www.insatech.com
Agenda Hvorfor måle energi? Varmeenergimålere BEK nr. 138 af 5/11 016 Heat Meter Accuracy Testing Final Report Valg af udstyr til energimåling Måling af damp Usikkerheder og optimering af dampmålingen - varighed ca. 45 minutter www.insatech.com
Om presenteren Ansat 1990 som servicechef i Insatech Har arbejdet med instrumentering siden 1983 Nu ansat i Insatechs udviklingsafdeling 1990 017 Erik Fjordside Servicechef E-mail: N/A Mobil: N/A Erik Fjordside Senior Project Manager E-mail: ef@insatech.com Mobil: 099095 www.insatech.com 3
Hvorfor måle energi? E.A.4.6.13.1 Regel, formål og lovgrundlag Virksomhedens godtgørelse af energiafgifter fastlægges overordnet set i forhold til virksomhedens fradrag for købsmoms vedrørende det pågældende energiforbrug www.insatech.com 4
Hvorfor måle energi? E.A.4.6.4.1 Regel og lovgrundlag Regel Der kan som hovedregel ikke opnås godtgørelse af afgiften af varme og energiprodukter, der direkte eller indirekte anvendes til fremstilling af varme, som leveres fra virksomheden rumvarme varmt brugsvand Der kan heller ikke opnås godtgørelse af afgiften af varme og energiprodukter, der direkte eller indirekte anvendes til fremstilling af kulde, som leveres fra virksomheden www.insatech.com 5
Hvorfor måle energi? E.A.4.6.13.1 Regel, formål og lovgrundlag Når energien fra det forbrugte brændsel bruges til både procesformål og varmeleverancer/rumvarme/varmt brugsvand/komfortkøling, vil energiforbruget som udgangspunkt blive betragtet som brugt til rumvarme mv., medmindre der sker en konkret måling/fordeling af energiforbruget. www.insatech.com 6
Varmeenergimålere BEK nr. 138 af 5/11 016 Ikke godkendte varmeenergimålere skal opfylde krav til nøjagtighed og funktion som beskrevet i BEK nr. 138 af 5/11 016 herunder bilag MI-004 for varmeenergimålere. www.insatech.com 7
Måling af energi - bilag MI-004 Beregningsenhed Måleudstyr til Energimåling Volumenmåler Temperaturfølerpar - frem og retur Beregningsenhed Volumenmåler Vortex Med denne kombination er det muligt forholdsvis præcist at beregne produceret eller forbrugt varmeenergi. Temperaturfølerpar frem og retur www.insatech.com 8
Forholdsvis præcist Volumenmåler Vortex Temperaturfølerpar frem og retur For hver nøjagtighedsklasse gælder følgende relative maksimalt tilladelige fejl for en komplet varmeenergimåler, angivet i procent af den sande værdi: E = Ef + Et + Ec Ef = Error flow Ef = ( + 0,0 qp/q), dog ikke over 5 % Et = Error temperatur Et = (0,5 + 3 ΔTmin/ ΔT) Ec = Error calculator (beregningsenhed) E c = (0,5 + ΔT min / ΔT) Den komplette varmeenergimåler må ikke udnytte de maksimalt tilladelige fejl eller systematisk favorisere en bestemt part. Beregningsenhed www.insatech.com 9
Heat Meter Accuracy Testing Final Report Executive summary: This report presents the findings from a research project to evaluate how accurate heat meters are when subject to installation and other errors, and to provide a robust evidence base to be able to assess errors. Følger den Europæiske standard EN 1434, som SKAT lægger sig 100% op ad. www.insatech.com 10
