VDI VDE 3512 Blatt 1-2017 Temperature measurement for building automation - Basic principles.pdf

1、ICS 01.040.17, 17.200.20 VDI/VDE-RICHTLINIEN Mrz 2017 March 2017 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Temperaturmessung fr die Gebudeautomation Grundlagen Temperature measurement for building automation Basic principles VDI/VDE 3512 Blatt 1 / Part 1 A

2、usg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fac

3、hbereich Prozessmesstechnik und Strukturanalyse VDI/VDE-Handbuch Prozessmesstechnik und Strukturanalyse VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Elektrotechnik und Gebudeautomation VDI-Handbuch Raumlufttechnik VDI-Handbuch Wrme-/Heiztechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZwecke

4、nichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgaben:02.09;06.14 EntwurfFormereditions:02/09;04/14DraftZu beziehen durch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2017Inhalt Seite Contents Page Vorbe

5、merkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Formelzeichen und Abkrzungen . 7 5 Ausfhrungsformen von Temperaturfhlern 8 5.1 Gehusefhler 8 5.2 Stab-/Einbaufhler . 9 5.3 Anlegefhler 9 5.4 Kapillarfhler . 9 5.5 Patronenfhler mit Kapillarrohr . 9 5.6 Kabelfhle

6、r 10 5.7 Mittelwert-/Rutentemperaturfhler 10 6 Erluterungen 10 6.1 Gefhlte Temperatur 10 6.2 Behaglichkeitstemperatur . 11 6.3 Thermischer Messfehler . 12 6.4 Kopplungsfaktor und relativer thermischer Messfehler 13 Schrifttum 16 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Normative references

7、3 3 Terms and definitions . 3 4 Symbols and abbreviations 7 5 Temperature sensor designs . 8 5.1 Housing sensor . 8 5.2 Rod sensor 9 5.3 Contact sensors . 9 5.4 Capillary sensor 9 5.5 Cartridge sensor with capillary tube . 9 5.6 Cable sensor . 10 5.7 Mean-value/rod-temperature sensor . 10 6 Comments

8、 10 6.1 Perceived temperature 10 6.2 Contentment temperature . 11 6.3 Thermal measurement error . 12 6.4 Coupling factor and relative thermal measurement error 13 Bibliography . 16 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollecti

9、on - Stand 2017-04 2 VDI/VDE 3512 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, de

10、r Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mgl

11、ich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of repr

12、int-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI

13、Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3512 soll in Ergn-zung der Richtlinie VDI/VDE 3511 die messtech-nischen Voraussetzungen (z. B. verringerte Tempe-raturmessfehler) zur Energieeinsparung in Gebu-den erweite

14、rn. Eingebunden sind dabei neue Er-kenntnisse und vielfltige Verffentlichungen zur thermischen Behaglichkeit und Komfort in Ru-men. Weiterhin wurde eine ber die Toleranzklas-sen hinausreichende Gteklassifizierung von Tem-peraturfhlern fr die Gebudeautomation geschaf-fen, die eine transparentere Verg

15、leichbarkeit von Temperatursensorsystemen im Rahmen von Aus-schreibungen, eine bessere Energiebilanzierung von Gebuden und einen optimalen Temperatur-fhlereinbau gestatten. Die Richtlinienreihe wurde vom Fachausschuss Berhrungsthermometrie“ der VDI/VDE-Gesell-schaft Mess- und Automatisierungstechnik

16、 (GMA) erarbeitet. Sie besteht aus den folgenden vier Blt-tern: Blatt 1 Grundlagen Blatt 2 Temperaturfhler, Temperatursensoren und ihre messtechnischen Parameter Blatt 3 Montage von Temperaturfhlern Blatt 4 Prfung von Temperaturfhlern Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe

17、ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3512. Diese Richtlinie enthlt wesentliche Grundlagen der Temperaturmessung fr die Gebudeautomation. Die fr das Verstndnis der Richtlinienreihe erfor-derlichen Begriffe werden erlutert. Die Begriffsdefinitionen in Abschnitt 3 sollen dazu dienen, dass Begriffe

18、 der Temperaturmessung in der Gebudeautomation einheitlich verwendet werden. Introduction The series of standards VDI/VDE 3512 is intended to complement VDI/VDE 3511 in dealing with the technical prerequisites (e.g. reducing temperature measurement errors) for measurements associated with energy sav

