Wärmezähler für Heizkörper von Warmwasser-und Dampf heizungen Grundsätzlich lässt sieh die von einem Hei zungsradiator abgegebene Wärmemenge mes- sen, indem man die dem Radiator zugeführte und die durch den Bücklauf abgeführte Wärmemenge bestimmt. Es gilt : W = V#(t1-t2) wobei bedeuten : W = Wärmemenge in Kal./Std.
V = Wassermenge in Liter/Std. tl = Temperatur des Vorlaufes t2 = Temperatur des Rüeklaufes (tl-t2) lässt sich durch Einbau von Thermoelementen verhältnismässig leicht bestimmen. Thermoelemente, deren warme Lötstellen in den Vorlauf und deren kalte Lotstellen in den Rüeklauf eingesetzt werden, geben eine Gleichspannung ab, die dem Wert (tl-t2) proportional ist.
Die Messung der Wassermenge dagegen ist mit solchen Kosten verbunden, dass von der ZIessung an den einzelnen Radiatoren einer Wohmng Abstand genommen werden muss.
Abgesehen von den hohen Kosten würde der Einbau von Wasserzählern in den Rohrlei- tungen von Schwerkraftheizungen eine solche Erhöhung des Rohrwiderstandes bedeuten, dass das Funktionieren der Anlagen in Frage gestellt würde. Für die Multiplikation von Wassermenge mal Temperatur sind bis jetzt nur kostspielige Apparate bekannt.
Um die Änderungen der Rohrleitungen zu vermeiden und um die teuren Apparate für die Multiplikation zu sparen, wurde die vorliegende Erfindung gemacht.
Ausgehend von der Erkenntnis, daB die von einem Körper abgegebene Wärmemenge weitgehend direkt proportional ist der jeweiligen Temperaturdifferenz zwischen der Körperoberfläehe und der den Körper umgebenden Raumluft, wurde die Messung darauf be- schränkt, dauernd diese Temperaturdifferenz zu überwachen.
Der erfindungsgemässe Wärmezähler für Heizkörper von Warmwasser-und Dampf- heizungen zeichnet sich dadurch aus, da# zur Messung der Temperaturdifferenz mittlere Heizkörpertemperatur-Raumtemperatur ein elektrisches thermometer vorhanden ist, dessen Ausgangsstrom einen Elektrizitätszäh- ler treibt, dessen Angabe ein Mass für die abgegebene Wärmemenge darstellt.
Auf dem beigefügten Zeiehnungsblatt sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen- standes sehematisch dargestellt.
Fig. 1. zeigt einen Radiator mit angebau- ten Thermoelementen, die einen Amperestundenzahler speisen. Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. l dadurch, dass der schwache Strom der Thermoelemente in einem magnetisehen Verstärker verstärkt wird. Der verstärkte Strom genügt dann, um weitere Apparate als nur den Zähler zu speisen. In Fig. 3 wird die Aufgabe der Überwachung der massgebenden Temperaturdifferenz dadurch gelöst, dass Widerstandthermometer angewendet werden.
Fig. 1 : Darin bedeutet 1 einen Zentral heizungskörper, wobei 2 den Vorlauf, d. h. die Warmwasserzuführung und 3 den Rüeklauf, d. h. den Wasserabfluss bezeichnet. Die am Radiator angebauten Thermoelemente liegen mit den warmen Lötstellen an der Heizkörper- oberfläche satt an und die kalten Lötstellen ragen in den Raum hinaus. Der Strom der Thermoelemente wird im Zähler 5 in Ampere- stunden gemessen. Weil der Strom der Thermoelemente poportional ist dem Wert : Oberfld- chentemperatur minus Raumtemperatur, so stellt der Wert der Zählerangabe ein Mass dar für den Wert Temperaturdifferenz mal Zeit, welcher der abgegebenen Wärmemenge angenähert proportional ist.
In Fig. 2 ist der Stromkreis der Thermoelemente 4 über den magnetischen Verstärker 7 geführt. Der Verstärker erhält seine Hilfsspannung vom Wechselstromnetz 9, so dass der Zähler 5, das Amperemeter 6 und das Relais 7 von einem dem Thermostrom proportionalen Wechselstrom durchflossen werden. Der Verstärker 7 könnte auch aus einer Verstärkerröhre mit den nötigen Schaltelementen bestehen. Die Wahl des passenden Verstärkers hängt von den jeweiligen Umständen ab. Das Amperemeter 6 dient der direkten Anzeige der abgegebenen Wärmemenge und wird direkt. in Kal./Std. geeicht. Das Relais 8 kann Signalund Regulierzweeken dienen.
In Fig. 1 ist der Zähler ein Gleichstrom- amperestundenzähler, während in Fig. 2 ein Weehselstromzähler angedeutet ist. Als Gleich- stromzähler können mit Vorteil Elektrolyt- zähler verwendet werden. Sie sind relativ billig im Preis und haben einen so kleinen Eigenverbrauch, dass sie Thermoströme direkt ohne Verstärkung registrieren können. Gleich- stromzähler sind teurer als Wechselstromzäh- ler. Man wird aber bei Motorzählern und Thermoelementen meistens nicht ohne Verstärkung auskommen.
In Fig. 3 ist eine Lösung angedeutet, bei der die Messung der Temperaturdifferenz mit einem Widerstandsthermometer vorgenommen wird. Elektrische Widerstandsthermometer sind Widerstände, die aus einem Draht mit grossem Temperaturkoeffizienten, z. B. Nickel, Platin oder Kupfer gewickelt werden. Der Widerstand ist. so stark abhängig von der jeweiligen Drahttemperatur. Die vier gezeich neten Widerstände bilden eine Briieke. Die Widerstände 14 liegen an der Radiatorenoberfläche an.
