Issuu on Google+

publicatie

k e nnisins t i t u u t v o o r d e ins t a l l a t i e s e c t o r

31

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties regelen, sturen, beveiligen en monitoren


ISSO

Kennisinstituut voor de Installatiesector

Kruisplein 25 3014 DB Rotterdam Postbus 577 3000 AN Rotterdam Tel. 010-2065969 Fax 010-2130384 E-mail: isso@isso.nl

ISSO houdt zich bezig met het identificeren van kennisvragen binnen de installatiesector, het ontsluiten en toegankelijk maken van deze kennis in de vorm van praktische ISSO-publicaties en het bevorderen van het gebruiken van ISSO-publicaties als normstellende richtlijnen.

De in ISSO deelnemende organisaties zijn: NLingenieurs: Organisatie van advies- en ingenieursbureaus PIT: Stichting Promotie Installatietechniek TVVL: Nederlandse Technische Vereniging voor Installaties in Gebouwen UNETO-VNI: Ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel De werkzaamheden worden begeleid door de Raad van Begeleiding, welke ten tijde van het tot stand komen van deze publicatie als volgt was samengesteld: De heer ir. J. Schonewille De heer ir. R.D. van Bergen De heer ing. R. Steine De heer ing. H. Besselink De heer ir. P.A.L. Stoelinga Mevrouw prof.dr.ir. P.M. Bluyssen De heer ing. A.A.L. Traversari MBA De heer ing. W.F.G. Hooijkaas De heer ir. E.J. Wagenaar De heer H.M.A. Janssen Groesbeek Mevrouw ir A.C. Westerlaken De heer T. Klinkenberg De heer ir. T.M.E. Zaal De heer ir. W. Plokker De heer prof. ir. W. Zeiler De heer ir. W.G. Ram De heer W.J.H. Scheffer De realisatie van de ISSO-publicatie 31 werd verzorgd door de ISSO-kontaktgroep die als volgt was samengesteld: De heer ing. J.C. Aerts (projectcoördinator) ISSO De heer R. Eversteijn Coneco Building Automation B.V. De heer H.M.A. Janssen Groesbeek Ga- Consult De heer ing. J. de Knegt (rapporteur) Halmos Adviseurs De heer ing. W. Oudshoorn Cofely West Nederland BV De heer ir. D.O. Rijksen Ipero Installatie Optimalisatie De heer ing. H.C. Roel (voorzitter) Roel Consultants De heer drs. E.G. Rooijakkers (rapporteur) Halmos Adviseurs De heer ir. J.E. Scholten TNO Bouw en Ondergrond De heer ir. J.A.J. van der Velden Kropman Installatietechniek B.V. De heer ing. J. Waagmeester IF Technology B.V. De heer ing. G.J. van Zoeren Aero-Dynamiek B.V. De ontwikkeling van publicatie 31 is mede tot stand gekomen door een financiële bijdrage van:

Opleidings- en ontwikkelingsfonds v o o r h e t Te c h n i s c h Installatiebedrijf

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij zowel het verzamelen als bij het verwerken en opstellen van de in deze publicatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet worden uitgesloten, dat deze publicatie onvolledig is of dat zij onjuistheden of onvolkomenheden bevat. Degene die van deze publicatie en de daarin vermelde gegevens gebruik maakt, aanvaardt dan ook daarvoor zelf het risico. Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt sluiten iedere aansprakelijkheid uit voor zowel schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van de publicatie als schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van eventuele (druk-)fouten, onvolledigheden en onvolkomenheden van deze publicatie. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van Stichting ISSO. Voorzover het maken van kopieën uit deze publicatie is toegestaan op grond van artikel 16h t/m 16m Auteurswet 1912 jo het Besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp). All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the written permission of the foundation ISSO. Op alle publicaties van Stichting ISSO zijn de Algemene Leveringsvoorwaarden van toepassing. Deze kunt u lezen op www.isso.nl of opvragen bij Stichting ISSO. Aanvullingen en eventuele errata zijn te raadplegen via onze website: www.isso.nl Eventuele opmerkingen en vragen kunnen doorgegeven worden aan ISSO, Postbus 577, 3000 AN Rotterdam, e-mail: isso@isso.nl © Stichting ISSO – Rotterdam, 1 februari 2014


ISSO-publicatie 31

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties Regelen, sturen, beveiligen en monitoren

ISBN: 978-90-5044-254-1


INHOUDSOPGAVE Symbolenlijst

7

Grafische symbolenlijst 1

2

3

13

Inleiding

15

1.1

Doelstelling

15

1.2

Doelgroep en toepassing

15

1.3

Aansluiting op overige publicaties

15

Metingen, meetapparatuur en meetmethoden

17

2.1

Meten en opbouw publicatie

17

2.2

Doel van metingen

17

2.3

Meetpunt

18

2.4

Meetapparatuur

19

2.5

Meetmethode

19

2.6

Bepalingsmethode

19

2.7

Nauwkeurigheid

19

Meetpunten en meetmethoden hydraulische schakelingen voor verwarming

21

3.1

Gebruikersmodulen voor verwarming

22

3.1.1

Warmtegebruikermodule 1 (WGM1)

