Ultraschall-Wärmemengenzähler

Präzise und gerecht: Das hilft beim Umgang mit Wasser und Wärme

| Autor / Redakteur: Georg Jedelhauser* / Ines Näther

Die neuen SoC-basierten Ultraschall-Wasserzähler lassen sich leicht in bestehende Systeme nachrüsten und einfach installieren.
Die neuen SoC-basierten Ultraschall-Wasserzähler lassen sich leicht in bestehende Systeme nachrüsten und einfach installieren. (Acam Messelectronic)

Steigende Energiepreise und demzufolge höhere Nebenkosten machen es immer wichtiger, den Wärmeverbrauch exakter zu erfassen. Dabei helfen Wärmemengenzähler, die Verbrauchserfassung zu verbessern. Ultraschall-Messgeräte mit Time-to-Digital-Wandler und langer Lebensdauer registrieren selbst kleinste Wärmemengen.

Die Funktionsweise der Wärmezähler, um die Wärmeenergie zu ermitteln, basiert auf einem sehr einfachen System: Ein Wärmemengenzähler besteht aus einem Rechenwerk, zwei Temperaturfühlern und einem Durchflusssensor. Der erste Fühler misst die Vorlauf-, der zweite die Rücklauftemperatur des Heizstranges in der Wohnung. Der Wärmezähler berechnet aus der Temperaturdifferenz von Vor- und Rücklauf und dem Volumen des Heizungswassers, das in die Wohnung gelangt ist, die konsumierte Wärmeenergie.

Ultraschall-Wärmemengenzähler: verschleißfrei und genau

Ultraschall-Wärmezähler bieten gegenüber den mechanischen Wärmezählern viele Vorteile: sie messen sehr genau und verfügen über keine beweglichen Teile im Messrohr, was sie so gut wie verschleißfrei macht. Zudem erzeugen sie nur einen geringen Druckverlust im Heizungskreislauf, was wiederum Pumpenenergie spart.

Ein Ultraschall-Wärmemengenzähler wird aus bis zu zwei Drittel weniger Messing hergestellt als ein mechanischer Zähler, das spart Geld und Ressourcen. Wärmemengenzähler werden lediglich mit Batteriestrom versorgt, der nur sparsam in Anspruch genommen werden darf, da die Batterie das Gerät zehn Jahre oder länger betreiben soll. Durch die elektronische Messung können die gewonnenen Daten schnell und einfach kabelgebunden oder kabellos ausgelesen und verwaltet werden.

Ein TDC benötigt nur Strom in aktiver Messphase

Auch in Sachen Einbau sind Ultraschall-Wärmezähler ihrem mechanischen Pendant um einiges überlegen. So ist die Einbaulage beliebig wählbar, und je nach Typ und Einbauort kommen die Ultraschall-Geräte ohne Ein- und Auslaufstrecken aus. Auch gehören Rohrleitungsreduzierungen aufgrund des großen Messbereiches in der Regel der Vergangenheit an. Dies eliminiert den Druckverlust und vermeidet zusätzliche Dichtfläche und spart damit Zeit und Geld.

Bei der Temperatur- und Durchflussmessung ist eine stromsparende und präzise Analog-zu-Digital-Wandlung entscheidend für die Systemperformance der Wärmemengenzähler. Die zeitbasierende Digitalisierung mittels Time-to-Digital-Converter (TDC) erweist sich dabei als ein äußerst effektiver Lösungsansatz. TDCs erfassen Zeitdifferenzen im Picosekunden-Bereich. Realisiert in gängigen CMOS-Prozessen, lassen sich Zeiten von bis zu wenigen Millisekunden mit einer Auflösung im unteren Picosekundenbereich messen.

Acam‘s TDC-Produktfamilie benötigt lediglich Strom in der aktiven Phase während der Messung. Wegen der kurzen Messzeiten lassen sich für batteriebetriebene Systeme extrem stromsparende Lösungen bewerkstelligen (z.B. mit einem Arbeitsstrom von 80 nA für eine Temperaturmessung im Rhythmus von 30 Sekunden mit einer 17-Bit-Auflösung).

Ergänzendes zum Thema
 
TDC-GP21/GP22

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