CH225192A - Verfahren und Einrichtung zur Mengenmessung mittels des Stromes eines Fluidums. - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Einrichtung zur   iDIengenmessung    mittels des Stromes eines Fluidums.



   Bekanntlich wird die Messgenauigkeit aller bisher für die Messung des Wärmeverbrauches von   Heisswasser-Heizungsanlagen    entwickelten Wärmemengenmessern bei geringer Strömungsgeschwindigkeit durch den Umstand mehr oder weniger stark beeinträchtigt, dass sich bei den hierbei verwendeten Düsen- und Flügelradwassermessern die Messkräfte so stark vermindern, dass deren Brauchbarkeit im Arbeitsgebiet von 0 bis etwa   25%    überhaupt in Frage gestellt ist. Für Schwerkraftheizungen scheiden derartige Messsysteme des beträchtlichen Widerstandes der Wassermesser wegen im allgemeinen überhaupt aus.



   Diese Mängel können durch das erfindungsgemässe Messverfahren vermieden werden, da die Wärmemenge lediglich aus Tem  peraturmessungen    bestimmt werden kann, so dass die mit wesentlichen Fehlerquellen behaftete direkte Messung der Wassermenge in Wegfall kommt.



   Das erfindungsgemässe Messverfahren besteht darin, dass wenigstens einem Teilstrom des Fluidums eine bekannte Wärmemenge zugeführt und die hierdurch bewirkte Temperaturerhöhung des Fluidums des betreffenden Stromes gemessen wird. Es lässt sich nun ableiten, dass die Durchflussmenge in kg/h umgekehrt proportional der durch die zusätzliche Beheizung bewirkten Temperatursteigerung des Fluidums des beheizten Stromes ist.



   Als Massnahmen, um den Energiebedarf der Zusatzheizung zu vermindern, wird vorteilhaft der Gesamtstrom der Flüssigkeit in eine Anzahl gleich grosser Teilströme aufgeteilt, wovon jedoch nur einer zusätzlich beheizt wird.



   Die Zusatzheizung braucht nicht dauernd eingeschaltet zu sein; sie wird vorteilhaft pro Stunde nur so oft eingeschaltet, als dies beispielsweise zur Erfassung des Wärmeverbrauches erforderlich ist. Für die meisten   Industrie- und    Raumheizungsanlagen dürfte bei vier- bis sechsmaliger Messung der Wärmemenge pro Stunde eine hinreichende Messgenauigkeit erzielt werden. Wo grössere   Schwankungen im Wärmeverbrauch auftreten, wird es erforderlich sein, die Zusatzheizung in kürzeren Zeitintervallen einzuschalten, um die Zahl der Messungen pro Stunde zu erhöhen.

   Die Zusatzheizung ist zweck  mässig vor jeder Messung so lange in : Betrieb    zu halten, bis sich die der jeweils herrschenden Strömungsgeschwindigkeit und die der Wärmeleistung der Zusatzheizung entsprechende Temperaturerhöhung im Teilstrom bezw.   hauptstrom    eingestellt hat. Ist Beharrung erreicht, so erfolgt die Messung der erforderlichen Temperaturdifferenz und wird   gleichzeitig die Zusatzheizung ausser : Betrieb    gesetzt.



   Werden die Temperaturdifferenzen mittels Thermoelementen gemessen, so können bei Verwendung von mehrfach in Serie geschaltenen Thermoelementen die Messkräfte bedeutend gesteigert werden und kann dementsprechend die Wärmeleistung der Zusatzheizung (bei elektrischer Zusatzheizung der Anschlusswert) herabgesetzt werden.



   Ein Ausführungsbeispiel einer   zur Durch-    führung des Verfahrens geeigneten Einrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.



   Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie s-s in Fig. 1.



   In der Zeichnung bezeichnet A die Vorlauf- und B die Rücklaufleitung, die je mit einer Isolation   G    umgeben sind. a und b sind Thermoelemente, wobei al und   bi    die heissen und a2 und   b    die kalten Lötstellen der Thermoelemente a und b bezeichnen.



   Die hier schematisch gezeichnete Messeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Verteiler C, durch welchen die im geschlossenen   I(reislauf    zirkulierende - Wassermenge in vier gleich grosse Teilströme aufgeteilt wird, aus dem   Widerstands-Reizelement    E, durch welches einer der Teilströme beheizt wird, den   beidenThermoelementena    und bund einem den Wärmeverbrauch direkt anzeigenden Messgerät   E.    Dem Heizelement E wird der Strom durch die Leitungen F zugeführt.



