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Procédé et dispositif pour déterminer la quantité de chaleur cédée par un radiateur.
Les compteurs de quantité de chaleur usuels déterminent, en général, la quantité de chaleur comme produit de la vitesse d'écoulement de l'agent de chauf- fage et de la différence de température à son point d'en- 'trée et à son point de sortie. Ces compteurs ou instru- ¯ ments de mesure connus ont en conséquence besoin d'un instrument de mesure d'écoulement et d'un dispositif pour mesurer cette différence de température, ainsi que 'd'un dispositif indiquant le. produit de ces deux mesures.
Ils sont donc trop compliqués et coûteux pour être em- ployés sur des radiateurs.
C'est pourquoi on a déjà proposé, pour cette application particulière, d'établir sur les radiateurs le point de soudage chaud d'un thermo-élément, dont les points de soudage froids sont exposés à la température du
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local. On relie alors au thermo-élément un dispositif totalisateur. Or on a trouvé que:. dans son utilisation pratique, cette proposition ne donne que des indications -'- très inexactes, La raison de ce fait est due principale- ment à ce que la différence de température, entre le ra- diateur et le local, mesurée avec ce dispositif, comporte, par suite du mouvement de 1air, en pratique fortement fluctuant, de fortes divergences du passage proportionnel avec la quantité de chaleur vraie.
De plus, on dépend de la matière du radiateur;, de sa couleur, etc...
. Les inconvénients des dispositions connues de ce genre sont supprimés d'après la présente invention de manière simple et sûre du fait qu'un élément de mesure contenant deux organes sensibles à la température et de préférence creux, est relié, en disposition de conduc- tion thermique, au radiateur débitant la chaleur, et que la difference entre les deux organes sensibles à la tempé- rature est utilisée pour la commande de l'indicateur de 'La quantité de chaleur. Comme élément de mesure, on peut employer par exemple une tige métallique creuse qui est pourvue d'un calorifugeage radialement, c'est-à-dire de tous côtés perpendiculairement à la direction du flux de chaleur.
Les deux organes sensibles à la température, par exemple deux thermo-éléments, ou les points de soudage chaud et froid d'un thermo-élément, sont alors disposés à l'intérieur de la tige métallique de manière qu'ils soient chauffés avec une intensité différente par le flux de chaleur traversant l'élément de mesure. On peut monter l'élément de mesure, avec les deux organes sensibles à la température, par exemple sur le radiateur au milieu de sa hauteur. Il est particulièrement rationnel de prévoir pour l'un des deux organes sensibles à la température un dispositif de chauffage additionnel, qui est mis temporai- rement en action. Dans ce cas, l'énergiedu chauffage ad- ditionnel est mesurée dans un compteur d'électricité servant
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d'instrument de mesure des quantités de chaleur.
Dans ce but, il est particulièrement avantageux de se servir com- me organes sensibles à la température.de rubans bimétalli- ques droits ou courbes.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de la disposition de l'invention .
La fig. 1 est une vue latérale et la fig. 2 une vue de bout d'une première forme d'exécution de l'inven- tion, certaines parties étant représentées en coupe ;
La fig. 3 est une coupe verticale d'une deuxième forme d'exécution ;
La fig. 4 est une vue latérale d'une troisième forme d'exécution ;
La fig. 5 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution, et
La fig, 6 est une vue de bout de la fig. 5 ;
La fig, 7 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig, 5 ;
La fig. 8 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution du dispositif de l'invention, et
La fig. 9 est une coupe suivant la ligne C-D de la fig. 8.
Dans la disposition des fig. 1 et 2, on a monté sur le petit côté d'un radiateur un élément de mesure. On a disposé à l'intérieur de cet élément de mesure deux or- ganes sensibles à la température, par exemple les deux points de soudure d'un thermo-élémenc 3, de manière qu'ils soient chauffés dans une mesure différente par le flux de chaleur émis par le radiateur 1. L'élément ou corps de mesure 2 est revêtu à l'extérieur, radialement au flux de chaleur qui le traverse, d'un calorifugeage 4. On peut employer comme élément de mesure par exemple un tube métallique creux, dans lequel les deux organe sensibles à la température sont montés.
