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Innovativer Mehrkanal-Wärmemengenrechner

Der Wärmemengenrechner berechnet aus dem Signal eines Durchflussgebers (Blende, Stau-
drucksonde, Wirbelstromgeber, ...) den Massenstrom, die Leistung und zählt die Energie. Ne-
ben dem Durchfluss werden hierzu - abhängig vom Medium - folgende Signale ausgewertet:
- Warm-/Heißwasser: Ein- und Austrittstemperatur
- Sattdampf: Druck (Temperatur wird berechnet, weil genauer)
- Heißdampf: Druck und Temperatur

Kern des Wärmemengenrechners bildet eine SPS, die für die eingangs erwähnte Funktion ent-
sprechend ausgestattet ist. Das Programm für die Berechnung der thermodynamischen Grös-
sen 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 Energie 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 Ein-
bau 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 müssen:
- 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.