Nach dem Verdampfungsprinzip arbeitender Warmeverbrauchsmesser für Radiatoren.
Bekanntlich leiden die bisher verwendeten lach dem Verdampfungsprinzip arbeitenden Wärmeverbrauchsmesser für Radiatoren an dem VIangel, dass die einer bestimmten von den Radiatoren abgegebenen Wärmemenge entspreehende Verdampfung von der Tem peratur des Radiators abhängt, indem sie mit der letzteren stark anwächst. Dies führt mit sich, dass der aus der Verdampfung ermittelte Preis je Wärmeeinheit, der sogenannte Einheitspreis, im gleichen Grade wie die Temperatur ansteigt.
Falls alle Wohaungen in einem flaus die ganze Heizperiode hindurch in der Elauptsache naeh dem gleichen Schema Wärme abnehmen würden, würde dies nieht in wesentlichem Grad zu einer ungerechten VCI1 eilung der Wärmekosten Anlass geben können. In hesondern Fällen, z. B. wenn ein Verbraucher nur in der Hochsaison Wärme abnimmt, wo die Radiatortemperatur hoeh ist, wird der mit der Temperatur variierende Minheitspreis eine bedenkliche ! Ungerechtig- keit. In der Kostenverteilung mit sich führen.
Die Ursache für den genannten Mangel ist tarin xu snehen, dass die Verdampfungs ? eschwindigkeh jeder Flüssigkeit mit der Femperatur nach einer bedeutend höheren Potenz als die Wärmeabgabe eines normal. en Radiators anwächst, welch letztere nur wenig rascher als die Oberflächentemperatur des Radiators anwächst.
Man hat früher vorgeschlagen, diesem Unterschied zwischen der Änderung der Ver dampfungsgeschwindigkeit und der Änderung der Wärmeabgabe in Abhängigkeit von der Temperatur dadurch entgegenzuwirken, dal., 1 der Wärmeverbrauchsmesser mit einem von einem Thermoregulator aus Bimetall gesteuerten Sehliessorgan für den die Me#flüssigkeit enthaltenden Behälter des Messers versehen wird, welcher Thermoregula- tor das Sehliessorgan desto mehr von der Schlie#stellung wegbewegt, je hoher die Temperatur des Radiators ist.
Hierdurch wird erreieht, dass die verhältnismässig stars gekrümmte Verdampfungskurve der Messflüssigkeit, das heisst die Kurve, die die Verdamp t'ungsgesehwindigkeit(Verdampfungsmenge pro Zeiteinheit) als Funktion der Temperatur angibt, etwa-s ausgerichtet und dadurch der weniger gekrümmten Wärmeabgabekurve des Radiators besser angepasst wird.
Diese An passung beruht darauf, dass der Widerstand gegen das Abströmen von Dämpfen von der Me#flüssigkeit bei steigender Temperatur kontinuierlich @ ermindert wird, wobei diese Verminderung bei höherer Temperatur weni- ger ausgesprochen ist als bei niedrigerer Tem peratur. Im Gegensat z hierzu kann der neue Verbrauchsmesser so ausgebildet sein, dass der Wert des genannten Widerstandes bei anwachsender Temperatur zunimmt.
Man hat auch thermisch gesteuerte Schliessorgane der genannten Art für Flüssig- keitsbehälter in Wärmeverbrauchsmessem der Verdampfungsgattung verwendet aussehliesslieh zum Zwecke, die sogenannte Leerlaufver- dampfung zu verhindern, das heisst die Verdampfung, die bei gewohnlicher Zimmertem peraturstattfindenwürde, wenn der Messer nicht geheizt ist. Das genannte Sehliessorgan ist dann derart angebracht und ausgebildet, dass es die Verdampfungsoffnung des Messers schliesst, wenn der Radiator au#er Betrieb ist.
Man hat auch vorgeschlagen, Schliess- organe für den genannten Zweck derart auszuführen, dass sie durch den Druck des Wärmemediums gesteuert werden und das Verdampfen der Messflüssigkeit selbsttätig freigeben, wenn das Wärmemedium zum Strö- men dureh den in Frage stehenden wärme- verbrauchenden Apparat gebracht wird.
Auch keine dieser bekannten Massnahmen hilft dem obengenannten, von der fehlenden Übereinstimmung zwischen der Verdamp fungscharakteristik der Messflüssigkeit und der Wärmeabgabecharakteristik des Radiators herrührenden Mange) ab.
Die vorliegende Er findung st@ellt sich die Aufgabe, diesen Mangel der bisher bekannten nach dem Verdampfungsprinzip arbeitenden Wärmeverbrauehsmesser aufzuheben oderdochzuvermindern,undzwar durch die Verwendung von Mitteln, die die normal recht stark gekrümmte Verdampfungskurve der Messflüssigkeit in der Fliissig keitsampulle des Messers in einem solehen Grad ausrichten, dass das Verhältnis zwischen der Verdampf ungsgesehwindigkeit einerseits und der Wärmeabgabe je Zeiteinheit anderseits über den grosseren Teil des Messbereiches mit ausreichender Genauigkeit als konstant angesehen werden kann.
