DE1142245B

DE1142245B - Device for calorimetric measurement of the amount of heat given off by a flow means

Info

Publication number: DE1142245B
Application number: DEN14374A
Authority: DE
Inventors: Dr Hellmut Noeldge; Ernst Toedten; Dr Rer Nat Christian Groeber
Original assignee: HELLMUT NOELDGE DR
Current assignee: HELLMUT NOELDGE DR
Priority date: 1957-11-23
Filing date: 1957-11-23
Publication date: 1963-01-10
Also published as: CH372855A

Description

Vorrichtung zur kalorimetrischen Messung der von einem Strömungsmittel abgegebenen Wärmemenge Für die Messung der von einem Strömungsmittel abgegebenen Wärmemenge ist bereits eine Vielzahl von Verfahren und Geräten entwickelt worden, deren Aufzählung im einzelnen zu weit führen würde. Device for the calorimetric measurement of a fluid Amount of heat given off For measuring the amount of heat given off by a fluid A large number of methods and devices have already been developed for the amount of heat the enumeration of which would lead too far in detail.

Alle bis jetzt bekannten Wärmemengenmesser haben schwerwiegende Nachteile, die sie für den Einsatz in der Praxis, insbesondere im Haushalt, ungeeignet erscheinen lassen. Entweder sind diese Geräte zu ungenau und damit nicht eichfähig, oder sie sind zu kompliziert und damit zu teuer. Andere Geräte wiederum haben eine konstante Strömungsgeschwindigkeit in den Heizungsanlagen zur Bedingung und scheiden deswegen für die große Mehrzahl der Anwendungsfälle aus. Nur so ist es zu erklären, daß z. B. Elektrizitätsmengen und Gasmengen in jedem Haushalt genau gemessen werden, während der Wärmeenergiebezug von Zentral- oder Fernheizungen große Verrechnungsschwierigkeiten bereitet. Bisher bekanntgewordene Wärmemengenzähler liegen im Anschaffungspreis mindestens um eine Zehnerpotenz über dem Preis für einen Elektrizitätszähler mit vergleichbarer Genauigkeit. All heat meters known up to now have serious disadvantages, which they appear unsuitable for use in practice, especially in the household permit. Either these devices are too imprecise and therefore not calibratable, or they are are too complicated and therefore too expensive. Other devices, on the other hand, have a constant Flow rate in the heating systems is a condition and therefore separate for the vast majority of use cases. This is the only way to explain that z. B. Amounts of electricity and gas in every household can be accurately measured while the heat energy consumption from central or district heating systems has major accounting difficulties prepares. So far known heat meters are in the purchase price at least a power of ten higher than the price of an electricity meter comparable accuracy.

Es ist ein kalorischer Dampfmengen- oder Wärmemengenmesser bekanntgeworden, der nach folgendem Prinzip arbeitet: Vom Vorlaufstrom wird ein konstanter Teilstrom abgezweigt und durch eine Meßleitung geführt, deren Wand doppelt ausgebildet ist und eine Reihe von Thermosäulen enthält. Außen wird diese Teilleitung von dem Rücklaufstrom oder einem Kühlmittel anderer Herkunft durchströmt. Es findet also ein Wärmeübergang von dem heißen Vorlaufteilstrom zum Kühlmedium statt, der an den Übergangs stellen von der Temperaturdifferenz zwischen der Innen-und Außenwand des Meßgefäßes abhängig ist. Die einzelnen Thermoelemente sollen den Wärmeübergang auf der ganzen Fläche integneren und mit Hilfe eines elektrolytischen Zählers od. dgl. anzeigen. Dieses Meßverfahren setzt voraus, daß der Vorlaufteilstrom bei seinem Wiedereintritt in den Vorlaufstrom genau auf die Temperatur des Kühlmediums abgekühlt ist. Diese Voraussetzung kann weder theoretisch noch praktisch bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten erfüllt sein. Das Meßgerät ist daher sehr ungenau. Außerdem ist es technologisch äußerst schwierig, das doppelwandige Meßrohr mit Thermoelementsäulen auszurüsten, deren kalte Lötstellen mit dem Außenmantel und deren heiße Lötstellen mit dvem Innenmantel einen guten Wännekontakt haben sollen. A caloric steam or heat meter has become known, which works according to the following principle: A constant partial flow is generated from the forward flow branched off and passed through a measuring line, the wall of which is formed twice and contains a number of thermopiles. On the outside, this partial line is made up of the return flow or a coolant of another origin. So there is a heat transfer from the hot flow partial flow to the cooling medium instead, which is placed at the transition depends on the temperature difference between the inner and outer walls of the measuring vessel is. The individual thermocouples are supposed to transfer heat across the entire surface internal and od with the help of an electrolytic counter. Like. Show. This The measuring method assumes that the flow partial flow when it re-enters the flow stream has cooled down to exactly the temperature of the cooling medium. This requirement can neither theoretically nor practically at different flow velocities be fulfilled. The measuring device is therefore very inaccurate. It's also technological extremely difficult to equip the double-walled measuring tube with thermocouple columns, their cold soldering points with the outer jacket and their hot soldering points with the inner jacket should have good heat contact.

