Einrichtung zum Messen, Aufzeichnen oder Regeln von Abkühlungsgrössen. Der Begriff Klima umfasst mehrere Zu standsgrössen der uns umgebenden Luft, von denen die hauptsächlichsten die Lufttempe ratur, die Temperatur der den Menschen um gebenden ;Strahler, die Feuchtigkeit und die Geschwindigkeit der Luft sind. Bisher hat man daher beim sselbsttäti@gen Regeln eines Klimas diese Grössen oder die wichtigsten von ihnen einzeln gemessen und zum Ab leiten von Regelimpulsen verwendet.
Dies ist jedoch insofern nicht zweckmässig, als die das menschliche Wohlbefinden bestimmende Grösse nicht die Temperatur oder die Feuch tigkeit oder eine der andern angeführten Grössen ist, sondern eine verwickelte Funk tion aller dieser Einfluss:grössen, die so genannte Abkühlungsgrösse.
Die Abkühlungsgrösse ist die Wärme menge, die von oder Einheitsfläche der menschlichen Haut in der Zeiteinheit ab begeben wird. Sie ist allein massgebend für den Grad des Wohlbefindens des Menschen und sollte daher zum Regeln eines künst lichen Klimas verwendet werden. Das Ge fühl eines unangenehmen Klimas entsteht einfach durch .einen zu :grossen Wärmeentzug im Falle der Kälte, einer zu grossen Luft gesehwindigkeit oder zu grosser Trockenheit.
Das Gefühl der Schwüle entsteht dagegen durch zu hohe Temperatur, zu geringe Luft bewegung oder zu grosse Feuchtigkeit. In einem Koordinatensystem, in dem. die Tem- peratur,,der Wasserdampfdruck und die Ge- sehwindigkeit der Luft diedrei Koordinaten darstellen, kann man den Raum. in Zonen gleicher Behaglichkeit einteilen.
Es ent stehen Ellipsoide mit Mantelflächen gleicher Behaglichkeit, wobei ein mehr oder minder ausgedehntes Gebiet höchster Behaglichkeit vorhanden ist.
Wenn man nachdem bekann ten Verfahren die Temperatur und die Feuchtigkeit eines Raumes regelt, so ist es sehr leicht möglich, da.ss man von einem Zu stand höchster Beha.gliehkeit ausgehend eine Verminderung der Behaglichkeit durchführt, nur weil die Lufttemperatur infolge einer ebenfalls vorhandenen Abweichung der Feuchtigkeit oder der Luftbewegung vom Sollwert dem .Sollwert nicht entspricht.
Die Regelung wird demnach in Tätigkeit ge setzt, der geregelte Zustand unter Umstän den verstimmt, nur weil die Regelung nicht auf Grund der einzig interessierenden Mess- grösse, der Abkühlungsgrösse, erfolgt. Mit andern Worten, es kann die Temperatur ohne jede Einbusse an Behaglichkeit um gewisse Werte schwanken, wenn die Feuchtigkeit oder die Luftbewegung das Klima in der umgekehrten Richtung beeinflusst.
Beispiels weise kann durch erhöhte Feuchtigkeit eine gewöhnlich als zu kalt angesehene Luft den günstigsten Wert der Abkühlwugsgrösse dar stellen, so dass es im Falle einer selbsttätigen Regelung falsch wäre, durch Verstellen der Regelorgane das Klima ändern zu wollen.
Es ist an sich ganz selbstverständl.i.ch. da.ss die verwickelte Funktion des Klimas in der Empfindung des Menschen rein ska.lar, nämlich durch den Energieentzug der Haut.. dargestellt werden kann, denn dieser Energie entzug durch Leitung, Strahlung, Luftbewe gung, Luftdruck und Verdampfung von Wasser ist physiologisch die einzig entschei dende Grösse.
Der Mensch fühlt sich am wohlsten bei einem bestimmten Energieent zug, der einem bestimmten Wert der Ab kühlungsgrösse entspricht. Bei einem erhöh ten Wert der Abkühlungsgrösse empfindet er die Luft als zu kalt, zu trocken oder zu zugig, bei geringerem Wert der Abkühlungs- gTösse zu warm, zu feucht oder zu wenig be- @i eg t.