Der genannte Zweek kann beispielsweise dadurch verwirklicht wer- den, dass die genannten Mittel derart ausgebil- det und angebracht sind, dass sie in Abhän gigkeit von der Temperatur der Flüssigkeitsampulle des Wärmeverbrauchsmessers den Widerstand gegen die Verdampfung aus der letzteren erhöhen wenn die Temperatur der Ampulle über einen gewissen im voraus festgesetzten Wert ansteigt. Hierdurch wird erreicht, dass die natiirliche Neigung der Wless- flüssigkeit zu verhältnismässig stärkerer Verdampfung bei höheren Temperaturen durch eine Erhöhung des Widerstandes gegen das Abströmen der erzeugten Dämpfe von der Messerampulle vermindert wird.
In dieser Verbindung soll bemerkt werden, dass die Verdampfung aus einer Ampulle eines Verdampfungsmessers durch einen Diffusionsprozess erfolgt. Falls die Verdampfung durch zylindrische Röhren erfolgt, wie es häufig der Fall ist, wird die Verdamp fungsgeschwindigkeit annäherungsweise pro portional zum Querschnittsareal der Röhre und umgekehrt proportional zur Länge der Röhre oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche sein. Der Diffusion setzt sieh somit ein Widerstand entgegen, der in der Hauptsache dem gleichen Gesetz w@ie der elektrische Widerstand folgt. Eine temperaturgesteuerte Regelung dieses Widerstandes kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden.
Ein zur Steue- rung der Verdampfungsgeschwindigkeit be stimmtes Organ kann derart angebracht und ausgebildet sein, dass es den Widerstand in der Diffusionsbahn der Verdampfungsflüssig- keit in Abhängigkeit der Ampullentempera- tur selbsttätig derart verändert, dass die normale Verdampfungskurve der Ampulle in einem gewissen Grad ausgerichtet wird.
Zum Beispiel kann man ein Organ verwenden, das aus zwei parallelen Seheiben besteht, von wel- chen die eine einen Deekel der Ampulle bildet und eine Offnung aufweist, durch welche die Verdampfung erfolgt, während die andere Seheibe in einigem Abstand davon angeordnet ist und unter dem Einfluss eines bimetal- lisehen Organes oder eines andern temperaturempfindlichen Organes steht, das im gleichen Temperaturfeld wie die Ampulle angebracht ist und bei Änderungen dieser Tem peratur den Abstand zwischen den beiden ge nannten Scheiben selbsttätig derart verändert, dass der Widerstand der Diffusionsbahn bei steigender Temperatur erhöht wird.
Das zur Änderung des Widerstandes der Diffusionsba in Abhängigkeit der Ampul ientemperatur dienende Organ kann auch aus einem Konusventil bestehen, dessen konusför- miger Ventilkörper in seiner Lage von einem bimetallischen Organ oder einem ähnli'chen temperaturempfindiichen Organ, das sich im gleichen Temperaturfeld wie die Ampulle befindet, derart gesteuert wird, dass die Lage des Konus und damit der Widerstand der I) iffusionsbahn selbsttätig in Abhängigkeit dieser Temperatur verändert wird.
Anstatt eines Konusventils kann man einen versehiebbaren Dorn verwenden, der in einer Durchbohrung eines Pfropfens angebracht ist, der eine oder mehrere Seitenoffnun- gen hat und derart ausgebildet ist, dass er die Ampulle in einer solchen Weise nach oben sehliessen kann, dass der Diffusionswiderstand in der Ilauptsache im Zwischenraum zwischen dem Dorn und dem Pfropfen auf der Strecke zwischen den Seitenoffnungen des letzteren und dem untern Ende des Dornes bzw. einer Einclrehung des letzteren vorhanden ist, wobei die Bewegung des Dornes von einem bi- metallischen Organ oder einem andern tem peraturempfindlichen Organ gesteuert ist, das im gleichen Temperaturfeld wie die Ampulle angebracht ist.
Der genannte bewegliche Dorn kann un terhalb einer Eindrehung desselben durch ein Stüek verlängert sein, das einen etwas grosse- ren Durchmesser als der oberhalb der Eindrehung befindliche Teil des Dornes aufweist und im Verhältnis zum letzteren und zur Durehbohrung des Pfropfens derart angebracht ist, dass es, wenn der Radiator kalt ist und das bimetallische Organ somit den Dorn in den Pfropfen hinaufzieht, in die Boh- iung des letzteren hineingeführt wird und dadureh eine derartige Verengerung des freien Durchgangsareals des Pfrapfens wer- ursacht,
dass die Verdampfung aus der Am pulleherabgesetztodergegebenenfalls ganz aufgehoben wird.
