Wärmemesser.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmemesser, bei dem die von einem Teil einer Wärmeanlage, beispielsweise von einem Heizkörper einer Heizungsanlage an die Luft oder von einem Zapfhahn einer Warmwasseranlage usw. abgegebene Wärmemenge mit Hilfe von bei der Wärmeabgabe verdunstender Flüssigkeit gemessen wird.
Bei einem bekannten Wärmemesser dieser Art wird zum Feststellen der verdunst-eten Flüssigkeit ein offenes, mit Flüssigkeit gefülltes Messrohr verwendet. Entsprechend der Grösse der Verdunstung und damit der Wärmeabgabe sinkt der Flüssigkeitsspiegel im Messrohr. An einer nach unten enger werdenden Teilung kann die Menge der verdunsteten Flüssigkeit abgelesen werden. Es wurde auch schon vorgeschlagen, in das mit Flüssigkeit gefüllte Messrohr einen Docht einzusetzen, an dessen freiliegender Oberfläche die Verdunstung stattfindet, also stets an derselben Stelle und unter gleichen Bedingungen.
Bei diesen bekannten Wärmemessern ist nur eine Verdunstungsstelle vorgesehen, auf welche nicht alle für die Wärmeabgabe massgebenden Faktoren zur Einwirkung gebracht werden können.
Beim Wärmemesser gemäss vorliegender Erfindung sind mindestens zwei Verdunstungsstellen vorgesehen, die an Stellen mit verschiedener Temperatur liegen. Diese verschiedenen Temperaturen können zum Beispiel diejenige des Heizmittels einerseits und die Luft des umgebenden Raumes anderseits sein. Die Temperaturdifferenz kann aber auch erzeugt sein durch die Abkühlung, die das Heizmittel bei der zu ermittelnden Wärmeabgabe erfährt. In den meisten Fällen werden diese bei den verschiedenen Temperaturen an zwei verschiedenen Stellen des Temperaturgefälles zwischen der Temperatur des Heizmittels und der Luft des umgebenden Raumes liegen.
Zufolge der im erfindungsgemässen Wärmemesser an den beiden Verdunstungsstellen vorhandenen verschiedenen Temperaturen ergibt sich auch eine Differenz der während einer Messperiode an den beiden Stellen verdunsteten Flüssigkeitsmengen, die als Mass für die zu messende Wärmemenge henutzt wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Wärmemessers nach der Erfindung schematiseb dargestellt. Dabei sind alle Skalen der Einfachheit halber linear gezeichnet. Es ist aber selbstverständlich. dass bei offenen Ver dunstungsröhrchen ohne Docht die entsprechend richtigen nach unten abnehmenden Skalen verwendet werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind zwei N7erdunstungsröhrehen 1 2 vorgesehen, zwischen denen ein wärmeisolieren- der Körper 3 angeordnet ist. Das Röhrchen 2 ist am oder nahe an einem wärmeabgebenden Körper, z. B. einem Heizkörper einer Zentralheizungsanlage, angeordnet. Das Röhreben 1 dagegen ist durch die Platte 3 gegen über dem Röhrchen 2 wärmeisoliert angeordnet. Entsprechend der höheren Temperatur des Heizkörpers erfolgt die Verdunstang im Röhrchen 2 rascher als im Röhrchen 1. Bei Beginn einer 3Tessperiode werden beide Röhrchen 1, 2 bis zur Eichmarke Z gefiillt.
An einer Skala 4. deren Nullinie mit ; der Eichmarke Z zusammenfällt, kann abgelesen werden. wieviel Flüssigkeit in einer gewissen Zeit. das heisst während der nlessperiode, in dem einen oder andern Röhrchen 1 2 verdunstet worden ist. Die Differenz der Werte T-R und TL (Fig. 1) ist nun ein Mass für die abgegebene und zu messende Wärmemenge.
