月: 2023年3月

Was ist eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe ist eine Technologie, die Wärme in Luft oder Flüssigkeit von einer niedrigeren Temperatur auf eine höhere Temperatur überträgt. Sie werden in Klimaanlagen, Kühlschränken und Öko-Geräten eingesetzt, die aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind.

Obwohl für die Wärmeübertragung Strom verbraucht wird, ist ein hoher Energiespareffekt zu erwarten, da die erzeugte Wärmeenergie größer ist als die verbrauchte Menge. Außerdem können im Vergleich zu Gas- oder Ölverbrennungssystemen die CO2-Emissionen erheblich reduziert werden, was sie zu einer umweltfreundlichen Technologie macht, die auch unter dem Aspekt der umweltfreundlichen Technik Beachtung findet.

Anwendungen von Wärmepumpen

Wärmepumpen wurden früher hauptsächlich in Kühlschränken und Klimaanlagen zur Kühlung eingesetzt. Dank des technischen Fortschritts hat sich der Anwendungsbereich jedoch von niedrigen auf hohe Temperaturen ausgeweitet, so dass sie heute in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden, unter anderem für Heizung und Warmwasserversorgung.

Im Haushalt werden sie in Haushaltsgeräten, die für das tägliche Leben unerlässlich sind, wie Kühlschränke, Klimaanlagen und Waschmaschinen/Trockner, sowie in energieeffizienten Geräten wie Öko-Kühlschränken und Fußbodenheizungen eingesetzt. Sie werden auch in gewerblichen Klimaanlagen und Warmwasserbereitern in Einrichtungen mit vielen Nutzern, wie z. B. Büros und Krankenhäusern, eingesetzt und dürften die Betriebskosten erheblich senken.

Funktionsweise der Wärmepumpe

Die Temperatur eines Gases steigt, wenn es komprimiert wird, und sinkt umgekehrt, wenn es expandiert wird. Wärmepumpen nutzen diese Eigenschaft, um Wärme zu übertragen. Und Kältemittel wie Freon, die Wärme übertragen, können effektiv Wärme übertragen, indem sie sich durch Kompression und Expansion bei Temperaturen nahe der Raumtemperatur wiederholt verflüssigen und verdampfen.

Eine Wärmepumpe besteht aus einem Kompressor, einem Expansionsventil, zwei Wärmetauschern, dem Verdampfer und dem Verflüssiger, sowie den sie verbindenden Rohrleitungen, in denen ein Kältemittel mit niedrigem Siedepunkt zirkuliert.

Das Kältemittel ist das Medium, das für die Übertragung der Wärmeenergie verantwortlich ist. Es werden hauptsächlich FCKW-Gase verwendet, die je nach Druck und Temperatur in Gase und Flüssigkeiten verdampfen und kondensieren.

Expansionsventile sind Geräte, die FCKW-Gas von hoher Temperatur und hohem Druck schnell in einen warmen, niedrigen Druckzustand ausdehnen und dann wieder in eine Flüssigkeit verwandeln.

Kompressoren sind Geräte, die FCKW-Gas auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck verdichten. Es gibt Zentrifugal- und Hubkolbenkompressoren.

Wärmetauscher können je nach ihrer Funktion in zwei Kategorien unterteilt werden: Verdampfer und Kondensatoren. Der Verdampfer nimmt Wärme von außen auf und wandelt das FCKW-Gas in ein Gas um, während der Verflüssiger das Gas in eine Flüssigkeit umwandelt und die Wärme nach außen abgibt.

Das Kältemittel nimmt im Verdampfer Wärme auf, wandelt sich in Gas um und wird vom Kompressor aufgenommen. Das auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck komprimierte Gas wird in den Kondensator geleitet, wo es in eine Flüssigkeit umgewandelt wird, die dann durch ein Expansionsventil auf eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck gebracht und wieder in den Verdampfer zurückgeführt wird. Wärmepumpen übertragen die Wärme vom Niedertemperaturbereich auf den Hochtemperaturbereich der Luft, indem sie diese Zyklen wiederholen.

Arten von Wärmepumpen

Wärmepumpen lassen sich nach dem Prinzip des Wärmetransports wie folgt einteilen:

1. Wärmepumpen mit Wärmeerzeugung und Wärmeabsorption des Kältemittels

Dampfkompressionswärmepumpen, Absorptionswärmepumpen und Adsorptionswärmepumpen nutzen die Verdampfungs- und Kondensationswärme, die bei der Verdampfung des Kältemittels entsteht. Wärmepumpen, die die Verdampfungswärme von Ammoniak nutzen, werden hauptsächlich in Kühl- und Gefrierschränken eingesetzt.