Anstatt eines im Propfen oder in der Ampulle angeordneten DÏrnes kaml man ähnlich wie bei den obengenannten Wärmemessern der Verdampfungsgattung mit thermisch gesteuertem Sehliessorgan zur Verhinderung der Leerlaufverdampfung aus der Messampulle eine Kappe verwenden, die mit einem passenden Spielraum über das obere Ende der Ampulle geschoben ist, so dass der Diffusionswiderstand in der Hauptsache im Zwischen- raum zwischen der Kappe und der Aussenseite der Ampulle liegt, und zwar auf der Streeke zwischen der Oberkante der Ampulle und einer oder mehrerer Seitenöffnungen der Kappe, wobei die Kappe von einem bimetal- lischen Organ oder einem andern wärmeemp findlichen Organ gesteuert wird,
das im gleichen Temperaturfeld wie die Ampulle angebracht ist.
Diese Kappe kann von einem ringförmigen Organ umschlossen sein, das derart angeordnet ist, da# es, wenn die Kappe bei abneh- mender Temperatur angehoben wird, die genannten Öffnungen schliesst, wenn der Radiator kalt ist, wodurch die Verdampfung aus der Ampulle gezwungen wird, durch den Zwischenraum zwischen der Aussenseite der Ampulle und dem untersten Teil der Kappe zu-erfolgen, bei welch letzterem. Teil der Spielraum zwischen der Kappe und der Aussenseite der Ampulle e etwas kleiner als beim übrigen Teil der Kappe ist.
Die Flüssigkeitsampulle und die Organe für die Regelung des Diffusionswiderstandes Wnnen, abgesehen von dem bimetallischen Organ, ganz oder teilweise aus im Bereiche der vorkommenden Temperaturen hitzebe- ständigem, splitterfreiem, durehsiehtigem or ganischem Kunststoff, wie z. B. biegsamem organischem Glas, bestehen.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der auf der Zeich- nung schematisch dargestellten Ausführungs- beispiele von VorrichtungenzurRegelungdes genannten Diffusionswiderstandes erläutert.
Fig. 1 zeigt Verdampfungskurven für Wärmeverbrauehsmesser der Verdampfungsgattung,
Fig. 2 eine Wärmeabgabekurve eines Radiators sowie eine Kurve betreffend den Tem peraturunterschied zwischen dem Radiator und der Ampulle.
Fig. 3 zeigt das Verhältnis zwischen der Registrierung des'Wärmemessers und der Wärmeabgabe vom Radiator, einerseits bei einem Wärmeverbrauehsmesser, dessen Verdampfungskurve nicht ausgerichtet, anderseits bei einem Wärmeverbrauchsmesser, des- sen Verdampfungskurve ausgerichtet ist, und
Fig. 4 bis 7 zeigen senkreehte Schnitte durch vier versehiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Regelung des Diffu sionswiderstandes bei den Verdampfungsampullen von Wärmeverbrauehsmessern.
In Fig. 1 bezeichnet U'die normale Ver dampfungskurve für eine in einem Wärme- verbrauchsmesser angebrachte zylindrische Flüssigkeitsampulle, wobei angenommen wird, dass diese Ampulle einen Docht enthält, dessen oberes Ende oben in der Ampu'ü. liegt. In Fig. 1 ist die Temperatur TA der Ampulle als Abszisse und die Verdampfungsgeschwin- digkeit, das heisst, die aus der Flüssigkeitsampulle verdampfte Menge, in Milligram pro Stunde, als Ordinate aufgetragen.
Die Kurve U" in Fig.1 ist die reduzierte Verdampfungskurve, das heisst die Kurve, die durch Ausrichtung der normalen Ver dampfungskurve mittels der im nachfolgenden näher beschriebenen Regulierungsorgane entsteht. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liegt die re duzierte Kurve U"innerhalb des Temperaturbereiches 40 bis 75 C sehr nahe an einer Geraden, die durch den 20 C entsprechenden Punkt der Abszissenaehse geht, wobei jedoch die Kurve U"schwach nach oben gekrümmt ist.
In Fig. 2 ist q eine Kurve, die die Wärmeabgabe eines Radiators in Kilogrammkalorien pro Stunde als Funktion der Radiatortemperatur TR angibt. Zwischen der Radiatortemperatur TR und der Temperatur TA des Radiatormessers besteht normalerweise ein klei- nerer von der Temperatur abhängiger Unter schied TR, welcher Unterschied durch die Kurve t unten in Fig. 2 verlan,, t ist.
Mittels der in Fig. l und 2 gezeigten Kurven kann man die in Fig. 3 gezeigten Kurven berechnen, von welchen die Kurve f das Verhältnis zwischen der Verdampfungsgeschwindigkeit U' des Wärmeverbrauchsmessers einerseits und der entsprechenden Wärmeabgabe q des Radiators anderseits als Funktion der Radiatortemperatur angibt, wenn die Verdampfungskurve nicht ausge- richtet ist, wahrend die Kurve f'das gleiche Verhältnis angibt, wenn die Verdampfungskurve auf die erfindungsgemässe Weise aus geriehtet ist. Die Kurven f und f' drücken somit den Einheitspreis für den Wärmever brauch in Abhängigkeit der Temperatur des Radiators aus.