Ein Vorteil dieses Wärmemessers gegen über den bekannten Wärmemessern mit nur einer Wrerdunstungsstelle ist die automatisch richtige Erfassung der sogenannten Kaltverdampfung. Jede Flüssigkeit verdampft auch bei Temperaturen die in Räumen herrschen wo solche Apparate sind, auch wenn die Heizkörper nicht in Betrieb sind. Ist ein Heizkörper nicht vom Heizmittel durchflos sen. so ist im Gehäuse. in dem sich die beiden Röhrchen befinden, auch kein Tempera turgefälle. Da die Röhrchen 1 2 gleich und mit derselben Flüssigkeit gefüllt sind, ist die Verdampfung in denselben gleich und die Differenz der Ablesungen also Null.
Dies gilt nun praktisch in gleicher Weise, ob der betreffende Heizkörper, an dem der Wärmemesser befestigt ist, dauernd nicht im Betrieh ist oder nur während einzelnen Zwi schenzeiten. Eine Kaltregistrierang findet also nicht statt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, könnte eine verschiebbare Skala 5 vorgesehen werden.
Der Nullstrich dieser Skala kann zum Ablesen auf den Flüssigkeitsspiegel des Röhrchens 1 eingestellt werden. Die vom Heizkörper abgegebene Wärmemenge ist dann praktisch proportional dem Wert tzrR. Auch hier sind die Verdunstungsflächen einander gleich.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Verdunstung der Flüssigkeit stets an derselben Stelle stattfindet. In den Röhrchen 6, 7 ist je ein Docht 8 angeordnet.
Diescr bringt die zu verdunstende Flüssigkeit stets auf dieselbe Höhe. Die Verdunstung findet stets unter denselben Bedingungen statt. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Nullstrich der Skala mit dem Eichstrich Z der Röhrchen zusammenfallen; es kann aber auch eine verstellbare Skala Ver wendung finden, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Die Berechnung der abgegebenen Wärmemenge erfolgt in gleicher Weise wie in bezug auf Fig. 1 und 2 beschieben.
Die Röhrchen 1 und 2 bezw. 6 und 7 können getrennt voneinander ausgeführt werden. Die Röhrchen können aber auch miteinander kommunizieren. Die Verdunstungsstellen können sich auch in den Schenkeln eines U-förmig abgebogenen Rohres befinden.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei welcher neben einem U-förmigen Verdunstungsrohr 10 noch ein gerades Röhrchen 11 mit ungleich grosser Verdun stungsfläche verwendet wird. Der Schenkel 12 des Gefässes 10 kommt an den Heizkörper anzuliegen oder wird sonst in die Nähe der Stelle der höheren Temperatur angeordnet.
Der Schenkel 13 des Gefässes 10 besitzt kleileren Durchmesser und dient zum Erleich :ern des Ablesens. Zwischen dem Schenkel L2 und dem Rohr 11 liegt das wärmeisolieende Stück 3. Das Röhrchen 11 liegt in lem zu beheizenden Raum. Sein Durchmes ;er kann gleich oder verschieden von demwenigen des Schenkels 12 sein. Neben den reilen 11, 13 liegen zwei Skalen 14, 15. Das Ablesen des Standes des Flüssigkeitsspiegels in den Verdunstungsröhrchen kann wieder, wie in bezug auf Fig. 1 und 2 dargestellt, durch feste oder bewegliche Skalen durchgeführt werden.
Die Verwendung des U-förmigen Gefässes 10 ermöglicht, den Schenkel 19 an eine Stelle des : E Heizkörpers zu legen, die für die Verdunstung günstig liegt, die jedoch zum Ablesen nicht zugänglich ist.
Der Flüssigkeitsspiegel stellt sich im Rohr i3 stets auf die richtige Höhe ein. Auch bei dieser Ausführungsform könnten Dochte in den Flüssigkeitsröhrchen 11, 12 angeordnet werden. Bei allen beschriebenen Ausführungsformen können für die beiden Röhrchen, die der höheren und der niedrigeren Temperatur ausgesetzt sind, gleiche Flüssigkeiten verwendet werden. Es können aber auch Flüssigkeiten verwendet werden, die ungleich rasch verdunsten. In diesem Falle wären aber entsprechende Skalen zu verwenden.