2. Wärmepumpen, die andere Wärme als Luftwärme nutzen

In Wärmepumpen werden Erdwärme, Wärme aus Wasserquellen und Sonnenwärme genutzt. In allen Fällen muss die Wärmequelle in der Nähe sein, aber die Wärme kann sich effizienter ausbreiten als Luftwärme.

3. Wärmepumpen mit Netzschwingung

Diese Wärmepumpen arbeiten mit Halbleitern. Wenn ein elektrischer Strom durch ein thermoelektrisches Element fließt, wird in diesem Element eine Gitterbewegung erzeugt. Wenn die Wärme durch diese Gitterbewegung übertragen wird, ist eine feine Temperaturregelung möglich. Daher werden sie hauptsächlich in medizinischen und Laborgeräten eingesetzt, die eine präzise Temperaturregelung erfordern. Ihre hohe Leistung macht sie jedoch zu teuren Wärmepumpen.

4. Andere Wärmepumpen

Seit kurzem gibt es Wärmepumpen, die sowohl die Thermoelektrizität als auch die Verdampfungswärme nutzen. Wie man sieht, werden jedes Jahr neue Wärmepumpentechnologien entwickelt, die es ermöglichen, Wärme effizienter zu erfassen und zu speichern.

Weitere Informationen zu Wärmepumpen

1. Leistungsindikatoren für Wärmepumpen　

Die Leistung einer Wärmepumpe wird als Verhältnis zwischen der Kühl- oder Heizleistung (kW), die sie erbringen kann, und dem Stromverbrauch (kW) ausgedrückt und als COP (Coefficient Of Performance) bezeichnet. Je höher dieser Wert ist, desto mehr Energieeinsparungen sind zu erwarten, und er wird als Indikator für die Energiesparfähigkeit eines Klimageräts verwendet, insbesondere für Klimaanlagen als Kühl-COP und Heiz-COP.

Der COP gibt jedoch die Effizienz des Energieverbrauchs bei konstanter Temperatur an, und wenn Klimaanlagen tatsächlich benutzt werden, variiert die Leistung je nach Raum- und Außentemperatur. Daher ist der APF (Annual Performance Factor) jetzt der wichtigste Energiesparstandard, der als Indikator für die Energieeffizienz definiert ist und den COP in dem im September 2006 überarbeiteten Energieeinsparungsgesetz ersetzt. Der APF unterscheidet sich insofern vom COP, als er die Betriebseffizienz des Systems nach einem Jahr Betrieb angibt. Daher kann man sagen, dass der APF eine Betriebseffizienz angibt, die dem tatsächlichen Betrieb näher kommt. 

2. Vorzüge und Nachteile von Wärmepumpen

Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile von Wärmepumpen beschrieben, einer Technologie, die effizient Wärme von außen sammelt und als große Wärmequelle nutzt.

Vorteile

• Energieeinsparung
  Durch die Gewinnung von Wärme von außen muss keine neue Wärme erzeugt werden, so dass elektronische Geräte mit Wärmepumpen eine relativ niedrige Stromrechnung haben.
• Sicherheit
  Da bei der Wärmeerzeugung keine Verbrennung stattfindet, ist sie.
• Sicherer
  Geringere Kohlendioxid-Emissionen.
  Da es keinen Verbrennungsprozess gibt, sind die Kohlendioxidemissionen relativ gering.

Nachteile

• Anfällig für äußere Einflüsse
  Wärmepumpen nehmen die Wärme von außen auf, was bedeutet, dass sie bei niedrigen Außentemperaturen weniger effizient sind.

3. Effektiver Einsatz von Wärmepumpen

Wärmepumpen eignen sich hervorragend zur Energie- und Kosteneinsparung, da sie Kühl- und Heizleistungen erzeugen können, die ihren Stromverbrauch übersteigen, haben aber den Nachteil, dass sie leicht von der äußeren Umgebung beeinflusst werden. Wärmepumpen können jedoch aus kleinen Temperaturunterschieden große Mengen an Energie gewinnen. Wenn sie effektiver eingesetzt werden, sind weitere Energieeinsparungen zu erwarten.

Bei einer Wärmepumpe wird eine Seite erwärmt und die andere Seite durch Wärmeübertragung in die entgegengesetzte Richtung gekühlt. Normalerweise wird nur eine der beiden Seiten genutzt, aber wenn ein System so konstruiert werden kann, dass es gleichzeitig heizt und kühlt, lassen sich größere Energieeinsparungen erzielen.

