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Ultraschallsensor Ultraschall-Durchflusssensor für den Massenmarkt

| Redakteur: Jan Vollmuth

Wie ein deutsches Traditionsunternehmen für Heiztechnik, ein Technologie-Start-Up und ein mittelständischer Chiphersteller einen kompakten und kostengünstigen Durchflusssensor auf Ultraschall-Basis für Gas-Wandgeräte realisierten.

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Der für den Vitodens 300-W entwickelte Volumenstromsensor hat eine Messdynamik von 5 Liter/H bis 2.500 Liter/H, der entstehende Druckabfall fällt mit max. 35 mBar sehr niedrig aus.
Der für den Vitodens 300-W entwickelte Volumenstromsensor hat eine Messdynamik von 5 Liter/H bis 2.500 Liter/H, der entstehende Druckabfall fällt mit max. 35 mBar sehr niedrig aus.
(Bild: Acam)

Das Ultraschall-Prinzip bei Durchflusssensoren ist im Grunde nichts Neues, doch bisher war der Stückpreis zu hoch und die Geräte zu groß für den Einsatz in einem massentauglichen Gas-Wandgerät. Der Sensorentwickler und Hersteller Allengra konnte mit Hilfe des Chipherstellers Acam einen voll funktionsfähigen Sensor in kompaktem Design an Viessmann, einen bekannten Hersteller von Heiztechnik-Systemen, liefern. Viessmann ist damit der erste Hersteller von Gas-Wandgeräten, der einen Ultraschall-Durchflusssensor in eine seiner Gerätefamilien integriert hat.

Effizienzsteigerung der Heizungsanlage um bis zu 15 %

Bei herkömmlichen Gas-Brennwertgeräten muss mit Hilfe eines Bypasses ein Kesselmindestvolumenstrom eingehalten werden, damit es bei einer plötzlichen Verringerung der Wärmeabnahme, und damit verbundenen Verringerung des Volumenstroms während der Brennerlaufzeit nicht zur Überhitzung der Geräte kommt. Wird weniger Wärme vom Heizsystem abgenommen als das Gerät gerade erzeugt, sorgt beim Premium Gas-Wandgerät von Viessmann, dem Vitodens 300-W, ein innovativer Regelalgorithmus zur dynamischen Anpassung und Optimierung der Brennerleistung und –laufzeit in Abhängigkeit des aktuellen Volumenstroms. Vorrichtungen wie effizienzmindernde Bypass- oder Überströmeinrichtungen sind deshalb beim Vitodens 300-W nicht mehr notwendig.

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Im Vitodens 300-W wird der Volumenstromsensor darüber hinaus für den innovativen automatisierten hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage eingesetzt. Dabei werden in Verbindung mit der Software Vitosoft bzw. Vitoflow die einzelnen Heizkörper präzise vermessen und aufeinander eingestellt. Hierdurch wird gemäß Fachliteratur eine Effizienzsteigerung der gesamten Anlage um bis zu 15 % erreicht.

Die erste Skizze auf einer Serviette

Der Weg bis hierhin war lang. Die Räder in der Industrie drehen sich zuweilen langsamer als ein Ingenieur sich das wünscht. Als Raul Junker im Jahr 2000 für einen namhaften deutschen Wasserzählerhersteller mit dem Chiphersteller Acam aus Karlsruhe-Stutensee in Kontakt tritt, versteht er schnell in welche Richtung der Wasserzählermarkt sich langfristig entwickeln muss. Die mechanische Wasserdurchflussmessung gehört zwar immer noch zu den am Meisten eingesetzten Zählerarten, doch die Ultraschall-Durchflussmessung bietet dem gegenüber sehr viele Vorteile. Einziger entscheidender Nachteil: Bisher waren die reinen Herstellungskosten der mechanischen Zähler nicht zu erreichen.

2005 macht sich Junker selbständig und beginnt den Aufbau der Firma Allengra, mit dem Ziel, eine preisgünstige Gegenvariante zum mechanischen Zähler zu entwickeln. Von der Hydraulik hat er bereits eine klare Vorstellung und zeichnet bei einem Treffen mit dem Acam-Geschäftsführer Andreas Larsch eine Skizze auf eine Serviette. Larsch ist von der Idee überzeugt und innerhalb von zwei Wochen stellen sie in einer ersten Zusammenarbeit einen funktionsfähigen Prototypen fertig. Bald interessiert sich ein namhafter deutscher Hersteller von Komponenten aus der Heizungsbranche für den Sensor und unterstützt Junker: „Man hat uns dort beigebracht, wie man den Volumenstromsensor ordentlich qualifiziert.“

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