CH662884A5

CH662884A5 - HEAT METER.

Info

Publication number: CH662884A5
Application number: CH36084A
Authority: CH
Inventors: Matthias Haas; Ballmoos Fritz Dr Von
Original assignee: Ballmoos Ag Von
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1987-10-30
Also published as: AT393031B; FR2558954A1; DE3500539A1; FR2558954B1; ATA17985A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmemengenmesser mit einem Durchflussmengenmessgerät in der Voroder der Rücklaufleitung und mit einem Temperaturfühler in der Vor- und der Rücklaufleitung sowie mit einer elektronischen Schaltung, deren Eingänge mit dem Durchflussmengenmessgerät und den beiden Temperaturfühlern verbunden sind und die zwischen der Vor- und der Rücklauf leitung von einem Wärmeträger abgegebene oder aufgenommene Wärmemenge errechnet sowie mit einer Anzeigeeinrichtung, die mindestens die errechnete Wärmemenge anzeigt. The present invention relates to a heat meter with a flow meter in the supply or return line and with a temperature sensor in the supply and return lines and with an electronic circuit, the inputs of which are connected to the flow meter and the two temperature sensors and which are between the supply and the Return line calculated from a heat transfer medium emitted or absorbed amount of heat and with a display device that displays at least the calculated amount of heat.

Wärmemengenmesser dieser Art arbeiten entsprechend der bekannten Formel ü. = V.g.c.AT.t. Dabei werden das Volumen V des in der Zeiteinheit durch die Leitung strömenden Wärmeträgers mit dem Durchflussmengenmessgerät und die Temperaturdifferenz AT aus den Messwerten der beiden Wärmefühler bestimmt. Die temperaturabhängige Dichte g des Wärmeträgers und dessen ebenfalls temperaturabhängige Wärmekapazität c sind in einem Teil der elektronischen Schaltung gespeichert, die aus den gemessenen und den gespeicherten Werten die abgegebene oder aufgenommene Wärmemenge errechnet. Als Durchflussmengenmessgerät werden einfacherweise handelsübliche Flügelradmesser mit einem elektrischen Messwertgeber verwendet und als Temperaturfühler haben sich Pt-Wider-standsthermometer bewährt. Eine elektronische Schaltung zum Berechnen der Wärmemenge ist beispielsweise in der CH-Patentschrift 607 649 angegeben, mit welcher Schaltung eine Impulsfolge erzeugt und integriert wird, deren Impulse eine der Durchflussmenge pro Zeiteinheit entsprechende Folgefrequenz und eine der Temperaturdifferenz entsprechende Breite aufweist. Eine andere in der CH-Patentschrift 618 511 beschriebene elektronische Schaltung enthält eine Konstantstromquelle zum Speisen der Widerstandsthermometer, sowie Eichwiderstände, die anstelle dieser Thermometer mit dem Eingang der Schaltung verbunden werden können, um deren Funktion zu prüfen. Heat meters of this type work according to the known formula ü. = V.g.c.AT.t. The volume V of the heat carrier flowing through the line in the time unit is determined with the flow rate measuring device and the temperature difference AT from the measured values of the two heat sensors. The temperature-dependent density g of the heat carrier and its likewise temperature-dependent heat capacity c are stored in a part of the electronic circuit which calculates the amount of heat given off or received from the measured and the stored values. Commercially available impeller meters with an electrical sensor are simply used as the flow rate measuring device and Pt resistance thermometers have proven themselves as temperature sensors. An electronic circuit for calculating the amount of heat is specified, for example, in Swiss Patent 607,649, with which circuit a pulse train is generated and integrated, the pulses of which have a sequence frequency corresponding to the flow rate per unit time and a width corresponding to the temperature difference. Another electronic circuit described in CH patent 618 511 contains a constant current source for feeding the resistance thermometers, and calibration resistors which can be connected to the input of the circuit instead of these thermometers in order to test their function.

