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MESSPROTOKOLL / EXPERTISE

THERMOGRAFISCHE PRÜFUNG

Objekt

Thermografische Prüfung elektrischer Heizpanele Suntherm TIP O-X-500 (Hersteller Böhm József)

Ort

PIM Professionelle Industrie-Meßtechnik GmbH
H-1221 Budapest, Tanító u. 19/A (Ungarn)

Auftraggeber

Suntherm "Frama Bt."
Kontaktperson: Franz Mittringer

Fachpersonen

Eric  Rahne, international anerkannter Thermograf (Level 3 Thermographer)
Zoltán Demjén, Physiker

Datum

28. Juli 2008

Zur Prüfung verwendete Geräte und Software

  • Jenoptik VarioCAM research 270 hochauflösende professionelle Echtzeit-Thermokamera
  • Infratec IRBISprofessional professionelle thermografische Datenverarbeitungs- u. Auswerte-Software

Beschreibung der Messbedingungen

Der Auftaggeber vertreibt elektrische Heizpanele, welche für Heizzwecke auf Basis von Infrarotstrahlung verwendet werden. Diese Technologie wird in der näheren Zukuft eine immer größere Bedeutung erlangen, da es ja allgemein bekannt ist, daß zum Erreichen des menschlichen Wohlbefindens wesentlich weniger Energie notwendig ist, wenn statt der Aufheizung der Luft (mittels egal welcher Technologie) die Gegenstände und der Mensch selber mittels Wärmestrahlung erwärmt wird. Die Heizpanele erfüllen diese Heizaufgabe um so besser, desto mehr Strahungsenergie sie bei möglichst niedrigen Temperaturen und geringer Energieeinspeisung abgeben können. Der Auftraggeber bestellte die Prüfung der thermischen Strahungsfähigkeit der Heizpanele.

Zur Prüfung wurde eine Jenoptik VarioCAM research 270 hochauflösende professionelle Echtzeit-Thermokamera verwendet, welche bei höchster Auflösung und Genauigkeit in der Lage ist,Wärmestrahlung im Temperatur-Meßbereich zwischen -40°C und +1200°C zu erfassen.

Bei Kenntnis der Emissionswerte der Oberflächen der gemessenen Objekte kann anhand der erfaßten Wärmestrahlung die Tempertur der Objektoberflächen korrekt bestimmt werden. Meßtechnisch ist problematisch, daß die Wärmestrahlung (da es ja eine dem sichtbaren Licht gleichende elektromagnetische Strahlung ist) nicht nur emittiert (ausgesendet) wird, sondern von spiegelblanken (beispeilsweise polierten Metall-) Oberflächen auch reflektiert (gespiegelt) wird. Dieses Problem mußten wir bei der Prüfung der Panelrückseite beachten, da ja diese (eben zwecks Bildung eines Wärmespiegels) mit einem Aluminiumfolien-Bezug versehen ist.

Zwecks Temperaturbestimmung wurde für die Panel-Vorderseite, sowie für die in der Umgebung befindlichen Wand- und Deckflächen ein als Emissionswert von 95% angenommen. Dieser Wert entspricht garantiert mit einer Genauigkeit von +/-5% dem tatsächlichen Wert (zur Kontrolle wurde auch ein 95% emissionsfähiges Referenz-Klebeband angebracht), so daß die Meßergebnisse (in °C) mindestens mit dieser Genauigkeit akzeptierbar sind. Natürlich ist hiervon die Panelrückseite (Aluminiumfolien-Bezug) ausgenommen, deren Temperatur wegen ihrem sehr niedrigen (ca. 0,15 ... 0,3) Emissionswert nur Dank des aufgeklebten Referenz-Klebebandes bestimmbar ist.

Auswertung

Anhand der Messungen kann ausgesagt werden, daß die durch den ungarischen Hesteller József Böhm entwickelten und hergestellten elektrischen (Infrarot-Strahlungs-)Heizpanele vom Typ Suntherm TIP O-X-500 mit sehr gutem Wirkungsgrad arbeiten und bei geringer Oberflächentemperatur zur Abgabe hoher Strahlungsmengen in der Lage sind. Es ist aus dem Gesichtspunkt des Brand- und Unfallschutzes als sehr günstig zu beurteilen, daß sich die Paneloberfläche nach mehrstündigem Betrieb in ca. 25°C Umgebungstemperatur nicht über 125°C erwärmte.

Ausgezeichnet funktioniert auch die Rückseite der Panele, die Wärmedämmung und Strahlungsspiegel bildet. Dank dieser wird die Eigenwärme des Panels bestens zurückgehalten und die Infrarotstrahlung in Richtung der Panelvorderseite reflektiert. Die Panelrückseite strahlt - bei einer Oberflächentemperatur von ca. 45°C - wegen ihrer strahlungsspiegelnden Eigenschaft fast keine Wärmestrahlung ab ! Aus diesem Grunde kann hinter den Heizpanelen keine unkontrollierte Erwärmung (oder z.Bp. Wärmestau) auftreten.

