DE2449356A1 - Heat consumption measuring esp. for domestic radiators - uses battery discharge current analogue to heat flow - Google Patents

Abstract

The heat consumption from the heater is measured coulometrically through battery discharge as an analogue of the heat flow. Pref. the battery discharge current is controlled by semiconductor resistors as a function of the difference between room temp. and heater temp. Pref. a semiconductor resistor connected to the heater and one at room temp. are in series with a supply battery and the battery used for the heat measurement together with an input resistor is connected in parallel with the resistor connected to the heater. Two semiconductor resistors (HL1, HL2) are connected as a voltage divider in series with battery (B1). The resistors are equal when at the same temperature.

Description

P A T E N T t3 E S C H R E 1 B U N G ''Verfahren zur Wärmeverbrauchsmessung an Heizkörpern" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Messung der Wärmemengenabgabe einzelner Heizkörper von Zentralheizungsanlagen nach einer Heizperiode, besonders für Mehrfamilien-TIohnanlagen. P A T E N T t3 E S C H R E 1 B U N G '' Method for measuring heat consumption on radiators "The invention relates to a method for electrical measurement of the Heat output of individual radiators from central heating systems after a heating season, especially for multi-family residential systems.

Der Wärmestrom von Heizkörpern durch freie Konvektion und Strahlung in einen zu beheizenden Raum ist in erster Näherung eine Funktion des Unterschiedes zwischen Heizkörpertemperatur und Raumtemperatur.Die in einer Heizperiode verbrauchte Wärmemenge ist durch das Zeitintegral der momentanen Wärmestromwerte über eine Heizperiode gegeben.The heat flow from radiators through free convection and radiation in a room to be heated is in a first approximation a function of the difference between radiator temperature and room temperature. The consumed in a heating season The amount of heat is determined by the time integral of the current heat flow values over a heating period given.

In herkömmlichen Verdampfungswännezählern soll die zeitliche Integration des Wärmestroms durch die Verdampfung einer keßflüssigkeit,d.h.,durch temperaturanaloge zeitliche Integration des Verdampfungsstroms in Abhängigkeit von der jeweiligen Heizkörpertemperatur durchgefillirt werden.Die in einer Heizperiode aus einem Meßgefäß verdampfte wlüssigkeitsmenge gilt dabei als Maß für die verbrauchte Wärmemenge.In conventional evaporation heat meters, the time integration the heat flow through the evaporation of a kettle liquid, i.e. through temperature-analogue Temporal integration of the evaporation flow as a function of the respective Radiator temperature are carried out in a heating period from a measuring vessel The amount of liquid evaporated is a measure of the amount of heat consumed.

Andere Wärmezähler haben durch vergleichsweise hohe Kosten und dadurch bedingte Unwirtschaftlichkeit keine verbreitete Arnqendung gefunden.Other heat meters have comparatively high costs and thereby No widespread use found due to inefficiency.

Es ist allgemein bekannt,daß dem Verfahren der Verdampfullgswärmezählung erhebliche Mängel anhaften.Eine der wesentlichen Behlerursachen besteht darin,daß bei der VerdampfungswGrme-Zählung nur die Heizkörpertemperatur und nicht die für den Wärmeverbrauch maßgebende Differenz zwischen Heizkörpertemperatur und Raumtemperatur berücksichtigt wird.zine weitere,bedeutende Fehlerursache der Verdampfungswärmezählung besteht darin,daß die für den Verdampfungsstrom maßgebende iampfdruckkurve der Meßflüssigkeit nicht dem theoretisch geforderten Verlauf entspricht.Weitere Fehlerursachen der Verdampfungswärmezähler sind durch den Einbau bzw.die Lage der Meßbehälter am Heizkörper bedingt,besonders danng wenn am Heizkörper selbst größere Temperaturunterschiede bestehen.It is well known that the method of evaporative heat counting There are significant defects. One of the main causes of errors is that only the radiator temperature and not that for The difference between the radiator temperature and room temperature that determines the heat consumption is taken into account. Another important cause of error in the evaporative heat metering consists in the fact that the vapor pressure curve of the measuring liquid which is decisive for the vaporization flow does not correspond to the theoretically required course Evaporation heat meters are due to the installation or the position of the measuring container on the radiator conditionally, especially if there are large temperature differences on the radiator itself exist.

Ein weiterer Nachteil der Verdampfungswärmezähler beruht auf den vergleichsweise großen Abmessungen der Meßgefäße und der dadurch bedingten Auffälligkeit am Heizkörper,die oft als störend empfunden wird.Another disadvantage of the evaporation heat meter is based on the comparatively large dimensions of the measuring vessels and the consequent abnormality on the radiator, the is often perceived as annoying.