22

3.1.2

Warmtegebruikermodule 2 (WGM2)

23

3.1.3

Warmtegebruikermodule 3 (WGM3)

24

3.1.4

Warmtegebruikermodule 4 (WGM4)

25

3.1.5

Warmtegebruikermodule 5 (WGM5)

26

3.1.6

Warmtegebruikermodule (WGM6)

27

3.1.7

Warmtegebruikermodule (WGM7)

28

3.1.8

Warmtegebruikermodule 8 (WGM8)

29

3.2

3.3

ISSO-publicatie 31

9

Begrippenlijst

Distributiemodulen voor verwarming

30

3.2.1

Distributiemodule 1 (DM1)

30

3.2.2

Distributiemodule 2 (DM2)

31

3.2.3

Distributiemodule 3 (DM3)

32

3.2.4

Distributiemodule 4 (DM4)

33

Opwekkermodulen voor verwarming

34

3.3.1

Verwarming opwekkermodule 1 (OW01)

34

3.3.2

Verwarming opwekkermodule 4 (OW04)

35

3.3.3

Verwarming opwekkermodule 6 (OW06)

36

3.3.4

Verwarming opwekkermodule 8 (OW08)

37

3.3.5

Verwarming opwekkermodule 9 (OW09)

38

3.3.6

Verwarming opwekkermodule 10 (OW10)

39

3.3.7

Verwarming opwekkermodule 11 (OW11)

40

3.3.8

Verwarming opwekkermodule 13 (OW13)

41

3.3.9

Verwarming opwekkermodule 15 (OW15)

42

3

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


4

Meetpunten en meetmethoden hydraulische schakelingen voor koeling

43

4.1

Gebruikersmodulen voor koeling

44

4.1.1

Koudegebruikersmodule 1 (KGM01)

44

4.1.2

Koudegebruikersmodule 2 (KGM02)

45

4.1.3

Koudegebruikersmodule 3 (KGM03)

46

4.1.4

Koudegebruikersmodule 4 (KGM04)

47

4.1.5

Koudegebruikersmodule 5 (KGM05)

48

4.1.6

Koudegebruikersmodule 6 (KGM06)

49

4.1.7

Koudegebruikersmodule 7 (KGM07)

50

4.1.8

Koudegebruikersmodule 8 (KGM08)

51

4.2

4.3

5

6

Distributiemodulen en omkeermodulen voor koeling

52

4.2.1

Omkeermodule 1 (OKM01)

52

4.2.2

Omkeermodule 2 (OKM02)

53

4.2.3

Omkeermodule 3 (OKM03)

54

Opwekkermodulen voor koeling

55

4.3.1

Koeling opwekkermodule 1 (KOM01)

55

4.3.2

Koeling opwekkermodule 4 (KOM04)

56

4.3.3

Koeling opwekkermodule 6 (KOM06)

57

4.3.4

Koeling opwekkermodule 9 (KOM09)

58

4.3.5

Koeling opwekkermodule 10 (KOM10)

59

4.3.6

Koeling opwekkermodule 11 (KOM11)

60

4.3.7

Koeling opwekkermodule 12 (KOM12)

61

4.3.8

Koeling opwekkermodule 13 (KOM13)

62

4.3.9

Koeling opwekkermodule 14 (KOM14)

63

4.3.10 Koeling opwekkermodule 15 (KOM15)

64

4.3.11 Koeling opwekkermodule 17 (KOM17)

65

Meetpunten en meetmethoden luchtbehandelings-modulen

67

5.1

Luchtmodule 13 (L13)

68

5.2

Luchtmodule 14 (L14)

69

5.3

Luchtmodule 15 (L15)

70

5.4

Luchtmodule 16 (L16)

73

6.1

Aandachtspunten

73

6.1.1

Kalibreren en justeren

73

6.1.2

Selecteren van meetapparatuur

73

Apparatuur voor het meten van temperatuur

75

6.2

6.3

6.4

6.2.1

Vloeistoftemperatuur

75

6.2.2

Luchttemperatuur

77

6.2.3

Oppervlaktetemperatuurmeting

79

Apparatuur voor het meten van druk

80

6.3.1

Statisch(e) druk(verschil) in leidingen

80

6.3.2

Statisch(e)druk(verschil)in kanalen

81

Apparatuur voor het meten van volumestroom

82

6.4.1

Volumestroom in een leiding

82

6.4.2

Volumestroom in een kanaal

83

6.5

Apparatuur voor het meten van snelheid

6.6

Apparatuur voor het meten van toerental/frequentie (hoeksnelheid)

85

6.6.1

85

6.5.1

ISSO-publicatie 31

71

Meetapparatuur

84

Het meten van stromingssnelheid

84

Direct toerentalmeting

4

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


6.7 6.8 6.9

7

Apparatuur voor het meten van CO2

87

6.8.1

CO2 concentratie meting

87

Apparatuur voor het meten van energie

88

6.9.1

Elektrische energie en vermogen

88

6.9.2

Warmtemeters

89

6.9.3

Gasmeters

90

Meetmethoden en bepalingsmethoden

91

Inleiding en achtergronden

91

7.2

Meetmethoden hydraulische systemen

92

7.2.1

Meten van druk of volumestroom in leidingen met een inregelafsluiter

92

7.2.2

Meten van een vloeistoftemperatuur in een leiding

94

7.2.3

Meten van het druk of drukverschil in een leiding

95

7.2.4

Meten van een vloeistoftemperatuur in een vat

96

7.4

7.5

7.6

Bepalingsmethoden hydraulische systemen

97

7.3.1

Bepalen van een volumestroom via een pomp

97

7.3.2

Bepalen van de energiestroom in een gebruikers- of distributiemodule met constant volume 98

