CH618511A5

CH618511A5 - Calorimeter.

Info

Publication number: CH618511A5
Application number: CH866177A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Ortlinghaus
Original assignee: Vaillant Joh Kg
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2393286A1; SE7708165L; FR2393286B3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmemengenmesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a heat quantity measuring device according to the preamble of patent claim 1.

Bei einer solchen, z. B. aus der DE-OS 2 429 891 bekannten Vorrichtung ist es als nachteilig anzusehen, dass die Speiseströme für die als temperaturabhängige Widerstände ausgebildeten Wärmefühler schwanken können und dass damit eine Langzeitgenauigkeit nicht gegeben ist. Ferner gehen die Frequenzfehler des Taktgenerators und die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators erheblich in die Genauigkeit der Messung ein. Eine Nachprüfung der Konstanthaltung dieser Grössen ist sehr aufwendig und nur von Spezialisten durchführbar. In such, e.g. B. from DE-OS 2 429 891 known device, it is to be regarded as a disadvantage that the feed currents for the heat sensors designed as temperature-dependent resistors can fluctuate and that there is therefore no long-term accuracy. Furthermore, the frequency errors of the clock generator and the output voltage of the sawtooth generator have a significant impact on the accuracy of the measurement. Checking that these sizes are constant is very complex and can only be carried out by specialists.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstanz der Ströme durch die Wärmefühler zu gewährleisten und die Frequenzkonstanz des Taktgenerators bzw. Sägezahngenerators zu verbessern, um eine genauere Messung mit geringerem Aufwand zu ermöglichen. The present invention has for its object to ensure the constancy of the currents through the heat sensors and to improve the frequency constancy of the clock generator or sawtooth generator in order to enable a more accurate measurement with less effort.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Diese Lösung arbeitet aufgrund der Erkenntnis, dass ein Konstanthalten in den eben angegebenen Grössen nur für die Dauer einer Messperiode notwendig ist. Das ist gegenüber der geforderten Langzeitgenauigkeit eine verhältnismässig kurze Zeitspanne, die Genauigkeit über diese kurze Zeitspanne ist aber relativ einfach zu realisieren. Zudem ist die Messeinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass sie sich in einstellbaren Abständen selbst eicht, so dass ein Uberprüfen durch Externe nicht notwendig ist. This solution works based on the knowledge that keeping constant in the sizes just specified is only necessary for the duration of a measurement period. Compared to the required long-term accuracy, this is a relatively short period of time, but the accuracy over this short period of time is relatively easy to achieve. In addition, the measuring device is preferably designed such that it calibrates itself at adjustable intervals, so that it is not necessary to have it checked by external parties.

Weitere Ausgestaltungen sind aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie der Fig. 1 bis 5 ersichtlich. Further configurations can be seen from the dependent claims and the following description and from FIGS. 1 to 5.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 die bauliche Anordnung der Messeinrichtung an einer Zentralheizung; 1 shows the structural arrangement of the measuring device on a central heating;

Fig. 2 ein Schaltdiagramm der Messeinrichtung; 2 shows a circuit diagram of the measuring device;

Fig. 3 Spannungsverläufe an ausgewählten Punkten der Schaltung; Fig. 3 voltage waveforms at selected points of the circuit;

Fig. 4 Diagramme und Fig. 4 diagrams and

Fig. 5 eine Prinzipschaltung einer frequenzkorrigierten Kippstufe. 5 shows a basic circuit of a frequency-corrected multivibrator.

In allen 5 Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten. In all 5 figures, the same reference symbols denote the same details.

Ein Gas-Wasserheizer 1 mit einem Gasbrenner 2 und einem Wärmetauscher 3 speist eine Vorlaufleitung 4, in der ein Messwiderstand 5 angeordnet ist, dessen Widerstand sich linear mit der Temperatur ändert. Die Vorlaufleitung 4 speist einen oder mehrere Verbraucher 6, wie Heizkörper und/oder Brauchwasserbereiter, die ihrerseits an eine Rücklaufleitung 7 angeschlossen sind, in deren Zug eine Druckumlaufpumpe 8 vorgesehen ist. Im Zuge der Rücklaufleitung ist ein Rücklaufwärmefühler 9 gleichfalls in Form eines temperaturempfindlichen Widerstandes gleicher Charakteristik wie der Widerstand 5 und ein Durchsatzmesser 10 angeordnet. Der Widerstand 5 ist mit Anschlusspunkten 11 und 12, und der Wärmefühler 9 mit Anschlusspunkten 13 und 14 verbunden. Der Durchsatzmesser 10 betätigt einen Kontakt 15 nach Massgabe des ihn passierenden Volumens pro Zeiteinheit, er ist mit einem Anschlusspunkt 16 elektrisch verbunden. A gas water heater 1 with a gas burner 2 and a heat exchanger 3 feeds a flow line 4, in which a measuring resistor 5 is arranged, the resistance of which changes linearly with the temperature. The flow line 4 feeds one or more consumers 6, such as radiators and / or process water heaters, which in turn are connected to a return line 7, in the train of which a pressure circulation pump 8 is provided. In the course of the return line, a return heat sensor 9 is also arranged in the form of a temperature-sensitive resistor with the same characteristics as the resistor 5 and a flow meter 10. The resistor 5 is connected to connection points 11 and 12, and the heat sensor 9 to connection points 13 and 14. The flow meter 10 actuates a contact 15 according to the volume passing through it per unit of time, it is electrically connected to a connection point 16.