Eine weitere effektive Möglichkeit, Wärmepumpen einzusetzen, ist die Nutzung von Erdwärme als Wärmequelle. Im Vergleich zur Außenluft weist die Erdwärme im Jahresverlauf geringere Temperaturschwankungen auf, so dass die Temperatur des Bodens und des Grundwassers im Sommer kühler und im Winter wärmer ist. Auf diese Weise kann ungenutzte Erdwärme effektiv genutzt und der CO2-Ausstoß deutlich reduziert werden.

Darüber hinaus besteht die größte Besonderheit von Wärmepumpen darin, dass sie thermische Energie, die ohnehin nur schwer nutzbar ist, wie z. B. die Abwärme von Fabriken und die Abwässer heißer Quellen, optimal nutzen können.

Was ist eine Kraftmesszelle?

Eine Kraftmesszelle (englisch: load cell) ist ein Kraftaufnehmer, ein Sensor, der eine Last oder Kraft erfasst, sie in ein elektrisches Signal umwandelt und ausgibt. Das der Last oder Kraft entsprechende Ausgangssignal wird zur Anzeige oder Aufzeichnung der Last verwendet und kann auch zur Steuerung eingesetzt werden.

Neben dem Dehnungsmessstreifen, der die Verformungsdehnung eines Objekts misst, gibt es weitere Methoden zur Erfassung von Lasten oder Kräften, z. B. piezoelektrische, Dünnmetallfilm-, kapazitive, faseroptische, Vibrations- und magnetostriktive Methoden.

Der Ausgang von Kraftmesszellen ist ein analoges oder digitales Spannungs- oder Stromsignal, das der Belastung entspricht. Sie werden zur Anzeige und Aufzeichnung von Lasten auf Waagen, zur Messung der Belastbarkeit, zur Messung von Lasten in Materialprüfmaschinen und zur Steuerung von Anlagen eingesetzt.

Anwendungen von Kraftmesszellen

Kraftmesszellen werden in elektronischen Waagen, Prüfmaschinen, Durchflussmessern, Industriewaagen und verschiedenen Messgeräten eingesetzt. Beispiele für Haushaltsprodukte sind Waagen, Digitalwaagen und Dusch-WC-Sitze.

In der Industrie werden sie neben Waagen häufig in Zugprüfmaschinen, Geräten zur Messung der Viskoelastizität, Pressen sowie Garn- und Folienwickelgeräten eingesetzt. Sie werden auch zur Prüfung des Antriebs von Düsentriebwerken, zur Überwachung der Spannung von Schiffstauen, zur Messung des Motordrehmoments, zur Überwachung von Achslasten, zur Messung der Drahtspannung in Aufzügen und zum Wiegen von Trichtern und Silos verwendet.

Darüber hinaus werden Kraftmesszellen auch an den Steuerstangen einiger Flugzeuge eingesetzt. Wenn der Pilot eine Kraft auf den Steuerknüppel ausübt, erkennt der Computer die Größe der Last und steuert das Flugzeug.

In der Industrie sind Wägezellen unverzichtbar, um das Gewicht von Produktionsgütern zu messen, um die Qualität zu verbessern, die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken, und um die Daten zu digitalisieren, damit sie auf Monitoren angezeigt werden können, um gute oder schlechte Entscheidungen zu treffen, um die Daten zu drucken und zu speichern.

Funktionsweise der Kraftmesszellen

Es gibt vier Haupttypen von Kraftmesszellen, abhängig von der Form des Elements, das sich unter Last verformt: Balken-, Säulen-, S-förmige und Membran-Kraftmesszellen.

1. Balken-Typ

Der Balkentyp misst den Betrag der Balkenverformung, der auftritt, wenn eine Last auf das Ende eines freitragenden Balkens aufgebracht wird. Er wird für Plattformwaagen verwendet.

2. Säulentyp

Der Säulentyp misst die Verformungsdehnung in Druckrichtung einer zylindrischen Fläche unter Last auf einem zylindrischen Element. Er wird für industrielle Anwendungen wie Tanks und Trichter verwendet. Häufig werden mehrere Kraftmesszellen verwendet, wobei die Last auf jede Zelle gleichmäßig aufgebracht werden muss.

3. S-förmiger Typ

Beim S-förmigen Typ wird eine Last auf beide Enden eines S-förmigen Elements aufgebracht, und die Verformung des S-förmigen Elements wird gemessen und in eine Last umgewandelt. Er wird häufig in Zugprüfmaschinen zur Messung von Zugkräften verwendet.

4. Diaphragma-Typ

Beim Diaphragma-Typ wird eine Kraft auf die Mitte des Diaphragmas aufgebracht und die Verformung des Diaphragmas gemessen. Er wird im Allgemeinen für Kraftmessdosen verwendet.

