WO2013170853A2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der wärmeabgabe - Google Patents

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WO2013170853A2
WO2013170853A2 PCT/DE2013/100182 DE2013100182W WO2013170853A2 WO 2013170853 A2 WO2013170853 A2 WO 2013170853A2 DE 2013100182 W DE2013100182 W DE 2013100182W WO 2013170853 A2 WO2013170853 A2 WO 2013170853A2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1048—Counting of energy consumption
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the heat output, in particular in space heating and monotube heating systems.
  • Such heating systems are characterized by a simple structure and further characterized in that all located on a strand radiator are sequentially flowed through by the heat transfer medium, normally hot water.
  • the heat transfer medium normally hot water.
  • the flow temperature of radiator to radiator decreases, which is compensated by a corresponding dimensioning of the radiator.
  • the radiators at the beginning of the strand are the smallest, since they receive the heat transfer medium with the highest flow temperatures, accordingly, the radiator at the end of the strand are designed to be the largest.
  • consumption meters for heat invasively measure the flow and the temperature of the heating medium in the supply and return line and determine the heat consumption over time. It is also known that the temperature is measured only on the radiator or on the radiator and in the air and from the product scale or unit scale of the heat consumption is determined. However, these measurements lead to results that do not reflect the actual heat consumption and its distribution in individual rooms or houses.
  • volume meter needs a calibration after a fixed time and still has, inter alia due to the different temperatures, regularly a fairly high measurement error. Further sources of error are the temperature sensors and the evaluation unit, whereby the individual errors can add up to an unacceptably high total error.
  • the volume meter is susceptible to wear and its failure is no measurement of the amount of heat possible.
  • a volume meter and also the temperature sensors in the flow profile influence the hydraulic conditions in the system. This is particularly disadvantageous in heating systems, since these are tuned by their design and additionally on separate valves so that an optimal distribution of the heat transfer medium takes place.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device that is inexpensive and simple and can be installed easily and tamper-proof.
  • the object of the invention is achieved by a method for determining the heat output of a thermal installation, wherein at least one temperature measurement on a supply line to the thermal installation and at least one temperature measurement on a return line from the thermal installation takes place, transmit the temperature readings to an evaluation and there be combined with the characteristic heat technical characteristics of the thermal engineering system and an ambient temperature value computationally to a loss value.
  • Such heat engineering systems in which according to the invention the loss can be determined, are district heating pipes or industrial plants.
  • determining the heat losses for example, inadequate or damaged insulation can be determined in a simple manner.
  • the thermal efficiency of a heating system can also be determined. In particular, however, the measurement of heat consumption is provided in rooms where radiators or other heat exchangers are installed.
  • a particularly advantageous application of the method takes place in a radiator in a room that acts as a thermal installation according to the invention.
  • the ambient temperature value is the room temperature value and the heat consumption in the room heating is determined.
  • the invention is therefore designed for the determination of the heat consumption in individual rooms of residential and office buildings, preferably Einrohrchristsysteme. However, it is also intended for use with other heat consumers in which the amount of heat supplied is to be determined.
  • the use of the method according to the invention is particularly advantageous in single-pipe heating systems, but is also an insert in heating systems that work on other principles provided.
  • the procedure provides for the measurement of the flow and return temperature directly at the radiator and the conversion of the standard power of the radiator to the measured operating conditions. Furthermore, the heat meter by means of the measured temperature data, ie Tv - flow temperature
  • ⁇ - Temperature difference calculate the heat output of the piping and add it to the radiator consumption and thus indicate the total heat consumption of the room.
  • the measurement of at least one temperature value T v , T R or T air t in each room takes place, it being also provided that two or three of the temperature values are measured.
  • the room sensor is by a housing from the effects of drafts u. ⁇ . Protected. All sensor housings are protected against tampering by seals or security tags.
  • the temperature sensors for T v , T R and T T , u ft are calibrated together in each device. This ensures that the measurement error in the determination of temperature differences between two sensors can be neglected, ie, the differential temperatures .DELTA. ⁇ determined are very accurate, since the design of the sensor housing of T v and T R and their attachment are the same.
  • the frequency of temperature measurements is programmable. Preferably, at least four measured values per minute are determined. The measured value acquisition for all three sensors takes place at the same time.
  • Radiators can be equipped with a bypass which, with the radiator valve closed, ensures the flow through the entire system by bypassing the non-flow through radiator. If the radiator has a bypass, it must always be completely thermally insulated. As a result, distortions of the measured values are prevented.
  • the characteristics of the radiator and the predetermined room temperature are stored as the theoretical setpoint in the evaluation unit.
  • alternative embodiments provide other forms of providing these fixed values, for example, by feeding from an external memory. This can also be done again for each calculation. It is also provided in this case that an evaluation unit for several radiators or rooms at the same time or successively processed the measured values and outputs a consumption value for each radiator or room.
  • the calculation of the heat consumption takes place with reference to the line data of the radiator, which were determined as standard data by the manufacturer and are known for each type of radiator. If this standard data is computationally linked to the current operating conditions, the heat output of the radiator or the heat consumption can be determined. This calculation method is based on the standard DIN EN 442.
  • T R a mean ⁇ is formed for a period of time, which is used for the calculation of the power of the radiator in this period.
  • the sum of the products from the calculated power P multiplied by the period (duration) t of the measurement gives the heat consumption for this period t, for example one month.
  • the calculation of the power P is done according to the formula in which is.
  • the heat consumption of a room results primarily from the heat output of the installed radiator.
  • the factor 49.83 indicates the logarithmically averaged overheating of the radiator in K.
  • the further calculation of the total heat consumption is carried out according to the following procedure:
  • the total heat consumption Woes. is calculated as a time integral of the overall performance.
  • an alternative embodiment nevertheless provides that the room temperature value is determined by a separate sensor and the respectively valid instantaneous value is supplied to the evaluation unit. This allows a particularly accurate determination of the heat consumption, even if the rooms have temperatures that differ greatly.
  • a known temperature sensor for gases such as air which is installed at a suitable location in the space to be detected, is preferably provided.
  • the heat consumption of a room results from the heat output of the installed radiator plus the heat output through the pipes.
  • the amount of heat can be taken into account, which passes through the pipes, for example, for flow and return into the room. This is particularly significant at the beginning of a string of one-pipe heating, where the flow temperature is still very high and the heat transfer through the pipes due to the large temperature difference between pipe surface and ambient air is correspondingly large.
  • This proportion of the heat emitted via the conduits is preferably taken into account by a coefficient as part of the output of the radiator.
  • the size of the coefficient results from the power output of the pipe system PR 0 r under normal conditions in relation to the normal power of the radiator.
  • the temperature values which can be used are those determined at the inlet and outlet of the radiator.