On a disposé à l'extrémité @
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libre de l'élément de mesure une surface 5 en un corps bon conducteur de la chaleur, surface qui, en ce qui con- cerne la cession de chaleur, comporte de préférence les mêmes propriétés que le radiateur 1, notamment les mêmes proportions de hauteur, de largeur et de longueur que le raûiateur. Si on le désire, on peut aussi supprimer cette surface 5. On a relié aux deux organes sensibles à la température 3, un dispositif qui assure la totalisation de la différence de température déterminée par le thermo- élément 3. Dans ce but, on se sert de préférence d'un compteur à électrolyte.
Au lieu du thermo-élément 3 représente, or. peut, si on le désire, employer deux thermo-éléments ou deux thermomètres à résistance. Dans ce cas, on peut toujours monter en,série les organes sensibles à la tem- pérature de plusieurs éléments de mesure, de sorte qu'un compteur électrique commun totalise les quantités de cha- leur pour plusieurs radiateurs. Mais il faut noter que l'emploi d'un compteur électrique, comme instrument de mesure des quantités de chaleur, n'est pas absolument né- cessaire. On peut employer dans ce but d'autres disposi- tifs quelconques, notamment un dispositif dans lequel la quantité d'un agent liquide,qui passe par distillation en raison de la différence de température existant entre les deux organes sensibles à la température, sert de me- sure pour la quantité de chaleur.
La construction d'un dispositif de ce genre peut comporter par exemple, sur celui des côtés de l'élément de mesure qui est détourné du radiateur, un cylindre de mesure pourvu d'une division ou graduation, avec un tube de verre raccordé par un tuyau, de manière qu'une quantité de liquide correspondant à la différence de température passe par distillation du tube dans le cylindre de mesure. Un dispositif de ce genre est monté de préférence de façon à pouvoir basculer afin de ramener dans le tube ia quantité de liquide qui a passé
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par distillation.
Comme la chute de température à l'intérieur de l'élément de mesure 2, chute qui sert de mesure pour la quantité de chaleur cédée par le radiateur, dépend tou- jours exclusivement de la quantité de chaleur cédée par le radiateur dans l'unité de temps, le dispositif de la présente invention assure des indications très précises.
Ce dispositif présuppose uniquement l'existence d'une chute de température suffisante forte dans le corps ou élé- ment de mesure. Si les conditions ne sont pas effective- ment telles, il vaut mieux se servir du dispositif d'après la fig. 3. Dans cette figure, les organes sensibles à la température sont deux ressorts spiraux bimétalliques 7 et 8, disposés en des points différents à l'intérieur de l'élément de mesure 9, qui est fixé sur le radiateur.
L'élément de mesure 6 se compose dans cet exemple d'un tube métallique 11 qui est pourvu vers,l'extérieur d'un calorifugeage 12. L'extrémité libre du tube 11 est fermée au moyen d'une plaque 13 en un corps bon conduc- teur de la chaleur.' En raison de leurs distances diffé- rentes du radiateur 10, les deux ressorts bimétalliques 7 et 8 subiront un échauffement d'intensité différente par le flux de chaleur traversant l'élément de mesure 9.
En général, la température sera plus élevée sur le ressort bimétallique 7 que sur le ressort bimétallique 8. Pour compenser la différence de température existant entre les deux ressorts, l'un.de ces ressorts., à savoir le ressort 8, est pourvu d'un dispositif de chauffage électrique ad- ditionnel, par exemple d'une bobine de chauffage 14. On peut alors, à l'aide de moyens connus, commander automati- quement l'énergie du dispositif de chauffage de manière que ce dispositif chauffe l'un des thermomètres à une tem- pérature déterminée, de préférence celle de l'autre ther- momètre.
Des dispositions à action automatique de ce
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genre, qui conforment à tout instant l'énergie du chauffa- ge à l'énergie nécessaire pour l'égalisation de températu- re des deux thermomètres, sont assez compliquées. Si on ne veut obtenir que la totalisation de la différence de température des deux points de mesure, différence existant en soi, il suffit d'après l'invention de procéder temporai- rement à la conjonction et à la disjonction du dispositif de chauffage. Dans ce but, le circuit pour la bobine de chauffage 14 passe par un contact 15 qui est actionné , par les ressorts bimétalliques 7 et 8. Comme source de courant, on se sert par exemple d'une batterie 16, ou du réseau lumière, tandis qu'Ion prévoit un compteur d'élec- tricité 17 comme instrument de mesure des quantités de chaleur.
