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Die Erfindung betrifft ein Wärmemengenmessgerät nach dem Verdunsterprinzip zur Bestimmung der von einer Heizfläche abgegebenen Wärme, wobei zumindest eine mit Messflüssigkeit füllbare oder gefüllte Ampulle vorgesehen ist, die zumindest einen Flächenabschnitt aufweist, der mit einer Wärmebrücke aus gut wärmeleitendem Material in flächigem Kontakt steht. Derartige Wärmemengenmessgeräte kommen insbesondere als Heizkostenverteiler für Wohnungsanlagen zur Anwendung und haben die Aufgabe, die in verschiedenen, von einer gemeinsamen Heizanlage beheizten Raumeinheiten (Wohnungen, Geschäftsräume u. dgl.) tatsächlich erbrachten Heizleistungen zu bestimmen und danach dann die aufgetretenen Kosten entsprechend dieser Heizleistung aufzuteilen.
Die bekannten Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip bestehen im wesentlichen aus einer Ampulle, die mit einer Messflüssigkeit gefüllt ist. Eine derartige Anordnung wird weiter unten näher erläutert. Solche Heizkostenverteiler haben den Nachteil, dass durch Fremdeinflüsse, wie Sonnenbestrahlung, Backofen, Heisswasser im Badezimmer usw., und auch durch die sogenannte Kaltverdunstung fehlerhafte Werte angezeigt werden, die dann zu einer falschen Heizkostenverteilung führen. Durch die genannten Fremdeinflüsse verdunstet mehr Messflüssigkeit aus der Ampulle als es der tatsächlichen Heizleistung des jeweiligen Heizkörpers entspricht, woraus sich dann ein höherer Heizkostenanteil errechnet.
Ein gewisser Ausgleich für die sogenannte Kaltverdunstung der Messflüssigkeit (Eigenverdunstung der Messflüssigkeit innerhalb der Messperiode ohne Beheizung der Heizflächen) wurde bisher dadurch erzielt, dass von der Messflüssigkeit ein etwas grösseres Volumen in die Ampulle eingefüllt wurde, wobei das Mehrvolumen einem Erfahrungswert entsprach.
Dieser Ausgleich kann nur einem groben Mittelwert entsprechen und nicht den individuellen Gegebenheiten der beheizten Räume Rechnung tragen. Weiters kann dadurch nur die Kaltverdunstung ungefähr ausgeglichen werden, nicht aber die oben genannten Fremdeinflüsse.
Weiters hat es sich bei den bisher verwendeten Heizkostenverteilern als Nachteil erwiesen, dass die aus Glas bestehenden Ampullen einen runden bzw. kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Durch den runden Querschnitt ergibt sich, dass der Wärmeübergang zwischen der Heizfläche und der Ampulle nur an eng begrenzten Berührungspunkten oder Berührungslinien mit dem die Ampulle einschliessenden Gehäuse oder wärmeübertragenden Material erfolgen konnte. Durch die stets vorhandenen Massungenauigkeiten bei der Serienherstellung ergaben sich damit jeweils verschiedene Wärmeübergangswerte, was die Genauigkeit der Wärmemessung ungünstig beeinflusste. Infolge der relativ geringen Wärmeübertragung mussten bisher relativ leicht flüchtige Messflüssigkeiten verwendet werden, wodurch sich Umgebungseinflüsse und die Selbstverdunstung stark auswirkten.
Fernerhin sind durch die AT-PS Nr. 241854 und Nr. 235600, sowie die CH-PS Nr. 217521 ähnliche solche Wärmemengenmessgeräte bekanntgeworden. Den heutigen hohen Anforderungen an solche Geräte können diese bekannten Wärmemengenmessgeräte aber nicht genügen.
Zur Vermeidung aller oben genannten Nachteile und Lösung der gestellten Aufgabe ist das erfindungsgemässe Wärmemengenmessgerät in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass die Ampulle unrund ausgebildet ist, u. zw. im wesentlichen prismenförmig oder im Querschnitt halbkreisförmig, wobei zumindest eine der ebenen Flächen mit der Wärmebrücke in flächigem Kontakt steht. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung weist die Ampulle viereckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt auf und ist an drei Seiten von der Wärmebrücke umgeben.