  • Alternative ways of considering this power output of the pipe system PR 0 r instead of the coefficient C are provided, for example by separate determination and subsequent addition of the consumption value. The determination is made according to known formulas.
  • a particularly accurate measurement of the heat transfer via the pipes of flow and return takes place, if this is done at a room entry point and / or at a room exit point in each case a temperature measurement, the measured value is transmitted to the off weighting unit and in the determination of the time-dependent consumption value flows.
  • the highest temperature is at the room entry point, the lowest at the room exit point. If the radiator is turned off, the space heating takes place exclusively via the pipes and without a heat consumption would be registered on the radiator.
  • the temperature differences between the room entry point and the heating element supply line on the one hand and the radiator return and the room exit point on the other hand are taken into account when determining the heat output via the line pipes. This calculation also takes place in the evaluation unit.
  • the temperature measurement takes place on the surface of at least one element through which a heat transfer medium flows.
  • a heat transfer medium preferably the pipes of flow, return, supply and return.
  • the temperature is measured in each case by a non-invasive method on the tube surface. This is preferably done by a simple manner directly applied to the surface, for example, glued to this contact sensor. Alternatively, however, other methods are provided, such as a non-contact infrared measurement. Deviations from the preferred embodiment are also provided at the exact location of the measurement, for example by measuring the temperature at the radiator at a suitable location, preferably in the vicinity of the inlet or outlet of the heat transfer medium. In any case, the measurement is carried out within a thermally insulated capsule, which is arranged around the conduit and receives the temperature sensor in its interior.
  • the intended type of temperature measurement for initial installation and retrofitting is equally suitable.
  • it does not affect the hydraulic properties of the system, since there is no interference with the cross-section of the lines and the flow conditions remain unchanged.
  • the object of the invention is further achieved by a device for determining the heat loss of a thermal installation, wherein the thermal installation has at least one temperature sensor on a supply line to the thermal system, at least one temperature sensor to a return line from the heat technical system and an evaluation at least is provided for the computational linking of temperature measured values with the characteristic heat-technical characteristics of the heating system to a consumption value.
  • the evaluation unit is designed for computational linking of at least temperature measured values with the characteristic thermal characteristics of the thermal installation and also an ambient temperature value to a consumption value.
  • the ambient temperature value enables a more accurate determination of the heat loss and, moreover, makes it possible to include a characteristic in the determination according to which the characteristics of the thermal installation change as a function of the temperature.
  • a particularly advantageous use is provided when the heating system is designed as a radiator in a room.
  • the ambient temperature value is then the room temperature value.
  • the evaluation unit is designed so that the heat consumption in the space heating can be determined.
  • the insert is thus provided in space heating and also for monotube heating systems, wherein a radiator or a group of radiators has at least one temperature sensor on a supply line, at least one temperature sensor on a return line of the radiator and an evaluation unit for computational linkage of temperature readings with the characteristic thermal characteristics of the radiator and a room temperature value to a preferably time-dependent or alternatively absolute consumption value is provided.
  • the transmission of the measured values of the sensors to the evaluation unit preferably takes place via energy-saving signal lines, but alternative forms of signal transmission are also provided, for example via a radio link. This reduces the installation effort and simplifies the execution of the entire system as a split unit with distributed, communicating elements.
  • the arrangement of the temperature sensor on a supply line or on a return line also includes a sensor in the vicinity of a feed line or a return line, for example, spaced from the line or the radiator in the vicinity of the inlet of the supply line in this or the Exit the return line.
  • a particularly high measurement accuracy is to be expected if at least one temperature sensor is provided at a room entry point and / or at a room exit point, preferably directly on a conduit.
  • the sensors at the room entry point and at the room exit point are intended for the delivery of the measured values for the exclusive determination of the heat loss, alternatively also for obtaining further measured values for the evaluation unit in addition to the values of flow and return of a radiator.
  • the arrangement of the sensors at the room entry point and at the room exit point is usually on the one hand the area of the ceiling, where the conduit from the floor above it enters the room, and on the other hand, the floor area where the conduit enters the underlying floor of the building. In other thermal systems, it is the beginning or the end of the section to be considered, for example, a district heating pipe whose heat loss is to be determined. The heat loss in the pipe or the heat dissipation into the room, especially when the radiator is turned off, is thus determined and an exact total amount of heat that was released into the room, issued as a result.
  • the sensor is thermally insulated encapsulated attached to the conduit, alternatively spaced therefrom, in particular if a measurement of the heat radiation takes place.
  • At least one of the temperature sensors is glued as a contact sensor with a conduit, for example, for flow, return, supply or return line.
  • This sensor is thus in direct contact with the conduit, whereby a consistently accurate measurement over a longer period and without the need for maintenance is possible.
  • a non-destructive removal of the sensor can be made impossible and thus a manipulation option can be taken.
  • alternative embodiments of the sensor are provided, for example, a contactless design by an infrared sensor, which determines the surface temperature on the pipe.
  • At least one of the temperature sensors or the sensor for the room air is encapsulated tamper-proof. This is preferably done by a sealed housing, which is particularly preferably thermo-insulated and / or encapsulated in the case of temperature sensors. A manipulation is then at least visible, but preferably impossible. A thermally insulated design, preferably encapsulated, also prevents a Non-invasive manipulation by cooling the sensor from the outside. This is prevented by the insulation, a temperature change at the sensor does not occur.
  • Fig. 1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for detecting heat with a radiator, which is connected to a pipe heating system;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of an installed temperature sensor according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for heat detection using the example of a space heater with radiators with a radiator 1, which is connected to Einr ear heating system.
  • the radiator 1 receives the heat transfer medium, usually hot water, via the flow 2, which opens into the supply line 5.
  • the supply line 5 connects the flow 2 with the radiator 1 and also has the temperature sensor 4. This is applied in the preferred embodiment on the surface of the conduit, so that no intervention in the system is necessary for installation of the device for heat detection.
  • the heat sensor is clicked on the tube in the interest of a quick and easy installation by means of a snap clamp, alternatively attached in another way, for example glued. An installation in existing systems is therefore very easy to implement.
  • Another temperature sensor 4 is attached in a corresponding manner to the return line 6, which connects the radiator 1 with the return line 3.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a temperature sensor 4 according to the invention, which is mounted in a sensor housing 9 encapsulated on the surface of a feed line 5 or a return line 6.
  • a signal line 10 connects the temperature sensor 4 to an evaluation unit 7.
  • the signal line 10 is a few centimeters, more preferably 2 to 3 centimeters, laid in the encapsulated, thermally insulated sensor housing 9 to the influence of the thermal conductivity of the signal line 10 through Minimize heat dissipation to the outside.
  • the measured values of a sensor 8 which measures the ambient or room temperature, are fed into the evaluation unit 7 in the illustrated embodiment.