Durch Änderung der Größe und des Materials des verwendeten Zellenteils kann die Skala der zu messenden Last erhöht oder verringert werden. Auf diese Weise lassen sich Lasten in einem weiten Bereich messen, von wenigen Gramm bis zu großen Kräften im Tonnenbereich. Für die Messung kleinster Kräfte wurden hochpräzise Kraftmesszellen entwickelt, die in der Größenordnung von mN messen können und z. B. in der Forschung und Entwicklung künstlicher Muskeln eingesetzt werden.

Zu den Methoden zur Erfassung der Verformung von Bauteilen, die sich unter Last verformen, gehören Dehnungsmessstreifen, piezoelektrische, Dünnschicht-, Kapazitäts-, Faseroptik-, Vibrations- und magnetostriktive Verfahren.

Ein Dehnungsmessstreifen ist an einem elastischen Körper, dem so genannten Dehnungsgenerator, befestigt, der sich durch eine winzige Verformung ausdehnt oder zusammenzieht, wodurch sich seine Querschnittsfläche und der Widerstand des Messstreifens ändern. Diese Änderung ist proportional zur Last, so dass die auf den Dehnungsmessstreifen ausgeübte Last aus der Änderung des Widerstands berechnet wird.

Weitere Informationen zu Kraftmesszellen

1. Einheiten von Kraftmesszellen

Kraftmesszellen zeigen den Messwert in der SI-Einheit ‚Kraft‘, ‚N‘ Newton, an. Je nach Kapazität der Kraftmesszelle kann auch mN oder kN verwendet werden.

Das ‚N‘ Newton ist der Wert, den man durch Multiplikation der Masse mit der Erdbeschleunigung erhält. Wenn die Erdbeschleunigung am Messort bekannt ist, kann die Masse (kg) mit einer Kraftmesszelle gemessen werden. 

2. Genauigkeit der Kraftmesszelle

Es ist gängige Praxis, den Punkt “Genauigkeit” nicht in die Spezifikationen von Kraftmesszellen aufzunehmen. Die Genauigkeit einer Kraftmesszelle allein wird umfassend aus der Linearität, der Hysterese, der Wiederholbarkeit und den in den Spezifikationen beschriebenen Temperatureffekten beurteilt.

Wenn eine Kraftmesszelle mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt wird, gibt sie eine Spannung ab, die proportional zur Last ist, aber diese Spannung ist winzig, höchstens 20 mV. Diese kleine Spannung wird weiter in Millionstel geteilt und gemessen, so dass die verwendete Messausrüstung sehr stabil und genau sein muss.

Die Genauigkeit von Messgeräten auf der Grundlage von Kraftmesszellen muss umfassend beurteilt werden, einschließlich der Fehler, die durch einzelne Kraftmesszellen und Anzeigegeräte, Temperaturbedingungen, Einbaubedingungen und Vibrationen verursacht werden. Zu diesem Zweck werden die Genauigkeit der Kraftmesszellen, die den Messwertgeber darstellen, und die Genauigkeit des Anzeigegeräts bestimmt, und die Gesamtgenauigkeit wird durch die Quadratwurzel aus der Summe ihrer Quadrate berechnet.

Was ist eine Entgratungsmaschine?

Eine Entgratungsmaschine ist eine Maschine, mit der Grate entfernt werden, die beim Formen von Materialien wie Metallen und Harzen entstehen.

Zu den geformten Produkten gehören Metalle wie rostfreier Stahl, Kupfer, Aluminium, Eisen und Titan sowie Harze wie Kunststoffe. Zu den gängigen Entgratungsmaschinen gehören solche, die mit einer Bürste schrubben, solche, die kieselsteinähnliche Kügelchen bestrahlen, und solche, die einen Laser zum Entfernen von Graten verwenden.

Diese Methoden entfernen nicht nur die Grate, sondern sorgen auch für eine glatte Oberfläche. Entgratungsmaschinen mit Förderbändern können Formteile transportieren und automatisch entgraten, so dass die Struktur einfach und effizient zu handhaben ist.

Das Entgraten wirkt sich nicht nur auf das optische Erscheinungsbild des Produkts aus, sondern auch auf seine Qualität und Funktionalität. Das Entgraten kann die Lebensdauer des Werkstücks verkürzen und seine Funktionalität beeinträchtigen.

