Monitoraggio delle prestazioni delle pompe di calore
Leggi il contatore di calore tramite M-Bus, misura tutti gli assorbimenti elettrici e confronta il COP su periodi completi.
- Misure
- Calore erogato, elettricità della pompa di calore e degli ausiliari, temperatura della sorgente e di mandata
- Calcolo
- COP della pompa di calore istantaneo da potenze valide; fattore di prestazione stagionale solo da totali energetici completi e coincidenti sull'intera stagione definita
- Sensori
- ZHM-21, legge il record energetico del contatore di calore tramite M-Bus cablato Scheda tecnica: Interfaccia M-Bus
- Sul sito
- Gateway ZGW-20, calcoli configurati, con gli ingressi conservati accanto al risultato Scheda tecnica: Gateway
Quale elettricità rientra nell'ingresso
Un piano di monitoraggio di una pompa di calore commerciale parte dal confine di misura, non dalla formula. La sola pompa di calore può apparire migliore del sistema in cui opera. Stabilire prima se le pompe del circuito sorgente e di distribuzione, i controlli e un eventuale riscaldatore di integrazione rientrano nel rapporto; indicare il confine accanto a ogni risultato e misurare senza sovrapposizioni tutti gli ingressi inclusi.
| Solo unità | Sistema | |
|---|---|---|
| Ingresso elettrico | Alimentazione della sola pompa di calore | Pompa di calore, pompe di circolazione, controlli e riscaldamento di integrazione |
| Risposta | Come funziona la macchina | Quanta elettricità serve effettivamente a produrre il calore |
| Attenzione a | Un valore alto che esclude le pompe | Il riscaldamento ausiliario che sostiene il carico senza essere mostrato |
Dispositivi per misurare il COP di una pompa di calore
Usare un'interfaccia per ogni contatore di calore compatibile e un contatore elettrico per ciascuna alimentazione distinta e senza sovrapposizioni nel confine dichiarato. Registri del controllore e un punto indipendente di temperatura di contesto sono opzionali: includerli solo se interfaccia, mappa e posizione disponibili rispondono a una domanda operativa definita.
Legge energia erogata, volume e temperature dal contatore di calore
1 per contatore un solo contatore collegato per interfaccia
Cavo volante di 2 m verso il contatore, da 300 a 9.600 baud, cavo fino a 1.000 m
L'alimentazione della pompa di calore e ciascuna pompa o resistenza ausiliaria inclusa nel confine
1 per alimentazione trifase, a 3 o 4 fili
- Scegliere il campo dei trasformatori di corrente per ciascuna alimentazione: nucleo apribile da 120 A oppure bobine Rogowski da 300 A, 1 kA e 3 kA
Conserva dati di calore, elettricità e contesto e valuta i calcoli istantanei configurati in Edge
Iniziare con 1 per area impiantistica, poi verificare numero di dispositivi, percorsi cablati e copertura radio verificati sul sito
Se il controllore dispone di una mappa dei registri pubblicata
Modalità operativa, setpoint, sbrinamento e stato del compressore dal controllore della pompa di calore
1 per controllore fino a 30 registri
Se non è già disponibile una temperatura affidabile della sorgente
Temperatura della sorgente o esterna, rispetto alla quale leggere le prestazioni
1 per punto sonda impermeabile da 2,5 m
1 sonda impermeabile, cavo da 2,5 m
±0,2 °C da −20 a 70 °C; ±0,5 °C da −40 a 105 °C
Definire il confine termico ed elettrico
L'energia termica erogata e tutti gli ingressi elettrici inclusi devono essere coperti completamente nello stesso periodo. Il COP basato sulle potenze richiede inoltre valori attuali riferiti allo stesso momento operativo. Se un ingresso è stimato, obsoleto o mancante, il risultato eredita tale limite.
Dal confine della pompa di calore a un risultato difendibile
Uscita termica, ingresso elettrico e contesto operativo opzionale seguono percorsi di acquisizione distinti prima che Edge conservi i dati identificati e valuti i calcoli configurati.
