Rechengenie unter bestimmten Voraussetzungen

Analog zur Heizung besteht auch bei der Kühlung der Bedarf, die Verbrauchskosten verursachergerecht zu verteilen. Dazu messen und speichern Kältezähler die Kälteenergie – mit unterschiedlichen Technologien. Doch nicht nur auf die Technologie kommt es an, sondern auch auf spezielle Einbaurichtlinien für die Kältemessung. Denn die Installation der Messgeräte muss sorgfältig geplant und umgesetzt werden, um eine fachlich korrekte Messung sicherzustellen.
Durch die gesetzlichen Anforderungen, Energie effizienter zu nutzen, spielen Energiemengenzähler eine immer größere Rolle. Denn nur wenn Unternehmen, Kommunen und Privathaushalte wissen, wofür sie Energie in welcher Größenordnung aufwenden, können sie wirtschaftliche Maßnahmen zur Einsparung ergreifen. Hierzu zählt auch die Kälte.
Anlagen zur Raumkühlung kommen überwiegend im gewerblichen Bereich zum Einsatz. Typische Beispiele sind Einkaufszentren, Büros oder Rechenzentren. Wegen gedämmten Fassaden und gro­ßen Fensterflächen steigen die abzuführenden Wärmelasten in den Sommerlasten signifikant an. Kam Klimatisierung in Wohnimmobilien in der Vergangenheit eher selten zum Einsatz, so ist heute eine verstärkte Tendenz zur Raumkühlung im gehobenen Wohnsektor zu beobachten.
Eine korrekte Abrechnung und damit eine genaue Erfassung der Energiekosten – auch für Kälte – ist von Vermietern, Mietern wie Betriebsführern gefordert. Fachplaner und Installateure müssen deshalb die Technologien von Kältezählern und deren spezielle Planungs- und Montagerichtlinien kennen und umsetzen.

Unterschied: Wärme- und Kältemessung
Wärme- und Kältemessung unterscheiden sich physikalisch vor allem in der Höhe der Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf. In einem Heizkreislauf ist der Temperaturunterschied i. d. R. höher als bei Kälte. Bei einem Kühlkreislauf beträgt diese Differenz häufig lediglich 6 K oder weniger. Bei einer Spreizung von weniger als 3 K arbeitet der Zähler außerhalb des geeichten Messbereichs. Dadurch wird das Messergebnis ungenauer. Eine geringe Temperaturabweichung der Messwerte hat hier also relativ betrachtet gravierende Folgen auf die verbrauchsabhängige Kostenverteilung. Daher verdient die Installation und Dimensionierung von Kältezählern besondere Beachtung.

