CS239511B1

CS239511B1 - Measuring method of a heat consumption carried by liguid and apparatus to perform this method

Info

Publication number: CS239511B1
Application number: CS823057A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Tesar
Original assignee: Vaclav Tesar
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1982-04-28
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS305782A1

Abstract

Řešení se týká zejména energetických soustav s oběhem teplonosné tekutiny, elektráren, ale i chladicích systémů například v dopravních prostředcích nebo výměníků a reaktorů v chemickém průmyslu. Předpokládá se především uplatnění v domovních otopných soustavách. Účelem je jednoduchým a levným způsobem, zejména bez přívodu elektrického proudu, měřit okamžitou velikost předávaného tepelného výkonu. Dosahuje se toto tak, že jako údaj úměrný měřenému tepelnému výkonu se zjistuje rozdíl mezi teplotou tekutiny ve vývodní větvi a časově střední hodnotou teploty v dutině, do níž se střídavě přivádí tekutina z vývodní větve a průtokové jaulsy z přívodní větve, jejichž opakovači frekvence je úměrná průtoku přívodní větvi potrubí teplonosné tekutiny. Slouží k tomu měřidlo spotřeby tepla s generátorem pulsů zapojeným do přívodní větve, jehož výstup je zaveden do prvního přívodu komutátoru, kdežto druhý přívod komutátoru je spojen s vývodní větví, přičemž do první větve komutátoru je zařazena integrační teploměrná jímka s prvním čidlem diferenčního teploměru. Referenční teploměrná jímka s druhým čidlem diferenčního teploměru je zapojena do opačné větve než generátor puls, tedy větve vývodní. je definována cela řada variant, zejména pokud-jde o uspořádání komutátoru, který například může mít jeden dominantní vstup který.způsobuje překlopení stavu komutátoru při zavedení průtoku. Analogicky k měření teploty lze zjišfovat hodnoty jiné pasivní skalární veličiny, třeba koncentrace příměsi a měřidlo pak bude sloužit k měření okamžité intenzity transportu této příměsi tekutinou.The solution concerns mainly energy systems with circulation of heat transfer fluid, power plants, but also cooling systems for example in vehicles or exchangers; reactors in the chemical industry. Assumes mainly used in house heating systems systems. The purpose is simple and in an inexpensive way, especially without electrical power current, measure the instantaneous size heat output. It is achieved this so as to be proportional to the measured heat The power difference is the difference in temperature fluid in the outlet branch and time mean cavity temperature to which fluid is fed from the outlet branch alternately and flow traps from the lance whose repetition frequencies are proportional to flow the supply line of the heat transfer pipe. It uses a consumption meter with a pulse generator connected to the supply a branch whose output is loaded into the first commutator feed, while the second the commutator supply is connected to the output branch wherein the first commutator branch is included integration thermowell with first differential thermometer. Reference thermowell with second differential sensor the thermometer is connected to the opposite branch than a pulse generator, that is, an output branch. a number of variants are defined, in particular as far as the commutator arrangement is concerned for example, it may have one dominant input which causes the commutator to flip flow rate. Analogous to measurement other passive values can be measured scalar quantities, such as admixture concentrations and the meter will then be used for measurement immediate transport intensity of this impurity fluid.

Description

Vynález se týká způsobu měření spotřeby tepla přenášeného tekutinou a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for measuring the consumption of heat transmitted by a fluid and to an apparatus for carrying out the method.

Při stále rostoucím významu hospodaření S energií je základní otázkou možnost rychlého a snadného zjištění,jak velké množství tepla je v daném okamžiku předáváno, případně pak vyhodnocení celkového množství předaného tepla za určitý časový úsek, které se snadno zjistí integrací údaje okamžitého tepelného výkonu. Existující měřidla nejsou vyhovující; jsou příliš složitá, drahá a náročná na to, aby přicházelo v úvahu jejich použití u každého individuálního spotřebitele tepla. Ideálním řešením by bylo jednoduché, nenáročné a tedy levné měřidlo bez spotřeby nějaké pomocné energie - tedy např. bez nutnosti přívodu elektrického proudu - které by mohlo být umístěno přímo u jednotlivých otopných těles. Nevyžaduje se žádná zvláštní přesnost, postačí přesnost několika procent z maximálního rozsahu, je však důležitá přímpukazující funkce.With the ever-increasing importance of energy management, the basic question is the possibility of quickly and easily determining how much heat is being transferred at any given time, or possibly evaluating the total amount of heat transferred over a period of time, which is readily ascertained by integrating the instantaneous heat output. Existing meters are not satisfactory; they are too complex, expensive and demanding to be considered for each individual heat consumer. The ideal solution would be a simple, unpretentious and therefore cheap meter without the consumption of any auxiliary energy - ie without the need for a power supply - which could be placed directly at the individual radiators. No particular accuracy is required, accuracy of a few percent of the maximum range is sufficient, but the contributing function is important.

Problém je řešen způsobem měření spotřeby tepla přenášeného tekutinou ve dvou potrubních větvích, z nichž přívodní větví se tekutina o vyšší teplotě přivádí ke spotřebiči a vývodní větví, se ochlazená tekutina ze spotřebiče odvádí, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že jako výstupní údaj se vytváří rozdíl mezi teplotou v jedné, například vývodní větvi, a časově střední hodnotou teploty v dutině, do níž se střídavě přivádí tekutina z téže větve a tekutina ze druhé, v daném případě přívodní větve, a to tak, že přiváděné.průtokové pulsy ze druhé větve se generují s opakovači frekvencí úměrnou průtoku ve druhé větvi, přičemž jednotlivé pulsy se vzájemně, pokud jde o časové trvaný neliší o více než 20 %.The problem is solved by a method of measuring the consumption of heat transferred by the fluid in two piping branches, of which the inlet branch the higher temperature fluid is fed to the appliance and the outlet branch, the cooled fluid is removed from the appliance according to the invention. It is based on the fact that, as an output, a difference is made between the temperature in one, for example, the outlet branch, and the temporal mean value of the temperature in the cavity, to which fluid from the same branch alternates and fluid from the other, in this case in that the flow pulses supplied from the second leg are generated with a repetition rate proportional to the flow in the second leg, the individual pulses not differing by more than 20% in terms of time.

- 3 239 511- 3 239 511

Podle vynálezu je účelné provádět tento způsob měřidlem spotřeby tepla, jehož podstata je v tom, že generátor pulsů je zapojen do jedné,, například přívodní větve potrubí teplonosné tekutiny, jehož výstup je spojen s prvním přívodem komutátoru, kdežto druhý přívod komutátoru je spojen s druhou, v daném příkladu vývodní větví potrubí teplonosné tekutiny, přičemž do prvního vývodu komutátoru je zařazena integrační teplotoměrná jímka s prvním čidlem diferenčního teploměru, zatímco referenční teplotoměrná jímka s druhým čidlem diferenčního teploměru je -zapojena do opačné, v daném příkladu vývodní větve potrubí teplonosnétekutiny) než do které je zapojen generátor pulsů.According to the invention, it is expedient to carry out this method with a heat consumption meter, the principle being that the pulse generator is connected to one, for example, the inlet branch of a heat transfer fluid line, the outlet of which is connected to the first commutator inlet, , in the example, the outlet branch of the heat transfer fluid line, wherein an integrating thermometer well with the first differential thermometer sensor is inserted into the first commutator outlet, while a reference thermometer well with the second differential thermometer sensor is connected to the opposite, in the example outlet pipe of the heat transfer fluid) to which the pulse generator is connected.

Zejména může být účelné, aby měřidlo podle vynálezu mělo komutátor. s překlápěcim dominantním vstupem, připojeným na první přívod a preferovaný výstup, na který je připojen první vývod.In particular, it may be expedient for the meter of the invention to have a commutator. with a flip-over dominant input connected to the first inlet and a preferred output to which the first outlet is connected.

Také může být účelné, aby měřidlo spotřeby tepla podle vynálezu mělo generátor pulsů tvořený bistabilním rozváděcím zesilovačem se zpětnovazebními kanálky připojenými na řídicí trysky, například se zpětnovazební smyčkou spojující první trysku bistabilního rozváděcího zesilovače s jeho druhou řídicí tryskou, a dále omezovačem délky pulsů, například tvořeným proudovým zesilovačem s negativním ziskem s řídicí tryskou, spojenou přes zpožďovací kanálek spolu s napájecí tryskou na výstup bistabilního rozváděcího zesilovače.It may also be expedient for the heat meter of the invention to have a pulse generator consisting of a bistable distributor amplifier with feedback channels connected to control nozzles, e.g. a feedback loop connecting the first nozzle of the bistable distributor amplifier to its second pilot nozzle and a pulse length limiter e.g. a negative gain current amplifier with a control nozzle coupled through the delay channel together with the power nozzle to the output of the bistable distribution amplifier.

V jiném případě může být podle vynálezu účelné, aby generátor pulsů byl vytvořen monostabilním rozváděcím zesilovačem, k jehož prvnímu kolektoru směřuje svým koncem preferovaná přídržné stěnaj na tento první kolektor je, například přes zpožůovací kanálek, připojena druhá řídicí tryska vyústěná u počátku preferované přídržné stěny, zatímco druhý kolektor je spojen s prvním přívodem komutátoru, kdežto z prvého kolektoru pokračuje přívodní větev potrubí teplonosné’tekutiny ke spotřebiči tepla.Alternatively, according to the invention, it may be expedient for the pulse generator to be formed by a monostable distribution amplifier, the first collector of which has a preferred holding wall directed towards its first collector. A second control nozzle connected at the beginning of the preferred holding wall is connected to the first collector. whereas the second collector is connected to the first commutator inlet, while the first collector continues the inlet branch of the heat transfer fluid line to the heat sink.

