Ausgabe 5/2000, Seite 3 ff.


Heizung


Der Einsatz von Wärmezählern in der Haustechnik

Arwet Jansch*

Wird in Mehrfamilienhäusern die Wärme zentral über einen Heizkessel erzeugt oder durch einen Fern- oder Nahwärmeanschluss eingespeist, müssen für jeden Wohnungsnutzer die Kosten für die Versorgung mit Wärme gemäß Heizkostenverordnung verbrauchsabhängig abgerechnet werden. Zur Erfassung der Heizkosten können Wärmezähler eingesetzt werden. Wärmezähler messen die in einem Heizkreislauf abgegebene Heizenergie und zeigen sie in kWh oder MWh an.

Einsatz von Wärmezählern

Wärmezähler können überall dort eingesetzt werden, wo ein geschlossener Heizkreislauf gemessen werden kann. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Fußboden- oder Radiatorheizungen handelt. Ebenfalls einsetzbar sind sie zur Erfassung der Energie, die in Solaranlagen oder anderen alternativen Energiequellen erzeugt wird.

Bild 1: Kompaktwärmezähler zum direkten Einbau in Rohrleitungen für die Erfassung des Energieverbrauches in Wohnungen oder Einfamilienhäusern für Nenndurchflüsse von 0,5 bis 2,5 m3/h.

Funktion

Es werden zum einen die Vor- und Rücklauftemperatur durch Widerstandstemperaturfühler und zum anderen der Massenstrom mit dem Durchflussvolumenmessteil gemessen. Der Wärmezähler berechnet dann die Wärmemenge und zeigt sie im Display im allgemeinen per LCD an. Zusätzlich können moderne elektronische Rechenwerke eine Vielzahl von Messwerten erfassen, in Zwischenspeicher ablegen und bei Bedarf anzeigen, wie zum Beispiel: Momentanwerte für Durchfluss (l/h oder m3/h), Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur oder den Zählerstand zu programmierbaren Stichtagen.

Bild 2: Woltmanzähler Volumenmessteil mit Flügelradabtastung zum Einbau in Rohrleitungen für Standard-Nenndurchflüsse von 15 bis 250 m3/h.

Aufbau

Wärmezähler bestehen aus den Teilgeräten Volumenmessteil, Rechenwerk und dem Temperaturfühlerpaar. Man unterscheidet die Bauformen Kompaktwärmezähler und Splitwärmezähler (Bild 1, 2 und 3). Im allgemeinen verwendet man in Nutzerkreisläufen zur Verbrauchserfassung von Wohnungen und Einfamilienhäusern Kompaktwärmezähler.

Bild 3: Rechenwerk eines Wärmezählers in Splitbauweise zur Kombination mit Temperaturfühlern und Volumenmessteilen unterschiedlicher Bauformen und -größen.

Wärmezähler in Splitbauweise werden dann eingesetzt, wenn größere Energiemengen zu erfassen sind und/oder die getrennte Installation von Volumenmessteil und Rechenwerk anlagenbedingt erforderlich ist.

Bild 4: Kompaktwärmezähler mit Einstrahlvolumenmessteil in praktischer Messkapselbauweise, einfache Montage und eindeutige Positionierung aller Komponenten durch Einbau in Spezialarmaturen.

Volumenmessteil

Als Volumenmessteile werden die aus der Wassermessung bekannten Messverfahren - Flügelradzähler als Einstrahl-, Mehrstrahl- oder Woltmanzähler* eingesetzt. Einstrahl- und Mehrstrahl-Volumenmessteile werden bei Kompaktwärmezählern überwiegend in der aus der Wassermessung bewährten Kapselbauweise eingesetzt (Bild 4).

Kompaktwärmezähler werden meist ohne Beruhigungsstrecke in die Rohrleitung eingebaut, während Splitgeräte je nach Ausführung des Volumenmessteiles eine Beruhigungsstrecke benötigen. Vor dem Einlauf darf auf einer Länge vom 3- bis
5-fachen Nenndurchmesser keine Bögen, Abzweige usw. eingebaut sein, für die Auslaufstrecke reicht die 2-fache Nennweite. Einbauvorschrift der Hersteller lesen! Dies gilt auch für die Einbaulage des Wärmezählers. Die einen dürfen sowohl in waagerechten als auch senkrechten Leitungen eingebaut werden, andere arbeiten erst dann richtig, wenn sie waagerecht eingebaut sind.

Die unterschiedlichen Bauarten der Volumenmessteile können in Kategorien mit

eingeteilt werden.

Magnetkupplung oder Flügelradabtastung

Bei mechanischen Zählwerken wird die Drehbewegung des Flügelrades durch eine Magnetkupplung an das Getriebe im Zählwerk übertragen und dort weiter verarbeitet. Diese Bauarten benötigen Volumenströme von mindestens 8 - 10l/h.

