DD262280A1

DD262280A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING THE THERMAL CONSUMPTION

Info

Publication number: DD262280A1
Application number: DD30476687A
Authority: DD
Inventors: Detlev Ullrich
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1987-07-09
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Die erfindungsgemaesse Loesung betrifft eine Anordnung zur Messung des Waermeverbrauches von Warmwasserheizkoerpern oder -heizkoerpergruppen zur wohnungsweisen Waermeverbrauchsbestimmung. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, mit der der Waermeverbrauch von Warmwasserheizkoerpern oder -heizkoerpergruppen mit kleinen Wasserdurchsaetzen gemessen wird und die ein Minimum an mechanisch beweglichen Teilen aufweist, geringe Investitionskosten benoetigt und wartungsarm ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe mit einer Anordnung geloest, in der sich schaltungstechnisch parallel zum Waermeverbraucher eine Kurzschlussstrecke im Rohrleitungssystem befindet, in der ein Magnetventil angeordnet ist, das mit einem mikroprozessorgesteuerten Zentralgeraet verbunden ist. Erfindungsgemaess befinden sich in der Heizungsvorlaufleitung eine Temperaturmessstelle und im Ruecklauf nach der Kurzschlusseinmuendung eine oder mehrere Temperaturmessstellen, die durch ein Rohrstueck getrennt sind.The inventive solution relates to an arrangement for measuring the heat consumption of Warmwasserheizkoerpern or -heizkoerpergruppen for Wohnungsweise Waermeabbrauchsbestimmung. The aim and object of the invention is to develop an arrangement with which the heat consumption of Warmwasserheizkoerpern or -heizkoerpergruppen is measured with small Wasserdurchsaetzen and having a minimum of mechanically moving parts, low investment costs and requires low maintenance. According to the invention, the object is achieved with an arrangement in which, in terms of circuitry, a short-circuit path parallel to the heat consumer is located in the piping system, in which a solenoid valve is arranged, which is connected to a microprocessor-controlled central unit. According to the invention, there are one temperature measuring point in the heating supply line and one or more temperature measuring points after return of the short circuit, which are separated by a piece of pipe.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, mit der der Wärmeverbrauch von Warmwasserheizkörpern oder -heizkörpergruppen gemessen werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist vorzugsweise für die wohnungsweise Wärmeverbrauchsbestimmung vorgesehen.The invention relates to an arrangement with which the heat consumption of hot water radiators or radiator groups can be measured. The solution according to the invention is preferably provided for the residential heat consumption determination.

Characteristic of the known state of the art

Die sicherste Methode zur Bestimmung des Wärmeverbrauchs von Warmwasserheizkörpern besteht darin, den Massenstrom rh des Wassers sowie die Vor- und Rücklauftemperaturen t_v und T_R zu messen. Die Leistung ergibt sich dann ausThe safest method for determining the heat consumption of hot water radiators is to measure the mass flow rh of the water and the flow and return temperatures t _v and T _R. The performance then results

Q = m Cp · (t_v - t_R),Q = m Cp (t _v -t _R ),

wobei Cp die im allgemeinen temperaturabhängige Wärmekapazität des Wassers ist.where Cp is the generally temperature-dependent heat capacity of the water.

Hierzu ist eine Vielzahl von technischen Lösungen bekannt, die sich vor allem in der Bestimmung des Massenstroms unterscheiden. Zumeist wurden Turbinenzählwerke eingesetzt, deren Umdrehungen mechanisch, elektromagnetisch, optisch oder mittels Ultraschall gezählt werden. Nachteilig ist bei allen derartigen Lösungen, daß bewegliche Teile auftreten, deren Verschleiß die Meßgenauigkeit mindert, und die Zählwerke relativ teuer sind.For this purpose, a variety of technical solutions are known, which differ mainly in the determination of the mass flow. In most cases, turbine counters were used whose revolutions are counted mechanically, electromagnetically, optically or by means of ultrasound. A disadvantage of all such solutions that moving parts occur whose wear reduces the accuracy, and the counters are relatively expensive.

Andere Verfahren zur Durchflußbestimmung benutzen elektromagnetische bzw. thermoelektrische Schaltungen bzw.Other methods for flow determination use electromagnetic or thermoelectric circuits or

Ultraschall zum direkten Messen der Geschwindigkeit. Nachteilig ist, daß diese Verfahren bei kleinen Geschwindigkeiten versagen.Ultrasound for measuring the speed directly. The disadvantage is that these methods fail at low speeds.

Weiterhin sind hydraulische Schaltungen bekannt, die den Wasserstrom konstanthalten bzw. mit Hilfe von Präzisionsventilen auf genau definierte Weise verändern, so daß die entsprechende Messung entfallen kann. Die Genauigkeit der Wärmeverbrauchsbestimmung hängt in diesem Fall davon ab, wie genau der Anlagendruck einreguliert werden kann.Furthermore, hydraulic circuits are known, which keep the water flow constant or change with the help of precision valves in a well-defined manner, so that the corresponding measurement can be omitted. The accuracy of the heat consumption determination in this case depends on how accurately the system pressure can be regulated.

