Messen in der Energieanwendung

0. Einführung.- 1. Grundlagen der rationellen Energiebedarfsdeckung.- 1.1 Energietechnische Grundlagen.- 1.1.1 Einige Grundbegriffe.- 1.1.2 Energetisches Betriebsverhalten von Anlagen im stationären Zustand.- 1.1.3 Energetisches Betriebsverhalten von Anlagen im instationären Zustand.- 1.1.4 Betriebstechnische Kenngrößen und Kennfelder.- 1.2 Schwerpunkte des betrieblichen Energieverbrauchs.- 1.3 Wege zur rationelleren Energieanwendung.- l.4 Möglichkeiten der Energiekostensenkung.- 2. Grundlagen des betrieblichen Messens.- 2.1 Von der Meßaufgabe zum Meßkonzept.- 2.2 Meßgröße und Meßort.- 2.3 Meßprinzip und Meßverfahren.- 2.4 Meßeinrichtung.- 2.4.1 Meßgrößenerfassung.- 2.4.2 Signalverarbeitung.- 2.4.3 Meßdaten-Ausgabe.- 2.5 Fehler beim Messen.- 2.5.1 Ursachen und Arten von Fehlern.- 2.5.2 Fehlergrenzen.- 2.5.3 Fehlerabschätzung.- 2.5.3.1 Behandlung systematischer Fehler.- 2.5.3.2 Behandlung zufälliger Fehler.- 2.5.4 Meßunsicherheit.- 2.6 Meßdatenauswertung.- 2.6.1 Bildung von Verhältniszahlen.- 2.6.2 Statistische Stichprobenanalyse.- 2.6.3 Statistische Korrelationen.- 2.6.4 Graphische Darstellungen und Analysen.- 3. Meßgeräte - Funktion - Anwendung - Preise.- 3.1 Elektrische Meßgrößen.- 3.1.1 Spannungs-, Strom- und Widerstandsmeßgeräte.- 3.1.2 Leistungsmeßgeräte, Meßkoffer und registrierende Meßgeräte.- 3.1.3 Zangenmeßgeräte.- 3.1.4 Elektrizitätszähier.- 3.1.5 Nebenwiderstände, Meßwandler und Meßumformer elektrischen Größen.- 3.1.6 Geräte Übersicht und Preistabelle.- 3.2 Druck.- 3.2.1 Einleitung.- 3.2.1.1 Definitionen und Begriffserklärungen.- 3.2.1.2 Einheiten.- 3.2.1.3 Anwendungsmöglichkeiten für Druck- und Differenzdruck - Messung.- 3.2.2 Wahl der Meßstelle.- 3.2.3 Meßgeräte.- 3.2.3.1 Flüssigkeitsmanometer.- 3.2.3.1.1 Vertikalrohrmanometer (U-Rohr-Manometer).- 3.2.3.1.2 Schrägrohrmanometer.- 3.2.3.2 Druckwaagen und Kolbendruckmesser.- 3.2.3.2.1 Ringwaage.- 3.2.3.2.2 Kolbendruckmesser.- 3.2.3.3 Federdruckmesser.- 3.2.3.4 Elektrische Druckmeßgeräte.- 3.2.3.5 Meßumformer.- 3.2.4 Geräteübersicht und Preistabelle.- 3.3 Temperaturmessung.- 3.3.1 Wärmedehnungsthermometer.- 3.3.1.1 Flüssigkeitsthermometer.- 3.3.1.2 Stabthermometer.- 3.3.1.3 Bimetallthermometer.- 3.3.2 Elektrische Thermometer.- 3.3.2.1 Meßausrüstungen für Betriebsmessungen.- 3.3.2.1.1 Temperaturfühler/Ausgleichsleitungen.- 3.3.2.1.1.1 Widerstandsfühler.- 3.3.2.1.1.2 Halbleiter Widerstandsthermometer (NTC-Widerstände).- 3.3.2.1.1.3 Thermoelemente/Ausgleichsleitungen.- 3.3.2.1.2 Schutzarmaturen für Thermoelemente und Widerstandsfühler.- 3.3.2.1.3 Meßverstärker/Linearisierer.- 3.3.2.2 Tragbare Meßgeräte.- 3.3.3 Strahlungspyrometer.- 3.3.4 Temperaturmeßfarben und -kreiden.- 3.3.5 Geräteübersicht und Preistabelle.- 3.4 Durchfluß und Strömung.- 3.4.1 Allgemeines zur Messung von Durchflüsse und Strömungen.