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Vorrichtung zum Messen von Wärmemengen.
Die Erfindung bezieht sich auf das Messen von Wärmeverbrauch, insbesondere auf jene Form der Messung, bei welcher die Spannung einer Thermosäule oder die Anzahl der wirksamen Elemente derselben durch Veränderungen im Wärmeverbrauch sich selbsttätig verändert.
Der vorliegenden Erfindung gemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass man im Verhältnis zu dem wechselnden Wärmeverbrauch die thermischen Bedingungen selbst, denen die Elemente unterworfen sind, verändert, indem man nämlich ermöglicht, dass die Tem- peraturen der warmen und der kalten Lötstellen sich bei geringem Wärmeverbrauch bei* einer grösseren oder kleineren Anzahl von Elementen mehr oder weniger einander nähern.
Je nach den Verhältnissen kann man der Umgebung der warmen Lötstellen mehr oder weniger Wärme entziehen, oder man kann den kalten Lötstellen mehr oder weniger Wärme zuführen, oder man kann diese Massnahmen kombinieren. Man stellt ein gewisses Gebiet oder eine gewisse Strecke her, innerhalb welcher diese Wärmeableitung oder Zufuhr vor sich geht, und in diesem Gebiet oder auf dieser Strecke bringt man die Thermosäule an, z. B. mit dem einen Pol an dem einen, mit dem anderen Pol an dem anderen Ende derselben.
Um besondere Wärme-oder Kältequelle zu vermeiden, falls man nicht bequemen Zugang zu solchen hat, kann man die Umgebung der warmen bzw. der kalten Lötstellen selbst die Temperaturen miteinander auswechseln lassen, entweder durch direkte Mischung von Wärme-und Kühlmedium oder durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung, eventuell mit den Thermoelementen selbst als Wärmeleiter oder Wärmeausstrahler.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Vorrichtung zum Messen von Wärmemengen durch im Verhältnis zum Wärmeverbrauch eintretende Veränderung der Spannung oder der Elementezahl einer in einem Messerkreis eingeschalteten Thermosäule ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
1 ist die Thermosäule, 2 die Umgebung der warmen und 3 die Umgebung der kalten Lötstellen derselben. Die Umgebung 2 kann ein Kanal sein, der von der betreffenden Wärmeleitung, z. B. 4, einer Dampfleitung oder einer Warmwasserversorgungsleitung ausgeht und der von einem bestimmten Bruchteil des diese passierenden Wärmemediums durchflossen wird, zu welchem Zwecke in der Leitung ein kalibriertes Rohr 5 o. dgl. vorgesehen sein kann.
Die kalte Umgebung oder der Kanal 3 kann ein Teil einer Kaltwasserleitung o. dgl. sein.
Die Kanäle 2 und 3 sind auf willkürliche, angemessene, nicht dargestellte Art zum Temperaturaustausch eingerichtet. Sie können eine gemeinsame Wand oder gemeinsame Rippen o. dgl. oder Flächen haben, die durch Strahlung wärmeausgleichend wirken oder sie können gegenseitige Leitungsverbindung, undichte gemeinsame Wände o. dgl. haben, die eine fortschreitende Mischung des warmen und des kalten Mediums ermöglichen. Eventuell kann der Wärmeaussausch, wie oben angegeben, mit dem Thermoelementen selbst als Vermittlersei es durch Leitung oder durch Strahlung-vor sich gehen, indem der warme Kanal durch oder um das eine Ende der Elemente herumgelegt und der kalte Kanal auf ähnliche Art am anderen Ende derselben angebracht ist.
