Technik und Normung
Zkušební program IV pro měřiče tepla pracovní skupiny pro teplo a tepelné hospodářství (AGFW)
Závěrečná zpráva z druhého kola zkoušek
www.agfw.de
Zkušební program IV pro měřiče tepla pracovní skupiny pro teplo a tepelné hospodářství (AGFW) Závěrečná zpráva z druhého kola zkoušek Srpen 2009
(Rok výroby měřičů: 2007)
2
Vydavatel: AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V Stresemannallee 28 D-60596 Frankfurt nad Mohanem Telefon: +49 69 6304-1 Telefax: +49 69 6304-391 E-mail:
[email protected] Internet: www.agfw.de
Nakladatelství: AGFW-Projektgesellschaft für Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH Stresemannallee 28 D-60596 Frankfurt nad Mohanem Telefon: +49 69 6304-1 Telefax: +49 69 6304-391 E-mail:
[email protected] Internet: www.agfw.de
Upozornění: Jakékoli rozmnožování tohoto materiálu i výtahů ů z něj je povoleno pouze se svolením vydavatele. Veškeré údaje v této publikaci byly vypracovány podle nejlepšího vědomí a s veškerou potřebnou pečlivostí. Přesto ř vydavatel a nakladatelství nemohou ručit za případné chyby.
Stav: srpen 2009
©AGFW, Frankfurt nad Mohanem
3
Obsah: 1. Všeobecné informace …………………………………………..…….5 2. Důležité informace ke srovnání dat ……………………………...….6 3. Průběh programu………………………………………………….......9 3.1. Průběh zkoušky………………………………………………......9 3.2. Časový plán……………………………………………………. 10 4. Popis zkušebny…………………………………………………….. 11 4.1. Kondicionování zkušební vody magnetitem……………...….12 5. Údaje zkoušených předmětů………………………………………. 14 6. Obsah a závěry protokolů…………………………………………. 15 6.1. List s údaji……………………………………………………..…15 6.2. Grafický list protokolu 1………………………………………. 17 6.3. Grafický list protokolu 2………………………………………. 18 7. Listy protokolů……………………………………………………..….19 8. Chemické analýzy………………………………………………..…..89 8.1. Chemická analýza zkušební vody………………………...…..89 8.2. Zkoumání usazenin v měřičích…………………………….….90 9. Shrnutí výsledků…………………………………………………..….91 9.1. Stav zkoušených předmětů při dodání…………………...…..91 9.2. Stav zkoušených předmětů po zátěži po dobu 2 400 hod… 91 9.3. Stav zkoušených předmětů na konci zkušebního programu (4 800 hod.)………………………………………….92 9.4. Rozčlenění výsledků podle principů měření……………...….93 9.5. Přehled pořadí……………………………………………….….93 9.6. Závěr………………………………………………………….….94 10. Seznam výrobců…………………………………………………..….94 11. Naše kontaktní osoby pro zkušební program pracovní skupiny pro teplo a tepelné hospodářství (AGFW)…………….....95
4
1. Všeobecné informace Zkušební program pro měřiče tepla (WZP) pracovní skupiny pro teplo a tepelné hospodářství (AGFW) poskytuje znalosti o správnosti a ustálenosti měření a způsobilosti k používání průtokových senzorů, které již jsou na trhu nebo jsou na něj nově uváděny. Průtokový senzor je pouze součástí měřiče tepla. Z výsledků testovaných zkušebních předmětů proto nelze posoudit celý měřič tepla, příp. jeho ostatní součásti, jako jsou operační jednotka a teplotní čidlo (často výrobci dodávají AGFW k testování podle zkušebního programu pro měřiče tepla kompaktní přístroje, které je pak možno vidět na obrázcích). 20 konstrukčních provedení průtokových senzorů, testovaných podle zkušebního programu, má konstrukci schválenou laborato ří PTB, pro 3 konstrukční provedení je k dispozici zkušební doklad pro konstrukční vzor podle směrnice o měřicích přístrojích (MID). Vždy u 3 měřičů od každého konstrukčního provedení byla provedena jejich výchozí kalibrace státem autorizovanými zkušebnami p říslušných výrobců , popř. byla v rámci výroby posouzena shoda. Proto platí jako způsobilé pro správné měření, se stabilitou tohoto měření po dobu 5 let. P řesto se již po 2 400 hodinách zát ěžného testu ukazuje zřetelná hranice mezi dobrými a špatnými m ěřiči tepla. Proto je zákonem předepsaná kontrola kvality průtokových senzorů (schválení a výchozí kalibrace, popř. posouzení shody) nedostatečná. Teprve pomocí zkušebního programu pro měřiče tepla pracovní skupiny AGFW lze provést výběr měřičů tepla, které jsou způsobilé pro praktické použití. Záměrně bylo upuštěno od zkoumání operačních jednotek a teplotních čidel, protože toho času nevykazují v praxi žádné nápadné znaky. Zkoušky K20, provád ěné v celoněmeckém rozsahu, prokázaly pro tyto sou části dobré výsledky, pokud jde o správnost a stálost měření. Proto je státní kontrola kvality považována za dostate čnou. Druhé kolo zkušebního programu pro měřiče tepla bylo zahájeno v září 2007. Předložená závěrečná zpráva dokumentuje chování průtokových senzorů při měření po celé období, kdy byly podrobovány testování.