Exakt montieren und messen
Falsch montierte oder überdimensionierte Zähler verfälschen das Messergebnis. „Werden die umfangreichen technischen Richtlinien nicht exakt umgesetzt, drohen ungenaue Messergebnisse. Eine Energiekostenabrechnung mit falschen Messwerten ist aber rechtlich anfechtbar und das führt häufig zu Regressforderungen“, sagt Ronny Woschick, technischer Berater bei Minol.
Christopher Intsiful von Brunata-Metrona empfiehlt den Einbau eines Kältezählers immer in den volumenvariablen Teil, also in den Nutzerkreis des Rücklaufs. Denn dort sind die Temperaturdifferenzen größer als im volumenkonstanten Erzeugerkreislauf. Für die Messung des Volumenstroms sind zwei Technologien möglich: mittels Flügelrad und Ultraschall.
Beim Flügelradzähler treibt der Wasserfluss das Zählwerk an. Ein Ultraschallzähler ermittelt die Wassermenge aus der Laufzeitveränderung der Ultraschallwellen in bewegtem Wasser. Da er keine beweglichen Teile im Wasserstrom verwendet, arbeitet er verschleißfrei und erzeugt nur einen geringen Leistungswiderstand.
Der „Ultraheat XL 2“ von Brunata-Metrona ist ein Ultraschallzähler für Großkälteanlagen, z. B. für eine Stockwerkskühlung im Gewerbebau. Er ist auch in Flanschausführung lieferbar und kann sowohl senkrecht als auch waagerecht eingebaut werden. Filter oder gerade Ein- und Auslaufstrecken werden nicht benötigt.
Derselbe Anbieter führt auch den Kältezähler „Ultraheat XS 2“ im Programm. Dieser Ultraschallzähler mit glasfaserverstärkter Kunststoffmessstrecke kennzeichnet sich laut Hersteller durch seine hohe Widerstandsfähigkeit.
Ähnliche Einsatzgebiete haben die Flügelradzähler „PolluCom E“ bzw. „heat c“ von Brunata-Metrona. Sie besitzen den Vorteil, dass sie auch in der Hybrid-Version erhältlich sind, also in Heiz- und Kühlsystemen eingesetzt werden können. Die Hybridzähler verfügen über zwei separate Zählregister, werden getrennt gespeichert und über das Rechenwerk entsprechend angezeigt. Jeder der drei Zähler kann in das Metrona-Funksystem integriert werden. Das ermöglicht, die Zähler abzulesen ohne die Nutzeinheit zu betreten.
Die Split-Wärmezähler von Allmess nutzen zur Durchflussmessung die Ultraschallmessung. Sie können auch als Kältezähler in Kühlsystemen oder als kombinierte Wärme-/Kältezähler eingesetzt werden. Für die Erfassung der Energie bei niedrigen Temperaturen eignet sich das Modell „Megacontrol-CF 51“. Es wird vorzugsweise in Klimaanlagen mit einem Temperaturbereich von 6 – 12 °C eingesetzt. Auch in kombinierten Anlagen, die je nach Erfordernis Wärme- oder Kühl­energie über dieselben Leitungen an den Nutzer liefern, findet das Split-Wärmezählersystem Anwendung. Der kombinierte Wärme-/Kältezähler ist für die Anzeige der Wärmeenergie geeicht. Die Kälteenergie wird in einer nicht geeichten Zusatzanzeige dargestellt.

Zähler für Industrie und Gewerbe
Ein breites Sortiment an Ultraschallzählern bietet auch WDV-Molliné an, z. B. den Kompakt-Ultraschallzähler „Ultramess C3“ sowie den Ultraschall-Kältezähler „Ultramess E Split“. Das Unternehmen hat insbesondere Kältezähler für industriell und gewerblich genutzte Gebäude im Programm und sein Sortiment in den letzten Jahren erweitert.
„Wir können Zähler bis DN 100 binnen 24 bis 48 Stunden liefern“, sagt Markus Günther-Hirn, Leiter Technik bei WDV-Molliné. Mindestens ebenso wichtig wie die Hardware seien allerdings auch die Expertise bei der Planung von Messstellenkonzepten sowie die Auswahl funktionssicherer Systemtechnik zur Datenübertragung, führt er aus. Schließlich seien beispielsweise Nicht-KMU seit 2015 verpflichtet, regelmäßige Energieaudits durchzuführen oder ein zertifiziertes Energiemanagement aufzubauen. „Allerdings hinkt die Mehrheit der betroffenen Unternehmen dieser Forderung noch deutlich nach, sodass in diesem Geschäftsfeld der Bedarf an Verbrauchsmesstechnik automatisch weiter zunehmen wird“, sagt Günther-Hirn. Denn gerade bei den Querschnittstechnologien seien erheblich Kosteneinsparungen über effizienzsteigernde Maßnahmen zu realisieren, so der Technische Leiter. „Nach unseren Erfahrungen bis zu 30 %.“ WDV-Molliné hat viel Erfahrung darin, passende Zähler und ihre Einbauorte für das jeweilige Objekt zu bestimmen, um Energieaudits sauber durchführen zu können.

