Mehr Energieeffizienz senkt die Kosten für große und kleine Heiz- und Kühlsysteme

In Heiz- und Kühlsystemen ist der Durchfluss der Wärmeleitmedien eine der wichtigsten Variablen.

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Die neue Familie der Marquardt Durchflusssensoren: DN25, DN20 und DN14 (von links) – entwickelt für präzise und robuste Durchflussmessung in verschiedenen Anwendungen.

• Ultrasonic Flow Sensor mit neuen Varianten für Wärmepumpen, Gasboiler und Brennstoffzellen
• Berührungslose Signalerfassung – geringerer Energiebedarf, höhere Präzision und weniger Störfälle
• Intelligente Steuerungstechnik optimiert den Betrieb und senkt die Kosten

Erst die kontinuierliche Überwachung und präzise Steuerung des Flüssigkeitstransports gewährleistet einen effizienten Betrieb der Anlagen und spart damit Energie und Kosten. Marquardt hat zu diesem Zweck den Ultrasonic Flow Sensor (kurz: US Flow Sensor) entwickelt, der den Durchfluss mittels Ultraschallwellen misst. Neben der bewährten Standardlösung mit 20 Millimetern (mm) Durchmesser, die für viele Luft-Wasser-Wärmepumpen geeignet ist, bietet der Mechatronik-Experte jetzt weitere Varianten an: eine kleinere Version mit 14 mm Durchmesser, mit der sich etwa Gasboiler ausstatten lassen, und eine größere 25 mm-Variante für den Einsatz in großen Wärmepumpen.

Geringere Betriebskosten durch berührungslose Signalerfassung
Im Zuge der Energiewende sowie steigender Preise für Gas und Strom wird die Nachfrage nach modernen energieeffizienten Heiz- oder Kühlsystemen in den kommenden Jahren weiter ansteigen. Die Regulierung des Durchflusses wässriger Medien ist dabei ein entscheidender Faktor für den störungsfreien und effizienten Betrieb der Anlagen. Während in konventionellen Durchflusssensoren mechanische Schaufelräder oder Impeller verbaut sind, die den Durchfluss bremsen und durch Partikel verschmutzen oder sogar verstopfen können, arbeitet der US Flow Sensor berührungslos über akustische Ultraschall-Signale.

Die keramischen Piezoscheiben wandeln Spannungen in akustische Signale, die Signal-Laufzeit im Wasser gibt dann einen Rückschluss zur aktuellen Durchflussmenge. Die Qualität der Durchflussmessung erreicht dadurch ein neues Niveau. Denn anders als mechanische Systeme umgeht der US Flow Sensor Restriktionen wie Druckabfall oder Widerstände im Flüssigkeitskreislauf. So kann der Sensor den Durchfluss deutlich präziser erfassen und dadurch den Energieverbrauch des Heiz- oder Kühlsystems optimieren. Die Ultraschall-Sensortechnik von Marquardt arbeitet nicht nur effizienter als herkömmliche Durchflusssensoren, sie verringert auch Energiebedarf, Wartungsaufwand und Verschleiß, wodurch wiederum die Betriebskosten sinken.

Einsetzbar in Wärmepumpen oder Brennstoffzellen
Während der mechanische Sensor, den Marquardt ebenfalls im Programm hat, für einfachere Anwendungen konzipiert ist, kann der US Flow Sensor seine Vorteile am besten ausspielen, wenn es auf den steuerungstechnischen Funktionsumfang ankommt. Der US Flow Sensor kommt überall dort zum Einsatz, wo wässrige Medien in komplexen und sensiblen Systemen gepumpt und überwacht werden. Häufig sind das Wasserkreisläufe von Luft-Wasser-Wärmepumpen oder auch Kühlmittelpfade von Brennstoffzellen. Im Regelfall genügt für die meisten Anwendungen die Standard-Variante mit 20 mm Durchmesser (DN20). Mit den neuen Varianten, die Durchmesser von 14 (DN14) und 25 mm (DN25) haben, erweitert Marquardt die Produktfamilie und auch die Anwendungsmöglichkeiten, wenn es etwa um höhere oder geringere Durchflussmengen geht. Unabhängig vom Durchmesser bleibt die Geometrie des skalierbaren Gesamtsystems unverändert.

Intelligente Steuerung mit hohem Funktionsumfang
Mit der neuen Technologie wurde auch der Funktionsumfang gegenüber herkömmlichen Systemen erweitert. So misst der US Flow Sensor gleichzeitig den Durchfluss (Volumen pro Zeit) und die Temperatur flüssiger Medien. Temperaturschwankungen werden automatisch kompensiert, um eine präzise Messung zu gewährleisten. Zudem erkennt der Sensor Unregelmäßigkeiten, etwa ob der Durchfluss zum Stillstand kommt oder gar in die falsche Richtung läuft. Verunreinigungen oder Luftblasen, die in mechanischen Systemen das Messergebnis verfälschen oder den Wirkungsgrad beeinträchtigen können, werden ebenfalls erkannt. Auch die Frostschutzkonzentration, beispielsweise der Glykol-Anteil im Kreislauf einer Wärmepumpe, kann mithilfe des US Flow Sensors bis zu einem Mischungsverhältnis von 50:50 überwacht werden. Der Sensor ist zudem mit zahlreichen digitalen Features ausgestattet und nachrüstbar, die in Echtzeit Daten zum Heizverhalten oder Informationen zur vorbeugenden Wartung generieren. Über Kommunikationsschnittstellen ist auch eine Ferndiagnose möglich.

Eigenes Durchfluss-Labor
Um den hohen Qualitätsstandard der Ultraschall-Sensoren sicher zu stellen, betreibt Marquardt am Stammsitz in Rietheim-Weilheim ein eigenes Durchfluss-Labor zur Entwicklung, Simulation und Optimierung der Produkte. Neben der Durchführung von Funktionstests werden die Sensoren dort vorkalibriert und auf die spezifischen Anforderungen der Kunden hin programmiert.

Wie Marquardts Ultraschall-Durchflusssensoren die Effizienz von Wasser-Luft-Wärmepumpen steigern, erfahren Sie über den folgenden Link in unserem Whitepaper.

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