CH279342A - Wärmezähler. - Google Patents

Wärmezähler.

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CH279342A
CH279342A CH279342DA CH279342A CH 279342 A CH279342 A CH 279342A CH 279342D A CH279342D A CH 279342DA CH 279342 A CH279342 A CH 279342A
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CH
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medium
heat
thermocouples
channels
channel
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Inventor
Telefonaktiebolaget L Ericsson
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Ericsson Telefon Ab L M
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Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/06Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description


  



  Wärmezähler.



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine   Einriehtung zur 31essung    von   Wärme-    mengen, die durch ein zirkulierendes   Wärme-    transportmedium durch eine Heiz-oder   Kühl-    anlage befördert werden. Ein Wärmezähler von aussergewöhnlieh einfaeher und zuverlässiger Konstruktion ohne irgendwelche bewegte Teile wird durch diese Erfindung ermöglicht.



  Der Wärmezähler basiert auf der bekannten Tatsache, dass die Wärmeübergangszahl für den Fall. eines flüssigen Mediums, das einen festen Korper bespült, mit der   Geschwindig-    keit des Mediums variiert.



     Der Wärmezähler nach    der Erfindung besitzt zwei Kanäle, wovon der eine einen Teil einer Hinleitung und der andere einen Teil einer   Rüekleitung des Wärmetransportmediums    ist, das durch die wärmeaufnehmende oder wärmeabgebende Anlage fliesst, ferner zwei wärmeleitende Korper, deren Endteile mit   Milfe    von wärmeisolierenden   Paekungen    in den Kanalwänden in die genannten Kanäle eingelassen sind und die jeder einen Wärmeaustausch zwischen dem Medium des einen Kanals und dem des andern Kanals ergeben.



  Dieser Wärmezähler ist dadurch   gekennzeich-    net, dass diejenigen Teile des einen K¯rpers, die in die genannten Kanäle eingelassen sind, in Kappen aus wärmeleitendem Material ein  gesehlossen    sind, die mit einem ruhenden Medium gefüllt sind, und dass ein Thermoelement in jedem   der genannten Korper    so angeordnet ist, dass dessen Lötstellen in den eingelassenen Endteilen des Körpers liegen, so dass jedes der beiden Thermoelemente eine zur Temperaturdifferenz zwischen den Endteilen des Körpers proportionale Spannung abgibt, und dass diese Thermoelemente so in Serie geschaltet sind, dass sie sich entgegenwirken, wobei die resultierende Differenzspannung zu einer elektrischen Messeinrichtung geführt wird.



   Zwei Ausführungsbeispiele des   Erfindungs-    gegenstandes veranschaulicht schematisch die beiliegende Zeichnung.



   Fig. 1 zeigt eine erste Ausf hrungsform, und
Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsform.



   Fig. 3 zeigt Kurven der Beziehung zwi  schen    der elektromotorischen Kraft, die von den Thermoelementen geliefert wird, und derjenigen Wärmemenge, die in der wärmeaufnehmenden oder wärmeabgebenden Anlage aufgenommen oder abgegeben worden ist bei   zwei versehiedenen Bterten    der Temperaturdifferenz zwischen dem Mediuni im Hinlei  tungskanal und    dem Medium im Rüekleitungskanal.



   In den Fig.   1    und 2 sind zwei KanÏle   1      und 2    im Schnitt gezeichnet, durch die das WÏrmetransportmedium flie¯t. Der eine Kanal ist ein Teil der   Hinleitung    und der andere ein Teil   der Rüekleitung einer    Anlage zur   Warmeaufnahme    oder Wärmeabgabe. Zwi  schen    den beiden Kanälen befinden sich zwei wärmeleitende Körper 3 und   4,    die von den  Kanalwänden mit Hilfe von Packungen   13,    14, 15 und 16 isoliert sind und die einen Wärmeaustausch zwischen dem Medium des einen Kanals und dem Medium des andern Kanals vermitteln.

   Dieser'Wärmeaustausch ist natürlieh unerheblich, vergliehen mit dem in der Messeinrichtung zu messenden   Wärme-    umsatz in der Anlage zur Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme. Die wärmeleitenden Körper 3 und 4 sind hohl und enthalten jeder ein Thermoelement, das je aus einer Gruppe von   Lotstellen    9 und 10 respektive 11 und 12 besteht. Die Lötstellen sind mit   Bleiglätte    oder irgendeinem andern   elekhliseh    isolierenden Material von guter Wärmeleitfähigkeit verklebt, wodurch eine Verbindung guter Wärmeleitfähigkeit zwischen den   Lotstellen    und den wärmeleitenden Korpern 3 und 4 entsteht.