Es ist bekannt, dass man die Abküh lungsgrösse in der Weise bestimmen kann, dass :die von einem Flüssigkeitsthermometer in einer gewissen Zeit abgegebene Wärme menge gemessen wird, indem man dieses mit tels eines elektrischen Stromes auf eine gleichbleibende Temperatur aufheizt.- Zu diesem Zweck kann z. B. mittels eines Wa.tt- stundenzählere die in der betreffenden Zeit von dem Heizstrom gelieferte Arbeit gemes sen werden, die der durch die Heizvorrich- tung aufgenommenen Wärmemenge ent spricht.
Unter der Voraussetzung einer gleichbleibenden Anschlussspannung kann statt eines Wattstundenzählers auch ein Amperestundenzähler zum Messen der Ar beit bezw. der Wärmemenge benutzt werden. Dabei erhält man Werte, die der Abküh lungsgrösse entsprechen, wenn man den Stand des Zählers jeweils in gleichbleiben den Zeiträumen abliest.
Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum Messen, Aufzeichnen oder Regeln einer Abkühlungs grösse mit einem Probekörper, dessen Tempe ratur durch aufeinanderfolgendes Ein- und Ausschalten eines Heizstromes praktisch konstant gehalten wird, und die Erfindung besteht in der Verwendung eines Messgerätes, dem eine der Heizleistung verhältnisgleiche Leistung zugeführt wird,
und das im Ver gleich zu dem Probekörper und im Verhält nis zur Frequenz der Ein- und Ausschaltun gen eine so grosse Trägheit infolge seiner Masse aufweist, dass es auf besagtes Ein und Ausschalten :des Heizstromes nicht an spricht, sondern den Mittelwert :der dem Probekörper zugeführten Heizleistung er fasst.
Im folgenden werden Ausführungsbei- spiele der Erfindung erläutert. In Fig. 1 ist, ein Probekörper dargestellt. 1 ist ein Hohl zylinder, der mit einer verdampfenden Flüs sigkeit 2 gefüllt ist. Innerhalb des Hohl zylinders befindet sich ein Rohr 3, in dem eine Heizwicklung 4 untergebracht ist. Die Zuleitung der Heizwicklung geht über einen Schalter 5, der von einer Membrandose: 6 ge steuert wird.
Ist :die Temperatur des Zylin ders unterhalb eines gewünschten Wertes. , beispielsweise unterhalb der Temperatur der menschlichen Haut, so ist der Stromkreis der Heizvorrichtung geschlossen, und der die verdampfende Flüssigkeit enthaltende Zylin der erwärmt sich.
Infolge des zunehmenden , Dampfdruckes der Flüssigkeit 2 auf die Druckmembran 6 wird beim Überschreiten der gewünschten Temperatur die Heiz leistwng über den Sehalter 5 ausgeschaltet.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist nun in Reihe mit :der Heizeinrichtung des Zylinders 1 eine Heizwicklung 7 angeordnet, die einen Körper 8 erwärmt. Gibt man dem Körper 8 eine gewisse Wärmeträgheit, so nimmt er eine Übertemperatur an, die den verhältnis mässig schnellen ,Schwankungen der Ein- und Ausschaltzeiten der Heizleistung nicht folgt,
sondern einen Mittelwert bildet. Damit die Übertemperatur des derartig aufgeheizten wärmeträgen Körpers -8 ein wirkliches Mass für die .aufgewendete Leistung ist, unbeein- flusst von den Wärmeübergangsbedingungen, denen der Körper ausgesetzt ist, wird vor- zugsweisse die Anordnung so getroffen,
dass der Wärmeaustausch des aufgeheizten Kör pers 8 mit der Umgebung vorwiegend nur durch Wärmeleitung entsteht, nicht aber durch Konvektion, @da die Grösse dieses Energieaustausches vom atmosphärischen Druck abhängig wäre.
Benutzt man Flüssigkeiten oder Gase als wärmeleitende Verbindungen zwischen dem aufzuheizenden, wärmeträgheitsbehafte- ten Körper 8 und einem Mantel 9, so muss man durch genügend enge Ausbildung der Zwischenräume und senkrechte Lagerung des Gerätes dafür sorgen, dass die Konvek tion .gegenüber der Wärmeleitung von u nter- geordneter Bedeutung ist.