Darüber hinaus lassen sich die relativ großen Meßgefäße nicht an allen Heizkörperarten anbringen,sondern im allgemeinen nur an größeren Rippenheizkörpern.In addition, the relatively large measuring vessels cannot be used on all Attach types of radiators, but generally only on larger ribbed radiators.

Zweck der Erfindung ist es daher, die Anzeigegenauigkeit der Wärmeverbrauchsmessung zu erhöhen und die räumlichen Abmessungen der Wärmezähler so weit zu verringern,daß sie unauffällig an verschiedenen Stellen von Heizkörpern beliebiger Bauweise angebracht werden können.The purpose of the invention is therefore to improve the display accuracy of the heat consumption measurement to increase and to reduce the spatial dimensions of the heat meter so far that they are inconspicuously attached to various parts of radiators of any design can be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß die zur Wärmeverbrauchsmessung notwendige zeitliche Integration des Järmestros coulometrisch mittels eines elektrischen Entladestroms aus einer Batterie erfolgt, wobei der Nomentanwert des Entladestroms durch Halblsiterwiderstände gegeben wird,deren Widerstandswerte Heizkörper-bzw.The object is achieved according to the invention in that the heat consumption measurement necessary temporal integration of the Järmestros coulometrically by means of an electrical Discharge current takes place from a battery, the instantaneous value of the discharge current is given by half-liter resistors whose resistance values radiator or.

Rammtemperaturgesteuert sind.Das mliraß für die in einer Heizperiode verbrauchte Wärmemenge ist dabei die Entladung der Meßbatterie,welche am Ende einer Heizperiode bestimmt wird. The ramming temperature is the perfect solution for those in a heating season The amount of heat consumed is the discharge of the measuring battery, which at the end of a Heating period is determined.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.i schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:Zwei Balbleitersriderstände Hil und HL2 sind als Spannungsteiler in Reihe mit Batterie B1 geschaltet..An embodiment of the invention is shown schematically in Fig.i and is described in more detail below: Two ballast resistors Hil and HL2 are connected in series with battery B1 as a voltage divider.

Bei Temperaturgleichheit sind ELl und HL2 gleichgroß.If the temperature is the same, EL1 and HL2 are equal.

Zwischen die Punkte a und b in Fig.1 wird eine Batterie B2.mit dem Vorwiderstand R3 geschaltet,wobei die Spannung der Batterie 32 halb so gro2 ist wie die Spannung der Batterie 31. Bei Temperaturgleichheit der Halbleiterwiderstinde HL1 und HL2 fließt durch Batterie B2 kein Strom,da zwischen den Punkten a und b bereits die gleiche Spannung wie die der Batterie 32 anliegt.Dadurch ist gewährleistet, daß bei abgeschaltetem heizkörper kein Entladestrom durch Batterie B2 fließt.lttird der mit dem Heizkörper verbundene Halbleiteriiderstand HLI ersarmt, dann vermindert sich dessen Widerstandswert und die Spannungsdifferenz zwischen a und b nimmt ab.Entsprechend dieser Spannunvsabnahme beginnt durch Batterie B2 ein Entladestrom über den Vorwiderstand R3 zu fließen.Durch geeignete Wahl der Halbleiterwiderstände. HLl und HL2 sowie des ohmschen Vorwiderstands R3 läßt sich in allen am Heizkörper zu erwartenden lemperaturbereichen erreichen,daß der Entladestrom durch Batterie B2 in guter itäherung dem wärmestrom aus dem Heizkörper proportional ist.Besonders günstig wirkt sich hierbei die Temperatur-Widerstandskennlinie von Halbleiterwiderständen mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstände) aus . -Nach Ablauf einer Heizperiode wird die Restladung von Batterie B2 gemessen und von der Ladung im neuen Zustand abgezogen.A battery B2.mit the Series resistor R3 switched, the voltage of battery 32 being half as great like the voltage of the battery 31. If the temperature of the semiconductor resistance is the same HL1 and HL2 no current flows through battery B2 because between points a and b the same voltage as that of battery 32 is already present. that no discharge current flows through battery B2 when the radiator is switched off the semiconductor resistance HLI connected to the heating element is poor, then reduced its resistance value and the voltage difference between a and b decrease accordingly this voltage decrease begins through battery B2 a discharge current to flow through the series resistor R3 through a suitable choice of semiconductor resistors. HLl and HL2 as well as the ohmic series resistor R3 can be found in all on the radiator reach the expected temperature ranges that the discharge current through the battery B2 is in good approximation proportional to the heat flow from the radiator The temperature-resistance curve of semiconductor resistors has a favorable effect here with a negative temperature coefficient (NTC resistors). -After a During the heating season, the remaining charge of battery B2 is measured and the charge in the new one Condition removed.