Weiterhin ist ein Wärmemengenmesser für Zentralheizungen bekanntgeworden, der mit einem pro- portionalen Vorlauf- und einem proportionalen Rücklaufteilstrom arbeitet. Der Vorlaufteilstrom heizt in einem Wärmeaustauscher den Rücklauftoilstrom mehr oder weniger auf. Gemessen wird nun lediglich die Vorlauftemperatur und die Temperatur, mit welcher der Rücklaufteilstrom den Wärmeaustauscher verläßt. Die anzuzeigende oder zu integrierende Temperaturdifferenz ist zwar von der Strömungsgeschwindigkeit und dem Temperaturabfall im Wärmeverbraucher abhängig, jedoch herrscht keineswegs Linearität. Folglich kann die gemessene Temperaturdifferenz auch nicht mit annähernd ausreichender Genauigkeit das Produkt aus Durchlaufmenge und Temperaturabfall im Verbraucher darstellen. Furthermore, a heat meter for central heating has become known, the one with a pro- proportional flow and a proportional return flow is working. The flow partial flow heats the return oil flow in a heat exchanger more or less on. Only the flow temperature and the Temperature at which the return partial flow leaves the heat exchanger. the The temperature difference to be displayed or integrated depends on the flow velocity and the temperature drop in the heat consumer, but by no means prevails Linearity. Consequently, the measured temperature difference cannot even come close to the product of the flow rate and the temperature drop in the Represent consumers.

Neuerdings ist ein Verfahren zur kalorimetrischen Messung der von einem Strömungsmittel abgegebenen Wärmemenge bekanntgeworden, das bereits einen erheblichen technischen Fortschritt darstellt. Recently there is a method for calorimetric measurement of the become known to a fluid emitted amount of heat, which is already a represents significant technical progress.

Nach diesem Verfahren, das von der bekannten Abzweigung eines dem Gesamtproblem proportionalen Teilstromes Gebrauch macht, ist ein mit einer Hilfsflüssigkeit gefülltes Kaloriinetergefäß vorgesehen. In der Hilfsflüssigkeit befinden sich ein Heizwiderstand, ein Temperaturmeßglied und ein Wärmeaustauscher, der von einem dem Rücklauf proportionalen Teilstrom beaufschlagt wird. Ein zweites Temperaturmeßglied befindet sich im oder am Vorlaufrohr. Bei Wärmeentnahme durch den Verbraucher tritt eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Temperaturmeßgliedern auf. Durch diese Differenz wird über einen Verstärker ein Relais betätigt, das die Beheizung im Kalorimetergefäß einschaltet. Die Beheizung wird automatisch abgeschaltet, sobald die Temperatur der Hilfsflüssigkeit gleich der Vorlauftemperatur ist. Die durch den Wärmeaustauscher der Hilfsflüssiglreit entzogene Wärmemenge ist sowohl der Temperaturdifferenz zwischen Vor-und Rücklauf als auch der Menge des Strömungsmittels proportional. Durch die Beheizung wird diese Wärmemenge und die vom Kalorimetergefäß an die Umgebung abgegebene Wärmemenge ersetzt. Bei Vernachlässigung der Wärmeverluste an den Raum ist also die im Heizwiderstand umgesetzte elektrische Energie der verbrauchten Wärme proportional. Durch Messung des Heizstromes mit einem Wechselstromzähler erhält man ein Maß für die verbrauchte Wärmemenge. According to this procedure, which is based on the well-known junction of one of the Overall problem using proportional partial flow is one with an auxiliary liquid Filled calorimeter vessel provided. In the auxiliary liquid there is a Heating resistor, a temperature measuring element and a heat exchanger from one of the Return proportional partial flow is applied. A second temperature measuring element is located in or on the flow pipe. When heat is extracted by the consumer a temperature difference between the two temperature measuring elements. Through this Difference, a relay is actuated via an amplifier, which heats the calorimeter vessel turns on. The heating is switched off automatically as soon as the temperature of the auxiliary liquid is equal to the flow temperature. By The amount of heat extracted from the heat exchanger of the auxiliary liquid is both the temperature difference between flow and return as well as the amount of fluid proportional. Through the heating, this amount of heat and that of the calorimeter vessel are released to the environment replaced amount of heat given off. If the heat loss to the room is neglected is therefore the electrical energy of the heat consumed that is converted in the heating resistor proportional. Obtained by measuring the heating current with an alternating current meter one is a measure of the amount of heat consumed.