Die Widerstände 15 sind der Baumtemperatur ausgesetzt. Die Widerstände 14 und 15 liegen je in den diametralen Zweigen der Brücke, so dass im Brüekenzweig mit dem Zähler 25 ein der Temperaturdifferenz proportionaler Strom fliesst, so dass der Zähler Temperaturdifferenz mal Zeit mi#t und so ein Mass für die abgegebene Wärmemenge registriert. Voraussetzung ist für die richtige Messung, dass die Brücke so abgeglichen wird, da# bei gleicher Temperatur der Widerstände 14 und 15 im Brüekenzweig kein Strom fliesst.
Damit die Angaben des Zählers 25 von der angelegten Spannung unabhängig bleiben, muss eine in Fig. 3 nicht gezeichnete Kompensationswicklung im Zähler vorgesehen werden.
Durch Zusammenschalten der elektrischen Thermometer versehiedener Radiatoren, z. B. einer ganzen Wohnung, können die Strume sämtlicher zusammengeschalteter Thermometer in einem Zähler registriert werden. Es kann so z. B. der Wärmeverbraueh einer Wohnung an einem Zähler in Kalorien zusammengefasst und abgelesen werden.
Heat meters for radiators in hot water and steam heating systems In principle, the amount of heat given off by a heating radiator can be measured by determining the amount of heat supplied to the radiator and the amount discharged through the return. The following applies: W = V # (t1-t2) where: W = amount of heat in cal./hour.
V = amount of water in liters / hour tl = temperature of the flow t2 = temperature of the return flow (tl-t2) can be determined relatively easily by installing thermocouples. Thermocouples, whose warm soldering points are used in the flow and whose cold soldering points are used in the return, emit a direct voltage that is proportional to the value (tl-t2).
The measurement of the amount of water, on the other hand, is associated with such costs that it is necessary to refrain from metering it to the individual radiators in an apartment.
Apart from the high costs, the installation of water meters in the pipelines of gravity heating systems would mean such an increase in pipe resistance that the functioning of the systems would be called into question. Up until now, only expensive devices are known for multiplying the amount of water times the temperature.
In order to avoid the piping changes and to save the expensive apparatus for the multiplication, the present invention has been made.
Based on the knowledge that the amount of heat given off by a body is largely directly proportional to the respective temperature difference between the body surface and the room air surrounding the body, the measurement was restricted to continuously monitoring this temperature difference.
The heat meter according to the invention for radiators of hot water and steam heating systems is characterized in that there is an electric thermometer to measure the temperature difference between the average radiator temperature and room temperature, the output current of which drives an electricity meter, the indication of which is a measure of the amount of heat emitted .
On the attached drawing sheet, exemplary embodiments of the subject of the invention are shown schematically.
Fig. 1 shows a radiator with built-on thermocouples that feed an ampere-hour meter. FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the weak current of the thermocouples is amplified in a magnetic amplifier. The increased current is then sufficient to feed other devices than just the meter. In FIG. 3, the task of monitoring the relevant temperature difference is achieved in that resistance thermometers are used.
Fig. 1: Here, 1 means a central heating body, where 2 is the flow, d. H. the hot water supply and 3 the return, d. H. denotes the water runoff. The thermocouples attached to the radiator with the warm soldering points lie flush against the surface of the radiator and the cold soldering points protrude into the room. The current of the thermocouples is measured in the counter 5 in ampere hours. Because the current of the thermocouples is proportional to the value: surface temperature minus room temperature, the value of the counter is a measure for the value of temperature difference times time, which is approximately proportional to the amount of heat given off.
In FIG. 2, the circuit of the thermocouples 4 is routed via the magnetic amplifier 7. The amplifier receives its auxiliary voltage from the alternating current network 9, so that the counter 5, the ammeter 6 and the relay 7 have an alternating current proportional to the thermal current flowing through them. The amplifier 7 could also consist of an amplifier tube with the necessary switching elements. The choice of the right amplifier depends on the circumstances. The ammeter 6 is used to directly display the amount of heat emitted and is direct. in cal./hour calibrated. The relay 8 can serve signaling and regulating purposes.
In FIG. 1 the counter is a direct current ampere-hour counter, while in FIG. 2 a alternating current counter is indicated. Electrolyte meters can be used to advantage as direct current meters. They are relatively cheap in price and have such a low internal consumption that they can register thermal currents directly without amplification. DC meters are more expensive than AC meters. With motor counters and thermocouples, however, you will usually not get by without amplification.
In Fig. 3 a solution is indicated in which the measurement of the temperature difference is carried out with a resistance thermometer. Electrical resistance thermometers are resistors made from a wire with a large temperature coefficient, e.g. B. nickel, platinum or copper are wound. The resistance is. so strongly dependent on the respective wire temperature. The four drawn resistors form a bridge. The resistors 14 are in contact with the radiator surface.
The resistors 15 are exposed to the tree temperature. The resistors 14 and 15 are each in the diametrical branches of the bridge, so that a current proportional to the temperature difference flows in the bridge branch with the counter 25, so that the counter measures the temperature difference times the time and thus registers a measure for the amount of heat given off. The prerequisite for the correct measurement is that the bridge is balanced in such a way that # at the same temperature of the resistors 14 and 15 in the bridge branch no current flows.
So that the information from the counter 25 remains independent of the applied voltage, a compensation winding (not shown in FIG. 3) must be provided in the counter.
By interconnecting the electrical thermometers of various radiators, e.g. B. an entire apartment, the currents of all interconnected thermometers can be registered in a counter. It can be B. the heat consumption of an apartment can be summarized and read on a meter in calories.