19、ings in buildings. It incorporates new knowledge and a variety of publications on thermal contentment and comfort in rooms. In addition, a quality classification of temperature sensors for building automation has been created that goes beyond tolerance classes and permits a more transparent comparab

20、ility of temperature sensing systems in the context of tendering, better energy balance in buildings and optimised temper-ature sensor installation. The series of standards was prepared by the tech-nical committee “Contact Thermometry” of VDI/ VDE Society for Measurement and Automatic Control. It co

21、nsists of the following four parts: Part 1 Basic principles Part 2 Temperature sensors, temperature sensing elements and their measurement parameters Part 3 Installation of temperature sensors Part 4 Testing of temperature sensors A catalogue of all available parts of this series of standards can be

22、 accessed on the Internet at www.vdi.de/3512. This standard contains essential principles that underlie temperature measurement for building automation. The terminology needed for under-standing the series of standards is explained. The terminology definitions in Section 3 are in-tended to ensure th

23、at temperature measurement terminology is used uniformly in building automa-tion. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI/VDE 3512

24、 Blatt 1 / Part 1 3 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie befasst sich ausschlielich mit der Temperaturmessung fr die Gebudeautomation. Grundstzlich gilt, dass sicherheitstechnische For-derungen aus dem Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutz den Anforderungen der Temperatur-messung bergeordnet sind.

25、Existieren spezielle, sachgebietsbezogene Regeln, so gelten diese zu-stzlich. Diese Richtlinie gilt nicht fr Eiswchter, Strah-lungsthermometer und Bimetallthermometer. 1 Scope This standard deals exclusively with temperature measurement for building automation. The fundamental principle is that tech

26、nical safety requirements arising from health and safety, indus-trial safety and fire safety specifications are super-ordinate to temperature measurement. Where spe-cial rules exist that relate to particular subject area, they apply additionally. This standard does not apply to ice monitors, radia-t

27、ion thermometers and bimetallic thermometers. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: DIN 1319-1:1995-01 Grundlage

28、n der Messtechnik; Teil 1: Grundbegriffe (Fundamentals of metrol-ogy; Part 1: Basic terminology) DIN EN 1434-1:2016-02 Wrmezhler; Teil 1: All-gemeine Anforderungen; Deutsche Fassung EN 1434-1:2015 (Heat meters; Part 1: General requirements; German version EN 1434-1: 2015) DIN EN 12098-1:2013-10 Mess

29、-, Steuer- und Re-geleinrichtungen fr Heizungen; Teil 1: Regel-einrichtungen fr Warmwasserheizungen; Deutsche Fassung EN 12098-1:2013 (Controls for heating systems; Part 1: Control equipment for hot water heating systems; German version EN 12098-1:2013) DIN EN 12098-3:2014-02 Mess-, Steuer- und Re-g

30、eleinrichtungen fr Heizungen; Teil 3: Regel-einrichtungen fr Elektroheizungen; Deutsche Fassung EN 12098-3:2013 (Controls for heat-ing systems; Part 3: Control equipment for elec-trical heating systems; German version EN 12098-3:2013) DIN EN ISO 7730:2006-05 Ergonomie der thermi-schen Umgebung; Anal

31、ytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglich-keit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit (ISO 7730:2005); Deutsche Fas-sung EN ISO 7730:2005 (Ergonomics of the thermal environment; Analytical determination and interpretati

32、on of thermal comfort using cal-culation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria (ISO 7730:2005); German version EN ISO 7730:2005) VDI/VDE 3511 Technische Temperaturmessungen (Temperature measurement in industry) VDI/VDE 3522 Zeitverhalten von Berhrungsther-mometern (Time respo

33、nse of contact ther-mometers) VDI 4700 Blatt 1:2015-10 Begriffe der Bau- und Gebudetechnik (Terminology of civil engi-neering and building services) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinienreihe gelten die folgenden Begriffe: Behaglichkeitstemperatur nach gefhlter Temperatur ermittelte Raumtem

34、pe-ratur, die bei einer ausreichend groen Personen-zahl unter standardisierten Bedingungen fr Bewe-gungsgrad und Kleidung eine Normalverteilung des thermischen Komfortempfindens erwarten lsstAnmerkung: Dies gilt mit einem Unzufriedenheitsgrad von hchstens 10 % (siehe auch Abschnitt 5.2). 3 Terms and

35、 definitions For the purposes of this series of standard, the fol-lowing terms and definitions apply: contentment temperature room temperature derived from the perceived tem-perature, which in a sufficiently large number of persons and under standardised conditions for de-gree of movement and clothi

