Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Heizmittel in einer Heizanlage abgegebenen Wärme. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der von einem Heizmittel in einer Heizanlage abge gebenen Wärme und bezwenkt, die Nach teile bekannter Einrichtungen zu vermeiden, welche einerseits die Temperaturänderung des Heizmittels in der Heizanlage, anderseits die durchströmende Menge des Heizmittels messen und zur unmittelbaren Ablesung der zu bestimmenden Wärmemenge einen kom plizierten Apparat benötigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass eine Teilmenge des Heizmittels zusätzlich derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Teilmenge um einen Betrag erhöht wird, der zur Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur der Heizanlage in einem konstanten Verhältnis steht, und ferner, dass die für die zusätzliche Erwärmung be nötigte Wärmemenge zur Feststellung des Wärmeverbrauches in der Heizanlage heran gezogen wird.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens zeichnet sich aus durch eine Heiz- vorrichtung, durch die eine Teilmenge des Heizmittels zusätzlich derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Teilmenge um einen Betrag erhöht wird, der zur Differenz zwi schen Vor- und Rücklauftemperatur in einem konstanten Verhältnis steht, und ferner durch eine Messvorrichtung, mittelst welcher die für die zusätzliche Erwärmung benötigte Wärmemenge gemessen wird.
Ist die Reiz vorrichtung in einer Abzweigung des Rück laufes angeordnet, so kann die ihr zugeführte Wärme durch zwei temperaturabhängige Organe, von denen das eine im Vorlauf, das andere in der Abzweigung des Rücklaufes angeordnet ist, so geregelt werden, dass die Temperaturen beider Organe miteinander über einstimmen. Das von der Vorlauftemperatur abhängige Organ kann dabei ausser durch die Vorlauftemperatur auch durch die Rück lauftemperatur beeinflusst werden. Die Wärme zufuhr zur Heizvorrichtung kann durch eine Schaltvorrichtung selbsttätig ein- und aus geschaltet werden.
Die Messvorrichtung ist zweckmässig mit einer solchen Übersetzung versehen, dass sie die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung, multi pliziert mit dem Abzweigungsverhältnis, an gibt.
Drei Ausführungsbeispiele der zur Durch führung des Verfahrens geeigneten Vorrich tung sind auf der Zeichnung in den Fig. 1, 2 und 3 schematisch dargestellt. In den Fig. 1 und 2 wird das die Abzweigung durch fliessende Heizmittel um einen der Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur de Heizanlage entsprechenden Betrag, in Fig. 3 dagegen nur um einen Teilbetrag erwärmt, wobei aber immer der Betrag, um den die Teilmenge erwärmt wird, zur erwähnten Dif ferenz in einem konstanten Verhältnis steht.
Das Heizmittel, z. B. Wasser, strömt durch die Leitung 1 (Vorlauf) zu der nicht gezeichneten Heizanlage eines Gebäudes, um nachher durch die Leitung 2 (Rücklauf) zu rückgeleitet zu werden (Fig. 1). Ein Teil des Rücklaufwassers wird durch die Ab zweigung 3 geführt, daselbst durch die elek trische Heizvorrichtung 4 erwärmt und nach her wieder mit der Hauptmenge des Rück laufwassers vereinigt. Die Heizvorrichtung 4 wird durch elektrischer) Strom gespeist, wel cher einem vorhandenen Netz "5 entnommen und an der eine Schaltvorrichtung bildenden Kontaktstelle 6, je nachdem, ein- oder ausge schaltet wird.
Im Vorlauf, sowie in der Ab zweigung des Rücklaufes sind Thermostaten 7 und 8 eingebaut, welche mit einer in Ab hängigkeit von der Temperatur sich aus dehnenden Flüssigkeit, z. B. Öl oder Queck silber, gefüllt sind. Durch die Ausdehnung der Flüssigkeit in den Thermostaten wird einerseits das Kölbchen 9, anderseits das mit einer Feder 11 versehene gölbeben 10 ver schoben. Solange die Temperatur im Vorlauf 1 die Temperatur in der Abzweigung 3 des Rücklaufes übersteigt, wird das Kölbchen 9 an die Feder 11 -angepresst und dadurch der Heizstrom eingeschaltet.
Sobald aber die Temperatur- in der Abzweigung des Rück laufes höher ist als die Vorlauftemperatur, so steigt das gölbchen 10 -so weit, dass die Berührung an der Stelle 6. aufgehoben und der Heizstrom unterbrochen wird. Der Strom wird also abwechslungsweise ein- und aus geschaltet, und zwar derart, dass die durch die Abzweigung 3 fliessende Teilmenge des Rücklaufes von der Rücklauftemperatur auf die Vorlauftemperatur erwärmt wird. Die dazu benötigte elektrische Energie entspricht einem bestimmten Teil der in der Heizanlage abgegebenen Wärmemenge und wird im Elektrizitätszähler 12 registriert.