Bei diesem Verfahren tritt folgende Schwierigkeit auf: Da die Vorlauftemperatur nicht konstant ist, schwankt auch die Temperatur der Hilfsflüssigkeit zusätzlich, d.b außer den Temperaturänderungen, die sie durch die Wärmeabfuhr zum Wärmeaustauscher und durch die Wärmezufuhr infolge der Beheizung erfährt. Folglich gibt auch ein gut isoliertes Kalorimetergefäß unterschiedliche Wärmemengen an die Umgebung ab, zumal deren Temperatur ebenfalls zeitlichen Anderungen unterliegt. Hierdurch entsteht ein Meßfehler, der in seiner Größe schwanken und aus diesem Grunde nicht kompensiert werden kann. Da auch nach dem Abstellen des Wärmeverbrauchen die Vorlauftemperatur trotz fehlenden Durchflusses nicht auf die Zimmertemperatur zurückgeht, muß laufend eine gewisse Heizenergie aufgewendet werden, um die Temperatur der Hilfsflüssigkeit im Kalorimeter auf der Vorlauftemperatur zu halten. Der Zähler zeigt also auch dann einen Verbrauch an, wenn keine Wärme mehr geliefert wird. The difficulty with this procedure is as follows: Because the flow temperature is not constant, the temperature of the auxiliary liquid also fluctuates, d.b except for the temperature changes caused by the heat dissipation to the heat exchanger and experiences from the supply of heat as a result of the heating. Hence also gives a well insulated calorimeter vessel dissipates different amounts of heat to the environment, especially since their temperature is also subject to changes over time. This creates a measurement error which fluctuates in size and for this reason does not compensate for it can be. Since the flow temperature is also after the heat consumption has been switched off does not return to room temperature in spite of the lack of flow, must continuously A certain amount of heating energy is expended to raise the temperature of the auxiliary liquid to keep the flow temperature in the calorimeter. So the counter shows even then consumption when no more heat is supplied.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die störenden Einflüsse der Vorlauftemperatur und der Raumtemperatur auf die Anzeige zu eliminieren. The object of the present invention is to eliminate the disruptive influences the flow temperature and the room temperature on the display.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kalorimetrischen Messung der von einem Strömungsmittel abgegebenen Wärmemenge, bei welcher ein dem Rücklauf proportionaler Teilstrom eine Hilfsflüssigkeit in einem Meßgefäß abkühlt, die mittels einer elektrischen Heizvorrichtung auf eineBezugstemperatur aufgeheizt wird, wobei die zugeführte Heizleistung ein Maß für die dem Wärmeverbrauch proportionale Wärmemenge ist. Gemäß der Erfindung ist ein zweites, durch einen dem Vorlaufstrom proportionalen Vorlaufteilstrom aufgeheiztes und vom Rücklaufstrom bzw. Rücklaufteilstrom direkt oder indirekt gekühltes Meßgefäß angewendet, dessen Innentemperatur als Bezugstemperatur dient. The invention relates to a device for calorimetric measurement the amount of heat given off by a fluid at which a return flow proportional partial flow cools an auxiliary liquid in a measuring vessel, which by means of an electric heater is heated to a reference temperature, wherein the supplied heating power is a measure of the amount of heat proportional to the heat consumption is. According to the invention, there is a second one which is proportional to the forward current by one Flow partial flow heated and directly from the return flow or return partial flow or indirectly cooled measuring vessel is used, its internal temperature as the reference temperature serves.

