie müssen eine gute Wärmeleitfähigkeit haben und für den jeweiligen Anwendungsfall geeignet sein. Die einfachen Wärmeleitpasten enthalten Silikonöl und Zinkoxid, hochwertige Pasten Aluminium-, Kupfer-, Graphit- und Silberbestandteile. Für spezielle Einsätze werden auch silikonfreie Pasten eingesetzt. Der normale Temperaturbereich liegt zwischen -30 °C bis +200 °C.

Wärmeleitpasten aus Flüssigmetall leiten die Wärme erheblich besser. Da sie elektrisch leitfähig sind, müssen sie mit Vorsicht angewandt werden. Sie dürfen nicht auf Aluminiumkühlkörper verwendet werden, da es zu einer Lokalelementbildung kommt und die Oxidschicht zerstört.

Bei der Montage von Kühlkörpern werden auch Wärmeleitkleber verwendet. Diese Zweikomponentenklebstoffe werden auf der Basis von Epoxid- oder Silikon hergestellt. Die Wärmeleitfähigkeit wird dabei über keramische oder metallische Füllstoffe (Al2O3, AlN) hergestellt. Gegenüber der Wärmeleitpaste ist die Wärmeleitfähigkeit geringer.
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