Ein Plattenwärmetauscher in einer industriellen Kühlanlage zeigt plötzlich einen höheren Differenzdruck. Während bei der Inbetriebnahme noch 40 kPa gemessen wurden, liegt der aktuelle Wert bei 58 kPa. Die Instandhaltung vermutet verschmutzte Platten und plant eine Reinigung.
Eine zusätzliche Durchflussmessung zeigt jedoch, dass auch der Volumenstrom gestiegen ist. Damit stellt sich eine entscheidende Frage: Ist der Wärmetauscher tatsächlich verschmutzt oder entsteht der höhere Druckverlust allein durch die veränderten Betriebsbedingungen?
Ein steigender Differenzdruck ist nicht automatisch ein Verschmutzungsnachweis. Bei vielen Wärmetauschern verändert sich der Druckverlust deutlich mit dem Volumenstrom. Auch Viskosität, Temperatur, Gasanteile und die Strömungsverteilung beeinflussen das Ergebnis.
Für eine zuverlässige Zustandsbewertung müssen deshalb Differenzdruck und tatsächlicher Volumenstrom gemeinsam betrachtet werden. Temperaturmessungen auf beiden Seiten helfen zusätzlich, eine mögliche Verschlechterung der Wärmeübertragung zu erkennen.
Dieser Fachbeitrag erläutert das Messprinzip, den korrekten Anschluss eines Differenzdrucktransmitters und die Auswertung veränderter Druckverluste. Ein Rechenbeispiel zeigt, wie Messwerte auf einen gemeinsamen Referenzvolumenstrom umgerechnet werden können.
Inhaltsverzeichnis
- Messaufgabe und typische Fehlinterpretationen
- Differenzdruck am Wärmetauscher messen
- Zusammenhang zwischen Druckverlust und Volumenstrom
- Wie Verschmutzungen den Druckverlust verändern
- Veränderten Volumenstrom erkennen
- Temperatureinfluss und Viskosität
- Referenzkennlinie des sauberen Wärmetauschers
- Praxisbeispiel: Verschmutzung oder Durchflussänderung?
- Messstellen vor und nach dem Wärmetauscher
- Differenzdrucktransmitter richtig auslegen
- Statischen Druck und Überlast berücksichtigen
- Druckleitungen und Ventilblöcke
- Geeignete Durchflussmessung ergänzen
- Temperaturen und Wärmeleistung bewerten
- Hydraulische und thermische Verschmutzung
- Messsignale und SPS-Integration
- Alarmgrenzen und Zustandsindikatoren
- Kalibrierung und Messunsicherheit
- Betriebssicherheit und Wartung
- Systematischer Prüfablauf
- Typische Fehler und Diagnose
- Passende ICS-Produkte
- Fazit
- Häufig gestellte Fragen
1. Messaufgabe und typische Fehlinterpretationen
Der Differenzdruck über einem Wärmetauscher beschreibt den Druckverlust des durchströmenden Mediums zwischen zwei definierten Messstellen.
Er wird häufig zur Überwachung von Strömungswiderstand, Verstopfungen und Verschmutzungen eingesetzt.
Eine typische Fehlinterpretation entsteht, wenn zwei Druckwerte verglichen werden, obwohl unterschiedliche Volumenströme oder Temperaturen vorliegen.
Für die Diagnose müssen die Betriebsbedingungen vergleichbar sein oder bei der Auswertung entsprechend berücksichtigt werden.
2. Differenzdruck am Wärmetauscher messen
Ein Differenzdrucktransmitter besitzt zwei Druckanschlüsse. Der Hochdruckanschluss H beziehungsweise (+) wird mit der vorgesehenen Messstelle vor dem Wärmetauscher verbunden. Der Niederdruckanschluss L beziehungsweise (-) wird an der entsprechenden Messstelle danach angeschlossen.
Für die normale Strömungsrichtung ergibt sich:
Δp = pEintritt – pAustritt
Beispiel: Bei 4,0 bar Eintrittsdruck und 3,6 bar Austrittsdruck beträgt der Differenzdruck 0,4 bar beziehungsweise 40 kPa.
Wichtig ist, dass beide Druckanschlüsse dieselbe Medienseite des Wärmetauschers erfassen. Primär- und Sekundärkreis dürfen nicht versehentlich miteinander verbunden werden.
