Extech SDL350-NIST Hitzdraht-Anemometer mit 215 cm Teleskopsonde: Wie Kingsches Gesetz aus einem gekühlten Draht die Luftgeschwindigkeit im Lüftungskanal misst

Veröffentlicht am 11. Juli 2026 um 01:16 Uhr

Ein HVAC-Techniker soll eine Bürolüftungsanlage einregulieren. Sechs Räume, sechs Lüftungsauslässe, sechs verschiedene Luftmengen laut Konstruktions-Planung. Er muss verifizieren, dass jeder Raum tatsächlich seine spezifizierte Luftmenge bekommt — nach EN 16798-3 sollen die tatsächlichen Werte innerhalb ±15 % der Auslegungswerte liegen, sonst arbeitet die Klimaanlage nicht wie geplant und Räume werden entweder unter- oder überversorgt.

Er könnte mit einem Flügelrad-Anemometer messen — aber der Auslass sitzt am Deckenverkleidungspunkt in 3,5 m Höhe, und das Flügelrad ist 100 mm im Durchmesser. Die Auslassöffnung ist 60 mm breit. Passt nicht. Was er wirklich braucht ist ein Instrument mit einer dünnen Sonde, die durch die 60 mm-Öffnung eintritt, und trotzdem präzise die Luftgeschwindigkeit misst. Das ist das Hitzdraht-Anemometer — und das SDL350-NIST ist ein solches Instrument mit einer 215 cm langen Teleskopsonde.

Kingsches Gesetz: die Physik hinter dem Hitzdraht

Die Hitzdraht-Anemometrie wurde 1914 vom britischen Physiker Louis Vessot King (1869-1957) analytisch beschrieben. Sein Prinzip:

1. Ein sehr dünner Metalldraht (typisch 5 μm Wolfram oder 50 μm Platin) wird durch elektrischen Strom auf eine höhere Temperatur als die Umgebungsluft aufgeheizt — normalerweise 100-300 °C über der Umgebung.
2. Wenn Luft an dem Draht vorbeiströmt, kühlt sie ihn durch erzwungene Konvektion.
3. Die Kühlleistung P (Watt), die erforderlich ist, um den Draht auf konstanter Temperatur zu halten, hängt von der Strömungsgeschwindigkeit v ab.

Kings mathematisches Gesetz lautet:

P = A + B × vⁿ

Wobei:

• P = Wärmeverlust vom Draht (elektrische Leistung, um die Temperatur konstant zu halten).
• A = Wärmeverlust durch natürliche Konvektion und Strahlung (bei v = 0).
• B = Konstante, die von Drahtdurchmesser, Draht-Länge und Luft-Eigenschaften abhängt.
• v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s).
• n = King-Exponent, ~0,5 für die meisten Bedingungen.

Praktische Konsequenz: Wenn das Instrument die elektrische Leistung P misst, die zur Temperaturhaltung nötig ist, kann es v über die inverse Kingsche Gleichung berechnen. Der Draht wird von einem Regelkreis auf konstanter Temperatur gehalten (CTA-Modus, Constant Temperature Anemometry).

Warum Hitzdraht statt Flügelrad?

Es gibt drei Haupt-Anemometer-Technologien für die HVAC-Praxis:

Flügelrad-Anemometer: Ein kleines Windrad, das sich mit der Strömung dreht. Vorteil: sehr einfach, robust, keine Kalibrierung nötig. Nachteil: mechanische Trägheit (bei niedrigen Geschwindigkeiten unter 0,5 m/s startet das Rad nicht), Rad-Durchmesser 40-100 mm (passt nicht in kleine Kanäle), Richtungsabhängigkeit (misst nur Komponente entlang Rad-Achse).

Staudruck-Prandtl-Rohr: Klassisch aerodynamisch. Vorteil: hohe Präzision im hohen Geschwindigkeitsbereich, keine Elektronik nötig. Nachteil: mehrere mm Sonden-Durchmesser, nicht empfindlich unter 2 m/s, Referenz-Manometer nötig.

Hitzdraht-Anemometer: Vorteil: sehr kleine Sonde (typisch 2-5 mm Durchmesser), Empfindlichkeit bis 0,1 m/s hinunter, keine mechanische Trägheit (sofortige Reaktion), präzise auch bei niedrigen Strömungen. Nachteil: braucht Kalibrierung, empfindlich gegen Staub-Verschmutzung, Sonde kann durch fremde Objekte zerstört werden.

