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Wärmemengenmess er für strömende Medien Die vorliegende Erfindung
betrifft einen insbesondere nach dem Flügelradprinzip arbeitenden Wärmemengenmesser
für strömende Medien, bei welchem die Drehzahl eines Durchflußmessers in Abhängigkeit
von der Temperatur des Mediums gemessen wird.
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Bei der Heizung von Mietshäusern oder bei der Heißwasserversorgung
der verschiedenen Wohnungsinhaber ist es erwünscht, die Energiekosten auf die einzelnen
Mieter im Verhältnis des Verbrauchs aufzuteilen. Eine Kostenaufteilung nach Wohnräumen
oder Kopfzahl erscheint ungerecht und ist daher unbefriedigend. Gleiche Gesichtspunkte
gelten für Fernheizungen, die größere Wohngebiete, Häuser, Gewerberäume u. dgl.
gemeinsam versorgen.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ein im Leitungssystem fest eingebauter
und nach dem Flügelradprinzip arbeitender Wärmemengenmesser vorgeschlagen, der sowohl
für Heizkörper als auch für Warmwasserspender Verwendung finden kann. Das erfindungsgemäße
Gerät hat den Vorteil, daß es sofort anspricht und ohne Verzögerung arbeitet. Jede
über einem Mindestwert liegende Wärmemenge wird proportional der Temperatur und
Wassermenge gemessen.
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Das Gerät ist einfach herzustellen und erreicht auch bei geringer
Temperatur und geringer Wasserentnahme eine vorzügliche Meßgenauigkeit.
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Es sind Wärmemengenmesser bekanntgeworden, die nach dem Verdunstungsprinzip
arbeiten. Bei diesen Vorrichtungen nimmt die in einem Meßröhrchen befindliche Meßflüssigkeit
dem Wärmeverbrauch entsprechend ab. Derartige Geräte sind zwar für die Messung der
von Heizkörpern abgegebenen Wärmemengen gut geeignet, jedoch ist ihre Verwendung
bei Warmwasserspendern, beispielsweise in Badezimmer oder Küche, wenig geeignet.
Auch lassen sich diese Geräte nicht zur Fernanzeige verwenden und sind darüber hinaus
dem Eingriff von Unberechtigten ausgesetzt.
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Es sind auch bereits Durchlaufzähler zur Messung von Flüssigkeiten
bekannt, bei denen das von dem strömenden Medium angetriebene Meßorgan des Zählers
mit dem Zählwerk magnetisch gekuppelt ist und die magnetische Kupplung durch temperaturabhängige
Mittel unterhalb einer gegebenen Mindesttemperatur des Mediums unwirksam gemacht
ist. Bei diesen Geräten sind Bimetallanordnungen vorgesehen, welche zur Anpassung
an die jeweils gegebene Mindesttemperatur in ihrer Lage zu den Kupplungsgliedern
zwischen Meßorgan und Zählwerk von außen einstellbar sind. Derartige Geräte sind
jedoch nur reine Warmwasserzähler und können nicht als Wärmemengenmesser angesprochen
werden. Nach Überschreitung einer bestimmten Mindesttemperatur wird die durchlaufende
Wassermenge gemessen, und
zwar gleichgültig, ob es sich um heißes, warmes oder nur
halbwarmes Wasser handelt. Da aber zur Festlegung des Leistungsverbrauchs die Messung
der ververbrauchten Energie und nicht die der verbrauchten Wassermenge von einer
bestimmten Mindesttemperatur ab maßgebend ist, ist dieses Gerät im vorliegenden
Fall nur beschränkt verwendbar.
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Weiterhin sind Kalorienzähler bekannt, bei welchen ein Balancier
entsprechend der Stellung von Bimetallthermometern in Vor- und Rücklauf gesteuert
wird.
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Die Herstellung und Eichung derartig komplizierter Meßwerke ist jedoch
äußerst umständlich und kostspielig.
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Es ist weiterhin ein Wärmemengenmesser bekannt, welcher dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Drehzahl eines Durchflußmessers durch eine temperaturabhängige magnetische
Wirbelstrombremse beeinflußt wird.
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Bei diesem Gerät wird die Drehbewegung eines Flügelradzählers durch
ein Magnetfeld gebremst, welches entweder unmittelbar auf den vom Wasser beaufschlagten
Rotor des Zählers oder auf eine damit gekuppelte Bremsscheibe oder Bremstrommel
wirkt.
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Bei diesem Gerät ist die Drehzahl des Durchflußmessers unverändert
und nur von der durchlaufenden Wassermenge und nicht von der Temperatur abhängig.
Dieses Gerät hat sich als nachteilig erwiesen, da bei einer geringen Heißwasserentnahme
durch den entstehenden Schlupf des Wassers überhaupt keine Drehung des Zählers erfolgt.