Podle vynálezu může být účelné takové uspořádání komutátoru, v němž odtlačovací komutační prvek má dvě trysky, a sice dominantní trysku napojenou na dominantní překlápěcí vstup pod menšímAccording to the invention, it may be expedient to have a commutator arrangement in which the push-commutating element has two nozzles, namely a dominant nozzle connected to the dominant flip-in inlet below the smaller

238 SU úhlem vyústěnou proti vodicí stěně a submisivní trysku spojenou s druhým přívodem, která je sHoněna pod větším úhlem. V tomto případě vyústění obou trysek je na počátku vodicí stěny, kdežto na jejím konci je kolektor komutačního prvku spojený s preferovaným výstupem, přičemž prostor po straně vodicí stěny, do něhož vyúsiují obě trysky, je spojen s ventilačním vývodem napojeným na druhý vývod.238 SU at an angle opening against the guide wall and a submissive nozzle connected to the second inlet which is angled at a larger angle. In this case, the orifice of both nozzles is at the beginning of the guide wall, while at its end the collector of the commutating element is connected to the preferred outlet, while the space on the side of the guide wall into which both nozzles exit is connected to the ventilation outlet connected to the other outlet.

V jiném uspořádání komutátoru podle vynálezu je použit hybnostní komutační prvek, v němž do kolektoru komutačního prvku směřuje jednak dominantní tryska napojená na dominantní překlápěcí vstup, jednak submisivní tryska spojená s druhým přívodem, kde u ústí submisivní trysky, zejména ve směru kolmém k ose tohoto ústí, je vyústěna další, vychylovací tryska rovněž připojená na dominantní překlápějící vstup, zatímco kolektor komutačního prvku je napojen na preferovaný výstup a vnitřní prostor hybnostního komutačního prvku je napojen na druhý vývod.In another arrangement of the commutator according to the invention, a momentum commutating element is used, in which a dominant nozzle connected to the dominant tilting inlet is directed to the commutating element collector and a submissive nozzle connected to the second inlet. a further deflection nozzle is also connected to the dominant tilting inlet, while the commutator collector is connected to the preferred outlet and the internal space of the momentum commutator is connected to the second outlet.

Podle vynálezu může být účelné popřípadě také provést komutátor tak, že je tvořen kolisním komutačním prvkem a junktorem komutátoru, například provedeným jako prostý spoj kanálků, který je připojen na kolektor kolisního prvku a spolu s ním jednak na první přívod, jednak na první vývod, kdežto tryska kolisního prvku je připojena druhým přívodem na vývodní větev potrubí teplonosné tekutiny.According to the invention, it may also be advantageous if appropriate to make the commutator such that it is a collision commutating element and a commutator junktor, for example in the form of a simple channel connection which is connected to the collector element and together with it on the first inlet and on the first outlet, the nozzle of the collision element is connected by a second inlet to the outlet branch of the heat transfer fluid pipe.

Podle vynálezu se tedy problém měření tepelného výkonu přenášeného tekutinou převádí na úlohu zjišťování časově střední hodnoty teplotního rozdílu. Vytvoření Časově střední hodnoty se dosahuje automaticky využitím tepelné setrvačnosti teploměru,popřípadě teplotoměrné jímky. Rozdíl lze snadno měřit například termočlánkovým teploměrem, nevyžadujícím ke své funkci napájení z vnějšího zdroje. Ostatní součástky měřidla tepelného výkonu podle vynálezu mohou být provedeny tak, že nemají žádné pohyblivé díly. Jedná se o čistě fluidické obvody, které mohou být prakticky provedeny například jako plastikové odlitky nebo výlisky. Při použití klasického deprézského ukazujícího přístroje je v celém měřidle okamžité spotřeby tepla jediná pohyblivé součástka - otočnýAccording to the invention, the problem of measuring the thermal power transmitted by the fluid is therefore translated into the task of determining the mean value of the temperature difference. The creation of the Time Mean is achieved automatically by using the thermal inertia of the thermometer or thermowell. The difference can easily be measured, for example, by a thermocouple thermometer that does not require external power for its function. The other components of the heat power meter according to the invention can be designed so that they have no moving parts. These are purely fluidic circuits which can be practically made, for example, as plastic castings or moldings. Using a classic depressive pointing device, the only instantaneous heat consumption meter in the entire instantaneous heat meter is a rotatable

- Γ239 Sil systém s ukazovací ručkou. Jinak zde není nic, co by se mohlo poškodit i při neopatrném zacházení, co by se mohlo zadřít nebo zaseknout, neboí veškeré funkce vykonává tekutina protékající dutinami výlisků. Měřidlo nevyžaduje žádnou údržbu a v podstatě může spolehlivě fungovat neomezeně dlouho, přinejmenším řadu let, bez jakékoliv údržby. Nespotřebovává žádnou pomocnou přiváděnou energii, není závislé na elektrickém rozvodu, využívá se pouze energie protékající tekutiny. Výhodou také je, že použité fluidické prvky pracují s dvoupolohovou, bistabilní funkcí. I když tedy je účelné v soustavě s těmito měřidly používat čistou teplonosnou kapalinu, nebot jedinou možnou příčinou poruchy je možnost zanesení usazenými nečistotami z tekutiny, bistabilní funkce je výhodné tím, že v zásadě není ovlivněna zanášením úsadami, jak je tomu u prvků se spojitou, analogovou funkcí. Úsady ovšem nesmí vést k neúměrným tvarovým změnám nebo úplnému zanesení kanálků. Bistabilně fungující prvky jsou také méně náročné na přesnost výroby.- Γ239 Sil system with pointing hand. Otherwise, there is nothing that could be damaged even by careless handling, which could seize or jam because the fluid flowing through the cavities of the molded parts performs all functions. The meter is maintenance-free and can essentially operate reliably for at least a number of years without any maintenance. It does not consume any auxiliary energy, it does not depend on the electrical distribution, only the energy flowing through the fluid is used. It is also an advantage that the fluidic elements used operate with a two-position, bistable function. Thus, although it is expedient to use pure heat transfer fluid in a system with such meters, since the only possible cause of failure is the possibility of clogging of impurities from the fluid, the bistable function is advantageous in that it is substantially unaffected by fouling, analog function. However, the deposits must not lead to disproportionate shape changes or complete clogging of the channels. Bistable components are also less demanding on manufacturing accuracy.

V zásadě lze způsob měření tepelného výkonu podle tohoto vynálezu realizovat použitím známých a vyzkoušených fluidických prvků. Mé tedy vynález v zásadě charakter nového uspořádání známých prvků v prostoru. Jsou připojeny vykrrsy příkladů uspořádání, které proto vystačí s převážně schematickým znázorněním zapojení. Ukazuje se však, že je možné zvláště výhodné jednoduché uspořádání, použíjí-li se některé z alternativních provedení speciálních prvků, například dále popisovaných komutačních prvků. Vynález si všímá detailněji těchto možhostí; i k tomu však vesměs postačí schematické znázornění, jen v jednom případě je pro praktickou představu znázorněn příklad provedení speciálního komutač- . ního prvku v perspektivním pohledu. Na je na obr. 1 znázorněn časový průběh teploty v integrační teplotoměrné jímce, vysvětlující princip způsobu převodu měřeného tepelného výkonu na stanovení teplotního rozdílu. Na obr. 2 je obecné blokové schéma celého měřidla a jeho připojení ke spotřebiči tepla. Obr. 5 pak ukazuje schéma zapojení měřidla spotřeby tepla ze čtyř známých fluidických prvků'a termočlánkového teploměru, přičemž jako generátor průtokových pulsů je použito běžného a osvědčeného oscilátoru s bistabilním proudovým zesilovačem. Následující obr. 4In principle, the method of measuring the heat output of the present invention can be realized using known and tested fluidic elements. The invention thus essentially has the character of a new arrangement of known elements in space. Extraction examples of the arrangement are attached, which therefore suffices with a mostly schematic representation of the circuit. However, it turns out that a particularly simple arrangement is possible if some of the alternative embodiments of special elements, for example the commutation elements described below, are used. The invention notes these possibilities in more detail; however, even in this case, a schematic representation is generally sufficient, in only one case an exemplary embodiment of a special commutator is shown for practical purposes. element in perspective view. Fig. 1 shows the time course of temperature in an integrating thermometer well explaining the principle of the method of converting the measured heat output to the determination of the temperature difference. Fig. 2 is a general block diagram of the whole meter and its connection to the heat sink. Giant. 5 then shows a circuit diagram of a heat meter of four known fluidic elements and a thermocouple thermometer using a conventional and proven bistable current amplifier as a flow pulse generator. The following figure 4

- 6238 SU ukazuje pak perspektivní pohled na odtlačovací komutační prvek, použitý v zapojení z obr. 5, aby vynikla praktická jednoduchost a snadnost výroby takových prvků. Na dalším obr.í’ Je pak schematicky zachyceno obzvláši jednoduché uspořádání měřidla podle vynálezu, které vystačí s pouze dvěma fluidickými prvky, jiné extrémně jednoduché uspořádání komutátoru, spolu s možnastí praktického provedení termočlánkového čidla, je pak na obr. 6.6238 SU then shows a perspective view of the push-commutating element used in the circuit of FIG. 5 to exemplify the practical simplicity and ease of manufacture of such elements. In the next figure, a particularly simple arrangement of the meter according to the invention, which suffices with only two fluidic elements, is shown schematically, another extremely simple arrangement of the commutator, together with the practical implementation of the thermocouple sensor, is shown in Figure 6.

