Überwachung der Kältemaschinenleistung
Die Kühlleistung folgt aus Durchfluss und abgestimmten Ein- und Austrittstemperaturen. Die gemessene elektrische Leistungsaufnahme bildet den Nenner.
- Messgrößen
- Stromverbrauch von Kältemaschine und Pumpen, Kaltwasserdurchfluss sowie Eintritts- und Austrittstemperatur
- Berechnung
- COP der Kältemaschine und kW pro Kältetonne direkt auf dem Gateway
- Sensoren
- ZEM-65, Klasse 0,5S nach IEC 62053-22, Stromwandler mit dem Zähler kalibriert Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät
- Vor Ort
- ZGW-20 Gateway, berechnete Sensoren und Live-Datenstrom mit 1, 5, 15 oder 30 Sekunden Intervall Edge
Geräte-COP oder Anlagen-COP
Legen Sie vor der Installation fest, welche elektrischen Eingänge in das Verhältnis gehören. Beide Messgrenzen sind zulässig, ergeben aber an derselben Anlage unterschiedliche Werte. Ein Vergleich ist nur sinnvoll, wenn beide Seiten dieselbe Grenze verwenden.
| Geräte-COP | Anlagen-COP | |
|---|---|---|
| Elektrischer Eingang | Nur die Kältemaschine | Kältemaschine, Kalt- und Kühlwasserpumpen sowie Kühlturmventilatoren |
| Beantwortet | Wie die Maschine arbeitet | Was der Kühlbetrieb insgesamt benötigt |
| Zähler | Einer an der Versorgung der Kältemaschine | Je einer auch pro Pumpen- oder Kühlturmgruppe |
Hardware für eine COP-Messung der Kältemaschine
Ein Zähler pro elektrischem Eingang innerhalb der gewählten Messgrenze, eine Durchflussmessung und die Wassertemperaturen vom eigenen Regler der Kältemaschine.
Versorgung der Kältemaschine und jeder Pumpen- oder Kühlturmgruppe innerhalb der Messgrenze
1 pro Versorgung Drehstrom, 3- oder 4-Leiter
- Stromwandlerbereich je Versorgung wählen: aufklappbarer 120-A-Wandler oder Rogowski-Spulen für 300 A, 1 kA und 3 kA
Klasse 0,5S nach IEC 62053-22 für Zähler und zugehörige Stromwandler zusammen, 110 bis 480 V zwischen Außenleitern
4–20-mA-Ausgang des Kaltwasser-Durchflussmessumformers
1 pro Messumformer extern versorgte Stromschleife
0 bis 20 mA mit 0,001 mA Auflösung, bis 36 V DC, netzbetrieben
Eintritts- und Austrittstemperatur des Wassers, Sollwert und Laufzustand vom Regler der Kältemaschine
1 pro Regler bis zu 30 Register
Modbus RTU über RS-485, Funktionscodes 1 bis 6, 15 und 16, Leitungslängen bis 1.000 m
Berechnet den COP vor Ort und speichert die Eingangswerte neben dem Ergebnis
1 pro Standort bis zu 250 drahtlose Geräte
Falls im Kaltwasserkreis bereits ein Wärmezähler vorhanden ist
Liest alternativ die Kühlenergie eines vorhandenen verdrahteten M-Bus-Wärmezählers statt Durchfluss und Temperaturen aus
1 pro Zähler jeweils ein M-Bus-Zähler
Messgrößen im Kaltwasserkreis
Vier Messgrößen bilden das Verhältnis. Alle müssen innerhalb derselben Messgrenze und auf derselben Zeitbasis liegen.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Kabelgebunden
- Zigbee
- Edge
- Plattformen
| Messstelle | Was sich daraus ablesen lässt | Referenz | Sensor |
|---|---|---|---|
| Versorgung der Kältemaschine | Elektrische Eingangsleistung und ob die Maschine unter Last oder im Leerlauf läuft | Messung der Klasse 0,5S mit für die Versorgung passenden Stromwandlern Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät | ZEM-65 (auf dieser Seite) |
| Pumpen und Kühlturmventilatoren | Der übrige elektrische Anlageneinsatz beim Anlagen-COP | Ein Zähler pro Versorgung innerhalb der Messgrenze | ZEM-65 (auf dieser Seite), jeweils einer pro Gruppe |
| Kaltwasserdurchfluss | Volumenstrom für die Berechnung der Kühlleistung | Bereich, Nullpunkt und Einheiten aus der Konfiguration des Messumformers Datenblatt: Sensor für analoge Signale | ZIO-20 (auf dieser Seite) |
| Eintritts- und Austrittstemperatur des Wassers | Temperaturdifferenz über dem Verdampfer | Eigenes Fühlerpaar der Kältemaschine, über Modbus ausgelesen Datenblatt: Modbus-Schnittstelle | ZMB-31 (auf dieser Seite) |
Kleine Temperaturdifferenzen nicht mit Oberflächenfühlern messen. Eine Differenz von 4 °C mit zwei Anlegefühlern zu messen verursacht zu große Fehler für das Ergebnis. Nutzen Sie das abgestimmte Fühlerpaar der Kältemaschine, einen Wärmezähler oder Tauchhülsen.
Durchflusseinheit nur einmal umrechnen. Dokumentieren Sie, ob der Messumformer Liter pro Sekunde oder Kubikmeter pro Stunde meldet, und rechnen Sie nur einmal in der Berechnung um.
Wärmekapazität des tatsächlichen Glykolgemischs verwenden. Ein Glykolgemisch hat eine geringere spezifische Wärmekapazität als Wasser. Nutzen Sie die Werte des Mediums aus den Lieferantendaten bei Betriebstemperatur.