3. Zusammenhang zwischen Druckverlust und Volumenstrom
Der Druckverlust eines Wärmetauschers hängt wesentlich von der Strömungsgeschwindigkeit ab.
Bei gleichbleibender Geometrie, Dichte und annähernd turbulentem Strömungsverhalten kann näherungsweise gelten:
Δp ∝ V̇²
Verdoppelt sich der Volumenstrom, kann sich der Druckverlust in diesem vereinfachten Modell vervierfachen.
Bei laminarer Strömung ist die Abhängigkeit häufig näherungsweise linear. Reale Plattenwärmetauscher besitzen zudem komplexe Strömungskanäle. Deshalb muss die tatsächliche Kennlinie berücksichtigt werden.
| Änderung | Mögliche Wirkung auf Δp | Diagnosehinweis |
|---|---|---|
| Volumenstrom steigt | Druckverlust steigt häufig | Kein automatischer Verschmutzungsnachweis |
| Volumenstrom sinkt | Druckverlust sinkt häufig | Verschmutzung kann verdeckt werden |
| Strömungskanäle verengen sich | Widerstand steigt bei gleichem Volumenstrom | Hinweis auf Ablagerung oder Blockierung |
| Viskosität nimmt zu | Druckverlust kann steigen | Temperatur und Medium prüfen |
| Gasanteile oder Zweiphasenströmung | Messwert und Druckverlust können schwanken | Entgasung und Betriebszustand prüfen |
| Ventilstellung verändert sich | Volumenstrom und Druckverteilung ändern sich | Strömungsweg und Messstellen kontrollieren |
4. Wie Verschmutzungen den Druckverlust verändern
Bei einem verschmutzten Wärmetauscher können sich Ablagerungen auf den Wärmeübertragungsflächen bilden oder einzelne Strömungskanäle zusetzen.
Dadurch können sich der freie Strömungsquerschnitt, die Oberflächenrauheit und die Strömungsverteilung verändern.
Bei gleichem Volumenstrom kann deshalb ein höherer Druckverlust auftreten.
Allerdings muss nicht jede thermisch wirksame Ablagerung eine gleich große hydraulische Veränderung verursachen.
5. Veränderten Volumenstrom erkennen
Ein höherer Differenzdruck kann allein dadurch entstehen, dass eine Pumpe mehr Flüssigkeit durch den Wärmetauscher fördert.
Umgekehrt kann ein verschmutzter Wärmetauscher den Volumenstrom bei unveränderter Pumpendrehzahl verringern. Der gemessene Differenzdruck muss dann nicht unbedingt steigen.
Deshalb ist die Aussage „Differenzdruck unverändert, also Wärmetauscher sauber“ nicht zuverlässig.
Für die Zustandsbewertung sollte der tatsächliche Volumenstrom möglichst unabhängig vom Differenzdruck erfasst werden.
6. Temperatureinfluss und Viskosität
Die Viskosität beeinflusst den Strömungswiderstand eines Wärmetauschers.
Bei vielen Flüssigkeiten nimmt die dynamische Viskosität mit steigender Temperatur ab. Dadurch kann sich der Druckverlust verändern, auch wenn der Wärmetauscher unverändert sauber ist.
Besonders bei Ölen, Glykolgemischen und viskosen Prozessmedien muss die Temperatur bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Eine einfache quadratische Durchflusskorrektur ist nur zulässig, wenn die zugrunde gelegten Bedingungen ausreichend vergleichbar sind.
7. Referenzkennlinie des sauberen Wärmetauschers
Für die langfristige Zustandsüberwachung sollte nach Inbetriebnahme oder Reinigung eine Referenzkennlinie aufgenommen werden.
Dazu werden Differenzdruck und Volumenstrom bei definierten Betriebsbedingungen erfasst.
Die Kennlinie kann entweder aus geeigneten Herstellerdaten oder aus dokumentierten Messwerten eines nachweislich sauberen Wärmetauschers stammen.
Wichtige Begleitinformationen sind Medium, Temperatur, Dichte, Viskosität und Ventilstellung.
Spätere Messwerte können dann mit dem erwarteten Druckverlust unter vergleichbaren Bedingungen verglichen werden.