  • the signal lines 10, 10 instead of the signal lines 10, 10 'another form of signal transmission is selected, for example via a radio signal. The same applies to the transmission of the measured values of the sensor 8 via the signal line 10 ".
  • the sensor housing 9 is designed such that it can be secured by a seal, as a result of which manipulations on the sensor can be avoided, or at least detected.
  • the evaluation unit 7 is designed so that it is programmable with the characteristics of the radiator whose heat consumption is to be measured, alternatively retrieves these values from an external memory.
  • the surface of the tubes of flow 2 and return 3 and their heat dissipation in the space in question is also taken into account.
  • further sensors are particularly preferably used at the inlet of the supply line 2 into the room (room entry point 13) and at the outlet of the return line 3 from the room 11 (room exit point 14). Their measurement data are also fed to the evaluation unit 7.
  • the data for the monthly billing of the heat consumption can be represented by the calculation in the evaluation unit 7 by this both in heat consumption units and in euros.
  • the entire system with its components can be designed as a measuring device integrated in the radiator or as a split device, in which the components are mounted at different locations and linked together by signal technology.
  • the latter variant is particularly necessary if temperature measured values for the room entry point 13 and room exit point 14 farther from the radiator are to be determined and processed in the evaluation unit 7.
  • a radiator under normal conditions 75 ° C flow, 65 ° C reflux, 20 ° C ambient temperature
  • the heat output of the pipe Prohr is as follows:
  • the heat consumption of the room WR results then taking into account the respective duration t of the delivery of the heat output of the radiator and pipe
  • the result values from the evaluation unit can be read out visually or with technical support as data. Furthermore, the direct transmission of data via a data line, by radio or in any other known manner known to the art to the clearing house.
  • the measurement of a maximum of three temperature values takes place in each room - T v , T R and T Luf t.
  • the measurement of T v and T R is particularly preferably carried out by clamp-on sensors, which are located in a thermally insulated housing. The sensors are attached directly to the flow or return at the radiator.
  • the measurement of the room temperature is between 0.5 and 2.5, preferably in 1.50 m height above the ground at a distance greater than 0.5 m, preferably> 1.0 m from the radiator edge.
  • the room sensor is by a housing from the effects of drafts u. ⁇ . Protected.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Wärmeabgabe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Wärmeabgabe, insbesondere bei der Raumheizung und für Einrohrheizungsanlagen. Derartige Heizungsanlagen sind durch einen einfachen Aufbau und weiterhin dadurch charakterisiert, dass alle an einem Strang befindlichen Heizkörper nacheinander von dem Wärmeträgermedium, im Normalfall Warmwasser, durchflössen werden. Dadurch nimmt die Vorlauftemperatur von Heizkörper zu Heizkörper ab, was durch eine entsprechende Dimensionierung der Heizkörper ausgeglichen wird. Die Heizkörper am Beginn des Strangs sind am kleinsten, da sie das Wärmeträgermedium mit den höchsten Vorlauftemperaturen erhalten, entsprechend sind die Heizkörper am Ende des Strangs am größten ausgelegt.
Die Suche nach einer technisch vertrauenswürdigen und der tatsächlichen Heizwärmeabnahme entsprechenden Messung für die einzelnen zum Gebäude gehörenden Räume wird schon seit langem auf unterschiedliche Weise versucht. Dabei besteht stets ein Spannungsfeld zwischen einer einfachen, ungenauen Lösung auf der einen Seite und einer aufwändigen, teuren und wartungsintensiven Lösung auf der anderen Seite.
Bekannt ist, dass Verbrauchsmessgeräte für Wärme den Durchfluss und die Temperatur des Heizmediums in der Vor- und Rücklaufleitung invasiv messen und daraus über die Zeit den Wärmeverbrauch bestimmen. Bekannt ist weiterhin, dass die Temperatur nur am Heizkörper oder am Heizkörper und in der Luft gemessen wird und daraus nach der Produktskala oder Einheitsskala der Wärmeverbrauch ermittelt wird. Diese Messungen führen jedoch zu Ergebnissen, die nicht den tatsächlichen Wärmeverbrauch sowie dessen Verteilung in Einzelräumen bzw. Häusern widerspiegeln.
Sehr genaue Messungen sind mit Ermittlung des Volumenstroms und der Temperatur des Wärmeträgermediums möglich. Eine solche Lösung ist in der Druckschrift DE 20 2009 004 507 Ul dargestellt. Dabei kommen zwei zueinander beabstandete Temperatursensoren zur Messung der Temperaturen in einem Heizstrang zum Einsatz, dazu ein Volumenmesser, der in einem Abschnitt des Einrohrheizsystems angebracht ist und zur Messung des durch das Einrohrheizsystem strömenden Volumens des Heizmediums dient. Eine Auswerteeinheit gibt eine Temperaturdifferenz aus und berücksichtigt die Daten des Volumenmessers. Hieraus kann nun die Wärmemenge ermittelt werden, die dem einzelnen Heizkörper, Raum oder der Wohneinheit zugeflossen ist.
Ein solches System ist jedoch sehr aufwändig, da stets ein Volumenmesser in das Leitungsrohr eingesetzt werden muss. Weiterhin bedarf ein Volumenmesser einer Eichung nach festgelegter Zeit und weist dennoch, unter anderem bedingt durch die unterschiedlichen Temperaturen, regelmäßig einen recht hohen Messfehler auf. Weitere Fehlerquellen sind die Temperaturfühler und die Auswerteeinheit, wobei sich die einzelnen Fehler zu einem inakzeptabel hohen Gesamtfehler summieren können. Zudem ist der Volumenmesser verschleißanfällig und bei dessen Ausfall ist gar keine Messung der Wärmemenge mehr möglich. Zudem beeinflusst ein Volumenmesser und auch die Temperatursensoren im Strömungsprofil die hydraulischen Verhältnisse im System. Dies ist in Heizungsanlagen besonders nachteilig, da diese durch ihre Auslegung und zusätzlich über gesonderte Ventile so abgestimmt sind, dass eine optimale Verteilung des Wärmeträgermediums erfolgt.
