DE3141886A1 - Verfahren und zusatzeinrichtung zum messen von zirkulierendem warmwasser mit ausschliessen der messung des zirkulationsdurchflusses - Google Patents

Description

Titel:

Verfahren und Zusatzeinrichtung zum Messen von zirkulierendem Warmwasser mit Ausschließen der Messung des Zirkulationsdurchflusses

Anwendungsgebiet:

Die Erfindung findet Anwendung vorwiegend als Ergänzungseinrichtung für Wohnungswasserzähler vornehmlich dort, wo der Umfang und die Größe der Wohnung es notwendig macht, zur Erreichung des Benutzungskomforts Warmwasser auch hinter der Meßrichtung zirkulieren zu lassen, aber auch für alle anderen vorstellbaren Anwendungsfälle, in denen die Entnahme von flüssigen Medien gezählt werden soll, ohne daß eine, der Meßeinrichtung nachgeschaltete Zirkulation das Messen der Entnahmemenge verfälscht.

Zweck:

Ein derartiges Verfahren mit der beschriebenen Zusatzeinrichtung ist geeignet, temperierte Flüssigkeiten, deren Temperatur auch bei längeren abnahmelosen Standzeiten erhalten bleiben soll, zu messen, ohne daß der Zirkulationsdurchfluß die eigentliche Zählvorrichtung in Tätigkeit setzt.

Stand der Technik mit Fundstellen:

Zum Zählen von Flüssigkeiten in geschlossenen Rohrleitungen sind teilweise sogenannte unmittelbare oder auch mittelbare Volumenzähler verschiedener Ausführungen bekannt (siehe Dokumentation BASF und Bopp & Reuther - Mengen und Durchflußmessung von R.E. Marks/M. Wenzel, Ausgabe 12/80).

Alle bisher bekannten Volumenzähler und Durchflußmesser für geschlossene Rohrleitungen reagieren auf den sogenannten Volumenstrom, d.h., die geringste Strombewegung der Flüssigkeit im geschlossenen Rohr wird in der Regel über ein Flügelrad auf ein entsprechendes Zählwerk übertragen, entsprechend der geeichten Meßgenauigkeit.

Diese Volumenzähler sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, so z.B. der s. g. "Woltmannzähler" mit einem Turbinenradzähler oder auch als Laufradzähler, wobei schräggestellte oder senkrecht um eine Achse gestellte Flügel durch den Volumenstrom in Bewegung gesetzt werden und das Zählwerk antreiben.

Bei der vorliegenden Anmeldung geht es ausschließlich um eine Zusatzeinrichtung für die letztgenannten Flügelradzähler. Sämtliche bisher bekannten Zähler dieser Art schließen es jedoch aus, daß nach dem Zählwerk eine, zur Umwälzpumpe zurückführende Rohrleitung angeschlossen werden kann, die es gestattet, das geschlossene Rohrleitungsnetz nach dem Zählwerk zirkulieren zu lassen, d.h., auf die gewünschte Temperatur zu halten.

Aufgabe:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, z.B. im Bereich des Wohnungsbaues oder bei sonstigen gebäudetechnischen Warmwasserversorgungsanlagen, nach der Installation eines Warmwasserzählers für einen begrenzten Versorgungsraum (Wohnung) auch ein weiterverzweigtes Warmwasserversorgungsnetz, welches dem Zählwerk nachgeschaltet ist, zirkulieren zu lassen, so daß die gewünschte Temperatur vor der jeweiligen Entnahmestelle auch bei längeren Stillstandzeiten über Nacht nicht abkühlt.

Es war bisher nicht möglich, mit den bisher bekannten Flügelradwasserzählern eine entsprechend notwendige Zirkulationsleitung hinter dem Wasserzähler anzuschließen, da das Zählwerk auch bei längeren entnahmefreien Standzeiten durch den Volumenstrom der Zirkulation einen Durchfluß messen würde, der jedoch keinen Verbrauch darstellt.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik soll vermieden werden, daß nichtzirkulierende Warmwasserleitungen, z.B. im Wohnungsbau, nicht länger als 5 Meter sind, da sonst nach einer längeren auskühlenden Standzeit, z.B. über Nacht, der Wasserverlust zu groß wird, bis das gewünschte Warmwasser an der Auslaufarmatur austritt.

Lösung:

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Patentanspruch Nr. 1, in Verbindung mit einer Zusatzeinrichtung zur Meßkammer nach Patentanspruch Nr. 2 und nach Patentanspruch Nr. 3 jeweils die Volumenströme durch zwei nebeneinanderliegende Verschraubungen im parallel laufenden Durchflußverfahren die Zusatzeinrichtungen durchlaufen, d.h., die rücklaufende Zirkulationsleitung wird in Schleifenform entgegen der ihr eigenen Fließrichtung, parallel zur Fließrichtung des Vorlaufwarmwasseranschlusses an die Zusatzeinrichtung zum Wasserzähler angeschlossen. Durch die weitgehend voneinander getrennten, jedoch parallel durchströmten Kammern, erreicht mittels, bei Anspruch nach 2 in der Mitte liegende Stege, die durch eine für das axial laufende Flügelrad notwendige Öffnung unterbrochen sind, oder bei Anspruch Nr. 3 durch zwei getrennte Kammern mit einflügeliger Klappe und Zuströmöffnung zur Flügelradkammer, die durch entsprechend angeordnete federbelastete Rückschlagklappen geschlossen oder geöffnet werden.