Anwendungen von Entgratungsmaschinen

Entgratungsmaschinen werden zur Entfernung von Graten in Formteilen aus Metall, Kunststoff und anderen Harzen eingesetzt, die spanend bearbeitet, gepresst oder gespritzt wurden. Grate sind unerwünschte Vorsprünge, die bei der Verarbeitung entstehen, die unansehnlich sind und bei Berührung Verletzungen verursachen können, und die zur Verbesserung der Produktqualität und zur Gewährleistung der Sicherheit notwendig sind.

Die meisten in Fabriken hergestellten Formprodukte werden entgratet. Entgratungsmaschinen werden sowohl für Kleinteile als auch für größere Metalle wie Bleche, Rohre und Winkel benötigt. Außerdem können Entgratungsmaschinen gleichzeitig mit anderen Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden, z. B. zur Entfernung von Oxidschichten oder zur Haarlinienbearbeitung.

Entgratungsmaschinen werden im Allgemeinen bei industriellen Produkten wie Autos, Flugzeugen und Haushaltsgeräten eingesetzt. Industrielle Produkte erfordern große Mengen an Teilen, und der Einsatz von Entgratungsmaschinen ermöglicht nicht nur die Massenproduktion, sondern verbessert auch die Produktionseffizienz bei gleichbleibend hoher Qualität.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Medizintechnik stellen Flugzeuge und medizinische Geräte hohe Anforderungen an Qualität und Präzision, so dass durch den Einsatz von Entgratungsmaschinen eine hohe Qualität und Präzision erreicht werden kann.

Funktionsweise von Entgratungsmaschinen

Das Prinzip der Entgratungsmaschinen unterscheidet sich zwischen Bürsten- und Frästypen:

1. Bürstentyp

Entgratungsmaschinen vom Typ Bürste polieren geformte Produkte, indem sie Bürsten aus Stahldraht, rostfreiem Stahldraht oder Messingdraht drehen. Die am Formteil haftenden Borsten werden von der Bürste abgeschabt, wodurch der Grat entfernt wird. In einigen Fällen bestehen die Bürsten aus natürlichen Materialien wie Rosshaar, Schweinehaar oder Pflanzenfasern.

Je nach Form und Material des geformten Produkts können Form, Länge und Borstenmaterial der zu schleifenden Bürste verändert werden, um Grate zu entfernen. Die Bürstenformen reichen von Folienbürsten, die sich zum Polieren von ebenen Flächen und zum Entgraten von Kanten eignen, über Kopfbürsten, die sich zum Polieren von Böden und Ecken eignen, bis hin zu Kondensatorbürsten, die zum Reinigen und Entgraten von feinen Löchern wie Schraubenlöchern verwendet werden können, und Miniaturbürsten, die sich für Kleinteile und Schmuck eignen.

Beim Entgraten mit Bürsten werden nicht grundsätzlich Grate entfernt, um Abmessungen zu verändern, sondern es können Rost und Schmutz sowie Grate entfernt und Oberflächen poliert werden. Neben dem Entgraten können gleichzeitig auch Oxidschichtentfernung und Haarlinienbearbeitung durchgeführt werden.

2. Fräsertyp

Entgratungsmaschinen vom Typ ‚Cutter‘ verwenden ein rotierendes Schneidmesser, um den Grat abzutragen. Im Vergleich zum Bürstentyp kann die Fräser-Entgratmaschine mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten und große Formteile und Metallteile bearbeiten.

Entgratungsmaschinen mit Schneidwerkzeugen verfügen über verschiedene Arten von Messern, darunter gerade Messer für gerade Schnitte, runde Messer für abgerundete Ecken und Fasen für schräge Schnitte an den Ecken. Es ist daher wichtig, je nach Form des Formteils und der Lage des Grats einen geeigneten Fräser zu wählen.

Neben der Wahl des Fräsers müssen auch die Drehgeschwindigkeit, die Vorschubgeschwindigkeit und die Schärfe des Fräsers angepasst werden.

Weitere Informationen zu Entgratungsmaschinen

Maschinen, die in Verbindung mit Entgratungsmaschinen verwendet werden

Es gibt drei Arten von Maschinen, die in Verbindung mit Entgratungsmaschinen verwendet werden: Kompressoren, Sandstrahlmaschinen und Nassstrahlmaschinen.

1. Kompressoren
Entgratungsmaschinen werden häufig in Verbindung mit Kompressoren eingesetzt, da sie mit Luftdruck arbeiten. Kompressoren sind Maschinen, die Luft komprimieren und speichern, und viele Maschinen, einschließlich Entgratungsmaschinen, arbeiten mit Luftdruck.

