Messtechnische Erfassung der thermischen Energie - Kälte

Messtechnische Erfassung
der thermischen Energie - Kälte
24. GLT-Anwendertagung in Rostock 2010
AQUAMETRO Messtechnik GmbH
Zum Panrepel 24
28307 Bremen
Dipl.-Ing. Reinhard Huckauf
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Seite
Hauptanwendungen für Kältemessungen
Verursachergerechte Verteilung der Kälteerzeugungskosten auf
Mieter oder Kostenstellen
Überwachung von Leitungsnetzen zentraler
Kälteerzeugungsanlagen (Fernkälte)
Überwachung der Leistungsziffer von Kältemaschinen
(Projektabnahme, präventive Wartung)
Überwachung von Kältespeichern
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Weshalb zugelassene Kältezähler?
- Kälteerzeugung für Gebäudeklimatisierung oder
Kühlung verursacht einen hoher Anteil der
Gebäudebetriebskosten.
- Die Messung von Kälteenergie ist daher ein
unverzichtbares Instrument der Energieoptimierung
und der verursachergerechten Kostenverteilung.
- Kühlkreisläufe stellen erhöhte Anforderungen an das
Messsystem und müssen verschärften Prüfkriterien
der PTB K7.2 erfüllen, um in der Praxis zuverlässig zu
funktionieren.
- Behauptung: Herkömmliche Wärmezähler sind nicht für die
Kältemessung geeignet!
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Themen und Ziele
• Kältemengenmessung –
gesetzliche Änderungen
(nationales Recht)
• Veröffentlichungen (Quellen)
• Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
• Zulassungszeichen (Kälte / K 16) der PTB
• Empfehlungen für die Praxis
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Veröffentlichungen (Quellen)
• Bundesgesetzblatt Jahrgang 2007 Teil 1 Nr.4,
ausgegeben zu Bonn am 12. Februar 2007
• Artikel 2: Diese Verordnung tritt am Tag nach
der Verkündigung in Kraft (08. Februar 2007)
• Vierte Verordnung zur Änderung der
Eichordnung
• Seite 100: Messgeräte für thermische Energie
• Seite 101: Abschnitt 2 „Kältezähler“
innerstaatliche Anforderungen
• Eichordnung Anlage 22 / Abschnitt 2 /
Kältezähler / innerstaatliche Anforderungen
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Veröffentlichungen (Quellen)
Kältezähler (Begriffsbestimmung nach
EO Anlage 22 Abschnitt 2):
Ein Kältezähler ist ein Gerät, das dafür auslegt ist, in
einem Wärmetauscher-Kreislauf die Wärme zu
messen, die von einer als Wärmeträgerflüssigkeit
bezeichneten Flüssigkeit im Kühlbetrieb
aufgenommen wird.
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Veröffentlichungen (Quellen)
Wärmezähler (Begriffsbestimmung nach
EO Anlage 22 Abschnitt 1):
Ein Wärmezähler ist ein Gerät, das dafür auslegt ist, in
einem Wärmetauscher-Kreislauf die Wärme zu
messen, die von einer als Wärmeträgerflüssigkeit
bezeichneten Flüssigkeit im Heizbetrieb abgegeben
wird.
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Veröffentlichungen (Quellen)
EO Anlage 22 Abschnitt 2
3.2 Inbetriebnahme Kältezähler:
¾ in Wohnhaushalten und/oder zum Zwecke der Verteilung
auf die Verbraucher ist mindestens ein Kältezähler der Klasse 3 erforderlich
¾ Die Messung der ausgetauschten Wärme mit Durchflusssensoren der
Ausführung qp ≥ 6 m³/h ist im gewerblichen Bereich und/oder in der Industrie
mindestens mit einem Kältezähler der Klasse 2 durchzuführen.
¾ für Neuinstallationen in Rohrleitungen kleiner/gleich DN 25 ist der Einbau
kurzer Fühler nur direkt eintauchend vorzusehen.
