|
|
  
|
Hieronder volgt een toelichting op het rekenwerk in de warmtemeter. De
hoeveelheid warmte die een vloeistof afstaat kan worden gemeten door de massa
van de vloeistof te bepalen en de verandering van de temperatuur van de
vloeistof. De hoeveelheid afgestane energie bedraagt: In de
praktijk wordt van een vloeistof meestal de flow gemeten. De flow wordt
uitgedrukt in een volume per tijdseenheid (b.v. 600 liter per uur). De flow moet
derhalve worden omgerekend naar de massa van de vloeistof. De relatie tussen de
massa en het volume (de soortelijk massa) van een vloeistof is doorgaans bekend.
Voor water is dit Rho = 0.998 kg per liter bij kamertemperatuur. Iedere
vloeistof heeft specifieke eigenschappen. Het rekenwerk van de warmtemeter is
bedoeld voor water. Wanneer er sprake is van een andere vloeistof, moet er een
aanpassing aan het rekenwerk gedaan worden. De
factor Rho is temperatuurafhankelijk. Dit betekent dat bij de omrekening van de
gemeten flow naar de getransporteerde massa rekening gehouden moet worden met de
temperatuur van de vloeistof. De flowmeter kan aan de kant van het systeem
zitten waar de temperatuur van de vloeistof het laagst is, de ‘koude’ kant,
of aan de kant van het systeem waar de temperatuur van de vloeistof het hoogst
is, de ‘warme’ kant. Het rekenwerk in de warmtemeter moet weten aan welke
kant de flowmeter zich bevindt, anders kan de massa van het water niet uit de
gemeten flow worden berekend. Er bevindt zich op het warmtemeter board een
jumper die aangeeft of de flowmeter aan de koude of aan de warme kant zit. De
temperatuur wordt zowel aan de koude als aan de warme kant gemeten dus de
hoeveelheid getransporteerde massa kan altijd worden berekend. In de
warmtemeter wordt de massa uitgerekend aan de hand van het gemeten volume en een
tweede orde benadering voor Rho bij de gemeten temperatuur bij de flowmeter. Wanneer
de massa van het water bekend is, en het temperatuurverschil tussen koude en
warme kant, is uitsluitend nog de soortelijke warmte van de vloeistof nodig om
de energie uit te kunnen rekenen. De soortelijke warmte is voor de meeste
vloeistoffen bekend uit tabellen. De soortelijke warmte van water bedraagt 4.18
[J/gK] bij kamertemperatuur. De soortelijke warmte van water is
temperatuurafhankelijk en wordt in de warmtemeter met een tweede orde
benaderingsformule berekend aan de hand van de gemeten temperaturen. De
totale maximale fout in de benadering voor Rho en de soortelijke warmte bedraagt
0.4% van de meetwaarde. De
temperaturen worden gemeten met Pt-100 sensoren. De meting van de temperatuur
heeft een nauwkeurigheid die valt binnen klasse A van IEC 571. Dit betekent dat
de gemeten temperatuur van 0.15 oC bij 0 oC, tot 0.3 oC
bij 100 oC kan afwijken. De sensoren onderling kunnen derhalve 0.3
tot 0.6 oC afwijken. Voor systemen met kleine temperatuurverschillen
kan dit een te grote fout in de meting geven. De temperatuur meetwaarden kunnen
daarom worden gecorrigeerd. De sensoren worden hiertoe in een bad op gelijke
temperatuur gebracht. Het temperatuur traject van ca. 90 oC tot ca.
20 oC wordt dan doorlopen. De meetwaarden van de sensoren worden
gelogd. Middels lineaire regressie worden vervolgens de meetwaarden aan elkaar
gelijk gemaakt. Dit betekent dat er op de meetwaarde van de sensor aan de koude
kant een offset en een schaalfactor wordt toegepast zodanig dat deze meetwaarden
zoveel mogelijk overeen komen met de meetwaarden van de sensor aan de warme
kant. De fout die overblijft in het verschil tussen de gemeten temperaturen
wordt in een grafiek gezet en als documentatie meegeleverd. In de praktijk zijn
de sensoren na deze correctie binnen enkele honderdsten van een graad aan elkaar
gelijk. De
flow wordt gemeten met een watermeter. Dit kan een gewone vleugelrad meter zijn.
Vooral wanneer de flow redelijk constant en telkens op een ongeveer gelijk
niveau is, geeft dit uitstekende resultaten. Voor andere omstandigheden kunnen
ook andere flowmeters worden toegepast mits er een pulsuitgang met 0.1, 1 of 10
pulsen per liter beschikbaar is. De
nauwkeurigheid van de warmtemeting hangt sterk af van de nauwkeurigheid van de
flow meting. De standaard meegeleverde flowmeters zijn voor drie verschillende
flows beschikbaar, te weten 600 l/h, 1500 l/h en 2500 l/h. Naarmate de flow
toeneemt is er sprake van een toenemende drukval over de flowmeter. Zie
onderstaande grafiek. De
meetnauwkeurigheid van de flowmeters hangt af van de grootte en van het karakter
van de flow. Een sterk wisselende of regelmatig onderbroken flow wordt
onnauwkeuriger gemeten dan een constante flow. De grootte van de flow is ook
belangrijk. Zie onderstaande grafiek.
De
warmtemeter doet een berekening van de hoeveelheid warmte op het moment dat er
een puls van de flowmeter binnenkomt. De berekende hoeveelheid wordt aan het
totaal toegevoegd. Het totaal blijft altijd bewaard, ook bij spanningsuitval. De meegeleverde watermeters blokkeren elektronisch de pulsen die door een ‘negatieve’ flow zouden worden gegenereerd. In de standaard uitvoering van de warmtemeter wordt ‘negatieve’ energie niet meegerekend. Dit komt voor wanneer de sensor aan de koude kant warmer is dan de sensor aan de warme kant (warmte afgifte door het systeem). Er zijn diverse varianten beschikbaar Het
is mogelijk de warmtemeter aan te passen voor een andere vloeistof dan water.
|
|
Hebt u vragen of opmerkingen over deze website?
|