Le contact 15 est commandé par les ressorts bimétalliques 7 et 8 de manière à intercaler le courant de chauffage chaque fois que la différence de température est plus grande que zéro, ou qu'une autre valeur fixée.
Dans ce cas, la température est augmentée artificiellement au point où on a disposé la bobine de chauffage 14 ; la disposition est telle que le contact 15 est ouvert par le ressort bimétallique 8 lorsque la température de ce ressort est égale ou supérieure à celle du ressort bimétal- lique 7. L'énergie électrique conduite à la bobine de chauffage est mesurée au moyen du compteur 17 et consti- tue, ainsi que des essais l'ont démontré, une mesure pour la quantité de chaleur que le radiateur 10 a cédé au milieu ambiant. Pour de nombreuses applications, il est avantageux de ne pas procéder à une disjonction complète de l'énergie du dispositif de chauffage. Dans ce cas, l'éner- gie oscillera entre deux valeurs déterminées.
En pareil cas il n'est pas nécessaire que l'ap- pareil soit alimenté avec une tension constante. La durée d'une période de conjonction fluctuera dans la mesure des fluctuations de la tension de régime de s rte qu'en cas d'emploi d'un watt-heure-mètre, on obtiendra de nouveau
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des valeurs exactes pour l'énergie nécessaire à la compen sation.
Lorsqu'il existe plusieurs radiateurs dans un local ou dans un appartement il suffit de prévoir, comme instrument de mesure des quantités de chaleur, un seul compteur d'électricité, par exemple un compteur à moteur.
Chacun des divers radiateurs est alors pourvu d'un dispo- sitif du type représenté sur le dessin, et le compteur d'électricité commun, de préférence un watt-heure-mètre, totalise alors, par exemple avec un montage en parallèle des contacts 15 et des bobines 14, les énergies condui- tes aux diverses bobines de chauffage et en conséquence les énergies nécessaires pour la compensation de la dif- férence de température à une valeur donnée.,
Au lieu des ressorts spiraux bimétalliques fonctionnant avec un établissement de contact progressif, on peut aussi employer de manière connue des ressorts à bascule ou enclenchement brusque, ainsi que d'autres orga- nes sensibles à la température, tels que des thermo-élé@ ments, des résistances, des groupes mécaniques, agissant par dilatation longitudinale,
etc. Si on désire éviter dans le corps de mesure 9 des courants de convectlon éventuels, on peut le remplir d'une masse plus ou moins conductrice de la chaleur, par exemple de poudre métalli- que. On peut aussi utiliser un élément de mesure plein
9. dans lequel on a prévu des évidements ou creux conve- nables pour recevoir les organes sensibles à la chaleur.
Ces organes n'ont pas nécessairement besoin d'être montés -en des points différents de l'élément de mesure, donc en . des points de potentiel thermique différent, mais peuvent aussi être disposés au même point, à condition de leur don- ner une forme ou construction différente, par exemple du fait qu'on se sert de ressorts bimétalliques de force différente. Au lieu d'un chauffage on pe aussi prévoir le cas echéant un refroidissement pour l'organe sensible
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à la,, température subissant le plus fort échauffement. En pareil cas, on peut employer pour l'actionnement du dispo- sitif de mesure ou de réglage par'exemple la quantité de l'agent réfrigérant utilisé, ou bien la différence de tem- pérature dans l'agent réfrigérant avant sa sortie.
Mais en général un chauffage sera plus simple pour la mise en oeu- vre de l'invention.
La sensibilité de la disposition et la précision du mesurage peuvent être encore augmentéss par l'utilisation des dispositifs représentés sur les fig. 4 à 9. La fig. 4 montre que l'élément de mesure 20, qui contient les deux organes sensibles à la température, de préférence deux rubans bimétalliques, est inséré, environ aux deux tiers de la hauteur du radiateur 21, entre les branches ou tubes centraux de ce radiateur et est mis en bonne communication thermique avec le radiateur.