2. Sandstrahlmaschinen
Ähnlich wie Entgratungsmaschinen werden Sandstrahlmaschinen für die Oberflächenbehandlung eingesetzt. Bei Sandstrahlmaschinen wird ein Strahl aus abrasivem Material mit hoher Geschwindigkeit aufgesprüht, um Metalloberflächen zu polieren und Schmutz und Rost zu entfernen.

3. Nass-Strahlanlagen
Nassstrahlanlagen verwenden einen Wasserstrahl und Strahlmittel, um die Oberfläche von geformten Produkten zu behandeln. Wie Entgratungsmaschinen können sie die Oberfläche von Gusserzeugnissen polieren.

Nassstrahlanlagen haben gegenüber Sandstrahlanlagen auch den Vorteil, dass sie keinen Staub erzeugen und somit die Arbeitsumgebung verbessern.

Was ist Hygrometer?

Ein Hygrometer ist ein Gerät, das die Feuchtigkeit in der Luft misst und anzeigt.

Es gibt mehrere Indikatoren für die Luftfeuchtigkeit, aber derjenige, den wir täglich verwenden, ist die relative Luftfeuchtigkeit (%RH). Die relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis zwischen der Wasserdampfmenge in der gemessenen Luft und der maximalen Wasserdampfmenge, die die Luft bei dieser Temperatur enthalten kann.

Weitere Parameter neben der relativen Luftfeuchtigkeit sind das Mischungsverhältnis (kg/kg), die absolute Luftfeuchtigkeit (g/m^3), der Wasserdampfdruck (Pa), die Taupunkttemperatur (°C) und der Molanteil (mol/mol). Hygrometer lassen sich grob in analoge und digitale Typen einteilen. Zu den analogen Typen gehören Trocken- und Nasshygrometer, Haarhygrometer und Bimetall-Hygrometer, von denen die ältesten seit etwa 1500 in Gebrauch sind. Sie arbeiten grundsätzlich nicht mit Strom. Sie sind anfällig für Fehler und erfordern Wartung und Messbedingungen.

Digitale elektronische Hygrometer sind Sensoren auf Halbleiterbasis, die häufig mit einem Temperatursensor zu einem Temperatur-/Hygrometer-Set kombiniert werden. Sie werden wegen ihrer geringen Größe und der einfachen Datenaufzeichnung in industriellen Anwendungen eingesetzt.

Verwendungszwecke von Hygrometern

Hygrometer werden seit langem in der öffentlichen Wetterbeobachtung und anderen Anwendungen eingesetzt. Haarhygrometer werden in Museen und Kunstgalerien verwendet, da sie keinen Strom benötigen.

Industrielle Hygrometer werden dort eingesetzt, wo die Luftfeuchtigkeit empfindlich ist, z. B. bei der Kultivierung von Kunststoffgewächshäusern und Pilzen in der Landwirtschaft sowie in medizinischen und pharmazeutischen Betrieben.

In letzter Zeit werden Hygrometer häufig zur Vorbeugung von Hitzeschlägen eingesetzt. An manchen Orten werden sie in Innenräumen eingesetzt, in denen sich Menschen aufhalten, wie in großen Sporthallen, Klassenzimmern und Pflegeheimen. Sie werden auch in Klimaanlagen und Luftbefeuchtern installiert und sind für die automatische Steuerung der Geräte zuständig.

Funktionsweise von Hygrometern

Für die Messung der Luftfeuchtigkeit werden verschiedene Prinzipien verwendet. Erstens gibt es zwei Haupttypen von Prinzipien, je nachdem, ob sie analog oder digital sind.

1. Analoge Hygrometer

Analoge Hygrometer werden häufig in Hygrometern für den täglichen Bedarf verwendet.

Nass- und Trocken-Kugelhygrometer
Nass- und Trocken-Kugelhygrometer bestehen aus zwei nebeneinander liegenden Glasthermometern, von denen eines mit einer feuchten Gaze umwickelt ist. Unter den Thermometern befindet sich ein Behälter, in dem Wasser aufbewahrt wird. Die Gaze nimmt die Feuchtigkeit in diesem Behälter auf und lässt die Feuchtigkeit an dem umwickelten Thermometer verdunsten.

Bei der Verdunstung des Wassers geht Verdunstungswärme verloren, so dass die angezeigte Temperatur (Feuchtkugeltemperatur) des Thermometers mit der umwickelten Gaze niedriger ist. Aus dieser Temperaturdifferenz wird die Luftfeuchtigkeit berechnet. Einige Produkte verfügen über eine Tabelle zur Umrechnung der Feuchtkugeltemperatur zwischen den beiden Thermometern, so dass die Luftfeuchtigkeit aus der Differenz zwischen dem Thermometer ohne Gaze (Trockenkugeltemperatur) und der Feuchtkugeltemperatur abgelesen werden kann.