   Diejenigen Teile des wärmeleitenden   Kör-    pers 3, die in die KanÏle eingelassen sind, haben die Form von niedrigen Zylindern ; es   bat    sich   erwiesen,dassdiese    Form eine im wesentlichen lineare Beziehung zwischen dem zu messenden Wärmeumsatz und der elektromotorisehen Kraft des Thermoelementes der Messeinrichtung ergibt. Unter   Berüeksiehti-      gung dieser Tatsaehe    sind die ebenen Oberflächen der Zylinder mit   Korkscheiben    5 und 6 bedeckt. Diejenigen Teile des   wärme-    leitenden Körpers   4,    die in die Kanäle eingelassen sind, sind beide in Kappen 7 respektive 3 von wärmeleitendem Material eingesehlossen.



  Diese Kappen sind mit einem ruhenden Medium gefüllt.



   Die beiden Thermoelemente 9-l. und 11-12 in Fig. 2 sind so geschaltet, dass sie sich entgegenwirken, und die resultierende Spannung ist zu einem   Elektrolytzähler F ge-    führt, unter Zwischenschaltung eines Regulierwiderstandes R, der so eingestellt ist, dass P >  jeder   Teilstrieh    der Skala des   Elektrolytzäh-    lers einer bestimmten aufgenommenen oder abgegebenen   Wärmemenge entspricht. Durch    den Elektrolytzähler fliesst dann ein Strom, der zum Teil mit der Temperaturdifferenz zwischen dem Medium des   Hinleitungskanals    und dem Medium des   Rüekleitungskanals    variiert, zum Teil mit der   Gesehwindigkeit    des Mediums in den Kanälen.

   Die KanÏle sind   g'leiph    dimensioniert, und die gleiche Menge des Mediums durchflie¯t sie, weshalb die Ge  schwindigkeit    des Mediums in den beiden Kanälen immer dieselbe ist. Wenn bei be  stimmter    Temperaturdifferenz zwischen den Medien der beiden Kanäle die Geschwindigkeit des Mediums sehr stark anwäehst, erreicht die elektromotorische Kraft der Thermoelemente einen Grenzwert, dessen Grosse proportional zur genannten Temperaturdifferenz ist.



   Die Kurven a und b in Fig. 3 zeigen die Beziehung zwischen dem durch das WÏrmetransportmedium vermittelten Wärmeumsatz q in der Anlage zur Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme und der elektromotorischen Kraft m, die von den Thermoelementen   9-10    im Kalorimeter naeh Fig.   1    oder 2 erhalten wird bei zwei verschiedenen Werten der Temperaturdifferenz zwischen dem Medium des   Hinleitungskanals    und dem Medium des R ckleitungskanals. In Fig. 3 zeigen   Tl    und   T2    diese Grenzen für die elektromotorische Kraft   mu    an, die bei sehr hoher   Geschwindig-    keit im Medium f r zwei Werte der Temperaturdifferenz erreicht werden.

   Wie ersichtlich, verlaufen die Kurven parallel zueinander und sind im Bereich q = 0 bis q =   ql    im wesentlichen gerade Linien. Der Grund dafür, dass nicht die gleiche Kurve unabhängig von der Temperaturdifferenz erhalten wird, liegt   teil-    weise darin, dass die Wärmeleitzahl zwischen dem Medium und einem festen Körper mit dem absoluten AVert der Temperatur variiert, und teilweise darin, dass bei unbewegtem Medium kein Wärmeaustausch stattfindet, wobei jedoeh die elektromotorische Kraft des Thermoelementes proportional ist zur Temperaturdif  ferenz    zwischen dem Medium des Hinleitungskanals und dem Medium des Rüekleitungskanals. Um diese Variation der Messeinrichtung   Li    kompensieren, ist der wärmeleitende Körper 4 eingebaut.

   Die Berührungsflächen zwischen Körper 4 und Medium sind in die erwähnten Kappen 7 und 8 eingeschlossen, weshalb sie sieh immer in einem ruhenden Medium befinden. Das Thermoelement 11-12 ist so abgeglichen, dass seine elektromotori sehe Kraft al respektive   b1    in Fig. 3 die elektromotorische Kraft von Thermoelement 9-10 gerade aufhebt, wenn das Medium in den Kanälen sich nicht bewegt. Da   sieh    die Wärmeübergangszahl zwischen dem Medium und den beiden wärmeleitenden Körpern 3 und 4 um den gleichen Betrag für jede   Tem-      peraturänderung    im Medium ändert, zeigt die   Messeinriehtung    immer q = 0 an, wenn sich das Medium nicht bewegt.

   In Fig. 3 entsprechen die Kurven a und al den elektromotori  schen    Kräften des Thermoelementes 9-10 respektive 11-12 bei bestimmter Temperatur im Medium und die Kurven   b    und   bol    denselben elektromotorischen Kräften bei einer andern Temperatur. Die resultierende elektromotorische Kraft des Messgerätes folgt in beiden Fällen der Kurve c, die als im wesentlichen linear zwischen den Werten q = 0 und q =   ql    angenommen werden kann. Die Kurven   Si    und   bl    können hier als unabhängig von der Geschwindigkeit des Mediums angesehen werden.