Auf diese Weise gelingt es, die Übertemperatur des wärme trägen Innenkörpers :gegenüber der äussern Umhüllung alo unmittelbares Mass für die mittlere Heizenergie und damit auch der Heizenergie des Gebers gemäss Fig. 1 zu benutzen. Die Übertemperatur,
des Innenköm- pers ist also ein Mass für die Abkühlunbgs- gröss.e. Da die ,die Wärmeleitfähigkeit im all gemeinen in irgendeiner Weise von der Tem peratur abhängt, so ist die Übertemperatur noch mit einem Fehler behaftet.
Dieser lässt sich leicht dadurch beheben, dass der gesamte Wärmefluss von dem Innenkörper zum Aussenkörper über mindestens zwei verschie dene Stoffe erfolgt, deren Wärmeleitfähig- keit verschieden temperaturabhängig ist, und zwar derart, dass der Wärmeübergangdurch den einen: Stoff mit steigender Temperatur steigt"du rech ,den andern mit steigender Tem peratur fällt.
Die Einriehtug wird zweck mässig derart .getroffen, dass der Gesamt wärmeübergangswiderstand vom Innenkör per zum Aussenkörper unabhängig von der Aussentemperatur ist und die Übertempera tur daher ein strenges Mass für die aufge nommene Leistung bildet. Praktisch ver wirklicht man dies dadurch, dass man z. B.
Luft als den einen Wärmeträger längs der Zylinderfläche des Innenkörpers benutzt und zum Befestigendes Innenkörpers am Aussen körper einen Stoff mit negativer Abhängig keit .der Leitfähigkeit von der Temperatur wählt, beispielsweise Sinterkorund. In der Fig. 2 ist dieser Wärmeleitwiderstand mit 10 bezeichnet.
Besteht die Aufgabe in,der Anzeige oder Registrierung der Abkühlungsgrösse, so wird vorzugsweise mit Thermoelementen - der Temperaturunterschied zwischen Innen- und. Aussenkörper 8 und 9 gemessen.
Wird da gegen nie Regelung einer Zustandsgrösse nach der Abkühlungsgrösse gewünscht, so kann man vorzugsweise den Unterschied der Wärmeausdehnung der beiden konzentri- sehen-Körper unmittelbar zum mechanischen Betätigen elektrischer Kontakte, vorzugs weise Vakuumkontakte, benutzen.
Man er hält damit die Möglichkeit, :grosse 'Schalt leistungen, wie sie zum Schalten elektrischer Heizungen oder zum Verstellen von Klappen- :getrieben benötigt werden, unmittelbar über diesen ;Schalter zu steuern.
Eine andere Aussführungsform cdes Emp fängers ist in Fig. 3 näher dargestellt. Die Bedeutung der Bezeichnungen 7 bis 10 ist bereits in der Beschreibung zu Fsg. 2 er klärt worden.
15 ist ein Thermoelem,ent,,des- sen eine Lötstelle in dem Innenkörper und dessen andere Lötstelle in dem Anguss 16 des Aussenkörpers 9 angeordnet isst. In dem Kopf des Gerätes ist ein Vakuumschalter 17 vorgesehen,
der von den sich ve@rsohieden ausdehnenden Rohren 8 und 9 nach Mass- gabe ihrer Temperaturdifferenz über den Hebel 18 geschaltet wird. Der Schalter wird beispielsweise derart veränderbar angeord net, dass die Schaltung bei einer wählbaren Temperaturdifferenz erfolgt.
Ausserdem sind in dem Kopf des Gerätes die nicht dargestellten Klemmen für das Thermoelement zum Anschluss des Emp- fangsmessgerätes und für die Heizwicklung zum Anschluss an ein Leitungsnetz bezw. den Geber nach Fig. 1 untergebracht. Dabei verwendet man zweckmässig Mehrfach-Ther- moelemente. Der Empfänger wird zweck mässig nahe dem Empfa.ngsmessgerät auf gestellt.
Seine Entfernung vom Geber geht ebenso wie die Höhe der Heizspannung nicht in nie Messung ein, da diese auf einem Yer- gleich der Energien im Geber und Empfän- g o er beruht.
Eine andere Ausführungsform des Emp- fänger3 besteht in der Anwendung eines üb lichen Wattstundenzählers, der die Leistung über eine Zeit integriert, die möglichst viele Schaltperioden des Gebers umfasst.
