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Messung von Kälteleistung und - energie (Jens Lücke)

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Messung von Kälteleistung und -energie: Vortrag von Dipl.-Ing. Jens Lücke, perpendo GmbH für Energietechnik und Verfahrenstechnik, beim 4. Fachkongress "Kältetechnologien - Quo vadis?"

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Messung von Kälteleistung und - energie (Jens Lücke)

  1. 1. Messung von Kälteleistung und -energie Messtechnik und Energiecontrolling 4. Fachkongress „Kältetechnik – Quo vadis“, Berlin 2012 Jens Lücke perpendo GmbH Aachen Lücke, Dorle Beilharz, Rainer Schnellenpfeil, EFT GbR Duisburg perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH Am Viadukt 3 ▪ 52066 Aachen Tel. 0241/412 500 08 ▪ Fax 0241/412 500 19 e 0 / a 0 / 9 j.luecke@perpendo.de ▪ www.perpendo.de
  2. 2. Messung von Kälteleistung und -energie1. Das Praxisbeispiel 6. ZusammenfassungDie EnergieFood-Town GbR 2. Motivation Warum Energie messen? 5. Anwendung 5 A d Das Energie- controllingsystem 3. Kältemengenmessung Theorie und Praxis 4. Messtechnik Erfassung des Massenstromsperpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 2
  3. 3. 1. Praxisbeispiel: Die Energie Food-Town GbRSteckbrief Energie Energie- und Medienversorgung der Food Town Rheinhausen Versorgung von drei Unternehmen der Lebensmittelindustrie Gründung 1987 als gemeinsame Energiezentrale der drei Unternehmen Seitdem typische E S id i h Entwicklung: i kl Kapazitätserweiterungen, Umbauten, Änderung der AnforderungenAufgaben Zentraler Energieeinkauf Bereitstellung von insgesamt 13 verschiedenen Medien an 59 Übergabepunkten Abrechnung Wartung und Instandhaltung von Kundenanlagenperpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 3
  4. 4. 1. Praxisbeispiel: Anlagenstruktur der Energie Food-Town Kondensatoren• Großkälteanlage (NH3): Nutzung • HD Stufe ( 10 C): HD-Stufe (-10 °C): Maschinen Maschinen- 5 Schraubenverd. abwärme 4,5 MWth gesamt 55 °C • ND-Stufe (-40 °C): Nutzung 5 Schraubenverd Schraubenverd. 5 °C Kondensat- 1,4 MWth gesamt Eco Verdichter abwärme • Kondensat-WRG HD 35 °C (35 °C) 2,8 MWth • Maschinen-WRG (55 °C) 0,8 MWth -10 °C Verdampfer• Kesselanlage, weitere Abscheider Nomalkühlung WRG-Systeme WRG S t (überflutet) Verdichter Solekälte• Drucklufterzeugung ND -3 °C• Zus. Kälteerz. Kunden• Niederspannungs- -35 °C versorgung Verdampfer Abscheider• Erdgasversorgung Tiefkühlung (überflutet) (üb fl t t) perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 4
  5. 5. 2. Motivation: Ziele von Energiemessung & -controlling Überwachung Abnorme V b Ab Verbrauchs-h situationen feststellen Zählerüberwachung Effizienzanalyse Zusammenhänge aufdecken Effizienz sichern Kundeninformation Verbrauchswerte und Kennzahlen bereitstellen Abrechnung Energiekosten Bilanzierung Aufwandsberechnung A f andsberechn ngperpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 5
  6. 6. 3. Kältemengenmessung: PrinzipDruckgas Kondensat A B m & m & A B C D DSauggas 2-Phasengemisch g (entspannt) perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 6
  7. 7. 3. Kältemengenmessung: Umsetzung in der Praxis B A m A & B C m & C m & D D F m & m & m & G E F m & E G Betrieb ND Verd. m & H H Betrieb HD Verdampferperpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 7
  8. 8. 4. Messtechnik: Erfassung des Massenstroms Ultraschall Vortex Coriolis (Laufzeitdifferenz) (Wirbelzähler) (Massenträgheit)perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 8