7.3.3

Bepalen van de energiestroom in een module met variabel volume

Meetmethoden lucht(ventilatie)systemen

99 100

7.4.1

Meten van druk in een luchtkanaal

100

7.4.2

Meten van de luchtvolumestroom in een rechthoekig kanaal

102

7.4.3

Meten van de luchtvolumestroom in een rond kanaal

104

7.4.4

Meten van de volumestroom in luchtkanaal door middel van weerstand

106

7.4.5

Meten van de volumestroom aan inblaasroosters

107

7.4.6

Meten van de gemiddelde luchttemperatuur in een rechthoekig kanaal

108

7.4.7

Meten van de gemiddelde luchttemperatuur in een rond kanaal

109

7.4.8

Meten van de CO2 concentratie

110

7.4.9

Meten van de relatieve luchtvochtigheid in een rechthoekigkanaal

111

7.4.10 Meten van de relatieve luchtvochtigheid in een rond kanaal

112

Bepalingsmethoden lucht systemen

113

7.5.1

Indicatie van de volumestroom via een ventilator

113

7.5.2

Bepalen van de energiestroom in een luchtmodule

114

7.5.3

Bepalen van het rendement van warmteterugwinning

115

Overige meetmethoden

116

7.6.1

Meten van de ruimtetemperatuur

116

7.6.2

Meten van de buitentemperatuur

117

Beproeven

119

8.1

Beproeven van installatie-componenten

119

8.2

Beproeven warmte-opwekkers

120

8.2.1

Gasgestookte CV-ketel

120

8.2.2

Direct gestookte luchtverhitter

122

8.2.3

Warmtepompen

8.3

ISSO-publicatie 31

86 86

Relatieve vochtigheidsmeting

7.1

7.3

8

Apparatuur voor het meten van luchtvochtigheid 6.7.1

123

Beproeven koudeopwekkers

125

8.3.1

Watergekoelde koudwatermachine

126

8.3.2

Luchtgekoelde koudwatermachine

130

8.3.3

Luchtgekoelde direct expansiekoelmachine (kanaalkoeler of koeler in LB-kast)

132

8.3.4

Koeltoren

134

5

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


8.4

8.5

Beproeven warmtewisselaars

138

8.4.1

Radiator/convector

138

8.4.2

Kruisstroom luchtverhitter als voorverwarmer

139

8.4.3

Kruisstroom luchtkoeler (gekoeld water)

141

8.4.4

Kruisstroom luchtkoeler (DX)

144

8.4.5

Kruisstroom warmtewisselaar lucht/lucht

146

8.4.6

Tegenstroomapparaat water/water

148

8.4.7

Droge koeler

149

8.4.8

Warmtewiel zonder vochtuitwisseling

150

8.4.9

Warmtewiel met vochtuitwisseling

152

8.4.10 Stralingsplafond (verwarming)

156

8.4.11 Koelplafond

158

8.4.12 Buffervat voor verwarming en koeling

160

Beproeven mengsecties

162

8.5.1 8.6

8.7

8.8

9

Luchtkleppenmengsectie

162

Beproeven pompen en ventilatoren

164

8.6.1

Pompen

164

8.6.2

Ventilatoren

165

Beproeven luchtbevochtigingsapparatuur

166

8.7.1

166

Elektrische stoombevochtiger

8.7.2

Contactbevochtiger

167

8.7.3

Hogedruk vernevelingsbevochtiger

169

8.7.4

Ultrasoonbevochtiger

171

Beproeven decentrale luchtbehandelingsapparatuur

172

8.8.1

Dynamische debiet begrenzer (CAV)

172

8.8.2

Variabel volumestroomregelaar

174

8.8.3

Ventilatorconvector opstelling in een omkasting

176

8.8.4

Ventilatorconvector, kanaalinbouw

178

8.8.5

Inductieunit met ĂŠĂŠn warmtewisselaar

180

8.8.6

Variabel volumestroom inductieunit

182

8.8.7

Variabel volumestroom inductieunit

183

8.8.8

Klimaatplafond

184

Voorbeeldinstallatie

185

9.1

185

Installatieopzet

9.2

Regeltechnische opzet

185

9.3

Combineren van de hydraulische modules

186

9.4

Het bepalen van de meetpunten

187

9.5

Meetapparatuur en Meet- en bepalingsmethoden

188

Energiemonitoring

189

Bijlage A

9.6

Nauwkeurigheid van metingen

191

Bijlage B

Monitoring

195

Literatuurlijst

ISSO-publicatie 31

207

6

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


SYMBOLENLIJST a

hoogte luchtkanaal

[m]

b

breedte luchtkanaal

[m]

c

soortelijke warmte

[kJ/kg·K]

