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Wärmemengenmeßvorlichtung für Zentralheizungsanlagen Die Erfindung
betrifft eine Wärmemengenmeßvor richtung für Zentralheizungsanlagen und dient zum
Messen der verbrauchten Wärmemenge.
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Bei umlaufendem Warmwasser, wie z. B. in Zentralheizungsanlagen,
iist es erwünscht, die vom umlaufenden Wasser abgegebene Kalorienmenge messen zu
können. Diese Kalorienmenge läßt sich im Prinzip als ein Produkt der augenblicklich
in der Anlage umlaufenden Wassermenge und der gleichzeitigen Abkühlung dieser Wassermenge
bestimmen.
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Es sind verschiedene komplizierte Vorrichtungen zum Messen solcher
Kalorienmengen bekannt. Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Wassermesser
und ein Temperaturdifferenzmesser auf eine Multiplikationseinrichtung einwirken,
die auf einem Zählwerk das Produkt der verbrauchten Wassermenge und der gleichzeitigen
Temperaturdifferenz errechnet. Eine solche Einrichtung ist kompliziert und kostspielig.
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Weiterhin ist es bekannt, schreibende Registrierinstrumente zu verwenden,
wobei ein Temperaturdifferenzmesser den Temperaturunterschied und ein Wassermesser
die je Zeiteinheit umlaufende Wassermenge aufzeichnen. Auch ein derartiger Apparat
ist kostspielig. Außerdem ist eine komplizierte und zeitraubende Ausrechnung des
Endergebnisses auf Grund der aufgezeichneten Diagramme notwendig.
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Man hat deshalb vorgeschlagen, als eine einfache Meßvorrichtung zwischen
die Zulauf- und Rücklaufleitung der Heizungsanlage einen Differenzmesser einzubauen,
der die Mitteltemperatur aufzeichnet, wobei dann die gemessene Mitteltemperatur
mit der durchströmenden Wassermenge multipliziert wird. Eine solche Meßvorrichtung
leidet
indessen an dem Mangel, daß sie nicht genau ist, da die mittlere
Temperaturdifferenz in der ganzen Periode gemessen wird, und zwar gleichgültig,
ob die Anlage dauernd in Betrieb gewesen ist oder nicht.
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Die Erfindung benutzt den an sich bekannten Vorschlag der Einschaltung
einer Meßvorrichtung für die Mitteltemperatur. Gemäß Ider Erfindung wird aber ein
genaueres Resultat als bei den bekannten Vorrichtungen erreicht.
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Auch zeigt die Erfindung den Vorteil, daß die gesamte Meßvorrichtung
sowohl bezüglich der Herstellung wie der Montage einfacher und billiger ist. Sie
zeigt eine genaue und schnelle Berechnung des Kalorienverbraucbs auf Grund der abgelesenen
Messungen.
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Zu diesem Zwecke besteht die Meßvorrichtung aus einem Zeitmesser
und einem Differenzmesser für die Temperatur. Beide sind dabei mit dem Absperrorgan
der Heizungsanlage derart verbunden, daß sie beim Öffnen des Absperrorgans eingekuppelt
und beim Schließen des Absperrorgans ausgekuppelt werden. Hierdurch wird erreicht,
daß der Temperaturdifferenzmesser die Temperaturen bzw. deren Unterschiede in der
Zulauf- und Rücklaufleitung nur in den Zeiträumen mißt, in denen das Absperrorgan
der Anlage geöffnet ist. Auf diese Weise werden die Fehler ausgeschaltet, die davon
herrühren, daß in der Betriebsanlage wähe rend längerer Zeit der Wasserumlauf vollkommen
geschlossen gewesen ist.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat ferner den Vorteil, daß sowohl
zum Zeitmessen als auch zum Temperaturmessen bekannte Meßvorrichtungen verwendet
werden können. Als besondere zusätzliche Organe sind nur die Ein- und Auskuppelorgane
für den Zeitmesser und den Temperaturmesser notwendig, die mit dem Absperrorgan
der Anlage gekuppelt sind und damit bei Bedienen des Absperrorgans zwangläufig mit
gesteuert werden.