Die Kurve f' ist diejenige dieser Kurven, die nach der vorliegenden Erfindung in Betracht kommt, und sie zeigt, da# zwischen 50 und 70 C der Einheitspreis im wesentlichen konstant sein wird, und Zass ausserhalb dieses Bereiches der Einheitspreis nur verhältnismässig wenig ansteigt, solange man sich innerhalb des Temperaturbereiches 40 bis 80 C hält. Falls die Verdampfungskurve nicht ausgerichtet ist, wird der Einheitspreis im let-ztgenannten Bereich auf etwa den doppelten Wert ansteigen, wenn die Temperatur von 40 bis 80 C steigt.
Es soll bemerkt werden, dass man bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung mit praktisch beliebiger Toleranz einen konstanten Einheitspreis erreichen kann. Die in Fig. 3 bei der Kurve f'veranschaulichte Konstanz muss in allen norma. len Fällen als aus- reichend angesehen werden. Diese Kurven- form wird durch die unten beschriebenen Vorrichtungen zur Regelung des Diffusionswiderstandes erreicht.
In Fig. 4 bezeichnet l eine Ampulle, 3 eine Scheibe, die einen Deekel der Ampulle bildet und eine zentral. e öffmmg 30 aufweist, und 4 bezeichnet eine andere Scheibe, die in einem gewissen Abstand oberhalb der Seheibe 3 angeordnet, ist und von einer bimetallischen Schleife 2 getragen wird, die an dem Messergehäuse 20 in wärmeleitender Verbindung mit dem letzteren angeordnet ist.
Falls die Temperatur des in Frage stehenden Messers verändert wird, wird der Zwi schenraum zwischen den Seheiben 3 und 4 entsprechend verändert werden, und zwar var derart, da# der Zwisehenraum vermindert wird, wenn die Temperatur steigt. Dadurch wird auch der Diffusionswiderstand verändert, und zwar derart, dass er desto grosser wird, je hoher die Temperatur ist. Hier durch wirderreicht,dassdie Verdamp fungsgeschwindigkeit bei höherer Tempera- tur vermindert wird, was wiederum bedeutet, dass die Verdampfungskurve ausgerichtet wird, wie oben in Verbindung mit Fig. 2 ver- anschaulicht.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausfüh- rungsform wird zur Regelung der Verdamp fungsgeschwindigkeit ein Konusventil 5, 6 verwendet, dessen beweglicher Konus 6 von der bimetallischen Schleife 2 getragen und umso mehr in den Ventilsitz 5 herabgesenkt wird, je hoher die Temperatur ist.
Während bei den beiden in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen der Widerstand der Diffusionsbahn durch Veränderung des Querschnittes der Diffusionsbahn verändert wird, erfolgt bei den in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen die Regelung des Widerstandes der Diffusionsbahn durch Veränderung der Länge der Diffusionsbahn.
In Fig. 6 ist die Ampulle I mittels eines Pfropfens 7 geschlossen, der eine axiale Durchbohrung 8 und eine Querbohrung 9 hat.
In die axiale Durchbohrung 8 ist ein Dorn 10 eingeführt, der an der bimetallischen Schleife 2 aufgehängt ist, und zwar derart, dass er nmso mehr in die Durchbohrung 8 herab- gesenkt ist, je hoher die Temperatur ist. Die Diffusion geschieht durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Aussenseite des Dornes 10 und der Innenseite des Pfropfens 7, indem die Dämpfe durch die Querbohrung 9 entweichen. Steigt die Temperatur, wird die effektive Länge der Diffusionsbahn grö sser, wodurch die Verdampfungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird.
Wenn die Radiatortemperatur abnimmt, wird der Widerstand gegen die Diffusion nur bis zu einer gewissen Grenze vermindert, das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist aber derart eingerichtet, dass der Verdampfungswider- stand sehr bedeutend erhöht wird, wenn der Radiator kalt wird, so dass man die sogenannte Nullverdampfung ganz oder teilweise unterdruckt.
Diese Widerstandserhöhung erfolgt da- durch, dass das untere Ende 11 des Dornes, welches Ende durch einen eingedrehten Bereich 1 desDomesvomübrigen Teil des letzteren getrennt ist, in die Längsbohrung 8 hinaufgeführt wird, wenn der Radiator kalt wird. Indem der Teil 11 einen et was grö#eren Dnrchmesser hat als der oberhalb der Ver engerung 12 liegende Teil des Dornes, wird er die Breite des ringförmigen Spaltes zwi schen dem Pfropfen und dem Dorn so hedeu- tend verkleinern, dass die Verdampfung im kalten Zustand sehr wesentlich herabgesetzt wird.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel wird zur Regelung des Diffu- sionswiderstandes eine Kappe 13 verwendet, die mit einem gewissen Spielraum über das obere Ende der Ampulle 1 geschoben ist. Der Widerstand der Diffusionsbahn ist hier hauptsächlich im ringförmigen Spalt 22 zwi schen der Kappe 13 und der Aussenwand der Ampulle, gerechnet von der Oberkante der Ampulle bis zu einer oder mehrerer verhält nismässig grosser Seitenöffnungen 14 in dem m die Ampulle herum liegenden Teil der Kappe, vorhanden.