COP

Coëfficiënt Of Performance (rendement)

[-]

Δ

delta, verschil

[-]

D

diameter

[m]

Dh

hydraulische diameter

[m]

A

oppervlakte

[m2]

h

specifieke enthalpie

[kJ/kg]

hv

hoogte vloeistofkolom

[m]

I

stroomsterkte

[A]

kvs

fabrikant opgave volumestroom met 100% lichthoogte van de spindel

[-]

n

toerental

[-/min]

P

vermogen

[kW]

p

druk

[Pa]

qv

volumestroom

[m3/s]

qm

massastroom

[kg/s]

Sx

standaarddeviatie

[-]

τ

tau, tijdconstante

[s]

U

warmteoverdrachtscoëfficient

[W/m2·K]

v

snelheid

[m/s]

V

volume

[m3]

x

absoluut vochtgehalte

[kg/kg]

η

rendement

[-]

θ

temperatuur

[°C]

ρ

soortelijke massa

[kg/m3]

υ

kinematische viscositeit

[m2/s]

ϕ

relatieve vochtigheid

[%]

ISSO-publicatie 31

7

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


ISSO-publicatie 31

8

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


GRAFISCHE SYMBOLENLIJST

TP Meetpunt voor temperatuur (θ)

PP Meetpunt voor druk (p)

VP Meetpunt voor vocht relatief (Ď•) of absoluut (x)

QP

FP

Meetpunt voor luchtkwaliteit (meestal CO2)

Meetpunt voor volumestroom (qv)

M Motor

Driewegregelafsluiter met motor

Tweewegregelafsluiter met motor

Inregelafsluiter met meetnippels voor het meten van het drukverschil

Inregelafsluiter zonder meetnippels

Circulatiepomp

Toerengeregelde circulatiepomp

+

Warmtegebruiker (+) of koudegebruiker (-) (warmtewisselaar) of een groep gebruikers (meerdere warmtewisselaars) met of zonder naregeling

+

Hydraulisch knooppunt

ISSO-publicatie 31

9

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


Regelaar

BUFFER

Kortgesloten verdeler/verzamelaar (gering drukverlies tussen aansluitpunten)

Buffervat

WO

Opwekker, de afkorting WO = warmteopwekker, de afkorting KO = koudeopwekker

VF

Filter, de afkorting VF = voor filter

K

Koeler

VV +

Verwarmer

TV

Ventilatorsectie, de afkorting TV = toevoerventilator, de afkorting AV = afvoerventilator

Luchtbevochtiger

Aanzuig- of afvoerrooster buitenlucht

Kleppenregister

ISSO-publicatie 31

10

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


Centrifugaal ventilator

Centrifugaal ventilator toerengeregeld

Kruisstroom warmtewisselaar

ISSO-publicatie 31

11

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


ISSO-publicatie 31

12

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


BEGRIPPENLIJST Bepalingsmethode Een manier om door middel van een berekening of bewerking een grootheid te bepalen op basis van gemeten fysische grootheden die zijn vastgesteld volgens een meetmethode. Beproeven Protocolmatig metingen verrichten door deskundigen aan een installatie om objectief vast te stellen of de beoogde prestaties worden gehaald.

Hydraulische schakeling De opbouw van het deel van de klimaatinstallatie in het gebouw waarbij energie (warmte of koude) wordt getransporteerd door middel van een vloeistof (water). Het betreft een samenstelling van de opwekkermodulen en gebruikersmodulen die vervolgens worden gekoppeld worden door distributiemodulen. In de gebruikersmodulen kunnen meerdere gebruikers worden opgenomen en met elkaar worden verbondendoor een distibutiesysteem.

Besturen Geautomatiseerd laten verlopen van processen volgens een vooraf bepaalde strategie.

Indicator Een apparaat om de waarde van een fysische grootheid aan te geven.

Beveiligen Geautomatiseerd voorkomen van ongewenste situaties.

Justeren Een meetinstrument of referentie controleren en juist afstellen om zo nauwkeurig mogelijk te laten functioneren, of om deze geschikt te maken voor het te gebruiken (meet)doel.

Eenheid (natuurkundige) Een maat waarin fysische grootheden worden uitgedrukt.

Kalibreren Het bepalen van de afwijking van een meetinstrument ten opzichte van een relevante standaard.

Eindwaarde De definitieve waarde van een gemeten of geregelde grootheid die na een bepaalde tijd bereikt wordt.

Meetpunt De locatie in een klimaatinstallatie waar een vooraf vastgelegde grootheid gemeten wordt.

Fabrikant Producent en/of leverancier van installatiecomponenten of onderdelen.

Meetmethode Een manier om een vooraf vastgelegde fysische grootheid in relatie tot een doel te meten.

Fout (meetafwijking) Verschil tussen de gemeten waarde en de werkelijke waarde.

Meetveld Een gedefinieerd gebied rondom een object waaraan wordt gemeten.