Ausgehend davon, dass die durch die elektronische Verarbeitung der gemessenen Werte möglichen Fehler klein sind gegenüber den Messfehlern des Durchflussmengenmessge-räts und der aus den beiden Temperaturmessungen bestimmten Temperaturdifferenz liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmemengenmesser zu schaffen, mit dem insbesondere kleine Durchflussmengen und sowohl die absolute Temperatur, als auch kleine Temperaturdifferenzen mit wesentlich grösserer Genauigkeit als bisher gemessen und darum die Wärmemenge mit entsprechend verbesserter Genauigkeit errechnet werden kann. Starting from the fact that the errors possible due to the electronic processing of the measured values are small compared to the measurement errors of the flow rate measuring device and the temperature difference determined from the two temperature measurements, the present invention is based on the task of creating a heat flow meter with which in particular small flow rates and Both the absolute temperature and small temperature differences are measured with much greater accuracy than before, and therefore the amount of heat can be calculated with a correspondingly improved accuracy.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Wärmemengenmesser der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Rück- bzw. der Vorlaufleitung ein zweites Durchflussmengenmessgerät vorgesehen ist, und die Temperaturfühler in einem Leitungsstück angeordnet sind, das eine praktisch laminare Strömung des Wärmeträgers erzeugt. According to the invention, this object is achieved with a heat meter of the type mentioned at the outset, which is characterized in that a second flow rate measuring device is provided in the return line or in the supply line, and the temperature sensors are arranged in a line section which produces a practically laminar flow of the heat transfer medium .

Der erfindungsgemässe Wärmemengenmesser ermöglicht den Absolutwert der Temperatur des Wärmeträgers im Vor-und im Rücklauf und auch die Temperaturdifferenz mit einer bisher nicht erreichbaren Genauigkeit zu bestimmen. Weiter ermöglicht die Verwendung von zwei Durchfluss-mengenmessgeräten einen Messgerätefehler zu ermitteln und damit ebenfalls zu verkleinern, sowie Störungen eines Messgerätes, beispielsweise durch Ablagerung auf dem Flügelrad oder im Radlager oder Leckstellen in der Leitung zwischen den Messgeräten oder im Wärmetauscher zu erkennen. The heat meter according to the invention enables the absolute value of the temperature of the heat transfer medium in the flow and return and also the temperature difference to be determined with a previously unattainable accuracy. Furthermore, the use of two flow rate measuring devices enables a measuring device error to be determined and thus also reduced, and faults in a measuring device to be recognized, for example through deposits on the impeller or in the wheel bearing or leaks in the line between the measuring devices or in the heat exchanger.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsge-mässen Wärmemengenmessers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsstück einen ersten dem Anschluss an die Zuflussleitung benachbarten Teil aufweist, der stufenförmig erweitert ist, um einen Bereich erhöhter Turbulenz und Durchmischung für den Wärmeträger zu bilden sowie einen zweiten dem Anschluss an die Abflussleitung benachbarten A preferred embodiment of the heat meter according to the invention is characterized in that the line section has a first part adjacent to the connection to the inflow line, which is widened in steps to form a region of increased turbulence and mixing for the heat transfer medium and a second part to connect to the Drain pipe adjacent

2 2nd

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Teil der düsenförmig verengt ist, um eine praktisch laminare Strömung des Wärmeträgers zu erzeugen und dadurch, dass der aktive Teil des Temperaturfühlers im Ausflussbereich der Düse angeordnet ist. Part which is narrowed in a nozzle shape in order to produce a practically laminar flow of the heat carrier and in that the active part of the temperature sensor is arranged in the outflow region of the nozzle.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmemengenmessers mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigen: A preferred embodiment of the heat meter according to the invention is described below with the aid of the figures. Show it:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmemengenmessgeräts, 1 is a schematic representation of an embodiment of the heat quantity measuring device according to the invention,

Fig. 2 den schematischen Längsschnitt durch ein Leitungsstück mit einem Temperaturfühler und Fig. 2 shows the schematic longitudinal section through a line piece with a temperature sensor and