5
2. Důležité informace ke srovnání dat Testování pr ůtokových senzorů se provádí v metrologické t řídě, ve které byly kalibrovány. To způsobuje, že kontrolní body pro minimální průtok nejsou u všech zkoušených p ředmětů stejné. Při porovnání výsledků zkoušek jednotlivých konstrukčních provedení je proto vždy zapot řebí brát v potaz metrologickou t řídu, příp. průtočný poměr q i : q p (minimální průtok ku jmenovitému pr ůtoku). Průtokové senzory se st ejným jmenovitým pr ůtokem q p , avšak spadající do rozdílný ch metrologických tříd, se tedy testují p ři odlišném q i (1 : 10, 1 : 25, 1 : 50 nebo 1 : 100). Aby bylo i p řesto možné uskutečnit porovnání minimálního průtočného poměru přes všechny průtokové senzory, je pro ně všechny uveden kontrolní bod q iB, tj. měřicí odchylky při průtočném poměru 1 : 50 se zobrazí odd ěleně. Přímo srovnávat lze vždy druhý a třetí kontrolní bod (10 % jmenovitého průtoku a jmenovitý průtok), pokud se jedná o stejnou jmenovitou hodnotu (např. u všech průtokových senzorů se jmenovitým průtokem 0,6 m3/h). Dodatečné 3 kontrolní body p ři měření v novém stavu a po 2 400 hodinách zátěže, které byly poprvé zave deny u posledního kola zkoušek, byly záměrně zvoleny v závislosti na jmenovitém průtoku q p, aby také ony byly stejné pro všechny objemové pr ůtokoměry jedné konstrukční velikosti, a díky tomu by ly i srovnatelné. Jsou k dispozici na dodatečném grafickém protokolu 2 podle konstruk čního provedení. U přístrojů schválených jako čistě objemové průtokoměry (Povolení č. 22.16 nebo 22.56), musí uživatel mít na z řeteli, že nejsou bezproblémově slučitelné s jakoukoli operační jednotkou. V této souvislosti je třeba věnovat pozornost především hodnotě impulsů.
Odlišnosti od posledního předchozího kola zkoušek » Předmětem zájmu druhého kola zkoušek zkušebního programu IV pro měřiče tepla je výzkum pr ůtokových měřičů a jejich stability měření, citlivosti na teplotní zm ěny a odolnosti proti vodě znečištěné sloučeninami železa (magnetit). V návaznosti na stav poznání napodobují ovlivňující veličiny skutečné podmínky při provozu tak, aby uživatel měřiče z výsledků 6
výzkumu mohl pro jednotlivé produkty odvodit rozhodující vlivy pro vývoj přesnosti měření termické energie. » Zkušební voda, odebraná z teplárny Vattenfall Europe Wärme AG v Hamburku, byla obohacena o magnetit obsahující vyfiltrované odpadní látky, pocházející ze sít ě dálkového vytápění, takže bylo v denním průměru dosaženo koncentrace magnetitu ca 400–500 μg/l. Protože magnetit není rozpustný ve vodě, byla momentální hodnota koncentrace magnetitu kolísavá. » S cílem zajistit hospodárný průběh zkoušky došlo k seskupení co možná nejvíce měřičů tepla, popř. senzorů průtoku, vyváženě podle konstrukčního typu, které byly sériově zapojeny do zkušebních řad, odvozených od národní normály (viz obrázek 1). » Absolutní hodnoty křivek chyb měření se mohou kvůli specifickým interakcím měřičů, tj. kvůli proudovým a akusto-elektronickým interakcím mezi měřiči, odlišovat od výsledků jednotlivých zkoušek provedených výrobci. Z tohoto důvodu nebyla vyhodnocována vstupní měření v okamžiku P0 (viz obrázek 2) a grafické zobrazení odchylek měření při P0 bylo provedeno bez barvy. Krom ě toho bylo v tomto zkušebním kole upušt ěno od hodnocení správnosti měření. » Pro zachování montážních podmínek jsou samozřejmě d ůležité informace pro použití m ěřicích přístrojů, týkající se relativních průběhu chyb stability m ěření a citlivosti na teplotu a magnetit, znázorněny v přímo upotřebitelné užitné podobě. » Závěr testu 2009 nenahrazu je kvalitativní průkaznou dokumentaci o dodržení MPE, pop ř. EFG, ze strany zúčastněných výrobců měřičů. V tomto zkušebním kole byla zkouška P1 (viz obrázek 2) provedena již po 1 200 hod zatížení.