GebouwBeheerSysteem (GBS) Automatiseringssysteem waarmee (alle) binnen het gebouw aanwezige installaties, met name de elektrische en werktuigbouwkundige installaties, centraal aangestuurd kunnen worden, bediend kunnen worden en met elkaar kunnen samenwerken. Analyse en monitoring kan ook met behulp van een GBS plaatsvinden.

Meting Het bepalen van een fysische grootheid met meetapparatuur volgens een vastgestelde meetmethode. Het uitvoeren van meten. Meetgebied Het technisch bereik van een meetinstrument.

Gebruiker Hydraulische component die warmte of koude gebruikt en afgeeft aan zijn omgeving te onderscheiden naar actieve en passieve gebruiker.

Meetbreedte Het verschil tussen de in de meetsituatie minimaal optredende en maximaal optredende meetwaarde, de schaalverdeling, van een meetinstrument.

Geregelde grootheid Grootheid van het proces dat wordt geregeld.

Module Deel van een hydraulische schakeling te onderscheiden naar een gebruikersmoduel, een distributiemoduul en een opwekkermoduul.

Gewenste waarde Gewenste waarde van de geregelde grootheid. Grenswaarde Een vooraf vastgestelde niet te over- of onderschrijden waarde.

Monitoren Uit automatisch verzamelde data (grootheden) informatie maken door middel van een bepalingsmethode. De informatie kan worden gebruikt om te beheren of optimaliseren.

Grootheid (natuurkundige) Fysische eigenschap van een medium die door meting kwantificeerbaar is.

ISSO-publicatie 31

13

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


Monitoren technische conditie Het geautomatiseerd vaststellen van de technische conditie van installatiedelen of componenten voor het onderhoudsproces.

Resolutie Het kleinst nog te meten onderscheid tussen twee verschillende meetwaarden. Sensor Zie opnemer.

Monitoren technisch functioneren (FDD) Fault Detection and Diagnostics. Met monitoren van technisch functioneren wordt geautomatiseerd informatie verzameld om vast te stellen of een installatie of een installatiedeel juist functioneert. Dit kan op basis van regels (Rule based FDD) of modelinformatie (Model based FDD).

Setpoint Zie gewenste waarde. Specificaties De beoogde prestaties van een installatie, installatiedeel of component (potentie).

Monitoren energie Het geautomatiseerd vaststellen van het energiegebruik van een installatie of installatiedeel voor registratie of (energie)optimalisatiedoeleinden.

Stationair Een proces, systeem of een wiskundige functie is 'stationair' wanneer het onafhankelijk is van de tijd. Een volumestroom waarvan de stroming niet verandert met de tijd, is een stationaire stroming.

Nauwkeurigheid De graad van overeenstemming van een gemeten of berekende grootheid met de daadwerkelijke waarde. Opnemer Een apparaat om een grootheid te meten. Optimaliseren Bij gegeven randvoorwaarden de best mogelijke prestatie bewerkstelligen. Onzekerheid Parameter die de spreidingsbreedte van de verschillende meetwaarden in een reeks metingen karakteriseert. Prestaties De resultaten van het gebruik van een installatie of installatiedeel. Proces Klimaatinstallatie of deel van een klimaatinstallatie waar een fysische verandering en/of omzetting van energie plaatsvindt. Regelen Regelen dient het doel van het zo constant mogelijk houden van een te regelen grootheid op een gewenste waarde (setpoint). Dit kan via een teruggekoppelde regeling (regelen). Hierbij wordt door middel van een meting de actuele waarde van de te regelen grootheid gemeten en vergeleken met de gewenste waarde. Daarnaast kan voorwaarts worden geregeld (sturen). Hierbij wordt de stoorinvloed in het proces gemeten en op basis van kennis over het gedrag het proces bijgestuurd. Regelstrategie Plan voor de regeling van een klimaatinstallatie om een bepaald doel te bereiken, bijvoorbeeld energiezuinigheid. Registreren Geautomatiseerd vastleggen van gemeten of verzamelde gegevens.

ISSO-publicatie 31

14

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


1

INLEIDING

1.1 DOELSTELLING De laatste jaren is er toenemende aandacht voor het verder beheersen en beheren van installaties. Enerzijds door een toenemende aandacht voor energiebesparing. Anderzijds voor steeds hogere eisen aan, het uiteindelijke doel van alle installaties, een goed binnenklimaat. Ook speelt de toenemende complexiteit van installaties een rol in de vraag naar meer beheer en beheersing. De automatisering van het bedienen en beheersen van installaties gaat steeds verder waardoor dit proces steeds vaker vanachter de computer, eventueel op afstand, plaatsvindt. Het verkrijgen van informatie over de installatie door middel van de juiste en betrouwbare metingen is hiervoor van groot belang.