8. Praxisbeispiel: Verschmutzung oder Durchflussänderung?
Ein hypothetischer Plattenwärmetauscher wird mit Wasser betrieben. Nach der Reinigung wurde bei 20 m³/h ein Differenzdruck von 40 kPa gemessen.
Einige Monate später liegt der Volumenstrom nur noch bei 16 m³/h. Der gemessene Differenzdruck beträgt 38 kPa.
Ist der Wärmetauscher verschmutzt?
8.1 Ausgangsdaten
- Referenzvolumenstrom: 20 m³/h.
- Referenz-Differenzdruck: 40 kPa.
- Aktueller Volumenstrom: 16 m³/h.
- Aktueller Differenzdruck: 38 kPa.
- Gleiche Flüssigkeit mit näherungsweise gleichen Stoffeigenschaften.
- Für das Rechenmodell wird eine quadratische Druckverlustkennlinie angenommen.
8.2 Erwarteten Druckverlust berechnen
Für die vereinfachte Kennlinie gilt:
Δperwartet = ΔpReferenz · (V̇aktuell / V̇Referenz)²
Δperwartet = 40 kPa · (16 / 20)²
Δperwartet = 25,6 kPa
Bei unverändertem hydraulischem Zustand wäre in diesem Modell also ein Druckverlust von 25,6 kPa zu erwarten.
8.3 Tatsächlichen Druckverlust vergleichen
Gemessen werden jedoch 38 kPa.
Die Abweichung beträgt:
38 – 25,6 = 12,4 kPa
Der relative Unterschied zum erwarteten Wert beträgt:
12,4 / 25,6 · 100 % = 48,4 %
Der gemessene Druckverlust liegt somit bei diesem Volumenstrom um 48,4 % über dem erwarteten Wert der Referenzkennlinie.
8.4 Auf Referenzvolumenstrom normieren
Alternativ kann der aktuelle Druckverlust auf den ursprünglichen Referenzvolumenstrom umgerechnet werden:
Δpnorm = Δpaktuell · (V̇Referenz / V̇aktuell)²
Δpnorm = 38 kPa · (20 / 16)²
Δpnorm ≈ 59,4 kPa
Verglichen mit ursprünglich 40 kPa entspricht das einem deutlich erhöhten hydraulischen Widerstand im vereinfachten Modell.
8.5 Vergleich verschiedener Betriebszustände
| Betriebszustand | Volumenstrom | Erwarteter Δp | Gemessener Δp | Bewertung |
|---|---|---|---|---|
| Saubere Referenz | 20 m³/h | 40,0 kPa | 40,0 kPa | Referenzzustand |
| Geringerer Durchfluss, sauber angenommen | 16 m³/h | 25,6 kPa | 25,6 kPa | Änderung durch Volumenstrom erklärbar |
| Geringerer Durchfluss, auffälliger Widerstand | 16 m³/h | 25,6 kPa | 38,0 kPa | 48,4 % über Referenzkennlinie |
| Höherer Durchfluss, sauber angenommen | 24 m³/h | 57,6 kPa | 57,6 kPa | Höherer Druckverlust allein durch Durchfluss erklärbar |
8.6 Ergebnis interpretieren
Der aktuell gemessene Differenzdruck von 38 kPa liegt zwar unter dem ursprünglichen Referenzwert von 40 kPa. Wegen des geringeren Volumenstroms ist er jedoch auffällig hoch.
Die Messung liefert einen Hinweis auf einen erhöhten hydraulischen Widerstand, beispielsweise durch Ablagerungen oder verengte Kanäle.
Sie beweist aber weder eine bestimmte Ablagerungsdicke noch eine bestimmte Ursache. Auch Änderungen der Viskosität, der Messbedingungen oder des durchströmten Bereichs müssen ausgeschlossen werden.
Wichtig: Die quadratische Näherung und alle Messwerte sind hypothetisch. Für reale Wärmetauscher sind geeignete Kennlinien und Vergleichsbedingungen notwendig.
9. Messstellen vor und nach dem Wärmetauscher
Die Druckmessstellen sollten den hydraulischen Widerstand des gewünschten Wärmetauscherabschnitts erfassen.
Werden beispielsweise Filter, Regelventile oder lange Rohrleitungen zusätzlich zwischen den Druckanschlüssen erfasst, beeinflussen auch deren Druckverluste das Messergebnis.
