AT405101B - Verfahren zur wärmemengenmessung bei wärmeträgerdurchströmten heizkreisen - Google Patents

Description

AT 405 101 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmemengenmessung bei wärmeträgerdurchström-ten Heizkreisen, bei dem der Volumenstrom des Wärmeträgers durch den Heizkreis mittels eines Volumenstromgebers und die Temperaturen des Heizkreisvor- und -rücklaufes mittels Temperaturgebern erfaßt und einem Rechner eingelesen werden, der die eingelesenen Temperaturkenndaten zu einer Temperaturdifferenz und diese mit den eingelesenen Volumenstromkenndaten zur abgegebenen Wärmemenge verknüpft.

Bei Heizkreisen, wie Warmwasserheizungen und insbesondere auch Solaranlagen, werden Wärmemengenmessungen zur Berechnung der jeweils abgegebenen Wärmemenge und zur Leistungsbestimmung immer häufiger, welche Wärmemengenmessung auf einer Multiplikation des Volumenstromes des Wärmeträgers mit der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf beruht, wobei es durchaus bekannt ist, die über Temperaturgeber ermittelten Temperaturkenndaten in einem Rechner zur Temperaturdifferenzbildung und dann mit den Volumenstromkenndaten eines Volumenstromgebers zur Wärmemenge zu verknüpfen. Die Genauigkeit der Wärmemengenberechnung hängt daher unmittelbar auch von der Exaktheit der Durchflußmengen- und der Temperaturdifferenzberechnung ab und vor allem die Temperaturdifferenzberechnung führt dabei zu erheblichen Meßungenauigkeiten, da in die Temperaturdifferenz die beträchtlichen Toleranzen üblicher, auf einer elektrischen Widerstandsmessung beruhender Temperaturgeber eingehen, wenn der Einsatz entsprechend aufwendiger und kostspieliger Temperaturfühler mit höherer Meßgenauigkeit vermieden werden soll.

Gemäß der AT 393 031 B wurde auch schon ein Eichverfahren für die Widerstandsthermometer vorgeschlagen, nach dem für jedes Widerstandsthermometer vor dem Einbau Kennwerte bei zwei Referenztemperaturen experimentell bestimmt und diese Kennwerte in den Rechner eingespeichert werden, der auf Grund dieser Kennwerte eine entsprechende Parallelverschiebung und/oder unterschiedliche Neigungen der beiden Widerstandskennlinien der Thermometer berechnet. Im Betrieb wird dann für jedes Widerstandsthermometer der Momentanwert des Widerstandes berechnet und daraus mit Hilfe der in Abhängigkeit der Kennwerte korrigierten Widerstandskennlinien die Temperatur ermittelt. Dieses Eichverfahren erfordert die aufwendige Bestimmung von Meßwerten und Kenndaten außerhalb der eigentlichen Anlage und ist nicht in der Lage, die tatsächlich im Betrieb auftretenden unterschiedlichen Toleranzen zu berücksichtigen. Darüber hinaus bleibt das Eichergebnis wegen der Verschiebung der vorbestimmten Widerstandskennlinien an Hand einzelner Kennwerte unbefriedigend, wozu noch kommt, daß bei einem Ausfall eines Temperaturgebers dieser ins Labor zur Erfassung der neuen Kennwerte rückgeschickt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten An anzugeben, das mit Hilfe einer rationellen Eichung auch unter Verwendung üblicher toleranzbehafteter Temperaturgeber eine Warmemengenmessung zufriedenstellender Genauigkeit gewährleistet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die beiden Temperaturgeber vor ihrem getrennten Einsatz in den Vor- und Rückläufen zur Wärmemengenmessung in einer gemeinsamen Meßstelle des Heizkreisvorlaufes zum gleichzeitigen Erfassen der Vorlauftemperaturen eingesetzt werden, wobei die von den jeweiligen Temperaturen abhängigen Kenndaten der beiden Temperaturgeber dem Rechner eingelesen werden, der diese Kenndaten über einen ausreichend großen Temperaturbereich aufzeichnet und für jede Temperatur dieses Bereiches die Kenndaten des einen Temperaturgebers denen des anderen zuordnet und abspeichert, und daß dann beim getrennten Einsatz der Temperaturgeber für die Wärmemengenmessung der Rechner zur Temperaturdifferenzbestimmung die eingelesenen Kenndaten des einen Temperaturgebers mit den den eingelesenen Kenndaten des anderen Temperaturgebers zugeordneten Kenndaten verknüpft.