1.2 DOELGROEP EN TOEPASSING De doelgroep van deze publicatie bestaat uit engineers werkzaam bij adviseurs of installateurs die installaties ontwerpen en onderhouden. Deze publicatie moet gezien worden als een naslagwerk waarmee de benodigde en gewenste meetpunten, meetapparatuur en meetmethoden kunnen worden geselecteerd om betrouwbaar metingen aan klimaatinstallaties te kunnen verrichten. 1.3 AANSLUITING OP OVERIGE PUBLICATIES ISSO-publicatie 31 sluit aan op de overige ISSOpublicaties. Met name ISSO-publicaties 44 en 47 waarin hydraulische schakelingen voor verwarming en koeling worden behandeld en publicatie 43 voor luchtbehandelingssystemen. Het hydraulisch ontwerp van installaties valt niet binnen het kader van deze publicatie en de informatie uit deze publicaties wordt dan ook niet herhaald in ISSO-publicatie 31, waar nodig wordt ernaar verwezen. Voor de opbouw en selectie van luchtbehandelingsmodulen wordt verwezen naar ISSO-publicatie 43. Uitgangspunt is dat ISSO-publicatie 31 los bruikbaar is van de overige ISSOpublicaties.

Met welk doel wordt gemeten aan installaties? De praktijk leert dat het aantal metingen aan installaties steeds verder toeneemt. Het uitvoeren van geautomatiseerde metingen wordt met het voortschrijden van de techniek steeds goedkoper, waardoor het opnemen van opnemers en sensoren in een installatie en/of gebouw aantrekkelijker wordt. Maar, welke informatie is nuttig? En hoe kunnen betrouwbare meetresultaten worden verkregen? Om zeker te zijn dat de metingen die uitgevoerd worden hun uiteindelijke doel dienen is derhalve standaardisatie en uniformiteit gewenst.

Voor achtergronden van regeltechniek wordt verwezen naar ISSO-publicatie 94, regeltechniek voor klimaatinstallaties en warmtapwaterbereiding.

Een meting (toelichting: strikt dus waarneming) bestaat uit een meetpunt (met opnemer) en een meetmethode. Daarvoor wordt meetapparatuur gebruikt. Met de data die via metingen wordt verzameld kan door middel van een bepalingsmethode informatie worden verkregen. Soms zit de meetmethode/bepalingsmethode overigens al deels in de meetapparatuur. Bijvoorbeeld bij het meten van de volumestroom.

Voor het inregelen van zowel lucht als hydraulische systemen, wordt verwezen naar ISSO-publicaties 52 en 65 waar dit in detail is omschreven. Het inregelen is niet meer in ISSO-publicatie 31 opgenomen. ISSO-publicatie 31 sluit ook aan bij de publicatiereeks 'Duurzaam Beheer en Onderhoud', waaronder ISSOpublicatie 103, monitoren van Duurzaam Beheer en Onderhoud.

Het doel van deze publicatie is het overzichtelijk en gestructureerd aandragen van meetpunten, meetapparatuur en meet- en bepalingsmethoden voor klimaatinstallaties om zo betrouwbare meetresultaten met een vooraf bepaald doel te verkrijgen. Om overzicht te creĂŤren is de informatie geordend naar het doel waarmee gemeten wordt. Als doelstelling voor meten zijn de begrippen regelen/ besturen, beveiligen en beheren geĂŻntroduceerd. Deze publicatie kan worden gezien als een richtlijn voor het juist aanbrengen van meetapparatuur enhet juist uitvoeren van metingen voor het regelen, besturen, beveiligen en beheren van klimaatinstallaties in gebouwen.

ISSO-publicatie 31

15

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


ISSO-publicatie 31

16

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


2

METINGEN, MEETAPPARATUUR EN MEETMETHODEN

2.1 METEN EN OPBOUW PUBLICATIE Meten in strikte zin is het bepalen van de grootte of de omvang van iets aan de hand van waarneming en uitgedrukt in een getalswaarde of in een eenheid met een aangegeven dimensie.

verwezen naar tabellen voor de selectie van meetapparatuur (hoofdstuk 6) en de toe te passen meetmethode of bepalingsmethode (hoofdstuk 7). Hoofdstuk 8, beproeven, staat naast het regelen/ besturen, beveiligen en verkrijgen van data. Doelstelling van dit hoofdstuk is vaststellen of installaties of installatiecomponenten de gewenste prestaties waarmaken. De gewenste prestaties worden gedefinieerd als de specificaties waarop installatie(delen) of componenten geselecteerd zijn. In deze publicatie wordt geen kwaliteitsoordeel over deze prestaties gegeven.

In ruimere zin wordt onder meten niet alleen het vaststellen van de kwantiteit, maar ook van de kwaliteit van een variabele verstaan. Voor het meten van grootheden is het gebruik van de juiste meetapparatuur en kennis van meetmethoden noodzakelijk. Het is echter even belangrijk te weten hoe en waar wordt gemeten.

In hoofdstuk 9 wordt het werken met de publicatie verder verduidelijkt aan de hand van een voorbeeldinstallatie. In bijlage A wordt de nauwkeurigheid van meten aan de hand van de begrippen fout, onzekerheid en nauwkeurigheid toegelicht. Tot slot wordt in bijlage B verder ingegaan op het verwerken van data naar informatie. 2.2 DOEL VAN METINGEN Zoals in de inleiding genoemd wordt vanuit verschillende doelstellingen aan klimaatinstallaties gemeten. Een hiërarchische indeling van verschillende doelen waarvoor gemeten wordt draagt bij aan een heldere opzet van deze publicatie, zoals weergegeven op de modulebladen. Ten behoeve van deze doelen worden hier begrippen gedefinieerd en verduidelijkt.