Im Röhrchen, das der niedrigeren Temperatur ausgesetzt ist, kann zum Beispiel eine leichter verdunstende Flüssigkeit gewählt werden, als für das der höheren Temperatur ausgesetzte Röhrchen. Die Skalenteile müssten dann beim Rohr für die niedrigere Temperatur grösseren Abstand voneinander besitzen (vergl. Fig. 5).
In Fig. 6 ist ein U-förmiges Gefäss 16 vorgesehen. Der Schenkel 17 ist der höheren Temperatur ausgesetzt als der Schenkel 16'.
Zwischen den beiden Schenkeln ist wieder das wärmeisolierende Stück 3 vorgesehen, auf welchem eine Skala 18 vorgesehen ist.
Im Schenkel 16' ist eine Schicht 19 einer Sperrflüssigkeit vorgesehen, die zur Trennung der beiden Flüssigkeitssäulen a, b dient. Der Nullstrich der Skala 18 fällt mit dem untern Ende der Flüssigkeitssäule a zusammen. Da die Verdunstung im Schenkel 17 rascher erfolgt als im Schenkel 16', so sinkt die Sperrschicht 19. Das Mass der Mehrverdunstung im Schenkel 17 kann an der Skala 18 abgelesen werden. Die Wärmemenge kann unmittelbar an der Skala 18 festgestellt werden.
In Fig. 7 ist ein Gefäss 20 vorgesehen, das zwei aussen liegende Schenkel 21, 22 und zwei innen liegende Schenkel 23, 24 aufweist, welch letztere unter sich am obern Ende bei 25 verbunden sind. Im obern Teil der Schenkel 23, 24 liegt die Sperrflüssigkeit 26. Zu beiden Seiten der Schenkel 23, 24 sind Skalen 27, 28; der Nullstrich der beiden Skalen 27, 28 fällt mit der Grenzlinie N zusammen. Verdunstet im Schenkel 22 mehr Flüssigkeit als im Schenkel 21, so verschiebt sich die Sperrflüssigkeitssäule 26. Die Grenzlinie N verschiebt sich längs den Skalen 27, 28. Die Grösse der Verschiebung kann an der Skala abgelesen und damit die abgegebene Wärmemenge bestimmt werden.
Der Querschnitt der Sperrflüssigkeitssäule kann kleiner als der der Verdunstungsflüssigkeitssäule gewählt werden.
Wie Fig. 8 zeigt, besitzen in diesem Falle die innern Schenkel 23, 24 einen kleineren Durchmesser als die Aussenschenkel 21, 22. Die Nullstriche der Skalen 30, 31 fallen beim Beginn der Wärmemessung mit den Grenzlinien N, N' zusammen. Entsprechend der verschieden grossen Verdunstung in den Rohrschenkeln 21, 22 wird die Sperrflüssig keitssäule mehr oder weniger verschoben, der Stand der Grenzflächen N, N' wird an den Skalen abgelesen.
In Fig. 9 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher ein U-förmiges Rohr 35 zur Anwendung kommt. Die beiden Schenkel 36, 37 sind oben offen. Der Schenkel 37 besitzt ein Stück 38 von verkleinertem Durchmesser. In diesem Teil liegt die Sperrschicht 39. An einer Skala 40 kann die Lagenänderung der Sperrschicht abgelesen werden. Die messung der Wärmeabgabe erfolgt so lange richtig, bis der Flüssigkeitsspiegel im Schenkel 37 die Einschnürung 38 erreicht.
Die Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, welche derjenigen nach Fig. 7 ähnlich ist.