- M-Bus
- Zigbee
- Collegamento
- Edge
- Piattaforme
| Posizione | Cosa indica la misura | Riferimento | Sensore |
|---|---|---|---|
| Calore erogato | Energia termica erogata al circuito di utenza dichiarato, oppure potenza termica quando il contatore la espone | Usare il record di energia cumulata del contatore di calore per i totali di periodo; trattare un eventuale registro di potenza termica come valore istantaneo distinto OMS | ZHM-21 (in questa pagina) |
| Elettricità della pompa di calore | L'ingresso assorbito dalla macchina sulla propria alimentazione | Orientamento e rapporto dei trasformatori di corrente e assegnazione delle fasi verificati in una condizione operativa nota | ZEM-65 (in questa pagina), alimentazione dell'unità |
| Pompe e riscaldamento di integrazione | Il resto dell'ingresso, che distingue il valore della sola unità da quello del sistema | Ogni alimentazione compresa nel confine ha un proprio contatore | ZEM-65 (in questa pagina), uno per alimentazione |
| Temperatura di contesto dichiarata | Una temperatura della sorgente, esterna o del serbatoio rispetto alla quale confrontare le prestazioni | Registrare la posizione esatta della sonda: questo punto di contesto non è la coppia di temperature abbinata del contatore di calore Scheda tecnica: Sensore di temperatura con sonda | TES-21 (in questa pagina) |
| Modalità e sbrinamento | Contesto opzionale per distinguere riscaldamento degli ambienti, acqua calda e sbrinamento | Usare i registri del controllore solo se modello, firmware e mappa sono confermati Scheda tecnica: Interfaccia Modbus | ZMB-31 (in questa pagina) |
Misurare separatamente il riscaldatore di integrazione. Una resistenza a immersione o un riscaldatore elettrico sullo stesso quadro abbassa il valore del sistema senza che cambi la pompa di calore. Misurarlo separatamente.
Includere i periodi di sbrinamento. Escludere lo sbrinamento migliora artificialmente il risultato. Includere quei periodi e conservare lo stato che li identifica.
Usare il registro energetico per il COP di periodo. Un registro cumulativo di energia termica consente il calcolo su un periodo. Un registro di potenza termica consente il COP istantaneo solo quando gli ingressi elettrici di potenza corrispondenti sono attuali e validi. Non ricavare tacitamente una potenza istantanea dalla differenza di totali cumulativi poco frequenti.
Calcolare il COP e il fattore di prestazione su un periodo misurato
Il COP istantaneo usa potenze termiche ed elettriche valide riferite allo stesso momento operativo. Un fattore di prestazione su un periodo misurato usa totali energetici completi tra gli stessi istanti iniziale e finale. Chiamarlo fattore di prestazione stagionale (SPF) solo se periodo e confine rappresentano davvero la stagione definita.
COP = heat rate ÷ (heat-pump power + included auxiliary power)
PFperiod = delivered heat energy ÷ (heat-pump energy + included auxiliary energy)- heat rate
- potenza termica erogata istantanea dal contatore di calore, kW
- heat-pump power
- potenza elettrica assorbita dalla pompa di calore, kW
- included auxiliary power
- potenza elettrica degli ausiliari inclusi, kW
- delivered heat energy
- variazione dell'energia cumulativa del contatore di calore nel periodo completo, kWh
- heat-pump and auxiliary energy
- energia elettrica nello stesso periodo, kWh
Esempio di calcolo
In una settimana il registro energetico del contatore di calore aumenta di 1.240 kWh. La pompa di calore usa 340 kWh e le pompe di circolazione incluse 42 kWh nella stessa settimana completa. Il fattore misurato sul periodo è 1.240 ÷ 382 = 3,2. Non è ancora un fattore di prestazione stagionale. Escludendo le pompe si otterrebbe 3,6 nello stesso edificio e con lo stesso calore erogato: per questo il confine va dichiarato accanto al numero.