Sehr weit verbreitet sind die recht einfachen und preiswerten Heizkostenverteiler, die einen Wärmeverbrauchswert direkt an den Heizkörpern erfassen. Diese Heizkostenverteiler unterliegen jedoch keiner Eichpflicht und zeigen Werte an, die nicht den realen Verbrauch in den Räumen darstellen. Abgesehen davon entstehen Messfehler durch Kaltanzeige, Fremdwärmeerkennung, mangelhafte Montage oder Programmierung sowie bewusste Manipulationen. Von daher wird nur ein Teil der in Rechnung zu stellenden Gesamtwärmemenge über die Ergebnisse der Heizkostenverteiler, der Rest hingegen über die Wohnfläche umgelegt. Das regt nicht zum sparsamen Umgang mit der Heizungswärme an, denn es wird nur eine Verteilung bestimmt, nicht aber der Verbrauch ermittelt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme besteht darin, dass allein die von den Heizkörpern abgegebene Wärme berücksichtigt wird. Tatsächlich wird aber ein Teil der Heizwärme über die Leitungsrohre, die als Zuleitungen für das Wärmeträgermedium dienen, in die Räume eingetragen. Insbesondere in den ersten Räumen am Strang einer Einrohrheizung, wo hohe Vorlauftemperaturen auftreten, ist dieser Effekt vergleichsweise bedeutsam. Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzubieten, die kostengünstig und einfach aufgebaut ist und sich leicht und manipulationssicher installieren lässt.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Wärmeabgabe an einer wärmetechnischen Anlage, wobei wenigstens eine Temperaturmessung an einer Zuleitung zu der wärmetechnischen Anlage und wenigstens eine Temperaturmessung an einer Rückleitung von der wärmetechnischen Anlage erfolgt, die Temperaturmesswerte zu einer Auswerteeinheit übertragen und dort mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage und einem Umgebungstemperaturwert rechentechnisch zu einem Verlustwert verknüpft werden. Solche wärmetechnischen Anlagen, bei denen erfindungsgemäß der Verlust bestimmbar ist, sind Fernwärmeleitungen oder Industrieanlagen. Durch die Ermittlung der Wärmeverluste kann beispielsweise mangelhafte oder beschädigte Isolation auf einfache Weise ermittelt werden. Auch die thermische Effizienz einer wärmetechnischen Anlage ist bestimmbar. Insbesondere ist jedoch die Messung des Wärmeverbrauchs in Räumen vorgesehen, in denen Heizkörper oder andere Wärmeüberträger installiert sind.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung des Verfahrens erfolgt bei einem Heizkörper in einem Raum, der als wärmetechnische Anlage im Sinne der Erfindung fungiert. Dabei ist der Umgebungstemperaturwert der Raumtemperaturwert und der Wärmeverbrauch bei der Raumheizung wird bestimmt. Die Erfindung ist demnach für die Ermittlung des Wärmeverbrauchs in einzelnen Räumen von Wohn- und Bürogebäuden, bevorzugt Einrohrheizsysteme, konzipiert. Es ist jedoch auch ein Einsatz bei anderen Wärmeverbrauchern, bei denen die Menge der zugeführten Wärme zu ermitteln ist, vorgesehen. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt besonders vorteilhaft in Einrohrheizungsanlagen, jedoch ist auch ein Einsatz in Heizungsanlagen, die nach anderen Prinzipen funktionieren, vorgesehen.
Das Verfahren sieht die Messung der Vor- und Rücklauftemperatur unmittelbar am Heizkörper und die Umrechnung der Normleistung des Heizkörpers auf die gemessenen Betriebsbedingungen vor. Weiterhin kann der Wärmezähler mittels der gemessenen Temperaturdaten, d.h. Tv - Vorlauftemperatur
TR - Rücklauftemperatur
Tmft - Raumtemperatur
ΔΤ - Temperaturdifferenz die Wärmeabgabe der Rohrleitungen errechnen und diese zum Heizkörperverbrauch addieren und somit den Gesamtwärmeverbrauch des Raumes anzeigen.
Es erfolgt die Messung von wenigstens einem Temperaturwert Tv, TR oder TLuft in jedem Raum, wobei auch vorgesehen ist das zwei oder drei der Temperaturwerte gemessen werden. Der Raumsensor ist durch ein Gehäuse vor den Einflüssen von Zugluft u. ä. geschützt. Alle Sensorgehäuse sind durch Plomben oder Sicherungsmarken vor Manipulation geschützt.
Die Temperatursensoren für Tv, TR und TT,uft werden in jedem Gerät gemeinsam kalibriert. Damit wird gewährleistet, dass der Messfehler bei der Ermittlung von Temperaturdifferenzen zwischen zwei Sensoren vernachlässigt werden kann, d. h., die ermittelten Differenztemperaturen ΔΤ sind sehr genau, da auch die Bauart der Sensorgehäuse von Tv und TR sowie deren Befestigung gleich sind.
Die Häufigkeit der Temperaturmessungen ist programmierbar. Bevorzugt werden mindestens vier Messwerte pro Minute ermittelt. Die Messwerterfassung für alle drei Sensoren erfolgt zeitgleich.
Für die Temperaturmessung gelten folgende Grenzwertbedingungen:
1. ATHK = TV - TR > 0,25 °C
ΔΤΗΚ < 0,25 °C = 0 wobei ΔΤΗΚ Temperaturdifferenz am Heizkörper
Figure imgf000006_0001
ATROHR < 5 °C = 0 Heizkörper können mit einem Bypass ausgerüstet sein, der bei geschlossenem Heizkörperventil den Durchfluss durch das Gesamtsystem sicherstellt, indem er den nicht durchströmten Heizkörper überbrückt. Sofern der Heizkörper einen Bypass aufweist, ist dieser immer vollständig thermisch zu isolieren. Hierdurch werden Verfälschungen der Messwerte unterbunden.
Bei der bevorzugten, besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform werden die Kenndaten des Heizkörpers und die vorgegebene Raumtemperatur als theoretischer Sollwert in der Auswerteeinheit gespeichert. Alternative Ausführungsformen sehen jedoch andere Formen der Bereitstellung dieser fixen Werte vor, beispielsweise durch Zuleitung aus einem externen Speicher. Dies kann auch für jede Berechnung erneut erfolgen. Es ist in diesem Fall auch vorgesehen, dass eine Auswerteeinheit für mehrere Heizkörper bzw. Räume zugleich oder nacheinander die Messwerte verarbeitet und einen Verbrauchswert für jeden Heizkörper bzw. Raum ausgibt.
Die Berechnung des Wärmeverbrauchs erfolgt unter Hinzuziehung der Leitungsdaten des Heizkörpers, die als Normdaten vom Hersteller ermittelt wurden und für jeden Heizkörpertyp bekannt sind. Werden diese Normdaten mit den aktuellen Betriebsbedingungen rechnerisch verknüpft, ist die Wärmeabgabe des Heizkörpers, respektive der Wärmeverbrauch, ermittelbar. Diese Berechnungsmethode basiert auf der Norm DIN EN 442.