Eine Konstantstromquelle 17 speist über eine Leitung 18 einen Messwiderstand 19 und einen Umschalter 20. Der Anschlusspunkt 11 des Umschalters 20 verbindet den Messwiderstand 5 mit der Konstantstromquelle 17. Der andere Kontakt 21 des Umschalters 20 schliesst einen Eichwiderstand 22 an die Konstantstromquelle 17 an. Eine weitere Konstantstromquelle 23 die von der Konstantstromquelle 17 nach Massgabe der am Messwiderstand 19 abfallenden Spannung über eine Leitung 24 geführt ist, ist über eine Leitung 25 mit einem weiteren Umschalter 26 verbunden, dessen einer Anschlusspunkt 14 den Rücklauftemperaturfühler 9 mit der Konstantströmquelle 23 verbindet. Der andere Kontakt 27 des Umschalters 26 verbindet einen weiteren Eichwiderstand 28 mit der Konstantstromquelle 23. Die beiden Umschalter 20 und 26 werden von einer Relaisspule 29 betätigt. Von den Leitungen 18 und 25 zweigen Eingangslei- A constant current source 17 feeds a measuring resistor 19 and a changeover switch 20 via a line 18. The connection point 11 of the changeover switch 20 connects the measuring resistor 5 to the constant current source 17. The other contact 21 of the changeover switch 20 connects a calibration resistor 22 to the constant current source 17. Another constant current source 23, which is guided by the constant current source 17 via a line 24 according to the voltage drop across the measuring resistor 19, is connected via a line 25 to a further changeover switch 26, one connection point 14 of which connects the return temperature sensor 9 to the constant flow source 23. The other contact 27 of the changeover switch 26 connects a further calibration resistor 28 to the constant current source 23. The two changeover switches 20 and 26 are actuated by a relay coil 29. From lines 18 and 25 branch input lines

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

618 511 618 511

tungen 30 und 31 für zwei Komparatoren 32 und 33 ab, lines 30 and 31 for two comparators 32 and 33,

deren Ausgangsleitungen 34 und 35 auf ein UND-Glied 36 geführt sind, dessen Ausgangsleitung 37 auf ein weiteres UND-Glied 38 geschaltet ist. Der Komparator 33 besitzt einen negierenden Ausgang. 5 whose output lines 34 and 35 are led to an AND gate 36, whose output line 37 is connected to a further AND gate 38. The comparator 33 has a negating output. 5

Die jeweils zweiten Eingangsleitungen 39 der Komparatoren 32 und 33 werden von der Ausgangsleitung eines Säge-zalinspannungs-Generators 40 beaufschlagt, der über eine Leitung 41 genau wie die Relaisspule 29 über eine Leitung The respective second input lines 39 of the comparators 32 and 33 are acted upon by the output line of a saw-zalin voltage generator 40, which via a line 41, just like the relay coil 29, has a line

42 von einem Eichtaktgenerator 43 angestossen wird. Der io Eichtaktgenerator seinerseits wird über eine Leitung 44 von den Impulsen des Kontakts 15 des Durchsatzmessers 10 beaufschlagt. 42 is initiated by a calibration clock generator 43. The io calibration clock generator in turn is acted upon by the pulses of the contact 15 of the flow meter 10 via a line 44.

Eine weitere Ausgangsleitung 45 des Eichtaktgenerators Another output line 45 of the calibration clock generator

43 ist auf ein UND-Glied 46 geschaltet, das über eine Zu- 15 leitung 48 direkt ein Zählwerk 47 ansteuert. 43 is connected to an AND gate 46, which drives a counter 47 directly via a feed line 48.