COP der Kältemaschine berechnen
Die Kühlleistung ergibt sich aus Durchfluss und dem abgestimmten Eintritts-/Austrittstemperaturpaar des Wassers. Teilen Sie sie durch die Summe aller elektrischen Eingänge innerhalb der gewählten Messgrenze, gemessen im selben Intervall.
Q = V × ρ × c × ΔT
COP = Q ÷ P
kW/ton = P ÷ (Q ÷ 3.5169)- Q
- Kühlleistung in kW
- V
- Volumenstrom in Litern pro Sekunde
- ρ
- Dichte des Mediums in kg pro Liter
- c
- spezifische Wärmekapazität in kJ pro kg und K
- ΔT
- Wassertemperatur Eintritt minus Austritt in K
- P
- elektrische Eingangsleistung innerhalb der Messgrenze in kW
Rechenbeispiel
Wasser tritt mit 12,0 °C ein und mit 7,0 °C aus. Bei 18,0 Litern pro Sekunde ergibt sich Q = 18,0 × 1,0 × 4,18 × 5,0 = 376 kW. Nimmt die Kältemaschine 96 kW auf, beträgt der COP 3,9 und der Wert in kW pro Kältetonne 0,90. Eine Kältetonne entspricht 3,5169 kW Kühlleistung.
In Edge
Legen Sie die Berechnung als berechneten Sensor auf dem Gateway an. Nutzen Sie die Operation Expression mit Durchfluss, beiden Temperaturen und Leistung als expliziten Eingängen, sichern Sie die Division ab und setzen Sie einen Grenzwert für veraltete Eingaben, damit das Ergebnis unterdrückt statt aus einem alten Messwert berechnet wird.
Prüfungen bei der Inbetriebnahme
Ein Verhältnis ist nur so gut wie seine Eingänge. Prüfen Sie zuerst die Eingänge und zuletzt das Verhältnis.
-
Jeder Zähler liegt an der vorgesehenen Versorgung
Schalten Sie jeweils eine Versorgung ein und aus oder ändern Sie eine bekannte Last und beobachten Sie, welcher Zähler reagiert.
Bestanden, wenn Jeder Zähler ist nach der Versorgung benannt, die sich geändert hat; die Phasenfolge ist von einer fachkundigen Person bestätigt.
-
Durchflusssignal ist skaliert
Vergleichen Sie die Anzeige oder Konfiguration des Messumformers bei zwei Durchflüssen mit dem Edge-Wert.
Bestanden, wenn Beide stimmen in denselben Einheiten überein; 4 mA entspricht dem Nullwert des Messumformers, nicht null Durchfluss.
-
Temperaturpaar ist zuverlässig
Lesen Sie Eintritts- und Austrittstemperatur ab, während die Kältemaschine aus ist und Wasser zirkuliert.
Bestanden, wenn Die Differenz liegt nahe null; ein etwaiger Versatz ist dokumentiert und wird einheitlich berücksichtigt.
-
Kühlleistung und Strom haben dasselbe Intervall
Ändern Sie die Last oder beobachten Sie einen Stufenwechsel und vergleichen Sie die Zeitstempel von Durchfluss, Temperatur und Leistung.
Bestanden, wenn Die Eingänge ändern sich gemeinsam; keiner liegt mehr als das Meldeintervall der Berechnung zurück.
-
Ein Intervall von Hand berechnen
Nehmen Sie die Rohwerte eines Intervalls und rechnen Sie die Formel auf Papier durch.
Bestanden, wenn Die Handrechnung stimmt mit dem Edge-Ergebnis überein; Rundungsunterschiede sind erklärt.
Grenzen dieser Messung
Ein momentanes Verhältnis beschreibt einen Betriebspunkt unter den zugehörigen Messbedingungen.
- Es ist weder IPLV noch NPLV, ein saisonaler Wert oder ein zertifiziertes Ergebnis am Nennpunkt.
- Bei kleiner Temperaturdifferenz dominiert der Sensorfehler: 0,2 °C Fehler bei 4 °C Differenz entsprechen 5 Prozent des Ergebnisses.
- Ein Vergleich zweier Zeiträume ist wertlos, wenn Last, Eintrittsbedingungen des Verflüssigers und Messgrenze nicht übereinstimmen.
- Monitoring bestimmt weder Kältemittelfüllung, mechanischen Zustand noch Einhaltung von Vorschriften.
Quellen
- Energieeffiziente elektrische Kältemaschinen beschaffen (öffnet in einem neuen Tab) (öffnet in einem neuen Tab) FEMP des US-Energieministeriums
- Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät (öffnet in einem neuen Tab) EpiSensor. Technische Daten, Messbereiche und Bestellcodes.
Weiterführend
-
Wärmepumpen überwachen
Wärmezähler über M-Bus auslesen und Strom von Wärmepumpe, Pumpen und Zusatzheizung getrennt messen. COP und Periodenkennzahl nur mit gleicher Bilanzgrenze berechnen. -
Überwachung der Kesselleistung
Ein Impulszähler am Brennstoffzähler, ein Wärmezähler am Kesselkreis und der Brennerzustand ermöglichen einen Vergleich von Einsatz und Abgabe im selben Zeitraum.
- ÜberblickEnergieüberwachung
- RechnerWärmezähler auf Plausibilität prüfen
- LeitfadenMessgrenzen für die Anlagenleistung
Drittgeräte für diese Anwendung
Weitere Geräte im Geräteverzeichnis: Energy meters (56), Current transformers (7)
Messgrenze der Kältemaschine vor der Bestellung vereinbaren
Eine Fachperson kann die Messgrenze festlegen, Zähler und Stromwandler dimensionieren und die Berechnung mit Ihnen dokumentieren.