Es soll. bemerkt werden, dass die in Fig. 1 gezeigteVerdampi'ungskurvefüreinen Messer bestimmt, worden ist, in welchem. das obere Ende der Ampulle 1 von einer Kappe 13, Fig. 7 umschlossen war, welche Kappe einen Innendurchmesser von 11,4 mm auf vies, während der Aussendurchmesser der Ampulle 11, 2 mm betrung.
Die Locher 14, Fig. 7, der Kappe hatten einen Durchmesser von 1, 0 mm, und die Abstände von der Oberkante der Ampulle bis zur obern Endfläehe des Dochtesund bis zum obern Teil der Be grenzungskante der Löcher 14 bei ganz naeh unten geschobener Kappe betrugen 5 bzw.
7 mm.
Um die Kappe herum kann, wie in Fig. 7 dargestellt, ein stationärer Ring derart im Verhältnis zu den Öffnungen 14 angeordnet sein, dass, wenn die Kappe in ihre höchste Lage im Verhältnis zur Ampulle aufgezogen ist, dieser Ring die Öffnungen 14 sehliesst.
Die Verdampfung wird dann durch den ringförmigen Zwisehenraum 23 zwischen der Aussenseite der Ampulle und dem unterhalb der Seitenöffnungen 14 liegenden Teil 15 der Kappe erfolgen können. Dieser ringförmige Xwisehenraum 23 ist so eng wie unter Berüeksiehtigung der freien Beweglichkeit der Kappe gegenüber der Ampulle möglich gewählt, wodurch er die Verdampfungsgeschwin- digkeit wesentlich herabsetzt, wenn der Ring 16, der übrigens durch ein beliebiges anderes Organ ersetzt werden kann, die Seitenöffnun- gen 14 schliesst.
In der obigen Beschreibwg wurde überall angenommen, dass das bewegliehe Organ zur Regelung der Verdampfungsgesehwindigkeit mit einem bimetallisehen Organ verbunden war, das in der Form eines Stapels von Bi metallbügeln gedacht wurde. Die Erfindung ist indessen nicht auf diese Ausführung des widerstandregelnden Organes beschränkt, sondern eine beliebige andere bekannte Vorrich tung zu temperaturgesteuerter Regelung des WViderstandes der Diffusionsbahn oder andere Formen von Bimetallorganen oder Organen, die nach ganz andern Prinzipien, z. B. dem Bourdon-Prinzip, ausgeführt sind, können ebenfalls Anwendung finden.
Die direkte Zusammenkuppelung des Regelorganes und des bimetallischen Einstellorganes in Fig. 4 bis 7 kann durch eine zwi schenliegende Kuppelung ersetzt werden, die eine grössere Bewegung des beweglichen Regelorganes bewirkt als diejenige, die unmittelbar von bimetallischen Organen abgeleitet wird bzw. eine mit der Temperatur nicht linear variierende Versehiebung des beweglichen Regelorganes, wie z. B. der Kappe 13, herbeiführt. Eine Verschiebung der letztgenannten Art kann gegebenenfalls erforder- liell sein, falls man eine sehr genaue Einhal- tung eines konstanten Einheitspreises innerhalb eines besonders grossen Temperaturbereiches erstrebt.
In dieser Verbindung soll bemerkt werden, dass die Kurve f' in Fig. 3 einer einfachen linearen Verschiebung ent- spricht.
Schliesslich soll bemerkt werden, da# die normalerweise recht enge spaltformige Dif fusionsbahn, die bei einigen der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Ausrichten der Verdampfungskurve vorhanden ist, eine verhältnismässig kleine Toleranz bei der Herstellung der in Frage stehenden Organe voraussetzt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 liegt der wesentlichste Diffusionswiderstand im Spalt zwischen der Aussenseite der Ampulle und der Innenseite der Kappe. Falls die Ampulle aus Glas hergestellt ist, wird es recht schwierig sein, die gewünschte Gleichmässig- keit der Spaltenbreite für eine gegebene Partie von Ampullen zu erreichen, und es kann deshalb zweekmässig sein, die Ampulle mit der zugehörigen Regelvorrichtung oder Teilen der letzteren, abgesehen von dem bimetallisehen Organ, aus einem ausreichend hitzebeständi- gen, splitterfreien, durchsichtigen, organi- schen Kunststoff, vorzugsweise aus biegsamem organischem Glas unter Druck herzustellen.
Bei modernen Methoden der Formgebung eines solehen Materials unter Druck wird man leicht die ausreichende Genauigkeit der Dimensionen erreichen können.
Heat consumption meter for radiators that works according to the evaporation principle.
It is well known that the heat consumption meters for radiators that have been used up to now and that work according to the evaporation principle suffer from the problem that the evaporation corresponding to a certain amount of heat emitted by the radiators depends on the temperature of the radiator, as it increases sharply with the latter. This means that the price per unit of heat determined from the evaporation, the so-called unit price, rises to the same extent as the temperature.