Durch den weitgehend gleichmäßigen Volumenstrom in beiden Rohrleitungen im Falle des Zirkulationsdurchflusses, wird das beidseitig umströmte Flügelrad in der Zusatzeinrichtung nach Anspruch Nr. 2, bedingt durch den Druckausgleich beider Kammern im Stillstand gehalten. Geringfügige Druckunterschiede zwischen der Warmwasservorlaufleitung und der über das nachgeschaltete Rohrsystem zurückgeführten Zirkulationsleitung werden durch die, in der Warmwasservorlaufverschraubung eingebrachten Öffnung, zu installierende Reguliernadel nach dem Kolbenschieberprinzip mit nichtsteigender Spindel ausgeglichen, so daß ein für den Druckausgleich notwendiger gleichlaufender Druck in beiden Kammern gewährleistet ist.

Dieses gilt auch für die einflügelige Verschlußklappe nach Anspruch Nr. 3.

Der bei beiden Verfahren erzielte Druckausgleich in beiden Kammern wird sofort abgebaut, falls durch die nachgeschalteten Warmwasserentnahmestellen eine Wasserabnahme erfolgt. In diesem Fall ergibt sich in der gekennzeichneten Warmwasservorlaufkammer ein Überdruck, so daß bei der Einrichtung nach Anspruch Nr. 2 das Flügelrad sich sofort in Fließrichtung der Warmwasservorlaufkammer ein Überdruck, so daß bei der Einrichtung nach Anspruch Nr. 2 das Flügelrad sich sofort in Fließrichtung der Warmwasservorlaufleitung dreht und somit exakt die Warmwasserentnahmemenge zählt.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch Nr. 3 wird, bei gleicher Sachlage, die Ausströmöffnung in die Vorlaufaustrittskammer durch die Flügelklappe geschlossen, der sich nun in der Vorlaufkammer aufbauende Druck bzw. Unterdruck in der nachgeschalteten Vorlaufaustrittskammer öffnet die Rückschlagklappe zur Zählerkammer und der dort entstehende Volumenstrom läßt das Flügelrad in Fließrichtung der Warmwasservorlaufleitung drehen, so daß eine exakte Messung der Warmwasserentnahmemenge möglich ist.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung:

Die Voraussetzung für die Funktion des Verfahrens ist der exakte Anschluß der jeweiligen Rohrleitungen an die Gehäuseverschraubung. Daher sind die Verschraubungen dauerhaft zu kennzeichnen als Warmwasservorlaufeintritt in Form der Buchstaben "WW" und eines Pfeiles in Richtung Gehäuse, desgl. bei der Zirkulationseintrittsverschraubung, in Form eines großen "Z" und eines Pfeiles in Richtung Gehäuse.

Das gleiche wiederholt sich bei den beiden Austrittsverschraubungen, wobei hier jedoch die Pfeilrichtung vom Gehäuse wegweist. Dabei ist es unwichtig, ob die Anschlußverschraubung wie in Anspruch zu 2 als Außengewinde ausgeführt wird oder wie in Anspruch zu 3 als Innengewinde.

Das zu Anspruch in 2 und 3 beschriebene Gehäuse kann jeder geeigneten Metallart oder auch in dafür geeigneten Kunststoff-Materialien ausgeführt werden. Der Boden des Gehäuses ist im Bereich des Laufrades, was nicht Gegenstand der Erfindung ist, anzuheben und zu schleifen, so daß das Laufrad mit geringem Bodenabstand sich im Gehäuse drehen kann, so daß eine gegen- seitige Beeinflussung der Volumenströme vermieden wird.

Desgleichen haben die Trennstege an der zum Laufrad weisenden Stirnseite eine Nase, die den Volumenstrom zur jeweiligen Kammer zurückführen soll.

Das Anschlußgewinde kann, je nach Notwendigkeit, gegeben durch den nicht zur Patentanmeldung gehörenden Meßaufsatz, verschraubbar mit Innen- oder Außengewinde ausgeführt werden. Als Dichtflächen sind hierfür geeignet die Stirnfläche am oberen Rand des Gehäuses oder die Absatzflächen auf Höhe der oberen Kante des Flügellaufrades.

Die in der WW-Vorlaufverschraubung eingearbeitete Einschrauböffnung soll eine Druckausgleichsspindel in Form eines zylindrischen Kolbenschiebers aufnehmen, in der Form, daß diese mittels verplombbarer Schlitzschraube vor Inbetriebnahme der Zählereinrichtung genau einjustiert werden kann.

Die genaue Ausführung dieser Justierspindel ist nicht Gegenstand dieses Patentes und soll auch nicht geeignet sein, den vollen Rohrquerschnitt abzusperren.

Mit der Meßeinrichtung wird die Zusatzeinrichtung so verschraubt, daß das Flügelrad exakt zwischen den beiden, in Fließrichtung der Volumenströme angeordneten, und in der Mitte in dem notwendigen Abstand unterbrochen, Stegen eine für die drehende Bewegung des Flügelrades notwendige Öffnung bekommt.

Dadurch wird erreicht, daß links und rechts jeweils eine praktisch getrennte Volumenstromkammer für jeweils den Warmwasservorlauf und für den Zirkulationsrücklauf entsteht. Im Falle des Nichtzapfens an der nachgeschalteten Warmwasserverteilleitung wird ein ausgeglichener Volumenstrom erreicht, der durch die Anordnung der Druckregulierspindel so eingestellt werden kann, daß in beiden Kammern ein sich ausgleichender Fließdruck entsteht, der das Flügelrad durch die sich gegeneinander aufhebende Drücke zum Stillstand bringt. Erst durch Öffnen eines nachgeschalteten Zapfventiles mit schlagartig sich erhöhendem Fließdruck in der Warmwasservorlaufleitung, wird dieser Druckausgleich unterbrochen, so daß sich das Flügelrad in Fließrich- tung der Warmwasservorlaufleitung dreht und exakt die Wasserentnahme zählt.