Weiters weist gemäss der Erfindung die Wärmebrücke ein U-Profil auf, das die Ampulle an drei Seiten aufnimmt.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie den zugehörigen Zeichnungen zu entnehmen.
Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 ist eine Ansicht eines bekannten Wärmemengenmessgerätes nach dem Verdunstungsprinzip und Fig. 2 ein Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1. Die Fig. 3a bis 3d stellen vier Ausführungsformen der Erfindung im Querschnitt dar. Fig. 4 ist ein Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3a. Fig. 5 stellt die Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar, und Fig. 6 ist ein Schnitt gemäss der Linie VI-VI in Fig. 5. Die Fig. 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in Schnitten entsprechend der Fig. 6.
In den Fig. 1 und 2 ist schematisch der Aufbau der bisher bekannten Heizkostenverteiler
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obachtet werden kann. Am Rand des Schlitzes --9-- ist eine Messskala --1-- angeordnet. mittels der der jeweilige Stand des Flüssigkeitsspiegels --10-- abgelesen werden kann.
Das Gehäuse --5-- besteht aus gut wärmeleitendem Material, und die ganze Anordnung ist fest mit der Heizfläche --3-- verbunden. Durch Wärmeübertragung von der Heizfläche --3-- über das Gehäuse --5-- auf die Messflüssigkeit --2-- kommt es zu einer Verdunstung der Mess-
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--10--.--10--. Wie bereits zuvor dargelegt, verdunstet die Messflüssigkeit --2-- jedoch auch ohne Beheizung der Heizfläche --3-- (Kaltverdunstung) oder bei Wärmeeinwirkung von andern Wärmequellen (z. B. Sonnenbestrahlung). Da die Ampulle einen kreisrunden Querschnitt und das Gehäuse - hingegen eine im Querschnitt viereckige Ausnehmung zur Aufnahme der Ampulle aufweist, ist der Wärmeübergang mangelhaft und nicht genau definiert.
Die Fig. 3 zeigt im Querschnitt drei Ausführungsformen des erfindungsgemässen Wärmemengenmessgerätes bzw. der Ampulle. Die Heizfläche ist jeweils mit dem Bezugszeichen --3-- bezeichnet.
Fig. 3a ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung. Die Wärmebrücke --14-ist im Querschnitt eckig U-förmig. Zwischen den beiden Schenkeln --15-- ist die Ampulle --16-angeordnet. Diese Ampulle --16-- ist prismenförmig und hat viereckigen Querschnitt. An der Rückseite ist innen eine Verspiegelung --17-- angeordnet und an der durchsichtigen Vorderseite befinden sich der Höhe nach eine Strichskala --18-- (s. auch Fig. 4). Durch den dreiseitigen engen Kontakt zwischen Wärmebrücke --14-- und Ampulle --16-- ist der bestmögliche Wärmeübergang sichergestellt. Der Kontakt ist grossflächig, und es ergeben sich daher genaue Messanzeigen.
Durch die Verspiegelung --17-- und die direkte Anordnung der Messskala --18-- auf der Ampulle erhöht sich die Ablesegenauigkeit und die Ablesung kann auch rascher erfolgen. Fig. 3a kann bereits das fertige Wärmemengenmessgerät darstellen, oder es kann in einem entsprechenden Gehäuse gegebenenfalls mit Isoliermaterial usw. versehen sein. Siehe dazu auch die weiteren Ausführungsbeispiele.
In der Ausführung Fig. 3b ist die Ampulle --16-- gleich ausgeführt wie bei dem zuvor beschriebenen Beispiel. Die Wärmebrücke --19-- ist hier jedoch als einfache Metallplatte ausgeführt, die an einer Seite der Ampulle --16-- flächig anliegt. Zu beiden Seiten sind zur Vervollständigung des Wärmemengenmessgerätes isolierende Gehäuseteile --20-- vorgesehen.
