WATERFLUX 3000 Technisches Datenblatt Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät / Wasserzähler Entwickelt und hergestellt für die Wasser- und Abwasserindustrie Alle relevante Zulassungen für Trinkwasser Langzeitstabilität und -lebensdauer KROHNE
INHALT WATERFLUX 1 Produkteigenschaften 3 1.1 Der batteriebetriebene Wasserzähler... 3 1.2 Optionen... 5 1.3 Messprinzip... 7 2 Technische Daten 8 2.1 Technische Daten... 8 2.2 Abmessungen und Gewichte... 12 2.3 Messgenauigkeit... 14 2.4 Vakuumbeständigkeit... 15 3 Installation 16 3.1 Hinweise zur Installation... 16 3.2 Ein- und Auslaufstrecke... 16 3.3 Einbaulage... 16 3.4 Flanschversatz... 17 3.5 T-Stück... 17 3.6 Schwingungen... 17 3.7 Magnetfeld... 18 3.8 Krümmer... 18 3.9 Freier Auslauf... 19 3.10 Regelventil... 19 3.11 Entlüftung... 19 3.12 Pumpe... 20 4 Elektrische Anschlüsse 21 4.1 Sicherheitshinweise... 21 4.2 Erdung... 21 4.3 Anschluss der Signalleitung... 22 5 Notizen 23 2
WATERFLUX PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 1.1 Der batteriebetriebene Wasserzähler Die einzigartige Bauart des Durchfluss-Messwertaufnehmers mit rechteckigem Querschnitt ermöglicht es, die Magnetfelderregung wesentlich zu reduzieren. Die Spulen sind so angeordnet, dass ein starkes, gleichmäßiges Magnetfeld erzeugt wird. Die Messung ist daher unabhängig vom Strömungsprofil und darüber hinaus sehr stabil. Auf diese Weise wird eine optimale Leistung bei niedrigem Durchfluss gewährleistet, außerdem sind nur sehr kurze Einund Auslaufstrecken erforderlich. Die Rilsan -Auskleidung des Durchfluss-Messwertaufnehmers ist hochwiderstandsfähig gegen Druck oder Vakuum sowie gegen Korrosion und Alterung. Die Beschichtung ist in der Wasserindustrie weit verbreitet und eignet sich für den Einsatz in Trinkwasseranwendungen nach ACS, DVGW, KTW, NSF und WRc. Das optionale Datenlogger- und GSM-Modul ermöglicht das Fernablesen und die kabellose Fernübertragung der Messdaten und Statusinformationen. 3
1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN WATERFLUX Highlights Batteriebetriebener, autonomer Wasserzähler; Batterielebensdauer bis 15 Jahre Herausragende Leistung bei niedrigen Durchflüssen und bei einem breiten Durchflussbereich Einfache Installation, kurze Ein- und Auslaufstrecken, keine Filter und bidirektionale Durchflussmessung Unterirdisch installierbar (IP68); der Einbau in Kammern ist nicht erforderlich Wartungsfreier Betrieb, keine beweglichen Teile, kein Verschleiß und keine Ablagerungen Optionales batteriebetriebenes Datenlogger- und GSM-Modul zur Fernübertragung der Messwerte Branchen Wasserentnahme Trinkwasserverteilung Bewässerungssysteme Anwendungen Rohwasser, Trinkwasser, Bewässerungswasser etc. Brunnenkammern Wassermengenzählung für eine genaue Abrechnung Überwachung von Versorgungsnetzen Pipeline-Leckageerkennung Messung des Wasserverbrauchs 4