Bei dieser Vorrichtung üben die Vorlauftempera tur und die Raumtemperatur keinen fehlerhaften Einfluß auf das Meßergebnis aus, weil beide Meßgefäße entweder einer gemeinsamen Umgebungstemperatur ausgesetzt sind oder so durch den Vorlaufteilstrom beaufschlagt werden, daß das mit der Heizvorrichtung versehene Meßgefäß praktisch keine Wärmeverluste an den Raum abgeben kann. In this device practice the flow tempera ture and the room temperature no incorrect influence on the measurement result, because both measuring vessels either are exposed to a common ambient temperature or so due to the flow partial flow be acted upon that the measuring vessel provided with the heating device is practical cannot give off any heat losses to the room.

Die Erfindung wird an Hand von drei Ausführungsbetspielen gemäß Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. The invention is illustrated by means of three exemplary embodiments according to FIG. 1 to 3 of the drawing explained in more detail. Corresponding parts are identical Provided with reference numerals.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei der die beiden vom Vorlaufteilstrom und der Heizvorrichtung aufgeheizten Meßgefäße so vom Rücklaufteilstrom um- spült werden, daß sie gleich große Wärmemengen an den Rücklauf abgeben. Fig. 1 shows a device in which the two from the flow partial flow and the heating device heated measuring vessels so by the return partial flow washes that they give off equal amounts of heat to the return.

Gemäß Fig. 2 sind die beiden Meßgefäße der Umgebungstemperatur ausgesetzt. Sie werden beide von zwei gleich großen, in Parallelschaltung entnommenen Rücklaufteilströmen durchflossen, wodurch ihnen gleich große Wärmemengen entzogen werden. According to FIG. 2, the two measuring vessels are exposed to the ambient temperature. They are both drawn from two return partial flows of the same size, which are connected in parallel flowed through, whereby equal amounts of heat are withdrawn from them.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 befindet sich das mit der Heizvorrichtung versehene erste Meßgefäß innerhalb des vom Vorlanfteilstrom durchflossenen zweiten Meßgefäßes. In the device according to FIG. 3, the one with the heating device is located provided first measuring vessel within the second through which the preliminary partial flow flows Measuring vessel.

In Fig. 1 ist mit 1 das Vorlaufrohr, mit 2 der Heizkörper und mit 3 das Rücklaufrohr bezeichnet. In das Vorlaufrohr 1 sind die Rohre 4 und 5 eingebaut, die einen der Durchilußmenge proportionalen Teilstrom des Vorlaufes durch den Wärmeaustauscher 6 leiten. Dieser Wärmeaustauscher befindet sich in einem Meßgefäß 7, das mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt ist. Die wärmeleitenden Wände 8 des Meßgefäßes sind im Schnitt schraffiert dargestellt. Im Meßgefäß 7 ist außer dem Wärmeaustauscher 6 ein Temperaturmeßglied in Form eines temperaturabhängigen Widerstandes 9 untergebracht, der über die Klemmen 10 und 11 angeschlossen wird. Ein weiteres, mit Hilfsflüssigkeit gefülltes Meßgefäß ist mit 12 bezeichnet. Seine schraffiert dargestellten Wände 13 bestehen aus einem Stoff, der einen mit den Wänden 8 übereinstimmenden Wärmeleitwert hat. Das Meßgefäß 12 enthält an Stelle eines Wärmeaustauschers eine Heizwicklung 14 und ein Temperaturmeßglied in Form eines temperaturabhängigen Widerstandes 15. Heizkörper und Temperaturmeßglied sind über Leitungen mit den Klemmen 16, 17, 18, 19 verbunden. Die beiden Meßgefäße 7 und 12 befinden sich in einem größeren Behälter 20 aus gut wärmeisolierendem Material. Dieser Behälter wird über die Rohre 21 und 22, die in die Rücklaufleitung 3 münden, mit einer dem Rücklauf proportionalen Menge des strömenden Mediums beaufschlagt. Während sich im Meßgefäß 7 infolge des Wärmeaustauschers 6 eine Temperatur T1 einstellt, die praktisch der Vorlauftemperatur entspricht, hat das strömende Medium im Behälter 20 eine Temperatur T2, die nur unwesentlich über der Rücklauftemperatur liegt. Die durch den Behälter 20 geführten Teile der Rohre 4 und 5 sind, wie mit 23 und 24 angedeutet, gut gegen Wärmeverluste isoliert, damit nicht der vom Vorlauf abgezweigte Teilstrom den Rücklaufteilstrom im Behälter 20 aufheizt. In Fig. 1 with 1 is the flow pipe, with 2 the radiator and with 3 denotes the return pipe. The pipes 4 and 5 are built into the flow pipe 1, the partial flow proportional to the flow rate through the heat exchanger 6 direct. This heat exchanger is located in a measuring vessel 7 with a Auxiliary liquid is filled. The thermally conductive walls 8 of the measuring vessel are in Section shown hatched. In addition to the heat exchanger 6, there is in the measuring vessel 7 a temperature measuring element housed in the form of a temperature-dependent resistor 9, which is connected via terminals 10 and 11. Another, with auxiliary liquid The filled measuring vessel is denoted by 12. Its hatched walls 13 consist of a substance that has a thermal conductivity value that corresponds to that of the walls 8 Has. The measuring vessel 12 contains a heating coil instead of a heat exchanger 14 and a temperature measuring element in the form of a temperature-dependent resistor 15. Radiator and temperature measuring element are connected to terminals 16, 17, 18, 19 connected. The two measuring vessels 7 and 12 are in a larger container 20 made of good heat-insulating material. This container is via the tubes 21 and 22, which open into the return line 3, with an amount proportional to the return flow applied to the flowing medium. While in the measuring vessel 7 due to the heat exchanger 6 sets a temperature T1 which practically corresponds to the flow temperature, the flowing medium in the container 20 has a temperature T2 which is only insignificant is above the return temperature. The parts of the guided through the container 20 Tubes 4 and 5 are, as indicated with 23 and 24, well insulated against heat loss, so that the partial flow branched off from the flow does not change the return partial flow in the container 20 heats up.