Afb. 2.1 Meetvoorzieningen Een gemeten waarde is nooit exact gelijk aan de werkelijke waarde van de gemeten grootheid. Het is daarom belangrijk te weten wat er precies gemeten wordt en welke fouten bij een dergelijke meting gemaakt kunnen worden.

Het meten (waarnemen) kan handmatig of (deels) geautomatiseerd worden uitgevoerd. Hier vanuit is een hiërarchie gedefinieerd.

Voor deze publicatie is meten (het uitvoeren van een meting) opgebouwd uit drie onderdelen: 1. Het meetpunt: de positie in een systeem waar de meting verricht wordt; 2. De meetapparatuur: de apparatuur waarmee de meting wordt uitgevoerd; 3. De meetmethode: de wijze waarop de meetapparatuur wordt toegepast om een representatieve grootheid door meting te verkrijgen.

Deze hiërarchie bestaat uit meetpunten en meetmethoden voor de volgende doelen: Doel 1  Regelen: de meetmethoden en meetpunten verzamelen met de betreffende meetapparatuur informatie voor het geautomatiseerd regelen;  Besturen: de meetmethoden en meetpunten verzamelen met de betreffende meetapparatuur informatie voor het geautomatiseerd besturen.

Indien een grootheid wordt berekend uit meerdere metingen, bijvoorbeeld bij het monitoren van het energiegebruik, wordt gesproken van een bepalingsmethode.

Doel 2  Beveiligen: voor beveiligen wordt ook geautomatiseerde informatie verzameld met de betreffende meetmethode en meetapparatuur.

De meetpunten worden gepresenteerd in modulebladen opgesplitst naar verwarming, koeling en lucht aan de hand van modules zoals deze zijn opgenomen in ISSO-publicatie 44 (verwarming, hoofdstuk 3) en ISSO-publicatie 47 (koeling, hoofdstuk 4). De luchtmodules (hoofdstuk 5) zijn gebaseerd op ISSOpublicatie 43. In deze modulebladen wordt vervolgens

ISSO-publicatie 31

17

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


Doel 3  Monitoren: monitoren is hier gedefinieerd als het geautomatiseerd data verzamelen van de installatie om door middel van een bepalingsmethode informatie (voor het beheren) te verzamelen.

Hierbij wordt een onderscheidt gemaakt tussen:  Meetpunten die direct beïnvloed worden door de module, zoals de inblaastemperatuur bij een verwarmer in een luchtbehandelingssysteem of de watertemperatuur in een indirect gestookte boiler. Deze meetpunten worden secundaire meetpunten genoemd en worden weergegeven met een indices zoals TPs3 in afbeelding 2.2. Op dit punt wordt θs3 gemeten;  Daarnaast zijn er meetpunten die niet direct beïnvloed worden door de module, maar wel een rol kunnen spelen bij de regeling van de module. Voor punten binnen de gebouwschil wordt het indice 'i' voor intern gebruik, zoals TPi.

Monitoren kan verder worden onderverdeeld in:  Monitoren technisch functioneren (bewaken gedrag/geleverde prestaties);  Monitoren technische conditie (slijtage en vervuiling);  Monitoren energiegebruik en/of energetisch gedrag;  Monitoren diversen (informatie algemeen).

a b c d e g TPe θe

Monitoring betreft dus informatieverzameling voor het beheren en optimaliseren van de installatie (door verschillende actoren/doelgroepen).

abcde

TPi θ

i

-

Doel 4  Beproeven: beproeven betreft het protocolmatig verrichten van metingen (door deskundigen) aan een installatie om objectief vast te stellen of aan de specificaties wordt voldaan. Beproeven vindt over het algemeen plaats bij oplevering, bij gerede twijfels aan de prestaties van een installatiedeel of component of bij storingen. Met beproeven wordt getoetst of de prestaties voldoen aan de specificaties.

IV.

TP1

θ1

RA1 III.

PP2

III. abcde bde I. IV.

PP3

CP1 θ2

TP2

TPs3 +

De meetdoelen 1 tot en met 3 zijn op de afzonderlijke modulebladen opgenomen. Het betreft hier geautomatiseerde functies.

bdg a b c d e g TP3 I. IV. FP1 II.

Het vierde meetdoel, beproeven is niet op de modulebladen opgenomen. Bij beproeven is een meetprotocol of beproevingsprotocol van toepassing. De modulebladen zijn niet geschikt voor het weergeven van dit protocol. Daarnaast betreft beproeven regelmatig een installatiedeel of component. De demarcatie van een dergelijk deel of component komt niet noodzakelijkerwijs overeen met de begrenzing van een module.

g

θs3

qv2 θ3 abcdeg TP4 I. qv1

IRA1

qv5

IRA5

θ4

-

Afb. 2.2. Voorbeeld module Denk hierbij aan een ruimtetemperatuurmeting. Voor punten buiten de gebouwschil wordt het indice 'e' voor extern gebruik, zoals TPe. Hierbij wordt meestal naar een buitentemperatuurmeting verwezen.