Bei Plattenwärmetauschern müssen die tatsächliche Kanalführung und die Position der Anschlüsse berücksichtigt werden.
Die Messpunkte sollten dauerhaft eindeutig gekennzeichnet und dokumentiert werden.
10. Differenzdrucktransmitter richtig auslegen
Der Messbereich sollte den üblichen Druckverlust mit ausreichender Auflösung erfassen und gleichzeitig mögliche Betriebsabweichungen berücksichtigen.
Für einen erwarteten Bereich von beispielsweise 20 bis 70 kPa kann je nach Anwendung ein entsprechend konfigurierbarer Differenzdrucktransmitter geeignet sein.
Wichtige Auswahlkriterien sind Genauigkeit, statischer Druck, Überlastfestigkeit, Messstofftemperatur, Werkstoffe und Ausgangssignal.
Für die kontinuierliche Verschmutzungsüberwachung wird normalerweise ein linearer Differenzdruckwert benötigt. Eine Quadratwurzelkennlinie, wie sie bei bestimmten Wirkdruck-Durchflussmessungen verwendet wird, darf nicht ohne Weiteres für die direkte Druckverlustüberwachung eingesetzt werden.
11. Statischen Druck und Überlast berücksichtigen
Ein Wärmetauscher kann bei mehreren bar Betriebsdruck einen Differenzdruck von nur wenigen hundert Millibar aufweisen.
Der Messumformer muss deshalb nicht nur den kleinen Differenzdruck, sondern auch den vorhandenen gemeinsamen statischen Druck vertragen.
Beim Anfahren, Absperren oder Entlüften können vorübergehend ungleiche Drücke an den beiden Eingängen auftreten.
Die zulässige einseitige Überlast und das richtige Bedienverfahren für Ventilblöcke sind deshalb wichtig.
12. Druckleitungen und Ventilblöcke
Bei flüssigen Medien müssen die Impulsleitungen so ausgeführt sein, dass unkontrollierte Gaspolster und Ablagerungen das Messergebnis möglichst nicht beeinträchtigen.
Unterschiedliche Einbauhöhen und hydrostatische Druckanteile können zusätzliche Nullpunktverschiebungen verursachen.
Ein geeigneter Drei- oder Fünfventilblock erleichtert die kontrollierte Absperrung, den Druckausgleich und bestimmte Prüf- und Wartungsarbeiten.
Die Bedienung muss nach der vorgeschriebenen Reihenfolge erfolgen. Insbesondere darf der Transmitter beim Schalten nicht unzulässig einseitig überlastet werden.
13. Geeignete Durchflussmessung ergänzen
Ein unabhängiges Durchflussmessgerät liefert die zweite wichtige Information für die Zustandsbewertung.
Für geeignete Flüssigkeiten kann beispielsweise ein Clamp-on-Ultraschalldurchflussmesser verwendet werden.
Sein Vorteil: Der Volumenstrom lässt sich bei passenden Rohr- und Betriebsbedingungen ohne zusätzlichen Eingriff in die Rohrleitung erfassen.
Das Messgerät muss zum Medium, Rohrmaterial, Strömungsprofil und gewünschten Messbereich passen.
14. Temperaturen und Wärmeleistung bewerten
Zur Beurteilung der Wärmeübertragung sollten die Temperaturen am Eintritt und Austritt beider Wärmetauscherseiten erfasst werden.
Bei einer einphasigen Flüssigkeitsströmung kann die übertragene Wärmeleistung näherungsweise bestimmt werden:
Q̇ = ṁ · cp · ΔT
Die Rechnung benötigt Massenstrom, spezifische Wärmekapazität und Temperaturdifferenz.
Ein schlechterer Wärmeübergang kann sich durch veränderte Austrittstemperaturen oder eine unzureichende übertragene Wärmeleistung zeigen. Auch hier müssen die Prozesslast und die übrigen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.
15. Hydraulische und thermische Verschmutzung
Hydraulische Verschmutzung beschreibt eine Zunahme des Strömungswiderstands, beispielsweise durch verengte Kanäle.
Thermische Verschmutzung beschreibt eine Verschlechterung des Wärmeübergangs, beispielsweise durch eine schlecht wärmeleitende Ablagerungsschicht.
Beide Wirkungen können gemeinsam auftreten, müssen aber nicht gleich stark sein.