Předpokládá se, že teplo je přenášeno tekutinou, jíž může být kapalina, např. voda,nebo plyn, např. vzduch,v potrubí, jehož jednou větví, přívodní větví 1 podle obr. 2, se přivádí tekutina s vyšší teplotou Tin» zatímco druhou větví, vývodní větví 2, se odvádí tekutina ochlazená, s nižší teplotou Τ_οιΓ^. K ochlazení dojde ve spotřebiči tepla 2, ^v němž se tekutině odebírá tepelný výkon oE /W/ rovnýIt is believed that heat is transferred by a fluid, which may be a liquid, such as water or a gas, such as air, in a duct whose one branch, the inlet branch 1 of FIG. branch, outlet branch 2, drains the liquid cooled, with a lower temperature Τ _οιΓ ^. Cooling takes place in the heat sink 2, ⁱⁿ which the heat output is equal to / / W / equal

kde c /J/kg K/ je specifická tepelná kapacita /dříve označovaná jako tzv. měrné teplo, například pro vodu je c = 4,1868 J/kg K/ a oM /kg/s/ je průtočná hmotnost protékající tekutiny.where c / J / kg K / is specific heat capacity (formerly referred to as specific heat), for example, for water, c = 4.1868 J / kg K / and oM / kg / s / is the mass flow rate of the fluid.

Základními částmi měřidla podle vynálezu jsou podle obr. 2 generátor 10 pulsů a komutátor 20. V generátoru 10 pulsů jsou vyvolány při průtoku teplonosné tekutiny oscilace, při kterých z výstupu generátoru 10 pulsů vystupují průtokové pulsy o v zásadě konstantní délce trvání a s opakovači frekvencí přímo úměrnou velikosti průtoku, tedy průtočné hmotnosti oM. Jako komutátory se označují fluidické členy, tedy prvky nebo obvody sestavené z většího počtu prvků, se dvěma přívody a dvěma vývody, v němž je vždy po určitou dobu spojen první přívod s prvním vývodem a druhý přívod se druhým vývodem, ale po přivedení řídicího signálu dojde k překlopení, po němž je první přívod spojen s druhým vývodem a naopak druhý přívod s prvním vývodem. Bu3 po přivedení dalšího signálu, nebo po zániku předtím přiváděného překlápějícího signálu dojde k návratu do původního stavu. V měřidlu podle vynálezu je komutátor svým prvním přívodem 21 připojen na výstup generátoru 10 pulsů, kdežto druhým přívodem 22 na opačnou větev potrubí teplonosné kapaliny, než je větev, v níž je zapojen gene- 7·The main parts of the meter according to the invention are, according to FIG. 2, a pulse generator 10 and a commutator 20. In the pulse generator, oscillations are induced at the flow of the heat transfer fluid at which flow pulses emanate from the pulse generator output. flow rate, i.e. flow mass oM. Commutators are fluid elements, that is to say, elements or circuits composed of a plurality of elements, with two inlets and two outlets, in which the first inlet is connected for a certain time to the first outlet and the second inlet to the second outlet. to turn over, after which the first inlet is connected to the second outlet and the second inlet is connected to the first outlet. Either after the next signal has been applied, or after the previously flipped signal has disappeared, it returns to its original state. In the meter according to the invention, the commutator is connected by its first inlet 21 to the output of the pulse generator 10, while the second inlet 22 is connected to the opposite branch of the heat transfer fluid line to that in which the generator is connected.

23S 511 rátor 10 pulsů. Na obr, 2 je neznačeno uspořádání, kterému asi bude ve většině praktických provedení dávána přednost, kdy totiž je generátor 10 pulsů zapojen do přívodní větve 1 a druhý přívod 22 komutátoru 20 je pak tedy připojen na vývodní větev 2, z níž tak odebírá část již ochlazené tekutiny. Naproti tomu prvním přívodem 21 se ovšem přivádí tekutina s původní vyšší teplotou Tj__n.23S 511 pulsator. In FIG. 2, there is no indication of the arrangement which is likely to be preferred in most practical embodiments, since the pulse generator 10 is connected to the inlet branch 1 and the second inlet 22 of the commutator 20 is then connected to the outlet branch 2. cooled fluids. In contrast, the first inlet 21, however, the fluids with higher temperature Tj_ original _n.

Do prvního vývodu 25 komutátoru 20 je zapojena integrační teplotoměrné jímka 30. Za ní se oba vývody komutátoru 20 spolu spojují a tekutina může být odvedena, jako na obr. 2, do vývodní větve 2. Aby v takovém případě byla ochlazená tekutina vůbec ochotna protékat komutátorem 20, je ve vývodní větvi 2. vložen malý odpor 4, například clonka; spád na něm vyvodí potřebný tlakový rozdíl mezi druhým přívodem 22 a napojením obou vývodů 23, 24 zase do vývodní větve 2. V případě, že teplonosnou tekutinou bude vzduch, může být v některých případech účelné nevracet jej do vývodní větve 2., ale vypouštět jej rovnou do atmosféry. Protožb jde jen o nepatrné množství, může být eventuálně vypouštění do atmosféry účelné i půjde-li například o páru a podobně. Potom ovšem není odpor 4. nutný, potřebný tlakový rozdíl je dán spádem mezi vývodní větví 2 a atmosférou. Protože množství tekutiny odebírané do prvního přívodu 21 z přívodní větve 1 je velice malé, zanedbáváme odpovídající únik tepla mimo spotřebič tepla 2. ^ve výše zmíněném výrazu pro tepelný výkon spotřebiče.An integrating thermometer well 30 is connected to the first outlet 25 of the commutator 20. Beyond that, both of the commutator outlets 20 are connected together and the fluid can be drained, as in Fig. 2, to the outlet branch 2. In such a case 20, a small resistor 4, for example a diaphragm, is inserted in the outlet branch 2; the drop on it causes the necessary pressure difference between the second inlet 22 and the connection of the two outlets 23, 24 to the outlet branch 2. In case the heat transfer fluid is air, it may in some cases be useful not to return it to the outlet branch 2. straight into the atmosphere. Since this is only a small amount, discharge into the atmosphere may also be useful, for example, if it is steam or the like. Then, however, the resistance 4 is not necessary, the pressure difference required is given by the gradient between the outlet branch 2 and the atmosphere. Since the amount of fluid drawn into the first inlet 21 from the inlet branch 1 is very small, we neglect the corresponding heat leakage outside the heat sink 2 ⁱⁿ the aforementioned term for the heat output of the appliance.

Komutátor 20 je řízen v závislosti na oscilacích generovaných v generátoru pulsů 10. Vždy když z výstupu generátoru 10 pulsů vystupuje do prvního přívodu 21 průtokový puls, překlopí se komutátor 20 tak, aby tento puls, .jímž je přiváděna tekutina s teplotou Tj__nj procházel do prvního vývodu 23^ tím tedy do integrační teplotoměrné jímky 50. Po dobu mezipulsových mezer je komutátor překlopen do druhého stavu, v němž do integrační teplotoměrné jímky 30 protéká tekutina z vývodní větve 2, tedy o teplotě T_Out· Vypadá tedy časový průběh teploty na vstupu do integrační teplotoměrné jímky 30 tak, jak je idealizované znázorněno na obr. 1.The commutator 20 is controlled in dependence on the oscillations generated in the pulse generator of the tenth Whenever the output of pulse generator 10 extends into the first inlet 21 of the flow pulse flips the commutator 20, so that the pulse .jímž receives fluid with temperature Tj_ j through _n to the first outlet 23, thus into the integration thermometer well 50. During the inter-pulse gaps, the commutator is tipped to the second state in which the fluid from the outlet branch 2 flows at the temperature thermistor 30, i.e. temperature T ₀ ut. at the inlet of the integrating thermometer well 30 as idealized in FIG. 1.