Ver gleicht man die Drehzahl dieses Zählers mit der Drehzahl einer spannungsunabhängig stets die gleiche Geschwindigkeit aufweisen den Zählerscheibe eines sogenannten Zeit zählers, indem man sie beispielsweise über ein Differentialgetriebe gegeneinander wir ken lä.sst, so ist die Drehzahl der Differen tialwelle nur von der Abweichung der Ab kühlungsgrösse vom Sollwert abhängig.
Der Mittelwert der Heizleistung wird auch bei dieser Ausführungsfarm des Erfin dungsgegenstandes .durch ein Messgerät er <B>21</B> dessen Masse mit einer solchen Träg heit behaftet ist, dass es den schnellen stufen weisen Änderungen der Heizleistung nicht folgt, da die Massenträgheit der Zähler scheibe bei der üblichen Ausführung der Wattstundenzähler einschliesslich der Ge triebeteile .stets genügend gross ist.
Dabei wird die, Abweichwng der Heizleistung vom Sollwert durch die Bewegung des Differen tialgliedes des Differentialgetriebes erfasst.
Man kann nun die Drehzahl des Zeit zählers durch Anordnung von Widerständen einstellbar machen, wobei man jedem einzu stellenden Wert der Abkühlungsgrösse einen bestimmten Widenstan.dswert zuordnet. Jeder Einstellung entspricht also ein bestimmter Wert der Abkühlungsgrösse, bei dem die Differentialwelle die Geschwindigkeit Null aufweist. Beim Unter- oder Überschreiten des gewünschten Wertes der Abkühlungs- grösse ;
gegenüber ihrem Sollwert dreht sich die Differentialwelle in der einen oder andern Richtung und betätigt dadurch an ihr angebrachte Kontakte, die durch entspre ehende Regelung den gewünschten Zustand der Atmosphäre wieder herstellen.
Einen besonderen Vorteil erlangt die Re gelung der Abkühlungsgrösse und insbeson dere die Regelung mit dem beschriebenen Gerät dann, wenn, wie gewöhnlich, das Klima eines Raumes nicht einheitlich ist, sondern von der Lage des Messpunktes im Raum abhängt. Während man bisher bei der Temperaturregelung von Räumen oft mit der Schwierigkeit zu rechnen hatte, dass das mehr oder minder willkürlich in den Raum gesetzte Regelgerät die Raumregelung un befriedigend ausführt, wenn die Abweichung des Klimas an den einzelnen Punkten des Raumes besonders gross wird, z.
B. durch Offnen eines Fenstens in der Nähe des Reg lers, man jedoch nicht nach dem Mittelwert mehrerer Regler regeln konnte, ist dies bei Anwendung des neuen Gerätes möglich. Man schaltet mehrere Geräte nach Fig. 4 derart, da.ss eine beliebige Anzahl von Gebern die für ihre Temperaturkonstanz erforderliche Heizleistung zu gleichen Anteilen auf das die Temperaturdifferenz messende Gerät übertragen.
Dessen innerer Zylinder 8 erhält .5o viele Wicklungen 11 gleichen Widerstan des, als Geber 12 vorhanden sind. Die Methode ist auch geeignet, für ein ganzes Gebäude ein Mischklima herzustellen. Bisher , konnte man die Zentralheizung eines Gebäu des selbsttätig nur nach der Temperatur in einem einzigen Zimmer regeln.
Nach ,der be schriebenen Methode kann man ein beliebig bezogenes Mischklima ermitteln durch An- , ordnung der Geber in beliebig vielen Räu- men. Man kann auch durch umgleiche Wider standswicklungen dem einen oder andern Geber ein grosses, z. B. das doppelte Ge wicht bei :der Mittelwertbildung zuerteilen. Ferner kann man verschiedene Geber auf denselben Heizwiderstand im Temperatur- äifferenzmessgerät 8 umschaltbar anordnen.
Man erhält auf diese Weise ein,den verschie densten Umständen ,gerecht werdendes Misch klima.
Die Regelung der Abkühlungsgrösse ist insofern von grosser Wichtigkeit, als damit die einzelnen Komponenten wesentlich ein facher erfasst werden können als, die .ge trennte Messung der Lufttemperatur, der Strahlung der Begrenzungswände, der rela tiven Feuchtigkeit und,der Luftgeschwindig keit.