Durch das gemeinsame Messen gleicher Temperaturen können die temperaturabhängigen Kenndaten beider Temperaturgeber abgeglichen und bei abweichenden Kenndaten für ein und dieselbe Temperatur die einen Kenndaten als Referenzdaten den anderen zugeordnet werden. Damit ist sichergestellt, daß unabhängig von den Herstellungs- und Meßtoleranzen der Temperaturgeber zur Temperaturdifferenzbildung abgeglichene Kenndaten herangezogen werden, die gleiche Ergebnisse liefern wie der Einsatz ein und desselben Temperaturgebers sowohl für die Vor- als auch für die Rücklauftemperaturmessung. Da für die Wärmemengenmessung nicht der absolute Temperaturwert des Vor- bzw. Rücklaufes erforderlich ist, sondern lediglich die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur, läßt sich durch das Verrechnen der abgeglichenen Kenndaten tatsächlich eine exakte Temperaturdifferenzbestimmung unabhängig von der Toleranz der einzelnen Temperaturgeber durchführen. Die Exaktheit der Wärmemengenmessung bleibt demnach im wesentlichen nur mehr von der Genauigkeit der Volumenstrommessung abhängig, die aber schon bei einfachsten Geberkonstruktionen genügend hoch liegt.

Da der Temperaturbereich des Vorlaufes den des Rücklaufes übersteigt, werden zweckmäßigerweise die Kenndaten des Temperaturgebers für den Vorlauf den Kenndaten des Temperaturgebers für den Rücklauf zugeordnet, so daß jedem Temperaturwert des Rücklaufes auch ein tatsächlich auftretender Temperaturwert des Vorlaufes entspricht. Durch die gemeinsame Meßstelle im Heizkreisvorlauf ist auch mit geringstem Mehraufwand für gleiche Meßverhältnisse gesorgt und ein einwandfreier Abgleich sichergestellt. 2

Claims (1)