Die beiden temperaturabhängigen Widerstände werden so an eine an sich bekannte Verstärkerschaltung angeschlossen, daß über ein Relais oder ein anderes Steuerglied die Heizwicklung 14 an Spannung gelegt wird, sobald die Temperatur T3 im Meßgefäß 12 kleiner wird als die Temperatur T1 im Meßgefäß 7. Wenn nach einiger Zeit, z. B. wenigen Se kunden, die Temperaturen T1 und T3 gleich sind, schaltet sich die Heizwicklung 14 ab. Da beide Meßgefäße 7 und 12 von dem Rücklauf mit der Temperatur T2 umspült sind, wird beiden Gefäßen bei gleichem Aufbau die genau gleiche Wärmemenge entzogen, falls die Temperaturen T1 und T3 gleich groß sind. The two temperature-dependent resistors are connected to one known amplifier circuit connected that via a relay or another Control element, the heating coil 14 is connected to voltage as soon as the temperature T3 in the measuring vessel 12 is lower than the temperature T1 in the measuring vessel 7. If after a few Time, e.g. B. a few seconds, the temperatures T1 and T3 are the same, switches the heating coil 14 from. Since both measuring vessels 7 and 12 of the return with the Temperature T2, both vessels will be exactly the same with the same structure Amount of heat withdrawn if the temperatures T1 and T3 are the same.

Die dem Meßgefäß 7 zugeführte Wärmemenge entspricht also genau der dem Meßgefäß 12 durch die Heizwicklung zugeführten elektrischen Arbeit, da die Temperaturen T3 und Ta einander gleichgehalten werden. Die den Meßgefäßen durch den Rücklauf entzogene Wärmemenge hängt außer vom Wärmeleitwert der Gefäße von der Temperaturdifferenz T1 - T2 bzw. T3 - T2 und der Strömungsgeschwindigkeit des die Wärme transportierenden Mediums ab.The amount of heat supplied to the measuring vessel 7 corresponds exactly to that the measuring vessel 12 supplied by the heating coil electrical work, since the temperatures T3 and Ta are kept equal to each other. The measuring vessels through the return The amount of heat extracted also depends on the thermal conductivity the vessels of the temperature difference T1 - T2 or T3 - T2 and the flow rate of the the heat transporting medium from.

Da die Wärmemenge der Temperaturdifferenz und außerdem der Menge des strömenden Mediums proportional ist, ist die in dem Heizwiderstand 14 umgesetzte elektrische Arbeit der vom Verbraucher 2 abgegebenen Wärmemenge proportional.Since the amount of heat of the temperature difference and also the amount of is proportional to the flowing medium, which is converted in the heating resistor 14 electrical work proportional to the amount of heat given off by consumer 2.