WATERFLUX PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 1.2 Optionen Aufbau Das Messrohr des Messwertaufnehmers zeichnet sich durch eine spezifische Form aus, die aus einer Kombination aus rundem und rechteckigem Querschnitt besteht. Die Ausführung mit Querschnitt ohne Einbauten (ohne interne oder bewegliche Teile) und ein homogenes Magnetfeld liefern zuverlässige Messungen, die weitestgehend unabhängig vom Strömungsprofil sind. Außerdem ermöglicht diese Bauart die bidirektionale Durchflussmessung. Ein weiteres Plus: die Präzision der Messergebnisse wird durch die hohe Abtastrate optimiert. Der Stromverbrauch ist minimal, was beispielsweise während des Nachtbetriebs ein unverzichtbarer Vorteil ist. Darüber hinaus sind die erforderlichen Ein- und Auslaufstrecken extrem kurz. Die Auskleidung des Messrohres besteht aus Rilsan oder Hartgummi und ist sowohl korrosions-, alterungs- wie auch abrasionsbeständig. Dieser Wasserzähler entspricht somit allen gängigen Trinkwasserzulassungen. Die Oberfläche und die Form des Messrohrs reduzieren die Ablagerung von Mineralien auf ein Minimum, was eine beispielhafte Messqualität gewährleistet und das auch langfristig. Design und Leistung Magnetisch-induktive Wasserzähler haben im Vergleich zu mechanischen Wasserzählern viele entscheidende Vorzüge: exzellente Langzeitstabilität, höchste Applikationssicherheit, keine Wartung um nur einige zu nennen. Diese Messgeräte liefern daher jahrelang präzise und zuverlässige Messungen. Der Wasserzähler verfügt bereits werkseitig über umfangreiche Diagnosefunktionen, die eine kontinuierliche Eigenüberwachung entsprechend den gültigen Standards wie OIML R-49, EN 14154, ISO 4064 und MI-001 ermöglichen; der Betrieb des Messumformers sowie die Funktionsweise der Messwertaufnehmer- Elektroden und der Elektronik werden ebenfalls ständig überwacht. Funktionsstörungen und Unregelmäßigkeiten werden erkannt und sofort auf der kontrastreichen, hoch auflösenden Anzeige dargestellt. 5
1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN WATERFLUX Kommunikation Großwasserzähler werden an Orten wie Fernschächten, Tiefbrunnen- Anschlusskammern und öffentlichen Trinkwassernetzen installiert. Die Möglichkeit, die gemessenen Resultate vor Ort abzulesen, ist zwar Standard, entspricht jedoch nicht immer den tatsächlichen Bedürfnissen des Anwenders bzw. des Betreibers. Aus diesem Grund steht für das Messgerät ein optionales, hochmodernes Datenlogger- und GSM-Modem zur Verfügung. Wasserzähler oder Durchflussmessgerät Das batteriebetriebene Gerät ist die ideale Lösung für Standorte ohne (elektrische) Infrastruktur. In diesem Fall dient es als Großwasserzähler, der die großen Mengen des durchfließenden Wassers erfasst. Dank seines modularen Aufbaus kann der Messwertaufnehmer mit den renommierten strombetriebenen Messumformern IFC 100 oder IFC 300 kombiniert werden, um ihn in ein Durchflussmessgerät mit allen seinen typischen Eigenschaften, Funktionen, Vorteilen und Vorzügen zu verwandeln. 6