- 3.4.2 Auswahlkriterien für Durchflußmeßgeräte.- 3.4.3 Meßverfahren zur Durchflußmessung.- 3.4.3.1 Volumetrische Meßverfahren.- 3.4.3.1.1 Unmittelbare Volumenzähler.- 3.4.3.1.2 Mittelbare Volumenzähler.- 3.4.3.1.2.1 Woltmanzähler.- 3.4.3.1.2.2 Flügelradzähler.- 3.4.3.2 Dynamische Meßverfahren.- 3.4.3.2.1 Das Wirkdruckverfahren (siehe DIN 1952).- 3.4.3.2.2 Durchflußmessung in offenen Gerinnen (Venturikanal).- 3.4.3.2.3 Schwebekörper-Durchflußmesser.- 3.4.3.2.4 Stauscheiben- und Prallplatten-Durchflußmeßgerät.- 3.4.3.2.5 Wirbel-Durchf lußmesser.- 3.4.3.2.6 Gyroskopische Messung.- 3.4.3.3 Thermische Verfahren.- 3.4.3.4 Berührungslose Verfahren.- 3.4.3.4.1 Induktive Durchflußmessung.- 3.4.3.4.2 Akustische Meßverfahren mit Ultraschall.- 3.4.3.4.3 Optische Verfahren.- 3.4.4 Messungen von Strömungen.- 3.4.4.1 Geräte zur Strömungsgeschwindigkeitsmessung.- 3.4.4.2 Bestimmung der mittleren Geschwindigkeit v über über den Rohrquerschnitt.- 3.4.5 Geräteübersicht und Preistabelle.- 3.5 Wärmemengen.- 3.5.1 Allgemeines.- 3.5.2 Theoretische Grundlagen.- 3.5.3 Meßtechnik.- 3.5.4 Gerätetechnik.- 3.5.4.1 Mechanische Wärmemengenrechner für Wasser.- 3.5.4.2 Elektrische Wärmemengenrechner für Wasser.- 3.5.4.3 Geräteauswahl.- 3.5.5 Geräteübersicht und Preise.- 3.6 Luftfeuchtigkeit.- 3.6.1 Grundlagen.- 3.6.2 Meßprinzipien der Feuchtemessung.- 3.6.3 Geräteübersicht und Preistabelle.- 3.7 Messung der Beleuchtungsstärke.- 3.8 Rauchgasmessungen.- 3.8.1 Einleitung.- 3.8.2 Meßgrößen in der Rauchgasanalyse.- 3.8.2.1 Rauchgastemperatur.- 3.8.2.2 Gasförmige Abgasbestandteile.- 3.8.2.2.1 CO2-Gehalt.- 3.8.2.2.2 CO-Gehalt.- 3.8.2.2.3 O2-Gehalt.- 3.8.2.2.4 SO2-Gehait.- 3.8.2.2.5 CO/NO2-Gehalt.- 3.8.2.2.6 Anorganische Fluor/Chlor-Verbindungen, H2S organische Verbindungen (Kohlenwasserstoffe…).- 3.8.2.3 Partikelförmige Emissionen (Staub, Ruß).- 3.8.3. Meßverfahren/Meßprinzipien.- 3.8.3.1 Meßprinzipien für gasförmige Emissionen.- 3.8.3.1.1 Chemische Verfahren.- 3.8.3.1.2 Photometrie-Prinzip.- 3.8.3.1.3 Chemilumineszenz-Prinzip.- 3.8.3.1.4 Flammenionisations-Meßprinzip (PID-Verfahren).- 3.8.3.1.5 Wärmetönungs-Prinzip.- 3.8.3.1.6 Elektrochemisches Prinzip.- 3.8.3.1.7 Ultraschall-Prinzip.- 3.8.3.1.8 Magnetische Prinzipien.- 3.8.3.1.9 Wärmeleit-Prinzip.- 3.8.3.2 Meßprinzipien für partikelförmige Emissionen.- 3.8.3.2.1 Filterpapiermethode.- 3.8.3.2.2 Photometrische Staubmessung.- 3.8.3.2.3 Streulicht-Messung.- 3.8.3.2.4 ?-Strahlungsabsorption.- 3.8.4 Geräteübersicht.- 3.8.4.1 Handmeßgeräte oder transportable Meßgeräte.- 3.8.4.2 Meßgeräte für Schornsteinfeger.- 3.8.4.3 Kontinuierlich arbeitende Meßeinrichtungen für den stationären Betrieb.- 3.8.5 Durchführung der Messungen.- 3.8.5.1 Meßverfahren bzw. Meßgerät.- 3.8.5.2 Probenahme und Probegasaufbereitung.- 3.8.5.3 Handhabung des Meßgerätes.- 3.8.5.4 Auswertung der Messung.