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Sensorik: Weniger Druckabfall in Wärmepumpen und Heizungssystemen

Eine neue Generation von Ultraschall-Durchflussmessern generiert einen  wesentlich geringeren Druckabfall in SHK-Endgeräten. Hersteller aus der Sanitär-, Heizungs-, und Klimatechnik haben damit Zugriff auf eine neue Generation von Sensoren mit hoher Messgenauigkeit, die effizienter und wirtschaftlicher arbeiten als alle derzeit erhältlichen Lösungen wie Impeller- oder Vortex-Messprinzipien.  

Fachartikel von Bernhard Lermann, im Auftrag von Allengra

Ultraschall-Durchflusssensoren ersetzen nach und nach in vielen Industriebereichen die Standard-Impeller-Durchflussmesser und ähnliche mechanische Messgeräte Grund dafür sind die höhere Messgenauigkeit und längere Lebensdauer. Dazu sind die Sensoren mittlerweile preislich konkurrenzfähig geworden. Immer auffälliger wird mit der neuen Generation von Ultraschall-Messgeräten ein weiterer klarer Vorteil: Der Druckverlust in einer Leitung fällt bei ihnen so gering aus wie bei keinem anderen Durchflussmesser am Markt. 

Druckverluste reduzieren, Effizienz steigern

Unter anderem sind es die Bauteile, die einem Flüssigkeitsstrom in einer Leitung im Weg stehen, und für den Druckverlust verantwortlich sind. Um diesen wieder auszugleichen, muss eine Pumpe Mehrarbeit leisten, die je nach der Höhe des Druckabfalls eine bestimmte Strommenge verbraucht und damit Kosten verursacht, was sich auch negativ auf die CO2-Bilanz auswirkt. Da Ultraschall-Durchflusssensoren ohne mechanische Zählwerke oder bewegende Teile messen, können sie diese Verluste entscheidend reduzieren und die Effizienz, beispielsweise von Wärmepumpen, erheblich steigern. Zudem macht sie das nicht anfällig für Verschleiß oder Schmutz und die hohe Präzision der Messung bleibt bis zum Ende der Lebenszeit erhalten. 

Allengra steigert Energieeffizienz bei neuen Ultraschall-Durchflussmesser 

Zum Vergleich: Bei einem Standard-Impeller beträgt der Druckverlust 390 mbar bei 2000 Liter pro Stunde. Ein üblicher Ultraschall-Durchflusssensor kann diesen Wert bereits auf ein Drittel (130 mBar) herabsenken. Die Allengra GmbH, die Ultraschall-Durchfluss-Sensoren und unterschiedliche Regelventile mit integrierten Druck- und Temperatursensoren in Serie entwickelt und produziert, konnte mit der neuen Generation seiner Ultraschall-Durchflussmesser die Energieeffizienz der Bauteile noch weiter steigern und den Druckabfall durch einen Durchflusssensor mit Volldurchgang  auf gerade mal 7 mBar bei 2000 Liter pro Stunde senken. Für Unternehmen aus der Heizungs-, Sanitär- und Klimatechnik wirkt sich dieser Unterschied auf den Energieverbrauch ihrer Geräte und damit auch auf die CO2-Emissionen ihrer Produkte aus. 

Neue Ultraschall-Durchflussensoren von Allengra senken den Druckabfall auf 7 mBar bei 2000 Liter pro Stunde.

Energiekosten bei hohem Druckabfall von bis zu 1780 Euro in 15 Jahren

Allengra hat in einer aktuellen Studie den Einfluss auf den Druckabfall bei unterschiedlichen auf dem Markt befindlichen Durchflussmessern untersucht. Neben dem Impeller (390 mBar) lagen auch Vortex-Modelle (75 mBar) über dem aktuell von Allengra realisierten Wert. Selbst handelsübliche Ultraschall-Durchflusssensoren, darunter auch Allengra-Modelle, kommen noch auf 130 mBar. Auch wenn sich ihr bisheriger Ultraschall-Durchflussmesser am unteren Ende dieser Skala bewegt, war das Allengra noch nicht genug. 

Bis zu 74% weniger Energieverbrauch im Vergleich zu handelsüblichen Bauteilen 

Allengras neue Durchflussmesser-Lösung für mehr Energieeffizienz wurde im Full-Bore-Design gefertigt und bietet dem Wasserdurchfluss keinen Widerstand mehr durch Bauteile, hat keine Ruhestrecke und kann wie ein normaler Rohrabschnitt behandelt werden. Dazu kommt eine geringe Geräuschemission und eine hohe Messsicherheit, auch bei Systemen mit eingeschlossenen Luftblasen.

