DD148677A1 - Waermemengenmesser - Google Patents

Abstract

D. Erfindg. betrifft einen Waermemengenmesser, m. d. Waermemengen in stroemenden Medien durch eine direkte Anzeige des Produktes aus Durchfluszmenge und Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Ruecklauf auf einer dafuer geeigneten Skala abgelesen werden koennen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen universell einsetzbaren Waermemengenmesser zu entwickeln und dabei die Aufgabe zu loesen, mechanisch bewegte Teile zu vermeiden, die bisher oft zu einer groszen Stoeranfaelligkeit gefuehrt haben, und eine traegheitsarme Anordnung vorzuschlagen mit einer Einsatzmoeglichkeit sowohl fuer hohe wie auch tiefe Temperaturen bei Fluessigkeiten oder Gasen. Erfindungsgemaesz wird dies dadurch erreicht, dasz die Temperaturmessungen aus Vor- und Ruecklauf in einer Steuereinheit zu einem temperaturdifferenzproportionalen Signal umgebildet werden und damit eine Wechselstrombruecke in einem Mengenmesser angesteuert wird, die vorzugsweise vier Induktionsspulen besitzt, deren Magnetfeld von einer Membran des Mengenmessers beeinfluzst wird und so eine Spannungsaenderung in der Meszbruecke hervorruft, die zur d. z. dir. Anzeige d. durchgesetzten Waermemenge verwendet wird. In einer Abbildung ist die Schaltungsanordnung des Waermemengenmessers gegeben.

Description

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Titel der Erfindung Wärmemengenmes ser

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft einen Wärmemengenmesser zum Messen der Wärmemenge in strömenden Medien mittels Temperaturdifferenzmessung zwischen Vor- und Rücklauf und Messung der Durchflußmenge eines Wärmeträgers mit unmittelbarer Anzeige des Produktes aus beiden Messungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Wärmemengenmessungen spielen in neuerer Zeit eine immer größere Rolle, da aufgrund von zentralen Wärmeversorgungen ganzer Wohnkomplexe mit Gebäudeblöcken und Einzelwohnungen Unterlagen über den Einzelverbrauch an Wärme, zum Zwecke der Kostenfestsetzung, benötigt werden. Es ist allgemein bekannt, Wärmemengen durch eine Kombination einer Mengenmessung mit einer Temperaturdifferenz zu bestimmen, wobei die Temperaturmessungen in der Vor- und Rücklaufleitung vorgenommen werden. Zur Mengenmessung werden dabei meistens mechanische Meßgeber oder solche, die nach dem Wirkungsdruckprinzip arbeiten, eingesetzt. In den DD-WP 32 109, 49 364 wird der Einsatz eines Flügelradzählers mit temperaturabhängiger Verstellung der Flügelräder und Begrenzung der Drehzahl für die Mengenmessung vorgeschlagen.

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Nachteilig wirkt sich hierbei der komplizierte Aufbau sowie die hohe Störanfälligkeit der mechanisch. bewegten Teile aus. Hinzu kommt, daß derartige Flügelradzähler zur Bestimmung der Durchflußmenge nur in bestimmten Medien verwendet werden können und damit eine beschränkte Einsatzmöglichkeit besitzen. Aufgrund der großen Trägheit, die die einzelnen Meßelemente aufweisen, sind außerdem alle Messungen mit einer großen Zeitkonstante für eine Meßverzögerung verbunden.

Um die Nachteile der mechanischen Mengenmessung zu umgehen, wurde in dem DD-WP 103 719 vorgeschlagen, einen magnetisch-induktiven Mengenmesser einzusetzen, bei dem ein äußeres Magnetfeld einen Wärmeträgerstrom durchsetzt, wobei das Magnetfeld den Strömungsverhältnissen proportional ist. Eine direkte Multiplikation der Werte der Mengenmessung mit denen der Temperaturdifferenz ist möglich, jedoch beschränkt sich die Anwendung dieser Wärmemengenmessung nur auf Flüssigkeiten mit hoher Dielektrizitätskonstante.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen universell einsetzbaren Wärmemengenmesser zu entwickeln, der in einem Gerät untergebracht ist, mit dem unmittelbar die in einem Wärmeträger augenblicklich strömende Wärmemenge abgelesen werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Bestimmung einer Wärmemenge in einem strömenden Medium erforderlichen Meßwerte wie Durchflußmenge in der Zeiteinheit, Temperatur in Vorlauf und Rücklauf so zu erfassen, daß sie