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Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. I das Prineip der Vorrichtung unter Verwendung
elektrischer Meßvorrichtungen, Fig. 2 eine- Ausführungsform, bei welcher der Temperaturdifferenzmesser
als Verdampfungsmeßeinrichtung ausgebildet ist und Fig. 3 eine Anordnung, bei der
zwei Satz Meßvorrichtungen verwendet werden.
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I ist die Zulaufleitung einer Zentralheiz.ungsanlage mit der Rücklaufleitung
2. In der Zulaufleitung I ist ein Absperrventil oder Absperrhahn, 3 angeordnet.
Dieses Absperrorgan kann über einen Bedienungsgriff 4 verstellt werden, so daß die
Wasserzufuhr der Anlage geöffnet oder geschlossen werden kann. In der Rücklaufleitung
2 ist ein Wassermesser 5 angeordnet.
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Zwischen der Zulaufleitung I und der Rücklaufleitung 2 ist eine Thermobatterie
6 eingebaut. Diese Thermobatterie 6 ist in Reihe mit einem elektrischen Schalter
7 und einer elektrolytischen Meßeinrichtung 8 bekannter Art geschaltet. Der Messer
8 zeigt den totalen von der Thermobatterie abgegebenen Strom an. g ist ein Zeitmesser.
Dieser ist in dem Stromkreis 10 eingeschaltet, wobei außerdem in den Stromkreis
ein KontaktIr eingebaut ist. Auch der Zeitmesser g kann in an sich bekannter Weise
als Elektrolytmesser ausgeibildet sein.
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Der Handgriff 6 für das Regelorgan 3 trägt an einem Arm I6 einen
Hebel I2. Dieser ist gegenüber den Kontakten 7 und 11 derart angeordnet, daß beim
Schließen des Absperrventils 3 die Kontakte 7 und 11 abgehoben und damit die Stromkreise
nach den elektrolytischen Messern 8 und 9 unterbrochen werden. Damit sind die Meßeinrichtungen
8 und 9 nur eingeschaltet, wenn der Hebel 12 von den Kontakten 7 und II abgetreten
ist, d. h. wenn das Regelorgan 3 geöffnet ist und damit die Wasserzufuhr vorhanden
ist.
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Über die beiden Meßvorrichtungen 8 und 9 kann die effektive Mitteltemperaturdifferenz
unter Ausschaltung der Betriebspausen für die gesamte Betriebsdauer abgelesen werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist ein anderer Zeitmesser
I3 an Stelle des Zeitmessers g in den Stromkreis 10 eingebaut. Beispielsweise kann
der Zeitmesser I3 als rotierendes Zählwerk ausgebildet sein.
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Statt einer Messung der Temperaturdifferenz auf elektrischem Wege
wird die Verdampfungstemperatur gemessen. Zu diesem Zweck sind in die Zulaufleitung
I und in die Rücklaufleitung 2 je ein Verdampfungsmesser 14 und I5 eingebaut. Diese
Verdampfungsmesser sind in ihrem Aufbau bekannt. Sie können beispielsweise aus einem
nach oben offenen Rohr mit einer langsam verdiampfenden Flüssigkeitæbestehen. Die
mittlere Temperaturdifferenz zwischen den beiden Leitungen I und 2 kann somit an
Hand der Verdampfungsrnesser 14 und I5 leicht bestimmt werden. Auch hier werden
die Verdampfungsmesser 14 und 15 außer Betrieb gesetzt, wenn der Wasserumlauf geschlossen
wird.