Dans la forme d'exécution des fige 5,6 et 7; l'élément de mesure 20 se compose d'une plaque 22, en bon conducteur de la chaleur et fermement appliquée sur le radiateur 21, une douille en isolant 23 se raccorde vers l'extérieur à cette plaque. La paroi interne de l'isolant 23 est recouverte de matières à conductivité thermique aussi diverses que possible. Par exemple, la par.. tie de paroi 24 touchant la plaque 22 peut être en constantan et la partie de paroi externe 25 en cuivre.
La matière isolante 23 est revêtue vers l'extérieur, de tous côtés, par un corps bon conducteur de la chaleur 26. qui est en communication thermique avec le radiateur. Les moyens décrits permettent une disposition particulièrement avantageuse du dispositif de mesure. Les deux rubans bimé- talliques 27 et 28 sont disposés parallèlement à la surfa.- ce du corps 21 cédant la chaleur. La disposition est de préférence telle que les rubans bimétalliques 28 se diri- gent en direction du point de rencontre des deux parties de paroi 24 et 25. Mais si on le désire on peut pousser
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la partie de paroi 25 quelque peu plus loin vers le radiateur 21. Sur sa face de bout externe, le creux con- , tenant les rubans bimétalliques est recouvert par une pla- que 29 en'un corps aussi bon conducteur que possible de la chaleur.
On a disposé entre la plaque 29 et le ru.ban bimétallique 28 'un dispositif de chauffage électrique auxiliaire 30. Dans cet exemple d'exécution, la dispos'-- tion de contact 31, actionnée par les deux rubans bimétal- liques 27, 28 et servant à la conjonction et à la dis- jonction du chauffage auxiliaire 30, ainsi que le l'ins- trument de mesure.ou compteur de quantités de chaleur (non représenté), est monté séparément des deux rubans bimétal- liques et est actionné par ces rubans au moyen d'une dis- position de leviers agissant comme transmission. Dans ce but, on a fixé sur l'extrémité supérieure du ruban bimé- tallique 27, une articulation 33 dans laquelle est mon-. té et tourne le levier 32, qui est soumis en outre à l'action d'un ressort 33' fixé sur le ruban binétal- lique 27.
Le levier 32 porte à son extrémité inférdeu- re un contact 34, un contact coopérant fixe 35 étant disposé en face de ce contact 34. Le courant de chauf- fage, dont la conjonction et ia disjonction actionnent le compteur de chaleur de manière non représentée et comme dans les figures précédentes, passe.du conducteur 36 par l'enroulement de chauffage 30, le contact fixe 35, le contact mobile 34 et le conducteur 37. La disposition représentée assure, de même que les dispositions représen- tées sur les figures suivantes, une construction compacte et une grande sensibilité. Le ruban bimétallique 27 voi- sin du radiateur adopte'pratiquement la température du radiateur, tandis que l'autre ruban bimétallique adopte la température de la surface 29 de l'élément de mesure, surface qui cède de la chaleur.
Cet effet particulière- .ment avantageux est encore amplifié par la disposition de la matière bon conducteur de la chaleur 26 révue sur @
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le côté externe de la douille isolante.
Le fonctionnement de la disposition représentée est le suivant : L'échauffement différent des rubans bimé-' talliques 87 et 28 par suite du flux de chaleur émis par le radiateur 21, rapproche l'une de l'autre les deux extrémités supérieures des deux rubans bimétalliques. Dans ce mouvement, le ruban bimétallique 28 heurte la petite branche du levier 32, dont la grande branche amène ainsi le contact 34 en contact avec le contact fixe 35 et met ainsi en circuit le chauffage auxiliaire 30. L'in- fluence du chauffage 30 coupe le contact entre le ruban bimétallique 28 et le levier 32 du fait que ce ruban' se courbe vers l'extérieur, et coupe aussi sous l'action du ressort 33: le contact en 34, 35.
La transmission à levier, qui peut être remplacée si on le désire par d'autres éléments de transmission, par. exemple des res- .sorts d'enclenchement, augmente tout particulièrement la sûreté de commande du dispositif de l'invention.