  Es lässt sich nun unter der Voraussetzung, dass die spezifische Wärme des Wassers ist, ableiten, dass
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 Darin bedeuten:
Q = von der Heizung in der Zeiteinheit abgegebene Wärmemenge (Wärmeverbrauch). q = die pro Zeiteinheit am Heizelement E entwickelte bekannte Wärmemenge. x = Verhältnis der gesamten durchströmenden Wassermenge zu der durch den be  heizten      Kanal    strömenden Menge.    taxi,      ta2    usw. = die bei den Stellen a1,   a    usw. herrschende Temperatur.



   Zur Bestimmung des Wärmeverbrauches muss man also beispielsweise die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf sowie die Temperaturerhöhung im beheizten Strom messen. Als Anzeigeinstrument   kom-    men aber auch   Quotientmesser    in Betracht; z. B. eignet sich hierfür, sofern die Temperaturdifferenzen mittels Thermoelementen gemessen werden, das in der Elektrotechnik vielfach angewandte   Kreuzspulinstrument,    welches beispielsweise in Verbindung mit einem Fallbügel und Zählwerk, angetrieben durch einen kleinen   Hilfsmotor    bezw. ein Uhrwerk, auch als Wärmezähler ausgebildet werden kann.

   Soll die Wärmemengenmessung nicht laufend, sondern nur in gewissen regelmässigen Zeitabständen erfolgen, so kann durch den gleichen   Rilfsmotor    auch der Heizstromschalter betätigt werden.



   Das Verfahren kann ganz allgemein zur Durchflussmessung angewandt werden, und zwar sowohl in Reiz- als auch Kühlanlagen, gleichgültig, ob es sich um Strömungen von Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen handelt.



  Das   Widerstands-Heizelement    kann dabei in der Vorlaufleitung oder Rücklaufleitung eingebaut sein.



   Der Verteiler C ist zweckmässig so ausgebildet, dass durch diesen der Flüssigkeitsstrom in gleich grosse Teilströme aufgeteilt  wird. Dies bedingt, dass der Strömungswiderstand aller Teilströme, also auch der be  heizte    Teilstrom, gleich gross sein muss.



   Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Heizelement E eine zylindrische Form auf und ist dessen Innendurchmesser gleich dem Durchmesser der unbeheizten Teilstromkanäle D. Um Wärme ableitungen vom Heizelement nach den nicht beheizten Teilströmen   weitmöglichst    zu verhüten, sind zweckmässigerweise die den Verteilerkörper berührenden Flächen des Heizelementes entsprechend zu isolieren und der Verteiler aus einem Material mit   geringer Wärmeleitfähig-    keit herzustellen (z. B. Porzellan, Glas usw.).



  Falls für das Heizelement eine andere Form gewählt wird, so dass z. B. ein Teil oder das ganze   Heizelement    in den Teilstrom eintaucht, so müssen in den nicht beheizten Teilstromkanälen Körper gleicher Form und Grösse wie das Heizelement eingebaut werden, damit durch den Verteiler die gewünschte Aufteilung des Flüssigkeitsstromes in gleich grosse Teilströme erfolgt.



      PATENTANSFRflORE:   
I. Verfahren zur Mengenmessung mittels des Stromes eines Fluidums, insbesondere zur Bestimmung des Wärmeverbrauches in   Heisswasser-Heizungs anlagen,    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Teilstrom des Fluidums eine bekannte Wärmemenge zugeführt und die hierdurch bewirkte Temperaturerhöhung des Fluidums im betreffenden Strom gemessen wird.   

Claims (1)

1. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Zusatzheizung und durch eine Einrichtung zur Messung der durch dieselbe hervorgerufenen Temperaturerhöhungen des Fluidums im beheizten Strom.

   UNTERBNSPROCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Fluidum in mehrere gleich grosse Teilströme aufgeteilt und einer davon beheizt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Heizung periodisch, entsprechend der Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum vorzunehmenden Messungen, eingeschaltet wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Widerstandsheizung verwendet wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, zur Bestimmung des Wärmeverbrauches in Heisswasseranlagen, dadurch gekennzeichnet, dass man einem Teilstrom des Vorlaufes eine bekannte Wärmemenge zuführt und mittels Thermoelementen die durch diese Wärmezufuhr bewirkte Temperatursteigerung im Teilstrom und die zwischen Vor- und Rücklauf bestehende Temperaturdifferenz misst.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch -gekennzeichnet, dass eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die zusätzliche Heizung periodisch ein- bezw. auszuschalten.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verteiler vorgesehen ist, der den Strom des Fluidums in mehrere Teilströme aufteilt, von welchen einer beheizbar ist.

   8. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler so ausgebildet ist, dass der Strömungswiderstand aller Teilströme gleich gross ist.