Nach Anspruch Nr. 3 wird die Aufgabe erfinderisch dadurch gelöst, daß die Zusatzeinrichtung für das Zählwerk aus einem nach oben zum Flügelradraum hin geschlossenen zylindrischen Körper besteht, der in drei Kammern aufgeteilt ist, wobei die beiden Volumenstromkammern ein etwa gleichgroßes Volumen haben.

Der äußere Anschluß der Rohrleitungen erfolgt wie nach Anspruch 1 und 2. Das gleiche gilt für die Anordnung der Druckausgleichsregulierspindel. Die fast gleichgroß angeordneten Volumenstromkammern sind durch eine Trennwand getrennt, in der mittig zum Gesamtkörper in einer, auf einer senkrechten Welle geführten Kugel zwei in die jeweilige Volumenstromkammer ragende Flügel angeordnet sind. Eine dritte Kammer ist die Vorlaufaustrittskammer, die mit der Vorlaufkammer durch eine entsprechend ausgeführte Öffnung so verbunden ist, daß bei Auftreten unterschiedlicher Drücke in den Vorlaufkammern, was im Falle des Öffnens eines Zapfventiles auftritt, durch den in diesem Raum arbeitenden Flügel geschlossen wird. Dadurch wird die Zuströmöffnung zu der, über den Volumenkammern angeordneten, Meßkammern, die im Normalfall durch eine federbelastete Rückschlagklappe geschlossen ist, geöffnet. Das Warmwasservorlaufwasser durchströmt nun die Meßkammer mit dem Flügelrad des Wasserzählers und wird über die Rückführungskammer in das nachgeschaltete Verbrauchsnetz weitergeführt.

Das Flügelgelenk kann in Form einer Kugel oder eines Zylinders ausgeführt werden, wobei die Führungsachse von oben in die zylindrische Führung eingesetzt und arretiert wird.

Zur besseren Montage kann im unteren Gehäuseboden eine Revisionsverschraubung eingesetzt werden. Eine weitere Lösung ist, den Boden des unteren 3-Kammern-Raumes insgesamt verschraubbar mit einer zur Innenkammer ganzflächig aufgebrachten Dichtschicht auszuführen. Im Gegensatz dazu kann jedoch auch der obere Trennboden zwischen 3-Kammer-System und Flügelradkammer als einschraubbarer Einsatz ausgeführt werden einschließlich Haltevorrichtung für die notwendige Rückschlagklappe.

Erzielbare Vorteile:

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile liegen besonders darin, daß:

1. das Verfahren und die Ausführung es ermöglichen, die dem Volumenzähler nachgeschalteten Rohrleitungen in beliebiger Länge auszuführen, ohne daß auf das Zirkulieren des Mediums verzichtet werden muß.

2. nur noch kurze Anbindungsleitungen an die Objektarmaturen auskühlen können, so daß ein Verlust von ausgekühltem Warmwasser und der damit verbundene Energieverlust weitgehend vermieden wird.

3. der Komfort- und Nutzeffekt an einem der Wasseruhr nachgeschaltetem Warmwassersystem erheblich verbessert wird.

4. innerhalb eines Wohnbereiches die Möglichkeit besteht, bei weit auseinanderliegenden Zapfstellen auf den Einbau mehrerer Wasseruhren zu verzichten, ohne daß Komfort- oder Energieverlust eintritt.

5. mit der Ausführung der Volumenstromkammer nach beiden Ansprüchen wird eine Kompaktmeßstelle geschaffen, die das Mitzählen des Zirkulationsvolumenstromes vermeidet, und so den Einbau eines zweiten Wasserzählers in der zurückführenden Zirkulationsleitung ausschließt, mit all seinen rechnerischen Nachteilen der Differenzberechnung bei Einbau von 2 Wasserzählern.

6. die Erreichbarkeit aller vorgeschilderten Vorzüge ohne wesentlicher Mehrkosten gegenüber eines herkömmlichen Wasserzählers, und zwar dieses vor allen Dingen bei der Ausführung nach Anspruch 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind gemäß den Patentansprüchen in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden im näheren wie folgt beschrieben:

Figur 1:

Schematische Darstellung des Meß- und Anschlußverfahrens gemäß Anspruch 1

Das Verfahren beruht darauf, daß ein gemeinsames Flügelrad sich im Raumvolumen von 2 teilwandgetrennt geführten Volumenkammern (2 - 3) bewegt, die Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) erhält eine Vorlaufeintrittsverschraubung (4) exzentrisch aus der Mitte der gesamten Volumenkammer (13) angeordnet und eine Vorlaufaustrittsverschraubung (5), die der Eingangsverschraubung gegenüberliegt, so daß diese Kammer gradlinig vom Volumenstrom des zirkulierenden Warmwassers oder vom Volumenstrom bei Entnahme an den Zapfstellen durchflossen wird.

Das gleiche gilt für die parallel angeordnete Zirkulationsvolumenkammer (3) und für den Zirkulationsvolumenstrom mit der Zirkulationseintrittsverschraubung (6) und der Zirkulationsaustrittsverschraubung (7).

Das Verfahren beruht darauf, daß die Warmwasservorlaufleitung (8) in Fließrichtung des Zählergehäuses und der Entnahmestellen (9) und der Zirkulationsrückflußanschluß (10) mit Fließrichtung zur Umwälzpumpe und Warmwasserboiler parallel zueinander angeschlossen werden, so daß die Zirkulationsanschlüsse (6, 7) entgegen der zur eigenen Fließrichtung und der üblichen Leitungsführung eine Schleife (11) bilden. Dadurch wird erreicht, daß in den bei normal zirkulierendem System in parallel angeordneten Volumenkammern (2, 3) der gleiche Vordruck herrscht und die gleiche Fließrichtung.