idealizaci se mluví proto, že jsou naznačeny jednoduché ostrohranné pravoúhlé pulsy a jsou pominuty přechodové jevy. Z obr_o.l vidíme, že teplota Τχ_η dosahuje vždy hodnoty po dobu trvání pulsu a hodnoty teploty T_oirt po dobu mezery. Jak bylo uvedeno, před239 SU pokládá se, že doby trvání pulsu budou v zásadě konstantní. Doba trvání mezery se bude zvětšovat s klesajícím průtokem jak s tímto průtokem oM bude klesat frekvence oscilací. Na obr. 1 je znázorněna střední hodnota teploty v integrační teplotoměrné jímce 30 jako hodnota Tj diferenčním teploměrem 34, například podle obr. 3, je pak měřena časově střední hodnota rozdílu mezi oběma jímkami, integrační teplotoměrnou jímkou 30 a referenční teplotoměrnou jímkou 40, která je umístěna ve vývodní větvi £ je v ní tedy stále teplota T_ou^. Tato časově střední hodnota Θ rozdílu je na obr. 1 a obr. 2 označena Θ. Z názoru je zřejmé, že tato střední hodnota Θ bude tím větší, čím větší bude rozdíl Ti_n- T_Out> tzn. čím vyšší bude výška pulsů znázorněných na obr. lj a na druhé straně, tím větší, čím větší bude průtok a tedy opakovači frekvence pulsů, neboí tím se zkrátí vzdálenost mezi nimi. Při předpokládaném obdélníkovém časovém průběhu podle obr. 1 to lze odvodit takto: předpokládejme, že platí f = k.oM, kde f /Hz/ je opakovači frekvence pulsů generovaných generátorem 10 pulsů, oM /kg/s/ je průtok spotřebičem tepla 2 a ^k /1/kg/ je převodní konstanta generátoru 10 pulsů. Pulsy mají konstantní délku At /s/ a opakují se tak, že perioda, doba mezi po sobě následujícími néběžnými hranami^ je 1/f = 1/ k oM . Plocha pulsu /plocha pod čarou časové změny teploty v integrační teplotoměrné jímce 30 po dobu trvání pulsu/ je tedy £ t /Τχ_η- ^out/ /&,s/ a ta musí být rovna vyšrafované ploše po dobu periody:idealization is spoken because simple sharp rectangular pulses are indicated and transient phenomena are omitted. From Fig .l _on, we see that the temperature always reaches _Τχ η value of the pulse duration and temperature values T t _OIR for gaps. As mentioned, prior to the SU it is believed that the pulse duration will be essentially constant. The gap duration will increase as the flow rate decreases as the oscillation frequency decreases with this flow rate. In Figure 1, the mean temperature in the integrating thermowell 30 is shown as the value Tj by the differential thermometer 34, for example, in Fig. 3, then the time average of the difference between the two thermowells, the integrating thermowell 30 and the reference thermowell 40 is measured. placed in the outlet branch 4 there is therefore still the temperature T _ou stále. This time-average value Θ of the difference is denoted by na in Figures 1 and 2. It is clear from the view that this mean value Θ will be greater the greater the difference Ti _n - T _O ut> ie. The higher the height of the pulses shown in FIG. 1 and on the other hand, the greater the flow rate and hence the repetition rate of the pulses, since the distance between them is shortened. Assuming the rectangular waveform of Figure 1, this can be deduced as follows: suppose that f = k.oM, where f / Hz / is the repetition rate of the pulses generated by the 10 pulse generator, oM / kg / s / is the heat sink 2 and ^k / 1 / kg / is the conversion constant of the 10 pulse generator. The pulses have a constant length At (s) and are repeated so that the period, the time between successive non-consecutive edges, is 1 / f = 1 / k oM. Thus, the area of the pulse (the area under the temperature change line in the integration thermometer well 30 for the duration of the pulse) is £ t / Τχ _η - ^ out / / s, and this must be equal to the hatched area for the period:

θ ‘ kioM ⁸ /^Tin “ ^Tout/θ 'kioM ⁸ / ^T in' ^T out /

Je-li k a t konstantní, je měřený rozdíl úměrný součinu oM /Τχη - T_out/If the kat is constant, the measured difference is proportional to the product oM / Τχη - T _out /

Předpokládáme-li však, že specifická tepelná kapacita c tekutiny se prakticky nemění, je tato hodnota úměrná okamžité velikosti předávaného tepelného výkonu oE /v ΘAssuming, however, that the specific heat capacity c of the fluid is virtually unchanged, this value is proportional to the instantaneous magnitude of the transferred heat output oE / v Θ

Odchylky od ideali,2pvaných obdélníkových průběhů pulsů tuto závislost v zásadě neovlivní, jednak proto, že přechodové procesy, jimiž jsou způsobeny, jsou zhruba symetrické při nárůstu teploty a při poklesu, takže se navzájem téměř eliminují, jednak proto,Deviations from the idea of rectangular pulse waveforms will not substantially affect this dependence, partly because the transient processes they cause are roughly symmetrical as temperatures rise and fall, so that they almost eliminate each other,

- τ že jde o změny druhého rádu, které lze zahrnout do kalibrace, například nerovnoměrně rozdělené stupnice, diferenčního teploměru 34» Již míšením přiváděných pulsů s tekutinou v integrační teplotoměrné jímce 20 se dosahuje toho, že nelze ani měřit časový průběh podle obr. 1, ale průběh spíše se blížící hodnotě Ψ,·. Další —lL vyrovnání průběhu směrem ke střední hodnotě bude pak důsledkem tepelné setrvačnosti diferenčního teploměru 34»- that these are second-order changes that can be included in the calibration, for example of an unevenly distributed scale, of a differential thermometer 34. By mixing the pulses with the liquid in the integration thermowell 20, the time course of FIG. but the course is rather close to hodnotě, ·. The next —lL offset to the mean will be the result of the thermal inertia of the differential thermometer 34 »

Všimněme si však ještě nejprve zvláštnosti uspořádání generátoru oscilací pro nyní potřebný účel. Dosavadní běžně známé generátory oscilací s frekvencí závislou přímo úměrně na procházejícím průtoku jsou běžně prováděný jako symetrické, s pulsy trvajícími vždy polovinu periody. V základním uspořádání měřidla spotřeby tepla, tak jak jeho funkce byla výše popsána s pomocí obr. 1, se však vyžaduje generátor 10 pulsů o stále stejné době trvání A t nezávislé na frekvenci a tedy na délce periody. Lze to zařídit dvěma způsoby. Bu3 se použije běžný a vyzkoušený generátor oscilací, na jehož výstupu je pak omezovač délky pulsů, nebo lze vyvinout speciálně pro tento účel na základě známých prin čipů nový druh oscilátoru, generující již pulsy požadovaného charakteru .Note, however, first of all the peculiarities of the oscillation generator arrangement for the purpose that is now needed. Conventional known oscillation generators with a frequency proportional to the flow rate are commonly implemented as symmetrical, with pulses lasting half each period. However, in the basic configuration of the heat meter, as described above with reference to FIG. 1, a pulse generator 10 with a constant duration A t independent of frequency and therefore period length is required. There are two ways to do this. Either a conventional and tested oscillator generator is used, at the output of which is a pulse length limiter, or a new type of oscillator can be developed specifically for this purpose based on known prime chips, generating pulses of the desired character.

Na obr. 3 js schematicky naznačena první možnost. Celkové uspořádání obrázku v zásadě odpovídá výše již popsanému obr. 2.In Fig. 3 the first possibility is schematically indicated. The overall arrangement of the figure essentially corresponds to that already described in Figure 2.

I zde je vlevo stoupající přívodní větev 2, samozřejmě že vertikální směr průtoku vzhůru není nijak rozhodující pro snímač spotře by tepla a jde pouze o možný příklad. Jí. se přivádí tekutina s vyšší teplotou Tf_n do spotřebiče tepla 2 ^v horní části výkresu. Na pravé straně je pak opět vývodní větev 2 odvádějící ochlazenou tekutinu. V tomto připadě je generátor 10 pulsů sestaven ze tří fluidických prvků: v prvé řadě je to bistabilní rozváděči zesilovač 101 ze zapojenou zpětnou vazbou, dále pak junktor generátoru 110 a k omezování délky výstupních pulsů slouží proudový zesilovač 120 s negativním ziskem. V něm je zavedena negativní zpětná vazba přes zpožďovací kanálek 125» Vs všech prvcích jsou trysky k vytváření vytékajících tekutinových proudů schematicky naznačeny jako černé, vyplněné trojúhelníčky. Symbolizují charakteristic239 SUHere too, the upstream branch 2 is on the left, of course, that the upward vertical flow direction is not critical to the heat consumption sensor and is only an example. Her. is fed with a higher fluid temperature Tf _n 2 to the thermal loads ^{in the} upper part of the drawing. On the right-hand side there is again an outlet branch 2 which removes the cooled fluid. In this case, the pulse generator 10 is comprised of three fluidic elements: firstly a bistable feedback amplifier 101 with closed-loop feedback, a generator junktor 110 and a negative gain current amplifier 120 to limit the length of the output pulses. In it, negative feedback is introduced through the delay channel 125 V of all elements, the nozzles for generating effluent fluid streams are schematically indicated as black, filled triangles. They symbolize the characteristic239 SU