Als Folge des Wärmeaustausches zwischen den Umgebungen 2 und 3 werden die gleichen Lötstellen an den verschiedenen Stellen der Thermosäule verschiedene Temperatur haben. Nach dem Schema, in dem jede zweite warme und jede dritte kalte Lötstelle durch
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eine Temperaturangabe bezeichnet ist, nimmt die Temperatur der warmen Lötstellen in der Richtung des punktierten Pfeiles 6 recht schnell ab, nämlich von zirka 570 bis zirka 120, und die Temperatur der kalten Lötstellen wächst langsam in derselben Richtung, nämlich von 10'20 bis 12'o", Das Schema entspricht dem willkürlich gewählten Fall, dass eines der Elemente, und zwar das am weitesten nach rechts liegende, praktisch unwirksam ist, und es geht aus den Temperaturangaben hervor, dass die Tätigkeit und Spannung der übrigen Elemente gradweise abnimmt,
je mehr sie nach rechts liegen. Hat das Wärmemedium im Kanal 2 eine geringere Schnelligkeit oder eine niedrigere Temperatur als diejenige, die dem gezeigten Zustand entspricht, so wird weiter in die Säule hinein ein wirksamer Temperaturausgleich eintreten, so dass dann mehrere Elemente untätig sein werden und das gradweise Abnehmen der Spannungen der übrigen Elemente wird in entsprechendem Verhältnis stärker sein. Den verschiedenen Geschwindigkeiten oder Temperaturen des Wärmemedium im Kanal 2 entspricht also eine bestimmte Stärke des Thermostromes im Messer 7, und wenn die Verhältnisse richtig abgestimmt sind, so werden die Angaben desselben für einen gewissen Zeitraum ein korrektes Mass für die Wärmemengen sein, die während desselben Zeitraumes der Leitung 4 entnommen sind.
Der im Schema vorausgesetzte gleichmässige Temperaturübergang von Element zu Element ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Haben die Elemente verschieden grosse gegenseitige Abstände, so wird auch der Temperaturübergang unter im übrigen gleichen Bedingungen verschieden gross sein und dasselbe wird eintreten, wenn die Bedingungen für den Wärmeaustaustausch für die verschiedenen Teile des Wärmeaustauschgebietes verschieden sind. In dieser Hinsicht kann es z. B. eine Rolle spielen, ob in der kalten Umgebung eine der Strömung des Wärmemedium folgende oder eine derselben entgegengesetzte Bewegung, wie durch den Pfeil 8 angedeutet, oder aber eine Bewegung rechtwinklig zur Zeichnungebene stattfindet oder ein anderer Bewegungszustand vorliegt.
Ebenso ist es ohne Bedeutung, dass die Temperatur in dem warmen Medium bis zur Temperatur des kalten Mediums oder zur Anfangsttemperatur heruntergebracht oder beinahe heruntergebracht wird. Das Resultat des Wärmeaustausches im Raum kann eine Mitteltemperatur, also im vorliegenden Beispiel zirka 300 oder eventuell eine noch höhere Temperatur sein. Ferner braucht der Wärmeaustausch kein vollständiger sein, sondern kann bestimmte Prozente des vollständigen Wärmeaustausches betragen. Diese Fragen hängen zumeist davon ab, wie grosse Mengen des einem Mediums im Verhältnis zu dem anderen in jeder einzelnen Anlage zweckmässig zu benutzen sind. Der Kanal 2 kann zur Leitung 4 zurückgeführt werden oder an anderer Stelle, eventuell in der Kaltwasserleitung, seinen Auslauf haben.
Im übrigen ist es nicht nötig, dass die warme Umgebung durch das Wärmemedium selbst repräsentiert wird, nach welchem der Verbrauch gemessen werden soll. Dieselbe kann bestehen aus einem Medium (Luft, Flüssigkeit oder festem Stoff), dessen Temperatur zu der des Verbrauchswärmemediums infolge direkter oder indirekter Erwärmung durch dasselbe in einem bestimmten Verhältnis steht. Auch die kalte Umgebung kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, durch einen Kaltluftstrom, durch Wärmebindung infolge Verdampfens oder auf anderem Wege.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Messen von Wärmemengen durch im Verhältnis zum Wärmeverbrauch eintretende Veränderung der Spannung oder der Elementezahl einer in einem Messerkreis eingeschalteten Thermosäule, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einwirkung auf die warmen bzw. kalten Lötstellen der Thermosäule dz Kanäle (2 und 3) o. dgl. angeordnet sind, deren Temperaturzustände nicht nur von der betreffenden Wärmemediumsleitung (4) o. dgL bzw. von den Umgebungen oder den Anfangstemperaturen abhängig sind, sondern auch noch von einer von der Grösse des jeweiligen Wärmeverbrauches abhängigen Wärmeentziehung bzw. Wärmezufuhr abhängen, die bei geringerem Wärmeverbrauch das Temperaturgefälle einer mehr oder minder grossen Anzahl der Elemente ganz oder nahezu ganz beseitigt.