Ein Wärmetauscher kann deshalb bereits thermisch auffällig sein, obwohl der normierte Differenzdruck noch keine eindeutige Veränderung zeigt.
16. Messsignale und SPS-Integration
Typische Differenzdrucktransmitter liefern ein 4–20-mA-Signal und gegebenenfalls digitale Diagnoseinformationen über HART.
Für die Auswertung müssen Messbereich, Einheit, Skalierung und Dämpfung korrekt parametriert werden.
Der Differenzdruck sollte gemeinsam mit Volumenstrom, Temperatur und Betriebszustand gespeichert werden.
Dadurch können langfristige Trends mit vergleichbaren Betriebsbedingungen ausgewertet werden.
17. Alarmgrenzen und Zustandsindikatoren
Ein fester Differenzdruckgrenzwert kann für einfache Überwachungsaufgaben sinnvoll sein.
Bei stark schwankenden Volumenströmen ist jedoch ein zustandsabhängiger Grenzwert häufig aussagekräftiger.
Beispielsweise kann der aktuell gemessene Druckverlust mit dem erwarteten Wert der sauberen Referenzkennlinie verglichen werden.
Der Quotient Δpgemessen / Δperwartet kann als hydraulischer Zustandsindikator dienen, sofern die Voraussetzungen der Kennlinie erfüllt sind.
Ein Reinigungsalarm sollte nicht ausschließlich aus diesem Quotienten ohne Plausibilitäts- und Betriebszustandsprüfung abgeleitet werden.
18. Kalibrierung und Messunsicherheit
Die Kalibrierung des Differenzdrucktransmitters muss den tatsächlich verwendeten Messbereich berücksichtigen.
Bei kleineren Differenzdrücken und höherem statischem Druck können Nullpunktabweichungen und statische Druckeinflüsse relevant sein.
Auch die Unsicherheit der unabhängigen Durchflussmessung beeinflusst die normierte Druckverlustbewertung.
Vor einer Bewertung kleiner Veränderungen sollten daher die gesamte Messkette und die Wiederholbarkeit der Vergleichsmessungen überprüft werden.
19. Betriebssicherheit und Wartung
Wärmetauscher können unter Druck stehen und heiße, kalte oder gefährliche Medien enthalten.
Arbeiten an Druckleitungen, Ventilblöcken und Messanschlüssen dürfen nur unter den vorgesehenen sicheren Bedingungen erfolgen.
Die zulässigen Druck- und Temperaturgrenzen des Wärmetauschers sind einzuhalten.
Ein zunehmender hydraulischer Widerstand muss gegebenenfalls betrieblich begrenzt werden. Die Entscheidung über Reinigung, Spülung oder Demontage richtet sich nach Herstellerangaben und Prozessbedingungen.
20. Systematischer Prüfablauf
Für eine nachvollziehbare Zustandsüberwachung empfiehlt sich folgender Ablauf:
- Wärmetauschertyp, Medium und Betriebsdaten erfassen.
- Messstellen vor und nach dem Wärmetauscher festlegen.
- Differenzdruckbereich und statischen Druck bestimmen.
- Medienverträgliche Anschlüsse und Leitungen auswählen.
- Unabhängige Durchflussmessung vorsehen.
- Relevante Temperaturen erfassen.
- Messkette und Skalierung prüfen.
- Saubere Referenzkennlinie dokumentieren.
- Vergleichsbedingungen und Diagnosegrenzen definieren.
- Trendüberwachung und Wartungsentscheidung prüfen.
21. Typische Fehler und Diagnose
Ein steigender Differenzdruck bei höherem Volumenstrom kann normal sein. Entscheidend ist der Vergleich mit der sauberen Referenzkennlinie.
Ein auffällig hoher Druckverlust bei geringerem Volumenstrom kann dagegen auf Ablagerungen oder verengte Strömungswege hinweisen.
Bei schwankenden Messwerten sollten Gaspolster, Impulsleitungen, Pumpenpulsationen und die Dämpfung des Transmitters überprüft werden.
Wenn sich die Wärmeleistung verschlechtert, aber der Differenzdruck kaum verändert, können thermische Beläge oder veränderte Betriebsbedingungen vorliegen.