Der Druck des strömenden Wassers reicht nicht aus, um die abgebremste Welle des
Flügelrades in Drehung zu versetzen. Dieses bekannte Gerät wird also bei geringer
Wasserentnahme und geringen Temperaturen praktisch keinen Verbrauch anzeigen, was
gerade in den Übergangszeiten zu beachtlichen Fehlern führen wird. Wird dagegen
sehr
heißes Wasser verwendet, so wirkt das Gerät als Wärmespeicher und wird durch die
große spezifische Wärme der Wirbelstrombremse bei Nachlassen der Wassertemperatur
eine zu geringe Bremskraft auf den Durchflußmesser ausüben. Schließlich sind magnetische
Wirbelstrombremsen weitaus teurer in der Herstellung als Bimetallspiralen. Die Eichung
der letzteren ist außerdem leichter. Es ist auch nachteilig, daß die Wirbelstrombremsen
meist außerhalb des strömenden Mediums angebracht sind, während die Bimetallspirale
in der Flüssigkeit liegt und demzufolge weitaus schneller anspricht.
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Zur Behebung der obengenannten Nachteile wird nun ein Wärmemengenmesser
vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine bei Warmwasserzählern an
sich bekannte, zwischen Zähl- bzw. Meßwerk und Flügelrad eingeschaltete, durch temperaturabhängige
Lageänderung eines gebogenen Bimetallgliedes unmittelbar beeinflußte und unterhalb
einer Mindesttemperatur unwirksame magnetische Kupplung derart angeordnet ist, daß
sich das Bimetallglied oberhalb der Mindesttemperatur an dem Kupplungsteil mehr
oder weniger schlüssig anlegt, so daß der Magnet von dem Bimetallglied in Abhängigkeit
von der Temperatur mitgenommen wird.
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Diese erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich also von dem
zuletzt erwähnten bekannten Wärmemengenmesser dadurch, daß nicht die Drehzahl des
Durchflußmessers beeinflußt wird - etwa in dem Sinne: je heißer das Wasser, desto
geringer die Bremskraft -, sondern es wird das Zählwerk selbst mehr oder weniger
angetrieben in dem Sinne, daß sich dieses über die Kupplung bei heißerem Wasser
mehr mitdreht. Dabei ist die Drehzahl des Durchflußmessers unverändert bzw. nur
von der durchlaufenden Wassermenge und nicht von der Temperatur abhängig. Bei dem
erfindungsgemäßen Gerät erfolgt die Beeinflussung bei der Übertragung der Drehmomente
auf die Kupplung selbst, indem diese je nach Temperatur und Lage des Berührungspunktes
mehr oder weniger mitgenommen wird. Ist beispielsweise bei kaltem durchfließendem
Wasser die Bimetallspirale stark aufgerollt, so berührt sie den Kupplungsmagneten
überhaupt nicht; sie dreht sich also frei an der Kupplung vorbei. Bei etwas erhöhter
Temperatur ist die Ausbiegung der Bimetallspirale schon so groß, daß sie die Kupplung
etwa 3 mm berührt; dadurch wird die Kupplungsscheibe um einen geringen Betrag mit
gedreht, worauf die restliche Drehung der Bimetallspirale ungehindert ohne Mitnahme
der Kupplung erfolgt, bis eine Umdrehung vollendet ist und wieder ein Eingriff von
etwa 3 mm erfolgt. Bei heißerem durchlaufendem Wasser ist die Ausbiegung der Bimetallspirale
noch größer, die Bimetallspirale wird die Kupplung an einem früheren Berührungspunkt
z. B. etwa 9 mm berühren und diese um den etwa dreifachen Betrag mitnehmen. Der
Antrieb des Zähl-
oder Meßwerkes erfolgt also direkt proportional der Temperatur
des strömenden Wassers und ebenfalls direkt proportional der durchlaufenden Wassermenge.
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Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Wärmemengenmesser so ausgebildet,
daß die Bimetallspirale an der Achse des Flügelrades befestigt ist und sich ständig
proportional zur abgezapften Wassermenge mitdreht und entsprechend der temperaturabhängigen
Umfangsvergrößerung an den sich proportional zur Wassertemperatur verlagernden Berührungspunkten
am Kupplungsmagneten mit der äußeren Spiralwindung angreift und diesen mehr oder
weniger mitnimmt. Als Kupplungsmagnet wird vorzugsweise ein radial polarisierter
permanenter Scheibenmagnet verwendet, der im Gehäuse angeordnet ist und mit einem
weiteren Magneten zusammenarbeitet, der an ein Stellwerk angeschlossen ist. Selbstverständlich
läßt sich der erfindungsgemäße Wärmemengenmesser auch an ein Fernanzeigegerät anschließen,
was insbesondere bei industrieller Verwendung von Vorteil ist.
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PATENTANSPROCHE: 1. Wärmemengenmesser für strömende Medien, bei welchem
die Drehzahl eines Durchflußmessers in Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums
gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Warmwasserzählern an sich bekannte,
zwischen Zähl- bzw. Meßwerk und Flügelrad eingeschaltete, durch temperaturabhängige
Lageänderung eines gebogenen Bimetallgliedes unmittelbar beeinflußte und unterhalb
einer Mindesttemperatur unwirksame magnetische Kupplung derart angeordnet ist, daß
sich das Bimetallglied oberhalb der Mindesttemperatur an dem Kupplungsteil mehr
oder weniger schlüssig anlegt, so daß der Magnet von dem Bimetallglied in Abhängigkeit
von der Temperatur mitgenommen wird.