Der zu erwartende Druckverlust zwischen dem Anschluß an die Vorlaufeintrittsverschraubung (4) und dem Anschluß an die Zirkulationseintrittsverschraubung (6), in der dem Zählwerk nachgeschalteten Rohrleitung wird durch die Anordnung einer Druck- verlustausgleichsspindel (12) im Warmwasservorlaufanschluß ausgeglichen. Dadurch wird in der Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) und der Zirkulationsvolumenkammer (3) eine absolut gleiche Strömungsgeschwindigkeit erreicht, so daß das Flügelrad (1) des Zählwerkes durch den Kräfteausgleich in beiden Kammern seine normal zu erwartende Drehbewegung nicht ausführt und im Stillstand verharrt.

Erst bei Öffnen einer der nachgeschalteten Warmwasserzapfstellen (9) wird dieses Gleichgewicht sofort durch die erhöhte Vorlaufströmungsgeschwindigkeit aufgehoben, so daß sich das Flügelrad (1) in Fließrichtung des Warmwasservorlaufes dreht und exakt die Warmwasserentnahmemenge zählt.

Wichtig für die Funktion des Verfahrens ist der Rohranschluß an die Wassermesserzusatzeinrichtung (13) für die Vorlauf- und die Zirkulationsleitungen, im Parallelverfahren, so daß in beiden Volumenkammern die gleiche Fließrichtung herrscht.

Figur 2:

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach Anspruch 2.

Hierbei handelt es sich um die Wassermesserzusatzeinrichtung (13), bestehend aus der Vorlaufvolumenkammer (2) und der Zirkulationsvolumenkammer (3) sowie der Vorlaufeintrittsverschraubung (4), der Zirkulationseintrittsverschraubung (6) und der Zirkulationsaustrittsverschraubung (7).

In die Vorlaufeintrittsverschraubung (4) ist eingearbeitet die Aufnahmeverschraubung einer Druckverlustausgleichsspindel (12). Die Trennstege (14) zwischen der Vorlauf- und der Zirkulationsvolumenkammer (2, 3) sind so angeordnet, daß das Flügelrad (1), welches nicht zum Patentanspruch gehört und auch in keiner Weise mit der Volumenkammer materialmäßig verbunden ist, sich einwandfrei zwischen den Stegen in axialer Drehrichtung bewegen kann und andererseits der Abstand zwischen den einzelnen Flügeln und der Trennstegstirn so gering ist, daß eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Volumenströme weitgehend ausgeschlossen wird. Die Trennstege (14) erhalten im Auslauf zur Trennstegstirn

(17) eine Ablenknase (15), die den Volumenstrom entlang dieses Steges in die, ihr eigene Volumenkammer zurückführt.

Figur 3:

Schnitt aus Figur 2 entlang der Linie I zu II

Die Volumenstromkammern (2, 3) sind im Bodenteil nach Auslauf der Trennstege (14) mit einer zur Mitte verstärkten Bodenplatte (16) zur Kammer hin ausgerüstet, die kammerseitig geschliffen ist, so daß zwischen der geschliffenen Bodenplatte und Flügelrad (1) ein geringstmögliches Laufspiel eingehalten werden kann. Desgleichen die Trennstegstirn (17). Die Volumenstromkammern (2, 3) selbst haben in Höhe Oberkante des Flügelrades ein nach außen gekröpftes Bord (20) mit anschließend nach oben führendem Verbindungszylinder (18) mit Innengewinde (19) zum Einschrauben des nicht zur Anmeldung gehörenden Zählwerkes. Das Dichtbord (20) ist umlaufend und wie die Zylinderstirn (21) des Verbindungszylinders geschliffen. Beide können als Dichtfläche zum einschraubbaren Zählerwerk benutzt werden.

Die Vorlaufeintrittsverschraubung (4) ist ausrüstbar mit Außen- bzw. Innengewinde. Hinter dem Gewindeteil ist die Aufnahmeverschraubung für die Druckverlustausgleichsspindel eingearbeitet, die nach dem Prinzip eines Kolbenschiebers mit nichtsteigender Spindel arbeitet. Diese Spindel ist nicht Gegenstand der Anmeldung und daher auch nicht zeichnerisch dargestellt.

Figur 4:

Figur 4 zeigt in der Ansicht den Grundkörper unter Anspruch zu 2, hier so dargestellt, daß die zylindrische Wassermesserzusatzeinrichtung (13) nicht wie bei Figur 2 durch einen Trennsteg (14) aufgeteilt wird, sondern durch eine flächige Trennbucht (22), die mit der Innenkante dort beginnt, wo der größte jeweilige innenliegende Durchmesser der Ein- und Austrittsverschraubung (4 - 7) enden, so daß die beiden Volumenstromkammern (2 - 3) sich im Prinzip verkleinern. Dadurch wird jedoch eine bessere Reaktionszone für den Warmwasservorlauf- und den Zirkulationsvolumenstrom erreicht und für das Wasserzählerflügelrad

(1) die neutrale Zone erheblich vergrößert.

Figur 5:

stellt den Schnitt entlang der Linie III bis IV dar. Der untere Zylinderkörper der Volumenstromkammer ist mit der eingezogenen Trennbucht (22) deutlich erkennbar gegenüber dem Verbindungszylinder (18) mit dem Anschlußgewinde für das nicht zur Anmeldung gehörende Zählwerk.

