Clamp-on Wärmemengenmessung in der Heizungszentrale – Berlin
Ausgangssituation
In einem öffentlichen Verwaltungsgebäude in Berlin sind zwölf Clamp-on Ultraschall-Durchflussmessgeräte an den Heizkreisen installiert. Sie verteilen sich auf zwei Heizungszentralen mit jeweils sechs Heizkreisen. In der ersten Zentrale sitzt zusätzlich ein Gesamtzähler im gemeinsamen Rücklauf, in der zweiten Zentrale ist kein Gesamtzähler vorhanden.
Medium ist Heizungswasser, die Verteilleitungen bestehen aus Stahl. Die Nennweiten sind zwischen DN 60 und DN 125.
Die Geräte wurden vor längerer Zeit montiert und haben seit der Montage keinen Messwert geliefert. Dem Betreiber fehlte damit die Grundlage, den Volumenstrom und die Wärmemenge je Heizkreis zu beurteilen und die Stränge gegeneinander zu bewerten. Die Messstellen standen zwar physisch, messtechnisch waren sie nie korrekt in Betrieb genommen worden.
Anforderung
Es wurde eine Inbetriebnahme von 12 Clamp-On-Wärmemengen-Zählern gefordert. Das Heizsystem sollte dabei in Betrieb bleiben und nicht entleert werden.
Lediglich zum Nullpunktabgleich mussten die Ventile der einzelnen Heizkreise kurzzeitig geschlossen werden.
- Anzeige der Wärmemenge in kWh und des Volumenstroms in m³/h
- Übergabe der Messwerte über BACnet an die Gebäudeleittechnik
- Überprüfung der vorhandenen Geräte
- Übergabe der funktionsfähigen Messstellen an das Betriebspersonal
Unsere Lösung
Beim Eintreffen in der Heizzentrale wurde zunächst die vorhandene Installation begutachtet.
Dabei stellte sich heraus, dass die Verkabelung bei den meisten Geräten zwar korrekt war, dafür im Gerät keine Parameter hinterlegt waren.
Nach weiterer Analyse wurde festgestellt, dass der eingestellte Sensorabstand nicht zu den Rohrparametern passte und auch auf Koppelpaste verzichtet worden war.
Daraufhin haben wir die Rohrparameter vor Ort mithilfe eines Wandstärkensensors und eines Maßbandes erfasst und die Parametrierung des Messgerätes nach Rücksprache mit dem Kunden eingestellt.
Das Gerät hat damit einen Sensorabstand errechnet. Diesen haben wir genau eingestellt und den Sensor mit Koppelpaste erneut montiert.
Daraufhin erhielten wir ein gutes Messsignal.
Um eine genaue Messung sicherzustellen, wurde nun ein Nullpunktabgleich durchgeführt. Dafür wurde kurzzeitig ein Schieber geschlossen.
Dabei fiel auf, dass damals die Sensoren vertauscht worden waren und die Kalibrierfaktoren der Sensoren nicht zu den Umformern passten.
Nachdem dies angepasst wurde, konnten die ersten sechs Messstellen funktionierend übergeben werden.
Bei der zweiten Heizzentrale zeigte sich eine ähnliche Diagnose. Zusätzlich wurden hier jedoch an einer Messstelle auch die Anschlussklemmen vertauscht.
Zum Abschluss wurde noch die BACnet‑MS/TP‑Übertragung geprüft und die Messstellen-IDs konfiguriert.
Nach einem 1 1/4 Arbeitstagen konnten so alle zwölf Messstellen funktionsfähig an den Betreiber übergeben werden.
Warum Clamp-On Ultraschall?
Clamp-on Ultraschall misst von außen über die Rohrwand. Es muss kein Rohr geöffnet, kein Stutzen gesetzt und keine Heizungsanlage entleert werden – bei zwölf Messstellen kann so viel Aufwand gespart werden.
Im Rohr sitzt nichts, was den Querschnitt verengt oder verschleißt: kein zusätzlicher Druckverlust, keine bewegten Teile, keine Dichtstellen. Die Sensoren lassen sich außerdem versetzen, wenn sich die Einbausituation später ändert.
Für einen Bestand wie diesen kommt ein praktischer Vorteil dazu: Weil die Messtechnik nur aufgeschnallt ist, lässt sich jede Messstelle nachträglich prüfen, korrigieren und in Betrieb nehmen, ohne die Installation anzufassen.
Ergebnis
Alle zwölf Messstellen liefen und konnten mithilfe von BACnet an die Gebäudeleittechnik (GLT) übertragen und ausgewertet werden.
Zur Kontrolle haben wir die Heizkreise einzeln gegen den Gesamtzähler gemessen. Mit Heizkreis 1 als einzigem geöffneten Kreis zeigte der Einzelzähler 4,4 m³/h, der Gesamtzähler 4,8 m³/h. Ein weiterer Kreis führte zu diesem Zeitpunkt noch eine Schleichmenge von 0,3 m³/h – damit ließ sich der Unterschied nahezu vollständig zuordnen.
Nicht jede Messstelle ließ sich im Bestand an einer hydraulisch idealen Position montieren; einzelne Sensoren sitzen dicht hinter Bögen und unterschreiten die geforderte Einlaufstrecke von 10 × DN. Die erreichte Genauigkeit haben wir gemeinsam mit dem Anlagenbetreiber bewertet und für die Beurteilung und den Vergleich der Heizkreise als ausreichend eingestuft.
An einem Heizkreis zeigte das Messgerät nahezu keinen Durchfluss. Die Kontrolle ergab, dass der Strang an anderer Stelle abgesperrt war – ein Zustand, der ohne Messwerte unbemerkt geblieben wäre.
Dadurch kann der Betreiber genauere Einsichten in die Effizienz und Funktionsweise der Heizungsanlage erhalten.
Impressionen
Häufige Fragen
F: Warum misst ein Clamp-on Durchflussmessgerät nicht?
A: In der Praxis liegt es fast immer an drei Dingen: fehlende oder ausgetrocknete Koppelpaste, ein falsch eingestellter Sensorabstand oder unvollständige Parametrierung von Rohrdaten und Medium. Ein weiterer Grund kann auch die Beschaffenheit des Mediums sein. Bei Wasser-Glykol-Gemischen können Gasblasen das Schallsignal stark abschwächen.
F: Ist Koppelpaste bei Clamp-on Sensoren wirklich nötig?
A: Ja. Zwischen Sensor und Rohrwand darf keine Luftschicht bleiben. Dies kommt vor allem bei unebenen Oberflächen vor. Durch die Luft kann das Signal stark abgeschwächt und somit zu schwach für eine Messung werden.
F: Wie viel gerade Rohrstrecke braucht eine Clamp-on Messstelle?
A: Als Richtwert gelten 10 × DN Einlaufstrecke und 5 × DN Auslaufstrecke. Nach Doppelbögen, Pumpen oder Regelventilen ist die Strömung stärker verwirbelt. Dort wird eine größere Einlaufstrecke benötigt – wird zu dicht dahinter gemessen, weicht der Messwert systematisch ab.
F: Lässt sich eine bestehende Clamp-on Messstelle nachträglich in Betrieb nehmen?
A: In den meisten Fällen ja. Kabel und Auswerteeinheit bleiben montiert; wir prüfen Montage, Verdrahtung, Sensorpositionierung und Parametrierung vor Ort und setzen die Messstelle neu auf. Ein Austausch der Geräte ist dafür nur meist nur bei Defekten nötig.