Es wurde bereits in der DE-OS 3239252 vorgeschlagen, einen Heizkörper stoßweise mit Wasser zu beaufschlagen und aus der Rücklaufcharakteristik den Mengenstrom zu ermitteln. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Heizkörper jeweils auskühlen muß, um einen erneuten Durchfluß am Rücklauf erkennen zu können.It has already been proposed in DE-OS 3239252 to apply a radiator intermittently with water and to determine the flow rate from the return characteristic. The disadvantage of this method is that the radiator must each cool down to recognize a new flow on the return can.

Außerdem sind Lösungen bekannt, wie DE-OS 2521008, DE-OS 2528385 und DE-OS 2526828, bei denen schaltungstechnisch parallel zum Heizkörper eine Mischkammer ausgebildet ist, die schubweise mit Vorlauf- oder Rücklaufwasser durchspült wird.In addition, solutions are known, such as DE-OS 2521008, DE-OS 2528385 and DE-OS 2526828, in which circuitry parallel to the radiator, a mixing chamber is formed, which is rinsed in batches with flow or return water.

Aus dem Ansteigen bzw. Absinken der Mischkammertemperatur läßt sich der Wasserdurchsatz näherungsweise bestimmen. Im Vor-und Rücklauf befindet sich jeweils ein Fühler, der zur Messung der Temperaturspreizung dient. Nachteilig ist hierbei, daß in der Mischkammer mehrere Temperaturfühler installiert sein müssen und daß ständig eine ausreichende Durchmischung gewährleistet sein muß.From the rise or fall of the mixing chamber temperature, the water flow can be determined approximately. In the flow and return are each a sensor that is used to measure the temperature spread. The disadvantage here is that in the mixing chamber several temperature sensors must be installed and that constantly sufficient mixing must be guaranteed.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung, vorzugsweise für wohnungsweise Wärmeverbrauchsmessung zu entwickeln, die ein Minimum an mechanisch beweglichen Teilen aufweist, geringe Investitionskosten benötigt und wartungsarm ist.The aim of the invention is to develop an arrangement, preferably for Wohnungsweise heat consumption measurement, which has a minimum of mechanically moving parts, low investment costs required and low maintenance.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeverbrauch von Warmwasserheizkörpern oder -heizkörpergruppen mit kleinen Wasserdurchsätzen zu messen.The invention has for its object to measure the heat consumption of hot water radiators or radiator groups with small water flow rates.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Anordnung gelöst, in der sich schaltungstechnisch parallel zum Wärmeverbraucher eine Kurzschlußstrecke im Rohrleitungssystem befindet. In der Kurzschlußstrecke ist ein Magnetventil angeordnet, das von einem vorzugsweise mikroprozessorgesteuerten Zentralgerät kurzzeitig geöffnet und geschlossen wird. InAccording to the invention the object is achieved with an arrangement in which circuit technology parallel to the heat consumer is a short-circuit path in the piping system. In the short circuit path, a solenoid valve is arranged, which is briefly opened and closed by a preferably microprocessor-controlled central device. In

der Heizungsvorlaufleitung befindet sich vor dem Kurzschlußabzweig eine Temperaturmeßstelle, vorzugsweise in Form eines temperaturabhängigen elektrischen Widerstandes zum Messen der Vorlauftemperatur. Im Rücklauf des Wärmeverbrauchers befinden sich eine oder mehrere Temperaturmeßstellen hinter der Einmündung der Kurzschlußstrecke. Die Temperaturmeßstellen sind in einem definierten Abstand voneinander angeordnet. Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß das Zentralgerät, die Kurzschlußstrecke und die Temperaturmeßstellen in einem Gehäuse untergebracht sind, das mit einer digitalen Verbrauchsanzeige ausgestattet ist.the heating supply line is located before the short-circuit branch a temperature measuring, preferably in the form of a temperature-dependent electrical resistance for measuring the flow temperature. In the return of the heat consumer are one or more Temperaturmeßstellen behind the junction of the short circuit path. The temperature measuring points are arranged at a defined distance from each other. It is also essential to the invention that the central device, the short-circuit path and the temperature measuring points are accommodated in a housing which is equipped with a digital consumption display.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigtThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1: das elektrische und hydraulische Schaltschema der MeßanordnungFig. 1: the electrical and hydraulic circuit diagram of the measuring arrangement