Bilag MI-004 E = Ef + Et + Ec q = water flow rate qp = the highest value of q that is permitted permanently for the heat meter to function correctly www.insatech.com 11
Fejlkilder i forbindelse med energimåling Fejlkilde Luft i medie Forkert medie Forkert flowmåler orientering Up/downstream rørføring Montage af flowmåler i fremløb Tilsmudsning af flow og temperaturfølere Brug af clamp on temperaturfølere Brug af ikke parrede følere Effekt af flowmåler på flowet Lange sample tider Temperatursensor tæt på varme/kulde Flowmåler tæt på pumpe Dårlig montage af temperaturfølere Manglende isolering af temperaturfølere Effekt på målingen Ultralydsmålere dør med det samme. De andre måler forkert F.eks. Konfigureret til vand ved en glykol måling Måler f.eks. vendt på hovedet Manglende lige rørstrækning før og efter måler Flowmåler default beregnet til montage i returløbet Fejlmåling, eller slet ingen måling Opnår sjældent medietemperatur Overholder ikke kravende til EN1434 Ved store tryktab kan flow mindskes til under minimum Temperaturmåling følger ikke temperaturændringen Temperaturføler kan påvirkes af udefra kommende varme/kulde Vibrationer er en killer for Vortex Manglende pasta, ikke helt nede i lommen mm. Varmeafgivelse til omgivelserne Manglende pasta og ikke korrekt diameter Snavs i magnetisk induktiv flowmåler Snavs i mekanisk flowmåler Overflademonteret temperaturføler www.insatech.com 1
Heat Meter Accuracy Testing Final Report 8 nye DN5 flowmålere testet Ingen af flowmålerne lever op til kravene til Klasse målere på trods af at være MID godkendte I gennemsnit måler de ca.,4% for meget! Med andre ord betaler man i gennemsnit,4% for meget i energiafgifter www.insatech.com 13
Heat Meter Accuracy Testing Final Report Overflademonterede temperaturfølere Fejlmåling fra -60.. + 35% www.insatech.com 14
Måling af energi Valg af udstyr Måleudstyr til Energimåling Volumenmåler Temperaturfølerere - frem og retur Beregningsenhed Volumenmåler Temperaturfølere frem og retur Beregningsenhed www.insatech.com 15
Ef = Error flow Den relative maksimalt tilladelige fejl for flowsensoren, udtrykt i %, for følgende nøjagtighedsklasser: Klasse 1: Ef = (1 + 0,01 qp/q), dog ikke over 5 %, Klasse : Ef = ( + 0,0 qp/q), dog ikke over 5 %, (industribrug) Klasse 3: Ef = (3 + 0,05 qp/q), dog ikke over 5 %, (husinstallationer) qp = Maximum flow for Energimåleren q = Aktuelt flow www.insatech.com 16
Ef = Error flow Ef = ( + 0,0 qp/q), dog ikke over 5 % Vortex Flow meter Magnetisk induktiv Clamp on Flow meter Clamp on Flow meter Max Flow qp q = Flow % E f max fejl 100 100.0% ( m/s) 80.03% 60.03% 40.05% 0.10% 10.0% 5.40% 0.667 5.00% Typical turndown 1:1 0.75% 0.75% 0.75% 0.75% 0.75% 0.75% N/A N/A Yokogawa AXF 0.35% 0.35% 0.35% 0.35% 0.35% 0.50% 1.00% 7.50% Standard accuracy.10%.3%.43%.85% 4.10% 6.60% 11.60% 76.56% Field Calibrated 1.00% 1.13% 1.33% 1.75% 3.00% 5.50% 10.50% 75.46% www.insatech.com 17
