AT120796B

AT120796B - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Wärmeabgabe von Flüssigkeiten, deren Strömung ausschließlich durch Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr bewirkt wird.

Info

Publication number: AT120796B
Authority: AT
Inventors: Ludwig Baguette
Original assignee: Ludwig Baguette
Priority date: 1928-11-10
Filing date: 1928-11-10
Publication date: 1931-01-10
Also published as: FR665251A; CH139854A; GB328998A

Description

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noch eine Reihe weiterer Grössen als proportional zu f und damit als zur Messung des Wärmeverbrauches geeigneter Grössen ableiten.

Zum Messen der genannten Werte kann erfindungsgemäss jedes beliebige Verfahren benutzt werden. z. B. wenn es sich um die Strömungsgeschwindigkeit oder den dem Quadrat derselben proportionalen Geschwindigkeitsdruck (Geschwindigkeitshöhe) handelt, das manometrische Verfahren unter Verwendung von Piezometern, Stauscheiben, Drosseldiisen. Messrohren. Venturirohren usw. oder aber auch das
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manometer arbeitende Anzeige-, Schreib- oder Zählvorrichtungen benutzt werden, ähnlich denen. die zur Messung bzw. Verzeichnung von Durchflussmengen im Gebraueh sind.

Dabei ergibt sich hei der vorliegenden Anwendungsweise insofern eine Vereinfachung, als ja lediglich der Druck-bzw. der Höhenunterschied selbst, nicht aber. wie es bei Ermittlung von Durchflussmengen nötig ist. deren Wurzel- werte zu verzeichnen sind. Bei der Messung auf Grund der Temperaturunterschiede des Wärmeträgers bzw. des Unterschiedes seiner mittleren Temperatur und der Raumtemperatur oder hievon abgeleiteter Werte können Wärmemesser (Temperaturmesser) in der Vorlaufleitung. in der Rücklaufleitung und in dem
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oder Schreibgeräte wirken können.

In mehreren beispielsweisen Darstellungen sind Einrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung in der Zeichnung veranschaulicht. Fig. l und 2 zeigen im Schnitt aus einem Teilstrom-
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mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen gemessen wird, und Fig. 8 eine Einrichtung, bei der der Unterschied der gleichen Temperaturen unter Verwendung einer Stromquelle von gleichbleibender Spannung ermittelt wird.

: Xach Fig. 1 wird der Wert''= mit Hilfe eines in die Heizleitung eingebauten an sich bekannten Teilstromwassermessers Y ermittelt. In der Hauptstromleitung 7 ist eine Ventilkammer 2 vorgesehen, die im Innern so gestaltet ist, dass die den Wassermesser 1 durchströmende Wassermenge bei der der jeweiligen Wassergeschwindigkeit in der Hauptleitung 7 entsprechenden Stellung des Ventilkörpers 8 dem Werte@2 proportional ist. Die Formgebung der Ventilkammer richtet sich nach der Dichte des zur Verwendung kommenden Wärmeleitungsmittels und ist gegebenenfalls jedesmal durch Versuche zu ermitteln.

Aus der Kammer 2 tritt der Teilwasserstrom durch den Kanal 3 in die Messkammer, setzt das Messrad 4 in
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digkeitsich proportional der Teildurchflussmenge ändert. treibt in bekannter Weise das Wassermesserzählwerk.

Da die Durehflussmenge mit dem Quadrat der Wassergeschwindigkeit in der Hauptleitung wächst, so können aus den Angaben des Wassermessers die verbrauchten Wärmemengen ermittelt werden. Vor der Ventilkammer kann in der Hauptleitung 7 ein Staukörper 6 angeordnet sein. Seine beispielsweise Form ergibt sich aus der im linken Rohr 7 dargestellten Innenansicht des Rohrschenkels.

