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Innovativer Mehrkanal-Wärmemengenrechner

Der Wärmemengenrechner berechnet aus dem Volumenstromsignal eines beliebigen Durch-
flussgebers (Blende, Staudrucksonde, Wirbelstromgeber, ...) u.a. den Massenstrom, die Leis-
tung und zählt die Wärmeenergie. Neben dem Volumenstrom werden hierzu - abhängig
vom Medium - folgende Signale ausgewertet:
- Warm-/Heißwasser: Ein- und Austrittstemperatur, ggf. Anlagendruck
- Sattdampf: Druck (Temperatur wird berechnet, weil genauer)
- Heißdampf: Druck und Temperatur

Kern des Wärmemengenrechners bildet eine SPS, die für die eingangs erwähnte Funktion
entsprechend ausgestattet ist. Das Programm für die Berechnung der thermodynamischen
Grössen wurde auf diese hin optimiert.
Die Signale werden über 4..20 mA resp. PT-100 Eingänge oder via Bus erfasst. Die Ausgabe
der Prozess-Signale, sowie der berechneten Größen von Massenstrom, Leistung und Wär-
meenergie erfolgt über ein Bussytem nach Wahl (s. techn. Daten). Optional sind 4..20 mA
respektive Impulssignale möglich.

Der Rechner wird betriebsfertig parametriert im vorverdrahteten Schaltschrank oder für
Einbau in einen bauseitigen Schaltschrank geliefert. Die Inbetriebnahme beschränkt sich
auf das Einschalten.

Fehler summieren sich - dies gilt für Wärmemengenrechner im besonderen Maße, da hier
viele Größen ineinandergreifen, die ständig betriebspunktabhängig berechnet werden müs-
sen:
- die Dichte: druck- und temperaturabhängig
- die Viskosität: druck- und temperaturabhängig
- der Isentropenexponent: druck- und temperaturabhängig
- thermische Ausdehnung von Rohrleitung und Sensor: werkstoff- und temperaturabhängig
  (selbst der Ausdehnungskoeffizient ist temperaturabhängig)

Hinzu kommen Größen, die vom zu berechnenden Durchfluss abhängen. Dies macht eine
iterative und Dank der Anomalie des Wassers komplexe Berechnung erforderlich.
Lesen Sie interessante Hintergründe zu den Berechnungen >>>.

Kern des neuen Rechners ist unser Berechnungsprogramm u.a. für Durchflussgeber aller Art,
welches bereits Rückwärtsberechnungen erlaubt. Allerdings war die Umsetzung auf eine SPS
(die anders als PCs nicht mit GHz getaktet wird) eine kleine Herausforderung. Zudem musste
den unterschiedlichsten Konstellationen (Durchfluss-Gebertyp, Signalerfassung, thermische
Bilanzierung, ...) Rechnung getragen werden.

Besonderer Dank geht hier an Prof. Dr. Markus Schatz, Helmut Schmidt Universität Hamburg
für seine Unterstützung bei der Thermodynamik.