2.3 MEETPUNT Een meetpunt is gedefiniteerd als een positie in een systeem waar gemeten wordt. In afbeelding2.2 wordt met TP1 bijvoorbeeld de aanvoertemperatuur θ1 uit het distributiesysteem gemeten. TP staat daar voor Temperatuur Punt. Hiermee wordt dus de locatie aangeduid en niet de wijze van meten of toe te passen meetapparatuur. Voor temperatuurmetingen kan op TP1 dus zowel een temperatuurtransmitter TT (een actieve temperatuuropnemer, zie hoofdstuk 6), temperatuuremitter TE (een passieve opnemer), of een temperatuurindicator TI (thermometer) worden toegepast.

In de hoofdstukken 3 tot en met 5 worden de meetpunten in de verschillende modules toegelicht in zogenoemde modulebladen. Per meetpunt zijn gekleurde vlakken opgenomen. Hierin zijn de lettercodes van verschillende toepassingen (zoals radiatoren en stralingspanelen) van de betreffende hydraulische schakeling vermeld. Deze letters en bijbehorende functie komen overeen met de codering in andere ISSO-publicaties.

Naast meetpunten die zich binnen de module bevinden worden ook meetpunten opgenomen die zich niet direct binnen de module bevinden maar die wel gebruikt worden voor de regeling van de module.

ISSO-publicatie 31

18

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


De kleurcode geeft aan welk doel (niveau) de meting voor die betreffende toepassing heeft.

De demarcatie tussen meetmethode en bepalingsmethode is in deze publicatie gelegd bij meetapparatuur waarmee een indirect bepaalde grootheid kan worden vastgelegd. Een voorbeeld is een volumestroommeter in een leidingsysteem die op basis van de hoeksnelheid van een rad de actuele volumestroom vastlegt. De manier om met een dergelijke volumestroommeter tot een meting te komen, wordt in deze publicatie een meetmethode genoemd.

Hierbij worden de volgende kleurcodes aangehouden: Blauw

Regelen/Besturen

Rood

Beveiligen

Groen

Monitoren

In de begeleidende tekst van een moduleblad wordt voor de verschillende doelen waarvoor gemeten wordt de meetmethode en meetapparatuur omschreven. Hierbij wordt verwezen naar de paragrafen waar de omschrijvingen van de betreffende meetapparatuur en meetmethode zijn opgenomen.

2.7 NAUWKEURIGHEID Grootheden kunnen nooit met absolute zekerheid worden bepaald als gevolg van bijvoorbeeld kleine verschillen in meetomstandigheden of de onzekerheid van de meetapparatuur zelf. Bij het meten aan grootheden worden de begrippen fout, onzekerheid en nauwkeurigheid gehanteerd. De fout is het verschil tussen de gemeten waarde en de werkelijke waarde. De onzekerheid karakteriseert de spreiding tussen de verschillende meetwaarden in een reeks metingen. Deze mate van spreiding, de onzekerheid, zegt echter nog niets over de nauwkeurigheid van een meting. De nauwkeurigheid is een maat voor de accuraatheid van een meting. Hoe kleiner de fout tussen de werkelijke en gemeten waarde, hoe hoger de nauwkeurigheid.

2.4 MEETAPPARATUUR In de modulebladen wordt steeds verwezen naar meetapparatuur waarmee de meting op het betreffende meetpunt wordt verricht. Gangbare apparatuur voor de meest voorkomende grootheden wordt in hoofdstuk 6 behandeld. Hierbij wordt een onderverdeling gemaakt naar watervoerende systemen en luchtsystemen. Voor deze meetapparatuur wordt de toepassing, nauwkeurigheid en eventuele opvallende kenmerken toegelicht.

Zo kan een grove schatting met een grote onzekerheid nauwkeuriger zijn dan een meting uitgevoerd met een precisie-meetinstrument dat niet geijkt is. In bijlage A worden de begrippen nauwkeurigheid, fout en onzekerheid nader toegelicht.

De in de modulebladen benoemde nauwkeurigheid per type meetinstrument geeft een indicatie van de meetnauwkeurigheid die met dit type instrument is te behalen. Voor specifieke apparaten wordt verwezen naar fabrikantspecificaties. 2.5 MEETMETHODE Voor de meetpunten wordt in de modulebladen steeds verwezen naar meetmethoden in hoofdstuk 7. Welke randvoorwaarden dienen gecreĂŤerd te worden om tot een goed uitgevoerde meting te komen? Met een meetmethode wordt in deze publicatie bedoeld: een manier inclusief randvoorwaarden om een vooraf vastgestelde fysische grootheid met een vooraf vastgelegd doel vast te stellen (waar te nemen) binnen een klimaatinstallatie. 2.6 BEPALINGSMETHODE In hoofdstuk 7 worden eveneens de bepalingsmethoden behandeld. In deze publicatie wordt met bepalingsmethode bedoeld: het bepalen van een grootheid op basis van fysische grootheden die door middel van een meetmethode zijn vastgelegd volgens een vastgestelde methode. Een voorbeeld hiervan is het bepalen van het overgedragen vermogen van een warmtewisselaar op basis van de fysische grootheden temperatuur en massastroom.

ISSO-publicatie 31

19

Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties


Issuu pub 31