Für HVAC-Einregulierung (typische Geschwindigkeiten 0,5-5 m/s in Lüftungskanälen, 0,1-1 m/s in Räumen) ist Hitzdraht die richtige Wahl. Es misst über den gesamten Bereich präzise und passt in fast alle Auslassöffnungen.

Die Teleskopsonde — mehr als Bequemlichkeit

SDL350-NIST hat eine Teleskopsonde mit maximal 215 cm ausgezogener Länge. Warum so lang?

HVAC-Kanäle sind typisch 200-500 mm im Durchmesser und liegen 2-4 m hoch an Decken. Der Techniker soll die Luftgeschwindigkeit an der KANAL-ACHSE messen (nicht am Rand), weil die Strömung am Rand durch Wandreibung reduziert ist. Bei einer 400 mm-Kanal-Höhe mit dem Auslass in 3,5 m-Deckenhöhe muss die Sondenspitze ca. 200 mm INS Kanal-Innere und dann bis 3,5 m Decken-Höhe reichen. Das erfordert eine 3,7 m Reichweite vom Kabel-Ende.

Die Teleskopsonde ist typisch:

• 5-Segment-Aluminium-Teleskop.
• Zusammengeschoben: 30-40 cm.
• Ausgezogen: 215 cm.
• Sondenspitze mit Hitzdraht-Sensor und Temperatur-Sensor.
• Kabel vom Instrument zum Sondengriff: 1-1,5 m.
• Gesamt-Reichweite: 3,15-3,65 m — genau richtig für Decken-Auslass in 3,5 m Höhe.

Gleichzeitige Temperatur-Messung

SDL350 misst nicht nur Luftgeschwindigkeit, sondern gleichzeitig die Lufttemperatur. Warum ist das wichtig?

1. Volumenstrom-Berechnung: Aus Luftgeschwindigkeit v (m/s) und Kanal-Querschnitt A (m²) berechnet sich der Volumenstrom V (m³/s) durch V = v × A. Aber die MASSE-Strom ṁ (kg/s) hängt von der Luftdichte ρ ab, und ρ hängt wieder von Temperatur und Druck ab. Bei genauen Massen-Strom-Messungen wird die Temperatur-Korrektur nötig.

2. Kingsches Gesetz-Korrektur: Die Konstanten A und B in Kings Gleichung sind selbst temperaturabhängig. Ohne Temperatur-Referenz driftet die Geschwindigkeits-Messung. Interne Temperatur-Kompensation ist Standard bei hochwertigen Hitzdraht-Anemometern.

3. Delta-T-Messungen: Bei HVAC-Diagnose ist oft der Temperatur-Unterschied zwischen Zuluft und Abluft die diagnostische Größe. Eine 2°C-Abweichung von der Auslegung kann bereits Symptom eines Kompressor-Problems sein.

SDL350 zeigt beide Werte gleichzeitig auf dem LCD-Display, und ein zusätzlicher Typ K/J Thermoelement-Eingang ermöglicht eine zweite unabhängige Temperatur-Messung — z.B. gleichzeitige Messung von Kanal-Innentemperatur und Raum-Temperatur.

SD-Karte für lange Aufzeichnungen

SDL350 speichert bis zu 20 Millionen Messwerte auf einer SD-Karte im Excel-kompatiblen Format. Dies ist wichtig für:

• 24-Stunden-Balancing: Manche Belegungssituationen ändern sich über den Tagesverlauf. Aufzeichnung über 24 h zeigt, ob die Klimaanlage bei Vollbelegung noch die spezifizierten Volumenströme liefert.
• Regelverhalten-Analyse: Modulierende Systeme (VAV, variable Luftvolumen) sollen Volumenströme ändern, wenn sich Raumbedarf ändert. Datenlogging zeigt, ob das Regelverhalten tatsächlich funktioniert.
• Filter-Wechsel-Verifikation: Vor und nach Filterwechsel messen. Verstopfte Filter zeigen deutlich reduzierten Volumenstrom bei gleicher Anlagenleistung.
• Inbetriebnahme-Dokumentation: Elektronische Aufzeichnung ist typisch obligatorisch für die technische Dokumentation nach VDI 6032.

Konfigurierbare Abtastrate: von 1 s bis 60 min pro Messung. Bei 1-Minuten-Abtastung: 20 Millionen Messwerte = 38 Jahre kontinuierliche Aufzeichnung. Praktisch ist das SD-Karten-Speichervolumen niemals der begrenzende Faktor.