Je höher der Druckabfall umso mehr muss eine Pumpe arbeiten, um die Differenz auszugleichen und an allen Stellen den gleichen Wasserdruck bereitzustellen. So beträgt der Durchfluss bei einem Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 200 qm zirka 2000 Liter pro Stunde. Beim Einsatz des neuen Ultraschall-Durchflusssensors von Allengra muss eine Pumpe für diesen Fall gerade mal 1550 kWh Leistung über einen Zeitraum von 15 Jahren erbringen, ganze 74% weniger als handelsübliche Bauteile. Zum Vergleich: Wird ein Impeller eingesetzt kommt die Pumpe auf einen Verbrauch von 5930 kWh, mit einem Vortex Durchflussmesser verbraucht die Pumpe immer noch 2430 kWh; selbst ein Standard-Ultraschalldurchflussmesser liegt bei 2700 kWh.

Solch ein System würde bei dem Einsatz eines Ultraschall-Durchflusssensor von Allengra Gesamt-Energiekosten von lediglich zirka 465 Euro über diesen Zeitraum verursachen. So hat auch der Endkunde nach 15 Jahren bei einem Preis von 0,30 € pro kW bis zu 1314 € mehr im Geldbeutel, die er an Stromkosten sparen kann. 

Hohe Messgenauigkeit und geringer Mindestdurchfluss

Das hygienische Full-Bore-Design des Sensors lässt sich auch für die Food-, Beverage- und Pharmaindustrie ideal einsetzen. Das sichere und wartungsfreie Design kommt komplett ohne Dichtungsringe aus. Für eine maximale Messgenauigkeit sorgen die Piezo-Transducer/Schallwandler, die außen am Rohr angebracht sind. Der Sensor arbeitet mit geringerem Mindestdurchfluss als Clamp-On Sensoren und ist im Gegensatz zu diesen fest verbaut. Mit einer Messgenauigkeit von 2-3% und einer Turndown Ratio von 1:500 lässt er alle anderen üblichen Durchflusssensoren am Markt weit hinter sich. 

Allengra-Sensoren stechen mit einer Turndown Ratio von 1:500 im Markt klar heraus.

“Ein Sensor sollte keine Kosten durch Druckabfall verursachen”

“Auch in modernen Heizungs- und Wärmepumpensystemen gibt es noch genug Hindernisse im Durchfluss, die den Druckabfall verstärken. Der Sensor sollte nicht dazugehören und unnötig Kosten verursachen”, so Raul Junker, Gründer und Inhaber der Allengra GmbH. “Wir kennen die Probleme und Anforderungen der SHK-Endgerätehersteller und haben die Effizienz und Messgenauigkeit unserer Ultraschall-Durchflusssensoren darauf ausgerichtet.”

Über Allengra
Die 2005 von Raul Junker gegründete Allengra GmbH mit Sitz in Ravenstein bei Heilbronn entwickelt und produziert Ultraschall-Durchfluss-Sensoren und unterschiedliche Regelventile mit integrierten Druck- und Temperatursensoren in Serie für Unternehmen aus der Heizungs-, Sanitär- und Klimatechnik sowie für die Pharma-, Lebensmittel- und Reinigungsindustrie. Kunden von Allengra bekommen alles aus einer Hand: Von der Ideenfindung und Marktanalyse, über die Entwicklung, den Prototypenbau und schließlich die Serienproduktion. Führende Unternehmen der Heizungsbranche und dem Energiemanagement wie Viessmann, Bürkert Fluid Control Systems, ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase, sowie Reinigungsmaschinenhersteller Kärcher bauen bereits serienmäßig Allengra-Sensoren in ihre Produkte ein. 2020 hat Allengra den einmillionsten Sensor seit Beginn der eigenen Produktion im Jahr 2010 hergestellt. Das 80-köpfige Team in Ravenstein und Oradea (Rumänien) implementiert und produziert kundenspezifische, kosteneffektive High-Tech Sensor-/Lösungen mit einem kompetitiven Preis-Leistungsverhältnis.

Mehr auf www.allengra.eu

Veröffentlicht durch folgende Fachmedien:

channel-e.de
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