Ef = Error flow - Clamp On flow meter Ef = ( + 0,0 qp/q), dog ikke over 5 % qp = 5 m/s Max Flow qp m/s q = Flow m/s E f max fejl % Flow 5.5% 100 Max flow application m/s 1.6.31% 80 1..4% 60 0.8.63% 40 0.4 3.5% 0 0. 4.50% 10 0.1 5.00% 5 0.01334 5.00% 0.667 Clamp on Flow meter Standard accuracy.10%.3%.43%.85% 4.10% 6.60% 11.60% 76.56% Clamp on Flow meter Field Calibrated 1.00% 1.13% 1.33% 1.75% 3.00% 5.50% 10.50% 75.46% www.insatech.com 18
Et = Error temperatur Den relative maksimalt tilladelige fejl for temperaturfølerpar, udtrykt i %: Et = (0,5 + 3 Δθmin/ Δθ) Hvor fejlen Et henfører den angivne værdi til den sande værdi af forholdet mellem temperaturfølerparrets udgangssignal og temperaturforskellen. Δθ = temperaturforskel θin θοut med Δθ 0; Δθmin = nedre grænse af Δθ for korrekt funktion af varmeenergimåleren inden for de maksimalt tilladelige fejl Δθmax/Δθmin 10; Δθmin = 3 K eller 5 K eller 10 K Δθmin 5 Δθ Max err % 50 0.8% 35 0.9% 5 1.1% 10.0% 5 3.5% www.insatech.com 19
Et = Error temperatur Temperaturfølere fås i forskellige Din-klasser Temperaturfølere Zeroerr Spanerr Klasse A 0.15 0.00 Klasse B 0.3 0.005 Klasse B 1/3 0.1 0.005 Klasse B 1/6 0.05 0.005 Klasse B 1/10 0.03 0.005 Usikkerhed = T*Spanerr+Zeroerr Δθmin 5 Klasse A Δθ Max err Δθ Usikkerh. 50 0.8% 0.6% 35 0.9% 1.0% 5 1.1% 1.4% 10.0% 3.7% 5 3.5% 7.5% Klasse B 1/10 Δθ Usikkerh. 0.7% 1.0% 1.6% 4.3% 9.0% www.insatech.com 0
Et = Error temperatur Parrede temperaturfølere fås i 3 forskellige klasser: Class 1 ΔTmin = 1 K Class ΔTmin = K Class 3 ΔTmin = 3 K Ifølge EN 1434, er formlen for den maximale fejl Et = ± (0.5 + 3 ΔTmin/ΔT) i % Det svarer præcis til kravet fra SKAT! Δθmin 5 Δθ Max err 50 0.8% 35 0.9% 5 1.1% 10.0% 5 3.5% Class 3 Max err 0.7% 0.8% 0.9% 1.4%.3% www.insatech.com 1
Ec = Error calculator Den relative maksimalt tilladelige fejl for beregningsenheden, udtrykt i %: E c = (0,5 + Δθ min / Δθ) Hvor fejlen E c henfører den viste varmemængde til den sande varmemængde. Δθ = temperaturforskel θin θοut med Δθ 0; Δθmin = nedre grænse af Δθ for korrekt funktion af varmeenergimåleren inden for de maksimalt tilladelige fejl Δθmin 5 Δθ Max err 50 0.6% 35 0.6% 5 0.7% 10 1.0% 5 1.5% www.insatech.com
Ec = Error calculator Systec flowcomp. Energiberegning. Usikkerhed A/D - D/A konvertering 0.10% Linearitet 0.05% Beregning - xenthalpi og xdensitet 0.05% Temperaturmåling 1 bit opløsning v. Pt100 C 0.05 Analog indgang (Flow) 1 bit opløsning 0.05% 0.05% E = fm*(h_t1-h_t) fm = Masseflow h = Enthalpi t1 = Fremløbstemp t = Returløbstemp Tfrem 60 Δθmin 5 Δθ Max err t1 t Usikkerhed 40 0.6% 60 0 0.190% 30 0.7% 60 30 0.18% 0 0.8% 60 40 0.179% 10 1.0% 60 50 0.178% 5 1.5% 60 55 0.177% www.insatech.com 3
Dampmåling E.A.4.6.14.6 Dampmålere Måling af damp Måling af damp skal som udgangspunkt ske ved hjælp af egentlige dampmålere www.insatech.com 4
Varmeenergimålere BEK nr. 138 af 5/11 016 Egentlige dampmålere Sikkerhedsstyrelsen har ikke fastsat forskrifter og krav til dampmålere. Installerede dampmålere skal have samme nøjagtighed og upåvirkelighed som varmeenergimålere www.insatech.com 5
Dampflowmåling de gængse målepricipper www.insatech.com
Dampflowmåling de gængse målepricipper www.insatech.com