Eine zweite Eingangsleitung 49 des UND-Gliedes 38 ist von einem Ausgang eines mit konstanter, aber einstellbarer Frequenz laufenden Zähltaktgenerators 50 gespeist, dessen Frequenz um ein Vielfaches höher gegenüber der Fre- 20 quenz des Eichtaktgenerators 43 ist. Eine Ausgangsleitung 51 des UND-Gliedes 38 ist über einen Impulsuntersetzer 52 und eine Verbindungsleitung 53 mit dem UND-Glied 46 verbunden. Der Untersetzer 52 ist über eine Mehrzahl paralleler Leitungen 54 mit einem Vergleicher 55 verbunden, dessen 25 Ausgang über eine Leitung 56 mit der Leitung 45 verbunden ist. Der Vergleicher 55 speist über eine weitere Ausgangsleitung 57 ein Regelspannungstiefpassglied 58, das über eine Leitung 59 auf die Frequenz des Zähltaktgenerators 50 einwirkt. Das Regelspannungstiefpassglied 58 ist über eine wei- 30 tere Leitung 60 mit einem Grenzwerterfassungsglied 61 verbunden, das eine Fehleranzeige 62 beaufschlagt. Der Ausgang des Grenzwerterfassungsgliedes 61 ist über eine Leitung 63 mit dem UND-Glied 46 verbunden. A second input line 49 of the AND gate 38 is fed by an output of a counting clock generator 50 running at a constant but adjustable frequency, the frequency of which is many times higher than the frequency of the calibration clock generator 43. An output line 51 of the AND gate 38 is connected to the AND gate 46 via a pulse reducer 52 and a connecting line 53. The coaster 52 is connected via a plurality of parallel lines 54 to a comparator 55, the 25 output of which is connected to the line 45 via a line 56. The comparator 55 feeds a control voltage low-pass element 58 via a further output line 57, which acts on the frequency of the counting clock generator 50 via a line 59. The control voltage low-pass element 58 is connected via a further line 60 to a limit value detection element 61, which acts on an error display 62. The output of the limit value detection element 61 is connected to the AND element 46 via a line 63.

Die eben beschriebene Schaltung hat folgende Funktion: 35 Wird von dem dargestellten Ruhezustand ausgegangen und mit der Wärmemengenmessung begonnen, so wird nach Anlaufen der Pumpe 8 ein Wasserumlauf in der Heizungsanlage stattfinden. Nach Massgabe der Volumina pro Zeiteinheit öffnet und schliesst der Kontakt 15 des Durchsatzmes- 40 sers 10 in mehr oder weniger regelmässigen Abständen. Als Folge des Schliessens des Kontaktes 15 wird der Eichtaktgenerator 43 angesteuert, der die Relaisspule 29 unter Spannung setzt, so dass die Umschalter 20 und 26 umschalten. Damit werden die Konstantstromquellen 17 und 23 über die Leitun- 45 gen 18 und 25 mit den Eichwiderständen 22 und 28 verbunden. Die Spannungsabfälle an den Eichwiderständen werden über die Leitungen 30 und 31 den einen Eingängen der Komparatoren 32 und 33 aufgeschaltet und täuschen ihnen eine bestimmte Temperatur im Vor- und Rücklauf vor. Zur glei- 50 chen Zeit schaltet der Eichtaktgenerator 43 über die Leitung 41 Speisespannung auf den Sägezahn-Spannungsgenerator 40, so dass eine Sägezahnspannung an den zweiten Eingangsleitungen 39 der Komparatoren 32 und 33 anliegt. Diese Sägezahnspannung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Sägezahnspan- 55 nung läuft linear von U max bis 0 herunter. In dem Moment, in dem die Sägezahnspannung den Spannungspegel auf der Leitung 30 bzw. 31 erreicht, schaltet der entsprechende Komparator durch. Da die Vorlauftemperatur in aller Regel höher ist als die Rücklauftemperatur, wird der Komparator 60 32 zuerst schalten. Dieser Zeitpunkt ist mit ti, der Schaltpunkt des Komparators 33 ist mit t2 bezeichnet. Somit wird das UND-Glied 36 zuerst mit einem Spannungsimpuls auf der Leitung 35 gemäss dem Impuls zur Zeit ti beaufschlagt, The circuit just described has the following function: 35 Assuming the idle state shown and starting the heat quantity measurement, a water circulation will take place in the heating system after the pump 8 has started. In accordance with the volumes per unit of time, the contact 15 of the throughput meter 40 opens and closes at more or less regular intervals. As a result of the closing of the contact 15, the calibration clock generator 43 is activated, which sets the relay coil 29 under voltage, so that the changeover switches 20 and 26 switch over. The constant current sources 17 and 23 are thus connected to the calibration resistors 22 and 28 via the lines 45 and 18. The voltage drops across the calibration resistors are applied via lines 30 and 31 to the one inputs of comparators 32 and 33 and simulate a certain temperature in the forward and return flow. At the same time, the calibration clock generator 43 switches supply voltage to the sawtooth voltage generator 40 via the line 41, so that a sawtooth voltage is present on the second input lines 39 of the comparators 32 and 33. This sawtooth voltage is shown in FIG. 3. The sawtooth voltage runs down linearly from U max to 0. When the sawtooth voltage reaches the voltage level on line 30 or 31, the corresponding comparator switches through. Since the flow temperature is generally higher than the return temperature, the comparator 60 32 will switch first. This time is ti, the switching point of the comparator 33 is designated t2. Thus, the AND gate 36 is first subjected to a voltage pulse on line 35 in accordance with the pulse at time ti,