Bild 5: Kleinste Durchflüsse können mit der hochempfindlichen magnetfreien elektronischen Flügelradabtastung betriebs- und manipulationssicher erfasst werden.

Bei der elektronischen Flügelradabtastung wird die Drehbewegung des Flügelrades durch ein magnetfreies Abtastsystem realisiert (Bild 5). Die wesentlichen Vorteile sind:

Bild 6: Temperaturfühler mit Anschlusskabel für den Einbau in Tauchhülsen in Rohrleitungen bis 40 mm zur Erfassung von Temperaturen bis 120°C.

Temperaturfühler

Zur Erfassung der Vor- und Rücklauftemperaturen werden im allgemeinen Widerstandstemperaturfühler mit Platinwiderstandselementen eingesetzt.

Bild 7: Temperaturfühler mit Anschlussklemmen für den Einbau ohne Tauchhülsen in Rohrleitungen >50 mm zur Erfassung von Temperaturen bis
180°C.

Man unterscheidet Bauformen für die Direktmessung und zum Einbau in Tauchhülsen, mit fest angeschlossenen Kabeln oder mit Anschlussklemmen (Bild 6 und 7).

Bild 8: Temperaturmessstelle zum Einbau von Temperaturfühlern von Kompaktwärmezählern in Tauchhülsen für optimalen Wärmeübergang.

In der Praxis haben sich Einbaustrecken zum Einbau der Temperaturfühler im Heizungsvor- und -rücklauf und für das Volumenmessteil im Rücklauf bewährt. Tauchhülsen oder Einbauorte für Direktmessungsfühler sind so bemessen, dass das Temperaturfühlerelement optimalen Kontakt zum Medium hat und damit der Temperaturübergang mit minimalen Abstrahlverlusten stattfindet (Bild 8).

Beim Einbau von Kompaktwärmezählern ist lediglich darauf zu achten, dass die entsprechend gekennzeichneten Temperaturfühler in den vorgesehenen Einbauort (rot Vorlauf, blau Rücklauf) montiert werden, da die Anschlusskabel sowohl mit dem Rechenwerk als auch mit den Fühlern fest verbunden sind. Bei der Installation von Splitgeräten sind die Temperaturfühler an das Rechenwerk anzuklemmen. Dabei ist auf die richtige Belegung der Klemmen zu achten.

Auf keinen Fall dürfen Fühlerkabel einseitig gekürzt oder verlängert werden, da der Widerstandswert des Anschlusskabels in die Messung eingeht und die Temperaturmessung verfälscht würde.

Rechenwerk

Im Rechenwerk werden die Kenngrößen der Temperaturmessung und der Durchflussmessung zur Energieanzeige verarbeitet und angezeigt. Die Berechnung erfolgt nach der Formel

E

= SV DJ k

S

= Zeichen für "Summe"

E

= Energie

V

= Volumen des Wärmeträgermediums

DJ

= Temperaturdifferenz

k

= gleitender Faktor für Dichte und Wärmeinhalt

Das Rechenwerk addiert die einzelnen Energiewerte (V DJ k) und zeigt die Gesamtsumme an.

Rechenwerke für Kompaktwärmezähler sind grundsätzlich mit Batterien ausgestattet. Die Lebensdauer der Batterie deckt sich mit der Eichgültigkeitsdauer von 5 Jahren, nach deren Ablauf das Messgerät gegen ein Gerät mit gültigem Eichstempel getauscht werden muss. Batterien dürfen alleine nicht getauscht werden.

Bei Rechenwerken für Wärmezähler in Splitbauweise ist neben der Standardausführung mit Batterieversorgung auch eine Ausführung für Netzbetrieb erhältlich. Allerdings muss bei Verwendung dieser Geräte sichergestellt werden, dass die Stromversorgung nicht unterbrochen werden kann. Sie benötigen also einen separaten Stromanschluss mit plombierter Sicherung.

Rechenwerke können, wie bereits eingangs erwähnt, eine Vielzahl von Messwerten und -ergebnissen anzeigen, die auch per Datenfernübertragung übermittelt werden können. Hierbei sind nicht nur die Messwerte des Wärmezählers, sondern auch die Verbrauchswerte von angeschlossenen Wasserzählern, z.B. über die M-Bus-Schnittstelle, zugänglich.

Zwischenzeitlich können zahlreiche Gebäudemanagementsysteme die Daten der Wärmezähler verarbeiten.


*) Arwet Jansch, Geschäftsleitung Marketing bei Allmess Schlumberger GmbH, Oldenburg

* Zum Unterschied siehe den Beitrag "Kalt- und Warmwasserzähler" in der ikz-praxis 3/2000.


B i l d e r :   Allmess Schlumberger GmbH, Oldenburg


© Alle Rechte beim Verlag


Zurück