Der Einsatz von Wärmezählern in der Haustechnik

Arwet Jansch*

Wird in Mehrfamilienhäusern die Wärme zentral über einen Heizkessel erzeugt oder durch einen Fern- oder Nahwärmeanschluss eingespeist, müssen für jeden Wohnungsnutzer die Kosten für die Versorgung mit Wärme gemäß Heizkostenverordnung verbrauchsabhängig abgerechnet werden. Zur Erfassung der Heizkosten können Wärmezähler eingesetzt werden. Wärmezähler messen die in einem Heizkreislauf abgegebene Heizenergie und zeigen sie in kWh oder MWh an.

Einsatz von Wärmezählern

Wärmezähler können überall dort eingesetzt werden, wo ein geschlossener Heizkreislauf gemessen werden kann. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Fußboden- oder Radiatorheizungen handelt. Ebenfalls einsetzbar sind sie zur Erfassung der Energie, die in Solaranlagen oder anderen alternativen Energiequellen erzeugt wird.

Funktion

Es werden zum einen die Vor- und Rücklauftemperatur durch Widerstandstemperaturfühler und zum anderen der Massenstrom mit dem Durchflussvolumenmessteil gemessen. Der Wärmezähler berechnet dann die Wärmemenge und zeigt sie im Display im allgemeinen per LCD an. Zusätzlich können moderne elektronische Rechenwerke eine Vielzahl von Messwerten erfassen, in Zwischenspeicher ablegen und bei Bedarf anzeigen, wie zum Beispiel: Momentanwerte für Durchfluss (l/h oder m³/h), Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur oder den Zählerstand zu programmierbaren Stichtagen.

Aufbau

Wärmezähler bestehen aus den Teilgeräten Volumenmessteil, Rechenwerk und dem Temperaturfühlerpaar. Man unterscheidet die Bauformen Kompaktwärmezähler und Splitwärmezähler (Bild 1, 2 und 3). Im allgemeinen verwendet man in Nutzerkreisläufen zur Verbrauchserfassung von Wohnungen und Einfamilienhäusern Kompaktwärmezähler.

Wärmezähler in Splitbauweise werden dann eingesetzt, wenn größere Energiemengen zu erfassen sind und/oder die getrennte Installation von Volumenmessteil und Rechenwerk anlagenbedingt erforderlich ist.

Volumenmessteil

Als Volumenmessteile werden die aus der Wassermessung bekannten Messverfahren - Flügelradzähler als Einstrahl-, Mehrstrahl- oder Woltmanzähler* eingesetzt. Einstrahl- und Mehrstrahl-Volumenmessteile werden bei Kompaktwärmezählern überwiegend in der aus der Wassermessung bewährten Kapselbauweise eingesetzt (Bild 4).

Kompaktwärmezähler werden meist ohne Beruhigungsstrecke in die Rohrleitung eingebaut, während Splitgeräte je nach Ausführung des Volumenmessteiles eine Beruhigungsstrecke benötigen. Vor dem Einlauf darf auf einer Länge vom 3- bis
5-fachen Nenndurchmesser keine Bögen, Abzweige usw. eingebaut sein, für die Auslaufstrecke reicht die 2-fache Nennweite. Einbauvorschrift der Hersteller lesen! Dies gilt auch für die Einbaulage des Wärmezählers. Die einen dürfen sowohl in waagerechten als auch senkrechten Leitungen eingebaut werden, andere arbeiten erst dann richtig, wenn sie waagerecht eingebaut sind.

Die unterschiedlichen Bauarten der Volumenmessteile können in Kategorien mit

• mechanischen Zählwerken mit Impulsgebern (Magnetkupplung)
• elektronischen Zählwerken (Flügelradabtastung)

eingeteilt werden.

Magnetkupplung oder Flügelradabtastung

Bei mechanischen Zählwerken wird die Drehbewegung des Flügelrades durch eine Magnetkupplung an das Getriebe im Zählwerk übertragen und dort weiter verarbeitet. Diese Bauarten benötigen Volumenströme von mindestens 8 - 10l/h.

Bild 5: Kleinste Durchflüsse können mit der hochempfindlichen magnetfreien elektronischen Flügelradabtastung betriebs- und manipulationssicher erfasst werden.

Bei der elektronischen Flügelradabtastung wird die Drehbewegung des Flügelrades durch ein magnetfreies Abtastsystem realisiert (Bild 5). Die wesentlichen Vorteile sind:

• Vergrößerung des Messbereiches
  Durch Wegfall des mechanischen Zählwerkes und der Magnetkupplung wird die Reibung erheblich verringert. Dadurch werden bereits kleinste Durchflüsse von 3 - 5 l/h erfasst.
• Unempfindlichkeit gegen Magnetit
  Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich keine magnetischen Partikel (Magnetit) festsetzen können, die im Heizungswasser zwangsläufig vorhanden sind. Mechanische Zählwerke mit Flügelradmagneten reagieren da empfindlicher.
• Manipulationssicherheit
  Die magnetfreie elektronische Flügelradabtastung kann nicht von außen durch magnetische, elektrische oder elektromagnetische Störfelder manipuliert werden.

Temperaturfühler

Zur Erfassung der Vor- und Rücklauftemperaturen werden im allgemeinen Widerstandstemperaturfühler mit Platinwiderstandselementen eingesetzt.

Man unterscheidet Bauformen für die Direktmessung und zum Einbau in Tauchhülsen, mit fest angeschlossenen Kabeln oder mit Anschlussklemmen (Bild 6 und 7).

In der Praxis haben sich Einbaustrecken zum Einbau der Temperaturfühler im Heizungsvor- und -rücklauf und für das Volumenmessteil im Rücklauf bewährt. Tauchhülsen oder Einbauorte für Direktmessungsfühler sind so bemessen, dass das Temperaturfühlerelement optimalen Kontakt zum Medium hat und damit der Temperaturübergang mit minimalen Abstrahlverlusten stattfindet (Bild 8).

Beim Einbau von Kompaktwärmezählern ist lediglich darauf zu achten, dass die entsprechend gekennzeichneten Temperaturfühler in den vorgesehenen Einbauort (rot Vorlauf, blau Rücklauf) montiert werden, da die Anschlusskabel sowohl mit dem Rechenwerk als auch mit den Fühlern fest verbunden sind. Bei der Installation von Splitgeräten sind die Temperaturfühler an das Rechenwerk anzuklemmen. Dabei ist auf die richtige Belegung der Klemmen zu achten.

Auf keinen Fall dürfen Fühlerkabel einseitig gekürzt oder verlängert werden, da der Widerstandswert des Anschlusskabels in die Messung eingeht und die Temperaturmessung verfälscht würde.

Rechenwerk

Im Rechenwerk werden die Kenngrößen der Temperaturmessung und der Durchflussmessung zur Energieanzeige verarbeitet und angezeigt. Die Berechnung erfolgt nach der Formel

*) Arwet Jansch, Geschäftsleitung Marketing bei Allmess Schlumberger GmbH, Oldenburg

* Zum Unterschied siehe den Beitrag "Kalt- und Warmwasserzähler" in der ikz-praxis 3/2000.

B i l d e r :   Allmess Schlumberger GmbH, Oldenburg

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