Fig. 3 die schematische Seitenansicht auf den Ausflussbereich des Leitungsstücks gemäss der Fig. 2. 3 shows the schematic side view of the outflow area of the line section according to FIG. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmemengenmessers ist in eine Vorlauf- und eine Rücklaufzweigleitung 11 bzw. 12, die den nicht gezeigten Primärkreislauf eines Wärmeträgers mit einem Wärmetauscher 13 verbinden, eingesetzt. An den Wärmetauscher ist ein Verbraucher 14 angeschlossen, beispielsweise ein Heizkörper oder ein Warmwasserspeicher oder ein sonstiger Verbraucher von Wärmeenergie. Die in der Vorlauf und in der Rücklaufleitung eingesetzten Teile des Wärmemengenmessers sind in der Strömungsrichtung des Wärmeträgers gesehen, je ein Leitungsstück 16 bzw. 17 und ein Durchflussmengenmessgerät 18 bzw. 19. Jedes Leitungsstück enthält einen Temperaturfühler, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. An jedes Durchflussmengengerät ist ein elektronischer Signalgeber 21 bzw. 22 angekoppelt, der für eine einstellbare Durchflussmenge einen Impuls erzeugt. Weiter gehört zu dem Wärmemengenmesser eine elektronische Schaltung 23. Diese Schaltung enthält zwei Impulszähler 24, 25, deren Eingänge mit den Signalgebern 21 bzw. 22 verbunden sind sowie einen Temperaturmesskreis 27, dessen Eingänge mit jedem der Temperaturfühler in den Leitungsstücken 16 bzw. 17 verbunden sind, einen dem Temperaturmesskreis nachgeschalteten Analog/Digital-Wandler 28 sowie ein Rechenwerk 29 für das Errechnen der Wärmemenge und die numerische Optimierung und Berichtigung der Messwerte. Die Ausgänge des Rechenwerks 29 sind mit einer Anzeige-und Signalgebereinrichtung 31 verbunden. The embodiment of the heat meter according to the invention shown in FIG. 1 is inserted into a flow and a return branch line 11 or 12, which connect the primary circuit (not shown) of a heat transfer medium with a heat exchanger 13. A consumer 14 is connected to the heat exchanger, for example a radiator or a hot water tank or another consumer of thermal energy. The parts of the heat meter used in the flow and return lines are seen in the direction of flow of the heat transfer medium, one line section 16 and 17 each and one flow rate measuring device 18 and 19. Each line section contains a temperature sensor, as will be described below. An electronic signal transmitter 21 or 22, which generates a pulse for an adjustable flow rate, is coupled to each flow rate device. An electronic circuit 23 also belongs to the heat meter. This circuit contains two pulse counters 24, 25, the inputs of which are connected to the signal transmitters 21 and 22, respectively, and a temperature measuring circuit 27, the inputs of which are connected to each of the temperature sensors in the line sections 16 and 17, respectively , an analog / digital converter 28 connected downstream of the temperature measuring circuit and an arithmetic unit 29 for calculating the amount of heat and numerically optimizing and correcting the measured values. The outputs of the arithmetic logic unit 29 are connected to a display and signal transmitter device 31.

Der Temperaturkreis 27 enthält eine Konstantstromquelle, die den Messstrom für die als Pt-Widerstandsthermometer ausgebildeten Temperaturfühler liefert, einen vom Rechenwerk gesteuerten elektronischen Schalter, der die Widerstandsthermometer mit der Stromquelle verbindet und einen Ausgangsverstärker, der ein dem Messstrom durch jedes der Widerstandsthermometer bzw. der Differenz der Messströme proportionales analoges Ausgangssignal erzeugt. Der elektronische Schalter ermöglicht, zum Bestimmen des Absolutwerts der Temperatur des Wärmeträgers im Vor- und im Rücklauf, die Widerstandsthermometer einzeln und nacheinander mit der Stromquelle zu verbinden und diese Verbindungen umzupolen. Weiter ermöglicht der elektronische Schalter zum direkten Bestimmen der Differenz der Temperaturen des Wärmeträgers im Vor- und im Rücklauf die Widerstandsthermometer gleichzeitig mit der Stromquelle zu verbinden und auch diese Verbindung umzupolen. Durch das Umpolen können allfällige Offsetspannungen und/oder eine Temperaturdrift von Kennwerten kompensiert und dadurch die Genauigkeit der Temperaturmessung wesentlich erhöht werden. The temperature circuit 27 contains a constant current source which supplies the measuring current for the temperature sensors designed as Pt resistance thermometers, an electronic switch controlled by the arithmetic unit which connects the resistance thermometers to the current source and an output amplifier which supplies the measuring current through each of the resistance thermometers or the difference of the measuring currents generates a proportional analog output signal. To determine the absolute value of the temperature of the heat transfer medium in the flow and return, the electronic switch enables the resistance thermometers to be connected individually and one after the other to the power source and to reverse these connections. Furthermore, the electronic switch for direct determination of the difference in the temperatures of the heat transfer medium in the flow and return enables the resistance thermometer to be connected to the power source at the same time and the connection to be reversed. The polarity reversal can compensate for any offset voltages and / or a temperature drift of characteristic values, thereby significantly increasing the accuracy of the temperature measurement.

