Die Verfolgung des Energieverbrauchs eines HLK-Systems ist für die Verbesserung der Gesamteffizienz unerlässlich. In Hydroniksystemen, die Heizung oder Kühlung mithilfe von zirkulierendem Wasser verteilen, liefert die Messung der Wärmeenergie die Daten, die zur Bewertung der Leistung und zur Ermittlung von Optimierungsmöglichkeiten erforderlich sind. Da Wasser Wärme effizienter transportiert und durch Pumpen, Rohrleitungsnetze und Wärmetauscher präzise gesteuert werden kann, eignen sich diese Systeme gut für eine genaue Energieüberwachung. Je nach Systemdesign, erforderlicher Genauigkeit und Budget stehen mehrere Messansätze zur Verfügung.
Kernkomponenten der Wärmeenergiemessung
Die Messung der Wärmeenergie in einem Hydroniksystem erfordert drei Hauptkomponenten:
- Ein Flüssigkeitsdurchflusssensor
- Zwei Temperatursensoren (einer am Einlass und einer am Auslass)
- Ein Rechner
Obwohl es technisch möglich ist, diese Berechnung manuell durchzuführen, ist der Prozess komplex und fehleranfällig. Aus diesem Grund wird für zuverlässige Ergebnisse der Einbau eines Rechners empfohlen – entweder als eigenständiger BTU-Controller, als Teil eines Gebäudemanagementsystems (BMS) oder integriert in ein komplettes System.
Aufbau eines kundenspezifischen Systems mit separaten Komponenten
Ein Ansatz zur Messung der Wärmeenergie besteht darin, ein System aus einzelnen Komponenten aufzubauen.
Diese Methode ist oft die kostengünstigste und ermöglicht Flexibilität bei der Systemgestaltung.
In dieser Konfiguration werden der Durchflusssensor, die Temperatursensoren und der Rechner separat ausgewählt und installiert. Sie können beispielsweise einen Durchflusssensor mit Schaufelrad zum Einstecken oder einen Mehrstrahl-Wasserzähler mit einem BTU-Regler und zwei Temperatursensoren kombinieren. Diese Konfiguration bietet die erforderlichen Eingänge für die Berechnung der Wärmeenergie und ermöglicht gleichzeitig die Auswahl jeder Komponente basierend auf der spezifischen Anwendung.
Wenn die Reduzierung der Systemkomplexität Priorität hat, kann die Anzahl der Komponenten minimiert werden. Sie können beispielsweise einen BTU-Regler mit einem Thermodispersions-Messumformer koppeln. In dieser Konfiguration liefert das thermische Dispersionsgerät durchflussbezogene Daten, während der BTU-Regler die Energieberechnung anhand von Temperatureingaben durchführt.
Der Aufbau eines Systems aus separaten Komponenten bietet zwar Flexibilität und niedrigere Vorlaufkosten, erfordert jedoch eine sorgfältige Integration, um die Kompatibilität zu gewährleisten und die Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten.
Komplette Systeme zur Messung der Wärmeenergie
Im Gegensatz zu kundenspezifischen Systemen integrieren komplette Wärmeenergiesysteme den Durchflusssensor, die Temperaturmessung und die Berechnung in eine einzige, kalibrierte Lösung.
Diese Systeme vereinfachen die Installation und verringern das Risiko einer Fehlanpassung zwischen den Komponenten.
Zwei gängige Arten von Komplettsystemen sind Ultraschall- und elektromagnetische Wärmezähler.
Ultraschall-Durchflussmesser
Ultraschall-Durchflussmesser, die für die Messung von Wärmeenergie verwendet werden, sind komplette Systeme, die Durchflusserfassung, Temperatureingänge und Energieberechnung umfassen.
Diese Geräte messen die Durchflussrate, indem sie Ultraschallimpulse durch die Flüssigkeit senden.
In das Zählergehäuse eingebettete Sensoren senden und empfangen Signale über den Strömungsweg.
Wenn sich die Flüssigkeitsgeschwindigkeit ändert, ändert sich die Laufzeit des Ultraschallsignals, wodurch der Messgerät die Durchflussrate bestimmen kann.
Das System führt dann Folgendes aus:
- Misst die Vor- und Rücklauftemperaturen
- Berechnet die Temperaturdifferenz
- Kombiniert Durchfluss- und Temperaturdaten, um die Energieübertragung zu bestimmen
Magnetisch-induktive Durchflussmesser
Elektromagnetische Durchflussmesser sind ebenfalls komplette Systeme, die Durchflussmessung, Temperaturerfassung und Energieberechnung integrieren.
Diese Messgeräte erzeugen ein Magnetfeld innerhalb des Strömungswegs.
Wenn eine leitfähige Flüssigkeit durch das Feld fließt, induziert sie eine Spannung, die proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist.
Elektroden messen diese Spannung und wandeln sie in eine Durchflussrate um.
Das System berechnet die Energie mithilfe von:
- Gemessene Durchflussrate
- Temperaturdifferenz
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