dann erfolgt ein zweiter Impuls am negierenden Eingang des 65 UND-Gliedes über die Leitung 34. Der Abstand T zwischen den Schaltpunkten ti und h ist ein Mass für die vorgetäuschte Temperaturdifferenz an den Eichwiderständen. Ein zwischen t2 und nächstem ti auftretender Impuls auf der Leitung 37 wird unterdrückt. Die Eichwiderstände sind Widerstände, die mit der Temperatur praktisch nicht veränderlich sind. Ihre Widerstandswerte entsprechen zudem solchen Widerständen, die bei den Fühlerwiderständen im wirklich Messbereich auftreten, um die Genauigkeit der Schaltung maximal zu halten. then there is a second pulse at the negating input of the 65 AND gate via line 34. The distance T between the switching points ti and h is a measure of the simulated temperature difference at the calibration resistors. A pulse occurring on line 37 between t2 and the next ti is suppressed. The calibration resistors are resistors that are practically unchangeable with the temperature. Their resistance values also correspond to those resistances that occur with the sensor resistors in the real measuring range in order to keep the circuit's accuracy to a maximum.

Das UND-Glied 36 liefert auf seiner Ausgangsleitung 37 einen Spannungsimpuls, solange auf beiden auf dieses UND-Glied geschalteten Leitungen 34 und 35 von den durchgeschalteten Komparatoren Spannung vorhanden ist. Somit ist die Impulslänge auf der Leitung 37 ein Mass für die zu eichende Temperaturdifferenz. Das UND-Glied 38 wird durchgeschaltet, wenn sowohl auf der Leitung 37 als auch auf der Leitung 49 Impulse vorhanden sind. Damit werden die Impulse des Zähltaktgenerators 50 während der Durchschalt-zeit des UND-Gliedes 36 durchgelassen. Diese Impulse werden im Untersetzer 52 untersetzt und über die Leitungen 54 an den Vergleicher 55 gegeben. Der Vergleicher vergleicht den gezählten Eich-Ist-Wert mit einem dort gespeicherten Soll-Wert. Stimmen Soll- und Eich-Ist-Wert überein, wird nichts weiter veranlasst. Bei Differenz zwischen beiden Werten wird über das Regelspannungstiefpassglied 58 die Frequenz des Zähltaktgenerators 50 im korrigierenden Sinne nachgestimmt. Ist die Nachstimm-Spannung für die Frequenz des Zähltaktgenerators ausserhalb gewisser Grenzen, die von dem Grenzwerterfassungsglied 61 gespeichert sind, so wird die Fehleranzeige 62 betätigt, gleichzeitig wird die im Ruhezustand immer anliegende Spannung auf der Leitung 63 weggenommen, so dass das UND-Glied 46 nicht mehr durchschalten kann. Damit wird verhindert, dass nicht mehr stimmende Wärmemesszahlen zum Zählwerk 47 gelangen. Nach Ablauf des Eichvorganges gibt der Eichtakt-Generator 43 ein Ausgangssignal über die Leitung 42 auf die Relaisspule 29, so dass die Umschalter 20 und 26 umschalten, und zwar in die dargestellte Lage. Nunmehr liegen die Messwiderstände 5 und 9 im Stromkreis der Konstantstromquellen 17 und 23. Je nach den Temperaturen in der Vor- und Rücklaufleitung der Heizung erhalten die Messwiderstände 5 bzw. 9 einen bestimmten Widerstandswert, der nur von der Temperatur des durchfliessenden Mediums abhängt. Durch diese Widerstandswerte resultieren an den Widerständen ganz bestimmte Spannungsabfälle, die nunmehr über die Leitungen 30 und 31 an die einen Eingänge der Komparatoren 32 und 33 geschaltet sind. Gleichzeitig stösst der Eichtakt-Generator 43 über die Leitung 41 den Sägezahnspannungs-Generator 40 an, so dass die Sägezahnspannung erneut von ihrem oberen Niveau startet. Wie vorhin beim Eichvorgang beschrieben, schalten die Komparatoren durch, sowie die Sägezahnspannung mit der Spannung auf den Eingangsleitungen 30 und 31 korrespondiert. Somit schaltet das UND-Glied 36 durch, wenn beide Leitungen 34 und 35 durch die Komparatoren mit Spannung beaufschlagt sind. Die Impulslänge, resultierend aus dem Ausgang des UND-Gliedes 36 auf der Leitung 37, ist ein Mass für die Temperaturdifferenz in der Vor- und Rücklaufleitung der Heizungsanlage. Während der Dauer des Anliegens eines Spannungsimpulses am UND-Glied 38 auf der Leitung 37 wird der Untersetzer 52 über die Leitung 51 von Impulsen des