CH160477A - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Heizmittel in einer Heizanlage abgegebenen Wärme. - Google Patents

Description

      Verfahren    und Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Heizmittel  in einer Heizanlage     abgegebenen    Wärme.    Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren und  eine Vorrichtung zur Bestimmung der von  einem     Heizmittel    in einer Heizanlage abge  gebenen Wärme und     bezwenkt,    die Nach  teile bekannter Einrichtungen zu vermeiden,  welche einerseits die Temperaturänderung  des Heizmittels in der Heizanlage, anderseits  die durchströmende Menge des Heizmittels  messen und zur unmittelbaren     Ablesung    der  zu bestimmenden Wärmemenge einen kom  plizierten Apparat benötigen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren besteht  darin, dass eine Teilmenge des Heizmittels  zusätzlich derart erwärmt wird, dass die  Temperatur der Teilmenge um einen Betrag  erhöht wird, der zur Differenz zwischen     Vor-          und        Rücklauftemperatur    der Heizanlage in  einem konstanten Verhältnis steht, und ferner,  dass die für die zusätzliche Erwärmung be  nötigte Wärmemenge zur Feststellung des       Wärmeverbrauches    in der Heizanlage heran  gezogen wird.  



  Die Vorrichtung zur Ausführung des Ver  fahrens zeichnet sich aus durch eine Heiz-         vorrichtung,    durch die eine Teilmenge des  Heizmittels zusätzlich derart erwärmt wird,  dass die Temperatur der Teilmenge um einen  Betrag erhöht wird, der zur     Differenz    zwi  schen Vor- und     Rücklauftemperatur    in einem  konstanten Verhältnis steht, und ferner durch  eine     Messvorrichtung,    mittelst welcher die  für die zusätzliche Erwärmung benötigte       Wärmemenge    gemessen wird.

   Ist die Reiz  vorrichtung in einer Abzweigung des Rück  laufes angeordnet, so kann die ihr zugeführte  Wärme durch zwei temperaturabhängige  Organe, von denen das eine im Vorlauf, das  andere in der Abzweigung des Rücklaufes  angeordnet ist, so geregelt werden, dass die  Temperaturen beider Organe miteinander über  einstimmen. Das von der Vorlauftemperatur  abhängige Organ kann dabei ausser durch  die Vorlauftemperatur auch durch die Rück  lauftemperatur beeinflusst werden. Die Wärme  zufuhr zur Heizvorrichtung kann durch eine  Schaltvorrichtung selbsttätig ein- und aus  geschaltet werden.  



  Die     Messvorrichtung    ist zweckmässig mit      einer solchen Übersetzung versehen, dass sie  die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung, multi  pliziert mit dem     Abzweigungsverhältnis,    an  gibt.  



  Drei Ausführungsbeispiele der zur Durch  führung des Verfahrens geeigneten Vorrich  tung sind auf der Zeichnung in den     Fig.    1,  2 und 3 schematisch dargestellt. In den       Fig.    1 und 2 wird das die Abzweigung durch  fliessende     Heizmittel    um einen der     Differenz     zwischen Vor- und     Rücklauftemperatur    de  Heizanlage entsprechenden Betrag, in     Fig.    3  dagegen nur um einen Teilbetrag erwärmt,  wobei aber immer der Betrag, um den die  Teilmenge erwärmt wird, zur erwähnten Dif  ferenz in einem konstanten Verhältnis steht.  



  Das Heizmittel, z. B. Wasser, strömt  durch die Leitung 1 (Vorlauf) zu der nicht  gezeichneten Heizanlage eines Gebäudes, um  nachher durch die Leitung 2 (Rücklauf) zu  rückgeleitet zu werden     (Fig.    1). Ein Teil  des     Rücklaufwassers    wird durch die Ab  zweigung 3 geführt, daselbst durch die elek  trische Heizvorrichtung 4 erwärmt und nach  her wieder mit der Hauptmenge des Rück  laufwassers vereinigt. Die Heizvorrichtung 4  wird durch elektrischer) Strom gespeist, wel  cher einem vorhandenen Netz     "5    entnommen  und an der eine Schaltvorrichtung bildenden  Kontaktstelle 6, je nachdem, ein- oder ausge  schaltet wird.