Das in Fig. 2 gezeigte Leitungsstück enthält ein Mittelrohr 41, das an seinem einen Ende über ein stufenförmiges Zwischenstück 42 mit einem Einströmrohr 43 verbunden ist, das in einem ersten Flansch 44 endet. Das ander Ende des Mittelrohrs ist über ein düsenförmig verjüngtes Zwischenstück 46 The line section shown in FIG. 2 contains a central tube 41, which is connected at one end via a step-shaped intermediate piece 42 to an inflow tube 43, which ends in a first flange 44. The other end of the center tube is via an intermediate piece 46 tapered in the form of a nozzle

(im folgenden auch als Düse bezeichnet) mit einem Ausströmrohr 47 verbunden, das in einem zweiten Flansch 48 endet. In dem Leitungsstück ist ein dünnes Rohr 51 angeordnet, dessen längerer Teil 52 praktisch in der Achse des Mittelrohrs 41 und der daran anschliessenden Düse 46 liegt und dessen kürzerer Teil 53 in radialer Richtung des Leitungsstücks abgebogen und am freien Ende 49 mit einem entsprechenden Loch im Mittelrohr verschweisst ist. Am freien Ende des längeren Teils 52 des dünnen Rohrs 51 sind eine Mehrzahl radial abstehender Leitflächen 54 befestigt, deren äussere Kanten an der Innenfläche des Ausströmrohrs 47 anliegen. Die äusseren Kanten der Leitflächen sind vorzugsweise im Querschnitt keilförmig verjüngt, damit die Anlagefläche am Ausströmrohr möglichst verjüngt, damit die Anlagefläche am Ausströmrohr möglichst klein ist, oder sie weisen eine Zwischenschicht aus einem die Wärme schlecht leitenden Material auf, das den Wärmeübergang von den Leitflächen an das Ausströmrohr behindert. In das dünne Rohr 51 ist ein Widerstandsthermometer 56 eingesetzt, dessen Messspitze 57 in den Bereich zwischen den Wärmeleitflächen 54 hineinragt. Die in Fig. 3 gezeigte Seitenansicht des Leitungsstücks zeigt insbesondere die sternförmige Anordnung der Leitflächen 54 an dem dünnen Rohr 51 und die Lage der Messspitze 57 des Widerstandsthermometers im «Sternpunkt» der Leitfläche. (hereinafter also referred to as nozzle) connected to an outflow pipe 47, which ends in a second flange 48. A thin tube 51 is arranged in the line piece, the longer part 52 of which lies practically in the axis of the middle pipe 41 and the nozzle 46 adjoining it, and the shorter part 53 of which is bent in the radial direction of the line piece and at the free end 49 with a corresponding hole in the middle pipe is welded. At the free end of the longer part 52 of the thin tube 51, a plurality of radially protruding guide surfaces 54 are fastened, the outer edges of which bear against the inner surface of the outflow tube 47. The outer edges of the guide surfaces are preferably tapered in cross-section so that the contact surface on the outflow pipe tapers as much as possible, so that the contact surface on the outflow pipe is as small as possible, or they have an intermediate layer made of a material that conducts heat poorly, which indicates the heat transfer from the guide surfaces the outflow pipe is obstructed. A resistance thermometer 56 is inserted into the thin tube 51, the measuring tip 57 of which protrudes into the area between the heat-conducting surfaces 54. The side view of the line section shown in FIG. 3 shows in particular the star-shaped arrangement of the guide surfaces 54 on the thin tube 51 and the position of the measuring tip 57 of the resistance thermometer in the “star point” of the guide surface.