1. AT 405 101 B Zur Durchführung genügt es, die den Temperaturgebem zugeordneten Tauchhülsen durch eine Doppelaufnahme für den Vorlag zu adaptieren, so daß in den Vorlauf zu Beginn beide Temperaturgeber eingesetzt werden können, von denen dann einer während des üblichen Heizungsbetriebes in die einfache Tauchhülse des Rücklaufes umgesteckt werden kann. ln der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Anlagenschemas für einen Solarheizkreis näher veranschaulicht. Ein Heizkreis 1 zur Wärmeversorgung eines Verbrauchers 2, beispielsweise eines Boilers oder Kessels, umfaßt einen Sonnenkollektor 3, einen Wärmetauscher 4 zur Wärmeübertragung an den Verbraucher 2 sowie einen Vorlauf 5 und einen Rücklauf 6 mit einer Förderpumpe 7 zur Kreislaufführung des Wärmeträgers zwischen Sonnenkollektor 3 und Wärmetauscher 4. Eine Steuerungseinrichtung 8 steuert in Abhängigkeit von den über Temperatursensoren 9 eingegebenen Temperaturwerten des Verbraucher- bzw. Heizkreisbereiches nach entsprechenden Temperaturdifferenzkriterien und Temperaturgrenzwerten die Förderleistung der Pumpe 7 und damit den Heizbetrieb. Zur Bestimmung der im Verbraucher 2 abgegebenen Wärmemenge gibt es im Heizkreis 1 einen Volumenstromgeber 10 sowie einen Temperaturgeber 11 für den Vorlauf 5 und einen Temperaturgeber 12 für den Rücklauf 6, wobei der Temperaturgeber 11 für den Vorlauf 5 in einer eine Doppelaufnahme bildenden Tauchhülse 13 und der Temperaturfühler 12 für den Rücklauf 6 in einer üblichen einfachen Tauchhülse 14 sitzen. Die mittels der Geber erfaßten Kenndaten über den Volumenstrom des Wärmeträgers durch den Heizkreis 1 einerseits und die Temperaturen des Vor- und Rücklaufes 5, 6 anderseits werden einem Rechner 15 eingelesen, der diese Kenndaten durch Bildung einer Temperaturdifferenz und deren Multiplikation mit dem Volumenstrom zur Wärmemenge verknüpft. Um unabhängig von den Meßtoleranzen der Temperaturgeber 11, 12 eine ausreichend genaue Temperaturdifferenz errechnen zu können, werden vor einer Wärmemengenmessung beide Temperaturgeber 11, 12 gemeinsam in die Tauchhülse 13 des Vorlaufes 5 eingeführt und zur gleichzeitigen Messung der Vorlauftemperatur herangezogen, welche von der Vorlauftemperatur abhängigen Kenndaten beider Temperaturgeber 11, 12 dem Rechner 15 eingelesen werden, der diese Kenndaten abgleicht und bei Abweichung die Kenndaten des Temperaturgebers 11 für den Vorlauf 5 den Kenndaten des Temperaturgebers 12 für den Rücklauf 6 zuordnet und abspeichert. Nach diesem Abgleichvorgang wird der Temperaturgeber 12 aus der Tauchhülse 13 herausgezogen und in seine eigene Tauchhülse 14 im Rücklauf 6 eingesetzt, so daß nun die gewünschte Wärmemengenmessung erfolgen kann. Dabei verknüpft allerdings der Rechner zur Temperaturdifferenzbestimmung die eingelesenen Kenndaten des Temperaturgebers 11 für den Vorlauf 5 nicht mit den direkt von den Temperaturgeber 12 eingelesenen Kenndaten des Rücklaufes 6, sondern mit den diesen Kenndaten zugeordneten Kenndaten aus dem Abgleichvorgang. So ist sichergestellt, daß gewissermaßen für beiden Temperaturmessungen die gleichen Toleranzen berücksichtigt werden, was eine ausreichend genaue Wärmemengenmessung gewährleistet. Patentansprüche 1. Verfahren zur Wärmemengenmessung bei wärmeträgerdurchströmten Heizkreisen, bei dem der Volumenstrom des Wärmeträgers durch den Heizkreis mittels eines Volumenstromgebers und die Temperaturen des Heizkreisvor- und -rücklaufes mittels Temperaturgeber 1 erfaßt und einem Rechner eingelesen werden, der die eingelesenen Temperaturkenndaten zu einer Temperaturdifferenz und diese mit den eingelesenen Volumenstromkenndaten zur abgegebenen Wärmemenge verknüpft, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Temperaturgeber vor ihrem getrennten Einsatz in den Vor- und Rückläufen zur Wärmemengenmessung in einer gemeinsamen Meßstelle des Heizkreisvorlaufes zum gleichzeitigen Erfassen der Vorlauftemperaturen eingesetzt werden, wobei die von den jeweiligen Temperaturen abhängigen Kenndaten der beiden Temperaturgeber dem Rechner eingelesen werden, der diese Kenndaten über einen ausreichend großen Temperaturbereich aufzeichnet und für jede Temperatur dieses Bereiches die Kenndaten des einen Temperaturgebers denen des anderen zuordnet und abspeichert, und daß dann beim getrennten Einsatz der Temperaturgeber für die Wärmemengenmessung der Rechner zur Temperaturdifferenzbestimmung die eingelesenen Kenndaten des einen Temperaturgebers mit den den eingelesenen Kenndaten des anderen Temperaturgebers zugeordneten Kenndaten verknüpft. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 3