Da beispielsweise ,die, relative Feuchtig keit in das Raumklima nur in einem Masse eingeht, wie es mit ,genügender- Genauigkeit und ohne zusätzlichen Aufwand durch ein fache Benetzung des sogenannten Kata-Ther- mometers erfasst wird, so vermeidet man die Nachteile, die sonst ;genauen Psychometern dadurch anhaften, !dass der Einfluss' der Luft- geschwindigkeit und insbesondere der Tem peratur in umständlicher Weise ausgeglichen werden muss.
Die Abhängigkeit der psychro- metrischen Temperaturdifferenz von der Luftgeschwindigkeit und von der Tempera tur sollgerade in die Messung eingehen, da die Wärmeabgabe der menschlichen Haut durch diese Einflussgrössen ebenfalls beejn- flusst wird, und zwar bestimmungsgemäss in demselben Masse wie die Abkühlungsgrösse.
Nun beobachtet man, dass die mensch liche Haut eine psychrometrische Differenz aufweist, die wesentlich geringer ist als die eines .gewöhnlichen Psychrometers. Man be nutzt daher als feuchtigkeitsabgebende Hülle des Thermometers zweckmässig einender- artigen Stoff, der,die gleiche Waeserabgabe aufweist wie die menschliche Haut.
Die zur Verdampfung kommende Wassermenge darf daher nicht widerstandslos an der Oberfläche der feuchtigkeitsabgebenden Schicht aus treten, sondern muss Diffusionswiderstände überwinden, so .dass von der Gesamtober- fläche nur ein verhältnismässig kleiner Bruchteil benetzt ist, und daher auch nur ein entsprechender Bruchteil Wasser ver dampfen kann.
Die Oberfläche der mensch lichen Haut auf dem Kata-Thermometer wird z. B. dadurch nachgeahmt, @dass man über den gut saugfähigen Psychrometer- docht eine Hülle eines weniger durchlässigen ,Stoffes, beispielsweise Leder, setzt.
Die Eigenschaft dieses .Stoffes kann auch da durch nachgeahmt werden, dass man statt ,dessen eine undurchlässige Haut aus Gummi oder dergl. anwendet, in cler Löcher in dem Masse angebracht sind, dass die Verdamp fung. des Wassers der Wasserabgabe der menschlichen Haut unter sonst gleichen Um ständen entspricht.
Das Kata-Thermometer nach Fig. 1 ist mit einer die Luftfeuchtigkeit berücksichti- genden Zusatzeinrichtung versehen, ,die aus einem Docht 13 ,besteht, der den temperatur empfindlichen Hohlzylinder 1 umgibt und noch mit einer weiteren, die Verdampfung herabsetzenden Hülle umgeben sein kann.
Der Docht taucht mit seinem untern Ende in ein Wassergefäss 14, das gleichzeitig als Träger,des ganzen Gerätes dienen kann.
Es hat sich ergeben, @dass Kata-Thermo- meter auch bei Luftaufbereitun,gsanlagen Verwendung finden könnten, die nicht hygienischen Zwecken dienen. Ungefähr die selben Verhältnisse herrschen z. B. auf dem Gebiet der Lagerung von Lebensmitteln, und man kann mit dem Begriff der Behaglich keit die Regelung derartiger Luftaufberei- tungsanlagen verbessern in derselben Weise wie für hygienische Zwecke.
Die Anwendung des Reglers geschieht beispielsweise dadurch, dass er selbs @ttätig nur eine der das Klima bedingenden Verän derlichen nach einem Bestwert der Abküh lungsgrösse hin verändert, vorzugsweise die im Betrieb billigste. Hat diese Grösse einen sonsüwie bestimmten Grenzwert erlangt, so wird durch vorgesehene Grenzwertregler -die Regelung umgeschaltet auf eine weitere der das Klima bedingenden Veränderlichen, vorzugsweise die zweitbilligste im Betriebe.
Im Sommer wird man z. I3. die Luft geschwindigkeit eines Raumes, die am billig sten zu verändern ist, bis zur Grenze .des Möglichen erhöhen, um den Wert der Ab kühlungsgrösse zu vergrössern, d. h. auf seinen Sollwert zu bringen. Erst dann wird entweder die Feuchtigkeit oder die Tempera tur durch besondere Massnahmen, z. B. durch Einschalten und Regeln der betreffenden Maschinen mittels des Regelkontaktes 17, vermindert.