WATERFLUX PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 1.3 Messprinzip Eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit fließt in einem elektrisch isolierten Messrohr durch ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wird von einem Strom erzeugt, der durch ein Feldspulenpaar fließt. In der Flüssigkeit wird eine Spannung U induziert: U = v * k * B * D Wobei: v = Durchflussgeschwindigkeit k = geometrischer Korrekturfaktor B = magnetische Feldstärke D = Innendurchmesser des Durchflussmessgeräts Die Signalspannung U wird von Elektroden aufgenommen und verhält sich proportional zur mittleren Fließgeschwindigkeit v und folglich zum Durchfluss q. Die Signalspannung ist relativ gering (normalerweise 1 mv bei v = 3 m/s / 10 ft/s und Feldspulenleistung von 1 W). Zum Schluss wird ein Signalumformer verwendet, um die Signalspannung zu verstärken, zu filtern (getrennt vom Rauschen) und sie in Signale zur Durchflusszählung, Aufzeichnung und Ausgangsverarbeitung umzuwandeln. 1 Spannung (induzierte Spannung proportional zu Durchflussgeschwindigkeit) 2 Elektroden 3 Magnetfeld 4 Erregerspule 7
2 TECHNISCHE DATEN WATERFLUX 2.1 Technische Daten Die nachfolgenden Daten berücksichtigen allgemeingültige Applikationen. Wenn Sie Daten benötigen, die Ihre spezifische Anwendung betreffen, wenden Sie sich bitte an uns oder Ihren lokalen Vertreter. Zusätzliche Informationen (Zertifikate, Arbeitsmittel, Software,...) und die komplette Dokumentation zum Produkt können Sie kostenlos von der Internetseite (Downloadcenter) herunterladen. Messsystem Messprinzip Anwendungsbereich Messgröße Primäre Messgröße Sekundäre Messgröße Faradaysches Induktionsgesetz Elektrisch leitende Flüssigkeiten Durchflussgeschwindigkeit Volumendurchfluss, Massedurchfluss, elektrische Leitfähigkeit, Spulentemperatur Design Produkteigenschaften Vollverschweißter, wartungsfreier Messwertaufnehmer Standardmäßige Nass-Kalibrierung Modularer Aufbau Das Messsystem besteht aus einem Durchfluss-Messwertaufnehmer und einem Messumformer. Es steht als kompakte und als getrennte Ausführung zur Verfügung. Ausführlichere Informationen über den Messumformer finden Sie in der Dokumentation des Messumformers. Kompakte Ausführung Mit IFC 100 Messumformer: WATERFLUX 3100 C Mit IFC 070 Messumformer: WATERFLUX 3070 C Mit IFC 300 Messumformer: WATERFLUX 3300 C Getrennte Ausführung Wand-Ausführung (W) mit IFC 100 Messumformer: WATERFLUX 3100 W Feld-Ausführung (F) mit IFC 070 Messumformer: WATERFLUX 3070 F Feld (F)-, Wand (W)- oder Einschub (R)-Ausführung mit IFC 300 Messumformer: WATERFLUX 3300 F, W oder R Nennweite DN25...600 / 1...24" Messbereich In Rohrleitung: -9...9 m/s / -30...30 ft/s In Messwertaufnehmer: -18...18 m/s / -59...59 ft/s Messgenauigkeit Referenzbedingungen Maximale Messabweichung Medium: Wasser Temperatur: 20 C / 68 F Einlaufstrecke: 5 DN Betriebsdruck: 1 bar / 14,5 psi Detaillierte Informationen über die Messgenauigkeit finden Sie im Kapitel "Messgenauigkeit". 8