Aus den gemessenen Vorlauf- und Rücklauftemperaturen Tv, TR wird für einen Zeitabschnitt ein mittleres ΔΤ gebildet, das für die Errechnung der Leistung des Heizkörpers in diesem Zeitabschnitt genutzt wird. Die Summe der Produkte aus der errechneten Leistung P multipliziert mit dem Zeitraum (Dauer) t der Messung ergibt den Wärmeverbrauch für diesen Zeitraum t, beispielsweise einen Monat. Die Berechnung der Leistung P erfolgt nach der Formel
Figure imgf000007_0001
wobei ist. Der Wärmeverbrauch eines Raumes ergibt sich in erster Linie aus der Wärmeabgabe des installierten Heizkörpers. Der Exponent n der Heizkörperkennlinie ist eine Herstellerangabe, beispielsweise n= 1,3 für Radiatoren, n= 1,25 für Rippenheizkörper oder n= 1,2 ... 1,3 für Plattenheizkörper. Der Faktor 49,83 gibt die logarithmisch gemittelte Übertemperatur des Heizkörpers in K an. Die weitere Berechnung des gesamten Wärmeverbrauchs erfolgt nach folgendem Verfahren:
Figure imgf000008_0001
K * A * ΔΤ„
_ T V + τ T 1 R
Luft
T - T
T, Luft
In
T0 - T L,uft f T,r+T„
K * A * T L,uft
49,83
Der gesamte Wärmeverbrauch Woes. errechnet sich als Zeitintegral der Gesamtleistung.
Figure imgf000008_0002
Die Verwendung eines festen Sollwertes für die Raumlufttemperatur tLuft bringt neben der Vereinfachung der Messvorrichtung noch einen besonderen Anreiz zum sparsamen Wärmeverbrauch, da ein Abnehmer, der durch hohe Wärmeabnahme seine Raumtemperatur über dem Sollwert einstellt, mit überproportional hohen Kosten belastet wird. Sparsame Nutzer, die eine Raumtemperatur unter der vorgegebenen Normtemperatur einstellen, werden durch geringere Verbrauchskosten bevorzugt.
Dies scheint auch gerechtfertigt, da bei hohen Vorlauftemperaturen, die für eine hohe Raumtemperatur erforderlich sind, besonders große Energieverluste und damit erhöhte Kosten auftreten. So ist der Wärmeverlust beim Transport des Wärmeträgermediums durch die Rohrleitungen bei höherer Temperaturdifferenz gegenüber der Umgebung größer. Sparsame Wärmeerzeuger wie Brennwertthermen sind bei höherer Vorlauftemperatur weniger sparsam, da eine starke Auskühlung des Rauchgases nicht mehr erfolgen kann.
Eine alternative Ausführungsform sieht dennoch vor, dass der Raumtemperaturwert durch einen gesonderten Sensor ermittelt und der Auswerteeinheit der jeweils gültige Momentanwert zugeführt wird. Dadurch kann eine besonders genaue Ermittlung des Wärmeverbrauchs erfolgen, auch wenn die Räume Temperaturen aufweisen, die stark voneinander abweichen. Vorgesehen ist hierfür bevorzugt ein bekannter Temperatursensor für Gase wie Luft, der an einem geeigneten Ort in dem zu erfassenden Raum installiert wird.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn auch die Wärmeabgabe über die Leitungsrohre von Vorlauf und Rücklauf als ergänzende wärmetechnische Kenndaten bei der Ermittlung des zeitabhängigen Verbrauchswertes in der Auswerteeinheit Berücksichtigung finden. Der Wärmeverbrauch eines Raumes ergibt sich aus der Wärmeabgabe des installierten Heizkörpers zuzüglich der Wärmeabgabe durch die Leitungen. Mit deren Berücksichtigung kann nämlich auch die Wärmemenge berücksichtigt werden, die über die Leitungsrohre, beispielsweise für Vorlauf und Rücklauf, in den Raum gelangt. Dies ist besonders bedeutsam am Beginn eines Stranges einer Einrohrheizung, wo die Vorlauftemperatur noch sehr hoch und die Wärmeabgabe über die Leitungsrohre bedingt durch die große Temperaturdifferenz zwischen Rohroberfläche und Umgebungsluft entsprechend groß ist.
Dieser Anteil der über die Leitungsrohre abgegebenen Wärme wird bevorzugt durch einen Koeffizienten als Teil der Abgabe des Heizkörpers berücksichtigt. Die Größe des Koeffizienten ergibt sich aus der Leistungsabgabe des Rohrsystems PR0 r bei Normalbedingungen im Verhältnis zur Normalleistung des Heizkörpers. Als Temperaturwerte können die am Ein- bzw. Ausgang des Heizkörpers ermittelten genutzt werden. Alternative Arten der Berücksichtigung dieser Leistungsabgabe des Rohrsystems PR0 r anstelle des Koeffizienten C sind vorgesehen, beispielsweise durch gesonderte Ermittlung und spätere Addition des Verbrauchswertes. Die Ermittlung erfolgt nach bekannten Formeln.
Eine besonders genaue Messung der Wärmeabgabe über die Leitungsrohre von Vorlauf und Rücklauf erfolgt, wenn hierzu an einem Raumeintrittspunkt und/ oder an einem Raumaustrittspunkt jeweils eine Temperaturmessung erfolgt, der Messwert an die Aus werteeinheit übertragen wird und in die Ermittlung des zeitabhängigen Verbrauchswertes einfließt. Am Raumeintrittspunkt liegt die höchste Temperatur an, am Raumaustrittspunkt die niedrigste. Ist der Heizkörper abgestellt, erfolgt die Raumheizung ausschließlich über die Leitungsrohre und ohne das ein Wärmeverbrauch am Heizkörper registriert würde. Besonders vorteilhaft werden bei gleichzeitig heizendem Heizkörper die Temperaturdifferenzen jeweils zwischen Raumeintrittspunkt und Zuleitung Heizkörper einerseits sowie Rückleitung Heizkörper und Raumaustrittspunkt andererseits bei der Ermittlung der Wärmeabgabe über die Leitungsrohre berücksichtigt. Diese Berechnung erfolgt ebenfalls in der Auswerteeinheit.
Besonders günstig ist es, wenn die Temperaturmessung an der Oberfläche wenigstens eines von einem Wärmeträgermedium durchströmten Element erfolgt. Bevorzugt sind das die Leitungsrohre von Vorlauf, Rücklauf, Zuleitung und Rückleitung. Dabei wird die Temperatur jeweils durch ein nichtinvasives Verfahren an der Rohroberfläche gemessen. Das geschieht bevorzugt durch einen auf einfache Weise direkt auf die Oberfläche aufgebrachten, beispielsweise mit dieser verklebten Kontaktsensor. Alternativ sind jedoch auch andere Verfahren vorgesehen, wie zum Beispiel eine berührungslose Infrarotmessung. Auch beim genauen Ort der Messung sind Abweichungen von der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, indem beispielsweise die Temperaturmessung am Heizkörper an geeigneter Stelle, bevorzugt in der Nähe des Eintritts bzw. Austritts des Wärmeträgermediums, erfolgt. In jedem Fall erfolgt die Messung innerhalb einer thermisch isolierten Kapsel, die um das Leitungsrohr herum angeordnet ist und den Temperatursensor in ihrem Inneren aufnimmt.