   Im Vorlauf, sowie in der Ab  zweigung des Rücklaufes sind Thermostaten  7 und 8 eingebaut, welche mit einer in Ab  hängigkeit von der Temperatur sich aus  dehnenden Flüssigkeit, z. B. Öl oder Queck  silber, gefüllt sind. Durch die Ausdehnung  der Flüssigkeit in den Thermostaten wird  einerseits das     Kölbchen    9, anderseits das mit  einer Feder 11 versehene     gölbeben    10 ver  schoben. Solange die Temperatur im Vorlauf  1 die Temperatur in der Abzweigung 3 des  Rücklaufes übersteigt, wird das     Kölbchen    9  an die Feder 11     -angepresst    und dadurch der  Heizstrom eingeschaltet.

   Sobald aber die  Temperatur- in der Abzweigung des Rück  laufes höher ist als die Vorlauftemperatur,  so steigt das     gölbchen    10 -so weit, dass die  Berührung an der Stelle 6. aufgehoben und    der Heizstrom unterbrochen wird. Der Strom  wird also     abwechslungsweise    ein- und aus  geschaltet, und zwar derart, dass die durch  die Abzweigung 3 fliessende Teilmenge des  Rücklaufes von der     Rücklauftemperatur    auf  die Vorlauftemperatur erwärmt wird. Die  dazu benötigte elektrische Energie entspricht  einem bestimmten Teil der in der Heizanlage  abgegebenen Wärmemenge und wird im  Elektrizitätszähler 12 registriert.

   Bei Ein  schaltung eines dem     Abzweigungsverhältnis     entsprechenden Übersetzungsgetriebes zeigt  der Elektrizitätszähler auch unmittelbar die  Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung, multipli  ziert mit dem     Abzweigungsverhältnis,    d.     I).     die in der Heizanlage verbrauchte Wärme  menge an.  



  Da die Heizstromstärke bei dieser Vor  richtung während der. Einschaltzeit immer  gleich bleibt, so braucht nur die Zeit fest  gestellt zu werden, während welcher der  Strom eingeschaltet ist. Als     Messvorrichtung     könnte deshalb statt des Elektrizitätszählers  auch eine gewöhnliche Uhr verwendet werden,  deren Unruhe jeweils während der Ausschalt  zeit blockiert und während der Einschaltzeit  freigegeben wird.  



  In     Fig.    2 sind die Thermostaten 7 und 8  der     Fig.    1 durch     Thermoelemente    13 und 14  ersetzt. Der Heizwiderstand 4 ist in diesem  Beispiel als Regelwiderstand ausgebildet, in  dem vermittelst des Kontaktes 15 ein grösserer  oder kleinerer Teil des Widerstandes -in den  Stromkreis eingeschaltet wird. Sinkt zum  Beispiel die Temperatur des Rücklaufes an  der Stelle 14 gegenüber der Vorlauftempera  tur an der Stelle 13, so wächst der in den       Thermoelementen    erzeugte     Thermostrom    und  vergrössert dadurch die Anziehungskraft des  Magnetes 16.

   Der Anker 17 wird -sich folg  lich entgegen der Feder 18 um einen ge  wissen Betrag senken und dadurch einige       Windungen    des Heizwiderstandes 4 aus  schalten, so dass der Heizstrom wächst.<B>Im</B>  Zähler 12 kann die verbrauchte elektrische  Energie,     bezw.    bei     entsprechendertbersetzung     unmittelbar die in der Heizanlage abgegebene  Wärmemenge abgelesen werden.      Soll das die Abzweigung durchfliessende  Heizmittel nur um einen Teilbetrag des  Temperaturunterschiedes zwischen Vor- und  Rücklauf erwärmt werden, so wird das im  Vorlauf befindliche Organ 7     (bezw.    13) ausser  von der Vorlauftemperatur auch von der       Rücklauftemperatur    abhängig gemacht.

   Zu  diesem Zweck wird es durch zwei Organe  ersetzt, von denen sich das eine Organ, 19,       (Fig.    3) im Vorlauf, das andere Organ, 20,  im Rücklauf befindet. Die beiden Organe 19       und    20 wirken auf einen gemeinsamen     Kol-          beii    9, der sich entsprechend einer aus der  Vor- und     Rücklauftemperatur    resultierenden  Temperatur verschiebt, wobei die resultierende  Temperatur je nach dem Grössenverhältnis  der beiden Organe 19 und 20 näher bei der  Vorlauftemperatur oder näher bei der Rück  lauftemperatur liegt. Der Kolben 10, an dem  die     Feder    11 befestigt ist, wird wieder von  einem in der Abzweigung befindlichen, tem  peraturabhängigen Organ 8 beeinflusst.  