Die Abschaltung der betreffenden, den Wert der Abkühlungsgrösse vermindernden Klimatieierungseinrichtung erfolgt selbst tätig, sobald die Abkühlungsgrösse ihren Soll wert aufweist. Dadurch ergibt sieh der denk bar billigste Betrieb von Klimatisierungsein- richtungen.
Device for measuring, recording or regulating cooling quantities. The term climate encompasses several variables of the state of the air that surrounds us, the main ones being the air temperature, the temperature of the people around us, radiators, the humidity and the speed of the air. So far, with the automatic control of a climate, these variables or the most important of them have been measured individually and used to derive control impulses.
However, this is not practical insofar as the variable that determines human wellbeing is not temperature or humidity or one of the other variables mentioned, but an intricate function of all of these influences: variables, the so-called cooling variable.
The cooling quantity is the amount of heat that is given off by or unit area of the human skin in a unit of time. It is solely decisive for the degree of human wellbeing and should therefore be used to regulate an artificial climate. The feeling of an uncomfortable climate arises simply from. An excessive heat extraction in the case of the cold, an excessive air speed or excessive dryness.
On the other hand, the feeling of humidity is caused by too high a temperature, too little air movement or too much moisture. In a coordinate system in which. The temperature, the water vapor pressure and the speed of the air, which represent three coordinates, can be used to describe the space. Divide into zones of equal comfort.
There are ellipsoids with outer surfaces of the same comfort, with a more or less extensive area of maximum comfort being present.
If the temperature and the humidity of a room are regulated according to known methods, it is very easily possible to reduce the level of comfort starting from a state of maximum comfort, just because the air temperature is due to an also existing deviation the humidity or air movement from the setpoint does not correspond to the setpoint.
The regulation is accordingly put into action, the regulated state may be out of tune under certain circumstances, just because regulation is not based on the only relevant measured variable, the cooling variable. In other words, the temperature can fluctuate by certain values without any loss of comfort, if the humidity or the air movement influences the climate in the opposite direction.
For example, due to increased humidity, air that is usually viewed as too cold can represent the most favorable value for the cooling value, so that in the case of automatic control it would be wrong to want to change the climate by adjusting the control elements.
It goes without saying in itself.i.ch. that the intricate function of the climate in the perception of humans can be represented purely ska-clear, namely through the withdrawal of energy from the skin .. because this energy withdrawal through conduction, radiation, air movement, air pressure and evaporation of water is physiological the only decisive factor.
People feel most comfortable with a certain energy withdrawal, which corresponds to a certain value of the cooling quantity. With an increased value of the cooling value, he perceives the air as too cold, too dry or too drafty, with a lower value of the cooling value it is too warm, too humid or too little heated.
It is known that the cooling quantity can be determined in such a way that: The amount of heat given off by a liquid thermometer in a certain time is measured by heating it to a constant temperature using an electric current z. B. by means of a Wa.tt- hour counter, the work delivered by the heating current in the relevant time can be measured, which corresponds to the amount of heat absorbed by the heating device.
Provided that the connection voltage remains the same, an ampere-hour meter for measuring the work or rather can be used instead of a watt-hour meter. the amount of heat used. Values are obtained that correspond to the cooling quantity if one reads the counter reading in constant periods of time.
In contrast, the present invention relates to a device for measuring, recording or regulating a cooling size with a specimen, the tempe temperature is kept practically constant by successive switching on and off of a heating current, and the invention consists in the use of a measuring device, which is one of the heating power proportional power is supplied,
and which, in comparison to the test specimen and in relation to the frequency of the switching on and off, has such a great inertia due to its mass that it does not respond to said switching on and off: of the heating current, but the average value: that of the test specimen added heating power.
Exemplary embodiments of the invention are explained below. In Fig. 1, a test specimen is shown. 1 is a hollow cylinder which is filled with an evaporating liquid 2. Inside the hollow cylinder there is a tube 3 in which a heating coil 4 is housed. The supply of the heating coil goes through a switch 5, which is controlled by a diaphragm box: 6 ge.
Is: the temperature of the cylinder below a desired value. , for example below the temperature of the human skin, the circuit of the heating device is closed and the cylinder containing the evaporating liquid is heated.
As a result of the increasing vapor pressure of the liquid 2 on the pressure membrane 6, the heating power is switched off via the Sehalter 5 when the desired temperature is exceeded.