Dadurch ist die vorgesehene Art der Temperaturmessung für Erstinstallation und Nachrüstung gleichermaßen geeignet. Insbesondere beeinflusst sie nicht die hydraulischen Eigenschaften des Systems, da kein Eingriff in den Querschnitt der Leitungen erfolgt und die Strömungsverhältnisse unverändert bleiben.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung des Wärmeverlusts an einer wärmetechnischen Anlage, wobei die wärmetechnische Anlage wenigstens einen Temperatursensor an einer Zuleitung zu der wärmetechnischen Anlage, wenigstens einen Temperatursensor an einer Rückleitung von der wärme technischen Anlage aufweist und eine Auswerteeinheit zumindest zur rechentechnischen Verknüpfung von Temperaturmesswerten mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage zu einem Verbrauchswert vorgesehen ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Auswerteeinheit zur rechentechnischen Verknüpfung zumindest von Temperaturmesswerten mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage und auch einem Umgebungstemperaturwert zu einem Verbrauchswert ausgebildet ist. Der Umgebungstemperaturwert ermöglicht eine genauere Bestimmung des Wärmeverlusts und ermöglicht darüber hinaus, eine Kennlinie in die Ermittlung einzubeziehen, nach der die Kenndaten der wärmetechnischen Anlage sich temperaturabhängig ändern.
Ein besonders vorteilhafter Einsatz ist vorgesehen, wenn die wärmetechnische Anlage als Heizkörper in einem Raum ausgeführt ist. Der Umgebungstemperaturwert ist dann der Raumtemperaturwert. Die Auswerteeinheit ist so ausgebildet, dass der Wärmeverbrauch bei der Raumheizung bestimmbar ist. Der Einsatz ist damit bei der Raumheizung und auch für Einrohrheizungsanlagen vorgesehen, wobei ein Heizkörper oder eine Gruppe von Heizkörpern wenigstens einen Temperatursensor an einer Zuleitung, wenigstens einen Temperatursensor an einer Rückleitung des Heizkörpers aufweist und eine Auswerteeinheit zur rechentechnischen Verknüpfung von Temperaturmesswerten mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten des Heizkörpers und einem Raumtemperaturwert zu einem bevorzugt zeitabhängigen oder alternativ absoluten Verbrauchswert vorgesehen ist. Die Übermittlung der Messwerte der Sensoren an die Auswerteeinheit erfolgt bevorzugt über energiesparende Signalleitungen, es sind jedoch auch alternative Formen der Signalübertragung vorgesehen, wie beispielsweise über eine Funkverbindung. Diese vermindert den Installationsaufwand und vereinfacht die Ausführung der Gesamtanlage als Splitgerät mit verteilten, miteinander kommunizierenden Elementen.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn ein Sensor zur Ermittlung eines Raumtemperaturwertes vorgesehen ist. Dieser zusätzliche Sensor speist seinen Messwert ebenfalls in die Auswerteeinheit ein und sorgt damit für ein genaueres Ergebnis im Vergleich zu einem festen Vorgabewert. Im Sinne der Erfindung umfasst die Anordnung des Temperatursensors an einer Zuleitung bzw. an einer Rückleitung auch einen Sensor in der Nähe einer Zuleitung bzw. einer Rückleitung, beispielsweise beabstandet zu der Leitung oder am Heizkörper in der Nähe des Eintritts der Zuleitung in diesen bzw. des Austritts der Rückleitung. Eine besonders hohe Messgenauigkeit ist zu erwarten, wenn wenigstens ein Temperatursensor an einem Raumeintrittspunkt und/ oder an einem Raumaustrittspunkt, bevorzugt direkt an einem Leitungsrohr, vorgesehen ist. Die Sensoren an Raumeintrittspunkt und an Raumaustrittspunkt sind zur Lieferung vom Messwerten zur ausschließlichen Bestimmung des Wärmeverlustes vorgesehen, alternativ auch zur Gewinnung von weiteren Messwerten für die Auswerteeinheit neben den werten von Vor- und Rücklauf eines Heizkörpers. Die Anordnung der Sensoren an Raumeintrittspunkt und an Raumaustrittspunkt erfolgt in aller Regel einerseits der Bereich der Raumdecke, wo das Leitungsrohr aus dem darüber liegenden Geschoss in den Raum eintritt, und andererseits der Fußbodenbereich, wo das Leitungsrohr in das darunterliegende Geschoss des Gebäudes eintritt. Bei anderen wärmetechnischen Anlagen ist es der Beginn bzw. das Ende des zu betrachtenden Abschnitts, z.B. einer Fernwärmeleitung, deren Wärmeverlust bestimmt werden soll. Der Wärmeverlust im Leitungsrohr bzw. die Wärmeabgabe in den Raum, insbesondere auch bei abgestelltem Heizkörper, wird somit ermittelt und eine exakte Gesamtwärmemenge, die in den Raum abgegeben wurde, als Ergebnis ausgegeben.
Der Sensor ist thermisch isoliert gekapselt an dem Leitungsrohr befestigt, alternativ zu diesem beabstandet, insbesondere sofern eine Messung der Wärmestrahlung erfolgt.
Es hat sich als günstig erweisen, wenn wenigstens einer der Temperatursensoren als Kontaktsensor mit einem Leitungsrohr, beispielsweise für Vorlauf, Rücklauf, Zuleitung oder Rückleitung, verklebt ist. Dieser Sensor ist somit in direktem Kontakt mit dem Leitungsrohr, wodurch über längere Dauer und ohne die Notwendigkeit einer Wartung eine gleichbleibend genaue Messung möglich ist. Zudem kann ein zerstörungsfreies Entfernen des Sensors unmöglich gemacht und damit eine Manipulationsmöglichkeit genommen werden. Alternative Ausführungen des Sensors sind jedoch vorgesehen, beispielsweise eine berührungslose Ausführung durch einen Infrarotsensor, der die Oberflächentemperatur auf dem Rohr ermittelt.