Dans la forme d'exécution des fig. 8 et 9, les deux rubans bimétalliques 38 et 39 sont en forme de spirales, qui sont disposées parallèlement à la surface de l'élément 21 cédant de la chaleur. Les extrémités externes des deux spirales 38 et 39 sont fixée,, en 40 et 41, tandis que leurs extrémités internes attaquent deux douilles 44 et 45 insérées sur des axes fixes 42 et 43. On a fixé sur les douilles d'un côté les contacts 46 et 47 pour la conjonction et la disjonc- tion du chauffage additionnel, qui, dans le présent cas, est constitué également de préférence par un--enroulement 'de spires de chauffage. De plus, on a fixé sur la douil- le 44 un aimant permanent 49, tandis qu'une partie 50, servant d'armature d'aimant, est fixée sur la douille 45.
Le fonctionnement de la disposition des fig. 8 et 9 est le suivant Lorsque, sous l'influence de la chaleur irradiée par le radiateur 21, lesideux ressorts
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spiraux bimétalliques 38, 39 se dilatent diversement, leurs extrémités mobiles déplacent les deux douilles 44 et 45 et en conséquence les contacts 46 et 47 dans le sens de l'établissement d'un contact. Avant que les deux contacts 46 et 47, qui se meuvent lentement l'un vers l'autre, se touchent, l'aimant 49 entre en action et attire l'armature 50 à une position telle qu'elle se trouve en face de l'aimant ou le touche. De ce fait, on obtient une accélération de la fermeture des contacts 46 et 47, ou une augmentation de la pression des contacts.
Cette fermeture des contacts met de nouveau en circuit le chauffage auxiliaire 48, dont l'action courbe le ruban bimétallique 39 de manière à interrompre de nouveau le contact. Dans .cette forme d'exécution, le circuit pour l'enroulement de chauffage va du conducteur 51, par l'en- roulement de chauffage 48, le ressort bimétallique 39, la. douille 45, le contact 47, le contact 46 et la douil- le 44, le ressort bimétallique 38, au conducteur 52.
-: R E V E N D I C A T 1 ON S
1 Procédé pour déterminer la quantité de cha-- leur cédée par un radiateur, caractérisé en ce qu'un élé- ment de mesure, par exemple en forme de corps creux, dans lequel sont logés deux organes sensibles à la température, 'est fixé sur le radiateur et que la différence de tempé- rature produite entre les deux organes, est utilisée pour la commande d'un instrument de mesure des quantités de chaleur, par exemple un compteur d'électricité.
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Method and device for determining the quantity of heat released by a radiator.
Usual heat quantity meters determine, in general, the heat quantity as a product of the flow rate of the heating medium and the temperature difference at its point of entry and at its point of entry. exit point. These known meters or measuring instruments therefore need a flow measuring instrument and a device for measuring this temperature difference, as well as a device indicating the. product of these two measurements.
They are therefore too complicated and expensive to be used on radiators.
This is why it has already been proposed, for this particular application, to establish on radiators the hot welding point of a thermo-element, the cold welding points of which are exposed to the temperature of the heat sink.
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local. A totalizing device is then connected to the thermo-element. Now we have found that :. in its practical use, this proposition only gives very inaccurate indications. The reason for this fact is mainly due to the fact that the temperature difference, between the radiator and the room, measured with this device, contains, as a result of the movement of the air, in practice strongly fluctuating, large divergences of the passage proportional to the quantity of true heat.
In addition, we depend on the material of the radiator ;, its color, etc ...
. The drawbacks of known arrangements of this kind are eliminated according to the present invention in a simple and safe manner because a measuring element containing two temperature-sensitive and preferably hollow members is connected in a conductive arrangement. thermal, to the radiator delivering heat, and that the difference between the two temperature-sensitive parts is used to control the heat quantity indicator. As a measuring element, a hollow metal rod can be used, for example, which is provided with heat insulation radially, that is to say on all sides perpendicular to the direction of the heat flow.