As shown in FIG. 2, a heating coil 7, which heats a body 8, is now arranged in series with: the heating device of the cylinder 1. If the body 8 is given a certain thermal inertia, it assumes an excess temperature that does not follow the relatively fast fluctuations in the on and off times of the heating power,
but forms an average. So that the excess temperature of the heat-transferring body -8 heated in this way is a real measure for the power expended, unaffected by the heat transfer conditions to which the body is exposed, the arrangement is preferably made
that the heat exchange of the heated body 8 with the environment mainly only occurs through conduction, but not through convection, @ since the size of this energy exchange would depend on the atmospheric pressure.
If liquids or gases are used as heat-conducting connections between the body 8 which is subject to thermal inertia and a jacket 9 to be heated up, the gaps must be made sufficiently narrow and the device must be positioned vertically to ensure that the convection against the heat conduction from below - is of orderly importance.
In this way, it is possible to use the excess temperature of the thermally inert inner body: compared to the outer envelope alo direct measure for the mean heating energy and thus also the heating energy of the transmitter according to FIG. The overtemperature,
of the inner body is therefore a measure of the cooling size. Since the thermal conductivity in general in some way depends on the temperature, the excess temperature is still flawed.
This can easily be remedied by the fact that the entire heat flow from the inner body to the outer body takes place via at least two different substances, the thermal conductivity of which is differently temperature-dependent, in such a way that the heat transfer through the one: substance increases with increasing temperature "you reckon , the other falls as the temperature rises.
The Einriehtug is expediently .getroffen in such a way that the total heat transfer resistance from the inner body to the outer body is independent of the outside temperature and the excess temperature is therefore a strict measure of the power consumed. Practically ver this is realized by z. B.
Air is used as the one heat transfer medium along the cylinder surface of the inner body and a substance with a negative dependence on the conductivity of the temperature, for example sintered corundum, is used to fasten the inner body to the outer body. This heat conduction resistor is designated by 10 in FIG. 2.
If the task consists in displaying or registering the cooling quantity, then preferably with thermocouples - the temperature difference between inside and. Outer body 8 and 9 measured.
If, on the other hand, regulation of a state variable according to the cooling variable is never desired, the difference in thermal expansion of the two concentric bodies can preferably be used directly for mechanical actuation of electrical contacts, preferably vacuum contacts.
This gives you the opportunity to: control large 'switching capacities, such as those required for switching electrical heaters or adjusting flap drives, directly via this switch.
Another embodiment cdes Emp catcher is shown in more detail in FIG. The meaning of the designations 7 to 10 is already in the description of Fsg. 2 it has been clarified.
15 is a thermocouple whose one soldering point is arranged in the inner body and the other soldering point is arranged in the sprue 16 of the outer body 9. A vacuum switch 17 is provided in the head of the device,
which is switched by the expanding pipes 8 and 9 in accordance with their temperature difference via the lever 18. The switch is, for example, variably arranged in such a way that the switching takes place at a selectable temperature difference.
In addition, the terminals (not shown) for the thermocouple for connecting the receiving measuring device and for the heating winding for connecting to a line network are in the head of the device. housed the encoder of FIG. It is expedient to use multiple thermocouples. The receiver is conveniently placed near the receiving measuring device.
Its distance from the transmitter and the level of the heating voltage are not included in the measurement, as this is based on a comparison of the energies in the transmitter and receiver.
Another embodiment of the receiver3 consists in the use of a conventional watt-hour counter which integrates the power over a period of time that includes as many switching periods of the transmitter as possible.
If you compare the speed of this counter with the speed of a counter disk of a so-called time counter that always has the same speed regardless of the voltage, for example by letting them work against one another via a differential gear, the speed of the differential shaft is only the deviation of the Cooling size depends on the setpoint.
The mean value of the heating power is also in this embodiment of the subject of the invention. By means of a measuring device whose mass is subject to such inertia that it does not follow the rapid, gradual changes in the heating power, because the inertia The meter disc in the usual watt-hour meter including the gear parts is always large enough.
The deviation of the heating power from the nominal value is detected by the movement of the differential element of the differential gear.
You can now make the speed of the time counter adjustable by arranging resistors, assigning a certain Widenstan.dswert to each value to be set for the cooling variable. Each setting corresponds to a certain value of the cooling quantity at which the differential shaft has a speed of zero. When falling below or exceeding the desired value of the cooling quantity;
Compared to its setpoint, the differential shaft rotates in one direction or the other and thereby actuates contacts attached to it, which restore the desired state of the atmosphere through corresponding regulation.