7
Řada 1
Řada 2
Řada 3
Řada 4
Řada 5
Řada 6
Obrázek 1: Smíšené osazení zkušebních řad1
Obrázek 1: Smíšené osazení zkušebních řad 1
1) Pro přístroje Sontex platí: spodní část přístroje již prošla zkušebním kolem WZP IV/1 a byla pro toto zkušební kolo osazena novou senzorovou hlavou (analogicky k povolenému možnému postupu v oboru).
8
3. Průběh programu Zkušební program, který tvo ří základ tohoto v ýzkumu, byl vypracován pracovní skupinou „Měřiče tepla – zkušební program IV“, jež tento výzkum aktivně doprovází. Zkoušky byly prováděny ve společnosti Vattenfall Europe Wärme AG, Hamburk (dále zkrácen ě jako VEW). Topná voda se odebírá ze zpětného vedení VEW (odplyněná, odsolená) a podle potřeby se odpovídající měrou zahřívá, popř. ochlazuje. Kromě toho byla voda obohacena o magnetit obsahující vyfiltrované odpadní látky (viz kapitola 2). 3.1. Průběh zkoušky 1. Na po čátku byla pro každý pr ůtokový senzor zaznamenána křivka odchylek měření se studenou vodou (ca 25 °C). Šlo o sedm kontrolních bodů: 0,01 qp; 0,02 qp; 0,04 qp; 0,1 qp; 0,33 qp; 0,66 qp a qp (viz tabulka 1). Následně byla tatáž křivka měřicích odchylek zaznamenána pro vodu o teplotě ca 55 °C. Měřicí body
1
2
3
4
5
6
7
Procento qp
1%
2%
4%
10 %
33 %
66 %
100 %
Dynamika měření
1 : 100 1 : 50
1 : 25
1 : 10
1:3
1 : 1,5
1:1
Oficiální označení
qiC
qiA
0,1 qp
qiB
qp
Tabulka 1: M ěřicí body a označení
2. Následuje první dlouhodobá zátěž s průtokem qp po dobu 1 200 hodin při trvalé teplotě 90 °C. Denně se pak zátěž po jednu hodinu zvyšuje na dvojnásobek jmenovitého průtoku (qs). Následně jsou zjištěny odchylky měření (P1, viz obrázek 2) ve 4 kontrolních bodech qi, 0,02 qp, 0,1 qp a qp. 3. Druhá trvalá zátěž s průtokem qp se provádí po dobu 1 200 hodin při trvalé teplotě 90 °C. Denně se pak zátěž po jednu hodinu zvyšuje na dvojnásobek jmenovitého průtoku (qs). Následně se zjistí odchylky měření (P2, viz obrázek 2) ve čtyřech kontrolních bodech q i, 0,02 qp, 0,1 q p a q p. Kromě toho se provede měření nulového 9
průtoku (N). Po 48 hodin se zaznamenají se stavy m ěřičů energie a objemových měřičů, přičemž vypouštěcí ventily šesti zkušebních řad jsou zavřené a je udržován statický tlak 0,5 bar. Potom je vyhotovena díl čí zpráva. 4. Třetí trvalá zátěž s průtokem qp se provádí po dobu 1 800 hodin při trvalé teplotě 90 °C. Denně se pak zátěž po jednu hodinu zvyšuje na dvojnásobek jmenovitého průtoku (qs). V návaznosti se – jako u nového stavu – u každého průtokového senzoru zaznamenává křivka měřicích odchylek (P3, viz obrázek 2) s teplou a se studenou. Sedm kontrolních bodů je opět: 0,01 qp; 0,02 qp; 0,04 qp; 0,1 qp; 0,33 qp; 0,66 qp a qp. 5. Po dlouhé zátěži se provede zátěžový test ve dvou stupních vždy v trvání 300 hodin při dvojnásobku jmenovitého průtoku (qs). Křivka měřicích odchylek se zjistí po každém stupni (P4 a P5, viz obrázek 2) s teplou vodou u 4 kontrolních bodů qi, 0,02 qp, 0,1 qp a qp. 6. Na konci zkušebního programu, po ukon čení všech zátěžových testů, následuje posouzení (I, viz obrázek 2). Zkoušené p ředměty se rozeberou a prok oumají, nápadné zjištěné vlastnosti jsou zdokumentovány na datovém listu. 7. Po rozložení přístrojů a případné konzultaci s výrobci následuje zhodnocení opravitelnosti (údržby).