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miteinander multipliziert werden können und das Produkt unmittelbar an einer geeigneten Skala eines Meßgerätes abgelesen werden kann. Die Meßeinrichtung soll darüber hinaus nicht nur für hohe Temperaturen sondern auch für tiefe Temperaturen, bei denen die Wärmemengenmessung erfahrungsgemäß besondere Schwierigkeiten bereitet, geeignet sein. Weiterhin besteht die Aufgabe darin, daß die Messungen sowohl an Flüssigkeiten, wie an Gasen vorgenommen werden können, wobei besonderer Wert auf Trägheitsarmut zu legen ist, um die Messungen mit einer möglichst geringen Zeitkonstante durchführen zu können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Kreislauf eines beliebigen Wärmeträgers die Temperaturen des Vorlaufes und des Rücklaufes durch zwei Temperaturmeßgeber, beispielsv/eise Thermoelemente, festgestellt und einer Steuereinheit zugeführt v/erden, in der ein temperaturdifferenzproportionales elektrisches Signal erzeugt wird, das der Ansteuerung einer Wechselstrombrücke in einem Mengenmesser dient. Der Mengenmesser ist in der Voroder Rücklaufleitung des Wärmeträgers eingebaut und besitzt mehrere, vorzugsweise vier Induktionsspulen, deren Magnetfeld durch eine bewegliche Membran beeinflußt wird· Die Bewegung der Membran, die durch die Strömung des Wärmeträgers hervorgerufen wird, verstimmt die Induktionsspulen, was eine Änderung der Spannung in der Wechselstrombrücke zur Folge hat. Die Größe der Spannungsänderung ent~ spricht dabei dem Produkt aus Temperaturdifferenz und Durchflußmenge und wird einem Anzeigegerät zugeleitet, mit dem die gewünschte Wärmemenge auf einer entsprechenden Skala direkt abgelesen wird.

Ausführung be is p ie I .

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung

ist folgendes dargestellt:

Schaltungsanordnung eines Wärmemengenmessers

In der Figur ist ein Vorlauf 1 und ein Rücklauf 2 eines nicht näher dargestellten Objektes mit V/ärmebedarf als starke Linie dargestellt. Ein Temperaturmeßgeber 3 und ein Temperaturmeßgeber 4» beispielsweise Thermoelemente, stellen die Temperatur in dem Vorlauf 1 bzw. in dem Rücklauf 2 fest und übermitteln einer Steuereinheit 5 ein der Temperatur entsprechendes Signal. In der Steuereinheit 5 werden diese beiden Signale verglichen und daraus ein temperaturdifferenzproportionales elektrisches Signal erzeugt, mit dem eine Wechselstrombrücke 6 eines Mengenstrommessers 7 angesteuert wird. Der Mengenstrommesser 7 ist im vorliegenden Pail in den Vorlauf 1 eingebaut, wobei auch ein Einbau in den Rücklauf 2 möglich wäre. Die Wechselstrombrücke 6 besitzt beispielsweise vier Induktionsspulen 8, die so angeordnet sind, daß sie von einer Membran 9, die sich in dem Mengenstrommesser 7 befindet, verstimmt v/erden, wenn ßie sich entsprechend der Strömung in der Vorlaufleitung 1 mehr oder weniger verformt, und damit die Magnetfelder der Induktionsspulen 8 beeinflußt. Da die Induktionsspulen 8 andererseits über die Steuereinheit 5 mit einem Signal in Verbindung stehen, das der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf 1 und Rücklauf 2 proportional ist, kann die Spannungsänderung in der Wechselstrombrücke 6, die durch die · bewegliche Membran 9 hervorgerufen wird, zur Kennzeichnung der augenblicklich durchfließenden Wärmemenge verwendet werden. Ein Anzeigegerät 10, mit einer dafür geeigneten Skala, ist ebenfalls mit der Wechselstrombrücke 6 verbunden. An dem Anzeigegerät 10 kann deshalb jeder Augenblickswert ohne Zeitverzögerung unmittelbar abgelesen werden. Der Vorteil der geschilderten Anlage liegt darin, daß für die erforderlichen Messungen, insbesondere der Mengenmessung, keinerlei mechanisch bewegte Teile erforderlich sind,

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wenn man von der unbedeutenden mehr oder weniger geringen Durchbiegung der Membran absieht. Aufgrund der Tatsache, daß nur noch elektrische Signale für die. Bestimmung der durchfließenden Wärmemenge verwendet wer-, den, treten bei der Anzeige keinerlei Zeitverzögerungen mehr auf, wie dies bei mechanisch bewegten Teilen noch der Fall war. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung für alle praktisch vorkommenden Arten von Wärmeträgern angewendet werden kann und daß auch auf die Höhe der Temperatur kaum noch Rücksicht genommen werden braucht.

Da zur Messung und Anzeige nur elektrische Signale verwendet werden, können steuerungs- und regelungstechnische Aufgaben, die sich aus der Wärmemengenmessung ergeben, sowie auch eine Summation der gemessenen Wärmemengen vorteilhaft erweise mit mikroelektronischen Schaltelementen vorgenommen werden. Die in der Aufgabenstellung erhobenen Forderungen nach universellem Einsatz werden somit erfüllt,

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch

   1, Wärmemengenmesser zum Messen der Wärmemenge in strömenden Medien mit unmittelbarer Anzeige des Produktes aus Durchflußmenge und Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturmeßgeber (3) die Temperatur eines Vorlaufes (1) und ein Temperaturmeßgeber (4) die eines Rücklaufes (2) feststellt und sie einer Steuereinheit (5) zuführt, in der ein temperaturdifferenzproportionales elektrisches Signal erzeugt wird, mit dem eine Wechselstrombrücke (6) eines Mengenmessers (7) angesteuert wird, der in der Strömung des Wärmeträgers eingebaut ist, wobei die Wechselstrombrücke (6) mehrere, vorzugsweise vier Induktionsspulen (8) besitzt, die von einer beweglichen Membran (9) des Mengenmessers (7) verstimmt werden und die dadurch hervorgerufene Spannungsänderung in der Wechselstrombrücke (6) einem Anzeigegerät (10) zugeführt wird, auf dem die durchgesetzte 7/ärmemenge direkt abgelesen wird.

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