Erwähnenswert ist noch, daß das Heizpanel sehr schnell seine Betriebstemperatur erreicht: praktisch werden schon nach etwa 20 Minuten mehr als 95% der normalen (stationären) Strahlungsleistung abgegeben. Während dieser Zeit kann keine Stromaufnahme festgestellt werden, die höher als der Nennwert ist (typisch für Heizwiderstände, Heizspiralen). Auch Einschalttransienten konnten nicht beobachtet werden (weder kapazitive noch induktive Last). Dementsprechend kann Rückwirkung auf das Stromnetz beim Einschalten praktisch vernachlässigt werden, während des Betriebes wird die Blindleistung des Stromnetzes nicht erhöht.

Die guten Eigenschaften der Heizpanele sind neben dem verwendeten - ausgesprochen gleichmäßig Infrarot-Strahlung aussendende - Heizeinlage auch der fast 95% Emissionsfähigkeit besitzenden Oberfläche zu verdanken. Im Endergebnis ist zu verzeichnen, daß die in die Heizpanele eingespeiste elektrische Leistung (in unserem Fall 502 - 522 W) fast vollständig als infrarote Strahlung über die Frontseite des Heizpanels abgegeben wird. Empfohlene Montagelage: Deckenmontage (waagerecht), bei Notwendigkeit auch an Wände (senkrecht). (In letzterem Falle ist aber mit dem Auftraten einer - unerwünschten - Konvektion zu rechnen.)

Die Expertise umfaßt außer diesem Bericht (in elektronischer Form) die zu Meßzwecken erstellten bewerteten thermografischen Temperaturverteilungen, die Strahlungsintensitätsbilder, verschiedene grafische Auswertungen (z.Bp. Zeitdiagramme) sowie die digitalen Videos über die fortlaufend gespeicherten Thermobilder der Aufheiz- und Abkühlvorg.nge (in avi-Format) auf CD. Auf gleicher CD sind auch alle Thermokamera-Aufnahmen als originale Datendateien (in einem gesonderten Verzeichnis) sowie die zwecks Identifikation der Meßobjekte erstellten Photos enthalten.

Messung und Expertise erstellte:

Eric Rahne
Dipl.-Ing. Elektrotechnik, Experte für Vibrationsanalyse und Thermografie
International anerkannter (zertifizierter) Thermograf Stufe 3 (Level 3 Thermographer)
 
Zoltán Demjén
Dipl. Physiker

Meßergebnisse

Temperatur und Infrarotstrahlung der Panelvorderseite

Erwärmung des Heizpaneles nach 30 Minuten (Weitererwärmung nur in unbedeutendem Maße).

Energieverteilung (Infrarotstrahlung) des Heizpanels nach 30 Minuten (zu beachten die Gleichmäßigkeit).

Wärmehistogramm der Panelvorderseite während der Aufheizung

(Histogramm-Zeitfunktion)

Aufheizkurve der Panelvorderseite

(zeitliche Darstellung von 8 Temperaturmeßpunkten)

Temperaturverteilung der Panelvorderseite während der Aufheizung

(Zeitdiagramm eines waagerechten Schnittes)

Temperaturverteilung der Panelvorderseite während des Abkühlens

(Zeitdiagramm eines waagerechten Schnittes)

Abkühlkurve der Panelvorderseite (zeitliche Darstellung von 8 Temperaturmeßpunkten)

(die sprunghafte Temperaturänderung beruht auf Bewegung des frei aufgehängten Heizpaneles)

Temperatur und Infrarotstrahlung der Panelrückseite

Temperaturverteilung der Heizpanel-Rückseite nach 30 Minuten (ohne Korrektur des Emissionswertes)
(diagonal ist das zwecks genauer Temperaturbestimmung aufgeklebte Referenz-Klebeband zu sehen)
Temperaturverteilung der Heizpanel-Rückseite nach 30 Minuten (linke Hälfte mit Korrektur des Emissionswertes
(diagonal ist das zwecks genauer Temperaturbestimmung aufgeklebte Referenz-Klebeband zu sehen)

Energieabstrahlung (Infrarot) der Panelrückseite nach 2 Minuten - praktisch keine Wärmeabstrahlung !

(im Hintergrund ist von der Raumdecke absorbierte u. reflektierte - von der Panelvorderseite abgestrahlte - Infraotstrahlung zu sehen)
(diagonal ist das zwecks genauer Temperaturbestimmung aufgeklebte Referenz-Klebeband zu sehen)

Energieabstrahlung (Infrarot) der Panelrückseite nach 30 Minuten - praktisch keine Wärmeabstrahlung !

(im Hintergrund ist von der Raumdecke absorbierte u. reflektierte - von der Panelvorderseite abgestrahlte - Infraotstrahlung zu sehen)
(diagonal ist das zwecks genauer Temperaturbestimmung aufgeklebte Referenz-Klebeband zu sehen)