Nach Fig. 2 ist vor dem in die Heizmittelleitung eingebauten Teilstromwassermesser 1 eine Stauscheibe 2'angebracht. Die vor und hinter dieser herrschenden Drucke werden durch Rohre 3' und 4' auf die an der Unterseite des Wassermessers angebrachte Kammer 5' übertragen, u. w. derart. dass der durch die Stauwirkung auftretende Druck rechts von der in die Kammer 5' eingesetzten und auf der Achse 6'befestigten Klappe 7'wirkt. Auf deren linker Seite ruht der hinter der Stauscheibe : 2' abge- nommene statische Druck des der Heizvorrichtung zuströmenden Wärmeleitungsmittels.

Die in die Kammer 5'gut dichtend eingesetzte Klappe 7'wird daher durch eine Kraft, die dem Unterschied zwischen Staudruck und statischem Druck, also dem dynamischen Druck, entspricht und die ausserdem von der Grösse der beiden Drucken ausgesetzten Klappenflächen abhängig ist, nach links gedreht. Die Bewegung wird durch die Schraubenfeder 8' begrenzt, die am Ende des ausserhalb der Kammer 5'auf der (aus ihr
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rohr treten kann. auftretenden Drucke bestimmt. Diese Drucke werden durch die in die Heizmittelleitung b eingelassenen Rohre c und d auf einen in den Zylinder f eingesetzten und unter der Wirkung der einander gleichen Schraubenfedern f und g stehenden Kolben h übertragen.

Das Ende der Kolben-
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rechts bewegt und den jeweiligen Wärmeverbrauch auf einer Teilung A'bezeichnet. Zwischen der Teilung k und dem Zylinder e ist in die Kolbenstange i ein Zählwerk l eingebaut, das durch ein Reibrad m angetrieben wird. Dieses wird von der Scheibe su in Bewegung gesetzt, die von einer Kraftquelle beliebiger Art mit gleichbleibender Geschwindigkeit gedreht wird und das Reibrad m mit schwachem Druck berührt.
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proportional dem Druckunterschied. d. h. c2. ist. schreiten auch die Angaben des Zählwerkes in demselben Masse vor. und da dessen Angaben gleichzeitig um so stärker zunehmen, je länger das Reibrad in der jeweiligen Stellung verharrt, d. h.

der dieser entsprechende Druckunterschied anhält, so bilden die Anzeigen des Zählwerkes l ein Mass für den zwischen zwei Ablesungen stattgehabten Wärmeverbrauch oder z. B. für die Ausnutzung der während dieser Zeit verbrauchten Brennstoffmenge.

Gemäss Fig. 4 ist es möglich, mit Hilfe von in der Heizleitung und im Raume angebrachten Wärmemessern den Wert @@ und daher dem Wärmeverbrauch proportionale Grössen zu messen. In der Vorlaufleitung wird ein elektrisches Widerstandsthermometer ( (' angebracht. Es ist in Reihe geschaltet mit einem
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Differentialthermometer dar. Schaltet man in den Brückendraht m' die eine. z. B. die Spannungsspule eines Wattmessers PT, dessen andere Spule in den Brückendraht h'gesehaltet wird. so zeigt dieses Mess-
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Nach Fig. 5 wird ein Thermoelement (oder eine Thermobatterie) benutzt, dessen warme Lötstelle U in der einen Heizleitung, z. B. im Vorlauf, angebracht wird. während die andere. Pu sich im Raume befindet.

Die Spannung dieser Stromquelle ändert sich also proportional dem Temperaturunterschied t1-t@ Sie liefert den Strom für eine Messbrücke, bei der ein in der ändern Heizleitung angebrachtes Widerstands-
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schalteter Widerstand b'in Reihe geschaltet den veränderlichen Widerstand bilden. Da sich die Spannung des Messstromes proportional den Werten von t1 t ändert, der Spannungsunterschied an den Enden des Brückendrahtes p aber einesteils dieser Spannung, andernteils jedoch dem Unterschied der Wider-
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wert. e an. während ein in die Leitung p geschalteter Amperestundenzähler (z. B. ein Elektrolytzähler) den während einer gewissen Zeit eingetretenen Wärmeverbrauch anzeigt.