Wenn die beiden Thermometer die gleiche Zahl aufweisen, ist das nasse Tuch nicht trocken und es entsteht keine Verdampfungswärme, d. h. die Luftfeuchtigkeit beträgt 100 %.

Haar-Hygrometer
Das Haarhygrometer nutzt die Elastizität des Nylonfadens und des menschlichen Haares, die sich mit der Luftfeuchtigkeit verändert, um die Nadel zu bewegen. Die Nadel wird nach dem Hebelprinzip vergrößert, und ihre Bewegung wird auf einer Papierrolle aufgezeichnet.

Da die Messung ohne Strom erfolgt, besteht keine Brandgefahr, weshalb sie in Museen verwendet werden.

Bimetall-Hygrometer
Bimetallische Hygrometer verwenden eine Metallfeder als Basis, an der eine trockene Chemikalie mit unterschiedlicher Schrumpfungsrate, die leicht Feuchtigkeit aufnimmt, befestigt ist, wobei sich die Form der Feder je nach Luftfeuchtigkeit ändert. Sie werden in wandmontierten Hygrometern mit Zeiger verwendet.

2. Digitales Hygrometer

Digitale Hygrometer werden häufig in der Industrie eingesetzt.

Elektrischer Widerstandstyp
Der elektrische Widerstandstyp verwendet ein Feuchtigkeitselement, dessen elektrischer Widerstand sich entsprechend der relativen Luftfeuchtigkeit ändert; es ist unmöglich, bei niedriger Luftfeuchtigkeit unter 20 % rh zu messen, da der Messfehler groß ist, und das Element verschlechtert sich bei hohen Temperaturen.

Kapazitätsmessung
Bei der Kapazitätsmessung werden Änderungen der in einem Kondensator gespeicherten elektrischen Kapazität genutzt. Die Menge an Feuchtigkeit, die von der Polymerschicht im Kondensator aufgenommen oder abgegeben wird, ist proportional zur relativen Luftfeuchtigkeit. Im Gegensatz zum elektrischen Widerstand können die Messungen auch bei 0 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden.

Taupunkt-Hygrometer (optisch)
Die zu messende Luft wird auf einen gekühlten Spiegel gestrahlt, und das Beschlagen des Spiegels wird durch die Reflexion des Lichts festgestellt. Die Taupunkttemperatur ist die Temperatur, bei der der Spiegel zu beschlagen beginnt. Darüber hinaus kann die relative Luftfeuchtigkeit separat zusammen mit der Lufttemperatur berechnet werden. Dies ist derzeit die genaueste Methode zur Messung der Luftfeuchtigkeit.

Weitere Informationen zu Hygrometern

Wissenswertes zur Messung der Luftfeuchtigkeit

Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Arten von Hygrometern unterschiedliche Fehlerbereiche aufweisen. Die Genauigkeit ist wichtig für die Messung, aber auch die Einfachheit der Messung ist entscheidend. Im Alltag ist die Einfachheit der Messung wichtiger als die Genauigkeit, während für den industriellen Einsatz eine Messmethode mit einem Fehlerbereich gewählt werden muss, der dem Ziel gerecht wird.

Bei der Auswahl eines Hygrometers sollten Sie daher den möglichen Messbereich und den Fehlerbereich genau prüfen.

Was ist ein Server-Rack?

Bei einem Server-Rack handelt es sich um eine rackartige Lagereinheit für Computersysteme und Netzwerkausrüstung.

Er besteht in der Regel aus mehreren Fächern, die auf einem Stahlrahmen montiert sind. In diesen Fächern sind Geräte wie Netzteile, Server, Speichergeräte, Router und Switches untergebracht.

Server-Racks sind Geräte, die ein effizientes Gerätemanagement im Hinblick auf Netzsicherheit, Systembetrieb und -verwaltung ermöglichen. Die Geräte in Server-Racks werden durch Lüfter und Klimageräte gekühlt. Außerdem ist im Inneren des Racks Platz für die Verkabelung und die Organisation der Kabel.

Anwendungen von Server-Racks

Server-Racks werden für die Unterbringung von Computer- und Netzwerkgeräten verwendet. Dies ermöglicht eine zentralisierte Verwaltung der Geräte und eine optimierte räumliche Anordnung.

1. Verbesserte Wartungsfreundlichkeit

Durch die Unterbringung der Geräte in Racks lassen sich Verkabelung und Verdrahtung leicht organisieren, was die Wartung und Fehlersuche erleichtert. Außerdem wird die Verwaltung der Geräte im Rack erleichtert, was zu geringeren Verwaltungskosten führt.