Die Anordnung zur Messung des Wärmeverbrauches, gemäß Fig. 1, besteht in einer parallel zum Wärmeverbraucher 1 befindlichen Kurzschlußstrecke 2, in derein Magnetventil 3 angeordnet ist. Das Magnetventil 3 wird von einem, vorzugsweise mikroprozessorgesteuerten, Zentralgerät 4 betätigt. Weiterhin befinden sich erfindungsgemäß in der Heizungsvorlaufleitung vordem Kurzschlußabzweig eine Temperaturmeßstelle 5 und im Rücklauf des Wärmeverbrauchers 1 die Temperaturmeßstellen 6 und 7. Die Temperaturmeßstellen 6 und 7 sind hinter der Einmündung der Kurzschlußstrecke 2 in einem Abstand von vorzugsweise 0,3 bis 1 m voneinander entfernt angeordnet, wobei das dazwischenliegende Rohrstück keine Knicke oder Armaturen aufweisen darf.The arrangement for measuring the heat consumption, as shown in FIG. 1, consists in a parallel to the heat consumer 1 short-circuit path 2, in which a solenoid valve 3 is arranged. The solenoid valve 3 is actuated by a, preferably microprocessor-controlled, central unit 4. Furthermore, according to the invention are in the heating flow line before short-circuit branch a Temperaturmeßstelle 5 and the return of the heat consumer 1, the temperature measuring 6 and 7. The Temperaturmeßstellen 6 and 7 are located behind the junction of the short-circuit line 2 at a distance of preferably 0.3 to 1 m apart , wherein the intermediate piece of pipe may have no kinks or fittings.

Bei Normalbetrieb ist das Magnetventil 3 geschlossen und das Zentralgerät 4 registriert in kurzen Zeitabständen die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf (Temperaturmeßstellen 5 und 6) und summiert diese. Nach Ablauf einer Meßzeitspanne, vorzugsweise stündlich, öffnet sich kurzzeitig das Magnetventil 3. Hierdurch gelangt unabgekühltes Vorlaufwasser in den Rücklauf und führt nacheinander an den Temperaturmeßstellen 6 und 7 zu einer meßbaren Temperaturstörung, die sich nach Schließen des Magnetventils 3 in umgekehrter Richtung wiederholt. Die beiden Temperaturverläufe werden im Zentralgerät 4 registriert und ausgewertet. Die Verzögerungszeit ν zwischen beiden Temperaturverläufen ist vorzugsweise die Differenz der Zeitpunkte, in denen eine bestimmte kleine Änderung zum zuvor bestehenden Temperaturwert gemessen wird. Aus der Länge I und dem Querschnitt Ades Rohrstückes zwischen den Temperaturmeßstellen 6 und 7 läßt sich der Massendurchsatz bestimmen:In normal operation, the solenoid valve 3 is closed and the central unit 4 registers at short intervals, the temperature difference between flow and return (Temperaturmeßstellen 5 and 6) and sums them. After a measurement period, preferably hourly, the solenoid valve 3 opens briefly. This leads to uncooled supply water in the return and leads successively to the Temperaturmeßstellen 6 and 7 to a measurable temperature disturbance that repeats after closing the solenoid valve 3 in the reverse direction. The two temperature profiles are registered in the central unit 4 and evaluated. The delay time ν between the two temperature curves is preferably the difference of the times at which a certain small change to the previously existing temperature value is measured. From the length I and the cross section Ades pipe section between the temperature measuring 6 and 7, the mass flow rate can be determined:

m=p-A--i-m = p-A - i-

Mit der zuvor bestimmten Summe der Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf und der bekannten Wärmekapazität des Wassers läßt sich die während des Hauptmeßzyklus abgenommene Wärmemenge im Zentralgerät 4 errechnen. Das Zentralgerät 4, die Kurzschlußstrecke 2 und die Temperaturmeßstellen 5,6,7 können auf kleinstem Raum in einem Gehäuse 8, bei wohnungsweiser Abrechnung vorzugsweise außerhalb der Wohnung, untergebracht werden. Damit sind gute Bedingungen für Wartung und Abrechnung sowie eine weitgehende Sicherheit gegen Manipulationen gewährleistet.With the previously determined sum of the temperature differences between flow and return and the known heat capacity of the water, the amount of heat removed during the Hauptmeßzyklus in the central unit 4 can be calculated. The central unit 4, the short-circuit line 2 and the temperature measuring 5,6,7 can be accommodated in a small space in a housing 8, in wohnungsweiser billing preferably outside the apartment. This ensures good conditions for maintenance and billing as well as extensive security against manipulation.

Claims

1. Arrangement for measuring the heat consumption of hot water radiators or radiator groups, preferably for habitual determination of heat consumption, characterized in that circuitry parallel to the heat consumer (1) in the piping system is a short circuit path (2), in which a solenoid valve (3) is arranged with a microprocessor-controlled central unit (4) is connected, and that in the Heizungsvorlaufleitung a Temperaturmeßstelle (5) and in the return after the short-circuiting one or more Temperaturmeßstellen (6,7), which are separated by a piece of pipe.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the central device (4), the short circuit path (2) and the temperature measuring points (5,6,7) are housed in a closable and equipped with a digital consumption display housing (8).