Zähltaktgenerators 50 beaufschlagt. The AND gate 36 supplies a voltage pulse on its output line 37 as long as there is voltage on both lines 34 and 35 connected to this AND gate from the connected comparators. The pulse length on line 37 is thus a measure of the temperature difference to be calibrated. The AND gate 38 is turned on when there are pulses on both line 37 and line 49. The pulses of the counting clock generator 50 are thus let through during the switching time of the AND gate 36. These pulses are reduced in the coaster 52 and passed on to the comparator 55 via the lines 54. The comparator compares the counted actual calibration value with a target value stored there. If the target value and the actual calibration value match, nothing is initiated. If there is a difference between the two values, the frequency of the counting clock generator 50 is adjusted in the corrective sense via the control voltage low-pass element 58. If the retuning voltage for the frequency of the counting clock generator is outside certain limits, which are stored by the limit value detection element 61, the error indicator 62 is actuated, at the same time the voltage on the line 63, which is always present in the idle state, is removed, so that the AND gate 46 can no longer switch through. This prevents heat measurement numbers that are no longer correct from reaching the counter 47. After the calibration process, the calibration clock generator 43 outputs an output signal via line 42 to the relay coil 29, so that the changeover switches 20 and 26 switch over, in the position shown. The measuring resistors 5 and 9 are now in the circuit of the constant current sources 17 and 23. Depending on the temperatures in the supply and return lines of the heating, the measuring resistors 5 and 9 are given a specific resistance value which only depends on the temperature of the medium flowing through. These resistance values result in very specific voltage drops across the resistors, which are now connected via lines 30 and 31 to one of the inputs of comparators 32 and 33. At the same time, the calibration clock generator 43 triggers the sawtooth voltage generator 40 via the line 41, so that the sawtooth voltage starts again from its upper level. As described earlier in the calibration process, the comparators switch through and the sawtooth voltage corresponds to the voltage on the input lines 30 and 31. Thus, the AND gate 36 switches through when both lines 34 and 35 are supplied with voltage by the comparators. The pulse length, resulting from the output of the AND gate 36 on line 37, is a measure of the temperature difference in the supply and return lines of the heating system. During the duration of the application of a voltage pulse to the AND gate 38 on the line 37, the coaster 52 is acted upon by pulses from the counting clock generator 50 via the line 51.

Geht man davon aus, dass vom Kontakt 15 ein Impuls abgegeben wird, wenn jeweils 10 Liter Wasser durch den Durchsatzmesser 10 gelaufen sind und man die Schaltung so einrichtet, dass pro Grad Celsius Temperaturdifferenz an den Messwiderständen 5 und 9 je zehn Impulse des Zähltaktgenerators 50 das UND-Glied 38 passieren und weiterhin der Untersetzer 52 auf ein Verhältnis von 1000:1 eingerichtet ist, so können in dem Zählwerk 47 direkt Mcal abgelesen werden. Würde man die Frequenz des Zähltaktgenerators 50 er If one assumes that a pulse is emitted from the contact 15 when 10 liters of water have passed through the flow meter 10 and the circuit is set up so that for every degree Celsius temperature difference across the measuring resistors 5 and 9, ten pulses from the counter clock generator 50 each Pass AND gate 38 and the coaster 52 is set to a ratio of 1000: 1, so Mcal can be read directly in the counter 47. Would the frequency of the counter clock generator 50 he

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höhen, miisste man den Untersetzer 52 entsprechend stärker untersetzen und umgekehrt. increase, the coaster 52 would have to be reduced accordingly and vice versa.