  9. 9. 4. Messtechnik: Erfassung des Massenstroms Ultraschall Vortex CoriolisPrinzip / Laufzeitdifferenz von Wirbelschleppen Zählung Wirbelschleppen-Zählung Phasenverschiebung inMessgröße Schallwellen nach Hindernis Schwingung von Rohrschlaufe (Corioliskraft) => Volumenstrom => Volumenstrom => MassenstromDruckD k/ Gas: medienabhängig, G di bhä i Niedrige Di ht Ni d i Dichten erhöhen höh PN>100Dichtebereich min. 5…10 bar; PN∞ untere Lastgrenze, PN>100Lastbereich -100…0…+100% +2 / +5…+100% -100…0…+100%Einlaufstrecke > 10 15 x Ø 10…15 > 15 40 x Ø 15…40 keineGenauigkeit 0,5…1,6% flüssig 0,1…0,5% flüssig 0,05…0,15% flüssig(typisch) 0,5…3% gasförmig 0,5…2% gasförmig 0,2…0,5% gasförmigDruckverlust Keiner Niedrig (Volllast 94 mbar) Niedrig (Volllast 147 mbar) Kompromiss mit Größe & Kompromiss mit Größe & damit Lastbereich damit InvestkostenDampfblasen / < 1 Vol-% Nur wenige Vol-%, sonst Nur wenige Vol-%, sonstFl.-TröpfchenFl T ö f h sonst Signalverlust* t Si l l t* hoher Genauigkeitsverlust h h G i k it l t hoher Genauigkeitsverlust* h h G i k it l t*Investkosten 8.000…10.000 € DN100: 3.500…4.500 € DN100: 25.000…30.000 € (kaum Einfluss Ø), (mäßiger Einfluss Ø (sehr großer Einfluss Ø; kein Stillstand/Umbau DN80: ca. -20%) ) DN80: ca. -50%) ) *Es sind Systeme mit höherer Toleranz durch intelligentere Signalverarbeitung verfügbar.perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 9
  10. 10. 4. Messtechnik: Erfassung des Massenstroms Bild : Vortex-Durchflussmessung in der ND- Bild : Ultraschall-Durchflussmessung an einer der Druckleitung beiden HD-Druckleitungen.perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 10
  11. 11. 5. Anwendung Messdaten: Das Energiecontrollingsystem Beispiel EFT: Überwachung > 1.600 Datenpunkte D t kt Abnorme V b Ab Verbrauchs-hUmrechnung, situationen feststellenZeitnormierung, ZählerüberwachungVerbrauchsrechnung Effizienzanalyse Zusammenhänge aufdecken Effizienz sichern Aufbereitete Daten Kundeninformation Über- Ü Verbrauchswerte und mittlung Kennzahlen bereitstellen Abrechnung Berechnung, Aggregation Energiekosten Bilanzierung Aufwandsberechnung A f andsberechn ng perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 11
  12. 12. 5. Anwendung Messdaten: Kontinuierliche Effizienzkontrolleperpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 12
  13. 13. 6. Zusammenfassung Erfahrungen Sowohl Ultraschall- als auch Vortexgeräte sind für die Volumenstrommessung auf der Druckgasseite geeignet. Ultraschall-Messung funktioniert allerdings nur im HD-Kreis. Funktionalität der Datenaufbereitung ist entscheidend für den Nutzwert von MMessungen und Ed Energiecontrollingsystemen. i t lli t Aha-Effekte können (nahezu) garantiert werden. Der Aufwand für die Inbetriebnahme ist nicht zu unterschätzen. Fazit Messung und Datenaufbereitung sind nicht trivial und u. U. kostenintensiv. Ein t f b t Energiecontrolling Ei gut aufgebautes E i t lli schafft Transparenz liefert eine solide Basis für die Kostenrechnung verkürzt R kti kü t Reaktionszeiten it erleichtert die Fehleranalyse erheblich Sorgfältige Anforderungsanalyse, Systemauswahl und Konzepterstellung sind notwendig notwendig.perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH, Aachen 13
  14. 14. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ihr Ansprechpartner für weitere Fragen: Jens Lücke perpendo GmbH ▪ Am Viadukt 3 ▪ 52066 AachenTel. 0241/412 500 08 ▪ Fax 0241/412 500 19 ▪ j.luecke@perpendo.de

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