WATERFLUX TECHNISCHE DATEN 2 Betriebsbedingungen Temperatur Prozesstemperatur Umgebungstemperatur Lagertemperatur Druck Umgebung Nenndruck Flansch DIN (EN 1092-1) ISO Eintauchlänge ASME B16.5 Vakuumbeständigkeit Stoffdaten Aggregatszustand Rilsan-Auskleidung: -5...+70 C / +23...+158 F Hartgummi-Auskleidung: -5...+80 C / +23...+176 F -40 +65 C / -40 +149 F -50 +70 C / -58 +158 F Atmosphäre bis zu PN16 PN10 für DN200...600 PN16 für DN25...150 Standard DN25...200 / ASME 1...8" DN300 / ASME 12" DN400...600 / ASME 16...24" Option DN250 / ASME 10" DN350 / ASME 14" 150 lbs RF für ASME1...24" Informationen zu den Druckgrenzen je nach Auskleidungswerkstoff finden Sie im Kapitel "Vakuumbeständigkeit". Flüssigkeiten Elektrische Leitfähigkeit 20 μs/cm Empfohlene In Rohrleitung: -9...9 m/s / -30...30 ft/s Durchflussgeschwindigkeit In Messwertaufnehmer: -18...18 m/s / -59...59 ft/s Weitere Bedingungen Schutzart nach IEC 529 / Standard EN 60529 IP 66/67 (NEMA 4/4X/6) Option IP 68 Feld (NEMA 6P) Schwingungsfestigkeit IEC 68-2-3 IP 68 Fabrik (NEMA 6P) IP 68 ist nur mit Anschlussdose aus Edelstahl erhältlich 9
2 TECHNISCHE DATEN WATERFLUX Einbaubedingungen Einbau Einlaufstrecke Auslaufstrecke Abmessungen und Gewichte Detaillierte Informationen finden Sie im Kapitel "Einbau". 3DN 1DN Detaillierte Informationen finden Sie im Kapitel "Abmessungen und Gewichte". Werkstoffe Messwertaufnehmergehäuse Messrohr Flansche Auskleidung Anschlussdose (nur getrennte Ausführungen) Stahlblech, polyurethan-beschichtet Nicht-magnetische Legierung Standard: Stahl 1.0460 / 1.0038 (RSt37-2) DN50...300: Rilsan DN350...600: Hartgummi Standard: Aluminium-Druckguss (Polyurethan-beschichtet) Option: Edelstahl Messelektroden Edelstahl 1.4301 / AISI 304 Andere Werkstoffe auf Anfrage. Erdungselektrode Edelstahl 1.4301 / AISI 304 Andere Werkstoffe auf Anfrage. Prozessanschlüsse DIN ASME JIS Elektrische Anschlüsse Elektrische Anschlüsse E/A (Eingänge/Ausgänge) DN25...600 in PN10...16 1...24" in 150 lbs DN25...600 in JIS 10 K Informationen über die verfügbaren Kombinationen von Flansch- Nenndrücken und Nennweiten finden Sie im Kapitel "Abmessungen und Gewichte". Ausführliche Informationen einschließlich Spannungsversorgung, Stromverbrauch etc. finden Sie in den technischen Daten für den jeweiligen Messumformer. Ausführliche Informationen über die E/A-Optionen einschließlich Datenströme und Protokolle finden Sie in den technischen Daten für den jeweiligen Messumformer. 10
WATERFLUX TECHNISCHE DATEN 2 Zulassungen und Zertifizierungen CE-Kennzeichen Explosionsgefährdete Bereiche Nicht-Ex ATEX Dieses Messgerät erfüllt die gesetzlichen Anforderungen der EG- Richtlinien. Der Hersteller bescheinigt die erfolgreiche Prüfung durch das Anbringen des CE-Kennzeichens. Standard nicht vorhanden Weitere Richtlinien und Zulassungen Elektromagnetische Richtlinie: 89/336/EWG Verträglichkeit Harmonisierter Standard: EN 61326-1 : 2006 Niederspannungsrichtlinie Richtlinie: 2006/95/EC Harmonisierter Standard: EN 61010 : 2001 Druckgeräterichtlinie Richtlinie: 97/23/EG Kategorie I, II oder SEP Flüssigkeitsgruppe 1 Fertigungsmodul H Trinkwasserzulassung ACS, DVGW, KTW, NSF, WRc in Vorbereitung Eichpflichtiger Verkehr Standard: ohne Europa: MI-001 in Vorbereitung Weltweit: OIML R-49 in Vorbereitung 11