Vorteilhafterweise ist wenigstens einer der Temperatursensoren oder der Sensor für die Raumluft manipulationsgesichert gekapselt. Dies geschieht bevorzugt durch ein verplombtes Gehäuse, das besonders bevorzugt im Falle der Temperatursensoren auch thermoisoliert und/ oder vergossen ist. Eine Manipulation wird dann zumindest sichtbar, bevorzugt aber unmöglich. Eine thermoisolierte Ausführung, bevorzugt vergossen, verhindert auch eine nichtinvasive Manipulation durch Auskühlen des Sensors von außen. Dies wird durch die Isolation verhindert, eine Temperaturveränderung am Sensor tritt nicht ein.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeerfassung mit einem Heizkörper, der an ein Rohrheizsystem angeschlossen ist; und
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines installierten erfindungsgemäßen Temperatursensors.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmeerfassung am Beispiel einer Raumheizung mit Heizkörpern mit einem Heizkörper 1, der an Einr ohrheiz System angeschlossen ist. Der Heizkörper 1 erhält das Wärmeträgermedium, in der Regel Warmwasser, über den Vorlauf 2, der in die Zuleitung 5 mündet. Die Zuleitung 5 verbindet den Vorlauf 2 mit dem Heizkörper 1 und weist zudem den Temperatursensor 4 auf. Dieser ist in der bevorzugten Ausführungsform auf der Oberfläche des Leitungsrohrs aufgebracht, so dass zur Installation der Vorrichtung zur Wärmeerfassung kein Eingriff in das System nötig ist. Besonders bevorzugt wird der Wärmesensor im Interesse einer einfachen und schnellen Installation mittels einer Schnappschelle auf das Rohr aufgeklickt, alternativ auf andere Weise befestigt, beispielsweise verklebt. Eine Installation in bestehende Systeme ist daher sehr einfach realisierbar. Ein weiterer Temperatursensor 4 ist in entsprechender Weise an der Rückleitung 6 angebracht, die den Heizkörper 1 mit dem Rücklauf 3 verbindet.
Ein Bypass 12 kommt zum Einsatz, wenn der Heizkörper 1 abgestellt ist und nicht vom Wärmeträgermedium durchflössen wird, um die Versorgung der anderen Heizkörper in dem Strang der Einrohrheizung zu sichern. In diesem Fall erfolgt weiterhin eine Wärmeabgabe zumindest über die Oberflächen der Leitungsrohre von Vorlauf 2, Bypass 12 und Rücklauf 3. Diese wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ebenfalls berücksichtigt, wie weiter unten erläutert. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfmdungsgemäßen Temperatursensors 4, der in einem Sensorgehäuse 9 gekapselt an der Oberfläche einer Zuleitung 5 oder einer Rückleitung 6 angebracht ist. Eine Signalleitung 10 verbindet den Temperatursensor 4 mit einer Auswerteeinheit 7. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalleitung 10 einige Zentimeter, besonders bevorzugt 2 bis 3 Zentimeter, in dem gekapselten, thermisch isolierten Sensorgehäuse 9 verlegt, um den Einfluss der thermischen Leitfähigkeit der Signalleitung 10 durch Wärmeableitung nach draußen zu minimieren.
In die Auswerteeinheit 7 werden in der dargestellten Ausführungsform zudem die Messwerte eines Sensors 8 eingespeist, der die Umgebungs- oder Raumtemperatur misst.
In einer alternativen Ausführungsform ist anstelle der Signalleitungen 10, 10' eine andere Form der Signalübertragung gewählt, beispielsweise über ein Funksignal. Entsprechendes trifft auf die Übertragung der Messwerte des Sensors 8 über die Signalleitung 10" zu. Das Sensorgehäuse 9 ist so ausgeführt, dass es durch eine Plombe sicherbar ist, wodurch Manipulationen am Sensor vermeidbar, zumindest aber erkennbar werden.
Die Aus werteeinheit 7 ist so ausgeführt, dass sie mit den Kenndaten des Heizkörpers, dessen Wärmeverbrauch zu messen ist, programmierbar ist, alternativ diese Werte aus einem externen Speicher abruft. In einer bevorzugten Ausführungsform wird weiterhin die Oberfläche der Rohre von Vorlauf 2 und Rücklauf 3 und deren Wärmeabgabe in den betreffenden Raum mitberücksichtigt. Besonders bevorzugt werden hierzu weitere Sensoren am Eintritt des Vorlaufs 2 in den Raum (Raumeintrittspunkt 13) und am Austritt des Rücklaufs 3 aus dem Raum 11 (Raumaustrittspunkt 14) eingesetzt. Deren Messdaten werden ebenfalls in die Auswerteeinheit 7 eingespeist. Die Daten für die monatliche Abrechnung des Wärmeverbrauchs können nach der Berechnung in der Auswerteeinheit 7 durch diese sowohl in Wärmeverbrauchseinheiten als auch in Euro dargestellt werden.
Die gesamte Anlage mit ihren Komponenten kann als in den Heizkörper integrierte Messvorrichtung oder aber als Splitgerät ausgeführt sein, bei dem die Komponenten an verschiedenen Orten angebracht und miteinander signaltechnisch verknüpft sind. Letztere Variante ist insbesondere dann vonnöten, wenn Temperaturmesswerte für die vom Heizkörper weiter entfernten Raumeintrittspunkt 13 und Raumaustrittspunkt 14 ermittelt und in der Auswerteeinheit 7 verarbeitet werden sollen. In einem Ausfuhrungsbeispiel gibt ein Heizkörper unter Normalbedingungen (75 °C Vorlauf, 65 °C Rücklauf, 20 °C Umgebungstemperatur) eine Leistung von 1000 W ab. Er ist über eine in dem betreffenden Raum verlaufende Rohrleitung von insgesamt L= 4 m Länge und einem Außendurchmesser von D= 22 mm an das Heizungssystem angeschlossen. Die Wärmeabgabe des Leitungsrohrs PRohr ergibt sich wie folgt:
K= 13 W/m2 (Wasser-Stahl-Luft)
A = π■ D ■ L
P = K - A - ATRohr = 13■ π■ 0,022■ 4■ 50 = 179,7 W Die Leistungsabgabe des Leitungsrohrs PR0hr beträgt somit 179,7 Watt.
Berechnung des Koeffizienten C, der den Anteil der Heizung durch das Leitungsrohr widerspiegelt:
179,7 W
Der Wärmeverbrauch des Raumes WR ergibt sich dann unter Berücksichtigung der jeweiligen Dauer t der Abgabe der Wärmeleistung von Heizkörper und Leitungsrohr aus
WR = P1 - t1 + (Px ■ ■ C
Figure imgf000015_0001
Die Ergebniswerte aus der Auswerteeinheit können visuell oder mit technischer Unterstützung als Daten ausgelesen werden. Weiterhin ist die direkte Übertragung der Daten über eine Datenleitung, per Funk oder auf andere, nach dem Stand der Technik bekannte Weise zur Abrechnungsstelle vorgesehen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung von maximal drei Temperaturwerten in jedem Raum - Tv, TR und TLuft. Die Messung von Tv und TR erfolgt besonders bevorzugt durch Clamp-on-Sensoren, welche sich in einem thermoisolierten Gehäuse befinden. Die Befestigung der Sensoren erfolgt jeweils unmittelbar am Vorlauf bzw. Rücklauf am Heizkörper. Die Messung der Raumtemperatur erfolgt zwischen 0,5 und 2,5, bevorzugt in 1,50 m Höhe über dem Boden in einem Abstand größer als 0,5 m, bevorzugt > 1,0 m vom Heizkörperrand.