If all apartments were to take heat in the same way throughout the entire heating season, this would never give rise to an unjust VCI1 division of heating costs to a significant degree. In special cases, e.g. B. If a consumer only takes off heat in the high season, where the radiator temperature is high, the minimum price, which varies with the temperature, becomes a questionable one! Injustice. Carry out in the cost allocation.
The cause of the mentioned deficiency is tarin xu snehen that the evaporation? Every liquid accelerates with temperature to a significantly higher potency than the heat output of a normal. The radiator grows, the latter growing only a little faster than the surface temperature of the radiator.
It has previously been proposed to counteract this difference between the change in the evaporation rate and the change in the heat dissipation as a function of the temperature by using the heat consumption meter with a shut-off device for the container containing the measuring liquid, controlled by a bimetal thermoregulator Knife is provided, which thermoregulator moves the closing organ the more away from the closed position, the higher the temperature of the radiator.
This ensures that the relatively star-curved evaporation curve of the measurement liquid, i.e. the curve that indicates the evaporation rate (amount of evaporation per unit of time) as a function of temperature, is approximately aligned and thus better adapted to the less curved heat output curve of the radiator .
This adaptation is based on the fact that the resistance to the outflow of vapors from the measuring liquid is continuously reduced as the temperature rises, this reduction being less pronounced at a higher temperature than at a lower temperature. In contrast to this, the new consumption meter can be designed in such a way that the value of the said resistance increases with increasing temperature.
Thermally controlled closing devices of the type mentioned have also been used for liquid containers in heat consumption meters of the evaporation type exclusively for the purpose of preventing so-called idle evaporation, i.e. evaporation that would take place at normal room temperature when the knife is not heated. Said closing element is then attached and designed in such a way that it closes the evaporation opening of the knife when the radiator is out of operation.
It has also been proposed to design closing elements for the stated purpose in such a way that they are controlled by the pressure of the heating medium and automatically release the evaporation of the measuring liquid when the heating medium is made to flow through the heat-consuming apparatus in question .
Also none of these known measures help the above-mentioned deficiency arising from the lack of correspondence between the evaporation characteristics of the measuring liquid and the heat emission characteristics of the radiator.
The present invention sets itself the task of eliminating or reducing this deficiency of the previously known heat consumption meters, which work according to the evaporation principle, and indeed by using means that reduce the normally very strongly curved evaporation curve of the measuring liquid in the liquid ampoule of the knife to such a degree align that the ratio between the evaporation rate on the one hand and the heat dissipation per unit of time on the other hand can be viewed as constant over the larger part of the measuring range with sufficient accuracy.
The stated purpose can be achieved, for example, in that the stated means are designed and attached in such a way that, depending on the temperature of the liquid ampoule of the heat consumption meter, they increase the resistance to evaporation from the latter when the temperature of the ampoule exceeds increases by a certain predetermined value. What is achieved hereby is that the natural tendency of the Wless liquid to relatively stronger evaporation at higher temperatures is reduced by increasing the resistance to the flow of the vapors generated from the measuring ampoule.
In this connection it should be noted that evaporation from an ampoule of an evaporation meter takes place by a diffusion process. If the evaporation occurs through cylindrical tubes, as is often the case, the evaporation rate will be approximately proportional to the cross-sectional area of the tube and inversely proportional to the length of the tube above the liquid surface. Diffusion is thus opposed by a resistance which in the main follows the same law as electrical resistance. A temperature-controlled regulation of this resistance can be achieved in various ways.
An organ intended to control the evaporation rate can be attached and designed in such a way that it automatically changes the resistance in the diffusion path of the evaporation liquid as a function of the ampoule temperature in such a way that the normal evaporation curve of the ampoule is aligned to a certain degree .
For example, one can use an organ that consists of two parallel disks, one of which forms a cap of the ampoule and has an opening through which evaporation takes place, while the other disk is located some distance from it and below the Influence of a bimetal-lisehen organ or another temperature-sensitive organ, which is attached in the same temperature field as the ampoule and changes in this temperature automatically changes the distance between the two named discs such that the resistance of the diffusion path increases with increasing temperature .
The organ used to change the resistance of the diffusion tube as a function of the ampoule temperature can also consist of a conical valve, the conical valve body of which is in its position from a bimetallic organ or a similar temperature-sensitive organ that is in the same temperature field as the ampoule , is controlled in such a way that the position of the cone and thus the resistance of the fusion path is changed automatically as a function of this temperature.
Instead of a cone valve, a displaceable mandrel can be used which is mounted in a through-hole of a plug which has one or more side openings and is designed in such a way that it can close the ampoule upwards in such a way that the diffusion resistance in the Mainly in the space between the mandrel and the plug on the route between the side openings of the latter and the lower end of the mandrel or a turning of the latter, the movement of the mandrel is controlled by a bimetallic organ or some other temperature-sensitive organ that is placed in the same temperature field as the ampoule.