  Natürlich können die temperaturabhängigen  Organe 8, 19 und 20 der     Fig.3    auch durch  eine Batterie aus elektrischen     Thermoelemen-          ten    ersetzt werden, welche wie in     Fig.    2 auf  einen     Elektromagneten    einwirken. An die  Stelle des Organes 8 sind dabei ebensoviel  Lötstellen anzuordnen, wie an den Stellen  der Organe 19 und 20 zusammen vorhanden  sind.  



  Das Verhältnis der einzuführenden elek  trischen Energie zu der zu bestimmenden  Wärmemenge richtet sich nach dem Ab  zweigungsverhältnis. Dieses     Abzweigungsver-          hältnis    kann zum Beispiel durch Einbau ver  schiedener Drosselscheiben in die Leitungen  2 und 3 beliebig verändert werden.  



  An Stelle der Drosselscheiben können  auch dünne Röhrchen verwendet werden, in  welchen stets     Laminarströmung    herrscht. Die  Dimensionen der Röhrchen in den     Leitungen     2 und 3 werden zweckmässig gleich gewählt,  damit auf jeden Fall die Strömung in den  einzelnen Röhrchen übereinstimmt.  



  Um das     Abzweigungsverhältnis    unab  hängig vom Temperaturunterschied zwischen  der 'Peilmenge und der Gesamtmenge des    Heizmittels stets konstant zu halten, ist der  engste     Querschnitt    der Abzweigung, z. B.  die Drosselscheibe in der Leitung 3, der  Heizvorrichtung 4 zweckmässig vorzuschalten.  



  Statt einer elektrischen     Heizvorrichtung     könnte auch eine durch Gas beheizte Vor  richtung zur Anwendung kommen, wobei die  verbrauchte Energie statt mittelst eines Elek  trizitätszählers mit Hilfe einer Gasuhr zu  messen wäre.  



  Die Heizvorrichtung 4 kann auch in einer  Abzweigung des Vorlaufes angeordnet sein,  wenn dafür gesorgt ist; dass die Erwärmung  der Teilmenge des Vorlaufes in einem pro  portionalen Verhältnis zur Abkühlung des  Heizmittels in der Heizanlage steht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Bestimmung der von einem Heizmittel in einer Heizanlage abge gebenen Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge des Heizmittels zu sätzlich derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Teilmenge um einen Be trag erhöht wird, der zur Differenz zwi schen Vor- und Rücklauftemperatur der Heizanlage in einem konstanten Verhält nis steht, und ferner, dass die für die zusätzliche Erwärmung benötigte Wärme menge zur Feststellung des Wärmever brauches in der Heizanlage herangezogen wird.

   II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch eine Heizvorrichtung, durch die eine Teilmenge des Heizmittels zu sätzlich derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Teilmenge um einen Be trag erhöht wird, der zur Differenz zwi schen Vor- und Rücklauftemperatur der Heizanlage in einem konstanten Verhält nis steht; und ferner durch eine Messvor- richtung, mittelst welcher die für die zu sätzliche Erwärmung benötigte Wärme menge gemessen wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Vorrichtung nach :Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Heizvor- richtung in einer Abzweigung des Rück laufes angeordnet ist. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch zwei temperaturabhängige Organe, von denen das eine im Vorlauf, das andere in der Abzweigung des Rücklaufes angeord net ist und welche die der Heizvorrich- tung zugeführte Wärme so regeln, dass die Temperaturen beider Organe mitein ander übereinstimmen. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das von der Vorlauf temperatur abhängige Organ ausser durch die Vorlauftemperatur auch durch die Rücklauftemperatur beeinflusst wird. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung, durch welche die Wärmezufuhr zur Heiz- vorrichtung selbsttätig ein- und ausge schaltet wird. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Messvor- richtung mit einer solchen Übersetzung versehen ist, dass sie die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung, multipliziert mit dem Abzweigungsverhältnis, angibt. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der engste Querschnitt der Abzwei gung im Sinne der Strömung des Heiz- mittels der Heizvorrichtung vorgeschaltet ist.