3.2. Časový plán 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
POk POw G1 P1w G2 P2w N G3 P3w P3k H1 P4w H2
Osazení zkušebny Kř ivka odchylek m ěření v novém stavu – studená Kř ivka odchylek m ěření v novém stavu – teplá 1. dlouhodobá zát ěž 1 200 h Kř ivka odchylek m ěření po 1 200 h – teplá 2. dlouhodobá zát ěž 1 200 h 2 400 h Kř ivka odchylek m ěření po 2 400 h – teplá Měření nulového průtoku v klidu po 48 h 3. dlouhodobá zát ěž 1 800 h – 4 200 h Kř ivka odchylek měření po 4 200 h – teplá Kř ivka odchylek měření po 4 200 h – studená 4. dlouhodobá zátěž 300 h při q s – 4 500 h Kř ivka odchylek měření po 4 500 h. – teplá dlouhodobá zátě ž 300 h p ř i q – 4 800 h 10
15. P5w 16. I 17.
Kř ivka odchylek měření po 4 800 h – teplá Posouzení Vyhodnocení údržby (shrnutí za celé období)
Závěrečná zpráva
Obrázek 2: Časový plán zkušebního programu IV/2
4. Popis zkušebny Zkušebna (viz obrázek 3) se nachází v čerpací stanici společnosti VattenfaII Europe Wärme AG v Hamburku. Zkušební voda se dostává do zásobní nádrže, která je spojena s expanzní nádobou. V této zásobní nádrži se zkušební voda elektricky oh řívá na odpovídající teplotu. Pomocí tří čerpadel se zkušební voda dostává ze zásobní nádrže do šesti paralelních řadových měřicích stanovišť, na kterých se nacházejí zkoušené předměty. Během dlouhodobé zátěže vtéká zkušební zkoušenými předměty opět do zásobní nádrže.
voda
po
průtoku
U zkoušek měření pro záznam odchylek měření se zkušební voda dostává do navažovací nádrže s objemem max. 100 litr ů. Předepsaný objem se určí ze zjištěné hmotnosti zkušební vody (kalibrovaná elektronická váha s rozlišovací schopností 2 g) a hustoty odpovídající průměrné teplotě zkušební vody. Skute čné objemy zkoušených předmětů se zjišťují pomocí rozdílů m ěřičů, příp. zaznamenaných elektronických zkušebních impulsů.
11
4.1. Kondicionování zkušební vody magnetitem Do zkušební vody jsou p řidávány magnetit obsahující vyfiltrované odpadní látky, pocházející ze sít ě dálkového vytápění, aby bylo dosaženo průměrné koncentrace magnetitu ca 400–500μg/I. Složky odpadních látek mají velikost zrna ca 1,5–10μm. Aby se magnetit nemohl usazovat objemové nádrži, muselo být instalováno p řídavné cirkulační čerpadlo, napájející zkušební vodu zezdola do zásobní nádrže.
12
13
5. Data zkoušených předmětů Zkoumané pr ůtokové senzory nejsou z části čistě objemovými průtokoměry. Rozd ělují se do t ří skupin:
Čistě objemové pr ůtokoměry žádné
Jednotka složená z objemového průtokoměru a operační jednotky Actaris Actaris Actaris Actaris Hydrometer Hydrometer Hydrometer Kamstrup Kamstrup Kamstrup Landis + Gyr Landis + Gyr Landis + Gyr Sensus Sensus Sontex Sontex
CF Echo II CF Echo II CF Echo II CF Echo II Sharky 773 Sharky 773 Sharky 773 MC601 MC 601 MC 601 UH 50 UH 50 UH 50 PollustatE PollustatE Superstatic 440 Superstatic 440
qp = 0,6 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 2,5 m3/h qp = 3,5 m3/h q p = 0,6 m3/h qp = 1,5m3/h qp = 2,5 m3/h qp = 0,6 m3/h qp = 1,5m3/h qp = 3,0 m3/h qp = 0,6 m3/h qp =1,5m 3 /h qp = 2,5 m3/h qp = 1,5m3/h qp = 3,5 m3/h qp =1,5m 3 /h qp = 3,5 m3/h
č. 1 č. 12 č. 20 č. 23 č. 7 č. 10 č. 17 č. 5 č. 16 č. 18 č. 3 č. 9 č. 19 č. 13 č. 22 č. 11 č. 21
Tabulka 2: Jednotky složené z objemového průtokoměru a operační jednotky
14
Kompletní měřiče tepla (nazývané rovněž kompaktní přístroje) Actaris
CF Compact
qp = 0,6 m3/h
Hydrometer
Ray HeatTyp 447
qp = 0,6 m3/h
Hydrometer
Ray HeatTyp 447
qp = 1,5 m3/h
Landis + Gyr
2WR6
qp = 0,6 m3/h
Sensus
Pollucom E
qp = 0,6 m3/h
Zenner
Zelsius
qp = 1,5 m3/h
Tabulka 3: Kompletní m ěřiče tepla