Figur 6:

Die Figur 6 stellt einen Querschnitt durch die Volumenstromkammer dar, nach Anspruch 3, der sich als Alternative zum Anspruch 2 dadurch kennzeichnet, daß er entsprechend dem Verfahren nach Anspruch 1 den Volumenstrom umlenkt.

Der Volumenstrom für den Warmwasservorlauf sowie für die Zirkulation erfolgt über die Vorlaufeintrittsverschraubung (4) und Zirkulationseintrittsverschraubung (6). Über die Eintrittsverschraubung (4) tritt der Warmwasservorlauf in die Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) ein und trifft dort auf den Vorlaufflügel (23), der als Verschlußklappe für die Vorlaufaustrittsöffnung (24) der Vorlaufaustrittskammer (25) dient. Der Vorlaufflügel (23) hat ein gleichgestaltetes Gegenstück im Zirkulationsflügel (26). Beide sind durch die Flügelgelenkkugel miteinander verbunden. Strömt durch die Zirkulationseintrittsverschraubung (6) und der Vorlaufeintrittsverschraubung (4) der sogenannte Zirkulationsstrom, so herrscht in der Vorlaufkammer (2) sowie in der Zirkulationskammer (3) ein ausgeglichenes Druckverhältnis. Der, starr miteinander verbundenen, Vorlaufflügel (23) und der Zirkulationsflügel (26) verharren in der gezeichneten Stellung quer zum Volumenstrom. Dadurch bleibt die Vorlaufaustrittsöffnung (24) geöffnet und der Warmwasservorlauf tritt ungehindert in die Vorlaufaustrittskammer (25) und durch die Vorlaufaustrittsverschraubung (5) in das nachgeschaltete Rohrnetz.

Desgleichen tritt das Zirkulationswasser durch die Zirkulationsaustrittsverschraubung (7) in das nachgeschaltete Rohrnetz.

Figur 7:

Die Figur zeigt die Stellung des Vorlaufflügels (23) nach Öffnen einer Warmwasserzapfstelle im nachgeschalteten Warmwasserrohrnetz. Durch die Warmwasserentnahme erhöht sich der Fließdruck in der Warmwasservorlaufvolumenstromkammer (2) gegenüber dem Druck in der Zirkulationsvolumenkammer (3), so daß dadurch der Vorlaufflügel (23) gegen die Vorlaufaustrittsöffnung (24) gedrückt wird. In dieser Situation entsteht in der Vorlaufaustrittskammer (25) ein Unterdruck bzw. in der Vorlaufvolumenkammer (2) ein Überdruck, der ein Rückschlagventil in der Meßkammerzulauföffnung (31) öffnet.

Über die generell geöffnete Rücklauföffnung (32) entsteht ein Volumenstrom, der durch die über den 3 Volumenkammern angeordnete Meßkammer geleitet wird und setzt dadurch das Flügelrad des Zählwerkes in Bewegung, so daß die an den Zapfstellen austretende Wassermenge einwandfrei gemessen wird. Der in der Vorlaufaustrittskammer (25) sich aufbauende Druck schließt die Rückschlagklappe (34) zur Vorlaufkammer (2).

Figur 8:

Die Figur 8 stellt einen Schnitt dar, entlang der Linie V und VI. Dargestellt ist die Stellung des Vorlaufflügels nach Figur 6, bei der die Meßkammerzulauföffnung (31) durch die Rückschlagklappe (34) geschlossen dargestellt wird. Die dargestellte Halterung (33) der Rückschlagklappe stellt eine von mehreren möglichen Lösungen dar, die konstruktive Ausführung dieser Rückschlagklappe ist nicht Gegenstand dieser Anmeldung. Die über den Vorlaufkammern angeordnete Meßkammer (35) nimmt das Flügelrad (1), wie in Figur 3 dargestellt, auf. Das eigentliche Meßwerk, mit dem das Flügelrad fest verbunden ist (nicht dargestellt), wird über das Verbindungszylinderaußengewinde (37) mit dieser verschraubt, die Stirnfläche der oberen zylindrischen Anordnung der Meßkammer (35) ist geschliffen und dient als Dichtfläche gegen das Zählwerk.

Figur 9:

Die Figur 9 stellt eine Ausführungsart des Volumenflügels dar, mit dem schaufelförmigen Vorlaufflügel (23) und dem Zirkulationsflügel (26) in gleicher Art sowie der Flügelgelenkkugel (27).

Hierbei ist es gleichgültig, ob der Flügel aus Kunststoff, Metall oder Keramik hergestellt wird und in einem Stück gefertigt oder in Einzelteilen entsprechend der Numerierung (23, 26, 27). Die notwendige Öffnung in der Trennwand zwischen der Vorlaufvolumenkammer (2) und der Zirkulationsvolumenkammer (3) ist bei Ausführung des Volumenstromflügels nach Figur 9 rund. Die Ausführungsart der Flügel kann in jeder zweckdienlichen Form erfolgen, wie auch die Figur 10 zeigt. Die Flügelgelenkkugel (27) hat eine von oben nach unten, also senkrecht durchgehende Bohrung (41), in der Form, daß eine leichtgängige axiale Drehbewegung des Flügelgelenkes möglich ist, jedoch eine verkantungsfreie Führung innerhalb des Trennsteges der beiden Volumenkammern erreicht wird.

Figur 10:

Hier wird der Volumenflügel mit rechteckigen Flügeln dargestellt (23 Vorlaufflügel/26 Zirkulationsflügel) sowie mit einem zylinder- bzw. walzenförmigen Flügelgelenkzylinder (42).