36、ng allows a normal distribution of thermal comfort sensation to be ex-pected Note: This applies with a dissatisfaction level not exceeding 10 % (see also Section 5.2). B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 20

37、17-04 4 VDI/VDE 3512 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 Drift bleibende Vernderung der Ausgangsgre auf-grund von Alterung, eines Betriebs auerhalb des zulssigen Messbereichs oder hufigerer Wechsel-beanspruchung Anmerkung: Manchmal wird in diesem

38、 Kontext auch von relativer Stabilitt gesprochen. Fhler Gert oder Instrument mit Messwertaufnehmer als Fhlerelement zum Feststellen oder Messen einer Gre DIN EN ISO 16484-2 gefhlte Temperatur Temperaturwert, der den Wrmehaushalt des Men-schen bercksichtigt Anmerkung: Dabei wird der Energieaustausch

39、aufgrund des Strmungszustands der umgebenden Luft (Strmungsge-schwindigkeit, Turbulenzgrad), ihrer Feuchte und der Wrme-strahlung aus der Umgebung bei gegebener Lufttemperatur ber entsprechende Messungen einbezogen. Physiologische Faktoren, wie Belastungs- und Bewegungsgrad sowie Isolati-onswerte de

40、r Bekleidung, lassen sich zustzlich ber Modelle, wie in DIN EN ISO 7730 dargelegt, bercksichtigen (siehe auch Abschnitt 5.1). Die gefhlte Temperatur kann je nach Umgebungsbedingungen um bis zu +20 K oder 15 K von der tatschlichen Umgebungstemperatur abweichen, siehe VDI/ VDE 3512 Blatt 2. ITS 90 (In

41、ternationale Temperaturskala von 1990) in Deutschland gesetzliche festgelegte Temperatur-skala Anmerkung: siehe VDI/VDE 3511 Blatt 1 Kalibrieren Vorgang, bei dem das Thermometer an vorge-gebenen Stellen der Kennlinie an ein rckgefhrtes Normal angeschlossen und die jeweilige Mess-abweichung festgeste

42、llt wird Anmerkung: Es entsteht eine Korrekturtabelle oder -funktion, die zum Korrigieren der Messung benutzt werden kann, siehe DIN 1319-1. Messfehler Fehler (abgelehnt) Abweichung der Ausgangsgre des Thermome-ters vom richtigen Wert der tatschlichen Mess-temperatur Anmerkung: Die Benennung Fehler“

43、 sollte vermieden wer-den, weil der richtige Wert in der Regel nicht bekannt ist, siehe auch DIN 1319-1. Messbereich Temperaturbereich, fr den die Messabweichungen der Ausgangswerte des Thermometers innerhalb festgelegter Grenzen bleiben Anmerkung: Manchmal auch durch Fehlergrenzen oder durch physik

44、alische Bedingungen festgelegt, siehe auch DIN 1319-1. drift residual change in the output quantity due to age-ing, operation outside the permitted measurement range, or frequently fluctuating loads Note: Sometimes relative stability is also discussed in this context. sensor device or instrument des

45、igned to detect or measure a variable DIN EN ISO 16484-2 perceived temperature temperature value taking into account human heat input/output Note: The energy exchange due to the flow parameters of the surrounding air (flow velocity, turbulence), its humidity and heat radiation from the environment a

46、t a given air temperature is taken into account via appropriate measurements. In addi-tion, physiological factors such as degree of stress and move-ment and the insulation values of clothing can be taken into account by means of models, as described in DIN EN ISO 7730 (see also Section 5.1). The per

47、ceived temperature can deviate from the real ambient temperature by up to +20 K or 15 K, depending on the ambient conditions, see VDI/ VDE 3512 Part 2. ITS 90 (International Temperature Scale of 1990) statutory temperature scale, in Germany Note: see VDI/VDE 3511 Part 1 calibration procedure where t

48、he thermometer is connected at specified points of the characteristic curve to a feedback normal, and the relevant measurement deviation is determined Note: This results in a correction table or function that can be used to correct the measurement, see DIN 1319-1. measurement error error (deprecated

49、) deviation of the thermometers output quantity from the real value of the actual measured tem-perature Note: The term “error” should be avoided, since normally the real value is unknown, see also DIN 1319-1. measurement range temperature range in which the measurement devi-ations of the thermometers output values remain within fixed limits Note: Sometimes also determined by error limits or physical conditions, see also DIN 1319-1. B9749