The two temperature-sensitive members, for example two thermo-elements, or the hot and cold welding points of a thermo-element, are then arranged inside the metal rod so that they are heated with a different intensity by the heat flow passing through the measuring element. The measuring element can be mounted, with the two temperature-sensitive parts, for example on the radiator in the middle of its height. It is particularly rational to provide for one of the two temperature-sensitive members an additional heating device, which is put into action temporarily. In this case, the energy of the additional heating is measured in an electricity meter serving
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instrument for measuring quantities of heat.
For this purpose, it is particularly advantageous to use straight or curved bimetallic tapes as temperature sensitive members.
The accompanying drawings show, by way of example, several embodiments of the arrangement of the invention.
Fig. 1 is a side view and FIG. 2 is an end view of a first embodiment of the invention, certain parts being shown in section;
Fig. 3 is a vertical section of a second embodiment;
Fig. 4 is a side view of a third embodiment;
Fig. 5 is a vertical section of another embodiment, and
Fig, 6 is an end view of fig. 5;
Fig, 7 is a section taken along line A-B of Fig, 5;
Fig. 8 is a vertical section of another embodiment of the device of the invention, and
Fig. 9 is a section taken along line C-D of FIG. 8.
In the arrangement of fig. 1 and 2, a measuring element has been mounted on the short side of a radiator. Two temperature-sensitive organs, for example the two solder points of a thermo-element 3, have been placed inside this measuring element, so that they are heated to a different extent by the flux. of heat emitted by the radiator 1. The measuring element or body 2 is coated on the outside, radially to the heat flow which passes through it, with thermal insulation 4. A metal tube can be used as the measuring element, for example hollow, in which the two temperature-sensitive parts are mounted.
We have at the end @
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free of the measuring element a surface 5 made of a body which is a good conductor of heat, which surface, as regards the heat transfer, preferably has the same properties as the radiator 1, in particular the same proportions of height , width and length than the raûiateur. If desired, this surface 5 can also be omitted. A device has been connected to the two temperature-sensitive members 3 which ensures the totalization of the temperature difference determined by the thermo-element 3. For this purpose, we use preferably serves as an electrolyte meter.
Instead of thermo-element 3 represents, gold. can, if desired, use two thermo-elements or two resistance thermometers. In this case, it is always possible to mount the temperature-sensitive devices of several measuring elements in series, so that a common electric meter totals the quantities of heat for several radiators. But it should be noted that the use of an electric meter, as an instrument for measuring quantities of heat, is not absolutely necessary. Any other devices can be used for this purpose, in particular a device in which the quantity of a liquid agent which passes by distillation due to the temperature difference existing between the two temperature sensitive members serves as measure for the amount of heat.
The construction of such a device may include, for example, on that of the sides of the measuring element which is turned away from the radiator, a measuring cylinder provided with a division or graduation, with a glass tube connected by a pipe, so that a quantity of liquid corresponding to the temperature difference is distilled from the tube into the measuring cylinder. A device of this kind is preferably mounted so as to be able to tilt in order to bring back into the tube the quantity of liquid which has passed.
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by distillation.
As the temperature drop inside the measuring element 2, which is used as a measure for the amount of heat released by the radiator, always depends exclusively on the amount of heat released by the radiator in the unit time, the device of the present invention provides very precise indications.
This device only presupposes the existence of a strong sufficient temperature drop in the body or measuring element. If the conditions are not really such, it is better to use the device shown in fig. 3. In this figure, the temperature-sensitive members are two bimetallic spiral springs 7 and 8, arranged at different points inside the measuring element 9, which is fixed to the radiator.
The measuring element 6 consists in this example of a metal tube 11 which is provided towards the outside with a heat insulation 12. The free end of the tube 11 is closed by means of a plate 13 in a body good conductor of heat. ' Due to their different distances from the radiator 10, the two bimetallic springs 7 and 8 will undergo heating of different intensity by the flow of heat passing through the measuring element 9.
In general, the temperature will be higher on the bimetallic spring 7 than on the bimetallic spring 8. To compensate for the temperature difference existing between the two springs, one of these springs, namely the spring 8, is provided with an additional electric heating device, for example a heating coil 14. It is then possible, using known means, to automatically control the energy of the heating device so that this device heats the heating device. one of the thermometers at a certain temperature, preferably that of the other thermometer.