Bei dieser Ausführung ist die Öffnung in dem Trennsteg zwischen der Vorlauf- und der Zirkulationsvolumenkammer rechteckig ausgeführt.

Figur 11:

zeigt einen Schnitt durch die Vorlaufaustrittsöffnung (24) mit dem darin eingeschraubten Rückschlagklappengehäuse (39). Der eigentliche Dichtteller (43) ist durch einen Federführungsstift (44) mit dem Y-förmig angeordneten Spannkreuz (45) verbunden. Die Druckfeder (46) hält beide Teile auf Abstand.

Das Y-förmige Spannkreuz (45) wird innerhalb der Führungsschlitze in die Arretierungskerben (48) gedrückt. Die einzelnen Arme des Spannkreuzes (45) sind federnd auszuführen, so daß das Spannkreuz fest in den Kerben arretiert werden kann und Führungsstift (44) mit Druckfeder (46) und Dichtteller (43) einwandfrei zusammenhält. Das Spannkreuz hat eine warzenähnliche Verlängerung zum Dichtteller (43) hin, der es möglich macht, den Führungsstift einwandfrei zentrisch zu führen.

Die Aufnahmebuchse erhält an seinen Stirnseiten eine in geeigneter Ausführung aufgebrachte Lippendichtung (49), die weichdichtend zum Vorlaufflügel (23) hin abdichtet und auf der gegenüberliegenden Seite weichdichtend zum Dichtteller (43). Das Rückschlagklappengehäuse (39) erhält ein durchlaufendes Außengewinde, so daß es im vormontiertem Zustand mit der Rückschlagklappe von der Vorlaufvolumenkammer (2) aus eingeschraubt werden kann.

Figur 12:

stellt das Spannkreuz (45) in der Draufsicht dar.

Figur 13:

zeigt einen Halbschnitt entlang der Linie V - VI, jedoch gemäß unter Anspruch 3 mit einer lösbaren Bodenplatte (50) und einer über die ganze Fläche gehende Dichtung (51), die auf die Stirnfläche (53) der zylindrischen, mit Außengewinde versehenen, Volumenkammer dichtet, sowie auf die Stirnflächen der in Y-Form angeordneten Trennstege der drei Volumenstromkammern. Die Dichtung kann in Form einer lose eingelegten Flächendichtung (51) aus dem geeigneten Material oder durch eine Verbindungsmasse fest mit der Bodenplatte (50) verbunden werden. Gleichzeitig wird die Flächendichtung (51) mit angezogener Verschraubung die einzelnen Volumenkammern untereinander abdichten.

Figur 14:

zeigt einen Halbschnitt entlang der Linie V - VI. Durch die obere Hälfte der Volumenkammer und durch den Verbindungszylinder (18) in der Form, daß der Volumenkammerdeckel (52) als lösbare Verbindung über Außengewinde (36), welches stirnseitig an dem scheibenartigen Volumenkammerdeckel (52) angeordnet ist und in die Meßkammer (35) hineingedreht wird, bis der Deckel auf den Dichtbord (20) und dem Trennsteg der drei Volumenkammern aufliegt. Die Abdichtung erfolgt durch eine auf der Unterseite der Bodenplatte aufbrachte Dichtung bzw. eingelegte Flächendichtung (51), wie unter Anspruch 3 nach Figur 13. In die Platte eingearbeitet ist die Meßkammerrücklauföffnung (32) und die Zulauföffnung (31) entsprechend ausgeführt, wie die Vorlaufaus- trittsöffnung (24) mit der Rückschlagklappe nach Figur 12.

Claims (3)

1. Verfahren zum Messen von zirkulierendem Warmwasser mit Ausschließen der Messung des Zirkulationsdurchflusses,

"dadurch gekennzeichnet", daß eine, mit der, nicht zum Patentanspruch gehörende Meßeinrichtung, lösbar verbundene Zusatzeinrichtung mit insgesamt 4 Anschlußverschraubungen versehen ist, wobei sich zwei jeweils gegenüberliegen und/oder zwei jeweils nebeneinander angeordnet sind, in der Form, daß eine der zwei nebeneinander angeordnete Eintrittsverschraubungen (4) mit der Warmwasservorlaufleitung verbunden ist und eine nicht lösbare Kennzeichnung in Form "WW" und Pfeil in Richtung Zusatzeinrichtung bekommt, daneben eine gleichartige Verschraubung (6), die mit der zur Heizzentrale zurücklaufenden Warmwasserzirkulationsleitung verbunden ist mit der Kennzeichnung "Z" sowie Pfeil in Richtung Zusatzeinrichtung. Hierbei ist das Verfahren im besonderen dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulationsleitung in Form einer Schleife (11), entgegen seiner eigentlichen Fließrichtung zum Warmwasserspeicher, in die Zusatzeinrichtung mit der gleichen Fließrichtung wie die Warmwasservorlaufleitung angeschlossen und eingeführt wird. Den beiden Einlaßverschraubungen liegen jeweils gegenüber die Vorlaufaustrittsverschraubung (5) mit Kennzeichnung "WW" sowie ein Pfeil in die Richtung von der Zusatzeinrichtung wegzeigend und der Zirkulationsaustrittsverschraubung (7) mit der Kennzeichnung "Z" sowie Pfeil in die Richtung weg von der Zusatzeinrichtung (13).