2. Verbesserte Sicherheit

Server-Racks können auch zur Verbesserung der Sicherheit beitragen. Die in den Racks gelagerten Geräte können durch die Verwendung von Racks mit Schlössern physisch geschützt werden, wodurch sie vor unbefugtem Zugriff und Diebstahl geschützt werden.

3. Schutz vor Abwärme

Die im Rack gelagerten Geräte werden durch ein geeignetes Kühlsystem gekühlt, wodurch das Risiko von Störungen und Ausfallzeiten verringert wird.

4. Skalierbarkeit

Server-Racks tragen auch zur Skalierbarkeit bei. Die Racks können bei Bedarf mit zusätzlichen Geräten ausgestattet werden, so dass das System mit dem Wachstum Ihres Unternehmens mitwachsen kann.

Funktionsweise von Server-Racks

Server-Racks gibt es in verschiedenen Standards. Die Lagerregale, in denen die Geräte untergebracht sind, werden als Racks bezeichnet, und die Geräte, die so geformt sind, dass sie in diese Boxen passen, werden als Rack-Server bezeichnet.

Die Standardbreite der heute gebräuchlichen Racks ist 19 Zoll (482,6 mm), wie von der US Electronic Industries Association definiert. Die Höhe (Dicke) von Rackmount-Geräten wird ebenfalls von der US Electronic Industries Association festgelegt und beträgt ein Standardvielfaches von 1,75 Zoll (44,45 mm).

Diese Höhe (Dicke) von 1,75 Zoll wird als 1U bezeichnet, weshalb einige rackmontierte Server als 2U-Server oder 3U-Server bezeichnet werden.

Auswahl eines geeigneten Server-Racks

Server-Racks sind nach den von der EIA (Electronic Industries Association of America) definierten Normen in ihrer Größe genormt, aber es gibt viele verschiedene Typen für unterschiedliche Anwendungen, so dass es wichtig ist, den am besten geeigneten auszuwählen.

1. Typ des zu installierenden Servers

Je nach Art des Servers, der im Server-Rack installiert werden soll, muss das entsprechende Rack ausgewählt werden. Bei Servern, die in ein Rack eingebaut werden sollen, ist ein 19-Zoll-Rack zu wählen; bei Servern, die wie Desktop-Computer geformt sind, ist ein stationärer Typ zu wählen.

2. Rack-Typ

Zu den Rack-Typen gehören Tower- und Rack-Typen. Der geeignete Rack-Typ sollte je nach Installationsort und Platzangebot ausgewählt werden.

3. Die Anzahl der zu lagernden Server (Anzahl der Einheiten)

Die Höhe des Racks wird durch die Anzahl der Einheiten ausgedrückt: 1U ist 1,75 Zoll hoch und die Höhe des Racks wird in 1U-Einheiten bestimmt. Die Anzahl der Einheiten sollte entsprechend der Anzahl der zu lagernden Server gewählt werden.

4. Größe der Tiefe

Die Tiefe des Racks muss so gewählt werden, dass sie der Tiefe der einzubauenden Geräte entspricht. Die Tiefe von Servern im Rack, also der einzubauenden Geräte, liegt in der Regel bei 540 mm je Unternehmen, ist aber nicht durch eine Norm festgelegt. Bei der Auswahl eines Server-Racks ist daher Vorsicht geboten.

5. Merkmale

Racks verfügen über Merkmale wie Kühlsysteme, Platz für die Verkabelung und abnehmbare Seitenwände. Es ist wichtig, die Funktionen des Racks zu prüfen und entsprechend Ihren Bedürfnissen auszuwählen.

Weitere Informationen zu Server-Racks

Optionen für Server-Racks

Server-Racks können mit einer Vielzahl von Optionen ausgestattet werden. Die grundlegendsten Optionen sind Erdbebenschutzprodukte wie Stabilisatoren und Ankerbefestigungen, die die Erdbebensicherheit des Server-Racks erhöhen. Ein Erdbebenschutz ist unerlässlich, da Server erdbebengefährdet sind und Erschütterungen zu Festplattenausfällen führen können.

Es wird auch empfohlen, eine USV als Gegenmaßnahme für den Fall eines Stromausfalls durch Blitzschlag usw. zu installieren. Eine USV ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die den Server im Falle eines Stromausfalls weiter mit Strom versorgen kann, wenn auch nur vorübergehend.

Weitere Optionen sind Werkbänke zur Erleichterung der Arbeit, Rollen zur Erleichterung des Transports der Racks und Lüfter zur Verbesserung der Wärmeabfuhr.