Beim Betrieb des beschriebenen Wärmemengenmessers strömt ein Wärmeträger und vorzugsweise Wasser mit einer Temperatur von beispielsweise 120° C aus der Vorlaufzweigleitung 11 des Primärkreises durch das Leitungsstück 16 und das Durchflussmengenmessgerät 18 zum Wärmetauscher 13, und nach der Abgabe von Wärme mit einer Temperatur von beispielsweise 90° C zurück durch das Leitungsstück 17 und das Durchflussmengenmessgerät 19 in die Rücklaufzweigleitung 12 des Primärkreises. Die Strömungsgeschwindigkeit des in das Leitstück 16 einströmenden Wassers wird in den stufenförmig erweiterten Zwischenstück 42 verlangsamt, wobei starke Wirbel entstehen. Diese Wirbel haben eine Durchmischung des Wassers im Mittelrohr 41 zur Folge, wobei mögliche Temperaturunterschiede zwischen dem in der Vorlaufleitung im Bereich der Rohrwand und im Bereich der Rohrmitte fliessenden Wassers praktisch vollständig ausgeglichen werden. Das weiterströmende Wasser wird dann in dem düsenförmig verengten Zwischenstück 46 wieder beschleunigt, wobei am Ende der Düse eine praktisch laminare Strömung in den Ausströmbereich 47 eintritt. During operation of the heat meter described, a heat transfer medium and preferably water with a temperature of, for example, 120 ° C. flows from the feed branch line 11 of the primary circuit through the line section 16 and the flow rate measuring device 18 to the heat exchanger 13, and after the heat has been released at a temperature of, for example, 90 ° C back through the line section 17 and the flow rate measuring device 19 into the return branch line 12 of the primary circuit. The flow velocity of the water flowing into the guide piece 16 is slowed down in the step-widened intermediate piece 42, strong vortices being created. These vortices result in a thorough mixing of the water in the central tube 41, with possible temperature differences between the water flowing in the feed line in the area of the tube wall and in the area of the tube center being virtually completely compensated for. The further flowing water is then accelerated again in the nozzle-shaped intermediate piece 46, a practically laminar flow entering the outflow region 47 at the end of the nozzle.

deren Temperatur über den gesamten Rohrquerschnitt weitgehend gleich ist. Mögliche geringe Temperaturunterschiede werden von den gut wärmeleitenden Temperaturleitplatten 54 ausgeglichen, sodass die Temperatur des dünnnen Rohrs 51 mindestens im Bereich der Messspitze 57 des als erster Temperaturfühler 56 verwendeten Pt-Widerstandsthermo-meters sehr gut mit der mittleren Temperatur des vorlaufenden Wassers übereinstimmt, und der messbare Widerstand ein sehr genaues Mass für die Temperatur des vorlaufenden Wassers bildet. Das aus dem Leitungsstück 16 ausströmende Wasser durchströmt dann den Flügelradmesser 18, dessen elektronische Signalgeber 21 für jede durchströmte Volumeneinheit einen elektrischen Impuls erzeugt. Das Wasser strömt dann aus dem Flügelradmesser durch den Wärmeaustauscher 13 und von dort durch das Leitungsstück 17 mit dem zweiten Temperaturfühler und durch den Flügelradmesser 19 zur Rücklaufzweigleitung 12 des Primärkreises. Dabei ist der Strömungsverlauf im Leitungsstück 17 des Rücklaufs praktisch gleich dem für das Leitungsstück 16 des Verlaufs beschriebene Strömungsverlauf, weshalb der Widerstand des im Leitungsstück 17 angeordneten Widerstandsthermometers ebenfalls ein sehr genaues Mass für die Temperatur des rücklaufenden Wassers bildet. Der elektro5 whose temperature is largely the same over the entire pipe cross-section. Possible small temperature differences are compensated for by the thermally conductive temperature control plates 54, so that the temperature of the thin tube 51, at least in the area of the measuring tip 57 of the Pt resistance thermometer used as the first temperature sensor 56, agrees very well with the mean temperature of the incoming water, and the measurable one Resistance is a very precise measure of the temperature of the water flowing in. The water flowing out of the line section 16 then flows through the impeller knife 18, whose electronic signal generator 21 generates an electrical pulse for each volume unit through which it flows. The water then flows from the impeller knife through the heat exchanger 13 and from there through the line piece 17 with the second temperature sensor and through the impeller knife 19 to the return branch line 12 of the primary circuit. The course of the flow in the line section 17 of the return is practically the same as the flow course described for the line section 16 of the course, which is why the resistance of the resistance thermometer arranged in the line section 17 also forms a very precise measure of the temperature of the returning water. The elektro5

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nische Signalgeber 22 am Flügelradmesser 19 im Rücklauf erzeugt wie der Signalgeber 21 am Flügelradmesser 18 im Vorlauf für jede durchgeströmte Volumeneinheit einen elektrischen Impuls. African signal generator 22 on the impeller knife 19 in the return generates an electrical pulse as the signal generator 21 on the impeller knife 18 in the forward flow for each flow unit.