Die Sperrflüssigkeitssäule 41 ist jedoch kleiner. Diese verschiebt sich in den beiden Innenschenkeln 23, 24 längs einer Skala 43 im Sinne der Pfeile. Die Verdunstungsstellen liegen wie bei Fig. 7 in zwei einander gleichen. äussern Schenkeln eines mehrfach gebogenen Rohres.
Heat meter.
The invention relates to a heat meter in which the amount of heat given off by part of a heating system, for example by a radiator of a heating system to the air or by a tap of a hot water system, etc. is measured with the aid of liquid evaporating during the heat dissipation.
In a known heat meter of this type, an open measuring tube filled with liquid is used to determine the evaporated liquid. The liquid level in the measuring tube drops according to the amount of evaporation and thus the amount of heat given off. The amount of evaporated liquid can be read from a graduation that narrows downwards. It has also already been proposed to insert a wick into the measuring tube filled with liquid, on whose exposed surface the evaporation takes place, that is always at the same point and under the same conditions.
In these known heat meters, only one evaporation point is provided, on which not all of the factors determining the heat emission can be brought into effect.
In the case of the heat meter according to the present invention, at least two evaporation points are provided, which are at points with different temperatures. These different temperatures can, for example, be that of the heating means on the one hand and the air of the surrounding room on the other. The temperature difference can, however, also be generated by the cooling that the heating means undergoes during the heat output to be determined. In most cases, at the different temperatures, these will be at two different points in the temperature gradient between the temperature of the heating medium and the air in the surrounding space.
As a result of the different temperatures present in the heat meter according to the invention at the two evaporation points, there is also a difference in the amount of liquid evaporated at the two points during a measurement period, which is used as a measure of the amount of heat to be measured.
In the accompanying drawing, for example, embodiments of the heat meter according to the invention are shown schematically. All scales are drawn linearly for the sake of simplicity. But it goes without saying. that with open evaporation tubes without a wick the correct, downwardly decreasing scales are used.
In the embodiment according to FIG. 1, two evaporation tubes 1 2 are provided, between which a heat-insulating body 3 is arranged. The tube 2 is on or close to an exothermic body, e.g. B. a radiator of a central heating system arranged. The tube level 1, on the other hand, is arranged to be thermally insulated from the tube 2 by the plate 3. According to the higher temperature of the heating element, the evaporation in tube 2 takes place faster than in tube 1. At the beginning of a 3-test period, both tubes 1, 2 are filled up to the calibration mark Z.
On a scale 4. its zero line with; the calibration mark Z coincides, can be read off. how much liquid in a certain time. that is, during the period of nlessness in which one or the other tube 1 2 has evaporated. The difference between the values T-R and TL (Fig. 1) is now a measure of the amount of heat given off and to be measured.
One advantage of this heat meter over the known heat meters with only one evaporation point is the automatically correct detection of the so-called cold evaporation. Every liquid evaporates even at temperatures that prevail in rooms where such devices are, even when the radiators are not in operation. If the heating medium does not flow through a radiator. so is in the case. in which the two tubes are located, no temperature gradient either. Since the tubes 1 2 are the same and filled with the same liquid, the evaporation in them is the same and the difference in the readings is therefore zero.
This now applies practically in the same way, whether the radiator in question, to which the heat meter is attached, is not continuously in operation or only during individual interim times. A cold registration does not therefore take place.
As shown in Fig. 2, a displaceable scale 5 could be provided.
The zero mark on this scale can be set to the liquid level of tube 1 for reading. The amount of heat given off by the radiator is then practically proportional to the value tzrR. Here, too, the evaporation surfaces are the same.
Fig. 3 shows an embodiment in which the evaporation of the liquid always takes place at the same point. A wick 8 is arranged in each of the tubes 6, 7.
This always brings the liquid to be evaporated to the same level. Evaporation always takes place under the same conditions. In this embodiment, too, the zero line on the scale can coincide with the calibration line Z on the tube; However, an adjustable scale can also be used, as in the embodiment according to FIG. 2. The calculation of the amount of heat emitted is carried out in the same way as described with reference to FIGS. 1 and 2.