Es soll aber betont werden, dass die Frequenz des Zähltaktgenerators frei wählbar ist, das Untersetzerverhältnis muss entsprechend angepasst werden. Nach Beendigung eines Messvorganges kann bei jeweils einem Schliessen des Kontaktes 15 ein weiterer Messvorgang eingeleitet werden. Es ist nun möglich, in einstellbaren Abständen verschiedene Mess-vorgänge hintereinander folgen zu lassen, ohne einen Eichvorgang einzuschieben, es können auch in wahlweise mehrere Eichvorgänge zwischen zwei Messvorgängen geschaltet werden. However, it should be emphasized that the frequency of the counting clock generator is freely selectable, the step-down ratio must be adjusted accordingly. After a measuring process has ended, a further measuring process can be initiated each time the contact 15 is closed. It is now possible to follow different measuring processes in succession at adjustable intervals without inserting a calibration process; it is also possible to switch between two measuring processes in optionally several calibration processes.

Für die Genauigkeit der Wärmemengenmessung ist im wesentlichen die Genauigkeit des Durchsatzmessers massgebend. Der Zähltaktgenerator muss nur während der Dauer zwischen einer Eichung und einer Messung konstant sein. Sinkt beispielsweise nach Beendigung der Messung die Frequenz der Impulse des Zähltaktgenerators ab, so wird im nachfolgenden Eichvorgang über die Nachstimmspannung des Regelspannungstiefpassgliedes die Frequenz wieder korrigiert. Je nach Genauigkeit der Frequenzhaltung des Zähltaktgenerators wird man also die Eichabstände entsprechend wählen. Die absoluten Höhen der Ströme der Konstantstromquellen 17 und 23 sind gleichgültig, wichtig ist nur, dass die Ströme der beiden Konstantstromquellen gleich sind. The accuracy of the flow meter is essentially decisive for the accuracy of the heat quantity measurement. The counting clock generator only has to be constant during the period between a calibration and a measurement. If, for example, the frequency of the pulses of the counting clock generator drops after the end of the measurement, the frequency is corrected again in the subsequent calibration process via the retuning voltage of the control voltage low-pass element. Depending on the accuracy of the frequency maintenance of the counter clock generator, the calibration intervals will be selected accordingly. The absolute levels of the currents of the constant current sources 17 and 23 are indifferent, it is only important that the currents of the two constant current sources are the same.

Auch die Frequenzkonstanz des Sägezahnspannungs-Ge-nerators ist unkritisch, wichtig ist nur die Linearität des abfallenden Kurvenstücks während eines Messvorgangs. Sollte die Frequenz des Sägezahnspannungs-Generators kleiner werden, so erscheint bei einem Messvorgang eine entsprechend grössere Anzahl von Impulsen am Ausgang des UND-Glie-des 38. Beim folgenden Eichvorgang würde aber die vom Vergleicher gemessene Impulsanzahl gleichfalls grösser werden, so dass als Folge die Frequenz des Zähltaktgenerators abgesenkt werden würde. Damit wäre dieser Fehler wieder korrigiert. Wird man die Schaltung zum erstenmal in Betrieb nehmen, ist es vorteilhaft, zunächst mehrere Eichvorgänge hintereinander vorzunehmen, um die Schaltung optimal arbeiten zu lassen. Man kann generell die Anzahl der Eichvorgänge so lange hintereinander vornehmen, bis der Vergleicher die Identität zwischen Soll- und Ist-Wert registriert. The frequency constancy of the sawtooth voltage generator is also not critical, only the linearity of the falling curve section is important during a measurement process. If the frequency of the sawtooth voltage generator becomes smaller, a correspondingly larger number of pulses will appear at the output of AND gate 38 during a measurement process. In the following calibration process, however, the number of pulses measured by the comparator would also be larger, so that as a result Frequency of the counting clock generator would be lowered. This would correct this error again. If you are putting the circuit into operation for the first time, it is advantageous to first carry out several calibration processes in succession in order to make the circuit work optimally. The number of calibration processes can generally be carried out in succession until the comparator registers the identity between the target and actual values.

Die Anwendung der erfindungsgemässen Schaltung ist keinesfalls auf Umlaufwasserheizer beschränkt. Genau so können als Wärmequelle 1 jede andere, beispielsweise ein Kessel oder ein elektrisch beheizter Durchlauferhitzer vorgesehen sein. Mit der erfindungsgemässen Schaltung ist gleichfalls eine Wärmeverbrauchsmessung einer Fernwärmeeinspeisung möglich. Genauso wie die abgegebene Wärmemenge kann auch die von einem Verbraucher aufgenommene Wärmemenge gemessen werden. Normalerweise wird in einer Heizungsanlage Wasser als Umlaufmedium verwendet, bei entsprechender Druckkonstanthaltung bzw. Abänderung des Durchsatzmessers 10 könnte auch ein Gas oder Dampf zur Anwendung kommen. The application of the circuit according to the invention is in no way limited to circulating water heaters. Any other source, for example a boiler or an electrically heated instantaneous water heater, can be provided in exactly the same way. With the circuit according to the invention, a heat consumption measurement of a district heating feed is also possible. Just like the amount of heat given off, the amount of heat absorbed by a consumer can also be measured. Normally, water is used as the circulating medium in a heating system; if the pressure is kept constant or the flow meter 10 is modified, a gas or steam could also be used.