-40 238 811 kou průřezovou změnu, konfusor; ve směru proudění se v trysce průřez zmenšuje, a tím se tlaková energie tekutiny přeměňuje na energii kinetickou. Naopak se při zvětšování průřezu přeměňuje kinetická energie zase v tlakovou. Dochází k tomu v kolektorech, v součástkách prvků vyznačujících se zhruba opačnou funkcí než trysky. V kolektoru je zachycen proud a jeho tlak se zase zvýší. Kolektory jsou na schématu označeny jako bílé, nevyplněné trojúhelníčky. Bistabilní rozváděči zesilovač 101 má tři trysky: na přívodní větev 1 potrubí teplonosné tekutiny je v něm připojena vstupní napájecí tryska 11. Kolmo k jejímu ústí jsou ze dvou protilehlých směrů vyústěny další dvě trysky: první řídicí tryska 13 a druhá řídicí tryska 14. Po stranách dráhy proudu vytékajícího ze vstupní napájecí trysky 11 jsou přídržné stěny: první přídržná stěna 15 vlevo a druhá přídržná stěna 16 vpravo na Známým Coandovým jevem přilne vytékající proud k jedné nebo druhé z nich. Může být překlopen do protilehlé polohy účinkem výtoku z řídicí trysky. V zapojení na obr. 3 jsou obě řídicí trysky navzájem propqpny zpětnovazební smyčkou 17. V ní dochází k průtoku účinkem tlakového rozdílu mezi řídicími tryskami. Je-li například proud, vytékající ze vstupní napájecí trysky 11 přilnut k první přídržné stěně 15, je ve druhé řídicí trysce 14 menší tlak než v první řídicí trysce 12,. Začne tedy tekutina proudit zpětnovazební smyčkou 17 od první řídicí trysky 13 do druhé řídicí trysky 14, ze které pak vytéká a vychýlí proud ze vstupní napájecí trysky 11 tak, že tento přilne ke druhé přídržné stěně 16. Potom se ovšem tlakový spád na zpětnovazební smyčce 17 obrátí, dojde v ní k proudění v opačném směru, a to pak má za následek pře klopení zase do výchozího stavu. Tak dochází k trvalým oscilacím, jejichž frekvence je úměrná průtoku procházejícímu vstupní napájecí tryskou 11. při přilnutí k první přídržné stěně 15 dopadá proud do prvního kolektoru 19. Po překlopení ke druhé přídržné stěně 16 zase proud dopadá do druhého kolektoru 18. Vždy když tekutina prochází druhým kolektorem 18, nastává ve spojovacím kanálku 118 přetlak; tekutina musí překonávat energetický spád na druhé junktorové trysce 112. Jakmile je proud ze vstupní napájecí trysky 11 naopak překlopen tak, že prochází do prvního kolektoru 19, nastává ve spojovacím kanálku 118 fáze s nižším tlakem, neboť ejekčním účinkem výtoku z první junktorové trysky 111 je-40 238 811 cross section change, confusor; in the direction of flow, the cross-sectional area in the nozzle decreases, thereby converting the pressure energy of the fluid into kinetic energy. Conversely, as the cross-section increases, the kinetic energy is converted into a compression energy. This happens in collectors, in components of elements with a roughly opposite function to the nozzles. The collector receives the current and its pressure increases again. Collectors are marked in the diagram as white, unfilled triangles. The bistable amplifier 101 has three nozzles: an inlet supply nozzle 11 is connected to the inlet branch 1 of the heat transfer fluid line. Perpendicularly to its mouth two further nozzles extend from two opposite directions: the first control nozzle 13 and the second control nozzle 14. On the sides the paths of the current flowing out of the inlet nozzle 11 are retaining walls: the first retaining wall 15 on the left and the second retaining wall 16 on the right on the known Coanda effect adheres the flowing current to one or the other. It can be tipped to the opposite position due to the discharge from the control nozzle. In the circuit of FIG. 3, the two control nozzles are interconnected by a feedback loop 17. In this flow there is a flow due to the pressure difference between the control nozzles. For example, if the current flowing from the inlet nozzle 11 is adhered to the first retaining wall 15, there is less pressure in the second control nozzle 14 than in the first control nozzle 12. Thus, the fluid begins to flow through the feedback loop 17 from the first control nozzle 13 to the second control nozzle 14, from which it then flows and deflects current from the inlet supply nozzle 11 so that it adheres to the second retaining wall 16. it reverses, flowing in the opposite direction, which then results in the roll back to its initial state. This results in permanent oscillations, the frequency of which is proportional to the flow through the inlet nozzle 11. When adhered to the first retaining wall 15, the current falls into the first collector 19. Upon flipping to the second retaining wall 16, the current again falls into the second collector 18. by the second collector 18, an overpressure occurs in the connection channel 118; the fluid must overcome the energy gradient on the second junction nozzle 112. Once the current from the inlet supply nozzle 11 is inverted to pass to the first collector 19, a lower pressure phase occurs in the junction 118, since the ejection effect of the outlet from the first junction nozzle 111 is

239 SU _ η ze-spojovacího kanálku 118 tekutina odsávána. V ústí první junktorové trysky 111 je podtlak, neboť se v ní kinetická energie tekutiny zvětšila na úkor energie tlakové. Teprve v následujícím junktorovém kolektoru lil se zase kinetická energie přemění nazpět na tlakovou. Střídající se přetlakový a podtlakový účinek ve spojovacím kanálku 118 způsobuje, že z napájecí trysky 121 proudového zesilovače 120 s negativním ziskem střídavě vytéká proud. Výtok trvá vždy po polovinu oscilační periody, neboť soustava bistabilního rozváděcího zesilovače 101 s junktorem generátoru 110 je, jak je obvyklé, zcela symetrická. Při překlopení, tedy po podtlakové fázi ve spojovacím kanálku 118, začne tekutina proudit také do řídicí trysky 122 proudového zesilovače 120 s negativním ziskem. Uplatní se však inertance tekutiny ve zpožďovacím kanálku 125. V poměrně úzkém dlouhém úseku se musí tekutina nejprve urychlit a překonávání její setrvačnosti způsobí, že z ústí řídicí trysky 122 vytéká tekutina o něco později než z napájecí trysky 121.239 SU η from the fluid communication channel 118 the fluid is sucked away. There is a negative pressure at the mouth of the first junktor jet 111 as the kinetic energy of the fluid has increased at the expense of the pressure energy. It is only in the next junktor collector III that the kinetic energy is converted back to the pressure energy. The alternating overpressure and underpressure effect in the communication channel 118 causes current to flow alternately from the power supply nozzle 121 of the negative gain current amplifier 120. The discharge always lasts for half the oscillation period, since the bistable distribution amplifier 101 with the generator junction 110 is, as usual, completely symmetrical. Upon overturning, i.e. after the vacuum phase in the communication channel 118, the fluid also begins to flow into the control nozzle 122 of the current amplifier 120 with negative gain. However, the inertness of the fluid in the delay passage 125 applies. In a relatively narrow long section, the fluid must first be accelerated and overcoming its inertia causes fluid to flow out of the orifice of the control nozzle 122 slightly later than from the feed nozzle 121.

Do výstupního kolektoru 125 po každém takovém překlopeni tedy dopadá tekutina vždy jen po dobu rovnou zpoždění ve zpožďovacím kanálku 125« Jakmile dojde již k výtoku z obou trysek proudového zesilovače 120 s negativním ziskem, skládají se hybnostní účinky obou proudů a výsledný proud je vychýlen mimo výstupní kolektor 122. Přetlaková fáze ve spojovacím kanálku 118 tedy může trvat sebedéle a frekvence oscilací může být tedy jakkoliv nízká, průtok v prvním přívodu 21 bude trvat vždy jen po dobu danou zpožděním ve zpožďovacím kanálku 125 ^a dostávají se zde tedy průtokové pulsy konstantní, délky.Thus, after each flip, the fluid collects only for a time equal to the delay in the delay channel 125. As soon as the two nozzles of the negative gain current amplifier 120 are already discharged, the momentum effects of both streams are composite and the resulting current is deflected Thus, the overpressure phase in the communication channel 118 may last forever and the oscillation frequency may be as low as possible, the flow in the first inlet 21 will always last only for the time given by the delay in the delay channel 125 ^and thus flow rate pulses of constant length.

Protože zpožŮovací efekt je v tomto případě určen inertancí zpožďovacího kanálku 125. není zcela nezávislý na teplotě, neboť inertance se poněkud zvětšuje s teplotou. To znamená, že zpoždění při vyšší teplotě bude delší a tedy i výstupní průtokový puls bude trvat déle. To však nevede k potížím. Znamená to, že naměřená hodnota Θ bude vyšší, než udával výše zmíněný rozbor založený na předpokladu konstantní délky pulsů. To však jen znamená to, že měřidlo bude pracovat citlivěji. V zásadě však závislost inertance na teplote není velká, projevuje se jako závislost na teplotě v kelvinech, to znamená k teplotě ve stupních Celsia se přičítá velký aditivní faktor, kterým je závislost zeslabena.Since the delay effect in this case is determined by the inertia of the delay channel 125, it is not entirely independent of temperature, since the inertia increases somewhat with the temperature. This means that the delay at the higher temperature will be longer and thus the output flow pulse will last longer. However, this does not lead to problems. This means that the measured value Θ will be higher than the above analysis based on the assumption of a constant pulse length. However, this only means that the gauge will work more sensitively. In principle, however, the dependence of inertia on temperature is not great, it is manifested as a dependence on the temperature in Kelvin, i.e., a temperature in degrees Celsius is attributed to a large additive factor, by which the dependence is reduced.