Es kann auch die eine Spule eines Wattmessers W unmittelbar in den Stromkreis eines Thermoelements geschaltet werden, dessen warme Lötstelle V im Vorlauf, dessen kalte, R, im Raume liegt.
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Nach Fig. 7 wird zur Messung ein Thermoelement oder eine Thermobatterie benutzt. dessen oder deren warme Lötstelle ss"im Vorlauf U. dessen oder deren kalte Lötstelle b" im Rücklauf R angebracht

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das andere in den Rücklauf eingebaut wird.

Sie bilden in bekannter Weise die veränderlichen Widerstände in der Messbrücke e", d", e". f". Der bei einer solchen Schaltung zwischen den Punkten G und H auftretende Spannungsunterschied ist bekanntlich direkt proportional der Spannung des Messstromes und dem Unterschied der beiden veränderliehen Widerstände c" und tl". Da sich sowohl die Spannung der Thermoelemente als auch der Unterschied der Widerstände e" und d" direkt proportional den Werten von (t1#t2) ändert, so entspricht der an den Enden des Brüekendrahtes auftretende Spannungsunterschied den Werten von (t1#t2)2. Eine in den Brückendraht p' eingeschaltete Anzeigevorrichtung.

J liefert daher den Werten von r2 proportionale Angaben und lässt sieh auf Wärmeeinheiten eichen.

Nach Fig. 8 werden die Werte (t1#t2) bzw. (t1#t2)2 unter Verwendung einer Stromquelle von unveränderlicher Spannung ermittelt. In der Messbrücke e", d", e", f" sind wieder c" und d" die beiden im Vorlauf und im Rücklauf untergebrachten Widerstandsthermometer, e" und f" die unveränderlichen Widerstände und i"ist die Stromquelle. In den Briiekendraht wird eine zweite Messbrücke geschaltet,
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und p"der inneren Brücke proportional t1#t2 und zugleich proportional dem jeweiligen Unterschied der Widerstände m" und n".

Da dieser Widerstandsuntersehied aber bekanntlich gleichfalls t1#t2 proportional ist. so ändert sich der Spannungsunterschied zwischen den Punkten 0" und p" direkt proportional (t1#t2)2.
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vorrichtungen können sowohl bei der Ausführung nach Fig. 7 als auch nach Fig. 8 auf einem gemeinsamen Körper oder in einer gemeinsamen Hülle untergebracht werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Messung der Wärmeabgabe von Flüssigkeiten. deren Strömung ausschliesslich durch Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr bewirkt wird. insbesondere bei Schwerkraftwarmwasserheizunge. dadurch gekennzeichnet, dass als Mass für die von der Flüssigkeit in der Zeiteinheit abgegebene Wärmemenge das Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit benutzt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Quadrat der Strömungs- geschwindigkeit mit Hilfe des Unterschiedes zwischen der mittleren Flüssigkeitstemperatur und der Raumtemperatur oder mit Hilfe des Unterschiedes zwischen der Vor- und Rücklauftemperatur der Flüssigkeit oder mit Hilfe beider Temperaturunterschiede bestimmt wird.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass EMI4.4 unterschiedes oder der Geschwindigkeit des Wärmeträgers in der Leitung (7) so geregelt wird. dass sie sich proportional dem Quadrat dieser Geschwindigkeit ändert (Fig. 1).

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Hilfe eines Differentialmanometers, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differentialmanometer (e, f, g, h, i, k), das unter der Einwirkung der vor und hinter einer in der Heizleitung eingebauten Drosselvorrichtung (a) auftretenden hydraulischen Drucke oder unter der Einwirkung des Unterschiedes zwischen dem Gesamtdruck und EMI4.5 Einwirkung einer Hilfskraftquelle stehen kann. derart beeinflusst, dass sich deren Angaben im geraden Verhältnis zum dynamischen Druck bzw. zur Geschwindigkeitshöhe und daher im quadratischen Ver- hältnis zur Flüssigkeitsgesehwindigkeit ändern (Fig. 3). o. Vorrichtung nach Anspruch 3.

dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf zum Teilstrom durch EMI4.6 Spannung gespeisten Wheatstonesehen Messbrücke, die der Widerstand (a'+ b') mit drei unveränderlichen Widerständen (e', f', g') bildet. dem Unterschied zwischen der Vorlauf- und der Raumtemperatur entsprechend verändert, während ein im Rücklauf und ein in dem geheizten Raum angebrachter Wärme- EMI4.7 <Desc/Clms Page number 5> Messbrücke geschaltet ist, das Produkt der beiden Brüekemtröme und daher Werte anzeigt, die sich im quadratischen Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Wärmeträgers ändern (Fig. 4).

7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizleitung, z. B. im Vorlauf und im Raum die beiden Lötstellen eines Thermoelements oder einer Thermobatterie angebracht sind, das als Stromquelle für eine Messbrückenschaltung (a'+ b', e', f, g') dient, deren einziger veränderlicher Widerstand (a'+ b') unter der Einwirkung eines in der andern Leitung für den Wärmeträger, z.

B. im Rücklauf, und eines im Raume angebrachten Wärmemessers dem Unterschied zwischen der Rücklauf-und der Raumtemperatur entsprechend zu-und abnimmt, so dass sich die Angaben einer in die Diagonale (p) der Brücke geschalteten Anzeigevorrichtung (J) proportional dem Produkt aus dem Unterschied zwischen der Vorlauf-und de :' Raumtemperatur und dem Unterschied zwischen der Rücklauf-und der Raumtemperatur und daher im quadratischen Verhältnis zur Geschwindigkeit des Wärmeträgers ändern (Fig. Ï).

8. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stromkreis eines Thermoelements oder einer Thermobatterie, dessen warme Lötstelle in der Vorlaufleitung und dessen kalte Lötstelle im Raume angebracht ist, die eine, z. B. die Spannungs. pule. in dem Stromkreis eines andern Thermoelements oder einer Thermobatterie, dessen warme Lötstelle im Rücklauf und dessen kalte Lötstelle gleichfalls im Raume angebracht ist, die andere, z. B. die Stromspule. eines Wattmessers geschaltet ist, so dass sich die Angaben dieses Messgerätes proportional dem Produkt aus dem Unterschied zwischen Vorlauf-und Raumtemperatur und dem Unterschied zwischen Rücklaufund Raumtemperatur und daher im quadratischen Verhältnis zur Geschwindigkeit des Wärmeträgers ändern (Fig. 6).

9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Vorlauf und ein im Rücklauf untergebrachtes Widerstandsthermometer (e"bzw. als ver- änderliche Widerstände einer Brücke (c", cl", e", t") dienen, welche ihren Strom von einem Thermoelement oder Thermobatterie erhält, dessen warme Lötstelle (a") im Vorlauf und dessen kalte Lötstelle (b") im Rücklauf angebracht ist, so dass sich die Angaben einer in die Diagonale der Brücke eingeschalteten Anzeigevorrichtung (J) im quadratischen Verhältnis zum Unterschied zwischen der Vorlauf-und der Rücklauftemperatur ändern (Fig. 7).

10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von einer Stromquelle mit unveränderlicher Spannung gespeister Brücke (e", d", e", 1") mit je einem im Vorlauf und ein im RÜcklauf angeordneten Widerstandsthermometer (e"bzw. d") als veränderliche Widerstände, wobei in die Diagonale dieser Brücke eine zweite Brücke (k", l", m", n") eingeschaltet wird, bei der ein zweites im Vorlauf und ein zweites im Rücklauf angeordnetes Widerstandsthermometer (m" bzw.

n") gleichfalls als veränderliche Widerstände dienen, so dass sich die Angaben einer in der Diagonale (s") dieser zweiten Brücke eingeschalteten Anzeigevorrichtung (J) im quadratischen Verhältnis zum Unterschied zwischen der Vorlauf-und der Rücklauf temperaturen ändern (Fig. 8).