Da die Genauigkeit der Wärmemengenmessung im wesentlichen von den Eichwiderständen 22 und 28 bestimmt ist, wird man die Schaltung praktisch so ausführen, dass die Zugänglichkeit dieser Widerstände gewährleistet ist. Sie werden also zweckmässigerweise aia „verstände aus der eigentlichen Schaltung herausgeführt, um im Zweifelsfall die Auswechslung auch durch üngeschultes Personal vornehmen zu lassen. Ausser einem Auswechseln der Eichwiderstände ist keine Justierung der Schaltung durch Externe notwendig, da sich die wesentlichen Schaltungselemente der Schaltung selbst korrigieren. Since the accuracy of the heat quantity measurement is essentially determined by the calibration resistors 22 and 28, the circuit will be practically designed so that the accessibility of these resistors is guaranteed. They are therefore expediently guided out of the actual circuit so that, if in doubt, the change can also be carried out by untrained personnel. Apart from changing the calibration resistors, no adjustment of the circuit by external parties is necessary, since the essential circuit elements of the circuit correct themselves.

In den beiden Diagrammen der Fig. 4 ist in einer Kurve 140 der Sollwert R des Widerstandes der Messwiderstände 5 und 9 in Ohm in Abhängigkeit von der Temperatur in ° C aufgezeigt, der im Idealfall als Gerade verläuft. In Wirklichkeit verläuft der Widerstandswert über die Temperatur nach einer nicht linearen Kurve 141, so dass der an dem die gleiche Charakteristik aufweisenden Messwiderständen 5 und 9 gemessene Spannungsabfall aufgrund der Widerstandsabweichung mit wachsender Temperatur fällt. Das würde bedeuten, dass infolge der unterschiedlichen Abweichung bei den einzelnen Temperaturen die Zeitspanne in dem UND-Glied 36 zu klein wird, um die richtige Anzahl der vom Zähltaktgenerator 50 abgegebenen Impulse auf das Zählwerk 47 zu bringen. In the two diagrams of FIG. 4, the setpoint R of the resistance of the measuring resistors 5 and 9 in ohms as a function of the temperature in ° C. is shown in a curve 140, which ideally runs as a straight line. In reality, the resistance value runs over the temperature according to a non-linear curve 141, so that the voltage drop measured at the measuring resistors 5 and 9 having the same characteristic falls due to the resistance deviation with increasing temperature. This would mean that, due to the different deviation in the individual temperatures, the time span in the AND gate 36 becomes too small to bring the correct number of pulses from the counter clock generator 50 to the counter 47.

Wie aus den Diagrammen der Fig. 4 weiterhin ersichtlich ist, verläuft die Spannung U des Sägezahnspannungsgene-rators 40 linear mit der Zeit als Kurve 142. As can also be seen from the diagrams in FIG. 4, the voltage U of the sawtooth voltage generator 40 is linear with time as a curve 142.

Da die Kurve 142 als Spannungsverlauf über die Zeit proportional zur Kurve 140 steigt, ist es möglich, bei bekannter Abweichung der Widerstandswerte zwischen den Kurven 140 und 141 den Zähltaktgenerator 50 in seiner Frequenz dadurch nachzustimmen, dass man die Sägezahnspannung 142 als Kriterium benutzt. Im angenommenen Fall wird daher die Frequenz des Zähltaktgenerators über die Laufzeit zwischen den auf den Ausgängen 34 und 35 stehenden Impulsen vergrössert, so dass das Anzeigeergebnis um den Linearitätsfehler der Messwiderstände 5 und 9 korrigiert ist. Da nun andererseits eine ähnliche Abweichung in der spezifischen Wärme als Abhängigkeit von der Temperatur besteht, ist es auch möglich, diese Linearitätsabweichung entsprechend zu kompensieren. Gleichfalls ist eine entsprechende Kompensation bei der Linearitätsabweichung der Dichte des im Umlauf zur Anwendung kommenden Mediums möglich. Since the curve 142 increases as a voltage curve over time in proportion to the curve 140, it is possible to adjust the frequency of the counting clock generator 50 if the resistance values between the curves 140 and 141 are known, by using the sawtooth voltage 142 as a criterion. In the assumed case, the frequency of the counting clock generator is therefore increased over the transit time between the pulses at the outputs 34 and 35, so that the display result is corrected for the linearity error of the measuring resistors 5 and 9. On the other hand, since there is now a similar deviation in the specific heat as a function of the temperature, it is also possible to compensate for this linearity deviation accordingly. Corresponding compensation for the linearity deviation of the density of the medium used in circulation is also possible.