- 3.8.6 Geräteübersicht und Preistabelle.- 4. Registriergeräte - Funktion - Anwendung- Preise.- 4.1 Einführung.- 4.2 Analoge Signalkette.- 4.3 Digitale Signalkette.- 4.3.1 Meßwerterfassung und Konvertierung.- 4.3.2 Speicherung.- 4.3.3 Schnittstellen.- 4.3.4 Bus-Schnittstellen.- 4.3.5 Ein-/Ausgänge.- 5. Beispiele für praktische Durchführung von Meßaufgaben.- 5.1 Analyse des gesamtbetrieblichen elektrische Energieverbrauchs und Lastganges am Beispieleines Krankenhauses.- 5.1.1 Einführung.- 5.1.2 Planung der Messungen.- 5.1.3 Durchführung der Messungen.- 5.1.4 Auswertung der Messungen.- 5.1.5 Schlußfolgerungen.- 5.2 Thermische Betriebsverhalten von Spritzgußmaschinen.- 5.2.1 Beschreibung der untersuchten Maschinen.- 5.2.2 Beschreibung der Messung an einer Maschine.- 5.2.3 Meßergebnisse.- 5.3 Auslastung von Werkzeugmaschinenantrieben.- 5.3.1 Einführung.- 5.3.2 Durchführung der Messungen.- 5.3.3 Auswahl der Meßgrößen und Meßgeräte 198 5.3.4 Ergebnisse.- 5.3.5 Zu ergreifende Maßnahmen.- 5.4 Analyse der Betriebsweise eines Heizungssystems mit Wärmepumpe.- 5.4.1 Einleitung.- 5.4.2 Anlagenbeschreibung.- 5.4.3 Durchführung der Messungen.- 5.4.4 Auswertung der Messungen/Schlußfolgerungen.- 5.4.5 Zusammenfassung.- 5.5 Einfluß der Werkstückanordnung auf den Energieverbrauch einer Bügelsäge.- 5.5.1 Aufgabenstellung, Durchführung der Messung.- 5.5.2 Ergebnisse.- 5.5.3 Schlußfolgerungen.- 5.6 Senken der Trockenlufttemperatur und Wärmerückgewinnung bei einem dampf beheizten Wäschetrockner.- 5.6.1 Anlagenbeschreibung.- 5.6.2 Messungen zur Reduktion der Trockenlufttemperatur.- 5.6.3 Wärmerückgewinnung.- 5.6.4 Schlußfolgerungen.- 5.7 Energiebilanz eines gasbeheizten Industrieofens.- 5.7.1 Allgemeines.- 5.7.2 Ermittlung der einzelnen Bilanzposten.- 5.7.2.1 Zugeführte Energie.- 5.7.2.2 Rauchgasverluste.- 5.7.2.3 Wärmerückgewinnung im Rekuperator.- 5.7.2.4 Fortluftverluste.- 5.7.2.5 Oberflächenverluste.- 5.7.2.6 Darstellung der Energiebilanz, Restglied.- 5.7.3 Schlußfolgerungen.- 5.8 Vergleichende Energieverbrauchsanalyse zweier Kurbelwellen-Fertigungslinien.- 5.8.1 Beschreibung der Fertigungsanlagen.- 5.8.2 Meßtechnik.- 5.8.3 Meßergebnisse und Kennwerte.- 5.8.4 Einfluß betrieblicher Gegebenheiten auf den Energieverbrauch.- 5.8.4.1 Die Art des Rohlings.- 5.8.4.2 Wahl der Zerspanungsart.- 5.8.4.3 Einsatz von Schlupfkupplungen zur Drehzahlregelung.- 5.8.4.4 Einfluß der öltemperatur auf die Hydraulikpumpenantriebe.- 5.8.4.5 Einfluß der Werkzeugstumpfung auf den Energiebedarf.- 5.8.5 Schlußbetrachtung.- 5.9 Einflüsse von dem Stromverbrauch einer gewerblichen Waschmaschine.- 5.10 Abhängigkeit des Ölverbrauchs einer Wäscherei von ihrer Auslastung.- 6. Anhang.- 6.1 Schutzarten nach DIN 40050.- 6.2 Skalensymbole für Meßgeräte.- 6.3 Schaltbilder für Leistungsmeßgeräte und Zähler.- 7. Sachverzeichnis.