Der im Temperaturmesskreis 27 angeordnete Schalter ist über eine Leitung 30 mit einem Taktgeber im Rechenwerk 29 verbunden, dessen Takte die Aufeinanderfolge der Widerstandsmessungen sowie das Umpolen des Messstroms und die Bestimmung der Widerstandsdifferenz steuern. Die Spannung über dem jeweils mit der Konstantstromquelle verbundenen Widerstandsthermometer und die durch eine geeignete Verknüpfung der Widerstandsthermometer bestimmte Differenzspannung werden verstärkt und als analoge Span-nungs- bzw. Spannungsdifferenzsignale an den A/D-Wandler 28 geleitet, wo sie in entsprechende digitale Signale gewandelt werden. The switch arranged in the temperature measuring circuit 27 is connected via a line 30 to a clock generator in the arithmetic logic unit 29, the clocks of which control the sequence of the resistance measurements and the polarity reversal of the measuring current and the determination of the resistance difference. The voltage across the respective resistance thermometer connected to the constant current source and the differential voltage determined by a suitable combination of the resistance thermometers are amplified and sent as analog voltage or voltage difference signals to the A / D converter 28, where they are converted into corresponding digital signals .

Die von den Impulsgebern 19 und 21 erzeugten Impulse werden von den Zählern 25 bzw. 24 gezählt. The pulses generated by the pulse generators 19 and 21 are counted by the counters 25 and 24, respectively.

Der Inhalt jedes der Zähler 24,25 und die den Widerstandswerten der Widerstandsthermometer im Vor- und im Rücklauf sowie deren Differenz entsprechenden digitalen Signale werden dann an das Rechenwerk 29 geleitet. Im Rechenwerk werden die Zählerinhalte verglichen und, The contents of each of the counters 24, 25 and the digital signals corresponding to the resistance values of the resistance thermometers in the forward and return lines and their difference are then passed to the arithmetic unit 29. The counter contents are compared in the arithmetic unit and,

sofern der Unterschied in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt, ein Mittelwert gebildet, der für die weitere Verarbeitung als Durchflussvolumen verwendet wird. if the difference lies within a predetermined tolerance range, an average is formed which is used as the flow volume for further processing.

Dem Rechenwerk 29 sind Speicher zugeordnet, in denen Kennwerte der beiden Widerstandsthermometer eingespeichert sind. Diese Kennwerte werden für jedes Widerstandsthermometer vor dem Einbau bei zwei Referenztemperaturen experimentell bestimmt und ermöglichen eine Parallelverschiebung und/oder unterschiedliche Neigungen der beiden Widerstandskennlinien zu berechnen. Dabei genügen die gegenseitigen Unterschiede der Kennwerte der beiden Widerstandsthermometer, weil die für die Wärmemengenmessung wichtige Grösse, die Temperaturdifferenz und nicht die absolute Temperatur ist. Im Rechenwerk wird dann aus den von der Konstantstromquelle gelieferten Strom und der Spannung über jedem der Widerstandsthermometer der Momentanwert des Widerstands berechnet und daraus mit Hilfe der gespeicherten Kennwerte die Temperatur im Vorlauf, im Rücklauf und die Temperaturdifferenz. Die errechneten Werte werden im Rechenwerk auch numerisch aufbereitet, um deren Genauigkeit, beispielsweise durch das Bestimmen gewichteter Mittelwerte, zu erhöhen. Schliesslich bestimmt das Rechenwerk aus dem gemessenen Durchflussvolumen und der gemessenen Differenz der Temperatur des Wärmeträgers im Vor- und im Rücklauf sowie mittels der eingespeicherten Kennwerte in Übereinstimmung mit der eingangs genannten Formel die abgegebene Wärmemenge. The arithmetic unit 29 is assigned memories in which characteristic values of the two resistance thermometers are stored. These characteristic values are determined experimentally for each resistance thermometer before installation at two reference temperatures and enable a parallel shift and / or different inclinations of the two resistance characteristics to be calculated. The mutual differences in the characteristic values of the two resistance thermometers are sufficient because the size that is important for heat quantity measurement is the temperature difference and not the absolute temperature. The instantaneous value of the resistance is then calculated in the arithmetic unit from the current supplied by the constant current source and the voltage across each of the resistance thermometers, and from this the temperature in the flow, in the return and the temperature difference are saved using the stored characteristic values. The calculated values are also prepared numerically in the arithmetic unit in order to increase their accuracy, for example by determining weighted average values. Finally, the arithmetic unit determines the amount of heat given off from the measured flow volume and the measured difference in temperature of the heat transfer medium in the flow and return, and by means of the stored characteristic values in accordance with the formula mentioned at the beginning.