Self-acting provisions of this
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kind, which at all times conform the energy of the heater to the energy necessary for the temperature equalization of the two thermometers, are quite complicated. If we only want to obtain the totalization of the temperature difference of the two measuring points, a difference existing in itself, it suffices according to the invention to proceed temporarily to the conjunction and the disjunction of the heating device. For this purpose, the circuit for the heating coil 14 passes through a contact 15 which is actuated, by the bimetallic springs 7 and 8. As current source, one uses for example a battery 16, or the light network, while an electricity meter 17 is provided as an instrument for measuring the quantities of heat.
The contact 15 is controlled by the bimetallic springs 7 and 8 so as to interpose the heating current whenever the temperature difference is greater than zero, or another fixed value.
In this case, the temperature is artificially increased to the point where the heating coil 14 has been placed; the arrangement is such that the contact 15 is opened by the bimetallic spring 8 when the temperature of this spring is equal to or greater than that of the bimetal spring 7. The electrical energy conducted to the heating coil is measured by means of the meter 17 and is, as tests have shown, a measure for the amount of heat that the radiator 10 has transferred to the surrounding environment. For many applications, it is advantageous not to proceed with a complete disjunction of the energy of the heating device. In this case, the energy will oscillate between two determined values.
In this case it is not necessary for the device to be supplied with a constant voltage. The duration of a conjunction period will fluctuate in proportion to the fluctuations in the safety operating voltage that if a watt-hour-meter is used, we will again obtain
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exact values for the energy required for compensation.
When there are several radiators in a room or in an apartment, it suffices to provide, as an instrument for measuring the quantities of heat, a single electricity meter, for example a motor meter.
Each of the various radiators is then provided with a device of the type shown in the drawing, and the common electricity meter, preferably a watt-hour-meter, then totals, for example with a parallel connection of the contacts 15. and coils 14, the energies conducted to the various heating coils and consequently the energies necessary for the compensation of the temperature difference at a given value.
Instead of bimetallic spiral springs operating with progressive contact establishment, it is also possible in known manner to employ tilting or snap-action springs, as well as other temperature-sensitive members, such as thermo-elements. , resistances, mechanical groups, acting by longitudinal expansion,
etc. If it is desired to avoid any convection currents in the measuring body 9, it can be filled with a more or less heat-conducting mass, for example metal powder. You can also use a solid measuring element
9. in which suitable recesses or hollows are provided for receiving the heat-sensitive members.
These members do not necessarily need to be mounted -in different points of the measuring element, therefore. points of different thermal potential, but can also be arranged at the same point, provided that they are given a different shape or construction, for example by using bimetallic springs of different strength. Instead of heating, you can also provide cooling for the sensitive organ if necessary.
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at the temperature undergoing the strongest heating. In such a case, it is possible to use for the actuation of the measuring or regulating device, for example, the quantity of the refrigerant used, or the temperature difference in the refrigerant before its exit.
But in general heating will be simpler for the practice of the invention.
The sensitivity of the arrangement and the precision of the measurement can be further increased by the use of the devices shown in figs. 4 to 9. FIG. 4 shows that the measuring element 20, which contains the two temperature-sensitive members, preferably two bimetallic tapes, is inserted, about two-thirds of the height of the radiator 21, between the central branches or tubes of this radiator and is placed in good thermal communication with the radiator.
In the embodiment of figs 5,6 and 7; the measuring element 20 consists of a plate 22, a good conductor of heat and firmly applied to the radiator 21, an insulating sleeve 23 is connected outwardly to this plate. The internal wall of the insulator 23 is covered with materials of thermal conductivity as diverse as possible. For example, the wall portion 24 touching the plate 22 may be constantan and the outer wall portion 25 copper.
The insulating material 23 is coated outwardly on all sides by a good heat conductor body 26 which is in thermal communication with the radiator. The means described allow a particularly advantageous arrangement of the measuring device. The two bimetal tapes 27 and 28 are arranged parallel to the surface of the heat-releasing body 21. The arrangement is preferably such that the bimetallic tapes 28 point in the direction of the meeting point of the two wall parts 24 and 25. But if desired it can be pushed.