Der so bestimmte Ladungsunterschied ist das haß für den Wärme verbrauch je Xeizperiode.Die Batterie 32 wird nach jeder Heizperiode erneuert.The difference in charge determined in this way is the hatred for heat consumption per heating period. The battery 32 is renewed after each heating period.

Eine andere Ausfffhrungsmölichkeit der Erfindung besteht darin,die Meßbatterie in Brücke mit den Halbleiterwiderständen und zwei ohmschen Festwiderständen zu schalten.Another embodiment of the invention is that Measuring battery in bridge with the semiconductor resistors and two ohmic fixed resistors to switch.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die verwendeten Halbleiterwiderstände räumlich so geringe Abmessungen haben,daß sich an einem Heizkörper mehrere Meßwiderstände anbringen lassen.Bei unterschiedlichen Temperaturen am Heizkörper lassen sich dadurch die unterschiedlichen lTarmestromdichten bei der Messung berücksichtigen.Another advantage of the invention is that the used Semiconductor resistors are spatially so small that they can be attached to a radiator Have several measuring resistors attached, in case of different temperatures on the radiator this allows the different ltarm current densities to be taken into account in the measurement.

Der Raumtemperaturmeßwiderstand HL2,der Vorwiderstand R3 sowie die Batterien B1 und 32 lassen sich als kompakte Einheit außerhalb des Heizkörpers unauffällig anbringen.The room temperature measuring resistor HL2, the series resistor R3 and the Batteries B1 and 32 can be inconspicuous as a compact unit outside the radiator attach.

Da die Kennlinie des Batterie-Entladestroms in starkem Naß durch den ert des Vorwiderstands R3 beeinflußt wird,ist es möglich,für jede Heizkörperart eine optimale Kennlinie des Batterieentladestroms in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur auszuwählen.Since the characteristic curve of the battery discharge current in very wet by the If the series resistor R3 is influenced, it is possible for each type of radiator an optimal characteristic curve of the battery discharge current depending on the radiator temperature to select.

Claims (4)

"Verfahren zur Wärmeverbrauchsmessung an an Heizkörpern" "Method for measuring heat consumption on radiators" Patentansprüche: S Verfahren zur Wärmeverbrauchsmessung an Heizkörpern, dadurch gekennzeichnet,daß der Wärmeverbrauch coulometrisch durch wärmestromanaloge Entladung einer Batterie bestimmt wird. Claims: S method for measuring heat consumption on radiators, characterized in that the heat consumption is coulometric by heat flow analogs Discharge of a battery is determined. 2.Verfahren zur Wårmeverbrauchsmessung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet,daß der Entladestrom der Batterie durch Halbleiterwiderstände in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Raumtemperatur und Heizkörpertem peratur gesteuert wird. 2.A method for heat consumption measurement according to claim lo, characterized characterized in that the discharge current of the battery through semiconductor resistors in Dependent on the difference between room temperature and radiator temperature is controlled. 3.Verfahren zur Wärmeverbrauchsmessung nach Anspruch 1. 3. The method for measuring heat consumption according to claim 1. und 2.,dadurch gekennzeichnet,daß der mit dem Heizkörper verbundene Halbleiterwiderstand und der auf Raumtemperatur befindliche Halbleiterwiderstand in Reihe mit einer Speisebatterie geschaltet sind,wobei die zur Wärmeverbrauchsmessung verwendete Batterie einschließlich eines Vorwiderstands parallel zu dem mit dem Heizkörper verbundenen Halbleiterwiderstand geschaltet ist. and 2., characterized in that the connected to the radiator Semiconductor resistance and the semiconductor resistance at room temperature are connected in series with a feed battery, the for heat consumption measurement used battery including a series resistor in parallel with the one with the Heating element connected semiconductor resistor is switched. 4.Verfahren zur Wärmeverbrauchsmessung nach Anspruch i0bis De 3.4. The method for heat consumption measurement according to claim i0bis De 3. dadurch gekennzeichnet, daß die zur W>rmeverbrauchsmessung verwendete Batterie in Brücke zwischen die Halbleiterwiderstände und zwei Pestwiderstände geschaltet ist. characterized in that the one used for measuring the heat consumption Battery connected in bridge between the semiconductor resistors and two Pest resistors is.