Der Raumsensor ist durch ein Gehäuse vor den Einflüssen von Zugluft u. ä. geschützt.
Alle Sensorgehäuse sind durch Plomben oder Sicherungsmarken vor Manipulation geschützt.
Bezugs- und Formelzeichenliste
1 Anlage, Heizkörper
2 Vorlauf
3 Rücklauf
4 Temperatursensor
5 Zuleitung Anlage/ Heizkörper
6 Rückleitung Anlage/ Heizkörper
7 Auswerteeinheit
8 Sensor Raumtemperatur
9 Sensorgehäuse
10 Signalleitung
11 Raum
12 Bypass
13 Raumeintrittspunkt
14 Raumaustrittspunkt
[Wärmeabgabe des Rohrsystems]= W
Poes. = [gesamter Wärmeverbrauch im Raum]= W
PHK = [Wärmeabgabe des Heizkörpers]= W
ΡΝΟΠΙΙ= [Normleistung der Heizkörper gemäß Herstellerangabe]= W
ΔΤΐη - logarithmisch gemittelte Übertemperatur des Heizkörpers in K
Pi, P2, Pn= Leistung im Zeitraum 1, 2, n
K - [Wärmeübergangskoeffizient]= W/(m2*K)
A - [Rohroberfläche]= m2
L - [Rohrlänge] = m
π - Konstante
Tv - [Vorlauftemperatur]= °C
TR- [Rücklauftemperatur]= °C
Luft - [Raumlufttemperatur]= °C
t], t2, t„ - Dauer der Abgabe der Wärmeleistung im Zeitraum 1, 2, n
ΔΤΐη - [logarithmische Übertemperatur]= K
ΔΤΝΟΠΏ - [Berechnungstemperaturdifferenz]= K
n - Exponent der Heizkörperkennlinie gemäß Herstellerangabe
Woes = [gesamter Wärmeverbrauch]= W

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Wärmeabgabe an einer wärmetechnischen Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Temperaturmessung an einer Zuleitung (5) zu der wärmetechnischen Anlage (1) und wenigstens eine Temperaturmessung an einer Rückleitung (6) von der wärmetechnischen Anlage (1) erfolgt, die Temperaturmesswerte zu einer Auswerteeinheit (7) übertragen und dort mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage (1) rechentechnisch zu einem Verlustwert verknüpft werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Umgebungstemperaturwert an die Auswerteeinheit (7) übertragen und dort zusammen mit den Temperaturmesswerte und den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage (1) rechentechnisch zu einem Verlustwert verknüpft wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetechnische Anlage (1) ein Heizkörper in einem Raum (1 1), der Umgebungstemperaturwert der Raumtemperaturwert ist und der Wärmeverbrauch bei der Raumheizung bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (5) zu der wärmetechnischen Anlage (1) ein Raumeintrittspunkt (13) und die Rückleitung (6) von der wärmetechnischen Anlage (1) ein Raumaustrittspunkt (14) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (5) zu der wärmetechnischen Anlage (1) ein Leitungsrohr von einem Vorlauf (2) und die Rückleitung (6) von der wärmetechnischen Anlage (1) ein Leitungsrohr von einem Rücklauf (3) ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumtemperaturwert durch einen Sensor (8) ermittelt und der Auswerteeinheit (7) zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabgabe über die Leitungsrohre von Vorlauf (2) und Rücklauf (3), die mit dem Heizkörper (1) verbunden sind, als ergänzende wärmetechnische Kenndaten bei der Ermittlung des Verbrauchswertes in der Auswerteeinheit (7) Berücksichtigung finden.
8. Vorrichtung zur Bestimmung des Wärmeverlusts an einer wärmetechnischen Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetechnische Anlage (1) wenigstens einen Temperatursensor (4) an einer Zuleitung (5) zu der wärmetechnischen Anlage (1), wenigstens einen Temperatursensor (4) an einer Rückleitung (6) von der wärmetechnischen Anlage (1) aufweist und eine Auswerteeinheit (7) zumindest zur rechentechnischen Verknüpfung von Temperaturmesswerten mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage (1) zu einem Verbrauchswert ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zur rechentechnischen Verknüpfung zumindest von Temperaturmesswerten mit den charakteristischen wärmetechnischen Kenndaten der wärmetechnischen Anlage (1) und auch einem Umgebungstemperaturwert zu einem Verbrauchswert ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetechnische Anlage (1) als Heizkörper in einem Raum (11) ausgeführt, der Umgebungstemperaturwert der Raumtemperaturwert und die Auswerteeinheit (7) so ausgebildet ist, dass der Wärmeverbrauch bei der Raumheizung bestimmbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (8) zur Ermittlung eines Raumtemperaturwertes vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperatursensor (4) an einem Raumeintrittspunkt (13) und/ oder an einem Raumaustrittspunkt (14) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperatursensor (4) an einem ein Leitungsrohr von einem Vorlauf (2) und/ oder an Leitungsrohr von einem Rücklauf (3) zur Gewinnung von weiteren Messwerten für die Auswerteeinheit (7) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Temperatursensoren (4) als Kontaktsensor mit einem Leitungsrohr wärmeleitend verbunden und thermisch isoliert gekapselt sowie wenigstens einer der Temperatursensoren (4) oder der Sensor (8) manipulationsgesichert gekapselt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240060684A1 (en) * 2022-08-17 2024-02-22 Kyungdong Navien Co., Ltd. Air heating apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2952865B1 (de) * 2014-06-05 2017-07-26 Vaillant GmbH Verfahren zur bestimmung des verbrauchs von gas und strom eines heizgeräts

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009004507U1 (de) 2009-03-20 2009-07-02 Neumann & Co. Wasserzähler Glaubitz GmbH Einrichtung zur Erfassung des Wärmeverbrauchs von Einrohrheizsystemen zugeordneten Objekten

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4455095A (en) * 1980-05-08 1984-06-19 Werner Bleiker System for measuring the heat energy emission of room heating elements
DE3310238A1 (de) * 1983-03-22 1984-09-27 Elster AG, Meß- und Regeltechnik, 6700 Ludwigshafen Waermemengenmessanlage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009004507U1 (de) 2009-03-20 2009-07-02 Neumann & Co. Wasserzähler Glaubitz GmbH Einrichtung zur Erfassung des Wärmeverbrauchs von Einrohrheizsystemen zugeordneten Objekten

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240060684A1 (en) * 2022-08-17 2024-02-22 Kyungdong Navien Co., Ltd. Air heating apparatus

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