In der Ausführung Fig. 3c, gleicht die Wärmebrücke --19-- jener der Ausführung 3b. Die Ampulle --21-- weist hier eine ebene Rückseite --22-- auf, die ebenfalls verspiegelt sein kann.
Die Vorderseite ist halbrund und kann ebenfalls mit einer Strichskala versehen sein.
Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3a und ist von selbst verständlich. Wie man sieht, erstreckt sich der mit der Wärmebrücke aus gut wärmeleitendem Material in flächigem Kontakt befindliche Flächenabschnitt über die Längserstreckung der Ampulle --16--. Dieser Flächenabschnitt erstreckt sich wenigstens über den Bereich der maximalen Füllhöhe der Ampulle mit Messflüssigkeit --2-- und im vorliegenden Fall über die Gesamtlänge der Ampulle.
Die Ampullen 21-- bestehen aus durchsichtigem Material, in bevorzugter Weise aus Kunststoff. Der Kunststoff kann durchsichtiger Thermoplast sein. Handelt es sich um Spritzkunststoff, so kann bei der Ausführungsform nach Fig. 3a die Ampulle in die U-förmige Wärmebrücke eingespritzt werden.
Die Berührungsflächen zwischen Ampulle und Wärmebrücke können auch anders als gerade ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass ein grossflächiger Wärmekontakt gewährleistet wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäss verwendeten Ampulle mit flächiger Auflage an einer Wärmebrücke liegt darin, dass eine Messflüssigkeit verwendet werden kann, die einen geringeren Verdunstungsgrad besitzt. Dadurch wirken sich Umgebungseinflüsse und die Selbstverdunstung weniger stark aus und die Messgenauigkeit wird erhöht.
Bei Verwendung von Kunststoffen für die Ampulle kann diese auch andere Formen als die
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dargestellten aufweisen. So kann es vorteilhaft sein, aussen ebene Flächen (Prismenform) vorzusehen, um einfach den notwendigen guten Wärmekontakt zu gewährleisten. Der innen befindliche Hohlraum für die Messflüssigkeit kann demgegenüber runde Querschnittsform besitzen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Wärmemengen-
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sehen, nämlich die Messampulle-l-und die Vergleichsampulle-4-. Für die Messampulle-l- ist in dem Gehäuse --12-- die Wärmebrücke --6-- aus gut wärmeleitendem Material, wie z. B.
Metall, angeordnet. Diese Wärmebrücke stellt den wärmeleitenden Kontakt zwischen der Heizfläche - und der Messampulle-l-her. Die Vergleichsampulle --4-- ist gegenüber der Heizfläche - wärmeisoliert angeordnet, wobei die Wärmeisolierung durch ein gut wärmeisolierendes Material des Gehäuses --12-- gewährleistet ist. Die Ableseseite der Anordnung ist von einer durchsichtigen Platte in Form einer Deckfolie --8-- abgedeckt.
Die Anordnung der beiden Ampullen --1 und 4-- in einem gemeinsamen Gehäuse und die Anordnung der Deckfolie --8-- bringt den Vorteil mit sich, dass eine missbräuchliche Beeinflussung der Verdunstung der Messflüssigkeit in der Vergleichsampulle --4-- praktisch ausgeschlossen wird, da jede derartige Einflussnahme in gleicher Weise auch auf die Messampulle --1-- wirkt.
Der für die Wärmemengenmessung massgebende Wert ergibt sich aus der Differenzmessung zwischen dem Flüssigkeitsspiegel der Messampulle-l-und der Vergleichsampulle --4--. Fremdeinflüsse, die auf beide Ampullen wirken, haben keinen Einfluss auf diese Differenzanzeige und verfälschen damit auch nicht den Messwert.
Ausgehend von dem Prinzip, dass von mindestens einer Ampulle die Wärmeabgabe der Heizfläche und die Fremdeinflüsse inklusive Kaltverdunstung registriert wird und von einer Vergleichsampulle im wesentlichen nur die Fremdeinflüsse inklusive Kaltverdunstung gemessen werden und dass der Differenzwert als Mass für die Wärmeabgabe der Heizfläche --3-- herange- zogen wird, sind mehrere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich.
