Bestehende Messmethoden für die Realgas-Durchflusskalibrierung von verschiedensten Gasen, wie z.B. Wasserstoff, arbeiten oft in einem offenen System mit Flascheneinspeisung der Gase. Dies führt zu hohen Emissionen, exorbitanten Betriebskosten und Durchfluss bzw. Druck sind stark begrenzt. Umrechnungen von Luft als Betriebsmedium auf andere Gase oder Umrechnungen von Druckverhältnissen führen zu verschlechterten Messgenauigkeiten.

Closed Loop Design

Die Medienführung der Realgase erfolgt mittels hermetisch abgedichtetem Gebläse in einem geschlossenen Kreislauf. Eine Temperaturkonditionierung kompensiert die durch das Gebläse eingebrachte Wärme in das System. Diese Konstruktionsweise ermöglicht es, dass es keine fortlaufende Emission der Gasmedien in die Atmosphäre gibt. Neben den ökologischen und ökonomischen Vorteilen sind dadurch auch höhere Durchflüsse und höhere Drücke bei der Durchflusskalibrierung realisierbar. Der EP Realgas Loop kann laut dem Unternehmen Durchflüsse bis 250 m³/h bei Druckbedingungen von bis zu 16 bar realisieren. Ein weiterer Vorteil: Lange Messzeiten können ohne größeren Einsatz von Gasmedium durchgeführt werden.

Blick in den EP Realgas Loop in Containerbauweise (© EP Ehrler)

Präzise Messgenauigkeit

Bei einem Durchflussbereich von (0,01) 0,1…250 m³/h und Drücken bis 16 bar erreicht der EP Realgas Loop eine Messunsicherheit von 0,2 – 0,3 %. Das System ist mit drei verschiedene hochpräzisen Referenzgaszähler ausgestattet, die mittels Bootstrap-Verfahren für große Durchflüsse kalibriert wurden. Die Kalibrierung der kleinen Durchflüsse erfolgt mittels Staffelverfahren mit kritischen Düsen.

Stromaufwärts installierte verschiedenste Checkmeter (Ultraschall, Wirkdruck, etc.) führen kontinuierlich Redundanzmessungen des Volumenstroms durch, so dass Drifts oder Abweichungen frühzeitig erkannt werden. Dies sichert die Langzeitstabilität der Messgenauigkeit. Zur selbstständigen und anlagenintegrierten Rückführung auf staatliche Primärnormale kann der Einbau einer PTB-Düsenstaffel erfolgen. Die Prozedur wurde im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig umgesetzt – ein Alleinstellungsmerkmal der Anlage.

Prüflingsstrecken

Es gibt zwei parallele Prüflingsstrecken, die nacheinander vermessen werden können. Mit Hilfe von Adaptern ist die Durchflusskalibrierung unterschiedlichster Geräte möglich, z.B. Gaszähler (Ultraschall, Turbinenrad, etc.), Laminar Flow Elemente, kritische Düsen, etc.

Bild 2: Vereinfachte Darstellung Prüfstandskonzept EP Realgas Loop (© EP Ehrler)

ATEX-Konzept – Containerbauweise

Bei der Durchflusskalibrierung von Realgasen ist ein umfassendes ATEX-Sicherheitskonzept von Nöten, da hier in der Regel mit brennbaren Gasen gearbeitet wird. Aus der Not wurde beim EP Realgas Loop eine Tugend, indem der komplette Prüfstand in Containerbauweise konstruiert wurde.

Der Ex-Bereich ist mit entsprechender Elektronik und Sensorik ausgestattet, hat aber durch die Containerbauweise zusätzlich noch eine räumliche Trennung zum bestehenden Gebäude. Darüber hinaus ist dies eine kostengünstige Lösung, die mit wenig Aufwand transportfähig ist.

Merkmale und Vorteile

Mit dem EP Realgas Loop ist ein Durchfluss-Kalibriersystem für technische und brennbare Gase für einen Durchflussbereich von (0,01) 0,1…250 m³/h verfügbar. Durch das Closed Loop Design sind lange Messzeiten und hohe Drücke bis 16 bar möglich, wobei der Betrieb gleichzeitig ressourcen- und kostenschonend ist. Das System ist langzeitstabil und ermöglicht Messunsicherheiten von bis zu 0,2 %.

Checkmeter zur Redundanzüberwachung, genaue Durchflusseinstellung über Drehzahl- und Inline-Bypass-Regelung sowie ein Wärmetauscher für konstante Medientemperatur sind Prüfstandsmerkmale, die gute Messgenauigkeit ermöglichen. Weitere Merkmale sind die weit geringeren Umweltemissionen gegenüber offenen Systemen und das Abdecken des gesamten Bereichs kleiner Gas-Verteilnetze. Gerade hier ist die Anlage als Erweiterung zu bestehenden Kalibriereinrichtungen für Transportnetz-Gaszähler zu sehen.

EP Realgas Loop bei Ehrler Prüftechnik

Der EP Realgas Loop wird aktuell bei EP Ehrler Prüftechnik in Betrieb genommen und soll ab Jahresende 2024 für Kundenmessungen zur Verfügung stehen. Dann können Sie Durchflusskalibrierungen mit verschiedensten Gasen von (0,01) 0,1…250 m³/h unter Druckbedingungen bis 16 bar dort durchführen lassen.