2. Zusatzeinrichtung zum Messen von zirkulierendem Warmwasser mit Ausschließen der Messung des Zirkulationsdurchflusses entsprechend dem Verfahren nach Anspruch 1,

"dadurch gekennzeichnet", daß eine zylinderförmige Zusatzeinrichtung (13) durch zwei vom Außenrand zur Mitte hin angeordnete Trennstege (14) den zwischen der Warmwasservorlaufeintrittsverschraubung (4) und der Austrittsverschrau- bung (5) entstehende Vorlaufvolumenstrom und zwischen den Zirkulationseintrittsverschraubung (6) und Zirkulationsaustrittsverschraubung (7) entstehende Volumenstrom weitgehende voneinander getrennt werden bis auf den mittleren Raum der Zusatzeinrichtung, welcher das, zum Volumenstrommessen, notwendige Flügelrad (1) aufnimmt und so angeordnet ist, daß das mit einer Meßeinrichtung verbundene Flügelrad (beide Einrichtungen gehören nicht zu dieser Patentanmeldung) so viel Freiraum erhält, daß ein einwandfreies axiales Rotieren des Flügelrades möglich ist. Die Wasservorlaufeintrittsverschraubung (4) und die Zirkulationseintrittsverschraubung (6) sind parallel verlaufend nebeneinander so angeordnet, daß eine lösbare Verschraubung mit den entsprechenden Rohrleitungen jederzeit möglich ist.

Der Vorlaufeintrittsverschraubung (4) gegenüber liegt die Vorlaufaustrittsverschraubung (5), der Zirkulationseintrittsverschraubung (6) liegt die Zirkulationsaustrittsverschraubung (7) gegenüber.

Durch diese Anordnung wird im Fall des zirkulierenden Warmwassers erreicht, daß sich der Volumenstrom der Warmwasservorlaufleitung und der Zirkulationsleitung im Fließdruck gegeneinander ausgleichen, so daß das Flügelmeßrad (1) stillsteht, d.h., in der gezeichneten Stellung verharrt und es zu keiner Messung im Zählwerk kommt. Um einen möglichen Druckverlust in der, der Vorlaufaustrittsverschraubung (5), nachfolgenden Rohrleitung bis zur Zirkulationseingangsverschraubung auszugleichen, ist in die Warmwasservorlaufverschraubung eine Aufnahmeverschraubung (12) für eine Druckverlustausgleichsspindel eingearbeitet, die nach dem Kolbenschieberprinzip mit nichtsteigender Spindel arbeitet.

Bei Entnahme von Warmwasser in dem, der Warmwasseraustrittsverschraubung (5) nachgeschalteten Warmwasserversorgungsnetz wird der Druckausgleich in der Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) gegenüber die Zirkulationsvolumenkammer (3) aufgehoben, so daß der in der Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) entstehende höhere Fließdruck sofort das Wassermesserflügelrad in Richtung des Fließdruckes in Bewegung setzt, so daß ein einwandfreies Messen des Warmwasserentnahmevolumens gewährleitstet ist.

Unteranspruch:

2 a) Unter Anspruch wie nach Anspruch 1 und 2, "jedoch dadurch gekennzeichnet", daß der Trennsteg zwischen den beiden Volumenkammern (2, 3) durch eine flächige Einkerbung des Kammerzylinders (22) so vergrößert wird, daß die innere seitliche Kante dieser Einkerbung im Bereich beider Volumenkammern (2, 3), in Verlängerung der, zur Mitte der Zusatzeinrichtung hin verlaufenden Kante des lichten Durchmessers der 4 Anschlußverschraubungen (4 - 7) zur Kante des lichten Durchmessers der zylindrischen Zusatzeinrichtung (13) zurückgeführt ist.

3. Zusatzeinrichtung zum Messen von zirkulierendem Warmwasser nach Anspruch 1 und 2,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß die Volumenstromkammer in drei Kammern aufgeteilt ist, der Warmwasservorlaufvolumenkammer (2), der Zirkulationsvolumenkammer (3) und der Vorlaufaustrittskammer (25) ausgeführt ist und räumlich von der Meßkammer (35), die zur Aufnahme des Flügelmeßrades dient, getrennt ist.

Das zirkulierende Warmwasser tritt über die Vorlaufeintrittsverschraubung (4) in die Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) ein, gleichzeitig tritt über die Zirkulationseintrittsverschraubung (6) mit gleicher Fließrichtung das Zirkulationswasser in die Zirkulationsvolumenkammer (3) ein. Die, in beide Kammern ragenden, Volumenstromflügel (23, 26), verbunden durch ein entsprechend gestaltetes Flügelgelenk (27), bewegen sich axial zur Trennwand der beiden Kammern. Sie werden durch den in beiden Kammern herrschenden Druckausgleich in waagerechter Stellung zur Querachse der zylindrischen Zusatzeinrichtung (13) gehalten, so daß das zirkulierende Vorlaufwarmwasser über die Vorlaufaustrittsöffnung (24) und der darin eingesetzten Rückschlagklappe (Fig. 12), die durch Federkraft geöffnet ist, austritt, in die Vorlaufaustrittskammer (25) und durch die Vorlaufaustrittsverschraubung (5) in das nachgeschaltete Rohrnetz. Das

Zirkulationswasser tritt durch die direkt mit der Zirkulationsvolumenkammer verbundene Zirkulationsaustrittsverschraubung (7) aus in das Zirkulationsnetz und wird dem zentralen Warmwasserspeicher zugeführt.