In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Messampulle-l-näher zur Heizfläche --3-- angeordnet ist als die Vergleichsampulle --4--. Damit hat die Vergleichsampulle - einen grösseren Abstand zur Heizfläche --3-- und ist von dieser besser thermisch isoliert. Gleiches gilt auch für die Ausführungsform gemäss Fig. 8, bei der zwischen der Messampulle und der Vergleichsampulle ein Luftspalt --7-- vorgesehen ist. Dadurch kann der Einfluss der Heiz- fläche --3-- auf die Vergleichsampulle --4-- weiter herabgesetzt werden.
Zur Bestimmung der von der Heizfläche --3-- abgegebenen Wärmemenge kann sowohl die Differenzmessung zwischen den beiden Ampullen herangezogen werden als auch ein Wert, der sich z. B. aus dem Absolutwert der Messampulle-l-und dem genannten Differenzwert zwischen den beiden Ampullen errechnen kann. Eine Beeinflussung der Vergleichsampulle --4-- durch Wärmeübertragung von der Heizfläche --3-- ist ohne Nachteil, da eine derartige Beeinflussung bei allen derartigen Heizkostenverteilern gleicher Bauart gleich ist und daher lediglich bei der Kalibrierung der Geräte berücksichtigt werden braucht.
Weiters können auch mehr als zwei Ampullen pro Heizkostenverteiler vorgesehen werden.
Die Vergleichsampulle kann auch in herkömmlicher Weise mit rundem Querschnitt vorgesehen sein, da bei ihr ein guter Wärmekontakt nicht so wichtig ist.
In dem Ausführungsbeispiel, Fig. 6 ist zwischen Gehäuse --12-- und Deckfolie --8-- ein Luftraum --13-- vorgesehen. Dadurch kann einer unerlaubten Manipulation durch einseitige Aufheizung der Vergleichsampulle --4-- entgegengewirkt werden. Durch den Luftraum --13-- würde diese Fremderwärmung auch auf die Messampulle-l-übertragen und der Differenzwert beibehalten werden. In Abwandlung des dargestellten Beispiels kann der Luftraum auch seitlich um die Vergleichsampulle geführt werden, um die Manipulationssicherheit noch zu verbessern. Weiters kann die Deck folie --8-- oder ein anderer aussenliegender Teil des Gehäuses --12-- derart wärmeempfindlich ausgebildet sein, z.
B. durch Ausbildung mit niedrig schmelzendem Kunststoff oder Anordnung von Schmelzkristallen, dass jede Fremderwärmung, die einen bestimmten Wert übersteigt, dauerhaft angezeigt wird.
Die erfindungsgemässen Ampullen können in vorteilhafter Weise auch so ausgebildet werden, dass zumindest eine Seitenwand der Ampulle durch die Wärmebrücke und zumindest eine andere
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Seitenwand zur Ablesung des Flüssigkeitsstandes durchsichtig oder durchscheinend ist. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Ampulle ist durch Fig. 3d dargestellt. Wie man sieht, bestehen drei Seitenwände --23-- der Ampulle aus dem eckigen U-Profil, welches auch gleich die Wärme- brücke --14-- bildet. Die Ampulle wird an der Vorderwand --24-- durch eine Platte aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material, wie Glas oder Kunststoff abgeschlossen. Die Verbindung zwischen Vorderwand --24-- und dem U-Profil-14-kann z. B. mittels Verkleben erfolgen.
Eine Verspiegelung der Rückwand ist auch bei dieser Ausführungsform möglich. Es ergibt sich hier der Vorteil einer besonders einfachen und billigen Herstellungsweise, wobei ein besonders guter Wärmeübergang zur Messflüssigkeit gewährleistet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmemengenmessgerät nach dem Verdunsterprinzip zur Bestimmung der von einer Heizfläche abgegebenen Wärme, wobei zumindest eine mit Messflüssigkeit füllbare oder gefüllte Ampulle vorgesehen ist, die zumindest einen Flächenabschnitt aufweist, der mit einer Wärmebrücke aus gut wärmeleitendem Material in flächigem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Ampulle
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flächigem Kontakt steht.