2 TECHNISCHE DATEN WATERFLUX 2.2 Abmessungen und Gewichte Kompakte Ausführung a = 170 mm / 6,7" b = 122 mm / 4,8" c = 140 mm / 5,5" Gesamthöhe = H + a Getrennte Ausführung, Messwertaufnehmer a = 77 mm / 3,1" b = 139 mm / 5,5" c = 106 mm / 4,2" Gesamthöhe = H + a 12
WATERFLUX TECHNISCHE DATEN 2 Abmessungen und Gewichte [metrisch] Flansche gemäß EN 1092-1 Abmessungen [mm] Ca. Gewicht [kg] DN PN L H W 25 16 200 140 115 5 50 16 200 186 165 13 65 16 200 200 185 11 80 16 200 209 200 17 100 16 250 237 220 17 125 16 250 266 250 21 150 16 300 300 285 29 200 10 350 361 340 36 250 10 400 408 395 50 300 10 500 458 445 60 350 10 500 510 505 80 400 10 600 568 565 103 450 10 600 618 615 113 500 10 600 671 670 132 600 10 600 781 780 167 Abmessungen und Gewichte [englisches Maßsystem] Flansche gemäß ASME B16.5 Abmessungen für 150-lbs-Flansche [Zoll] Ca. Gewicht [lbs] DN PN L H W 1 150 5,91 5,39 4,25 18 2 150 7,87 7,05 5,98 34 3 150 7,87 8,03 7,50 42 4 150 9,84 9,49 9,00 56 5 150 9,84 10,55 10,00 65 6 150 11,81 11,69 11,00 80 8 150 13,78 14,25 13,50 100 10 150 15,75 16,30 16,00 148 12 150 19,69 18,78 19,00 212 14 150 27,56 20,67 21,00 289 16 150 31,50 22,95 23,50 369 18 150 31,50 24,72 25,00 415 20 150 31,50 26,97 27,50 497 24 150 31,50 31,38 32,00 680 13
2 TECHNISCHE DATEN WATERFLUX 2.3 Messgenauigkeit Abbildung 2-1: X [m/s]: Durchflussgeschwindigkeit Y [%]: Abweichung vom tatsächlichen Messwert (MW) 1 mit IFC 300 Messumformer 2 mit IFC 070 Messumformer 3 mit IFC 100 Messumformer 14
WATERFLUX TECHNISCHE DATEN 2 2.4 Vakuumbeständigkeit Durchmesser Mindestbetriebsdruck (absolut) in mbar (abs) bei Prozesstemperatur [mm] 20ºC 40ºC 60ºC 80ºC Rilsan DN25...300 0 0 0 0 Hartgummi DN350...600 500 500 600 600 Durchmesser Mindestbetriebsdruck (absolut) in psia bei Prozesstemperatur [Zoll] 68ºF 104ºF 140ºF 176ºF Rilsan 1...12" 0 0 0 0 Hartgummi 14...24" 7,3 7,3 8,7 8,7 15
3 INSTALLATION WATERFLUX 3.1 Hinweise zur Installation Prüfen Sie die Verpackungen sorgfältig auf Schäden bzw. Anzeichen, die auf unsachgemäße Handhabung hinweisen. Melden Sie eventuelle Schäden beim Spediteur und beim örtlichen Vertreter des Herstellers. Prüfen Sie die Packliste, um festzustellen, ob Sie Ihre Bestellung komplett erhalten haben. Prüfen Sie anhand der Typenschilder, ob das gelieferte Gerät Ihrer Bestellung entspricht. Prüfen Sie, ob auf dem Typenschild die korrekte Versorgungsspannung angegeben ist. 3.2 Ein- und Auslaufstrecke 3.3 Einbaulage Abbildung 3-1: Empfohlene Ein- und Auslaufstrecke 1 3DN 2 1DN Abbildung 3-2: Einbaulage 16
WATERFLUX INSTALLATION 3 3.4 Flanschversatz Max. zulässiger Versatz der Flanschflächen: L max - L min 0,5mm / 0,02" 3.5 T-Stück Abbildung 3-3: Flanschversatz 1 L max 2 L min Abbildung 3-4: Abstand nach T-Stücken 1 10DN 3.6 Schwingungen Abbildung 3-5: Schwingungen vermeiden 17
3 INSTALLATION WATERFLUX 3.7 Magnetfeld 3.8 Krümmer Abbildung 3-6: Magnetfelder vermeiden Abbildung 3-7: Installation in Krümmerrohren Abbildung 3-8: Installation in Krümmerrohren 18