- 12 239 SU- 12,239 SU

U jiného příkladu uspořádání', který je znázorněn na obr. 5, je již uspořádání vlastního oscilátoru asymetrické. Generátor 10 pulsů tak vyjde mnohem jednodušší, sestává pouze z jediného fluidického prvku; monostabilního rozváděcího zesilovače 102» I zde je vstupní napájecí tryska 11, napojená na přívodní větev 1 potrubí teplonosné tekutiny. Proud z ní vytékající prochází však tentokrát prostorem mezi preferovanou přídržnou stěnou 162 a podružnou přídržnou stěnou .161, která je naznačena pouze čárkovaně, neboí může alternativně vůbec odpadnout. Preferované přídržná stěna 162 je umístěna například blíže nebo pod menším úhlem vzhledem ke směru výtoku z napájecí trysky 11 a to znamená, že proud bude mít tendenci přilnout pouze k ní. Tekutina tak proudí do prvního kolektoru lg, odkud pokračuje do spotřebiče tepla Je zde však zavedena negativní zpětná vazba z prvního kolektoru 19 zpožďovacím kanálkem 125 do druhé řídicí trysky 14. Výtokem z této trysky se dosáhne překlopení průtoku tekutiny do druhého kolektoru 18, odkud proudí do prvního přívodu 21 komutátoru 20, tvořeného na obr. 5 hybnostním komutačním prvkem 210. Toto proudění do komutátoru 20 trvá ovšem pouze tak dlouho, pokud setrvačným účinkem ve zpožďovacím kanálku 125 vytéká ze druhé trysky 14 vychylující proud, i když do prvního kolektoru 19 již nepřichází žádné tekutina ze vstup ní napájecí trysky 11. Jakmile tento setrvačný účinek pomine, navrátí se proud vytékající ze vstupní napájecí trysky 11 zase k preferované přídržné stěně 162 a celý cyklus se opakuje. Vzniklé opakující se oscilace jsou tentokrát asymetrické, do prvního přívodu 21 přicházejí pulsy v zásadě konstantní délky Δ t, závislé pouze na inertanci zpožďovacího kanálku 125 a nikoliv na opakovači frekvenci překlápění, která je opět úměrná procházejícímu průtoku.In another example of the arrangement shown in FIG. 5, the configuration of the oscillator itself is asymmetric. Thus, the pulse generator 10 is much simpler, consisting of only one fluid element; Here too, there is an inlet supply nozzle 11 connected to the inlet branch 1 of the heat transfer fluid line. This time, however, the current flowing therethrough extends through the space between the preferred retaining wall 162 and the secondary retaining wall 161, which is indicated only by dashed lines, since it may alternatively be omitted at all. For example, the preferred retaining wall 162 is located closer or at a smaller angle relative to the direction of discharge from the feed nozzle 11, and this means that the current will tend to adhere only thereto. The fluid thus flows into the first collector 18, from where it continues to the heat sink. However, there is a negative feedback from the first collector 19 through the delay channel 125 to the second control nozzle 14. The effluent from this nozzle causes the fluid flow to flow to the second collector 18. This flow into the commutator 20 only lasts as long as the deflection current flows out of the second nozzle 14 through the inertia effect in the delay channel 125, even if it no longer arrives at the first collector 19. After this inertial effect has passed, the current flowing out of the inlet nozzle 11 returns to the preferred retaining wall 162 and the cycle is repeated. The resulting recurring oscillations are asymmetric this time, pulses of substantially constant length Δ t arrive at the first inlet 21, dependent only on the inertia of the delay channel 125 and not on the repetition rate of the flip, which is again proportional to the flow.

Jak v tomto případě, tak i v případě generátoru 10 pulsů podle obr. 5 lze zpožáovací účinek inertance ve zpožďovacím kanálku 125 nahradit zpožděním při plnění akumulační dutiny přes odpor. Namísto poměrně dlouhého a vzhledem k délce úzkého zpóžáovacího kanálku 125 by v takovém případě bylo kratší zpětnovazební vedení s lokálním zúžením, představujícím fluidický odpor v přítoku tekutiny a dutinou. V případě, že teplonosnou tekutinou bude plyn, například vzduch, postačuje jednoduchá prázdná dutina, v níž se vzduch při vzrůstu tlaku hromadí vlivem své stlačitelnosti. Půjde-13 23S 511 li o kapalinu, bude nutné zajistit akumulační schopnost v takovém případě buá uspořádáním poddajné stěny dutiny, tvořené například vlnovcem či podepřené pružinou, nebo uspořádáním s volnou hladinou, nad níž je v dutině uzavřen plynový polštář. Je také namístě poznamenat, že· namísto zpětné vazby uzavřené podle obr. 3 zpětnovazební smyčkou 17 propojující obě řídicí trysky 15, 14 je také možné u bistabilního rozváděcího zesilovače 101 zavést klasickou negativní zpětnou vazbu z výstupu na vstup, tedy propojením prvního kolektoru 19 se druhou řídicí tryskou 14 tak jako na obr. 5» ale v tomto případě ještě také propojením druhého kolektoru 18 s první řídicí tryskou 15.In this case and in the case of the pulse generator 10 of FIG. 5, the delaying effect of inertia in the delay channel 125 can be replaced by a delay in filling the storage cavity through the resistor. Instead of a relatively long and narrow channel length 125, in such a case there would be a shorter feedback line with a local constriction representing the fluidic resistance in the fluid inlet and the cavity. If the heat transfer fluid is a gas, for example air, a simple empty cavity is sufficient in which air accumulates as the pressure increases due to its compressibility. If it is a liquid, it will be necessary to ensure the storage capability in such a case either by providing a pliable wall of the cavity, such as a bellows or spring supported, or with a free surface arrangement above which a gas cushion is enclosed in the cavity. It should also be noted that, instead of the closed loop shown in FIG. 3 by the feedback loop 17 connecting the two control nozzles 15, 14, it is also possible to introduce a classic negative feedback from the output to the input, by connecting the first collector 19 to the second. 5, but in this case also by connecting the second collector 18 to the first control nozzle 15.

Na obr. 3 je schematicky naznačeno uspořádání měřidla spotře* by tepla s jednodušším komutátorem 20 než jsou klasické komutátory se samostatným vstupem překlápěcího signálu 12. Jde o uspořádání s překlápěcím dominantním vstupem zapojeným na první přívod 21. Do preferovaného výstupu, na který je připojen první vývod 25 s integrační teplotoměrnou jímkou 50, se přivádí vždy tekutina z dominantního vstupu, jakmile do tohoto komutátoru 20 přitéká. Naproti tomu druhý přívod 22 je veden do vstupu, který takovou dominanci nemá; i když je do něj tekutina přiváděna, vždy dominantnímu vstupu ustoupí. Je toho dosaženo využitím odtlačovacího efektu. Odtlačovací komutační prvek 200 má dvě vstupní trysky: dominantní tryska 201 je skloněna vůči vodici stěně 204 pod menším úhlem než submisivní tryska 202. Dominantní tryska 201 může být dokonce orientována tak, že směr výtoku zní je rovnoběžný s vodicí stěnou 204, tzn. výše zmíněný menší úhel může být i nulový. Vodicí stěna 204 vede tekutinu do kolektoru komutačního prvku 205. Zatímco na obr. 3 je schematické znázornění, na následujícím obr. je perspektivní pohled na takto provedený komutátor 20. Může jít například o odlitek z licí pryskyřice, který nevyžaduje žádné výrobní operace spojené s obráběním. Vlastní funkční dutiny jsou vytvořeny v tělísku 220, jsou uzavřeny překrytím jednoduchou plochou krycí destičkou 221, na obr. 4 značenou čárkovaně. Výhodný může být například odlitek do formy ze silikonového kaučuku, z niž se dá odlitek vyjmout bez poškození formy, jež tak může být opakovaně používána. Formu pak je účelné též zhotovit odlitím, q. sice podle kovového vzorku prvku, s výhodou napříkladFig. 3 schematically illustrates a heat consumption meter arrangement with a simpler commutator 20 than conventional commutators with a separate flip-flop 12 input. This is a flip-flop dominant input configuration connected to the first inlet 21. In a preferred output to which the first is connected The inlet 25 with the integrating thermometer well 50 is each supplied with fluid from the dominant inlet as it enters the commutator 20. In contrast, the second lead 22 is led to an inlet which does not have such dominance; even if the fluid is fed into it, it always retreats to the dominant inlet. This is achieved by using a push-off effect. The push commutation member 200 has two inlet nozzles: the dominant nozzle 201 is inclined relative to the guide wall 204 at a smaller angle than the submissive nozzle 202. The dominant nozzle 201 may even be oriented such that the discharge direction is parallel to the guide wall 204, i. the aforementioned smaller angle may be zero. The guide wall 204 conducts the fluid to the collector of the commutator member 205. While a schematic representation is shown in Figure 3, the following figure is a perspective view of the commutator 20 thus formed. For example, casting resin casting does not require any machining operations . The actual functional cavities are formed in the body 220, they are closed by overlapping with a simple flat cover plate 221, indicated by dashed lines in FIG. For example, it may be advantageous to cast the mold from a silicone rubber from which the cast can be removed without damaging the mold, which can thus be reused. The mold should then also be made by casting, q. according to the metal sample of the element, preferably for example

- 1¼ 239 Sil provedeného s posuvnými stěnami experimentálně nastavenými v laboratoři za současného proměřování vlastností tak, až se dosáhne optimálních vlastností. Přívody i vývody do komutátoru podle obr. 4 jsou provedeny jako kolmé otvory kruhového průřezu, rozmístěné tak, aby souhlasily s polohou navazujících komunikačních otvorů v ostatních podobných odlitcích dalších prvků měřidla spotřeby. Celek takto vzájemně propojených prvků se pak například stáhne šrouby nebo sevře do vnějšího ochranného pouzdra obsahujícího diferenční teploměr 54 a montovaného pak například prostřednictvím Sroubení přímo na těleso ústředního vytápění.- 1¼ 239 Forces performed with sliding walls experimentally set up in the laboratory while measuring the properties until optimum properties are achieved. The inlets and outlets to the commutator of FIG. 4 are designed as perpendicular openings of circular cross-section spaced so as to coincide with the position of adjacent communication openings in other similar castings of other consumption meter elements. For example, the whole of the interconnected elements are then tightened by screws or clamped into an outer protective housing containing a differential thermometer 54 and then mounted, for example, directly to the central heating body by means of a screw connection.