Bei der Verwendung des Wärmemengenmessers mit Wasser als Wärmeträger werden für die Berechnung der Wärmemenge vorzugsweise nicht die Einzelwerte der temperaturabhängigen Dichte und Kapazität gespeichert, sondern deren Produkt, das für Wasser und in dem beispielsweise für Fernheizungen interessierenden Temperaturbereich annähern linear ist. When using the heat meter with water as the heat transfer medium, the individual values of the temperature-dependent density and capacity are preferably not stored for the calculation of the heat amount, but rather their product, which is approximately linear for water and in the temperature range of interest for district heating, for example.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Wärmemengenmessers sind in den Mittelstücken der Vorlauf- und der Rücklaufleitung je zwei Widerstandsthermometer angeordnet. Diese Bauweise ermöglicht, die Temperatur des Wärmeträgers aus dem Mittelwert der beiden gemessenen Widerstandswerte zu bestimmen und damit die Genauigkeit der Temperaturmessung weiter zu erhöhen. Diese Bauweise erlaubt auch die gegenseitige Überwachung der beiden im gleichen Mittelstück angeordneten Widerstandsthermometer und damit das rasche Erkennen einer Änderung der temperaturabhängigen Widerstandskennlinie oder eines mechanischen Defekts. In a preferred embodiment of the heat meter, two resistance thermometers are arranged in the middle pieces of the flow and return lines. This design makes it possible to determine the temperature of the heat transfer medium from the mean value of the two measured resistance values and thus to further increase the accuracy of the temperature measurement. This design also allows mutual monitoring of the two resistance thermometers arranged in the same center piece and thus the rapid detection of a change in the temperature-dependent resistance characteristic or a mechanical defect.

Die dem Rechenwerk nachgeschaltete Anzeigeeinrichtung zeigt die dem Wasser des Primärkreislaufs im Wärmetauscher entzogene Wärmemenge an sowie den Momentanwert der abgegebenen oder aufgenommenen Wärmeleistung, die Temperatur des Wassers im Vor- und im Rücklauf, die Temperaturdifferenz und die im Vor- und im Rücklauf gemessenen Durchflussmengen. Es ist auch möglich die Fehlerzeit anzuzeigen, während der das Gerät fehlerhafte Signale erhält und verarbeitet, beispielsweise wegen eines defekten Widerstandsthermometers oder eines Ausfalls der Konstantstromquelle oder wegen einer unzulässigen Differenz der gemessenen Durchflussmengen. Weiter ist es möglich, die Netzausfallzeit anzuzeigen, während der das Gerät einen oder mehrere Netzausfälle festgestellt hat. Vorzugsweise ist die Anzeigeeinrichtung mit optischen und/oder akustischen Signalgebern versehen. Diese werden erregt, sobald der Unterschied zwischen der im Vor- und im Rücklauf gemessenen Durchflussmenge einen vorgegebenen Toleranzwert übersteigt, The display device connected downstream of the arithmetic unit shows the amount of heat extracted from the water of the primary circuit in the heat exchanger, as well as the instantaneous value of the heat output given or received, the temperature of the water in the flow and return, the temperature difference and the flow rates measured in the flow and return. It is also possible to display the error time during which the device receives and processes faulty signals, for example due to a defective resistance thermometer or a failure of the constant current source or due to an impermissible difference in the measured flow rates. It is also possible to display the power failure time during which the device has detected one or more power failures. The display device is preferably provided with optical and / or acoustic signal transmitters. These are excited as soon as the difference between the flow rate measured in the flow and return flow exceeds a predetermined tolerance value,