22. Passende ICS-Produkte
ICS Schneider Messtechnik bietet unterschiedliche Differenzdrucktransmitter, Manometer und Durchflussmessgeräte für industrielle Wärmetauscheranlagen an.
| Produkt | Wichtige Eigenschaften | Typische Aufgabe |
|---|---|---|
| IDM331 | Differenzdruck 20 mbar bis 16 bar, Genauigkeit 0,5 % FSO, nass/nass | Kompakte Differenzdruckmessung bei geeigneten Flüssigkeiten |
| IDPT200 | Differenzdruck 1 mbar bis 20 bar, statischer Druck bis 400 bar je nach Ausführung, HART | Kontinuierliche Prozessüberwachung |
| Siemens SITRANS P320 | Digitaler Prozesstransmitter, HART, Diagnose nach NAMUR NE107 | Differenzdrucküberwachung mit Leitsystemintegration |
| WIKA 732.14 / 762.14 | Mechanische Differenzdruckanzeige für erhöhte statische Drücke | Lokale Überwachung und Wartung |
| Siemens SITRANS FS220 | Clamp-on-Ultraschalldurchflussmessung für Flüssigkeiten | Unabhängige Volumenstrommessung |
22.1 IDM331
Der IDM331 ist ein kompakter Differenzdruckmessumformer für geeignete Flüssigkeiten und Gase. Er besitzt eine beidseitig beaufschlagbare Messzelle und medientrennende Edelstahlmembranen.
Bei der Auswahl sind Messspanne, zulässiger statischer Druck und die konkrete Medienverträglichkeit zu prüfen.
22.2 IDPT200
Der IDPT200 ist für industrielle Prozess-Differenzdruckmessungen ausgelegt. Er unterstützt HART-Kommunikation und verfügt über unterschiedliche Messzellen und Prozessanschlussvarianten.
Für die direkte Druckverlustüberwachung ist der lineare Differenzdruckausgang relevant.
IDPT200 – ICS-Prozesstransmitter
22.3 Siemens SITRANS P320
Der SITRANS P320 bietet unter anderem Differenzdruckmessung, HART-Kommunikation und umfangreiche Diagnosefunktionen.
Für anspruchsvolle Wärmetauscheranlagen können die verfügbaren Messzellen, Werkstoffe und Druckmittlerausführungen relevant sein.
SITRANS P320 – Produktinformationen
22.4 WIKA 732.14 / 762.14
Die Differenzdruckmanometer der Baureihe 732.14 beziehungsweise 762.14 eignen sich für die lokale Anzeige in geeigneten Prozessanwendungen.
Sie besitzen eine robuste metallische Messraumkonstruktion und sind in Ausführungen für hohe statische Betriebsdrücke verfügbar.
WIKA Differenzdruckmanometer – Produktinformationen
22.5 Siemens SITRANS FS220
Der SITRANS FS220 misst den Volumenstrom geeigneter Flüssigkeiten mittels Clamp-on-Ultraschalltechnologie.
In Kombination mit einem Differenzdrucktransmitter kann er die Unterscheidung zwischen verändertem Volumenstrom und erhöhtem Strömungswiderstand unterstützen.
SITRANS FS220 – Produktinformationen
Weitere Druckmessgeräte bei ICS Schneider Messtechnik
23. Fazit
Ein steigender Differenzdruck über einem Wärmetauscher kann auf Verschmutzung hinweisen, muss aber nicht durch Ablagerungen verursacht werden.
Volumenstrom, Temperatur, Viskosität und Strömungsbedingungen beeinflussen den Druckverlust wesentlich.
Für eine verlässliche Diagnose sollten Differenzdruck und Volumenstrom gemeinsam erfasst und mit einer dokumentierten sauberen Referenzkennlinie verglichen werden.
Temperaturmessungen ergänzen die hydraulische Bewertung um Informationen zur tatsächlichen Wärmeübertragung.
Entscheidend ist nicht der höchste Differenzdruck, sondern die Abweichung vom erwarteten Druckverlust unter vergleichbaren Betriebsbedingungen.
24. Häufig gestellte Fragen
24.1 Warum misst man den Differenzdruck über einem Wärmetauscher?
Damit lässt sich der hydraulische Widerstand zwischen Eintritt und Austritt überwachen. Veränderungen können auf andere Durchflussbedingungen oder auf Verschmutzungen hinweisen.