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
Inhaltsübersicht:
I Kältezähler
II Zusätzliche Untersuchung an kombinierten
Kälte- und Wärmezählern
III
Eichung Kältezähler
IV
Zählwerkkontrolle und Schnittstellenprüfung
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
I Kältezähler
1. Messtechnische Untersuchungen im Rahmen der Baumusterprüfung
1.1 Prüfungen zum Nachweis der Einhaltung der Fehlergrenzen unter
mechanischen Umgebungsbedingungen
(Mechanische Klasse M1 M2 M3)
a) Sinusförmige Vibrationen (mechanischen Schwingtisch 100 Hz)
b) Erschütterungen (Schockbeanspruchung / freier Fall)
1.2 Klimaprüfung zur ständigen Betauung
Testbedingungen und Prüfkriterium:
(Prüfzeit jeweils mindestens 96 Stunden) + Sicherstellung, dass
innerhalb des Prüfzeitraums ständig Kondenswasser auf der gesamten
Geräteoberfläche abgeschieden wird.
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
II Zusätzliche Untersuchung an kombinierten Kälte- und
Wärmezählern
1. Eignungsprüfung für Durchflusssensoren
1.1 Verlagerung der Messabweichung in Funktion zur Temperatur
1.2 Prüfung der Messbeständigkeit von Durchflusssensoren
2. Schleichmengenunterdrückung und Umschaltung der Energieanzeigen
Wärme / Kälte
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
III Eichung Kältezähler
1. Eichfehlergrenzen und messtechnische Prüfungen
1.1 Kältezähler
Prüftemperaturen für Temperaturfühler von Kältezählern
1.2 Vollständige kombinierte Kälte- und Wärmezähler und deren Teilgeräte
Durchflusssensor und Rechenwerk
- Prüfpunkte und Eichfehlergrenzen vollständiger kombinierter Kälte- und
Wärmezähler und deren Teilgeräten Durchflusssensor und Rechenwerk
- Hystereseprüfung und Prüfung zur Schleichmengenunterdrückung der
Energieanzeige kombinierter Kälte- und Wärmezähler
1.3 Temperaturfühlerpaare kombinierter Kälte- und Wärmezähler
1.4 Eichfehlergrenzen und Prüfpunkte für Rechenwerke kombinierter Kälteund Wärmezähler mit angeschlossenen Temperaturfühlern
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Technische Richtlinien (K 7.2) der PTB
III Eichung Kältezähler
1.1 Kältezähler
Prüftemperaturen für Temperaturfühler von Kältezählern
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Technische Richtlinien (K 16) der PTB
Zulassungszeichen
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Technische Richtlinien (K 16) der PTB
Zulassungszeichen (Kälte)
Die Kennzeichnung der Bauart (22.76 / 08.01) setzt sich zusammen
aus dem Zeichen für die Zählerart (22.76) im oberen Feld
22 Anlage EO
08 Zulassungsjahr
22.76
08.01
76 Zählerart
01 fortlaufende Nr.
und der Bauartnummer (08.01) im unteren Feld
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Technische Richtlinien (K 16) der PTB
Zulassungszeichen
Die Vollversammlung für das Eichwesen 2006 beschloss die Vergabe
neuer Zulassungszeichen für national geregelte Kältezähler, die mit
der 4. Verordnung zur Änderung der EO in Anlage 22, Abschnitt 2
geregelt werden.
Z 22.72: Vollständiger Kältezähler
Z 22.74: Teilgerät Rechenwerk für Kältezähler mit fest angeschlossenem
Temperaturfühlerpaar
Z 22.75: Teilgerät Rechenwerk für Kältezähler für den Anschluss
austauschbarer Temperaturfühler
Z 22.76: Teilgerät Durchflusssensor für Kältezähler
Z 22.77: Teilgerät Temperaturfühlerpaar für Kältezähler
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Zulassungszeichen Richtlinie 2004/22/EG
Wärmezähler
An Wärmezählern, die einem Konformitätsbewertungsverfahren unterzogen
worden sind, wird vom Hersteller die Konformitätskennzeichnung angebracht
und zwar nach folgendem Muster:
- Die CE-Kennzeichnung: das Symbol „CE“ mit einer Mindesthöhe von 5 mm.
