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PROFECTRONICS
Schwerpunkt · Fluidik

Prüfstände für Wärmepumpen und Kältetechnik

Ein Prüfstand für Wärmepumpen misst ein Kennfeld: Heizleistung und Leistungszahl über Quellen- und Senkentemperatur, mit Abtauzyklen, Teillast und Dauerlauf. Profectronics baut die Anlage, die Quelle und Senke konditioniert, den Prüfling betreibt und das Ergebnis rückführbar protokolliert.

Aufgabe

Prüfaufgaben im Kennfeld

Der Prüfpunkt A2/W35 nach EN 14511 beschreibt das Verhalten bei −7 °C Quelle und 55 °C Vorlauf nicht. Er beschreibt auch den Betrieb mit Abtauung alle 12 min nicht. Der Prüfstand deckt deshalb den ganzen Einsatzbereich des Geräts ab.

HEIZLEISTUNG IN kW 0 4 8 12 16 W35 W45 W55 A−7 / W35 A2 / W35 A7 / W35 A−15 / W55 LEISTUNGSZAHL COP 0 2 4 6 W35 W45 W55 −20 −15 −7 0 2 7 12 20 QUELLENTEMPERATUR IN °C KURVENSCHAR Vorlauf 35 °C Vorlauf 45 °C Vorlauf 55 °C BETRIEBSPUNKTE PUNKT kW COP A−7 / W35 8,4 2,8 A2 / W35 10,2 3,7 A7 / W35 11,6 4,4 A−15 / W55 5,7 1,5 PRÜFBEDINGUNGEN Spreizung Senke 5,0 K Feuchte Quelle 87 % r. F. Beharrung ± 0,5 K Abtauung eingerechnet Beispielwerte zur Darstellung, keine Messwerte.
Abb. 1 · Heizleistung und COP über der Quellentemperatur, je Vorlauf 35, 45 und 55 °C, mit Betriebspunkten nach EN 14511. Beispielwerte zur Darstellung, keine Messwerte.
Konditionierung

Konditionierung von Quelle und Senke

Der Prüfstand ersetzt die Umgebung des Geräts. Er hält die Quelle auf Temperatur und nimmt die Wärme der Senke geregelt ab.

KreisMediumBereich (Auslegung)
Quelle Sole/WasserWasser-Glykol, Wasser−15 bis +40 °C
Quelle LuftKlimakammer, Temperatur und Feuchte geregelt−25 bis +55 °C
Senke HeizungHeizungswasserbis 80 °C
Volumenstrom je Kreisgeregelt0 bis 30 L/min
Regelabweichungstationär± 0,2 K

Luftbetrieb

Im Luftbetrieb bestimmt die Anströmung die Qualität des Kennfelds. Die konditionierte Luft strömt im geschlossenen Kreis über Verteilerbleche laminar durch die Kammer. Temperatur und Feuchte sind damit über die ganze Eintrittsfläche gleich. Eine Schieflage von 2 K über die Eintrittsfläche verfälscht das Kennfeld.

Kalorimeter für Wärmeübertrager

Visualisierung · Kalorimeter mit Messkammer

Für Wärmeübertrager baut Profectronics Kalorimeter: für Kondensatoren, Gaskühler, Kühler, Ladeluftkühler und Ölkühler. Die folgenden Werte gelten für das Kalorimeter und nicht für die Konditionierung der Wärmepumpe.

  • Luftvolumenstrom bis 8 000 m³/h
  • Regelabweichung stationär ± 0,1 K
ETHERNET · OPC UA · MODBUS TCPSPSUNDREGELUNGQUELLENKONDITIONIERUNGKLIMAKAMMER · −25 BIS +55 °CLÜFTERKÜHLENHEIZENFEUCHTESOLEKREIS · −15 BIS +40 °CPUMPETEMPERIERENMFV 111PRÜFLING · WÄRMEPUMPEKÄLTEKREISVERDICHTERVERDAMPFERVERFLÜSSIGER4-WEGE-VENTILEXPANSIONLUFTTI101SENKENKONDITIONIERUNGVORLAUF 35 / 45 / 55 °CNACHHEIZUNGMFV 301PUMPERÜCKKÜHLERTI202FI303Vorlauf, konditioniertRücklaufLuftstromKältekreis des PrüflingsBusMessstelle (TI Temperatur · FI Durchfluss)Auslegungswerte, keine Projektzusage. Die Quelle wird als Solekreis oder als Klimakammer gestellt; im Luftbetrieb bestimmt dieGleichförmigkeit der Anströmung die Qualität des Kennfelds. Welche Betriebspunkte gefahren werden, steht im Pflichtenheft.
Abb. 2 · Quellenkonditionierung als Solekreis oder Klimakammer (links), Prüfling mit Kältekreis (Mitte), Senkenkonditionierung (rechts). Türkis: durchströmter Vorlauf.
Normen

Normen und Rückführbarkeit

Profectronics legt die Prüfstände so aus, dass die folgenden Normen abbildbar sind. Das Pflichtenheft legt die Normpunkte fest.

  • EN 14511 Leistung und Leistungszahl
  • EN 14825 Teillast, Berechnung von SCOP und SEER
  • EN 16147 Warmwasser-Wärmepumpen
  • EN 305, 306, 1117, 1118 Wärmeübertrager, nach Bedarf

Zum Nachweis gehört die Messkette hinter dem Normzitat:

  • Messmittel kalibriert, mit Prüfmittelnummer und Kalibrierstand
  • Messkette dokumentiert
  • Protokoll mit Zeitstempel, nach einem Jahr nachvollziehbar
Kältemittel und Sicherheit

Kältemittel R290 und R744

Prüflinge arbeiten auch mit Propan (R290, Sicherheitsgruppe A3) oder mit CO₂ (R744). R290 ist brennbar, R744 arbeitet überkritisch. Zusätzlich legt Profectronics die Prüfstände für Kältemittel der Sicherheitsgruppen A1, A2 und A2L aus.

Die Warnlogik und die Störungslogik sind Teil der Anlage. Das notwendige Sicherheitsniveau (Performance Level, Zonen, Absaugleistung) folgt aus der Risikobeurteilung je Kältemittel und Aufstellort.

Auslegung

Auslegungsbereich

Die Tabelle nennt die Grenzen des Baukastens.

MerkmalWert (Auslegung)
PrüflingeSole/Wasser-, Wasser/Wasser- und Luft/Wasser-Wärmepumpen, Kältemaschinen, Warmwasser-Wärmepumpen
Senkebis 80 °C
QuelleSole −15 bis +40 °C, Luft −25 bis +55 °C
KreiseQuelle und Senke getrennt geregelt (Sole und Wasser)
KältemittelSicherheitsgruppen A1, A2, A2L und A3, einschließlich R290 und R744 (CO₂)
NormenEN 14511, EN 14825, EN 16147
Betrieb ohne Aufsichtbis 72 h
AusführungRahmen, Schaltschrank, als Option Container oder Klimakammer

Die Werte sind Auslegungsgrenzen und keine Zusage für ein bestimmtes Projekt. Das Pflichtenheft legt die Werte für Ihre Anlage vor der Bestellung der Hardware fest.

Weitere Schwerpunkte

Weitere Schwerpunkte und Anfrage

Für die Auslegung genügen 5 Angaben: Prüfling, Medium, Bereiche für Druck, Volumenstrom und Temperatur, Aufstellort und Termin. Ein Lastenheft hilft, ist aber keine Voraussetzung.