CH321927A - Heat meters for radiators in hot water and steam heating systems - Google Patents

Heat meters for radiators in hot water and steam heating systems

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CH321927A
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Leutenegger Friedrich
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    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Description

  

  



  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Wärmezähler für Heizkörper von Wann- wasser-und Dampfheizungen, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Messung der Temperaturdifferenz mittlere Heizkorpertemperatur- Raumtemperatur ein elektrisches Thermometer vorhanden ist, dessen Ausgangsstrom einen Elektrizitätszähler treibt, dessen Angabe ein Mass für die abgegebene Wärmemenge darstellt. PATENT CLAIM Heat meter for radiators of tub water and steam heating systems, characterized in that an electrical thermometer is provided to measure the temperature difference between the average radiator temperature and room temperature, the output current of which drives an electricity meter, the information of which is a measure of the amount of heat given off. UNTEBANSPBÜCHE 1. Wärmezähler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für das elektrisehe Thermometer Thermoelemente vorgesehen sind. UNTEBANSPBÜCHE 1. Heat meter according to claim, characterized in that thermocouples are provided for the electrical thermometer. 2. Wärmezähler nach Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, dass das elektrische Thermometer ein Widerstandsthermometer ist. 2. Heat meter according to claim, characterized in that the electrical thermometer is a resistance thermometer. 3. Wärmezähler nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Elektrizitäts- zähler ein Elektrolytzähler vorgesehen ist. 3. Heat meter according to claim, characterized in that an electrolyte meter is provided as the electricity meter. 4. WärmezählernachPatentanspiTich, dadurch gekennzeichnet, dass als Elekt. rizitäts- zäh] er ein Motorzähler vorgesehen ist. 4. Heat meter according to patent application, characterized in that as elect. A motor counter is provided. 5. Wärmezähler nach Patentanspruch, da durch gekennzeiehnet, dass ein Verstärker für den Messstrom vorgesehen ist. 5. Heat meter according to claim, as marked by that an amplifier is provided for the measuring current. 6. Wärmezähler nach Patentanspruch, und 10 Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Me#strom beeinflusstes s Steuerorgan (8) vorgesehen ist. 6. Heat meter according to claim and 10 dependent claim 5, characterized in that a control element (8) influenced by the measuring current is provided.
CH321927D 1953-10-30 1953-10-30 Heat meters for radiators in hot water and steam heating systems CH321927A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1099217B (en) * 1958-09-27 1961-02-09 Jacques Giacobino Device for separate fee counting of the amounts of heat consumed in different, separate rooms or apartments in a collective heating system
DE1157811B (en) * 1961-01-19 1963-11-21 Vyzk Ustav Energeticky Arrangement for measuring the amount of heat taken from the radiator of a central heating system
FR2389110A1 (en) * 1977-04-26 1978-11-24 Heimann Gmbh DEVICE FOR MEASURING HEAT CONSUMPTION

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DE1157811B (en) * 1961-01-19 1963-11-21 Vyzk Ustav Energeticky Arrangement for measuring the amount of heat taken from the radiator of a central heating system
FR2389110A1 (en) * 1977-04-26 1978-11-24 Heimann Gmbh DEVICE FOR MEASURING HEAT CONSUMPTION

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