The regulation of the cooling quantity and in particular the regulation with the device described is particularly advantageous when, as usual, the climate of a room is not uniform, but depends on the position of the measuring point in the room. While so far one often had to reckon with the difficulty with the temperature control of rooms that the more or less arbitrarily placed control device in the room does the room control unsatisfactorily if the deviation of the climate at the individual points of the room is particularly large, e.g.
B. by opening a window near the regulator, but you could not regulate according to the mean value of several regulators, this is possible when using the new device. Several devices according to FIG. 4 are switched in such a way that any number of transmitters transmit the heating power required for their temperature constancy in equal proportions to the device measuring the temperature difference.
Its inner cylinder 8 receives .5o many windings 11 of the same resistance as the encoder 12 are present. The method is also suitable for creating a mixed climate for an entire building. Until now, the central heating of a building could only be regulated automatically according to the temperature in a single room.
According to the described method, any mixed climate can be determined by arranging the sensors in any number of rooms. You can also by equal resistance windings one or the other donor a large, z. B. twice the weight Ge: assign the averaging. Furthermore, different transmitters can be arranged on the same heating resistor in the temperature difference measuring device 8 in a switchable manner.
In this way, one obtains a mixed climate that does justice to the most varied of circumstances.
The regulation of the amount of cooling is of great importance as so that the individual components can be recorded much more easily than the separate measurement of the air temperature, the radiation from the boundary walls, the relative humidity and the air speed.
Since, for example, the relative humidity only enters the room climate to the extent that it is recorded with sufficient accuracy and without additional effort by simply wetting the so-called Kata thermometer, the disadvantages that would otherwise be avoided ; Adhere to exact psychometers,! that the influence of the air speed and, in particular, the temperature must be compensated in a laborious manner.
The dependency of the psychrometric temperature difference on the air speed and on the temperature should be included in the measurement, since the heat dissipation of the human skin is also influenced by these influencing variables, and as intended to the same extent as the cooling variable.
Now one observes that the human skin shows a psychrometric difference which is considerably smaller than that of an ordinary psychrometer. It is therefore advisable to use a material of this type as the moisture-releasing cover of the thermometer, which has the same release of moisture as human skin.
The amount of water that evaporates must therefore not come out of the surface of the moisture-releasing layer without resistance, but must overcome diffusion resistances, so that only a relatively small fraction of the total surface is wetted, and therefore only a corresponding fraction of water can evaporate .
The surface of the human skin on the Kata thermometer is z. B. imitated by putting a cover of a less permeable material, such as leather, over the highly absorbent psychrometer wick.
The property of this .Stoffes can also be imitated by the fact that instead of using an impermeable skin made of rubber or the like, the holes are made to the extent that the evaporation occurs. of the water corresponds to the amount of water released by the human skin, all other things being equal.
The Kata thermometer according to FIG. 1 is provided with an additional device which takes into account the air humidity and which consists of a wick 13 which surrounds the temperature-sensitive hollow cylinder 1 and can be surrounded by a further envelope which reduces evaporation.
The lower end of the wick is immersed in a water vessel 14, which can also serve as a carrier for the entire device.
It has emerged that Kata thermometers could also be used in air treatment systems that are not used for hygienic purposes. About the same conditions prevail z. B. in the field of food storage, and the concept of comfort can improve the control of such air treatment systems in the same way as for hygienic purposes.
The controller is used, for example, in that it automatically changes only one of the climate-related changes towards an optimal cooling value, preferably the cheapest in operation. If this variable has reached a certain limit value, the control system is switched to another of the climate-related variables, preferably the second cheapest in the company, by the limit value controller provided.
In summer you will z. I3. Increase the air speed in a room, which is cheapest to change, to the limit of what is possible in order to increase the value of the cooling variable, d. H. to bring it to its setpoint. Only then is either the moisture or the tempera ture through special measures, such. B. by switching on and regulating the machines in question by means of the control contact 17 is reduced.
The relevant air conditioning device, which reduces the value of the cooling quantity, is switched off automatically as soon as the cooling quantity has its setpoint value. This results in the cheapest possible operation of air conditioning devices.