NIST-Kalibrierungszertifikat

Die NIST-Variante des Instruments kommt mit einem rückverfolgbaren Kalibrierungszertifikat vom nationalen US-Metrologie-Institut. Dies ist wichtig für:

• Kommerzielle HVAC-Einregulierung: In vielen Ausschreibungsverträgen wird ein NIST-Zertifikat gefordert.
• ISO 9001-zertifizierte Anlagen: Alle Prüfmittel müssen rückverfolgbar kalibriert sein.
• Gerichtsverwendbare Messungen: Bei Streitigkeiten über Nichteinhaltung von HVAC-Spezifikationen.
• Krankenhäuser und Sterillabore: Wo Raumklima direkt Patienten- oder Produkt-Sicherheit betrifft.

Empfohlene Re-Kalibrierung: jährlich. Kosten bei akkreditiertem Labor: 300-800 EUR.

Anwendungsbereiche

HVAC-Techniker: Einregulierung von Lüftungsanlagen nach der Installation. Standard-Workflow.

Gebäudesachverständige: Verifikation, dass die Lüftungsanlage die Auslegungswerte tatsächlich liefert.

Reinraum-Techniker: Klasse-100/1000/10000-Reinräume erfordern spezifische Luftströmungen und Turbulenzgrade. Hitzdraht-Anemometer ist Standard-Verifikationsinstrument.

Küchenabzugs-Techniker: Restaurantküchen brauchen definierte Abzugsvolumen für Brandschutz und Rauchmanagement.

Krankenhaus-Facilities: OP-Räume, Intensivstationen und Isolationszimmer haben strikte Luftströmungsanforderungen.

Prüflabors: Aerodynamische Prüfstände, Windkanäle für Materialtests, Filterprüfung.

Sicherheitstechniker: Verifikation der Rauchabführung bei Brandschutzsystemen.

Industrielle Lüftung: Späne-Absaugung, Schweißrauch-Absaugung, Chemikaliendämpfe-Absaugung.

Landwirtschaftliche Ställe: Tiergesundheit hängt von adäquater Belüftung ab.

Cleanroom-Zertifizierung: Halbleiter- und Pharma-Industrie mit ISO 14644-Vorgaben.

Grenzen des Instruments

• Staub-Verschmutzung: Der Hitzdraht ist empfindlich. In stark staubigen Umgebungen (Baustellen, Schleifer, Mühlen) verkürzt sich die Lebensdauer der Sonde deutlich.
• Feuchte-Kondensation: Bei Messung in stark feuchter oder Kondensations-fähiger Luft kann sich Wasser am Draht sammeln und die Messung verfälschen.
• Sehr hohe Geschwindigkeiten (über 25 m/s): Hitzdraht-Empfindlichkeit fällt bei sehr hohen Strömungen ab. Für Windkanal-Messungen über 30 m/s bessere Prandtl-Rohre.
• Turbulenz-Grad-Messung: SDL350 misst mittlere Geschwindigkeit, nicht Turbulenz-Intensität. Für Turbulenz-Messungen braucht man höherwertige Anemometer mit kHz-Abtastung.
• Richtungs-Empfindlichkeit: Die Sonde misst nur die Geschwindigkeits-Komponente senkrecht zum Draht. Bei stark verwirbelter Strömung kann das Messergebnis irreführend sein.

Was Sie für Ihr Geld bekommen

Extech SDL350-NIST Hitzdraht-Thermo-Anemometer mit Datalogger, Teleskopsonde bis 215 cm ausziehbar, gleichzeitige Messung von Luftgeschwindigkeit und Temperatur, Zusatz-Eingang für Typ K/J Thermoelement, 9999-count LCD-Display, SD-Kartenslot für 20 Millionen Messwerte im Excel-Format, konfigurierbare Abtastrate von 1 s bis 60 min, MIN/MAX/DATA HOLD-Funktionen, PC-Schnittstelle, betrieben mit 6 x AA-Batterien, mit SD-Karte + Teleskopsonde + Hartschalenkoffer im Lieferumfang, rückverfolgbares NIST-Kalibrierungszertifikat. 1 100 EUR.

Standard-Instrument für professionelle HVAC-Einregulierung, Reinraum-Verifikation und andere Anwendungen, bei denen präzise Luftgeschwindigkeits-Messung mit dünner Sonde in Kanäle bis 5 m tief erforderlich ist. Die Kombination aus Hitzdraht-Technologie, Teleskopsonde und NIST-Rückverfolgbarkeit macht es zu einer Investition, die sich für Gebäudesachverständige, HVAC-Techniker und Reinraum-Ingenieure schnell auszahlt.

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