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Stationäre und Mobile Wärmemengenmessung mit Ultraschall und Datenauswertung mit Loxone (SPS)

Erfassung von thermischen Wärmemengen und Leistungen mit dem Loxone Miniserver. Zur Erfassung der thermischen Wärmemengen und Leistungen sind nur wenige Sensoren notwendig.

Anwendungen

In Haushalten ist es oft interessant, diverse thermische Wärmemengen u. Leistungen zu messen. Das können z.B. einzelne Heizkreisverbrauchsmessungen, eingespeiste Energie in Boiler/Speicher oder auch eingespeiste thermische Solarenergie sein.

In der Industrie ist die Wärmemengenmessung noch viel interessanter und dient der Bilanzierung für die Energieberatung, das Energieaudit oder dem Energiemanagement!

Messaufbau Die Messung kann entweder mit einem Wärmemengenmesser mit Ultraschall mobil und eingriffsfrei oder einem eingebauten Warmwasserdurchflussmesser mit Impulsausgang und 2 zusätzlichen Temperatursensoren (Vor- u. Rücklauf) erfolgen. Wir verwenden in der Regel die erste Methode. Über beide Messmethoden kann neben der Wärmemenge (Energie) auch noch der aktuelle Leistungsverbrauch ermittelt werden.

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In der Abbildung sieht man zwei Biogas BHKWs mit Waäreauskopplung an ein Nahwärmenetz.

Wer Wärmemengenzähler zur Begutachtung des hydraulischen Abgleichs nutzt, hat eine 100% ige Planungssicherheit.

Nur für #Nerds: BERECHNUNG DER #Wärmemenge

"Die zum Aufheizen von Wasser benötigte Energie berechnet sich folgendermaßen: Energie = m * c * ΔT (Formel 1) m...die zu erwärmende Masse in kg c...spez. Wärmekapazität Wasser 4187 J/kgK(*) (**)

ΔT ...Temperaturdifferenz zwischen Vor- u. Rücklauf in Kelvin * die spezifische Wärmekapazität ist abhängig von der Temperatur. Da diese Abhängigkeit jedoch nur geringfügig ist, und der Messfehler deshalb zu vernachlässigen ist, wird hier mit 4187 J/kgK gerechnet. ** wird dem Wasser ein Frostschutzmittel beigefügt (Warmwasserkollektoren), so ist die spez. Wärmekapazität entsprechend anzupassen Der Durchflussmesser liefert Impulse in Abhängigkeit der Durchflussmenge. Diese wird normalerweiße in Impulse/Wasservolumen [Impulse/l] angegeben.

Da 1 Liter Wasser genau 1kg Masse besitzt, kann man das äquivalent in Impulse/Masse [Impulse/kg] annehmen. Der Frequenzeingang des Energiezählerbausteines wird hier benutzt, um die Wärmemenge zu berechnen.

Die Eingangsfrequenz des Energiebausteins berechnet sich folgendermaßen: Frequenz am Energiebausteineingang = Frequenz d. Durchflussmenge * K * (ΔT) Frequenz am Energiebaustein...Eingang C am Engergiebaustein Frequenz d. Durchflussmenge...Digitaler Eingang Durchflussemenge (Frequenz) ΔT...Temperaturdifferenz zw. Vor- u. Rücklauf K...Proportionalitätsfaktor Die Frequenz am Energiezählerbausteins ist direkt proportional zur Frequenz der Durchflussmenge u. der Temperaturdifferenz zwischen Vor- u. Rücklauf.

Auf die Darstellung der genauen Herleitung verzichten wir hier, und zeige hier die Endformel fEnergieeingang = fDurchflussmenge * ImpProLiter T

ImpProKwh*c * Δ um die spez. Wärmekapazität in [J/kgK] einsetzen zu können ist noch eine Division durch 3600 u. 1000 notwendig. fEnergieeingang = fDurchflussmenge * T ) ImpProKwh*c ImpProLiter*3600*1000 * ( Vorlauf − TRücklauf Achtung: In dieser Formel ist die Umrechnung [J/kgK] in [kWh/kgK] schon berücksichtigt. D.h. die spez. Wärmekapazität muss in J/kgK eingesetzt werden.

LOXONE KONFIGURATION Wie man aus der Formel (Berechnung der Wärmemenge) sieht, ist die Frequenz des Energiezählerbausteins direkt proportional zur Frequenz des Volumenstroms u. der Temperaturdifferenz zwischen Vor- u. Rücklauf. (Anders ausgedrückt: Je größer der Temperaturunterschied zwischen Vor- u. Rücklauf ist, umso höher ist die abgegeben Energie eines Liter Wassers).

Achtung: Digitaler Eingang der Durchflussmenge muss als Frequenzeingang gewählt sein. Damit wird er automatisch zum Eingang Durchflussmenge pro Sekunde.

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