WATERFLUX INSTALLATION 3 3.9 Freier Auslauf 3.10 Regelventil Abbildung 3-9: Installation vor einem freien Auslauf 3.11 Entlüftung Abbildung 3-10: Installation vor einem Regelventil Abbildung 3-11: Entlüftung 1 5 m 2 Entlüftungspunkt 19
3 INSTALLATION WATERFLUX 3.12 Pumpe Abbildung 3-12: Installation nach einer Pumpe 20
WATERFLUX ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE 4 4.1 Sicherheitshinweise 4.2 Erdung Arbeiten an den elektrischen Anschlüssen dürfen nur bei ausgeschalteter Versorgungsspannung durchgeführt werden. Beachten Sie die auf dem Typenschild angegebenen elektrischen Daten. Beachten Sie die nationalen Installationsvorschriften! Die örtlich geltenden Gesundheits- und Arbeitsschutzvorschriften müssen ausnahmslos eingehalten werden. Sämtliche Arbeiten am elektrischen Teil des Messgeräts dürfen nur von entsprechend ausgebildeten Fachkräften ausgeführt werden. Prüfen Sie anhand der Typenschilder, ob das gelieferte Gerät Ihrer Bestellung entspricht. Prüfen Sie, ob auf dem Typenschild die korrekte Versorgungsspannung angegeben ist. Abbildung 4-1: Erdung Der Messwertaufnehmer ist mit einer Erdungselektrode ausgestattet. Erdungsringe sind daher nicht erforderlich! 21
4 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE WATERFLUX 4.3 Anschluss der Signalleitung Die Signalleitung wird nur bei der getrennten Ausführung verwendet. Zum Standard- Lieferumfang der Leitungen gehören sowohl Elektroden- als auch Feldstromleitungen; die optionale Leitung vom Typ A / B wird ausschließlich für die Elektroden verwendet. In diesem Fall ist keine Feldstromleitung im Lieferumfang enthalten. Abbildung 4-2: Kabelanschluss auf der Seite des Messwertaufnehmers, Standardkabel 1 Kabellänge: 13 cm / 5" 2 Kabellänge: 5 cm / 2" 3 braunes und weißes Kabel, für Feldstrom 4 violettes und blaues Kabel, für Elektrodensignale 5 Kabellänge: 8 cm / 3" 6 Abschirmung (Klemme 1 von Stecker X2 + Bügelklemme) Bereiten Sie passende Leitungslängen vor (1...3). Schließen Sie die Abschirmung an die Bügelklemme, das braune Kabel an Klemme 7 und das weiße Kabel an Klemme 8. Schließen Sie die Abschirmung an Klemme 1, das violette Kabel (rot im Falle einer Signalleitung vom Typ A oder B) an Klemme 2 und das blaue Kabel (weiß im Falle einer Signalleitung vom Typ A oder B) an Klemme 3 an. 22
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K K K KROHNE - Änderungen ohne vorherige Ankündigungen bleiben vorbehalten. KROHNE Produktübersicht Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte Schwebekörper-Durchflussmessgeräte Ultraschall-Durchflussmessgeräte Masse-Durchflussmessgeräte Wirbelfrequenz-Durchflussmessgeräte Durchflusskontrollgeräte Füllstandmessgeräte Temperaturmessgeräte Druckmessgeräte Analysenmesstechnik Messsysteme für die Öl- und Gasindustrie Messsysteme für seegehende Schiffe Hauptsitz KROHNE Messtechnik GmbH & Co. KG Ludwig-Krohne-Str. 5 D-47058 Duisburg (Deutschland) Tel.:+49 (0)203 301 0 Fax:+49 (0)203 301 10389 info@krohne.de Die aktuelle Liste aller KROHNE Kontakte und Adressen finden Sie unter: