ES2878139T3

ES2878139T3 - Distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador

Info

Publication number: ES2878139T3
Application number: ES19154512T
Authority: ES
Inventors: Arne Kähler; Joachim Klein
Original assignee: Techem Energy Services GmbH
Current assignee: Techem Energy Services GmbH
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: PL3524951T5; DE102018103144A1; EP3524951B1; DK3524951T3; EP3524951B2; DK3524951T4; ES2878139T5; PL3524951T3; EP3524951A1

Abstract

Distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor (ΔQ) emitida por un radiador (60) - con un sensor de temperatura de salida (101, 201, 301) para la medición de la temperatura de salida (ϑ VL) de un medio caloportador, - con un sensor de temperatura del aire ambiente (102, 202, 302) para la medición de la temperatura del aire ambiente (ϑ amb), - con una válvula reguladora de radiador (150, 250, 350), - con un equipo (103, 203, 303) para averiguar una posición de carrera de válvula (h) de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) y - con una unidad de cálculo (121, 221, 321), que está dispuesta para determinar la cantidad de calor emitida (AQ), en donde - la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) presenta una parte inferior de válvula (151, 251, 351) dinámica, que mantiene constante la diferencia de presión (Δp) a través de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) y - la unidad de cálculo (121, 221, 321) del distribuidor de costes de calefacción (100, 200, 300) está configurada para calcular a partir de la posición de carrera de válvula (h) averiguada, así como de las variables medidas de temperatura de salida (ϑ VL) y temperatura del aire ambiente (ϑ amb), la cantidad de calor emitida (ΔQ), en donde a partir de la posición de carrera de válvula (h) averiguada, a partir de la temperatura de salida (ϑ VL) y a partir de la temperatura del aire ambiente (ϑ amb), usando la presión diferencial constante (Δp) a través de la válvula de radiador se averigua al menos una temperatura de radiador (ϑ RL, Δlog, ,ϑ x) distinta de la temperatura del aire ambiente (ϑ amb) medida y de la temperatura de salida (ϑ VL), denominada característica adicional y la cantidad de calor emitida (ΔQ) se calcula empleando al menos la temperatura de salida (ϑ VL) medida y la temperatura de radiador característica adicional (ϑ RL, Δlog, ϑ x).

Description

DESCRIPCIÓN

Distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador

La invención se refiere a un distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El distribuidor de costes de calefacción presenta un sensor de temperatura de salida para la medición de la temperatura de salida de un medio caloportador, preferentemente de manera directa en la tubería de salida del radiador, y un sensor de temperatura del aire ambiente para la medición de una temperatura de radiador. Además, el distribuidor de costes de calefacción presenta una válvula reguladora de radiador asociada a este y un equipo para determinar una posición de carrera de válvula de la válvula reguladora de radiador. Una unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción propuesto está configurada para determinar la cantidad de calor emitida empleando las temperaturas medidas.

Los distribuidores de costes de calefacción están muy extendidos, para distribuir los costes de calefacción en particular en un edificio de viviendas de acuerdo con el consumo en las diferentes partes. Para ello, los distribuidores de costes de calefacción están instalados en los radiadores del edificio. Detectan la cantidad de calor emitida por los radiadores individuales. Los costes de calefacción que surgen en total se reparten en las unidades de uso de acuerdo con un código de distribución según los costes básicos y de consumo.

En la práctica se emplean esencialmente dos tipos de distribuidores de costes de calefacción, que se denominan distribuidores de costes de calefacción de 2 sondas o de 3 sondas.

Los distribuidores de costes de calefacción de 3 sondas miden una temperatura de salida Qvl del medio caloportador denominado también medio de calentamiento, una temperatura de retorno Qrl del medio caloportador y una temperatura ambiente 9amb (temperatura del aire ambiente), y a partir de ello calcular la así llamada temperatura excesiva logarítmica Aiog

La potencia calorífica Q emitida se deduce empleando la temperatura excesiva Aiog logarítmica dando como resultado

en donde Ahg,N es la temperatura excesiva logarítmica en un flujo de medio de calentamiento de referencia, Q N la potencia de referencia del radiador (conocida para cada tipo de radiador) y n el exponente de radiador. Estas variables dependen del radiador empleado en cada caso, y se dan a conocer gracias a los fabricantes de radiadores o se determinan en una medición bajo condiciones de referencia.

La cantidad de calor AQ emitida en un intervalo de tiempo Ai se corresponde con la potencia calorífica Q integrada en el intervalo de tiempo At

r At

A Q = l Qdt.

't=a

En cambio, los distribuidores de costes de calefacción de 2 sondas miden una temperatura superficial de radiador 9^hk y una temperatura del aire ambiente 9amb, a partir de ello calculan aproximadamente la temperatura excesiva logarítmica Aiog

Alog~ ksis ' ($HK — âmb)

y a partir de esto determinan la potencia calorífica Q

Q = Qn ■ (^sís ■ ($HK — ^ambí) = Qn ' ksis " ‘ ($HK — $amb)n

en donde kges = Qn ■ ksisn es un factor que considera tanto la potencia de referencia Qⁿ, como con ksis la transmisión térmica entre el radiador y el aire a la sonda térmica respectiva, así como las propiedades del aparato. Este factor kges = Qw ■ ksisn es conocido en cada caso para el radiador y el distribuidor de costes de calefacción empleados. Los distribuidores de costes de calefacción de 2 sondas son los más extendidos en la práctica.

Por lo tanto, el principio fundamental de los distribuidores de costes de calefacción consiste en determinar la potencia calorífica Q empleando temperaturas medidas, aunque no mediante el flujo de medio de calentamiento(flujo másico) m (o del caudalVJ del medio de calefacción. Para ello sería necesario el montaje de un flujómetro correspondiente en el sistema de tubería o delante del radiador, lo que complicaría mucho y encarecería la instalación de una detección de costes de calefacción.

Por lo tanto, los distribuidores de costes de calefacción han de diferenciarse de los contadores de calor en cuanto a la regulación. Los distribuidores de costes, que corresponden a la norma de producto DIN EN 834 y su conformidad ha sido comprobada y certificada por una autoridad pericial, no están sometidos a los reglamentos sobre calibración o a las disposiciones para contadores de calor de la directiva europea sobre instrumentos de medición MID, pero pueden seguir empleándose según la normativa de costes de calefacción para la detección del consumo. Los aparatos, que miden el flujo de medio de calentamientos o el caudal V del medio caloportador, deben cumplir por consiguiente los requisitos para contadores de calor. Para estos, además de los altos requisitos en la exactitud de medición también se aplican intervalos de calibración de 5 años.

También se conocen, y están muy extendidas, las válvulas de regulación de radiador de termostato mecánicas (también denominadas "válvulas termostáticas mecánicas" o "TRV") así como regulaciones de temperatura ambiente con ajuste electromotriz de la válvula reguladora de radiador (denominadas también "válvulas termostáticas electrónicas" o "eTRV"). Tanto las válvulas termostáticas mecánicas como las electrónicas se componen de subgrupos "parte inferior de válvula" y "cabezal termostático". El subgrupo "parte inferior de válvula" se monta en la tubería y contiene esencialmente la válvula hidráulica propiamente dicha con un empujador de válvula guiado hacia afuera. Sobre este subgrupo se fija el cabezal termostático mecánico o electrónico, que acciona el empujador de válvula para la regulación de flujo y con ello de la temperatura. En el caso de los cabezales termostáticos mecánicos, el accionamiento del empujador se realiza mediante la expansión térmica de un elemento expansor, mientras que los cabezales termostáticos electrónicos funcionan generalmente de manera electromotriz.

Las válvulas termostáticas TRV se comprueban según la norma de producto EN 215, y cumplen los requisitos de capacidad de regulación de los costes de calefacción V y del reglamento alemán EnEV de ahorro energético. En el caso de los cabezales termostáticos eTRV electrónicos existe habitualmente la posibilidad de especificar un transcurso en el tiempo de la temperatura ambiente que puede programarse previamente, para ahorrar energía de manera confortable (descenso nocturno, descenso de temperatura durante la ausencia regular o especificaciones de perfil similares).

El objetivo planteado esencial para averiguar la potencia calorífica en la integración del distribuidor de costes de calefacción en una válvula termostática consiste en que las temperaturas que pueden detectarse en el lugar de montaje de la válvula termostática (temperatura de salida y temperatura del aire ambiente) no son suficientes para esto, sino que de acuerdo con el principio del distribuidor de coste de calefacción de 3 sondas o también de 2 sondas se requiere una variable de medición adicional, en particular una temperatura superficial de radiador o una temperatura de retorno, para representar el principio del distribuidor de costes de calefacción de 3 sondas o también de 2 sondas. Sin embargo, la realización de un punto de medición de temperatura adicional anularía de nuevo precisamente las ventajas constructivas de la integración. Además, la instalación de distribuidores de costes de calefacción de 2 sondas mediante elementos de sujeción o pernos soldados (para los que debe eliminarse la laca en el punto de soldadura) en radiadores (en este texto es sinónimo del término "superficies de calefacción") es compleja y cara, y este tipo de instalación se percibe además como fea y molesta, o en el caso de radiadores de diseño incluso como defecto. Tras una posible adaptación posterior a otros sistemas, después de un desmontaje siguen quedando rastros molestos.

Por el documento EP 2068 138 A2 se conoce un procedimiento para determinar la emisión de calor en un radiador, en el que solo en la tubería de salida o solo en el retorno del radiador se detecta la temperatura de medio de calentamiento y una variable que representa el paso del medio de calefacción, así como a partir de estas variables, de una temperatura ambiente y de datos almacenados relativos un radiador se averigua aritméticamente una emisión de calor. La variable que representa el paso y la temperatura de medio de calentamiento pueden medirse en una válvula de control, que está asociada a un radiador. La variable que representa el paso es la variable auxiliar 'carrera de válvula', porque, en una presión diferencial dada en la válvula, el paso es una función inequívoca de la carrera de válvula. La medición de caudal relativamente compleja puede sustituirse, por consiguiente, por una medición de longitud, en donde adicionalmente se detecta la presión diferencial en la válvula mediante la tecnología de la medición. La carrera de válvula misma en el caso de válvulas termostáticas típicas es una función de la desviación de regulación (variación de regulación P). Por lo tanto, la medición directa de la carrera de válvula puede realizarse también mediante la determinación del ajuste de valor teórico, por ejemplo mediante la toma del ángulo de ajuste con ayuda de un potenciómetro, y medición de la temperatura ambiente, preferentemente en el lugar del dispositivo. No obstante, la medición de la presión diferencial y la lista de valores característicos -que van a averiguarse en el campo previo mediante serie de mediciones para las distintas presiones diferenciales (u otras variables de medición) es compleja.

El documento EP 3217 157 A1 describe un distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador con un sensor de temperatura de salida para la medición de la temperatura de salida de un medio caloportador, con un sensor de temperatura de radiador para la medición de una temperatura de radiador y con una unidad de cálculo, que está dispuesta para determinar la cantidad de calor emitida. Está previsto que el distribuidor de costes de calefacción comprenda una válvula reguladora de radiador con una curva característica operativa conocida y, dado el caso preajustable, para la relación entre la posición de carrera de válvula y el caudal con una presión diferencial conocida del medio caloportador a través de la válvula reguladora de radiador, en donde se conoce la presión diferencial a través de la válvula reguladora de radiador en el punto de trabajo. El distribuidor de costes de calefacción presenta un equipo para determinar la posición de carrera de válvula de la válvula reguladora de radiador, y la unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción está dispuesta para calcular la cantidad de calor emitida a partir de las variables posición de carrera de válvula, temperatura de salida, así como temperatura de radiador empleando la curva característica operativa de la válvula reguladora de radiador para la presión diferencial conocida. Esto supone al menos dos sensores de temperatura de radiador. Un sensor de temperatura para la temperatura de salida, que puede integrarse fácilmente en un distribuidor de costes de calefacción dispuesto en la válvula de termostato- radiador, así como un sensor de temperatura adicional sobre la superficie de radiador o en el retorno, que es complicado de instalar y caro. Habitualmente el distribuidor de costes de calefacción en la válvula termostática de radiador adicionalmente al sensor de temperatura de salida (en el sentido de una sonda térmica de radiador) presenta también una sonda térmica de aire ambiente.

Ante este trasfondo el objetivo de la invención reside en proponer un distribuidor de costes de calefacción montado en la válvula termostática, que no requiere ni un punto de medición de temperatura adicional en el radiador, como un sensor de temperatura de temperatura de radiador en la superficie de radiador o en el retorno de radiador, ni el montaje de un flujómetro ni listas de valor característico u otras variables auxiliares para averiguar el caudal^ o corriente de medio de calentamientos del medio de calefacción.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención con un distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 1. A este respecto está previsto que el distribuidor de costes de calefacción presente una válvula reguladora de radiador con una parte inferior de válvula dinámica, que mantiene constante la diferencia de presión a través de la válvula termostática en una instalación de calefacción esencialmente, es decir aparte de tolerancias. La instalación de calefacción se ajusta en una puesta en marcha, como es habitual de manera correspondiente de modo que para ello se aplica una presión inicial suficiente en todos los radiadores. Además, el distribuidor de costes de calefacción presenta un equipo para determinar la posición de carrera de válvula h de la válvula de radiador. La unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción está dispuesta para calcular a partir de la posición de carrera de válvula, así como de la temperatura de salida Qvl medida y la temperatura del aire ambiente 9amb medida la cantidad de calor emitida AQ, en donde a partir de la temperatura de salida 9 vl y de la temperatura del aire ambiente 9amb, utilizando la presión diferencial constante Ap a través de la válvula de radiador se averigua inicialmente una temperatura de radiador 9rl, A ^ S hk característica adicional para la emisión de la cantidad de calor del radiador, sin que la temperatura de radiador característica se mida mediante un sonda térmica, en particular no mediante una sonda térmica de radiador adicional fijada al radiador. La cantidad de calor AQ emitida se calcula entonces empleando al menos la temperatura de salida 9 vl medida y la temperatura de radiador 9rl, Aiog, Qhk característica adicional. Por lo tanto, el distribuidor de costes de calefacción de acuerdo con la invención se caracteriza en particular porque no está previsto ningún sensor de temperatura de superficie de radiador y ningún sensor de temperatura de retorno de radiador.

Por ello se reducen la complejidad y costes para la fabricación, el montaje y el funcionamiento del distribuidor de costes de calefacción y las funciones averiguación de potencia calorífica (distribución de costes de calefacción) y regulación de temperatura ambiente se unen de manera sencilla en un aparato.

El caudal momentáneo V a través de una parte inferior de válvula termostática en el funcionamiento depende fundamentalmente de la carrera de válvula actual h, de la diferencia de presión Ap a través de la válvula y de la forma geométrica de las secciones transversales de flujo, es decir el tipo de válvula. Si se define un parámetro Kvs específico del tipo de válvula como el caudal con la máxima carrera y una presión diferencial de referencia de por ejemplo A pe = 1 bar, entonces para el caudal momentáneo se aplica

con las variables:

K^vs caudal con la máxima carrera y Ap = 1 bar

Ap diferencia de presión actual por encima de la válvula

Apref presión diferencial de referencia

f(h) relación funcional adimensional con f(hmáx) = 1.

Mientras que por lo tanto la diferencia de presión independientemente del tipo de válvula con una carrera fija siempre con el término JAp repercute en el paso, la dependencia del caudal de la carrera en el caso de una diferencia de presión fija es una consecuencia del diseño geométrico de las secciones transversales de efecto en el flujo, como por ejemplo de cono de válvula, asiento de válvula y carcasa.

Si se define Kv(h) como el caudal dependiente de carrera en una diferencia de presión Ap de 1 bar, entonces se aplica 1 bar

Kv(h )= V (h ,A p 1 b a r ) = Kvs ■ f ( h ) ■

^ 1 bar

Kv (h) = Kvs ■ f (h)

con

Kv caudal con una diferencia de presión de 1 bar, dependiendo del tipo.

Para una función de regulación razonable Kv(h) que da h debe estar en una relación de crecimiento monótono (de crecimiento estrictamente monótono en una gama de regulación), es decir, con apertura de válvula creciente también el caudal debe subir de manera monótona.

En válvulas reales, por regla general, a pesar de la válvula cerrada nominalmente (h=0) surgen también un caudal escaso Kvq debido a fugas (caudal de fuga). Esto repercute en la curva característica Kv(h) como un desplazamiento del punto cero.

Kv(h') = Kvs ■ g (h) Kvo

con

g(h) relación funcional adimensional con g(hmÁX) = 1 — — y g(0) = 0

Kvs

Kv0 caudal teórico mínimo posible, dependiendo del tipo.

En válvulas realizadas, reales se encuentra tanto funciones lineales, como progresivas y degresivas para KV(h). Estas funciones pueden darse como campo característico gráficamente o en forma de puntos de medición, describirse, aproximarse o representarse computacionalmente mediante interpolación mediante polinomios adecuados:

Kv(h) = bn • hn * ••• *b2 • h2 b, • h * bo

con coeficientes de polinomio

bo, bi, b2, ... bn.

Como alternativa pueden darse aproximaciones también con otros términos funcionales adecuados (exponentes fraccionarios, función exponencial, logaritmo, etc.). Con frecuencia, las curvas características en el intervalo de interés son aproximadamente lineales y los coeficientes más altos pequeños. Para una válvula con un curva característica lineal se aplica:

Kv(h) = bi • h bo

Si se define también la relación de ajuste Sv como

Kvs

•SV

Kvo

entonces en el ejemplo de una válvula con curva característica lineal se calcula el caudal en Ap = 1 bar (de acuerdo con la definición de la variable Kv) arrojando

K v ( h ) = ( 1 5 ) ■ ^ v s ■ h K v

con

Sv relación de ajuste.

En total, por lo tanto para el caudal de una válvula lineal se aplica:

Ap Ap

V = ■ b í ■ h

1 bar 1 bar bo

Para alcanzar una compensación hidráulica en instalaciones de calefacción, se conocen válvulas reguladores de radiador con las así llamadas "partes inferiores de válvula dinámicas", cuyo objetivo consiste en mantener constante la diferencia de presión Ap a través de la válvula reguladora de radiador (válvula termostática), siempre y cuando se presente una presión inicial suficiente en el radiador, que se selecciona de manera correspondiente en una instalación de calefacción en el dimensionamiento. En otro caso se producirían pérdidas en el confort, porque la potencia calorífica necesaria en la instalación de calefacción no estaría disponible. Con esta funcionalidad, debe garantizarse por tanto un suministro hidráulico uniforme de todos los radiadores en una instalación.

Disponibles en el mercado y se conocen en el estado de la técnica partes inferiores de válvula dinámicas, que regulan una presión diferencial de generalmente Apdn = 0,1 bar. Adicionalmente, también mediante una mímica de ajuste previo, el caudal en la carrera máxima puede limitarse y ajustarse en n niveles (por ejemplo n = 15) a valores típicos entre por ejemplo

Vmáx(i) = W l/ h ... l50 l/ h ; i = l...n .

Mediante la presión diferencial regulada constantemente la autoridad de válvula P^v se mantiene constante o arrojando 1. Conociendo el caudal máximo que resulta del ajuste previo entonces, en función de la diferencia de presión Apdn

constante, y por consiguiente, de un valor constante para el término

= consi existe la relación funcional inequívoca entre la posición de carrera de válvula y el caudal

V = Vt(h)

con

i ajuste previo seleccionado.

Para una válvula lineal de este se deduce por ejemplo:

o en variables relativas:

V¿ Vm áx,i • Vi,r e i

V i,rel = Vq,i ,r e l + C1 — ^0,i,rer) • h r e l

Del caudal V resulta el flujo de medio de calentamientos del medio de calentamiento dando

^ P m e d io • V ,

en donde pmedio es la densidad conocida del medio de calefacción. La densidad del medio de calentamiento depende en general de la temperatura. Dado que se mide la temperatura de salida Qvl relevante para ello, esto puede considerarse fácilmente:

^ P m e d io C^VL) • V

Sin embargo, para la exactitud habitual y exigida en los distribuidores de costes de calefacción trabajarse también con un valor constante para la densidad pmedio.

Por lo tanto, para una válvula lineal se deduce finalmente:

En el caso de una diferencia de presión constante, en la representación de curvas características de válvula discrecionales, es decir, tampoco lineales, resultan como polinomios de manera correspondiente relaciones funcionales en potencias más altas de h o.hrel = - ^ ~

hmáx

V ( h ,V m áx ,l ) = c n - h n +■■■ + c 2 - h 2 c 1 - h c 0

o

m ( h , V máXji) = p m e d l0 ■ ( c „ ■ h n +■■■ + c 2 - h 2 c í - h c 0)

o como alternativa aproximaciones con otros términos funcionales adecuados (exponentes fraccionarios, función exponencial, logaritmo, etc.).

Los coeficientes c¡ distintos para V y m dependen a este respecto del ajuste previo de válvula Vm^áx(i)-, i = 1...n y de la presión diferencial Apdn realmente regulada.

Para los distintos tipos de válvula o partes inferiores de válvula dinámicas las constantes cnj,... C2,i, ci,i, co se conocen desde los datos del fabricante o pueden averiguarse a partir de un campo de curva característica del fabricante. Como alternativa, las curvas características pueden averiguarse mediante mediciones en un banco de ensayo para los tipos de válvula o partes inferiores de válvula dinámicas respectivas, por ejemplo mediante mediciones de caudal en un ajuste previo de válvula distinto Vm^{i x} (i); i = 1 ...n y posiciones de carrera de válvula h y en el caso de una presión diferencial Apdin regulada realmente, así como adaptación matemática de las relaciones funcionales anteriores (Fit) de manera básicamente conocida.

Por tanto, de acuerdo con la invención se presentan todas las informaciones necesarias, para averiguar aritméticamente en primer lugar una temperatura de radiador característica adicional y después, con las relaciones conocidas procedentes de la detección de costes de calefacción detectar la cantidad de calor emitida por el radiador. Esto es posible sin series de mediciones adicionales o la previsión de sondas térmicas adicionales, tan pronto como las constantes cn,i,... C2,i, ci, , co se conozcan o se determinen para el tipo de una válvula o parte inferior de válvula dinámica.

De acuerdo con una forma de realización especialmente preferida puede estar previsto que la unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción para la averiguación de la temperatura de radiador característica adicional esté dispuesta para

- averiguar a partir de la posición de carrera de válvula h un valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento m y

- con el valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento m y las variables medidas temperatura de salida dvL y temperatura ambiente Oamb averiguar la temperatura de radiador característica adicional.

Por ejemplo, la unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción puede estar dispuesta para averiguar el valor aproximado para el flujo de medio de calentamientos con una presión diferencial constante Ap para la posición de carrera de válvula h empleando un valor característico específico de cada válvula K^vs, Sv, que indica el caudal con la posición de carrera de válvula máxima hmáx y una presión diferencial de referencia Apref, y una relación funcional adimensional f(h) para la dependencia de la posición de carrera de válvula h.

La ventaja de los modos de proceder descritos anteriormente reside en que pueden utilizarse en este caso directamente las fórmulas conocidas de la medición con 2 o 3 sondas y los principios de medición establecidos.

De manera correspondiente se propone preferentemente que la temperatura de radiador característica adicional sea

- una temperatura de retorno O^rl del radiador,

- una temperatura excesiva logarítmica Aiog del radiador o un medio (por ejemplo, aritmético) de la temperatura de salida O^vl y una temperatura de retorno O^rl averiguada, y/o

- una temperatura superficial de radiador O^hk en una posición determinada x de la superficie del radiador.

De acuerdo con la invención pueden averiguarse y/o determinarse también varias temperaturas de radiador características.

La unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción puede estar dispuesta de acuerdo con la invención por tanto en particular para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención que va a describirse a continuación, pudiendo omitirse también las etapas señaladas como opcionales:

- medición de temperatura de salida O^vl y temperatura ambiente Oamb;

- medición de la carrera de válvula (es decir de la posición de carrera de válvula h) o de una variable, a partir de la cual puede deducirse la carrera de válvula, como por ejemplo la carrera teórica o la magnitud de ajuste de una regulación de temperatura ambiente en el sentido de un valor especificado de carrera;

- averiguar un valor aproximado para el caudal V o el flujo de medio de calentamiento m del flujo de medio de calentamiento a partir de la posición de carrera de válvula h;

- averiguar un valor aproximado para la temperatura de retorno O^rl (principio de distribuidor de costes de calefacción de 3 sondas) y/o para una temperatura superficial de radiador O^hk = Ox en una posición determinada x de la superficie del radiador HK y/o para una temperatura adicional, que es característica para la emisión de calor del radiador, a partir del flujo de medio de calentamiento™ , de la temperatura de salida Qvl y de la temperatura ambiente 9amb,

- opcionalmente:

calcular la temperatura excesiva Aiog logarítmica o un valor promedio(por ejemplo aritmético o ponderado de otro modo) de la temperatura de salida Qvl medida y de la temperatura de retorno averiguada Qrl,

- determinar la potencia calorífica Q / emisión de calor AQ del radiador mediante las variables temperatura de salida •Svl, temperatura ambiente 9amb, temperatura de retorno 9rl y/o, dado el caso, la o las temperaturas de radiador características adicionales opcionalmente calculadas, así como la potencia de referencia de radiador Q n ya conocida para el radiador en el marco de la detección de costes de calefacción y, dado el caso, el exponente de radiador n conocido o un valor aproximado y para el exponente de radiador n, por ejemplo mediante

◦ realización del procedimiento de 3 sondas empleando la temperatura excesiva logarítmica

◦ realización del procedimiento de 2 sondas empleando una temperatura de radiador media (por ejemplo medio aritmético o temperatura calculada en una posición en el radiador)

◦ cálculo mediante planteamientos equivalentes empleando las variables mencionadas o adicionales, que son habituales y conocidas en el marco de una distribución de costes de calefacción y que el experto en la materia puede seleccionar en el marco de su conocimiento técnico.

Una forma de realización preferida de la invención prevé que la válvula reguladora de radiador del distribuidor de costes de calefacción sea componente de una regulación de temperatura ambiente, que regula la temperatura ambiente mediante ajuste del flujo de medio de calefacción. La regulación de temperatura ambiente puede ser, por ejemplo, una regulación de temperatura ambiente que funciona autárquicamente, es decir una regulación de temperatura ambiente, que regula la temperatura ambiente de manera local. Con esto quiere decirse que la regulación de temperatura ambiente solo emplea los valores de temperatura detectados de manera local, por ejemplo, como válvula termostática mecánica o una regulación electrónica con al menos un sensor de temperatura conectado (por cable o radio). En este sentido se aprovecha el que para la distribución de costes de calefacción y la regulación de temperatura deben detectarse esencialmente las mismas variables de medición, lo que produce sinergias considerables en el distribuidor de costes de calefacción propuesto de acuerdo con la invención, porque, en particular, múltiples componentes del sistema de sensores previsto para la detección de valores de medición no necesita preverse por duplicado. Además, se produce un diseño más compacto de un distribuidor de costes de calefacción, que está dispuesto junto con la válvula reguladora de radiador como regulación de temperatura ambiente en la tubería de salida (alimentación) del radiador. Pueden omitirse piezas superpuestas en el radiador, que, en determinadas circunstancias, producen daños permanentes de la superficie de radiador.

De acuerdo con un diseño concreto de la combinación propuesta de acuerdo con la invención de distribuidor de costes de calefacción y regulación de temperatura ambiente, la válvula reguladora de radiador puede estar configurada como regulador de temperatura ambiente con un cabezal termostático mecánico, y dado el caso, un detector de posición, que está dispuesto para la medición de la posición de carrera de válvula h de la válvula reguladora de radiador, por ejemplo, mediante la medición de la posición del empujador de válvula de la válvula reguladora de radiador que ajusta el flujo de medio de calefacción. Esta combinación puede realizarse al mismo tiempo por lo tanto fácilmente con válvulas termostáticas.

Como complemento puede preverse de acuerdo con la invención un elemento de regulación preferentemente con energía externa de funcionamiento motriz o electrónico, que actúa en el cabezal termostático mecánico para el ajuste del flujo de medio de calefacción. Esto puede realizarse mediante el ajuste del cabezal termostático para la selección previa de temperatura, por ejemplo en el sentido de un accionamiento electromotriz para graduar el cabezal termostático o mediante la acción sobre la mímica del cabezal termostático para modificar la dependencia de temperatura del cabezal termostático mecánico. Esto último puede realizarse, por ejemplo, mediante la modificación de una tensión previa elástica, que se aplica a un empujador de válvula para el ajuste del flujo de medio de calefacción. Esto permite la especificación de un perfil de temperatura-tiempo, por ejemplo en el marco de un descenso nocturno de la temperatura ambiente. Un elemento de regulación de funcionamiento electrónico es, por ejemplo, un elemento de regulación electroquímico u otro elemento de regulación sin engranaje.

En una forma de realización alternativa, la válvula reguladora de radiador puede estar configurada como regulador de temperatura ambiente electrónico, en particular, con un cabezal termostático de funcionamiento motriz, preferentemente electromotriz, o electrónico para el ajuste del flujo de medio de calefacción, en donde el cabezal termostático se posiciona especificando un valor de carrera especificado del regulador de temperatura ambiente. En particular el cabezal termostático puede estar configurado con un elemento de tope o accionamiento del regulador, que están configurados de manera desplazable en la dirección axial del empujador y se gradúan correspondiendo a una desviación de una temperatura ambiente real con respecto a una temperatura ambiente teórica mediante los valores especificados de carrera generados por el regulador de temperatura ambiente, para actuar a este respecto sobre el empujador. Por lo tanto, el cabezal termostático actúa solo mediante interacción con el sensor de temperatura de salida y la unidad de cálculo del regulador de temperatura ambiente como termostato en el sentido de que el empujador de válvula se gradúa en función de la temperatura. Un cabezal termostático de funcionamiento electrónico es un cabezal termostático que funciona con cualquier tipo de energía eléctrica.

En un diseño de este tipo de acuerdo con la invención puede estar previsto que el equipo para determinar la posición de carrera de válvula h esté dispuesta para averiguar la posición de carrera de válvula h a partir de un valor de carrera especificado del regulador de temperatura ambiente. El valor de carrera especificado puede ser un valor teórico de carrera o una magnitud de ajuste que actúa directamente sobre el elemento de tope o el accionamiento del regulador.

Siempre que en un diseño de acuerdo con la invención, el distribuidor de costes de calefacción y la válvula reguladora de radiador estén configurados en carcasas independientes, está prevista preferentemente una comunicación de campo próximo entre ambas carcasas independientes. En la carcasa de la válvula reguladora de radiador está previsto entonces preferentemente al menos el sensor de temperatura de salida, porque la temperatura de salida puede medirse de la manera más fácil y más exacta en la zona de la válvula, por ejemplo en el empujador de válvula que se adentra en el medio de calefacción. Siempre y cuando la válvula reguladora de radiador esté configurada como regulación de temperatura ambiente electrónica, también el sensor de temperatura del aire ambiente puede estar integrado en la carcasa de la válvula de radiador. Con ello también las informaciones necesarias para la distribución de costes de calefacción se presentan en una unidad de cálculo de la válvula reguladora de radiador integrada con regulación de espacio electrónica. En este caso, para un distribuidor de costes de calefacción de acuerdo con la invención es suficiente, prever una comunicación configurada preferentemente como comunicación de campo próximo inalámbrica o como comunicación de contacto (con una conexión de comunicación realizada como, por ejemplo, cable, hilo metálico o enchufe), con la que los datos de sensor y/o los valores de la posición de carrera de válvula h, así como la temperatura de salida y temperatura ambiente 9amb medidas se transmitan a la unidad de cálculo integrada en la carcasa del distribuidor de costes de calefacción. En la comunicación de campo próximo inalámbrica es adecuada en particular una comunicación con chip RFID, que permita también una disposición de ambas carcasas sin superficies de contacto directas.

En este contexto es importante que también quede garantizado el suministro de energía para la comunicación de campo próximo en la carcasa del distribuidor de costes de calefacción, así como para los sensores necesarios para la distribución de costes de calefacción (sensor de temperatura de salida, sensor de temperatura del aire ambiente y sensor para averiguar la posición de carrera de válvula, preferentemente con un suministro de energía independiente de la regulación de temperatura ambiente en la válvula reguladora de radiador.

En este contexto, para garantizar el suministro de energía puede ser ventajoso también, hacer funcionar el sensor de temperatura del aire ambiente y el sensor de temperatura de salida mediante el suministro de energía del distribuidor de costes de calefacción y prever una conexión de comunicación con la unidad de cálculo del regulador de temperatura ambiente. Con ello queda garantizada la detección de valores de medición para el distribuidor de costes de calefacción.

Para garantizar la detección también de la posición de válvula, cuando falla el suministro de energía de la válvula de radiador con la regulación de temperatura ambiente, de acuerdo con una forma de realización especial de la invención se propone, prever un sensor independiente (dado el caso adicional) de la regulación de temperatura ambiente con valor de carrera especificado, que detecta directamente la posición de carrera de válvula h de la válvula reguladora de radiador, independientemente del valor de carrera especificado mediante la regulación de temperatura ambiente. Con ello se mide siempre la posición de carrera real de la válvula, aunque falle el suministro de energía para la regulación de temperatura ambiente y el ajuste electromotriz de la válvula reguladora de radiador.

De manera correspondiente, de acuerdo con una realización preferida de acuerdo con la invención se propone, configurar el equipo para averiguar la posición de carrera de válvula de la válvula de radiador como sensor de posición o transductor de posición, que detecta o ajusta de manera mensurable la posición de la carrera de válvula de la válvula reguladora de radiador. Esto puede ser, por ejemplo, un sensor de posición para detectar la posición de un empujador de válvula en la válvula reguladora de radiador. El experto en la materia conoce los sensores de posición de este tipo y puede seleccionarlos de manera adecuada. Por ejemplo, esto puede suceder inductivamente mediante una bobina dispuesta radialmente alrededor del empujador de válvula (empujador como núcleo de bobina) o capacitivamente mediante un sistema de sensores de aproximación axial, que está dirigido al lado frontal de empujador. Como sensor de posición se considera también un extensómetro. Como transductor de posición puede emplearse también, por ejemplo, un engranaje fijo, cuya posición puede medirse y con ello permite averiguar la posición de carrera de válvula.

La ventaja de un sensor o transductor de posición independiente de este tipo reside en que este también puede hacerse funcionar por una batería intercambiable para la regulación de temperatura ambiente electrónica y el ajuste electromotriz del suministro de energía de la válvula reguladora de radiador, por ejemplo, mediante el suministro de energía del distribuidor de costes de calefacción diseñado de manera segura en un periodo de actividad especificado de 10 o más años. Esto se aplica también para los sensores de temperatura de salida y de temperatura del aire ambiente, cuyos datos se necesitan para la distribución de costes de calefacción. El suministro de energía para todas las funciones del distribuidor de costes de calefacción, que son necesarias para la detección de costes de calefacción y visualización, se realiza de acuerdo con la invención preferentemente mediante un suministro de energía no intercambiable (en particular una batería adecuada de larga duración), por ejemplo, en una zona de la carcasa encapsulada y protegida contra la manipulación mediante un precintado.

De acuerdo con la invención el distribuidor de costes de calefacción y la válvula reguladora de radiador pueden formar una unidad de carcasa, es decir, estar integrados en la misma carcasa. En este caso, las unidades lógico-aritméticas del distribuidor de costes de calefacción y de la válvula reguladora de radiador configurada como regulación de temperatura ambiente también pueden configurarse mediante una unidad de cálculo común, que está dispuesta para llevar a cabo tanto las funciones del distribuidor de costes de calefacción como las funciones de la regulación de temperatura ambiente (y/o del accionamiento del regulador electromotriz para especificar un perfil de temperaturatiempo). También esta unidad de cálculo común se suministraría entonces preferentemente mediante el suministro de energía del distribuidor de costes de calefacción, porque también afecta a funciones del distribuidor de costes de calefacción.

También en una realización del distribuidor de costes de calefacción con la válvula reguladora de radiador en una carcasa puede preferirse de acuerdo con la invención, alojar los componentes necesarios para la función de la distribución de costes de calefacción, en particular por lo tanto el sensor de temperatura de salida, el sensor de temperatura del aire ambiente, el equipo para averiguar la posición de carrera de válvula (dado el caso, incluyendo un empujador de válvula de la válvula reguladora de radiador), la unidad de cálculo dispuesta para llevar a cabo la distribución de costes de calefacción, así como su suministro de energía, en una parte de carcasa encapsulada, protegida contra la manipulación, por ejemplo, mediante un precintado,. Por ello se impiden manipulaciones no detectadas en los componentes del distribuidor de costes de calefacción. Dado el caso, el distribuidor de costes de calefacción puede presentar también una pantalla de visualización independiente como dispositivo de visualización para visualizar los valores de consumo relevantes para la distribución de costes de calefacción.

El distribuidor de costes de calefacción y la válvula reguladora de radiador pueden presentar suministros de energía independientes, en particular cuando la válvula reguladora de radiador presenta una regulación de temperatura ambiente de funcionamiento eléctrico y/o un cabezal termostático de ajuste electromotriz. Preferentemente el suministro de energía de la válvula reguladora de radiador con regulación de temperatura ambiente puede estar formado por una batería intercambiable por el usuario. En cambio, el suministro de energía del distribuidor de costes de calefacción debería realizarse de acuerdo con la invención preferentemente mediante una batería no intercambiable por el usuario, que está diseñada para un tiempo de actividad de al menos 10 años. Una batería no intercambiable por el usuario significa, en particular, que esta batería está dispuesta en una zona de carcasa no accesible de manera no destructiva para el usuario.

De acuerdo con la invención puede estar previsto que el suministro de energía de la válvula reguladora de radiador presente un componente para la obtención de energía desde el entorno. La energía puede obtenerse, por ejemplo, del calor del entorno del entorno y/o del medio de calentamiento y/o de la luz del entorno. Esto se denomina también Energy-Harvesting (recolección de energía). Los componentes adecuados pueden ser sensores de ondas superficiales (similar a la tecnología RFID), elementos Peltier y/o células solares. Para el almacenamiento de la energía prevista por estos componentes pueden preverse, por ejemplo, también uno o varios acumuladores.

Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación de la invención resultan de la siguiente descripción de distintas formas de realización y del dibujo.

Muestran:

figura 1 esquemáticamente un desarrollo del procedimiento para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador en un distribuidor de costes de calefacción propuesto de acuerdo con una forma de realización de la invención;

figura 2 esquemáticamente la estructura de un distribuidor de costes de calefacción con un regulador de temperatura ambiente formado por un cabezal termostático mecánico de una válvula reguladora de radiador según una forma de realización de la invención;

figura 3 esquemáticamente la estructura de un distribuidor de costes de calefacción con un regulador de temperatura ambiente formado por un cabezal termostático mecánico de una válvula reguladora de radiador según una forma de realización adicional de la invención;

figura 4 esquemáticamente la estructura de un distribuidor de costes de calefacción con un regulador de temperatura ambiente electrónico en una válvula reguladora de radiador según una forma de realización adicional de la invención;

figura 5 una representación esquemática de un haz de curvas para el medio de calentamiento agua con la densidad Pagua y un tipo de válvula Tipo con el flujo de medio de calentamiento™ como función de la carrera de válvula h para distintos ajustes previos i de la válvula reguladora de radiador;

figura 6 una representación de la exactitud al averiguar la temperatura de retorno Qrl, representada como desviación de la temperatura excesiva Qrl-Qamb entre valores calculados y medidos de acuerdo con una primera variante de acuerdo con la invención;

figura 7 una representación de la exactitud en la averiguación de la temperatura de retorno 9rl, representada como desviación de la temperatura excesiva 9rl - Qamb entre valores calculados y medidos de acuerdo con una segunda variante de acuerdo con la invención;

figura 8 una representación de la desviación porcentual de la potencia de radiador calculada de valores medidos dependiendo del comportamiento del flujo de medio de calentamiento de acuerdo con una forma de realización; y

figura 9 una representación de la desviación porcentual de la potencia de radiador calculada de valores medidos dependiendo del comportamiento del flujo de medio de calentamiento de acuerdo con una forma de realización adicional.

Antes de que se describan a continuación a modo de ejemplo distintas formas de realización de la invención con referencia al dibujo, debe describirse una característica inventiva especialmente esencial para calcular la cantidad de calor AQ emitida por un radiador mediante distintos diseños concretos. El experto en la materia entiende estos diseños como ejemplos para procedimientos para determinar la cantidad de calor emitida AQ, que en la forma descrita o con las modificaciones de los expertos pueden estar dispuestos en la unidad de cálculo del distribuidor de costes de calefacción propuesto de acuerdo con la invención. En particular, el experto en la materia puede combinar diferentes características de las distintas variantes descritas de manera discrecional, para poner en práctica en cada caso el propósito alcanzado con las características parciales en toda la invención.

Etapa de procedimiento 1

El desarrollo de procedimiento posible representado en la figura 1 para determinar la cantidad de calor emitida de un radiador comienza con la medición de temperatura de salida Qvl y temperatura ambiente Oamb,así como con la averiguación de la posición de carrera de válvula h en una etapa de procedimiento 1.

Etapa de procedimiento 2

En una segunda etapa de procedimiento 2 a partir de la posición de carrera de válvula h averiguada se averigua el flujo de medio de calentamiento m del medio de calentamiento en el momento de la medición en la etapa de procedimiento 1. Debido a la relación inequívoca entre caudal V y carrera de válvula h con una diferencia de presión Ap constante puede determinarse un valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento m a partir de un haz de curvas conocido para el tipo de la válvula reguladora de radiador

m = F ( p m e d lo , h , i , T i p o ) ,

en donde el haz de curvas junto a la carrera de válvula h depende del tipo de la válvula, dado el caso de un ajuste previo i del caudal con la máxima carrera y de la densidad pmedio. Se representa un haz de curvas correspondiente para ilustrar esquemáticamente para el medio de calentamiento agua con la densidad pagua y un tipo de válvula Tipo con el flujo de medio de calentamiento m como función de la carrera de válvula h para distintos ajustes previos i de la válvula reguladora de radiador en la figura 5, en donde la carrera de válvula y el flujo de medio de calentamiento están representadas en cada caso como variables relativas (es decir, normalizadas a la carrera de válvula máxima hmáx y el flujo de medio de calentamiento mmáx) máxima hasta el valor 1. Las informaciones de este tipo pueden extraerse de hojas de datos de las válvulas de regulación de radiador con parte inferior de válvula dinámica o pueden averiguarse de manera sencilla en un puesto de medida o banco de ensayo mediante mediciones de caudal correspondientes en distintas posiciones de carrera de válvula h, dado el caso en cada caso de manera independiente para distintos ajustes previos i de la válvula reguladora de radiador. El contexto técnico ya se ha descrito mediante fórmulas citadas más arriba.

La posición de carrera de válvula h o se mide directamente, se mide indirectamente a partir de la medición de elementos constructivos que participan en el movimiento de posición de carrera y/o se deduce de parámetros y valores del regulador de temperatura ambiente, como, por ejemplo, el valor teórico de carrera o la magnitud de ajuste como valor de carrera especificado. Por el estado de la técnica se conocen sensores de posición o transductores de posición adecuados. Una medición paralela de la posición de carrera de válvula h con un sensor de posición y la averiguación a partir de un valor de carrera especificado permite además una detección de errores en el regulador de temperatura ambiente, en el caso de que se presente una desviación significativa entre los valores averiguados en paralelo.

Etapa de procedimiento 3

En la siguiente etapa de procedimiento 3, a partir del valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento™ se averigua una temperatura de radiador característica adicional, que se consulta entonces en la etapa de procedimiento 4 para determinar la cantidad de calor emitida AQ emitida por el radiador o la potencia calorífica Q.

Para las etapas de procedimiento 3 y 4 se indican a continuación distintas posibilidades. Las etapas 3 y 4 puede estar resumidas también en una etapa.

Además, se indica entonces también otra posibilidad, al igual que pueden resumirse las etapas de procedimiento 2, 3 y 4 en una etapa.

Preferentemente, la averiguación de la temperatura de radiador característica adicional en cualquier caso comprende la averiguación de la temperatura de retorno Qrl. La temperatura de retorno Qrl o puede emplearse por sí misma como temperatura de radiador característica adicional o puede servir como base para el cálculo de otra 'temperatura de radiador característica adicional'. Para ello, a continuación se describen en concreto distintas posibilidades:

Primera variante para etapa de procedimiento 3

La primera posibilidad consiste en el balance térmico diferencial conocido (alimentación de calor = evacuación de calor) en el tubo de calefacción de sección transversal prismática (como sección transversal tomada como base para los cálculos de manera habitual y con buena aproximación para distintas secciones transversales) por el que circula el flujo, suponiendo una transmisión térmica externa constante y la solución de la ecuación diferencial. El planteamiento:

d Q m • Cp • d ( d x d a m b ) k^ • A • ( d x d a m b ) * d x

con

dx temperatura superficial en el punto x

ki coeficiente de transmisión térmica

A superficie de la sección de tubo diferencial

Cp capacidad térmica específica del medio

x coordinada adimensional x = X/H calculada positiva a partir del comienzo de tubo (de acuerdo con la conexión de tubería de salida)

X distancia dimensional de la tubería de salida

H longitud total de tubo

lleva tras la integración e introducción de las condiciones límite a la ecuación conocida para la evolución de la temperatura

y para la temperatura de retorno con x=1 arrojando

_(kr±

ÜRL = V arnb + ( $V L - ^ a m b ) • e C?

Con el planteamiento Q = ¡dQ que resulta a partir de este modelo de la transmisión térmica externa constante, las constantes Cp, ki, A pueden sustituirse por valores característicos procedentes de una medición de referencia, por ejemplo de la medición de potencia de radiador:

Q — —d i • c p • ( d VL — d RL)

Q = k1 -A-h, _{lo g}

( $V L $ R l )

A l o g ~ -^{l n (} W ^l f ^V fr ^{L — l}u ^aa ^mmh ^{b )}/

y por consiguiente para x=1:

con:

mN corriente de medio de calentamiento en la medición de referencia

(dvL -damb)N temperatura excesiva de salida en la medición de referencia

(Orl -damb)N temperatura excesiva de retorno en la medición de referencia

Con estas ecuaciones la temperatura de radiador característica Orl o una temperatura superficial puede determinarse en un lugar adecuado dx. En la figura 6 se representa la exactitud del cálculo de temperatura de retorno o averiguación de temperatura excesiva de retorno como desviación de la temperatura excesiva de retorno Orl -damb averiguada como se ha descrito anteriormente con respecto a los valores medidos.

Se sabe ahora que la ecuación para la potencia emitida incluida o resultante en este planteamiento (transmisión térmica externa constante)

Q = k1 - A - A log= - ^ ^ - A log

a ^log,N

para radiadores habituales y conocidos no se corresponde de este modo exactamente con la realidad. Más bien, los expertos saben cómo determinar la potencia de radiador con:

Esto se ha plasmado, por ejemplo, en la norma DIN EN 442 para radiadores. La primera de las dos ecuaciones es adecuada solo para un radiador imaginario con un exponente de radiador de n = 1, los valores reales se sitúan generalmente entren = 1,2 ... 1,6. Esto es debido a que la transmisión térmica externa en realidad no es constante, sino que principalmente debido a la corriente de convección libre depende de la temperatura.

Por lo tanto, si se intenta, mejorar el cálculo de la temperatura de radiador característica, al emplearse la ecuación derivada anteriormente para la transmisión térmica n = 1 externa constante, aunque para la introducción de los valores característicos procedentes de la medición de referencia se recurra a la ecuación

Q = k2 ■ A ■ (A¡0fl)

entonces, no obstante para el cálculo de la temperatura de retorno resultan las ecuaciones idénticas.

Segunda variante para la etapa de procedimiento 3

Como segunda posibilidad se indica a continuación, cómo la dependencia de la temperatura de la transmisión térmica externa puede considerarse consistente tanto para el perfil de temperatura como para el cálculo de la potencia calorífica y puede calcularse así una temperatura de radiador o de retorno especialmente exacta.

En el planteamiento del coeficiente de transmisión térmica en función de la temperatura ük para una convección libre en paredes verticales planas y corriente laminar o turbulenta

^K(X) = Cspex ■ (^x — ^amb)^

con

aK(x) coeficiente de transmisión térmica en un punto x

Cspec constante dependiente de la característica física

Ox temperatura de la superficie de radiador en un punto x

P exponente de transición, por ejemplo: p = ^(lam inar),^(tu rbulenta)

resulta el siguiente balance térmico diferencial en el radiador

Tras la integración y utilizaciones de las condiciones límite se produce la ecuación para la evolución de la temperatura

y para la temperatura de retorno (o temperatura excesiva de retorno) con x=1 arrojando

Puede mostrarse que empleando los valores de medición a partir de una medición de referencia para un radiador con exponente de radiador n conocido bajo la hipótesis 13 = n -1 se cumple:

1

$R L = &a m b ( ( &VL — ^ a m b ) 1 " { i^ R L — $ a m b ) N — ( f iv L — $ a m b ) N ) ■

con

n

P=n-^ exponente de radiador exponente de transmisión convectiva media

9vl,n temperatura de salida en la medición de potencia de referencia

9rl,n temperatura de retorno en la medición de potencia de referencia

damb, n temperatura ambiente en la medición de potencia de referencia

Este procedimiento proporciona un valor extremadamente exacto para la temperatura de retorno, tal como muestra la figura 7 en comparación con la figura 6 en la representación de los valores por lo demás iguales.

Tercera variante para la etapa de procedimiento 3

Una tercera posibilidad, más general para el cálculo de la temperatura de retorno 9rl consiste en ajustar para radiadores específicos, tipos o grupos de radiador o, a modo de ejemplo, en intercambiadores de calor adecuados distintos estados de funcionamiento, y en cada caso, medir las variables temperatura de salida 9 vl, temperatura de retorno 9rl, temperatura ambiente damb y corriente de medio de calentamiento m en un banco de ensayos.

A partir de los resultados de medición (Qrl,¡; Qamb, ; Svl,¡; mi) en el caso de las mediciones i, al conocer el flujo de medio de calentamiento m en la medición de potencia de referencia mN puede determinarse numéricamente de antemano la temperatura de retorno 9rl como función f de las variables temperatura de salida 9 vl, temperatura ambiente damb y flujo de medio de calentamiento relativo-^-: _mN

Esto puede suceder, por ejemplo, mediante aproximación, interpolación bilineal o polinómica de orden más alto u otros planteamientos funcionales adecuados con los juegos de datos de medición [dRLi,damb,dvu,— ). Un planteamiento posible es por ejemplo:

Cuando esta función f ( ^ am b,^vL,~) se ha averiguado ya de antemano mediante la medición determinada en el banco de ensayo, puede determinarse también a partir de esta la temperatura de retorno Qrl.

Etapa de procedimiento 4

Después de que en la etapa de procedimiento 3 anteriormente descrita, por ejemplo, según una de las variantes anteriores, se haya averiguado un valor aproximado para la temperatura de retorno 9rl, la emisión de calor del radiador, es decir, la potencia de radiador actual, puede determinarse ahora en la etapa de procedimiento 4. Para la determinación, se presentan las variables temperatura de salida 9 vl, temperatura ambiente damb, corriente de medio de calentamiento m y temperatura de retorno 9rl, así como a partir de los datos de radiador conocidos, la potencia de referencia de radiador Qn, el flujo de medio de calentamiento de referencia mN y el exponente de radiador n o un valor aproximado y para el exponente de radiador n.

Primera variante para etapa de procedimiento 4

La primera posibilidad para la determinación de la emisión de calor es el balance térmico clásico, tal como se cumple también en contadores de calor:

Q = m ■ cp ■ (flVL $r i)

En notación relativa resulta:

Q m ■ cp ■ (dVL — dRL) m ■ (flVL — RL)

Qn ™n ■ cp ■ (&vl — ^rÚ n ™n ■ (&vl — $rl)n

Segunda variante para la etapa de procedimiento 4

En una segunda variante, la cantidad de calor emitida se determina de acuerdo con el procedimiento de 3 sondas con la temperatura excesiva logarítmica.

Con las variables presentes, incluyendo la temperatura de retorno Qrl averiguada mediante uno de los procedimientos de acuerdo con la etapa de procedimiento 3, la temperatura excesiva logarítmica puede calcularse y el procedimiento de las 3 sondas conocido puede llevarse a cabo:

Tercera variante para la etapa de procedimiento 4

De acuerdo con la invención es posible fundamentalmente también el empleo de una temperatura excesiva promediada aritméticamente, de modo que la ecuación de cálculo reza:

El comportamiento funcional descrito mediante la anterior ecuación se corresponde con un distribuidor de costes de calefacción de 2 sondas, que está montado a la mitad de la altura constructiva sobre el radiador.

Para describir un comportamiento funcional, que se corresponde con el de un distribuidor de costes de calefacción de 2 sondas montado en posición habitual en, por ejemplo, el 75 % de la altura de construcción de radiador H (descrito como x = X/H = 0,25), puede calcularse inicialmente la temperatura (superficial) de radiador dx en esta posición y después utilizarse en la ecuación de cálculo para la potencia de radiador. Un planteamiento adecuado para ello es la evolución de la temperatura con un coeficiente de transmisión térmica constante en la superficie de radiador (cik(x) = qk = const).

De acuerdo con la relación derivada del planteamiento con la transmisión térmica externa constante se cumple también:

$x $ a m b = ( $FL ^ a m b ) X (^RL ^ a m b ) 1 X

Por consiguiente, para el valor x = 0,25 se cumple la relación

$0,25 — $amí> = ( $FL — $ a m b ) 0’250&RL — $ a m b ) 0’75.

De este se deduce para la potencia calorífica

($0,25 $qmfe)

Q = Q^r

($0,25,W — $am6,w)

En esta variante por lo tanto es suficiente determinar, en lugar de la temperatura de retorno $rl, que resulta, como se ha descrito, para el valor x = 1, solo la temperatura superficial de radiador dx.

Cuarta variante para la etapa de procedimiento 4

La evolución de la temperatura, que resulta al suponer una transmisión térmica en función de la temperatura, y por lo tanto variable en el radiador, aporta, como ya se ha descrito, una temperatura de retorno 9rl o también temperatura de radiador característica dx con una exactitud mayor.

Básicamente es posible y conveniente, emplear también el valor averiguado de este modo para una de las ecuaciones anteriormente mencionadas, como, por ejemplo, con la temperatura excesiva logarítmica, y aumentar así la exactitud de la determinación de potencia calorífica.

Una exactitud de nuevo mejorada suministra proporciona en consecuencia la integración del incremento térmico a partir del planteamiento mismo dependiendo de la temperatura. Esto da como resultado en concreto una ecuación de cálculo directa para la potencia de radiador:

Desde

sigue entonces finalmente:

Resumen de etapas de procedimiento

Si se contemplan las ecuaciones de etapa de procedimiento 2 (determinación de corriente de medio de calentamiento m a partir de la carrera h), etapa de procedimiento 3 (averiguación de la temperatura de retorno 9rl o una temperatura de radiador 9xcaracterística a partir de los valores de medición temperatura de salida 9 vl, temperatura ambiente damb y corriente de medio de calentamiento™) y etapa de procedimiento 4 (determinación de la potencia de radiador Q a partir de los valores de temperatura medidos y/o averiguados en las etapas de procedimiento anteriores) entonces se constata que las ecuaciones con respecto a las incógnitas m, 9rl, Q están completamente desacopladas.

Por lo tanto, las etapas pueden llevarse a cabo tanto sucesivamente, como también resumirse sin ninguna dificultad en cada caso en dos etapas o incluso en una única etapa global.

Esto va a describirse a continuación a modo de ejemplo para distintas variantes:

Resumen de etapas de procedimiento 3 y 4

Si se utiliza la ecuación de determinación para la temperatura de retorno (variante 1 de la etapa de procedimiento 3) directamente en la ecuación de determinación para la emisión de calor de acuerdo con el balance térmico (Variante 1 de la etapa de procedimiento 4), entonces resulta:

La figura 8 muestra la exactitud de la potencia de radiador calculada de este modo en la desviación respecto a los valores medidos.

Si se utiliza la ecuación de determinación para la temperatura de retorno (variante 2 de la etapa de procedimiento 3) en la ecuación de determinación para la emisión de calor de acuerdo con el balance térmico (variante 1 de la etapa de procedimiento 4) o para el procedimiento alternativo (variante 4 de la etapa de procedimiento 4), entonces, en ambos casos para el cálculo de potencia resulta:

Resumen de etapas de procedimiento 2, 3 y 4

Dado que la averiguación del flujo de medio de calentamiento a partir de la carrera (etapa de procedimiento 2) está desacoplada aritméticamente de las etapas de procedimiento 3 y 4, también las tres etapas de procedimiento 2, 3 y 4 en conjunto pueden resumirse en una etapa.

A continuación, mediante un ejemplo numérico concreto se indica la ecuación directa para la potencia de radiador Q = Q (h, Ovl, -Samb) como función de los valores de medición carrera de válvula h, temperatura de salida Ovl y temperatura ambiente Oamb para una válvula de alta calidad con curva característica lineal y sin fuga empleando las ecuaciones para la transmisión térmica variable (variante 2 de la etapa de procedimiento 3 para la determinación de la temperatura de retorno y variante 4 de la etapa de procedimiento 4 para averiguar la emisión de calor).

A este respecto se parte de una válvula lineal, sin fuga con los siguientes valores característicos de válvula:

• ninguna fuga m0 = 0

• caudal máximo mmáxj = 60 kg/h ajustado con ajuste previo i

• carrera máxima hmáx = 1 mm

Para los valores característicos de radiador se parte de los siguientes valores:

• medición de referencia en condiciones de acuerdo con la norma EN 834

• con -9vl _ 90°, -9rl — 70°, Oamb — 20°

• exponente de radiador n — 1,3 (o exponente de aparato y — 1,3)

• potencia de referencia^ — 1000W

• corriente de medios de referencia é n — 43 kg/h

Con estos valores, para el flujo de medio de calentamiento m o el flujo de medio de calentamiento relativa — :

y para la potencia calorífica:

Mediante un ejemplo numérico concreto resulta lo siguiente:

La determinación de la temperatura de retorno, dado el caso de la temperatura de radiador característica adicional y de la cantidad de calor emitida representa en cualquier caso un valor aproximado, que puede utilizarse de manera correspondiente para una distribución de costes de calefacción, pero no representa ninguna medición de cantidad de calor como tal.

El procedimiento descrito anteriormente puede estar dispuesto en particular en la unidad de cálculo de un distribuidor de costes de calefacción. Sin embargo, objeto de la invención es también el procedimiento descrito anteriormente, independientemente de una implementación en un distribuidor de costes.

Con respecto a las figuras 2 a 4 se describen a continuación formas de realización concretas del distribuidor de costes de calefacción propuesto de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra esquemáticamente una forma de realización de un distribuidor de costes de calefacción 100 de acuerdo con la invención con una válvula reguladora de radiador 150.

La válvula reguladora de radiador 150 presenta de acuerdo con la invención una parte inferior de válvula 151 dinámica, que mantiene constante la diferencia de presión Ap de un medio de calentamiento a través de la válvula reguladora de radiador 150, independientemente del flujo de medio de calentamiento^, que fluye a través de la válvula reguladora de radiador 150. Las válvulas de este tipo con partes inferiores de válvula dinámicas se conocen en el estado de la técnica. La válvula reguladora de radiador 150, en el ejemplo representado, está dispuesta en la conexión de alimentación 61 de un radiador 60 denominada también conexión de tubería de salida.

El ajuste del flujo de medio de calentamientos se realiza a través de un empujador de válvula 152, que se desplaza de manera conocida mediante un cabezal termostático 153 de la válvula reguladora de radiador 150 de acuerdo con la temperatura ambiente que va a regularse en la inferior de válvula 151, para modificar el flujo de válvula. Para ello el cabezal termostático 153 presenta una mímica 160, que en el caso de un cabezal termostático convencional 153 no representado en este caso presenta un cartucho de gas, cera, líquido 161 o equipo similar, que modifica su extensión en función de la temperatura y está conectado con el empujador de válvula 152, de modo que gradúa el empujador de válvula 152 en función de la temperatura. El cartucho de gas, cera, líquido 161 mismo puede graduarse mecánicamente mediante un equipo de selección de temperatura 162, para seleccionar previamente, por ejemplo, mediante el giro del cabezal termostático 153 de manera conocida una temperatura ambiente deseada.

En la zona del cabezal termostático convencional 153 y de la parte inferior de válvula 151 denominada también carcasa de válvula, a la conexión de alimentación 61 del radiador 60, de acuerdo con esta forma de realización de acuerdo con la invención está fijado el distribuidor de costes de calefacción 100. En el ejemplo representado, el distribuidor de costes de calefacción 100 está alojado entre la parte inferior de válvula 151 y el cabezal termostático 153 de tal modo que el empujador de válvula 152 discurre a través del distribuidor de costes de calefacción 100. Aunque esta es una disposición preferida, porque así la posición de carrera de válvula h puede medirse directamente en el distribuidor de costes de calefacción 100, son posibles también otras disposiciones, por ejemplo, con un sensor de posición externo o un sensor de posición integrado en la válvula reguladora de radiador, que, por ejemplo, se hace funcionar a través de una interfaz (es decir se abastece de energía y se lee).

En el interior del distribuidor de costes de calefacción 100 se encuentran un suministro de energía 120 (suministro de tensión) y una unidad de cálculo 121 (por ejemplo, en forma de un procesador configurado como microcontrolador), que preferentemente está dispuesto sobre una placa de circuitos impresos 122, que puede presentar otros componentes electrónicos. El suministro de energía 120 está formado preferentemente por una batería, cuya vida útil de batería alcanza los tiempos de actividad habituales de distribuidores de costes de calefacción de más de 10 años y no es accesible para el usuario sin destrucción y por lo tanto no es reemplazable. Esto debe prevenir manipulaciones. La unidad de cálculo 121 está dispuesta para llevar a cabo el procedimiento anteriormente descrito o partes del mismo, para detectar la emisión de la cantidad de calor AQ a través del radiador 60. Para indicar la cantidad de calor emitida AQ en el distribuidor de costes de calefacción 100 está previsto un dispositivo de visualización 123, que por ejemplo está integrada en la pared de carcasa del distribuidor de costes de calefacción 100, para permitir una lectura de la emisión de la cantidad de calor AQ detectada y/o de otros datos de medición o de evaluación. El dispositivo de visualización 123 puede ser, por ejemplo, una pantalla de visualización LC (LCD).

Además, el distribuidor de costes de calefacción 100 (como también todos los demás distribuidores de costes de calefacción descritos) puede presentar una unidad de radiocomunicación no representada para la comunicación en una red de edificio local para la lectura de costes de consumo y/o para la comunicación remota con un proveedor de servicios de consumo, por ejemplo, mediante comunicación por telefonía móvil.

Para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención el distribuidor de costes de calefacción 100 presenta además un sensor de temperatura de salida 101 para la medición de la temperatura de salida del medio caloportador, un sensor de temperatura ambiente 102 para la medición de la temperatura del aire ambiente damb y un equipo 103 para averiguar una posición de carrera de válvula h de la válvula reguladora de radiador 150. El sensor de temperatura ambiente 102 presenta preferentemente un captador dispuesto en el interior en el lado frontal de la carcasa. El sensor de temperatura de salida 101 puede presentar, por ejemplo, una sonda de contacto conectada por cable en la carcasa de válvula (es decir, la parte inferior de válvula 151) o una sonda dispuesta en el empujador de válvula 152, como está representado en la figura 2. El equipo 103 para averiguar la posición de carrera de válvula h mide con un sensor de posición 104 la carrera h del empujador de válvula 152, que se ha ajustado mediante el cabezal termostático 153.

La figura 3 representa una variante del distribuidor de costes de calefacción 100 descrito en la figura 2 con válvula reguladora de radiador 150, para el que se cumple de manera comparable la descripción anterior de los componentes individuales.

La variante del distribuidor de costes de calefacción 200 con válvula reguladora de radiador 250 presenta en cuanto a la estructura y disposición una parte inferior de válvula 251 idéntica con empujador de válvula 252. También el cabezal termostático 253 y la mímica 260 que presenta un cartucho de gas, de cera o de líquido y el equipo de selección de temperatura 262 están construidos fundamentalmente iguales.

No obstante, los componentes del distribuidor de costes de calefacción 200, es decir, en particular, el sensor de temperatura de salida 201, el sensor de temperatura del aire ambiente 202, el equipo 203 para averiguar la posición de carrera de válvula h con el sensor de posición 204, el suministro de energía 220 del distribuidor de costes de calefacción 200, la unidad de cálculo 221, la placa de circuitos impresos 222 y el dispositivo de visualización 223, están dispuestos de tal modo que el distribuidor de costes de calefacción 200 y el cabezal termostático 253 están dispuestos en una carcasa 280 común.

A diferencia de lo que se reproduce en la figura 3 para una mejor visión general, la carcasa 280 está construida preferentemente en simetría rotacional alrededor del empujador de válvula 252, para que el cabezal termostático 253 mecánico pueda graduarse de forma habitual para el ajuste de la temperatura ambiente deseada.

La ventaja de esta construcción alternativa integrada es una construcción compacta y estéticamente atractiva, precisamente en esta forma de construcción en particular sin captador independiente alámbrico.

En las dos variantes anteriormente descritas con cabezal termostático 153, 253 de funcionamiento mecánico de la válvula reguladora de radiador 150, 250 es ventajosa la regulación de temperatura libre de energía externa mediante la válvula reguladora de radiador 150, 250. Un suministro de tensión (suministro de energía 120, 220) se requiere y se emplea solo para las funciones de medición, de cálculo, de comunicación y de visualización mediante el distribuidor de costes de calefacción 100, 200. La regulación de temperatura mediante el cabezal termostático 153, 253 mecánico se lleva a cabo sin batería.

En una variante no representada gráficamente de las formas de realización de acuerdo con la figura 2 y figura 3, la mímica 160, 260 del cabezal termostático 153, 253 mecánico puede combinarse con un accionamiento de regulador de valor teórico eléctrico. Mientras que la regulación de temperatura del aire ambiente al valor teórico especificado sigue realizándose de manera convencional y sin energía externa, el accionamiento de ajuste de valor teórico gradúa en momentos especificados el valor teórico, es decir, lo baja, por ejemplo, en un descenso nocturno ajustado. Esto puede realizarse de manera más sencilla mediante un accionamiento de regulador electromotriz para el equipo de selección de temperatura 162, 262, que, por ejemplo, puede controlarse simultáneamente mediante la unidad de cálculo 121, 221 del distribuidor de costes de calefacción 100, 200 y su suministro de energía 220, 221.

Mediante la limitación de las operaciones de ajuste a, por ejemplo, 4 operaciones de ajuste cada 24h para dos fases de descenso es posible, alcanzar con una capacidad de batería comparativamente pequeña duraciones de utilización habituales de al menos 10 años para los distribuidores de costes de calefacción 100, 200, aunque su suministro de energía se emplee simultáneamente. El dispositivo de visualización 123 223 presente para la visualización de los valores de consumo y, dado el caso, otros valores o datos del distribuidor de costes de calefacción 100, 200, que habitualmente presenta también teclas de función, por ejemplo, para la conmutación para la representación de datos distintos o para la activación de la visualización, puede emplearse simultáneamente para el manejo y la programación de los momentos de descenso de acuerdo con un perfil de tiempo.

Mediante un empleo común de la unidad de cálculo 121,221 y del suministro de energía 120, 220 esta simple función de descenso para la temperatura ambiente puede realizarse de manera asequible.

La figura 4 muestra finalmente otra forma de realización de la invención con una regulación de temperatura ambiente electrónica en la válvula reguladora de radiador 350.

El distribuidor de costes de calefacción 300 propuesto de acuerdo con esta variante de realización con válvula reguladora de radiador 350 en lugar de un cabezal termostático mecánico con la actividad de regulación convencional (cartucho de gas, cera, líquido) presenta un cabezal termostático 353 con un regulador de temperatura ambiente 360 electrónico con accionamiento del regulador 361, que sustituye la mímica 160, 260 del cabezal termostático mecánico 153, 253 de las formas de realización precedentes.

Por lo demás, la válvula reguladora de radiador 350 está construida de manera similar con la parte inferior de válvula 351 dinámica y el empujador de válvula 352. Se aplica lo correspondiente para el distribuidor de costes de calefacción 300 con el sensor de temperatura de salida 301, el sensor de temperatura del aire ambiente 302, el equipo 303 para averiguar la posición de carrera de válvula h con el sensor de posición 304, el suministro de energía 320 del distribuidor de costes de calefacción 300, la unidad lógica-aritmética 321, la placa de circuitos impresos 322 y el dispositivo de visualización 323. En este caso también de manera ventajosa el distribuidor de costes de calefacción 300 y el cabezal termostático 353 están dispuestos en una carcasa común 380.

En la forma de construcción integrada, como realización especialmente ventajosa existe la posibilidad de emplear el equipo 303 existente para el regulador de temperatura ambiente 360 electrónico en el distribuidor de costes de calefacción 300 para averiguar la posición de carrera de válvula h con el sensor de posición 304 o una variable teórica de carrera empleada en el regulador de temperatura ambiente 360 electrónico. La sonda térmica existente para la función de distribuidor de costes (sonda de temperatura de salida 301, sonda de temperatura del aire ambiente 302) pueden emplearse entonces del mismo modo para la función de regulación del regulador de temperatura ambiente 360 electrónico. También en este caso el resultado es un aparato compacto sin sondas independientes.

En la regulación de temperatura ambiente 360 electrónica es posible representar sin hardware adicional las funciones de ahorro de energía y de confort habituales y conocidas, como, por ejemplo, perfiles de temperatura-día-tiempo o reacción de ventana abierta, con la tecnología de un software.

En una variante no representada en la figura 4 es posible que el regulador de temperatura ambiente 360 electrónico se integre simultáneamente en la unidad de cálculo 321, que controla después el accionamiento de regulador 361. La demanda energética más elevada con respecto al cabezal termostático mecánico puede cubrirse mediante una capacidad de batería mayor del suministro de energía 320, mediante batería o baterías intercambiables o mediante la obtención de energía del entorno (recolección de energía, por ejemplo, térmicamente procedente del medio de calentamiento o las temperaturas superficiales).

También es posible y útil, llevar a cabo el suministro de energía para las funciones de regulador de radiador o de temperatura ambiente 360 y distribuidor de costes de calefacción 300 de manera separada e independiente. El regulador de radiador o de temperatura ambiente 360 requiere para la función de ajuste del accionamiento de regulador 361 para la regulación del flujo de medio de calentamiento m a corto plazo en proporción al tiempo una potencia relativamente alta y con ello corrientes, pero en el tiempo operativo sin calefacción puede pasar con poco, o dado el caso, completamente sin suministro de energía. El distribuidor de costes de calefacción 300 debe estar activo de manera duradera normalmente durante periodos largos, pero requiere solo una escasa potencia alimentada, de modo que es habitual un funcionamiento incluyendo también una comunicación inalámbrica a través de tiempos de activación típicos de 10 años desde una batería relativamente pequeña. Así puede ser útil, hacer funcionar el accionamiento de regulador con una batería intercambiable o con recolección de energía (por ejemplo un elemento de Peltier), la función de distribución de costes de calefacción y las funciones de comunicación y otras, en cambio, desde una batería de larga duración.

La variante representada en la figura 4 de la forma de realización del distribuidor de costes de calefacción 300 con la válvula reguladora de radiador 350 muestra un regulador de temperatura ambiente 360 electrónico independiente de la unidad de cálculo 321 del distribuidor de costes de calefacción 300, que presenta opcionalmente también una unidad de visualización y de manejo independiente como dispositivo de visualización 323. Además, para las funciones del regulador de temperatura ambiente 360 incluyendo el funcionamiento del accionamiento de regulador 361 está previsto un suministro de energía 362 independiente para la válvula reguladora de radiador 350, que está equipado con baterías que pueden cambiarse para el usuario.

A este respecto, el distribuidor de costes de calefacción 300 con la válvula reguladora de radiador 350 y el regulador de temperatura ambiente 360 electrónico está previsto de modo que el distribuidor de costes de calefacción con los componentes necesarios para la distribución de costes de calefacción (como se ha descrito) está previsto en una parte encapsulada de la carcasa (de acuerdo con la representación del distribuidor de costes de calefacción 350), en donde la parte encapsulada es componente de la carcasa común 380. Para que el regulador de temperatura ambiente 360 tenga acceso a los datos del distribuidor de costes de calefacción 300, en particular la temperatura del aire ambiente 9rl medida en el distribuidor de costes de calefacción y la temperatura de salida. así como dado el caso la posición de carrera de válvula h, a través de una interfaz no señalada está prevista una conexión de comunicación entre la unidad de cálculo 321 del distribuidor de costes de calefacción 300 y la regulación de temperatura ambiente 360 electrónica de la válvula reguladora de radiador 350. Esta permite el intercambio de datos monodireccional o bidireccional entre la válvula reguladora de radiador 350 y el distribuidor de costes de calefacción 300, en donde el distribuidor de costes de calefacción sigue siendo capaz de funcionar también de manera autárquica y está protegido contra las manipulaciones. Dado el caso, en una forma de realización de este tipo, debido a un equipo de visualización integrado en el regulador de temperatura ambiente 360 puede renunciarse también al dispositivo de visualización 323.

Las ventajas de la invención propuesta gracias a la utilización al menos parcialmente común de componentes residen en una disminución de la complejidad y en costes de fabricación más bajos que en la realización clásica de distribuidores de costes de calefacción y válvula regulador de radiador (en particular en el sentido de una regulación de temperatura ambiente ) como dos aparatos independientes. A esto se añade un gasto de montaje y de instalación, así como la ventaja de que el diseño de la superficie de calefacción (radiador) no se ve perjudicado por un distribuidor de costes de calefacción. Además, en el cambio del distribuidor de costes de calefacción no queda ningún daño irreversible en los radiadores por parte de los componentes de fijación que ya no son necesarios.

El sistema propuesto por la invención formado por un distribuidor de costes de calefacción y válvula reguladora de radiador (preferentemente incluyendo el regulador de temperatura ambiente) cumple con los requisitos reguladores (costes de calefacción V / reglamento EnEV / directiva de eficiencia energética e Ed ) y es apto para su aprobación según la norma EN 834. Se alcanza por lo tanto una funcionalidad de distribuidor de costes de calefacción completa con una manejabilidad sencilla, porque el sistema parece y puede emplearse como una válvula termostática convencional o electrónica. El sistema, debido a su estructura universal y concepto técnico también es adecuado para calefacciones de superficie, radiadores de varias capas de circulación en serie, así como radiadores con datos característicos variables en el funcionamiento (por ejemplo conexión adicional de capas individuales o de varias capas, termostática o que se realiza en función de otros valores de medición recopilados).

Lista de referencias

Etapa de procedimiento: medición de temperatura de salida dvL y temperatura del aire ambiente

1

&amb

2 Etapa de procedimiento: Averiguar el flujo de medio de calentamiento m

Etapa de procedimiento: Averiguar una temperatura de radiador característica adicional Qrl, Aiog,

3

$x

4 Etapa de procedimiento: Averiguar la potencia de radiador AQ

60 Radiador

g,| Conexión de

alimentación

100; Distribuidor de costes

101 201, 301 Sensor de temperatura de salida

102. Sensor de temperatura del aire ambiente

103. 303 Equipo para averiguar la posición de carrera de válvula h

104. Sensor de posición

120. Suministro de energía del distribuidor de costes de calefacción

121 212, 321 Unidad de cálculo

122 222, Placa de circuitos impresos

123. 223, 323 Dispositivo de visualización

150. 250, Válvula de regulación de radiador

, Parte inferior de válvula dinámica

, 252, 352 Empujador de válvula

, 253, 353 Cabezal de termostato

, Mímica

, 261 Cartucho de gas, de cera o de líquido , Equipo de selección de temperatura

Carcasa común

Regulador de temperatura ambiente electrónico Accionamiento del regulador

Suministro de energía independiente

Claims

REIVINDICACIONES

1. Distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor (AQ) emitida por un radiador (60)

- con un sensor de temperatura de salida (101, 201, 301) para la medición de la temperatura de salida (évL) de un medio caloportador,

- con un sensor de temperatura del aire ambiente (102, 202, 302) para la medición de la temperatura del aire ambiente (éamb),

- con una válvula reguladora de radiador (150, 250, 350),

- con un equipo (103, 203, 303) para averiguar una posición de carrera de válvula (h) de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) y

- con una unidad de cálculo (121,221, 321), que está dispuesta para determinar la cantidad de calor emitida (AQ), en donde

- la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) presenta una parte inferior de válvula (151,251, 351) dinámica, que mantiene constante la diferencia de presión (Ap) a través de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) y

- la unidad de cálculo (121, 221, 321) del distribuidor de costes de calefacción (100, 200, 300) está configurada para calcular a partir de la posición de carrera de válvula (h) averiguada, así como de las variables medidas de temperatura de salida (évL) y temperatura del aire ambiente (éamb), la cantidad de calor emitida (AQ), en donde a partir de la posición de carrera de válvula (h) averiguada, a partir de la temperatura de salida (évL) y a partir de la temperatura del aire ambiente (éamb), usando la presión diferencial constante (Ap) a través de la válvula de radiador se averigua al menos una temperatura de radiador (éRL, Alog, ,éx) distinta de la temperatura del aire ambiente (éamb) medida y de la temperatura de salida (évL), denominada característica adicional y

la cantidad de calor emitida (AQ) se calcula empleando al menos la temperatura de salida (évL) medida y la temperatura de radiador característica adicional (éRL, Alog, éx).

2. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de cálculo (121, 221, 321) del distribuidor de costes de calefacción (100, 200, 300) para averiguar la temperatura de radiador característica adicional (éRL, Alog, éx) está configurada para

- averiguar a partir de la posición de carrera de válvula (h) un valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento (m) y

- con el valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento (m) y las variables medidas de temperatura de salida (évL) y temperatura del aire ambiente (éamb), averiguar la temperatura de radiador característica adicional (éRL, Alog, éx).

3. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de cálculo (121, 221, 321) del distribuidor de costes de calefacción (100, 200, 300) está configurada para averiguar el valor aproximado para el flujo de medio de calentamiento (m) con una presión diferencial constante (Ap) para la posición de carrera de válvula (h) empleando un valor característico específico de cada válvula (Kvs, Sv), que indica el caudal con una posición de carrera de válvula (hmáx) máxima y una presión diferencial de referencia (Ape), y una relación funcional adimensional (f(h)) para la dependencia de la posición de carrera de válvula (h).

4. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de radiador característica adicional es una temperatura de retorno (éRL) del radiador (60).

5. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de radiador característica adicional es una temperatura excesiva logarítmica (Alog) del radiador (60) o una media de la temperatura de salida (évL) y de una temperatura de retorno (Orl) averiguada.

6. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de radiador característica adicional es una temperatura superficial de radiador (éx) en una posición determinada (x) de la superficie del radiador (60).

7. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350) del distribuidor de costes de calefacción (100, 200, 300) es un componente de la regulación de temperatura ambiente, que regula la temperatura ambiente mediante el ajuste del flujo de medio de calentamiento (m).

8. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula reguladora de radiador (150, 250) está configurada como regulador de temperatura ambiente con un cabezal termostático (153, 253) mecánico.

9. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 8, caracterizado porque está previsto un elemento de regulación de funcionamiento motriz o electrónico, que actúa sobre el cabezal termostático mecánico (153, 253) para el ajuste del flujo de medio de calentamiento (m).

10. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula reguladora de radiador (350) está configurada como regulador de temperatura ambiente (360) con un cabezal termostático (353) de funcionamiento motriz o electrónico para el ajuste del flujo de medio de calentamiento (m).

11. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 10, caracterizado porque el equipo para determinar la posición de carrera de válvula (h) está configurado para averiguar la posición de carrera de válvula (h) a partir de un valor de carrera especificado del regulador de temperatura ambiente.

12. Distribuidor de costes de calefacción según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el equipo (103, 203, 303) para averiguar la posición de carrera de válvula (h) de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 305) está configurado como sensor de posición o como transductor de posición (104, 204, 304), que detecta o ajusta de manera mensurable la posición de la carrera de válvula de la válvula reguladora de radiador (150, 250, 350).

13. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el distribuidor de costes de calefacción (200, 300) forma con la válvula reguladora de radiador (250, 350) una carcasa común (280, 380).

14. Distribuidor de costes de calefacción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el distribuidor de costes de calefacción (300) y la válvula reguladora de radiador (350) presentan suministros de energía (320, 362) independientes.

15. Distribuidor de costes de calefacción según la reivindicación 14, caracterizado porque el suministro de energía (362) de la válvula reguladora de radiador (350) presenta un componente para la obtención de energía procedente del entorno.