6. Obsah a závěry protokolů 6.1. List s údaji Grafickým listům každého konstrukčního provedení měřiče je přiřazen list s údaji. V listu s údaji jsou uvedena důležitá data průtokových senzorů/měřičů tepla, informace o metodě snímání u vrtulového průtokoměru, výsledky měření nulového průtoku a informace o montážní poloze. Pokud jde o možnost nastavení, jsou zvenčí rovněž uvedeny údaje o způsobu a možnostech nastavení a shoda zkoušených předmětů s NOWA (důležité kritérium pro hospodárné zkoušení měřičů tepla ve zkušebnách). Dále jsou popsány případné výpadky během testů a také zjištění, která jsou učiněna během posuzování zkoušených předmětů na konci testů. Klasifikace usazenin magnetitu má kategorie: „slabé“ (rozpoznatelné pouze stopy), „střední“ (usazenina zřetelně rozpoznatelná, ale kov ještě prosvítá) a „silné“ (kov již neprosvítá). Dále se uvádějí dodatečné výsledky měření qi pro průtokové senzory, které jsou kalibrovány v jiném průtočném poměru, než je uvedeno v povolení. Kromě toho je uvedena přehledná, avšak značně zjednodušená forma dosažených výsledk ů zkoumání pro kritérium stability měření zkoušených konstrukčních provedení. Vyhodnocení se děje ve formě stanovení pořadí s rozpětím od 1 do 5, přičemž 5 představuje nejlepší výkon. Dosažené pořadí je symbolicky zobrazeno pomocí hvězdiček. 15
Opravitelnost není hodnocena hvězdičkami, ale je pouze slovně popsána. Přesto hraje důležitou roli pro hospodárný provoz m ěřiče tepla. Oprava je odůvodněna např. následujícími skutečnostmi: » mohou být dále používána konstrukční řešení, s nimiž jsou dobré zkušenosti, » oprava je často hospodárnější než nová koupě, » může se ušetřit energie a suroviny. Rozdělení správnosti měření v podstatě vyplývá z barev sloupců v protokolech. Význam barev je popsán v protokolu 6.2. Rozdělení stability měření S do p ěti po řadových t říd sestává ze tř í částí. Jsou dány minusovými body, které se s čítají a př epočítávají na po řadí. a) Hodnocení pro vyřazené průtokové senzory (viz obrázek 4) 2 minusové body (-2): Pouze 1 m ěřič tepla dosáhl kontrolního bodu P5. 4 minusové body (-4): Žádný m ěřič tepla nedosáhl kontrolního bodu P5. b) Překročení hodnoty chyby stálosti měření (|MF|) mezi P0 a P3 (viz obrázek 4) Chyba stálosti měření MF je rozdíl mezi chybami při P3 a P0. Minusové body vyplývají z následující tabulky 4. Pro posouzení stability m ěření při q i se z d ůvodu srovnatelnosti pro všechny p řístroje vychází z pr ůtokového 1 : 50. při qp
při qi
>4 %
-4
-2
< 4 %a ≥2 %
-2
-1
< 2 %a ≥1 %
-1
0
|MF|
Tabulka 4: P řekročení hodnoty chyby stálosti měření (|MF|) mezi P0 a P3 c) Překročení hodnoty chyby zátěžového testu ( |MFH| )
stálosti
m ěření
v
důsledku
Chyba stálosti m ěření |MFH| je u qp rozdíl chyb p ři P4 a P3, popř. u q i rozdíl chyb p ři P5 a P3. Minusové body vyplývají z tab. 4. 16
Pořadové t řídy se p řebírají – podle součtu minusových bod ů – z následující tabulky 5. Nejlepší hodnocení je S5. Minusové body
0 -1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
<-8
Pořadí S
5
5
4
4
3
3
2
2
1
Tabulka 5: P řekročení hodnoty chyby stálosti měření v důsledku zátěžového testu Výsledky kritérií správnosti a stálosti m ěření připouštějí také logické důsledky vhodnosti konstrukčních provedení pro prodloužení doby platnosti kalibrace při použití metody namátkové zkoušky. Všechna výše uvedená pořadí podléhají kvůli nezbytnému shrnutí mnoha výsledků měření pouze do 5 stupňů podstatnému zjednodušení. Do hodnocení vstupují také zkušenosti zkušeben zastoupených v hodnotící skupině. Pro posouzení konstrukčních provedení by proto měly být vždy určující výsledky měření uvedené v protokolech.