In Edge
Un calcolo istantaneo in Edge può dividere la potenza termica attuale per la somma delle potenze elettriche selezionate. Gli ingressi possono avere marcature temporali diverse: applicare una regola per i dati obsoleti e controllare la marcatura temporale del risultato, perché un valore precedente può restare visualizzato dopo la soppressione del calcolo. Considerare non valido un denominatore elettrico nullo o quasi nullo. Calcolare i fattori di periodo da serie complete e allineate di letture energetiche, risolvendo azzeramenti dei registri, riavvii e lacune prima della divisione.
Verifiche di messa in servizio
Verificare ogni ingresso prima di comunicare il rapporto a qualcuno.
-
Il contatore di calore coincide con il proprio display
Confrontare energia, volume e temperature in Edge con il display del contatore nello stesso momento.
Superata se ogni valore e unità coincide con il display.
-
Ogni alimentazione inclusa è misurata
Ispezionare i quadri, elencare ogni alimentazione nel confine e individuarne il contatore in Edge.
Superata se elenco e contatori coincidono, e tutto ciò che resta fuori è dichiarato come escluso.
-
Ogni dato di contesto del controllore è verificato
Se i dati del controllore rientrano nell'ambito, verificare modello, firmware e mappa dei registri esatti; poi osservare gli stati disponibili di riscaldamento ambienti, acqua calda e sbrinamento rispetto all'impianto.
Superata se ogni stato disponibile coincide con l'impianto, i codici sconosciuti restano tali e i periodi di prestazione non vengono esclusi tacitamente.
-
Un ingresso mancante sospende la risposta
In un ambiente di prova approvato, sospendere o simulare un ingresso di calore o elettricità oltre la soglia di obsolescenza; poi esaminare valore e marcatura temporale del risultato prima e dopo ripristino o riavvio.
Superata se il calcolo è sospeso o chiaramente non valido, nessun valore mancante diventa zero e un eventuale risultato precedente è riconoscibile dalla marcatura temporale più vecchia.
-
Un ingresso nullo non può produrre un COP credibile
In un ambiente di prova approvato, eseguire il calcolo con ingresso elettrico totale nullo o quasi nullo.
Superata se il controllo del denominatore impedisce un risultato finito e la condizione è visibile all'operatore.
-
Un periodo calcolato a mano
Prendere i totali iniziale e finale di calore ed elettricità per un periodo completo, verificare azzeramenti e lacune, quindi dividere manualmente le variazioni.
Superata se il risultato manuale coincide con il calcolo sul periodo per lo stesso confine e le esatte marcature temporali.
Limiti della misura
Un valore di prestazione descrive il periodo, il confine e il clima in cui è stato misurato.
- Un COP istantaneo non è un valore stagionale e nessuno dei due è il punto di targa del produttore.
- Una settimana, un giorno o una stagione di riscaldamento parziale producono un fattore misurato sul periodo, non automaticamente un SPF.
- Un fattore di prestazione basato su calore erogato stimato eredita l'incertezza della stima, per quanto preciso sembri il calcolo.
- Confrontare due stagioni significa confrontare due condizioni climatiche, a meno che le condizioni della sorgente siano dichiarate accanto al valore.
- Il monitoraggio non approva nulla riguardo al progetto frigorifero, elettrico, idraulico o in pressione.
Fonti
- Specifiche OMS, volume 2: comunicazione primaria (si apre in una nuova scheda) OMS Group
- Decisione 2013/114/UE della Commissione: orientamenti sul calcolo dell'energia rinnovabile delle pompe di calore (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) Commissione europea
- Scheda tecnica: Interfaccia M-Bus (si apre in una nuova scheda) EpiSensor. Specifiche, intervalli di misura e codici d’ordine.
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Altri dispositivi nella Directory: Energy meters (56), Current transformers (7), Temperature and humidity sensors (21)
Stabilire quale elettricità conta prima di misurare l'SPF
Un tecnico può concordare il confine, verificare che il contatore sia leggibile così com'è installato e dimensionare i contatori elettrici.