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Zu diesem Zweck ist an dem Arm I6 des Handgriffes 4, der den Ausschalthebel
12 für den Zeitmesser I3 trägt, ein Arm I7 angeschlossen. An diesem sitzen Abschlußijgliedier
I8 und I9, die mit den Verdampfern 14 und I5 zusammenarbeiten können, und zwar derart,
daß beim Überführen des Handgriffes 4 in die Schließstellung des Wasserabsperrorgans
3 die Abschlußglieder I8 und I9 über die Verdampfer 14 und I5 treten. Wird der Wasserzulauf
wieder geöffnet, so werden die Verdampfer 14 und 15 wieder freigegelben.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 sind zwei oder mehrere Wassermesser
eingebaut. Hier ist die Rücklaufleitung 2 in zwei Rohrzweige 2a und 2b geteilt,
in welchen je ein Wassermesser 5a und 5b eingesetzt sind, so daß z. B. der Wassermesser
5a den Verbrauch über einer gewissen Größe, der Wassermesser 5b dagegen den Verbrauch
unter einer gewissen Größe zeigt. Ein Umsteuerungsventil 3 dient zur Umkupplung
der Rücklaufleitung, so daß der Wasserstrom entweder durch den einen oder durch
den anderen der beiden Rohrzweilji
läuft, je nach dem zu benutzenden
Meßbereich. In einer solchen Anlage ist es zweckmäßig, zwei Satz Meßvorrichtungen
zu verwenden, und zwar einen Satz bestehend aus Thermobatterie 6a mit dazugehörendem,
elektrolytischem Messer 8a und Zeitmesser 9a, dem Wassermesser 5a entsprechend,
und einen anderen Satz bestehend aus Thermobatterie 8b, elektrolytischer Messer
8b und Zeitmesser gb, dem Wassermesser 5b entsprechend. Für die Zeitmesser ga, gb
ist eine Spannung 22 vorgesehen. Die Ein- und Ausschaltung genannter Meßvorrichtungssätze
ist mechanisch und elektrisch an die Einstellung des Umsteuerungsventils 3 gebunden,
und zwar dadurch, daß die verlängerte Ventilspindel 4I, durch den Bedienunsshlandlgriff
I6 drehbar, mit zwei Isolierstoffkontaktscheiben 42 und 43 mit respektiven Metallkontaktsegmenten
44 und 45 ausgestattet ist. Zur Kontaktscheibe 42 gehören drei Kontaktkohlen I8a,
18c, I8b, zur Kontaktscheibe 43 drei Kontaktkohlen 24a, 24c, 21ob. Beim Bedienungshandgriff
i6 in Mittelstellung ist die Lage genau wie in Fig. 3 gezeigt. Das Umsteuerungsventil
3 ist geschlossen, und gleichzeitig sind beide Meßvorrichtungssätze ausgeschaltet,
da die Kontaktsegmente 44 und 45 nur die zentralen Kontaktkohlen I8C und 24e berühren.
Wird nun der Bedienungshandgriff I6 im Sinne des Uhrzeigers gedreht, so wird der
Rohrzweig 2a mit Wassermesser 5a geöffnet. Gleichzeitig überbrücken die Kontiaktsegmente
44 und 45 beziehungsvweise die Kontaktkohlensätze I8a bis I8C und 24a bis 24c, wodurch
allein der elektrolytische Messer 8a mit Thermobatterie 6a und der Zeitmesser ga
eingeschaltet werden. Wird dagegen von der Mittelstellung aus der Bedienungshandgriff
I6 im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers gedreht, wird der Rohrzweig 2b mit
Wassermesser 5b geöffnet. Gleichzeitig werden allein der elektrolytische Messer
8b mit Thermobatterie 6b und der Zeitmesser gb eingeschaltet, und zwar diesmal durch
gleichzeitige Überbrückung der Kontaktkohlensätze I8a, I8C und 24b, 24C durch die
entsprechenden Kontaktsegmente 44 und 45.
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Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur schematische Darstellungen.
Es lassen sich verschiedene andere Ausführungsformen wählen. Zum Beispiel kann in
Verbindung mit der Ein- und Auskupplungseinrichtung noch eine Justiereinrichtung
angeordnet werden, um die Meßeinrichtungen genau mit dem vollständigen Schließen
des Absperrventils 3 in Übereinstimmung zu bringen.