6.2. Grafický protokol 1 Konstrukční provedení měřiče a jeho velikost se nachází v pravém horním rohu listu. Jména výrobců jsou uváděna ve zkratkách. Barvy Barevně vyznačené sloupce znázorňují hodnoty chyb na jednotlivých kontrolních bodech. Zelené jsou hodnoty uvnitř mezí chyb kalibrace, žluté jsou hodnoty uvnitř mezí provozních chyb, avšak vně mezí chyb kalibrace.Červeně se zobrazí všechny hodnoty, které leží mimo meze provozních chyb. Pokud chyba překročí 10 %, nahradí dvoumístné číslo na hrotu červené šipky pokračování sloupce a uvede se hodnota chyby v procentech. Barva je tak jednoduchým hodnotícím kritériem pročtenáře, který má málo času. Mnoho hodnot nebo všechny hodnoty v zelené barvě označují dobrý nebo dobře kalibrovaný a z hlediska měření stabilní průtokový senzor. Červená je podnětem ke kritickému posouzení hodnot. Upozornění: Jelikož se v tomto dlouhodobém testu zkouší průtokové senzory se schválením konstrukčního provedení jak podle kalibračního řádu, příloha 22, tak rovněž podle EN 1434, je nutno dbát na to, že prostřední kontrolní bod (0,1 · qp) platí rozdílné meze chyb kalibrace. Podle starého povolení (EO 22) jsou to 3 %, podle nového povolení (EN 1434) 3,5 % pro průtokové senzory chybové třídy 3. 17
Podobnost 3 exemplářů Jestliže odpovídající sloupce 3 exemplářů jednoho konstrukčního provedení nebo konstrukční velikosti ukazují podobný obraz, lze předpokládat rovnoměrnou kvalitu výroby. Pokud se jeden měřič tepla odchyluje od obou ostatních, které jsou si vzájemně podobné, může jít o odlehlou hodnotu. Bližší informace o této skutečnosti lze v případě potřeby najít v poli s poznámkami nebo na příslušném protokolu. Stálost měření Pokud se porovnají výsledky v horizontálách, dá se vyčíst vliv stárnutí z opotřebení nebo podle usazenin. Zleva doprava se zobrazují výsledky měření na začátku testu (0 hodin) a po 1 200 a 2 400 hodinách. Na dalším řádku následují výsledky po 4 200, 4 500 a 4 800 hodinách. Kontrolní bod pro Q-Trenn odpovídá hodnotě 0,1 · qp. Kontrolní bod qi odpovídá hodnotě metrologické třídy, ve které byl kalibrován průtokový senzor. Nejnižší řada výsledkových polí zobrazuje vyhodnocení výsledků měření, které byly zjištěny při qi v průtočném poměru 1 : 50. Tento bod qi průtočný poměr 1 : 50 se zkráceně označuje jako qi*. Pro každý měřič tepla se odpovídající naměřené hodnoty shrnou do vlastní grafiky. Zobrazení ve sloupcích usnadňuje porovnání. Při vyhodnocování hodnot chyb na spodní mezi měřeného rozsahu q i je nutno zohlednit metrologickou třídu (průtočný poměr). U průtokových senzorů t řídy C (průtočný poměr 1 : 100) je např. hodnota průtoku pro q i menší než u průtočného poměru třídy B (1 : 50) nebo t řídy A (1 : 25), zkouška je poněkud přísnější. Poznámky: Poznámky významné pro měření, avšak také všeobecné poznámky k prokazatelným nápadnostem v praxi, jsou uvedeny v poli na spodním okraji listu. Dále je zde uveden odkaz na pr ůtočný poměr (q i : q p), pokud je tento jiný než 1 : 100. 6.3 Grafický protokol 2 Konstrukční provedení měřiče a jeho velikost se nachází v pravém horním rohu listu. Jména výrobců jsou uváděna ve zkratkách. Pro jednotlivé měřiče se zobrazují k řivky odchylek měření při P0 a P3, jakož i závislosti na chladu a teple. Z pr ůběhu křivek je možno dále roz poznat, zda byly p řístroje v novém stavu vyrovnávány po celé k řivce měření (a nejenom v 18
kalibračních bodech). Barvy Červená křivka ukazuje měřicí odchylky objemového průtokoměru při zkušební teplotě 50–60 °C. Modrá křivka ukazuje měřicí odchylky objemového průtokoměru při zkušební teplotě 20–30 °C. Posouzení, zda tyto měřicí odchylky leží uvnitř nebo vně mezí kalibračních nebo provozních chyb, není v tomto zobrazení zohledněno.
7. Listy protokolů V následující tabulce 6 jsou uvedeny protokolové listy jednotlivých zkoušených typů p řístrojů. Číslování je provedeno bez zřetele ke kapitole a nachází se na okraji vpravo nahoře. Pořadí uvedených přístrojů: Č.