The above-mentioned movable mandrel can be extended below a recess of the same by a piece which has a slightly larger diameter than the part of the mandrel located above the recess and is attached in relation to the latter and the through hole of the plug in such a way that it when the radiator is cold and the bimetallic organ thus pulls the mandrel up into the plug, is guided into the bore of the latter and thereby causes such a narrowing of the free passage area of the plug,
that the evaporation from the ampoule is reduced or, if necessary, completely eliminated.
Instead of a pin arranged in the stopper or in the ampoule, a cap can be used, similar to the above-mentioned heat meters of the evaporation type with a thermally controlled closing element, to prevent idle evaporation from the measuring ampoule, which is pushed over the upper end of the ampoule with a suitable clearance, see above that the diffusion resistance is mainly in the space between the cap and the outside of the ampoule, namely on the stretch between the upper edge of the ampoule and one or more side openings of the cap, the cap being from a bimetal organ or another heat-sensitive organ is controlled,
which is placed in the same temperature field as the ampoule.
This cap can be enclosed by an annular member which is arranged in such a way that, when the cap is raised with decreasing temperature, it closes the openings mentioned when the radiator is cold, whereby the evaporation from the ampoule is forced, through the space between the outside of the ampoule and the lowermost part of the cap, in which case the latter. Part of the clearance between the cap and the outside of the ampoule e is slightly smaller than the rest of the cap.
The liquid ampoule and the organs for regulating the diffusion resistance Wnnen, apart from the bimetallic organ, are wholly or partially made of heat-resistant, splinter-free, transparent or ganischem plastic such as plastic. B. flexible organic glass exist.
The invention is explained in the following description with reference to the exemplary embodiments of devices for regulating said diffusion resistance shown schematically in the drawing.
Fig. 1 shows evaporation curves for heat consumption meters of the evaporation type,
Fig. 2 is a heat output curve of a radiator and a curve relating to the Tem temperature difference between the radiator and the ampoule.
3 shows the relationship between the registration of the heat meter and the heat output from the radiator, on the one hand with a heat consumption meter whose evaporation curve is not aligned, and on the other hand with a heat consumption meter whose evaporation curve is aligned, and
Fig. 4 to 7 show vertical sections through four different embodiments of devices for controlling the diffusion resistance in the evaporation ampoules of heat consumption meters.
In FIG. 1, U 'denotes the normal evaporation curve for a cylindrical liquid ampoule mounted in a heat consumption meter, it being assumed that this ampoule contains a wick, the upper end of which is at the top of the ampoule. lies. In FIG. 1, the temperature TA of the ampoule is plotted as the abscissa and the evaporation rate, that is to say the amount evaporated from the liquid ampoule, in milligrams per hour, as the ordinate.
The curve U "in Fig.1 is the reduced evaporation curve, that is, the curve that arises by aligning the normal Ver evaporation curve by means of the regulating organs described in more detail below. As can be seen from Fig. 1, the reduced curve U" is within the Temperature range 40 to 75 C very close to a straight line that goes through the point of the abscissa axis corresponding to 20 C, but the curve U "is slightly curved upwards.
In FIG. 2, q is a curve which indicates the heat output of a radiator in kilogram calories per hour as a function of the radiator temperature TR. Between the radiator temperature TR and the temperature TA of the radiator meter there is normally a smaller temperature-dependent difference TR, which difference is required by the curve t at the bottom in FIG.
The curves shown in Fig. 1 and 2 can be used to calculate the curves shown in Fig. 3, of which the curve f indicates the ratio between the evaporation rate U 'of the heat consumption meter on the one hand and the corresponding heat output q of the radiator on the other hand as a function of the radiator temperature, when the evaporation curve is not aligned, while the curve f 'indicates the same ratio when the evaporation curve is aligned in the manner according to the invention. The curves f and f 'thus express the unit price for the heat consumption as a function of the temperature of the radiator.
The curve f 'is the one of these curves which comes into consideration according to the present invention, and it shows that the unit price will be essentially constant between 50 and 70 ° C, and that outside this range the unit price only increases relatively little as long as it is one keeps within the temperature range 40 to 80 C. If the evaporation curve is not aligned, the unit price in the last-mentioned area will increase to about double the value as the temperature rises from 40 to 80 C.
It should be noted that one can obtain a constant unit price with virtually any tolerance using the present invention. The constancy illustrated in FIG. 3 for curve f 'must be used in all norma. len cases can be regarded as sufficient. This curve shape is achieved by the devices described below for regulating the diffusion resistance.
In Fig. 4, 1 denotes an ampoule, 3 a disk which forms a bottom of the ampoule and a central one. e opening 30, and 4 denotes another disc which is arranged at a certain distance above the Seheibe 3, and is carried by a bimetallic loop 2, which is arranged on the knife housing 20 in thermally conductive connection with the latter.
If the temperature of the knife in question is changed, the space between the disks 3 and 4 will be changed accordingly in such a way that the space between the disks is reduced as the temperature rises. This also changes the diffusion resistance in such a way that the higher the temperature, the greater it is. What is achieved hereby is that the evaporation rate is reduced at higher temperatures, which in turn means that the evaporation curve is aligned, as illustrated above in connection with FIG.
