Automotive Technology Meets Heating Industry

Bild 1: Microplan-Prüfstände sind in der Bandendeprüfung, in der Qualitätssicherung sowie in Forschung und Entwicklung im Einsatz.Microplan/Etas

Microplan, gegründet 1986, bietet innovative und zuverlässige High-Tech-Lösungen für den Test von raumlufttechnischen Anlagen wie Heizungen, Ventilation, Belüftung und Air-Conditioning an und ist der weltweit anerkannte Marktführer in diesem Bereich. Microplan-Prüfstände sind in der Bandendeprüfung, in der Qualitätssicherung sowie in Forschung und Entwicklung im Einsatz. Gegenwärtig sind mehr als 520 Prüfstände der Firma weltweit installiert. 2010 belief sich die Gesamtzahl der auf Microplan-Prüfständen getesteten Gasheizkessel auf vier Millionen. Unter den verschiedenen mit Microplan-Prüfständen durchgeführten Tests befindet sich auch die Verbrennungsanalyse von Gasheizkesseln beziehungsweise Gasboilern und Warmwasseraufbereitern am Bandende.

Messaufbau

Für diese Aufgabe wird bei Microplan das Lambdameter von Etas in Verbindung mit der Breitband-Lambdasonde LSU 4.9 von Bosch (Kurzname: Bosch LSU 4.9) eingesetzt. Microplan hat ein auf dem Etas-Lambdameter und der Breitbandsonde Bosch LSU 4.9 basierendes Testsystem entwickelt. Da dieses System die gemessenen Werte ohne Verzögerung liefert, ist die Vorlaufzeit für das Stellen des Gasventils entsprechend kurz – ein wesentlicher Vorteil beim Test am Bandende.

Bild 2: Sitz der Lambdasonde im Kamin des untersuchten Gasheizkessels.Microplan/Etas

An ihrer Position im Kamin des zu testenden Gasheizkessels (Bild 2) oder Warmwasseraufbereiters misst die Bosch LSU 4.9 den in den Abgasen vorhandenen Sauerstoffpartialdruck und liefert ein Rohdatensignal an das Etas-Lambdameter. Dieses steuert gleichzeitig die Bosch LSU 4.9 und die Umwandlung ihres Rohsignals in den Sauerstoffkonzentrationswert. Der Ausgangswert des Lambdameters wird an die Software von Microplan übergeben, welche die CO2-Konzentration mithilfe eines proprietären Algorithmus der Firma ermittelt.

Microplan führte gemeinsam mit seinen Kunden weltweit eine Vielzahl von Feldversuchen durch, um das auf dem Etas-Lambdameter / Bosch LSU 4.9 basierende System – inklusive seiner in der Automobilindustrie bewährten und robusten Komponenten – mit der bislang gebräuchlichen Testmethode, die auf der Analyse durch Infrarotsysteme oder elektrochemische Zellen basiert, zu vergleichen.

Die Feldversuche lieferten die folgenden Ergebnisse:
Unter identischen Betriebsbedingungen ergab sich zwischen beiden Systemen eine Abweichung von < 0,1 Prozent bei den Messungen der CO2-Konzentration in den Abgasen.

Die Reaktionszeit des bislang gebräuchlichen Analysesystems ist 25 Sekunden länger als die Reaktionszeit des auf dem Etas-Lambdameter basierenden Systems.

Das neue Verfahren ist schneller, einfacher und wirtschaftlicher als die bislang verwendete, auf Infrarotsystemen oder elektrochemischen Zellen basierende Methode. Fazit: Robuste, leicht erhältliche, erprobte und zuverlässige Komponenten aus dem Automotive-Umfeld werden erfolgreich für das Testen von Gasheizkesseln eingesetzt – Automotive Technology Meets Heating Industry.

Das Lambdameter

Bild 3: Zusammen mit dem Lambdameter V4.0. Microplan/Etas

Das zur Messung eingesetzte LA4 Lambdameter ist ein hochpräzises Gerät zur Messung von Abgaswerten. Lambdawerte, Sauerstoffgehalt und Luft-Kraftstoffverhältnis lassen sich mit dem LA4 ebenso ermitteln wie Innenwiderstand, Pumpstrom und die Heizerspannung der LSU-Lambdasonde. Mit dem LA4 lassen sich Abgasmessungen an Motoren oder Anlagen durchführen. Gestützt auf die Ausgangssignale der LSU-Breitband-Lambdasonde von Bosch können die Messresultate entweder mithilfe einer analytischen Methode berechnet werden, wobei Kraftstoffeigenschaften und Umgebungsbebedingungen berücksichtigt werden, oder aber statisch, also gestützt auf Kennlinien. Das LA4 LambdamMeter ist für den Einsatz am Prüfstand ebenso geeignet wie für den Einsatz im Fahrzeug. Die LCD-Anzeige macht das LA4 komfortabel im standalone-Betrieb; es kann aber über INCA gesteuert werden. Die Messwerte können ständig auf der eingebauten LCD-Anzeige dargestellt werden. Eine weitere Anzeige lässt sich optional räumlich getrennt einbauen. Eine Folientastatur erleichtert das schnelle Hin- und Herschalten zwischen Messvariablen. Über eine serielle SMB (V24)-Schnittstelle können Messwerte unabhängig von der Anzeige auch an einen PC oder die ES590/ES591-Schnittstellen übergeben werden oder an über einen analogen Ausgang an andere Geräte. Über die SMB-Schnittstelle sind LA4-Module kaskadierbar.

Nach dem Einschalten führt das Gerät einen Selbstabgleich über eine interne Referenz durch. Eine optimierte Heizungsregelung sorgt dafür, dass die Sonde rasch die Betriebstemperatur erreicht und verhindert selbst bei stark schwankenden Abgastemperaturen und unterschiedlichen Versorgungsspannungen, dass Schäden durch Überhitzung entstehen.

(sb)