Unterstützung für Planer am Beispiel Elbphilharmonie
Spektakuläre Architektur und einzigartige Akustik: Kaum ein Bauprojekt hat in letzter Zeit weltweit so viel Aufmerksamkeit erreicht wie die jüngst eröffnete Elbphilharmonie. Außer dem Konzerthaus beherbergt der Neubau ein Vier-Sterne-Hotel mit 233 Zimmern und Suiten, 45 Eigentumswohnungen, mehrere Restaurants, eine Tiefgarage und eine öffentlich zugängige Plaza. Die Energiekosten eines so komplexen Gebäudes fachgerecht zu erfassen und rechtlich sicher unter allen Nutzergruppen zu verteilen, erfordert viel Fachwissen und Erfahrung. Das Facility Management von Hochtief hatte sich für Minol als Partner entschieden. Bereits 2011 entwickelte der Hersteller und Energiedienstleister das erste Messkonzept für Wärme, Kälte und Wasser, welches dann im weiteren Bauverlauf immer weiter verfeinert und aktualisiert wurde. Innerhalb eines Jahres, ab November 2015, lieferte Minol 361 Wärme-, Kälte- und Wasserzähler inklusive Vorgaben zur Installation.
Die Zähler für die Wohnungen sind in Verteilkästen eingebaut und damit nicht sichtbar. Sie werden in ein M-Bus-System eingebunden. Der Objektmanager kann so an zentraler Stelle überwachen und ablesen. „Aus zahlreichen Projekten wie dem Potsdamer Platz in Berlin haben wir viel Erfahrung mit der messtechnischen Ausstattung großer Gewerbe- und Wohn­immobilien. Zum Beispiel können wir die Durchflussmengen der Heizungs- und Trinkwasseranlagen sehr realistisch einschätzen und die Zähler abweichend von zu hohen Vorgaben der Planung dimensionieren. Indem wir eine Überdimensionierung vermeiden, spart der Kunde Inves­titionskosten und die Messwerte sind exakter“, erklärt Diplom-Ingenieur Joachim Wien aus dem Kompetenz-Center Technik bei Minol.

Autorin: Angela Kanders, freie Journalistin

Vor dem Einbau beachten
Brunata-Metrona empfiehlt, vor dem Einbau zu ermitteln, ob das zu messende Medium Glykol als Frostschutzmittel enthält. Hintergrund ist, dass Kältezähler nur bei reinem Wasser korrekt funktionieren. Frostschutzmittel verändern zum einen die Wärmekapazität, zum anderen die Dichte. Da die Stoffwerte im Rechenwerk des Zählers hinterlegt sind und in die Berechnung der Energie einfließen, muss das Rechenwerk auf den Gly­kolanteil einprogrammiert sein.
Speziell bei Ultraschallzählern beeinflussen Glykolzusätze zudem die Schallgeschwindigkeit. Deshalb weisen Ultraschallzähler hier besonders hohe Messabweichungen auf. Ultraschallzähler sollten daher bei Glykol-Wassergemischen generell nicht eingesetzt werden.

Messung flüssiger Medien mit Ultraschall
Ultraschallzähler ermitteln den Volumenstrom über die sogenannte Laufzeitdifferenz. Dazu senden bzw. reflektieren zwei versetzt angeordnete Ultraschallwandler einen diagonal ausgerichteten, kurzwelligen Schall in das Rohr. Läuft der Schall mit der Fließrichtung, wird er eher von der Empfängereinheit registriert, läuft er jedoch gegen die Fließrichtung, benötigt der Schall mehr Zeit für diesen Weg. Eine Elektronik wertet die Laufzeitdifferenz aus.
Im Vergleich zu Flügelradzählern verfügen Ultraschallzähler über einen breiteren Messbereich. Und da die Messung ohne mechanische Teile erfolgt, weisen Ultraschallzähler einen geringeren Druckverlust auf. Außerdem sind sie deutlich unempfindlicher bei Verschmutzungen im Medium.