weil dann entweder eines der Durchflussmengenmessgeräte falsch misst, oder die Leitung des Wassers zum, im oder vom Wärmeaustauscher defekt ist. Die Signalgeber werden auch erregt, wenn der Widerstand eines der Widerstandsthermometer aus dem bei normalen Betriebsbedingungen zu erwartenden Bereich auswandert oder beim Bruch eines Widerstandsthermometers unendlich gross wird. Es ist auch möglich der Anzeigeeinrichtung ein Relais zuzuordnen, dessen Kontakte beim Auftreten einer Fehlersituation abfallen und die beispielsweise mit einer Einrichtung verbunden sind, die beim Abfallen der Kontakte die Wärmezufuhr zum Wärmemengenmesser bzw. Wärmetauscher unterbricht. because then either one of the flow rate measuring devices measures incorrectly, or the line of the water to, in or from the heat exchanger is defective. The signal transmitters are also excited when the resistance of one of the resistance thermometers moves out of the range to be expected under normal operating conditions or becomes infinitely large when a resistance thermometer breaks. It is also possible to assign a relay to the display device, the contacts of which drop out when an error occurs and which are connected, for example, to a device which interrupts the supply of heat to the heat meter or heat exchanger when the contacts drop.

Die gesamte elektronische Schaltung und die Anzeigeeinrichtung können mit handelsüblichen Bauelementen aufgebaut werden, deren Auswahl und Verknüpfung für den beschriebenen Zweck jedem Fachmann geläufig ist, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung dieser Bauelemente und deren Verknüpfung hier ausdrücklich verzichtet wird. The entire electronic circuit and the display device can be constructed using commercially available components, the selection and linking of which is known to any person skilled in the art for the described purpose, for which reason a detailed description of these components and their linking is expressly dispensed with here.

Es versteht sich auch, dass die Auswahl der bestgeeigneten Durchflussmengenmessgeräte sowie die Dimensionierung der Zwischenstücke und insbesondere deren Form im Bereich des fachmännischen Könnens liegen und in Abhängigkeit vom verwendeten Wärmeträger und von der abzugebenden oder aufzunehmenden Wärmemenge bestimmt werden. It is also understood that the selection of the most suitable flow rate measuring devices and the dimensioning of the intermediate pieces and in particular their shape are within the range of the expert ability and are determined depending on the heat transfer medium used and on the amount of heat to be released or absorbed.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Heat flow meter with a flow meter in the flow or return line and with a temperature sensor in the flow and return line as well as with an electronic circuit, the inputs of which are connected to the flow meter and the two temperature sensors and which are between the The supply and return lines are calculated by a heat transfer medium, or calculated with a display device that displays at least the calculated amount of heat, characterized in that a second flow rate measuring device (19, 18) is provided in the return or supply line, and the temperature sensors are arranged in a line section (16, 17) which generates a practically laminar flow of the heat transfer medium.

2. Heat meter according to claim 1, characterized in that the line piece (16, 17) has a first part (42) adjacent to the connection (44) to the inflow line, which is expanded in steps by a region of increased turbulence and mixing for the heat transfer medium form and a second part (46) adjacent to the connection (48) to the drain line, which is narrowed in a nozzle-shaped manner in order to produce a practically laminar flow of the heat transfer medium and in that the active part (57) of the temperature sensor (56) in the outflow area (47) of the nozzle (46) is arranged.

3. Heat meter according to claim 2, characterized in that in the outflow area (47) of the nozzle (46) a plurality of parallel to the flow direction and cross-sectionally arranged temperature guide plates (54) are provided, the axial star point is tubular and in that the active part (57) of the temperature sensor (56) is arranged in this tube.

4. Heat meter according to claim 1, characterized in that each flow meter (18, 19) cooperates with a pulse generator (21 or 22), and the electronic circuit (23) has two counters (24, 26) for the pulses generated by the pulse generators contains and a temperature measuring circuit (27), the inputs of which are connected to the temperature sensors and the output of which is or is connected to an A / D converter (28) and an arithmetic unit (29),

whose inputs are connected to the outputs of the counters and the A / D converter and whose outputs are led to the display device (31).

5. Heat meter according to claim 4, characterized in that the temperature measuring circuit (27) cooperates with a constant current source which supplies the measuring current through the temperature sensor designed as a resistance thermometer (56) and contains an electronic switch controlled by the computer (29) which contains the resistance thermometer for measuring the absolute values of the temperature individually connected to the power source and for measuring the temperature difference linked with each other and periodically reversed this connection or linkage to compensate for offset voltages and temperature drift of the characteristic values of components by reversing the measuring current.

6. Heat meter according to claim 1, characterized in that two temperature sensors are arranged in the supply and in the return line.