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the wall part 25 somewhat further towards the radiator 21. On its outer end face, the recess containing the bimetallic tapes is covered by a plate 29 in a body as good a conductor of heat as possible. .
An auxiliary electric heater 30 has been placed between the plate 29 and the bimetallic strip 28 '. In this exemplary embodiment, the contact arrangement 31, actuated by the two bimetallic strips 27, 28 and serving for the conjunction and dis- junction of the auxiliary heater 30, as well as the measuring instrument or heat quantity meter (not shown), is mounted separately from the two bimetallic strips and is actuated by these tapes by means of an arrangement of levers acting as transmission. For this purpose, was fixed on the upper end of the bimetal tape 27, a joint 33 in which is mon-. t and turns the lever 32, which is further subjected to the action of a spring 33 'fixed to the binetallic strip 27.
The lever 32 carries at its lower end a contact 34, a fixed cooperating contact 35 being arranged opposite this contact 34. The heating current, the conjunction of which and the disjunction actuate the heat meter in a manner not shown. and as in the previous figures, conductor 36 passes through heating winding 30, fixed contact 35, movable contact 34 and conductor 37. The arrangement shown ensures, as do the arrangements shown in the figures. following, compact construction and high sensitivity. The bimetallic strip 27 adjacent to the radiator essentially adopts the temperature of the radiator, while the other bimetallic strip adopts the temperature of the surface 29 of the measuring element, which surface gives off heat.
This particularly advantageous effect is further amplified by the arrangement of the material which is a good conductor of heat 26 reviewed on @
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the outer side of the insulating sleeve.
The operation of the arrangement shown is as follows: The different heating of the bimetallic strips 87 and 28 as a result of the heat flow emitted by the radiator 21, brings the two upper ends of the two strips closer together. bimetallic. In this movement, the bimetallic strip 28 strikes the small branch of the lever 32, the large branch of which thus brings the contact 34 into contact with the fixed contact 35 and thus activates the auxiliary heating 30. The influence of the heating 30 cuts the contact between the bimetallic strip 28 and the lever 32 because this strip 'bends outwards, and also cuts under the action of the spring 33: the contact at 34, 35.
The lever transmission, which can be replaced if desired by other transmission elements, par. example of the locking springs, particularly increases the control safety of the device of the invention.
In the embodiment of FIGS. 8 and 9, the two bimetallic ribbons 38 and 39 are in the form of spirals, which are arranged parallel to the surface of the element 21 giving off heat. The external ends of the two spirals 38 and 39 are fixed, at 40 and 41, while their internal ends attack two bushes 44 and 45 inserted on fixed pins 42 and 43. The contacts have been fixed on the bushes on one side. 46 and 47 for the on and off of the additional heating, which in the present case also preferably consists of a winding of heating turns. In addition, a permanent magnet 49 has been attached to the socket 44, while a part 50, serving as a magnet frame, is attached to the socket 45.
The operation of the arrangement of FIGS. 8 and 9 is the following When, under the influence of the heat radiated by the radiator 21, the two springs
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Bimetallic balance springs 38, 39 expand variously, their movable ends move the two bushes 44 and 45 and consequently the contacts 46 and 47 in the direction of establishing a contact. Before the two contacts 46 and 47, which move slowly towards each other, touch each other, the magnet 49 kicks in and attracts the armature 50 to a position such that it is in front of the magnet or touch it. As a result, there is an acceleration of the closing of the contacts 46 and 47, or an increase in the pressure of the contacts.
This closing of the contacts again turns on the auxiliary heating 48, the action of which bends the bimetallic strip 39 so as to again interrupt the contact. In this embodiment, the circuit for the heating coil goes from the conductor 51, through the heating coil 48, the bimetal spring 39, 1a. socket 45, contact 47, contact 46 and socket 44, bimetallic spring 38, to conductor 52.
-: R E V E N D I C A T 1 ON S
1 Method for determining the quantity of heat released by a radiator, characterized in that a measuring element, for example in the form of a hollow body, in which two temperature-sensitive members are housed, is fixed on the radiator and that the temperature difference produced between the two components is used to control an instrument for measuring quantities of heat, for example an electricity meter.
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