- Die zusätzliche Metrologie-Kennzeichnung: Buchstaben „M“ und die letzten beiden
Ziffern des Jahres, in dem die Konformität erklärt wurde.
- Die Angaben müssen durch ein Rechteck eingerahmt sein, dessen Höhe der CEKennzeichnung entspricht.
- Die Kennnummer der benannten Stelle: Kennnummer der benannten Stelle, die
den Hersteller bei der Konformitätsbewertung unterstützt hat.
- Die Reihenfolge dieser Kennzeichnung ist vorgeschrieben und muss unbedingt
eingehalten werden
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Qualitätsmerkmale für die
metrologische Teilgeräte
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Qualitätsmerkmale für das
metrologische Teilgerät „Rechenwerk“
Genauigkeit der Analog-Digital-Wandlung (ADW = Umwandlung des TemperaturfühlerWiderstands in eine digitale Information)
Algorithmus zur Energieberechnung
Berechnungsintervall
Anschlussmöglichkeiten für Temperaturfühler (2-, 3- oder 4-Leitertechnik)
ΔΘ min
E c = ± ( 0 .5 +
)%
ΔΘ
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Analog-Digital-Wandlung (ADW)
Rechenwerkstyp
Auflösung ADW
Auflösung in
Einzelschritten
Auflösung des
Temperaturwerts
Standardausführungen
12 Bit
4.096
ca. 43 mK
Calec® ST
16 Bit
65.536
ca. 2,7 mK
Calec® energy master
24 Bit
16.777.216
ca. 0,04 mK
Beispiel:
Kälteanlage
Vorlauftemperatur: 6 °C
Rücklauftemperatur: 12 °C
Temperaturdifferenz: 6 K
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Rechenwerkstyp
Fehlerpotential für
Energieberechnung
(Enthalpiedifferenz)
Standardausführung
+/- 1,42 %
Calec® ST
+/- 0,09 %
Calec® energy master
+/- 0,001 %
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Dynamische Einflüsse
Beispiel: Kälteanlage mit einem Nenndurchfluss von 6 m³/h, nichtlineare
Temperaturänderung im Vorlauf von 6 °C auf 9 °C innerhalb von 5 Minuten,
Temperatur im Rücklauf: 12 °C
Impulswertigkeit des Durchflusssensors (Liter / Impuls)
Amflo® MAG
Smart
0.025
Amflo® MAG
Pro
0.05
Topas PMG
1
Durchflusss
ensor in
Standardausführung
10
Calec® ST und
Calec® energy master
mit Netzbetrieb
1
-0.12 %
-0.12 %
-0.17 %
-0.78 %
10
-1.28 %
-1.29 %
-1.44 %
-2.86 %
-3.48 %
-5.93 %
-3.48 %
-5.93 %
-3.48 %
-5.93 %
-3.48 %
-5.93 %
Messintervall des
Rechenwerks (sec)
Rechenwerk mit
Batteriebetrieb in
Standardausführung
30
60
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Die Wahl der Messeinrichtungen=>
Auswirkungen auf Ihre Energiekosten
Richtige Auswahl für Ihre Kälteanlagen / Kälteverteilung:
- Genauigkeit der Analog-Digital-Wandlung
- Algorithmus zur Energieberechnung
- Berechnungsintervall
- Anschlussmöglichkeiten für Temperaturfühler (2- oder 4-Leitertechnik)
- Präzision des Durchflusssensors (hochauflösend und bestens geschützt)
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Zum Schluss
Wir stehen Ihnen zur Verfügung :
- nach dem Vortrag !
...in Bremen unter 0421 87164 - 0
...über Handy R. Huckauf 0172- 416 13 07
oder Email
[email protected]
oder
www.aquametro.com
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
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