Bei Ein schaltung eines dem Abzweigungsverhältnis entsprechenden Übersetzungsgetriebes zeigt der Elektrizitätszähler auch unmittelbar die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung, multipli ziert mit dem Abzweigungsverhältnis, d. I). die in der Heizanlage verbrauchte Wärme menge an.
Da die Heizstromstärke bei dieser Vor richtung während der. Einschaltzeit immer gleich bleibt, so braucht nur die Zeit fest gestellt zu werden, während welcher der Strom eingeschaltet ist. Als Messvorrichtung könnte deshalb statt des Elektrizitätszählers auch eine gewöhnliche Uhr verwendet werden, deren Unruhe jeweils während der Ausschalt zeit blockiert und während der Einschaltzeit freigegeben wird.
In Fig. 2 sind die Thermostaten 7 und 8 der Fig. 1 durch Thermoelemente 13 und 14 ersetzt. Der Heizwiderstand 4 ist in diesem Beispiel als Regelwiderstand ausgebildet, in dem vermittelst des Kontaktes 15 ein grösserer oder kleinerer Teil des Widerstandes -in den Stromkreis eingeschaltet wird. Sinkt zum Beispiel die Temperatur des Rücklaufes an der Stelle 14 gegenüber der Vorlauftempera tur an der Stelle 13, so wächst der in den Thermoelementen erzeugte Thermostrom und vergrössert dadurch die Anziehungskraft des Magnetes 16.
Der Anker 17 wird -sich folg lich entgegen der Feder 18 um einen ge wissen Betrag senken und dadurch einige Windungen des Heizwiderstandes 4 aus schalten, so dass der Heizstrom wächst.<B>Im</B> Zähler 12 kann die verbrauchte elektrische Energie, bezw. bei entsprechendertbersetzung unmittelbar die in der Heizanlage abgegebene Wärmemenge abgelesen werden. Soll das die Abzweigung durchfliessende Heizmittel nur um einen Teilbetrag des Temperaturunterschiedes zwischen Vor- und Rücklauf erwärmt werden, so wird das im Vorlauf befindliche Organ 7 (bezw. 13) ausser von der Vorlauftemperatur auch von der Rücklauftemperatur abhängig gemacht.
Zu diesem Zweck wird es durch zwei Organe ersetzt, von denen sich das eine Organ, 19, (Fig. 3) im Vorlauf, das andere Organ, 20, im Rücklauf befindet. Die beiden Organe 19 und 20 wirken auf einen gemeinsamen Kol- beii 9, der sich entsprechend einer aus der Vor- und Rücklauftemperatur resultierenden Temperatur verschiebt, wobei die resultierende Temperatur je nach dem Grössenverhältnis der beiden Organe 19 und 20 näher bei der Vorlauftemperatur oder näher bei der Rück lauftemperatur liegt. Der Kolben 10, an dem die Feder 11 befestigt ist, wird wieder von einem in der Abzweigung befindlichen, tem peraturabhängigen Organ 8 beeinflusst.
Natürlich können die temperaturabhängigen Organe 8, 19 und 20 der Fig.3 auch durch eine Batterie aus elektrischen Thermoelemen- ten ersetzt werden, welche wie in Fig. 2 auf einen Elektromagneten einwirken. An die Stelle des Organes 8 sind dabei ebensoviel Lötstellen anzuordnen, wie an den Stellen der Organe 19 und 20 zusammen vorhanden sind.
Das Verhältnis der einzuführenden elek trischen Energie zu der zu bestimmenden Wärmemenge richtet sich nach dem Ab zweigungsverhältnis. Dieses Abzweigungsver- hältnis kann zum Beispiel durch Einbau ver schiedener Drosselscheiben in die Leitungen 2 und 3 beliebig verändert werden.
An Stelle der Drosselscheiben können auch dünne Röhrchen verwendet werden, in welchen stets Laminarströmung herrscht. Die Dimensionen der Röhrchen in den Leitungen 2 und 3 werden zweckmässig gleich gewählt, damit auf jeden Fall die Strömung in den einzelnen Röhrchen übereinstimmt.
Um das Abzweigungsverhältnis unab hängig vom Temperaturunterschied zwischen der 'Peilmenge und der Gesamtmenge des Heizmittels stets konstant zu halten, ist der engste Querschnitt der Abzweigung, z. B. die Drosselscheibe in der Leitung 3, der Heizvorrichtung 4 zweckmässig vorzuschalten.
Statt einer elektrischen Heizvorrichtung könnte auch eine durch Gas beheizte Vor richtung zur Anwendung kommen, wobei die verbrauchte Energie statt mittelst eines Elek trizitätszählers mit Hilfe einer Gasuhr zu messen wäre.
Die Heizvorrichtung 4 kann auch in einer Abzweigung des Vorlaufes angeordnet sein, wenn dafür gesorgt ist; dass die Erwärmung der Teilmenge des Vorlaufes in einem pro portionalen Verhältnis zur Abkühlung des Heizmittels in der Heizanlage steht.