In the embodiment shown in FIG. 5, a cone valve 5, 6 is used to regulate the evaporation rate, the movable cone 6 of which is carried by the bimetallic loop 2 and is lowered into the valve seat 5 the higher the temperature.
While in the two embodiments shown in FIGS. 4 and 5 the resistance of the diffusion path is changed by changing the cross section of the diffusion path, in the embodiments shown in FIGS. 6 and 7 the resistance of the diffusion path is controlled by changing the length of the diffusion path.
In FIG. 6, the ampoule I is closed by means of a plug 7 which has an axial through-hole 8 and a transverse hole 9.
A mandrel 10, which is suspended from the bimetallic loop 2, is inserted into the axial through-hole 8 in such a way that the higher the temperature, the more it is lowered into the through-hole 8. The diffusion occurs through the annular space between the outside of the mandrel 10 and the inside of the plug 7, in that the vapors escape through the transverse bore 9. If the temperature rises, the effective length of the diffusion path increases, as a result of which the evaporation rate is reduced.
If the radiator temperature decreases, the resistance to diffusion is reduced only up to a certain limit, but the embodiment according to FIG. 6 is set up in such a way that the evaporation resistance is increased very significantly when the radiator becomes cold, so that the so-called zero evaporation completely or partially suppressed.
This increase in resistance takes place in that the lower end 11 of the mandrel, which end is separated from the remaining part of the latter by a screwed-in area 1 of the mandrel, is guided up into the longitudinal bore 8 when the radiator becomes cold. Since the part 11 has a slightly larger diameter than the part of the mandrel above the constriction 12, it will reduce the width of the annular gap between the plug and the mandrel so significantly that evaporation in the cold state is reduced very substantially.
In the embodiment shown in FIG. 7, a cap 13 is used to regulate the diffusion resistance, which is pushed over the upper end of the ampoule 1 with a certain amount of space. The resistance of the diffusion path is here mainly in the annular gap 22 between the cap 13 and the outer wall of the ampoule, counted from the top edge of the ampoule to one or more relatively large side openings 14 in the part of the cap located around the ampoule .
It should. it should be noted that the evaporation curve shown in Figure 1 has been determined for a knife in which. the upper end of the ampoule 1 was enclosed by a cap 13, FIG. 7, which cap had an inside diameter of 11.4 mm, while the outside diameter of the ampoule 11 was 2 mm.
The holes 14, Fig. 7, of the cap had a diameter of 1.0 mm, and the distances were from the upper edge of the ampoule to the upper end surface of the wick and to the upper part of the boundary edge of the holes 14 when the cap was pushed very close 5 or
7 mm.
As shown in FIG. 7, a stationary ring can be arranged around the cap in relation to the openings 14 in such a way that, when the cap is pulled into its highest position in relation to the ampoule, this ring closes the openings 14.
The evaporation will then be able to take place through the annular space 23 between the outside of the ampoule and the part 15 of the cap located below the side openings 14. This annular Xwisehenraum 23 is selected as narrow as possible taking into account the free mobility of the cap relative to the ampoule, whereby it significantly reduces the evaporation rate when the ring 16, which can be replaced by any other organ, the side openings 14 closes.
In the above description it was assumed everywhere that the movable organ for regulating the rate of evaporation was connected to a bimetallic organ, which was thought of in the form of a stack of bimetal hangers. The invention is not limited to this embodiment of the resistance regulating organ, but any other known Vorrich device for temperature-controlled regulation of the resistance of the diffusion path or other forms of bimetallic organs or organs that operate according to completely different principles, eg. B. the Bourdon principle, can also be used.
The direct coupling of the control element and the bimetallic adjusting element in Fig. 4 to 7 can be replaced by an intermediate coupling that causes a greater movement of the movable control element than that which is derived directly from bimetallic organs or one with the temperature not linear varying displacement of the movable control element, such. B. the cap 13, brings about. A shift of the last-mentioned type may possibly be necessary if a very precise maintenance of a constant unit price within a particularly large temperature range is sought.
In this connection it should be noted that the curve f 'in FIG. 3 corresponds to a simple linear shift.
Finally, it should be noted that the normally very narrow gap-shaped diffusion path that is present in some of the devices described above for aligning the evaporation curve requires a relatively small tolerance in the manufacture of the organs in question.
In the embodiment according to FIG. 7, the most important diffusion resistance is in the gap between the outside of the ampoule and the inside of the cap. If the ampoule is made of glass, it will be quite difficult to achieve the desired uniformity of the gap width for a given lot of ampoules, and it may therefore be two-way to exclude the ampoule with the associated control device or parts of the latter the bimetallic organ, to be produced under pressure from a sufficiently heat-resistant, splinter-free, transparent, organic plastic, preferably from flexible organic glass.
With modern methods of shaping such a material under pressure one can easily achieve sufficient accuracy of the dimensions.