Výrobce
Typ přístroje
Jmenovitý průtok Přednostní oblast použití
1
Actaris
CF Echo II
qp = 0,6 m /h
2 3
Sensus Landis + Gyr
Pollucom E UH50
qp = 0,6 m3/h
4 5 6 7 8
Hydrometer Kamstrup Landis + Gyr Hydrometer Actaris
Ray HeatTyp 447 MC 601 2WR6 Sharky 773 CF Compact
qp = 0,6 m3/h qp = 0,6 m3/h qp = 0,6 m3/h qp = 0,6 m3/h
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Landis + Gyr Hydrometer Sontex Actaris Sensus Hydrometer Zenner Kamstrup Hydrometer Kamstrup Landis + Gyr Actaris Sontex Sensus Actaris
UH50 Sharky 773 Superstatic 440 CF Echo II Pollustat E Ray HeatTyp 447 Zelsius MC 601 Sharky 773 MC 601 UH50 CF Echo II Superstatic 440 Pollustat E CF EchoII
qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 1,5 m3/h qp = 2,5 m3/h qp = 3,0 m3/h qp = 2,5 m3/h
3
qp = 0,6 m3/h
qp = 0,6 m3/h
qp = 2,5 m3/h qp = 3,5 m3/h qp = 3,5 m3/h qp = 3,5 m3/h
Teplo z dálk. vytápění (FW) Domovní instalace FW Domovní instalace FW Domovní instalace FW Domovní instalace FW FW FW FW FW Domovní instalace Domovní instalace FW FW FW FW FW FW FW FW
Tabulka 6: Číslování protokolových listů 19
8
Chemické analýzy
8.1 Chemická analýza zkušební vody Níže uvedené údaje o složení zkušební vody jsou průměrné hodnoty. Rozbory byly provedeny v chemické laboratoři společnosti Vattenfall Europe v Hamburku . Vodivost při 25 °C Vodivost za kationtovým filtrem Hodnota pH Kapacita kyselin: do pH 8,2 do pH 4,3 Alkalické zeminy Měď CuΣ Železo FeΣ / Fe2+ Kyselina křemičitá SiO2 Chlorid Cl Amoniak NH 3 Síran SO42Ortofosforečnan PO43Kyslík O 2
uS/cm uS/cm
mol/m3 mol/m3 mmol/m3 (°dH) mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
66 31 9 0,04 0,55 248(1,4) 0,017 0,225 / 0,062 2 3,3 0,031 0,85 <0,4 <0,01
8.2 Zkoumání usazenin v měřičích Exemplárně byly metodou rastrové elektronové mikroskopie prozkoumány usazeniny na vnitřních kovových plochách dvou ultrazvukových měřičů a jednoho vrtulového měřiče. Jak se dalo očekávat, je ca 85 % usazenin tvořeno oxidy železa (viz tabulka 7). 1
Fe O Zn Cu C Si S Mn Ca
Vzorek 1 [hmot. %] 65 19,8 4,7 4,5 2,5 1,6 1,1 0,6 0,2
Vzorek 2 [hmot %] 68,1 18,3 3,9 3,7 2,4 1,7 1,1 0,5 0,3
Vzorek 3 [hmot. %] 67,3 17,6 3,6 5,1 2,6 1,7 1,3 0,5 0,3
Tabulka 7: Složení usazenin ze tří měřičů v hmotnostních procentech
90
9 Shrnutí výsledků Výsledky listů s údaji jsou následně uvedeny v přehledné grafické formě, přičemž jsou zohledn ěny zvláště důležité aspekty.
9.1
Stav zkoušených předmětů při dodání
Stav měřičů tepla při dodávce se zjišťuje měřicí zkouškou PO. Mimo meze chyb kalibrace bylo 13 % všech měřičů. Tato nezvykle vysoká hodnota je velice pravděpodobně d ůsledkem smíšeného osazení zkušebních řad, způsobujícího možné nevýhodné působení různých konstrukčních typů p řístrojů na sebe navzájem (viz kapitola 2). Závěry týkající se stálosti měření zkoušenými předměty nejsou touto skutečností v žádném případě ovlivněny.
9.2
Stav zkoušených předmětů po zatížení po dobu 2 400 hodin
Po zátěži 2 400 hodin (P2) byla 2 % měřičů tepla mimo meze provozních chyb. 15 % zkoušených předmětů bylo uvnitř mezí provozních chyb, avšak mimo meze chyb kalibrace. 83 % zkoušených předmětů bylo uvnitř mezí chyb kalibrace. Obrázek 4 ukazuje průběh procentuálních chyb zkoušených předmětů po 2 400 hodinách ve srovnání s již provedenými zkušebními koly od roku výroby 1997.