   Praktisch wird immer eine kleine   Tem-    peraturdifferenz zwischen dem fliessenden Medium und dem ruhenden Medium in den Kappen 7 und 8 auftreten. Damit die Messeinrichtung genau 0 zeigt, wenn das Medium in den Kanälen sich nieht bewegt, ist ein drittes Thermoelement   17-1.    in Fig.   1    hinzugefügt worden. Die Lötstellen 17 und 18 sind in   Kupferhülsen    mit einer   Bleiglättefüllung    angeordnet, sind von den Kanalwänden mit Hilfe von Packungen 19-20 isoliert und vom Medium in den Kanälen umspült, so dass sie die Temperatur des Mediums annehmen. Die elektromotorische Kraft des Thermoelementes 17-18 wächst proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem Medium des Kanals 1 und dem Medium des Kanals 2.

   Wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem fliessenden Medium und dem ruhenden Medium in den Kappen 7 und 8 infolge des   Wärmetranspor-    tes durch den Nebenschluss 4 zwischen dem Medium von Kanal   1    und dem Medium von Kanal 2 zunimmt, kann das Thermoelement 17-18 so abgeglichen werden, dass seine elek  tromotorische    Kraft zur Kompensation der Temperaturdifferenz zwischen dem fliessenden und dem ruhenden Medium verwendet werden kann. Die elektromotorische Kraft des Thermoelementes 17-18 wirkt der resultierenden elektromotorischen Kraft der Thermoelemente 9-10 und   11-12    entgegen und hebt die   Ab-    weichung auf, die infolge der Temperaturdifferenz zwischen dem fliessenden Medium in den Kanälen und dem Medium in den Kappen   7-8    entsteht.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH : Wärmezähler, der zwei Kanale (1 und 2) besitzt, wovon der eine einen Teil einer Hinleitung und der zweite einen Teil einer Rück leitung fiir ein durch eine Anlage zur Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe fliessendes Wärmetransportmedium darstellt, und der zwei wärmeleitende Korper (3 und 4) aufweist, deren Endteile mit Hilfe von wärmeisolierenden Paekungen (13-16) in den Kanalwänden in die genannten Kanäle eingelassen sind und die jeder einen Wärmeaustausch zwischen dem Medium des einen Kanals und dem Medium des andern Kanals verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Teile des einen Körpers (4), die in die genannten Kanäle (l. und 2) eingelassen sind, in Kappen (7-8) aus wärmeleitendem Material eingeschlossen sind,
    die mit einem ruhenden Medium gefüllt sind, und dass ein Thermoelement (9-10, 11-12) in jedem der genannten Körper so angeordnet ist, dass dessen Lotstellen in den einzelnen Endteilen des Körpers liegen, so dass jedes der beiden Thermoelemente eine zur Temperaturdifferenz zwischen den Endteilen des Körpers proportionale Spannung abgibt, und dass diese Thermoelemente so in Serie geschaltet sind, dass sie sich entgegenwirken, wobei die resultierende Differenzspannung zu einer elektrischen Meus- einrichtung (F) gefiihrt ist.
    UNTERANSPRÜCHE : 1. Wärmezähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Endteile der genannten Körper, die in die genannten Ka näle eingelassen sind, die Form von niedrigen Zylindern haben, deren Achse senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Mediums ist.
    2. WÏrmezÏhler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Thermoelement (17-18) vorgesehen ist, das eine zur Temperaturdifferenz zwischen dem Medium des einen Kanals und dem Medium des andern Kanals proportionale Spannung erzeugt, die mit der resultierenden elektromotorisehen Kraft der beiden obenerwähnten Thermoelemente (9-10, 11-12) so in Serie geschaltet ist, da¯ sie ihr entgegenwirkt, und so abgeglichen ist, dass die Spannungen der drei Thermoelemente sieh gegenseitig aufheben, wenn das Medium in den KanÏlen sieh nicht bewegt.
    3. Wärmezähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötstellen der Thermoelemente mittels eines elektrisch nicht- leitenden Materials von guter WÏrmeleitfÏhigkeit mit den Endteilen der wärmeleitenden Wörper verklebt sind, wodurch die verlangte Verbindung guter Wärmeleitfähigkeit zwischen den Thermoelementen (9-10, 11-12) und den wärmeleitenden Korpern (3-4), in denen sie angeordnet sind, erreieht wird,
CH279342D 1949-02-25 1950-02-22 Wärmezähler. CH279342A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415279A (en) * 1979-03-23 1983-11-15 N.V. Tot Keuring Van Elektrotechnische Materialen Method and a meter for measuring quantities of heat

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4415279A (en) * 1979-03-23 1983-11-15 N.V. Tot Keuring Van Elektrotechnische Materialen Method and a meter for measuring quantities of heat

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