Im Falle der Warmwasserentnahme über die, der Vorlaufaustrittsverschraubung (5) nachgeschalteten Zapfstellen, erhöht sich in der Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) der Fließdruck gegenüber den in der Zirkulationsvolumenkammer (3) herrschenden Druckverhältnisse, so daß sich augenblicklich der Vorlaufflügel (23) gegen die Vorlaufaustrittsöffnung (24) legt. Der dadurch entstehende höhere Fließdruck in der Warmwasservorlaufvolumenkammer wird unterstützt durch den Unterdruck in der Vorlaufaustrittskammer (25) und der Meßkammer (35), die Rückschlagklappe (34) in der Zulauföffnung (31) zur Meßkammer (35) öffnet, so daß der erhöhte Volumenstrom, verursacht durch das Öffnen eines Zapfventiles, über die Meßkammer fließt und das dort sich befindende Zählerwerkflügelrad in Fließrichtung des Warmwasserstromes bewegt und somit die abgezapfte Warmwassermenge exakt mißt. Durch die konstant offene Meßkammerrücklauföffnung (32) strömt das mit erhöhtem Fließdruck fließende Warmwasservorlaufwasser in die Vorlaufaustrittskammer (25), schließt gleichzeitig das in der Vorlaufaustrittsöffnung (24) eingebaute Rückschlagventil (43), so daß eine Rückführung des mit erhöhtem Fließdruck fließenden Warmwassers in die Warmwasservorlaufvolumenkammer (2) nicht möglich ist.

Unteranspruch:

3 a) Wie Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß in der Vorlaufeintrittsverschraubung (4) senkrecht zur Mittelachse im oberen Verschraubungsteil eine Einbringöffnung mit Verschraubung (12) für das Einsetzen einer Druckverlustausgleichsspindel in der Bauart von Kolbenschiebern einzusetzen ist.

Unteranspruch:

3 b) Wie Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß jeweils im Boden der Vorlaufvolumenkammer (2) und der Zirkulationsvolumenkammer (3) eine entsprechend große Revisionsverschraubung eingebaut ist, zum Zwecke des Einsetzens der beweglichen Einbauteile im Bereich der zylindrischen Volumenkammer.

Unteranspruch:

3 c) Wie Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß, gehalten durch einen Gelenkstift (30), das Flügelgelenk (27) des Volumenflügels in Form einer Kugel sich axial mittig zu der Trennwand zwischen Vorlaufvolumenkammer (2) und der Zirkulationsvolumenkammer (3) leicht bewegen kann.

Die Beweglichkeit wird dadurch erreicht, daß im Mittelkreuz die Trennwand aufgeweitet ist (29) und ein Gelenkstift (30) mit Bord (40), von der nach oben hin offenen Meßkammer aus eingesetzt wird. Zum Erreichen der Beweglichkeit ist in der horizontalen Mittelachse der Volumenkammer eine runde Bohrung angebracht.

Unteranspruch:

3 d) Wie Anspruch nach 3 c,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß das Flügelgelenk (42) zylindrisch ausgeführt ist und somit die verbindende Öffnung in der Trennwand der beiden Volumenkammern eine rechteckige Form aufweist.

Unteranspruch:

3 e) Wie Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß eine vormontierte Rückschlagklappe (Fig. 11), bestehend aus einem Y-förmigen Spannkreuz (45), eines Federführungsstiftes (44), einer Druckfeder (46) sowie eines Dichttellers (43) im vormontierten Zustand in die dafür in eine zylindrische Verschraubung mit Außengewinde eingebrachten Führungsschlitze (47) auf Spannung bis in die Arretierungskerben (48) gedrückt wird und das somit vormontierte Rückschlagventil (Fig. 11) in die dafür mit Innengewinde versehene Vorlaufaustrittsöffnung (24) eingesetzt wird. Die gleiche Rückschlagklappe ist bei entsprechender Ausführung in die Meßkammerzuströmöffnung (31) einzusetzen.

Unteranspruch:

3 f) Zusatzeinrichtung nach Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß der Boden der Volumenkammer (50) über die ganze Fläche lösbar, mittels überlappendem Innengewinde, mit dem Außengewinde der Volumenkammer verschraubt wird. Dabei sind die Stirnflächen der zylindrischen Volumenkammer in seiner Gesamtheit und die Stirnflächen der Kammertrennstege geschliffen auszuführen. Sie dienen als Dichtfläche zum Boden (50), mittels einer dazwischen eingelegten ganzflächigen Dichtung (51) oder einer, auf der Innenfläche des Bodens (50), mit diesem fest verbunden, aufgebrachte Dichtungsmasse.

Diese Dichtung übernimmt die Abdichtung zwischen Volumenkammergehäuse und der Bodenplatte (50) sowie die untere Abdichtung der einzelnen Volumenkammern untereinander.

Unteranspruch:

3 g) Zusatzeinrichtung nach Anspruch 3,

"jedoch dadurch gekennzeichnet", daß die Trennwand zwischen der nach oben hin offenen zylindrischen Meßkammer und der 3 Volumenkammern in seiner Gesamtheit lösbar ausgeführt wird, indem die zylindrische Außenwand der Meßkammer (37) ein Innengewinde erhält und in Höhe der Trennwand zwischen Meßkammer und Volumenkammer ein umlaufendes Bord (54) angeordnet ist, dessen Oberkante mit der Oberkante stirnflächig mit den Trennwänden zu den 3 Volumenmeßkammern (2, 3, 25) auf gleicher Höhe liegt.

Die Abdichtung erfolgt über eine ganzflächig lose eingelegte Flächendichtung (51), die lediglich die Öffnungen für die Meßkammereinströmöffnung (31) sowie die Meßkammerrücklauföffnung (32) freiläßt oder durch eine, an der Unterseite der lösbaren Trennwand (43) zwischen Meßkammer und Volumenkammer auf der Gesamtfläche dauerhaft flächig mit einer aufgebrachten Dichtmasse belegt wird, die gleichfalls die Dichtfunktion übernimmt und die Meßkammerzuströmöffnung (31) sowie die Meßkammerrücklauföffnung (32) freiläßt.