Formel for beregning af masseflow ved benyttelse af måleblænder. Qm C 1 4 * d 4 * * p * 1 Qm= Masseflow. C= Dischargefaktor. β =Diameterforhold mellem rør og blænde d/d d = Blændediameter ε = Gas ekspansions faktor Δp= Differenstryk over blænde ρ= Densitet af medie ved driftsbetingelser www.insatech.com
www.insatech.com 4 4 4 4 1 4 1 1 1 p p d d D D C C q q m m qm= Masseflow. C= Dischargefaktor ε = Gas ekspansions faktor β =Diameterforhold mellem rør og blænde d/d D = Rørdiameter d = Blændediameter Δp= Differenstryk over blænde ρ= Densitet af medie ved driftsbetingelser. Ifølge ISO5167 er usikkerheden på en blændemåling bestemt ved: Insatech Procesdage 017 - Energimåling
www.insatech.com 30 Usikkerhedsberegning af flowmåling Insatech Procesdage 017 - Energimåling 4 4 4 4 1 4 1 1 1 p p d d D D C C q q m m Faktorer Std usikkerhed Distribution Distr. faktor Sensitivity Bidrag C= Dischargefaktor 0.75% Firkant.000 1 0.75% ε = Gas ekspansions faktor 0.10% Normal 1.73 1 0.10% β =Diameterforhold mellem rør og blænde d/d D = Rørdiameter 0.40% Firkant.000 1 0.40% d = Blændediameter 0.10% Firkant.000 1 0.10% Δp= Differenstryk over blænde 1% Normal 1.73 0.5 0.5% ρ= Densitet af medie ved driftsbetingelser 0.40% Normal 1.73 0.5 0.10% Usikkerhed K1 0.90% Usikkerhed K 0.9%
Differenstryk bestemmer turn-down Maksimal usikkerhed på differenstryk, hvor vi stadig overholder % på samlet usikkerhed Faktorer Std usikkerhed Sensitivity Bidrag C= Dischargefaktor 0.75% 1 0.75% ε = Gas ekspansions faktor 0.10% 1 0.10% β =Diameterforhold mellem rør og blænde d/d D = Rørdiameter 0.40% 1 0.40% d = Blændediameter 0.10% 1 0.10% Δp= Differenstryk over blænde 6% 0.5 1.50% ρ= Densitet af medie ved driftsbetingelser 0.40% 0.5 0.10% Usikkerhed K1 1.73% Usikkerhed K.00% www.insatech.com 31
Differenstryk bestemmer turn-down Beregning af usikkerhed på differenstryk (EJA-E) www.insatech.com 3
Differenstryk bestemmer turn-down Beregning af usikkerhed på differenstryk (EJA-E) Minimum flow med 1 transmitter ca. 5 t/h Flow t/h 15 0 30 40 50 60 70 80 90 100 10 140 160 180 00 Usikkerhed 35.7% 14.48% 4.45% 1.99% 1.09% 0.68% 0.46% 0.33% 0.5% 0.19% 0.14% 0.10% 0.08% 0.06% 0.05% www.insatech.com 33
Differenstryk bestemmer turn-down Beregning af usikkerhed på differenstryk (EJA-E) Minimum flow med transmittere ca. 7 t/h Flow t/h 7 15 30 40 50 60 70 80 90 100 10 140 160 180 00 dp kpa 0.1 0.6.3 4.0 6.3 9.0 1.3 16.0 0.3 5.0 36.0 49.0 64.0 81.0 100.0 Usikkerhed 5.95% 1.09% 0.7% 0.15% 1.09% 0.68% 0.46% 0.33% 0.5% 0.19% 0.14% 0.10% 0.08% 0.06% 0.05% www.insatech.com 34
Minimum differenstryk Differenstryk ved 7 t/h = 0.1 kpa = 1 mbar = 10 mm Vs Hvor godt kan man line op? www.insatech.com 35
Minimum differenstryk Hvor godt kan man line op? Sund fornuft er også tilladt at bruge Streng HCV-C HCV-D HCV-E HCV-F Differenstryk 0 mbar 0,15 mbar -0,15 mbar 0 mbar HCV-G 3,1 mbar = ca. 10 t/h! SMV-K SMV-C460 SMV-IL 0,19 mbar 0, mbar -0,038 mbar Flow t/h 7 15 30 40 50 60 70 80 90 100 10 140 160 180 00 dp kpa 0.1 0.6.3 4.0 6.3 9.0 1.3 16.0 0.3 5.0 36.0 49.0 64.0 81.0 100.0 Usikkerhed 5.95% 1.09% 0.7% 0.15% 1.09% 0.68% 0.46% 0.33% 0.5% 0.19% 0.14% 0.10% 0.08% 0.06% 0.05% www.insatech.com 36
Er der nogen spørgsmål?
38