Aus der Fig. 5 geht nun hervor, wie der Zähltaktgenerator 50 aufgebaut ist und wie er von der in der Leitung 49 anstehenden Kompensationsspannung angesteuert wird. Der Zähltaktgenerator 50 besteht aus zwei Kippstufen 143, deren einer Ausgang 144 über jeweils einen Kondensator 145 mit dem Eingang 146 der entsprechend anderen Kippstufe verbunden ist. 5 shows how the counter clock generator 50 is constructed and how it is driven by the compensation voltage present in line 49. The counting clock generator 50 consists of two flip-flops 143, one output 144 of which is connected via a capacitor 145 to the input 146 of the corresponding other flip-flop.

Aus einem der Ausgänge 144 ist die Leitung 49 angeschlossen; die beiden Eingänge 146 sind über Widerstände 147 an die Eingangsleitung 59 angeschlossen, die die Sägezahnspannung des Sägezahnspannungsgenerators 40 gegenüber Masse führt. Line 49 is connected from one of the outputs 144; the two inputs 146 are connected via resistors 147 to the input line 59, which carries the sawtooth voltage of the sawtooth voltage generator 40 to ground.

Somit liegt die Steuerspannung Ust, welche der Sägezahnspannung des Generators 40 entspricht, am Fusspunkt des Taktgenerators 50 an, die Frequenz der auf der Leitung 49 anstehenden Impulsspannung Ua ist somit direkt eine Funktion der Höhe der Steuerspannung Ust. The control voltage Ust, which corresponds to the sawtooth voltage of the generator 40, is thus present at the base of the clock generator 50, the frequency of the pulse voltage Ua present on the line 49 is thus a direct function of the level of the control voltage Ust.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

M M

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

618 511 PATENT CLAIMS

1. heat quantity measuring device for a quantity of heat given off by a fluid to a heat exchanger (3) with a flow meter (10), a heat sensor designed as a measuring resistor on the forward and return sides of the heat exchanger, a sawtooth voltage generator (40) and comparators (32, 33), which control a logic switching element in accordance with the voltage difference between the voltages emitted by the heat sensors and the sawtooth voltage and with a counting clock pulse generator (50), the voltage pulses of which in the one circuit state of the logic switching element are fed to a pulse counter, characterized in that the linear measuring resistors (5 , 9) trained heat sensors are each fed from a constant current source (17.23) and that the inputs (30, 31) of the comparators (32, 33) can be switched to calibration resistors (22, 28) together.

2. Heat quantity measuring device according to claim 1, characterized in that the start of a measuring process or a calibration process is initiated by an actuation pulse of the flow meter.

3. Heat quantity measuring device according to claim 2, characterized in that a calibration process takes place in each case between measuring processes.

4. Heat quantity measuring device according to one of claims 2 and 3, characterized in that the counting result of the calibration process is compared with a target value in a comparator (55), and that according to the target-actual comparison of the calibration process, the frequency of the counting pulse generator ( 50) is tracked.

5. Heat quantity measuring device according to claim 1, characterized in that the current of the one constant current source (23) is tracked by the current of the other constant current source (17) via a measuring resistor (19).

6. Heat quantity measuring device according to claim 1, characterized in that the frequency of the output voltage of the counting pulse generator (50) is adjusted with the linearity deviation of the measuring resistors (5, 9).

7. Heat quantity measuring device according to claim 1, characterized in that the frequency of the output voltage of the counting pulse generator (50) is adjusted with the linearity deviation of the specific heat from the temperature of the circulating fluid.

8. Heat quantity measuring device according to claim 1, characterized in that the frequency of the output voltage of the counting clock pulse generator (50) is adjusted with the linearity deviation of the density from the temperature of the circulating fluid.

9. Heat quantity measuring device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the counting clock pulse generator (50) is supplied with a control voltage (Ust) which corresponds to the output voltage of the sawtooth generator (40).

10. Heat quantity measuring device according to one of claims 6 to 8 with a feedback flip-flop as a counting clock pulse generator, characterized in that the control voltage (Ust) is fed in at the base point of the flip-flop.