24.2 Bedeutet ein steigender Differenzdruck immer Verschmutzung?
Nein. Ein höherer Volumenstrom kann ebenfalls einen steigenden Druckverlust verursachen. Viskosität und Temperatur beeinflussen das Ergebnis zusätzlich.
24.3 Warum verändert sich der Druckverlust mit dem Volumenstrom?
Bei vielen turbulenten Strömungen steigt der Druckverlust näherungsweise quadratisch mit dem Volumenstrom. Die tatsächliche Abhängigkeit ergibt sich aus der Wärmetauscherkennlinie.
24.4 Kann ein verschmutzter Wärmetauscher einen niedrigeren Differenzdruck anzeigen?
Ja. Wenn durch den erhöhten Strömungswiderstand der Volumenstrom deutlich zurückgeht, kann der gemessene Differenzdruck trotz Verschmutzung sinken.
24.5 Wie erkennt man eine hydraulische Verschmutzung?
Durch Vergleich des gemessenen Differenzdrucks mit dem erwarteten Wert bei demselben Volumenstrom und vergleichbaren Medienbedingungen.
24.6 Was ist eine saubere Referenzkennlinie?
Sie beschreibt den Druckverlust eines sauberen Wärmetauschers in Abhängigkeit vom Volumenstrom unter definierten Betriebsbedingungen.
24.7 Kann man den Differenzdruck auf einen anderen Volumenstrom umrechnen?
Ja, mit einem geeigneten hydraulischen Modell. Die quadratische Umrechnung ist jedoch nur unter passenden Strömungs- und Medienbedingungen eine zulässige Näherung.
24.8 Welcher Differenzdrucktransmitter eignet sich?
Das hängt von Messbereich, statischem Druck, Medium und Temperatur ab. Beispielsweise kommen geeignete Ausführungen des IDM331, IDPT200 oder SITRANS P320 infrage.
24.9 Warum ist der statische Druck wichtig?
Auch bei einem kleinen Differenzdruck können beide Messanschlüsse unter hohem Betriebsdruck stehen. Dafür muss der Transmitter ausgelegt sein.
24.10 Wo werden die Druckanschlüsse montiert?
Der H-Anschluss wird mit dem vorgesehenen Eintrittsmesspunkt, der L-Anschluss mit dem Austrittsmesspunkt derselben Medienseite verbunden.
24.11 Warum benötigt man zusätzlich einen Durchflussmesser?
Nur mit dem tatsächlichen Volumenstrom lässt sich beurteilen, ob ein veränderter Druckverlust aus einem neuen Betriebspunkt oder einem erhöhten hydraulischen Widerstand resultiert.
24.12 Eignet sich ein Clamp-on-Durchflussmesser?
Ja, bei geeigneten Flüssigkeiten, Rohrbedingungen und Messbereichen. Ein Beispiel ist der Siemens SITRANS FS220.
24.13 Welche Rolle spielt die Temperatur?
Die Temperatur beeinflusst häufig die Viskosität des Mediums. Außerdem liefert sie wichtige Informationen zur Wärmeübertragung.
24.14 Ist ein höherer Druckverlust immer mit schlechterem Wärmeübergang verbunden?
Nein. Hydraulische und thermische Veränderungen können unterschiedlich stark ausfallen. Deshalb sollten beide Eigenschaften überwacht werden.
24.15 Kann man den Differenzdruck mit zwei Drucksensoren berechnen?
Ja. Bei kleinen Druckdifferenzen und höherem Betriebsdruck kann die Differenz jedoch durch die Messfehler beider Sensoren erheblich beeinflusst werden.
24.16 Warum schwankt die Differenzdruckanzeige?
Mögliche Ursachen sind Pumpenpulsationen, Gaspolster, wechselnde Volumenströme oder Probleme mit den Druckanschlussleitungen.
24.17 Wann sollte ein Wärmetauscher gereinigt werden?
Wenn die dokumentierten hydraulischen oder thermischen Zustandsgrenzen überschritten werden und die Ursache nach geeigneter Diagnose eine Reinigung erfordert.
24.18 Welche Angaben benötigt ICS für ein Angebot?
Benötigt werden Medium, Temperatur, Betriebsdruck, erwarteter Differenzdruck, Volumenstrom, Prozessanschlüsse, Werkstoffe, gewünschtes Ausgangssignal und Einbaubedingungen.