Ze suhmisivní trysky 202 stále vytéká proud tekutiny přiváděný druhým přívodem 22 z vývodní větve 2 podle obr. 5. Tento proud naráží na vodicí stěnu 204, ohýbá se do jejího směru a přichází do kolektoru komutačního prvku 205« Na obr. 4 je naznačeno, jak se v kolektoru ve směru proudění zvětšuje průřez velmi pozvolna, na rozdíl od trysek, aby v něm totiž nemohlo docházet k odtržení proudění od stěn. I když v součástích generátoru 10 pulsů dochází k hydraulickým ztrátám, předpokládá se, že tyto ztráty nejsou příliš velké a tekutina o vyšší teplotě, přiváděná do dominantní trysky 201, má vyšší specifickou hodnotu energetického obsahu, tedy uplatní se vliv energetických ztrát ve spotřebiči tepla 2.· Výtok z dominantní trysky 201 tedy odtlačí chladnou tekutinu ze submisivní trysky 202 od vodicí stěny 204 a dostává se do prvního vývodu 23 sám. Chladná tekutina ze submisivní trysky 202 pak odchází ventilačním kanálkem 205 podle obr. 4 do druhého vývodu 24. Na obr. 3 naznačeného pouze čárkovaně, nebot, jak bylo uvedeno, návrat do vývodní větve 2 například v případě vzduchu jako teplonosné tekutiny není nutný, vzduch může být ventilačním kanálkem 205 vyváděn pouze do atmosféry.The fluid stream supplied by the second inlet 22 from the outlet branch 2 of FIG. 5 is still discharged from the nozzle 202. This stream impinges on the guide wall 204, bends in its direction and comes into the commutator collector 205. In the collector in the flow direction, the cross-section increases very slowly, unlike the nozzles, in order to prevent the flow from breaking off the walls. Although hydraulic losses occur in the components of the pulse generator 10, it is assumed that these losses are not too large and that the higher temperature fluid supplied to the dominant nozzle 201 has a higher specific energy content, hence the energy loss effect of the heat sink 2 Thus, the discharge from the dominant nozzle 201 forces the cold fluid from the submissive nozzle 202 away from the guide wall 204 and enters the first outlet 23 itself. The cold fluid from the submissive nozzle 202 then passes through the ventilation duct 205 of FIG. 4 to the second outlet 24. In FIG. 3, indicated only by dashed lines, since, as mentioned, returning to the outlet branch 2 is not necessary. it can only be vented through the vent channel 205 to the atmosphere.

Také na obr. 5 je příklad provedení s pouze jednoprvkovým komutátorem 20, zde tvořeným kolisním komutačním prvkem 250« Zde není vodicí stěna 204, namísto odtlačovacího efektu se využívá hybnostní interakce proudů tekutiny vytékajících z trysek. Dominantní tryska 201 je zde opět připojena na dominantní vstup prvku, překlápějící stav při přívodu průtokového pulsu do prvního přívodu '21. Submisivní tryska 202 je připojena na druhý přívod 22 trvaleAlso shown in FIG. 5 is an exemplary embodiment with only a single-element commutator 20, here constituted by a collision commutating element 250. There is no guide wall 204, instead of the push-off effect the momentum interaction of the fluid streams exiting the nozzles is used. Here, the dominant nozzle 201 is again connected to the dominant inlet of the element, tipping the state when the flow pulse is fed to the first inlet 21. Submissive nozzle 202 is permanently connected to second inlet 22

- ur 239 511 protékaný tekutinou z vývodní větve 2. Jak dominantní tryska 201. tak submisivní tryska 202 Směřuji do kolektoru komutačního prvku 203 spojeného s preferovaným výstupem, na který je připojen první vývod 23 s integrační teplotoměrnou jímkou 30. Tekutina, která není zachycena kolektorem komutačního prvku 203 odtéká druhým vývodem 24. Navíc je zde vychylovací tryska 212 směřující kolmo k ústí submisivní trysky 202. V průběhu mezipulsové mezery podle obr. 1 přichází do hybnostního komutačního prvku 210 pouze trvalý výtok chladnější tekutiny submisivní tryskou 202, nerušeně dopadající do kolektoru komutačního prvku 203» Jakmile je prvním přívodem 21 přiváděn průtokový puls teplejší tekutiny, sečítají se vektorově hybnosti výtoků ze submisivní trysky 202 a z vychylovací trysky 212. Výsledný proud vytvořený tímto sečtením již nemá původní směr do kolektoru komutačního prvku 203 a dopadá mimo něj. Zato tam nerušeně dopadá proud vytvořený výtokem z dominantní trysky 201.Both the dominant nozzle 201 and the submissive nozzle 202 are directed to a collector of a commutating element 203 coupled to a preferred outlet to which a first outlet 23 with an integrating thermometer well 30 is connected. A fluid that is not trapped by the collector. In addition, there is a deflecting nozzle 212 directed perpendicularly to the mouth of the submissive nozzle 202. During the inter-pulse gap of Figure 1, only the continuous flow of colder fluid into the submissive nozzle 202 enters the commutator collector undisturbed. As soon as the flow pulse of the warmer fluid is supplied by the first inlet 21, the momentum of the outflows from the submissive nozzle 202 and the deflection nozzle 212 are summed. The resulting current generated by this addition no longer has the original direction to the collector of the commutation element 203 outside it. On the other hand, the current generated by the discharge from the dominant nozzle 201 falls undisturbed there.

Konečně na posledním obrázku obr. 6 je znázorněno schematicky zvláště jednoduché uspořádání komutátoru 20, opět nesymetrické - tedy s jedním, dominantním vstupem, jímž přitékající tekutina způsobí překlopení stavu tak, že postupuje do prvního vývodu 25« Komutátor 20 je zde tvořen jednak kolisním komutačním prvkem 250« j'ednak junktorem komutátoru 255, který může být uspořádán podobně jako junktor generátoru 110 z obr. 5, ale na obr. £ je extrémně jednoduše proveden jako prostý spoj kanálků. Z tohoto spoje vystupuje přímo první vývod 23 do integrační teplotoměrné jímky 50°Finally, the last figure of FIG. 6 shows schematically a particularly simple arrangement of the commutator 20, again unsymmetrical - i.e. with one dominant inlet through which the inflowing fluid causes the state to be overturned to the first outlet 25. 250 is a junction of a commutator 255, which can be arranged similar to the junction of the generator 110 of FIG. 5, but in FIG. The first outlet 23 extends directly from this connection into the 50 ° integration thermowell

V kolisním komutačním prvku 250 je pouze jedna tryska, tryska komutačního prvku 251, orientovaná proti kolektoru kolisního komu·» tačního prvku 252, jehož zvláštností je, že v některých stavech jím proudí tekutina nazpátek jako z trysky. Především je však konstruován jako kolektor, tzn. s pozvolnou změnou průřezu tak jako u kolektoru komutačního prvku 205 na obr. 4. Po dobu mezipulsové mezery protéká ochlazená tekutina ve vývodní větvi 2_ referenční teplotoměrnou jímkou JO, na obr. 6 nakreslenou tak, aby mohly být níže diskutovány detaily uspořádání druhého čidla diferenčního teploměru 24., ^a vzhledem ke spádu na odporu 4 její část překonává dissipanci trysky komutačního prvku 251 a výtokem z ní vytváří tekutinový prouč^ dopadající do kolektoru kolisního komutačního prvku 231° Je třeba si připomenout, že po dobu mezipulsovéIn the collision commutation element 250 there is only one nozzle, the commutation element nozzle 251, oriented towards the collector of the collision commutation element 252, the peculiarity of which is that, in some conditions, fluid flows backward as from the nozzle. Above all, however, it is designed as a collector, ie. with a gradual cross-sectional change as in the commutator element collector 205 in FIG. 4. During the pulse gap, the cooled fluid in the outlet branch 2 flows through the reference thermowell JO, shown in FIG. 6 so that details of the arrangement of the second differential thermometer sensor can be discussed. 24, ^and due to the slope on the resistor 4, a portion of it overcomes the nozzle dissipation of the commutating element 251 and discharges therefrom to form a fluid stream impinging on the collector of the collision commutating element 231 °.

239 SU239 SU

- 16 mezery je v prvním přívodu podtlak, způsobený ejekčním účinkem například podle obr. 5 ejekčním účinkem první junktorové trysky 111, avšak i v případě z obr. 5 jé v dutině monostabilního rozváděcího zesilovače 102 nízký tlak, nebol tlaková energie se v napájecí vstupní trysce 11 přeměnila v kinetickou a zpětná přeměna proběhne až v kolektorech 18, 19» Znamená to, Že ochlazené tekutina po dobu trvání mezery vyplní první přívod 21 i první vývod 23» Vzhledem ke spádu tlaku na odporu 4 překoná i ztráty integrační teplotoměrné jímky 30, jíž prochází a kde je měřena její nižší teplota. Jakmile prvním přívodem 21 přijde průtokový puls. tekutiny s vyšší teplotou a vyšším tlakem z přívodní větve 1, bude do první ho vývodu 23 a tedy i do integrační teplotoměrné jímky 30 proudit tato tekutina. Ta také vytéká z kolektoru kolisního komutačního prvku 232 a vytváří proud, který ae sráží s proudem vytékajícím z trysky komutačního prvku 231 a zabraňuje mu v další cestě. Oba proudy se rozcházejí do stran a odtékají druhým vývodem 24 mimo teplotoměrné jímky.5, the ejection effect of the first junction nozzle 111, but even in the case of FIG. 5, there is low pressure in the cavity of the monostable distribution amplifier 102, since the pressure energy is not present in the feed inlet nozzle 11 means that the cooled liquid fills the first inlet 21 and the first outlet 23 for the duration of the gap. Because of the pressure drop across the resistor 4, the losses of the integrating thermowell 30 overcome, passes and where its lower temperature is measured. As soon as the first pulse 21 receives a flow pulse. fluid with higher temperature and higher pressure from the inlet branch 1, this fluid will flow into the first outlet 23 and thus into the integration thermometer well 30. It also discharges from the collector of the collision commutating element 232 and generates a current which ae collides with the flow discharged from the nozzle of the commutating element 231 and prevents it from continuing. Both streams divide sideways and flow through the second outlet 24 outside the thermowell.