The tubes 1 and 2 respectively. 6 and 7 can be carried out separately from each other. The tubes can also communicate with one another. The evaporation points can also be located in the legs of a U-shaped bent pipe.
In Fig. 4, a further embodiment is shown in which, in addition to a U-shaped evaporation tube 10, a straight tube 11 with an unequal evaporation area is used. The leg 12 of the vessel 10 comes to rest on the radiator or is otherwise arranged in the vicinity of the point of higher temperature.
The leg 13 of the vessel 10 has a smaller diameter and is used to facilitate reading. The heat-insulating piece 3 lies between the leg L2 and the tube 11. The tube 11 lies in the space to be heated. Its diameter; it can be the same or different from that little of the leg 12. Next to the rows 11, 13 are two scales 14, 15. The reading of the level of the liquid level in the evaporation tubes can again, as shown with reference to FIGS. 1 and 2, be carried out by fixed or movable scales.
The use of the U-shaped vessel 10 enables the leg 19 to be placed at a point on the radiator that is convenient for evaporation, but which is not accessible for reading.
The liquid level in the pipe i3 is always at the correct height. In this embodiment too, wicks could be arranged in the liquid tubes 11, 12. In all of the described embodiments, the same liquids can be used for the two tubes which are exposed to the higher and lower temperatures. However, liquids can also be used which evaporate at a unequal rate. In this case, however, appropriate scales would have to be used.
In the tube that is exposed to the lower temperature, for example, a more easily evaporating liquid can be selected than for the tube exposed to the higher temperature. In the case of the tube for the lower temperature, the scale divisions would then have to have a greater distance from one another (see Fig. 5).
In Fig. 6 a U-shaped vessel 16 is provided. The leg 17 is exposed to the higher temperature than the leg 16 '.
The heat-insulating piece 3, on which a scale 18 is provided, is again provided between the two legs.
In the leg 16 'a layer 19 of a barrier liquid is provided, which serves to separate the two liquid columns a, b. The zero line on the scale 18 coincides with the lower end of the liquid column a. Since the evaporation in the limb 17 takes place more rapidly than in the limb 16 ′, the barrier layer 19 sinks. The amount of additional evaporation in the limb 17 can be read off the scale 18. The amount of heat can be determined directly on the scale 18.
In FIG. 7 a vessel 20 is provided which has two outer legs 21, 22 and two inner legs 23, 24, the latter being connected to one another at the upper end at 25. In the upper part of the legs 23, 24 is the barrier fluid 26. On both sides of the legs 23, 24 are scales 27, 28; the zero line of the two scales 27, 28 coincides with the boundary line N. If more liquid evaporates in the limb 22 than in the limb 21, the barrier liquid column 26 shifts. The boundary line N shifts along the scales 27, 28. The magnitude of the shift can be read off the scale and thus the amount of heat given off can be determined.
The cross section of the barrier liquid column can be selected to be smaller than that of the evaporation liquid column.
As FIG. 8 shows, in this case the inner legs 23, 24 have a smaller diameter than the outer legs 21, 22. The zero marks on the scales 30, 31 coincide with the boundary lines N, N 'at the start of the heat measurement. According to the different sizes of evaporation in the pipe legs 21, 22, the barrier liquid is displaced more or less, the level of the interfaces N, N 'is read on the scales.
In Fig. 9, an embodiment is shown in which a U-shaped tube 35 is used. The two legs 36, 37 are open at the top. The leg 37 has a piece 38 of reduced diameter. The barrier layer 39 is located in this part. The change in position of the barrier layer can be read on a scale 40. The heat emission is measured correctly until the liquid level in the leg 37 reaches the constriction 38.
FIG. 10 shows an embodiment which is similar to that of FIG.
However, the barrier liquid column 41 is smaller. This moves in the two inner legs 23, 24 along a scale 43 in the direction of the arrows. As in FIG. 7, the evaporation points are in two identical areas. outer legs of a tube bent several times.