Teknologi
Ultralydmåling for vann og varme
Hva som skjer i målerøret i en H2O og en DELTA III, hvorfor ingen deler slites og hvordan strømningsrate og temperaturer blir til energi.
Strømningsmåling
Hvordan måler ultralyd strømning?
To ultralydtransdusere sitter i målerøret. De sender vekselvis korte lydpulser, først med strømningen og så mot den. Reflektorer leder lyden langs en definert bane gjennom vannet. Helvatron bruker selvrensende reflektorer, slik at lydbanen holdes fri.
En puls som går med strømningen, kommer fram litt tidligere enn en som går mot den. Forskjellen mellom de to gangtidene er proporsjonal med den midlere strømningshastigheten. Multiplisert med tverrsnittet av målerøret gir det volumstrømmen; summert over tid gir det volumet.
Gangtidsforskjellene ligger i nanosekundområdet, så en stabil målestrekning og presis tidsmåling i elektronikken er helt avgjørende.
Flere målekanaler for store diametre
Ved store diametre er strømningsprofilen mindre jevn. DELTA III bruker derfor to ultralydkanaler fra DN50 og fire fra DN350.
Termisk energi
Hvordan blir strømningsrate og temperaturer til termisk energi?
En varmemåler består av en strømningsmåler, et temperaturfølerpar og et regneverk. Følerne måler temperaturen i tur- og returrøret. Regneverket bestemmer differansen Δθ og multipliserer den med volumet og en varmekoeffisient k.
Varmekoeffisienten tar hensyn til at vannets tetthet og spesifikke varmekapasitet varierer med temperaturen. Verdiene er fastsatt i standarden EN 1434. Det er også grunnen til at regneverket må vite om strømningsmåleren er montert i tur- eller returrøret.
Varme og kjøling
Er turen varmere enn returen, avgir anlegget varme. I et kjølevannsanlegg er det omvendt. DELTA III gjenkjenner fortegnet på temperaturdifferansen og teller varme og kjøling i separate registre. Det gir korrekt avregning også for anlegg som kjøler om sommeren og varmer om vinteren.
Hvorfor følerne betyr så mye
Ved små temperaturdifferanser, som er typisk for kjølevann, har en målefeil på noen hundredels kelvin stor innvirkning på den beregnede energien. Varmemålere etter EN 1434 bruker derfor parede følere med tilpassede karakteristikker. DELTA III arbeider med Pt500, Pt1000 eller Pt100; vi anbefaler Pt1000.
Q = ∫ V̇ · k(θT, θR) · (θT − θR) dt
- Q
- Varme- eller kjøleenergi, f.eks. i kWh, MWh, GJ
- V̇
- Volumstrøm fra ultralydmålingen
- k
- Varmekoeffisient etter EN 1434, avhengig av temperaturene
- θT, θR
- Tur- og returtemperatur, Δθ differansen mellom dem
Et regneeksempel vises i animasjonen av DELTA III.
Fordeler
Hvilke fordeler har ultralyd sammenlignet med mekaniske målere?
Ingen bevegelige deler
Ingenting roterer i strømningsmåleren. Det finnes ikke noe vingehjul som kan slites eller bli stående ved lave strømningsrater.
Bredt måleområde
H2O oppnår Q3/Q1 opptil R800 i flensutførelsene, DELTA III qp/qi opptil R250, så selv svært små strømninger registreres.
Ingen rette innløps- eller utløpsstrekk
For H2O og DELTA III fra DN15 til DN40.
Diagnose i enheten
Luft i røret, lekkasjer, feil strømningsretning, følerfeil: måleren melder dem via grensesnittet sitt.
Selvrensende reflektorer
Både H2O og DELTA III bruker selvrensende reflektorer. I DELTA III er de metalliske.
Digitale verdier
Intern datalogger, feilkoder og et kommunikasjonsgrensesnitt gjør måleren til et datapunkt i byggteknikken.
Grensesnitt
Fysisk grensesnitt, protokoll, radioteknologi
Tre begreper som ofte blandes sammen. I planleggingen lønner det seg å holde dem fra hverandre.
- M-Bus
- Bussystem etter EN 13757 med eget fysisk lag (totrådsledning, forsynt av masteren) og egen protokoll.
- RS-485
- Bare det fysiske grensesnittet: differensiell overføring på et tvunnet ledningspar. Protokollen bestemmer hvilke data som overføres.
- Modbus RTU
- Protokollen Helvatron-målere bruker over RS-485: masteren spør, slaven svarer.
- LoRa
- Radio i 868 MHz-båndet, med enheter, gatewayer, en nettverksserver og applikasjonen.
- NB-IoT
- Mobilnettstandard i lisensierte bånd. Målerne sender via nettet til en operatør, uten egne gatewayer.