Na obr, 6 je také schematicky naznačena představa uspořádání čidla diferenčního teploměru 34, provedeného jako teploměr termočlánkový. Obě teplotoměrné jímky 30, 40 jsou uspořádány v prostoru tak, že je odděluje jen úzká mezera. Ve stěnách přivrácených k této mezeře jsou vsazena avšak elektricky vzájemně odisolovaná malá měděná pouzdra 301, propojená dodatečně elektrickým vodičem tak, že pouzdra 301 integrační teplotoměrné jímky 30 jsou spojena s vlevo pod ním se nacházejícím pouzdrem 301 referenční teplotoměrné jímky. Pouzdry prochází elektricky odisolovaný, například na obrázku nekreslenou na něj navlečenou izolací, konstantanový vodič 302. Na vrcholcích pouzder jsou pak vytvořeny svary 303« v nichž vzniká termoelektrické napětí. Vytvoří se tak velký počet termočlánkových spojů, jejichž výstupní napětí se spolu sečítají. Při vhodné technologii výroby pouzder není problémem, aby jich ve stěně každé teplotoměrné jímky 30« 40 bylo několik set. Dostává se tak na svorkách 304 výsledné napětí řádu voltů, které pak lze snadno měřit levnějším a mnohem odolnějším přístrojem než termoelektrická napětí řádu milivoltů, jaká se dostanou s jedným spojem v každé jímce.FIG. 6 also schematically illustrates an arrangement of a differential thermometer sensor 34 configured as a thermocouple thermometer. The two thermowells 30, 40 are arranged in the space so that only a narrow gap separates them. In the walls facing this gap, however, small copper housings 301 are electrically insulated from each other, additionally connected by an electrical conductor, so that the integrating thermowell housings 301 are connected to the left thermowell housing 301 below. The sheaths are passed through an electrically insulated, for example insulated, strung on it, constant conductor 302. At the tops of the sheaths, welds 303 ' are then formed in which thermoelectric voltage is generated. This creates a large number of thermocouple connections whose output voltages add together. With suitable housing technology, it is not a problem that there are several hundreds of them in the wall of each thermowell 30-40. This gives the resulting voltage of the order of volts at the terminals 304, which can then be easily measured with a cheaper and more durable instrument than the thermoelectric voltages of the order of millivolts that are obtained with a single connection in each well.

- 1? 239 511- 1? 239 511

Pro zřetelnost a snazší výklad funkce byly na výkresech vesměs kresleny samostatné fluidické prvky. Vzhledem k tomu, že při výrobě např. odléváním, jak o tom byla diskuse k obr. 4, nezáleží na složitosti zhotovovaných tvarů dutin, bude prakticky účelné v tělísku 220 zhotovit současně více prvků, popřípadě provést integraci jejich funkce. Na obr. 5 je například evidentní, že se u prvního přívodu 21 neúčelně tekutina zpomaluje ve výstupním kolektoru 125_?aby se hned poté urychlovala v dominantní trysce 201. Vhodnější je integrovat funkci proudového zesilovače s negativním ziskem 120 přímo s funkcí odtlačovacího komutačního prvku 200, v němž namísto dominantní trysky 201 bude pak na počátku vodicí stěny 204 přímo napájecí tryska 121 s kolmo k ní vyústěnou řídicí tryskou 122 a podobně.For the sake of clarity and easier interpretation of the function, separate fluidic elements were generally drawn on the drawings. Since the manufacturing of, for example, casting, as discussed in FIG. 4, does not matter the complexity of the cavity shapes produced, it will be practically expedient to produce multiple elements in the body 220, or to integrate their function. For example, in FIG. 5, it is evident that at the first inlet 21 the fluid is inefficiently retarded in the outlet collector 125 _? It is preferable to integrate the function of the negative gain current amplifier 120 directly with the function of the push-off commutation element 200, in which instead of the dominant nozzle 201, the feed nozzle 121 is directly at the beginning of the guide wall 204 a control nozzle 122 and the like.

předpokládá se uplatnění všude tam, kde je teplo přenášeno teplonosnou tekutinou, zejména v domovních otopných soustavách, ale i v elektrárnách, teplárnách, výměnících tepla v chemickém průmyslu, v chladičích, například i chladičích vozidel, a vůbec všude tam, kde je účelné mít informaci o okamžitém předávaném tepelném výkonu, zejména proto, aby se s předávaným teplem mohlo účelně hospodařit.it is supposed to be used wherever heat is transferred by heat transfer fluid, especially in domestic heating systems, but also in power plants, heating plants, heat exchangers in the chemical industry, in radiators, such as vehicle radiators, and wherever it is useful to have information on the instantaneous transferred heat output, in particular in order to be able to effectively manage the transferred heat.

Claims

Method for measuring the consumption of heat transferred by a fluid, in two piping branches, of which the inlet branch the fluid of higher temperature is fed to the appliance and the outlet branch in which the cooled fluid is discharged from the appliance, characterized in that one, for example, the outlet branch and the time-average temperature in the cavity to which the fluid from the same branch alternates with the fluid from the other, in this case the supply branch, so that the supplied flow pulses from the other branch are generated at repeating frequencies proportional to the flow in the second strand, with the individual pulses not differing by more than 20% in terms of time duration.

2. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by a pulse generator (10) connected to one, for example, inlet branch (1) of a heat transfer fluid line, the outlet of which is connected to a first inlet (21) of commutator (20), 22 of the commutator is connected to the second, in this example outlet pipe, of the heat transfer fluid line, and the first outlet of the commutator includes an integrating thermometer well with the first differential thermometer sensor. while the reference thermowell (40) with the second differential thermometer sensor (34) is connected to the opposite, in the example outlet pipe (2), of the heat transfer fluid line to that of the pulse generator (10).

Device according to claim 2, characterized in that the commutator (20) has a pivoting dominant input connected to the first inlet (21) and a preferred output to which the first outlet (23) is connected.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the pulse generator (10) comprises a bistable distribution amplifier (A01) with feedback channels connected to the control nozzles (13, 14) and a pulse length limiter, e.g. a current amplifier (120). with negative gain with control nozzle (122) connected via delay channel (125) with supply nozzle (121)

19 239 511 connected via a delay channel (125) together with a supply nozzle (121) to the output of a bistable distribution amplifier (101), for example to its second collector (18).

Device according to claim 4, characterized in that in the pulse generator (10) the first control nozzle (15) of the bistable distribution amplifier (101) is connected by a feedback loop (17) to its second control nozzle (14).

Device according to claim 4, characterized in that in the generator (10) a feedback channel connects the first collector (19) of the bistable distribution amplifier (101) with its second control nozzle (14) and another feedback channel connects its second collector (19). 18 / with its first control nozzle / 15 / ·

Device for carrying out the method according to claim 2 or 3, characterized in that the pulse generator (10) is formed by an aonostable distributor amplifier (102), to whose first collector (19) the preferred retaining wall (162) faces the end. a first collector (19) is connected, for example via a delay channel (125), to a second control nozzle (14) opening at the beginning of the preferred retaining wall (162), while a second collector (18) is connected to the first inlet (21) of the commutator (20). whereas from the first collector (19) the inlet branch (1) of the heat transfer fluid line continues.

8. Device according to claim 3, characterized in that the commutator (20) is formed by a push-off commutation element (200) in which two nozzles, a dominant nozzle, extend at an acute angle including a zero angle to the guide wall (204). (201) connected to the dominant tilting inlet at a smaller angle, such as a zero angle, and a submissive nozzle (202) coupled to the second inlet (22), which is inclined at a larger angle where the orifice of the two nozzles (201, 202) is initially guiding wall (204), whereas at its end a collector of commutation element (203) is connected to a preferred outlet, the space on the side of the guide (204) into which both nozzles (201, 202) exit is connected to a ventilation outlet (205) connected to the second outlet (24).

239 SU

- ií

Apparatus according to Claim 5, characterized in that the commutator (20) is constituted by a momentum commutating element (210) in which a dominant nozzle (201) connected to a dominant tilting inlet and a submissive is directed into the torque of the commutating element (203). a nozzle (202) connected to the second inlet (22) of the commutator (20), wherein at the mouth of the submissive nozzle (202), particularly in a direction perpendicular to the axis of the mouth, a further deflection nozzle (212) is also connected to the dominant tilting inlet; whereas the commutator element collector (203) is connected to the preferred outlet and the interior space of the momentum commutator element (210) is connected to the second outlet (24).

Apparatus according to claim 3, characterized in that the commutator (20) is formed by a collision commutating element (230) together with a commutator junction (235), for example designed as a simple channel duct connection which is connected to the collector of the collision element (232). and together with the first inlet (21) and the first outlet (23) of the commutator (20), while the nozzle of the collision element (231) is connected by the second inlet (22) of the commutator (20) to the outlet branch (2) of the heat transfer fluid line.