Ultraschallsensoren überwachen R290-Wärmepumpen
Allengra kombiniert die Erkennung von Gasblasen mit der Messung von Volumenstrom und Temperaturen in Wärmepumpensystemen.
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Allengra kombiniert die Erkennung von Gasblasen mit der Messung von Volumenstrom und Temperaturen in Wärmepumpensystemen.
Allengra stellt auf der Interclima 2026 eine modulare Ultraschallsensorlösung für Wärmepumpen mit dem Kältemittel R290 vor. Die Alsonic-Sensoren sollen mögliche Übertritte von Propan aus dem Kältekreislauf in den Heizkreis erkennen und zugleich die übertragene Wärme- und Kältemenge bestimmen. Weitere Funktionen dienen der Überwachung von Gasabscheidern, Wärmetauschern und Frostschutzmitteln.
R290 hat ein geringes Treibhauspotenzial, ist jedoch hochentzündlich. Bei einem Defekt des Wärmetauschers könnte das Kältemittel in den Heizkreis gelangen. Die von Allengra entwickelte Lösung kombiniert Ultraschallsensoren mit einem externen Differenzmessmodul und bindet die Messwerte in die Anlagensteuerung ein.
Für die Leckageerkennung werden zwei Sensoren vor und nach dem Wärmetauscher installiert. Sie erfassen im Heizmedium enthaltene Gasblasen und vergleichen die Messwerte. Treten Gasblasen ausschließlich hinter dem Wärmetauscher auf der Sekundärseite auf, wertet das System dies als Hinweis auf eine mögliche interne Leckage.
Sind dagegen vor und nach dem Wärmetauscher vergleichbare Signale vorhanden, spricht dies eher für bereits eingetragene Luft. Auf diese Weise soll das System zwischen Luft im Heizkreis und einem möglichen Übertritt von Kältemittel unterscheiden können. Die kontinuierliche Messung ermöglicht es laut Unternehmen außerdem, die eingetragene Gasmenge abzuschätzen.
Bei einem Leckageverdacht kann die Anlagensteuerung automatisch reagieren und die Wärmepumpe abschalten. Wie die Messwerte bewertet und welche Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst werden, lässt sich über die Einbindung in die jeweilige Wärmepumpensteuerung festlegen.
Neben der Gasblasenerkennung übernimmt der Alsonic-Ultraschallsensor die Wärmemengenmessung. Das vorkalibrierte Gerät erfasst den Volumenstrom sowie die Vor- und Rücklauftemperatur. Dafür werden nach Angaben des Herstellers lediglich eine hydraulische und eine elektronische Schnittstelle benötigt.
Für die Temperaturmessung verwendet Allengra gepaart kalibrierte PT1000-Sensoren. Die Genauigkeit der ermittelten Temperaturdifferenz gibt das Unternehmen mit ±0,3 K an. Die Durchflussgenauigkeit liegt laut Hersteller bei ±2 %. Bei einer Temperaturdifferenz von 10 K ergibt sich daraus eine Genauigkeit der Wärmemengenmessung von etwa ±5 %.
Die integrierte Elektronik berechnet die übertragene Wärme- und Kältemenge getrennt nach dem jeweiligen Betriebsmodus. Anschließend werden die Werte über eine Busverbindung an die Steuerung der Wärmepumpe übertragen.
Die Sensorplattform kann zusätzliche Betriebszustände überwachen. Sensoren vor und nach einem Gasabscheider erfassen, wie viele Blasen das Bauteil aus dem Heizmedium entfernt. Verbleiben Gasblasen im System, kann die Steuerung die Pumpenleistung anpassen oder einen Wartungshinweis ausgeben.
Eine Differenzdruckmessung soll zunehmende Ablagerungen am Wärmetauscher erkennen. Die Daten können damit als Hinweis für eine vorbeugende Wartung dienen. Darüber hinaus lässt sich nach Angaben des Unternehmens mithilfe der Ultraschallmessung die Glykolkonzentration im Heizmedium bestimmen und daraus der Gefrierpunkt überwachen.
Da der Ultraschallsensor ohne bewegliche Komponenten arbeitet und mehrere Messaufgaben in einem Gerät zusammenfasst, sollen sich Teilezahl, Verkabelung und Integrationsaufwand verringern, heißt es von Allengra.
Für Versuche und die Einbindung der Messfunktionen in Wärmepumpenplattformen bietet Allengra ein R290 Safety Development Kit an. Es verbindet die Sensorik mit der Datenerfassung und Auswertung. Das System umfasst Funktionen zur Leckageerkennung, Wärmemengenmessung, Überwachung von Gasabscheidern und Pumpen sowie zur Differenzdruck- und Glykolmessung.
Das Unternehmen präsentiert die Sensorlösung vom 28. September bis 1. Oktober 2026 auf der Interclima in Paris Porte de Versailles in Halle 7.3, Stand B059. (pl)