Stav po 2 400 hod
Podíl v%
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 Rok výroby Mimo mez provozních chyb
Mimo mez kalibračních chyb
Obrázek 4: Procentuální podíl vadných zkoušených předmětů po 2 400 hod
91
9.3
Stav zkoušených p ředmětů na konci zkušebního programu (4 800 hodin)
Po ukončení druhého zátěžového testu a tím i 4 800 hodinách zátěže (P5) bylo 9 % měřičů tepla mimo meze provozních chyb. 26 % zkoušených předmětů bylo uvnitř mezí provozních chyb, avšak mimo meze chyb kalibrace. 65 % bylo uvnitř mezí chyb kalibrace. Obrázek 5 ukazuje průběh procentuálních chyb zkoušených předmětů po druhém zátěžovém testu ve srovnání s již provedenými zkušebními koly od roku výroby 1993.
Stav po ukon čení zkušebního programu 4 800 hod
Mimo mez provozních chyb
ö Mimo mez kalibra čních chyb
Obrázek 5: Procentuální podíl vadných zkoušených předmětů po 4 800 hod
92
9.4 Roz členění výsledků podle principů měření V dlouhodobém testu neobstály: » » » »
jednoproudé vrtulové průtokoměry víceproudé vrtulové průtokoměry ultrazvukové měřiče tepla fluidikové měřiče tepla
17% 0 % 8 % 17 %
(1 ze 6) (0 z 9) (4 ze 48) (1 ze 6)
Procentuální podíly se vztahují vždy ke všem měřičům se stejným měřicím principem.
9.5 P řehled pořadí Následující tabulka 8 podává zjednodušený přehled četností dosažených pořadí u jednotlivých konstrukčních provedení, která jsou na protokolech označena počtem hvězdiček. Je uveden celkový počet druhů provedení, která dosáhla příslušného pořadí. Správnost měření se v tomto kole zkoušek nehodnotí, jak již bylo objasněno v kapitole 2.
Pořadí R S
5 -----
10
R = správnost měření, S = stálost měření
Tabulka 8: Četnost dosažených pořadí
93
4
3
2
-----
-----
-----
9
3
0
1 -----
1
9.6 Záv ěr 4 ze 23 konstrukčních provedení (v roce 2005 to bylo 5 ze 22) neobstála až do konce zkoušky. Ve srovnání s p ředchozím kolem zkušebního programu pro měřiče tepla lze konstatovat, že zvýšení koncentrace magnetitu ve zkušební vodě na hodnotu odpovídající průměrné síti pro zásobování teplou vodou vedlo ke zhoršení stálosti měření u určitých konstrukčních typů m ěřičů tepla. Zejména jsou takto postiženi ultrazvukové m ěřiče o menší jmenovité velikosti (q <1,5 m 3/h) s kovovým zvukovým kanálem. Pracovní skupina AGFW doporučuje na základě výsledků zkušebního programu se zřetelem k porovnání měření průtokových senzorů za studena a za tepla, aby již v poptávce na nové přístroje a/nebo na opravu byl písemně stanoven požadavek na posouzení shody (kalibraci) za použití teplé vody!
10
Seznam výrobců
Typ měřiče
Výrobce
Spoluúčast
CF Echo II v 0,6; 1,5; 2,5; 3,5 m3/h CF Compact II v 0,6 m3/h
Actaris Allmess GmbH
podle požadavků
Sensostar 2 v 0,6 m3/h
Engelmann
odmítnuta
Sharky Heat 773 v 0,6; 1,5; 2,5 m3/h Ray heat v 0,6;1,5 m 3/h
Hydrometer GmbH
podle požadavků
MC601 v 0,6;1,5;3,0 m3/h
Kamstrup A/S
podle požadavků
2 WR 6 v 0,6 m3/h UH 50 v 0,6;1,5; 2,5 m 3/h
Landis & Gyr GmbH
podle požadavků
Dialog WZ v 1,5 m3/h
NZR
odmítnuta
Pollucom E v 0,6 m3/h Pollustat E v 1,5; 3,5 m3/h
Sensus GmbH
podle požadavků
Superstatic 440 v 1,5; 3,5 m3/h
Sontex SA
podle požadavků
Zelsius v 1,5 m3/h
Zenner GmbH
podle požadavků
Tabulka 9: Seznam výrobc ů
94
11
Vaše kontaktní osoby pro zkušební program pracovní skupiny pro teplo a tepelné hospodářství (AGFW
AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Oblast techniky a normování Dipl. Ing. (FH) Frank Espig Stresemannallee 28, 60956 Frankfurt nad Mohanem Tel.: 069 6304 204 Fax: 069 6304 455 E-mail:
[email protected] Předseda pracovní skupiny „Zkušební program IV pro m ěřiče tepla“ Dipl. Ing. Martin Kestner Metegra GmbH, Laatzen Tel.:05102 6778 12 Fax: 05102 6778 50 E-mail:
[email protected]