Die Meßanordnung gemäß Fig. 2 weist wiederum das Vorlaufrohr 1, den Verbraucher 2 und das Rücklaufrohr 3 auf. Auch hier wird mit Hilfe der Rohre 4 und 5 ein dem Vorlauf proportionaler Teilstrom durch den Wärmeaustauscher 6 geschickt. Wie in Fig. 1 sind hier ebenfalls zwei Meßgefäße 7 und 12 vorhanden, deren Wände 8 und 13 zum Unterschied von Fig. 1 aus einem die Wärme schlecht leitenden Material bestehen. In dem Meßgefäß 12 ist ein Heiz-Widerstand 14 untergebracht, der über die Klemmen 16 und 17 angeschlossen wird. In den Meßgefäßen befinden sich außerdem temperaturabhängige Widerstände 9 und 15, die über die Klemmen 10, 11 und 18, 19 angeschlossen werden. Abweichend von Fig. 1 enthalten die Meßgefäße weitere Wärmeaustauscher 25 und 26, die über die Rohrleitungen 21 und 22 mit einem dem Rücklauf proportionalen Teilstrom beaufschlagt werden. Es empfiehlt sich, die Wärme aus tauscher 25 und 26 parallel in den Rücklaufteilstrom zu schalten, damit die Temperatur des strömenden Mediums bei Eintritt in die Wärmeaustauscher die gleiche ist. Beim Auftreten eines Wärmeverbrauches wird die Rücklauftemperatur kleiner als die Vorlauftemperatur. In dem Meßgefäß 7 stellt sich daher eine Temperatur ein, die zwischen Vor- und Rücklauftemperatur liegt. Während nun die Hilfsflüssigkeit in dem Meßgefäß 7 durch den Wärmeaustauscher 6 aufgeheizt und durch den Wärmeaustauscher 25 abgekühlt wird, tritt im Meßgefäß 12 zunächst nur eine Abkühlung durch den Wärmeaustauscher 26 ein. Sobald aber die Temperatur im Meßgefäß 12 kleiner wird als die Temperatur im Meßgefäß 9, spricht wiederum die Verstärker- und Steuerschaltung an, die den Heizwiderstand 14 so lange einschaltet, bis Temperaturgleichheit erreicht ist. Unter der Voraussetzung, daß das Material der beiden Meßgefäße den gleichen Wärmeleitwert aufweist und beide Meßgefäße die gleiche Größe und Form haben, sind die Wärmeverluste an den Raum bei beiden Meßgefäßen genau gleich groß. Schwankungen der Raumtemperatur wirken sich also in gleicher Weise auf die beiden Meßgefäße aus und bleiben daher ohne Einfluß auf die Meßgenauigkeit. Bei einer Anderung, beispielsweise einer Erhöhung der Vorlauftemperatur, erhöht sich die Temperatur im Meßgefäß 7. Da in diesem Fall über die von den Temperaturmeßgliedern beeinflußte Steuerschaltung auch die Beheizung der Hilfsflüssigkeit im Meßgefäß 12 verstärkt wird, erhält auch das Meßgefäß 12 eine entsprechend erhöhte Temperatur. Beide Meßgefäße haben nun in gleicher Weise erhöhte Wärmeverluste an die Umgebung. The measuring arrangement according to FIG. 2 in turn has the flow pipe 1, the Consumer 2 and the return pipe 3. Here, too, with the help of the tubes 4 and 5 sent a partial flow proportional to the flow through the heat exchanger 6. As in FIG. 1, there are also two measuring vessels 7 and 12, the walls of which 8 and 13, in contrast to FIG. 1, made of a material that conducts heat poorly exist. In the measuring vessel 12, a heating resistor 14 is housed, which over terminals 16 and 17 are connected. There are also in the measuring vessels temperature-dependent resistors 9 and 15, which are connected to terminals 10, 11 and 18, 19 be connected. In contrast to FIG. 1, the measuring vessels contain further heat exchangers 25 and 26, which via the pipes 21 and 22 with a return proportional Partial flow are applied. It is recommended that the heat from exchanger 25 and 26 to switch in parallel in the return partial flow, so that the temperature of the flowing Medium is the same when entering the heat exchanger. When a Heat consumption, the return temperature is lower than the flow temperature. A temperature is therefore established in the measuring vessel 7 which is between the flow temperature and the return temperature lies. While now the auxiliary liquid in the measuring vessel 7 through the heat exchanger 6 is heated and cooled by the heat exchanger 25, occurs in the measuring vessel 12 initially only a cooling through the heat exchanger 26 a. But as soon as the The temperature in the measuring vessel 12 is lower than the temperature in the measuring vessel 9, speaks turn on the amplifier and control circuit, which the heating resistor 14 so long switches on until the temperature equals. On condition that the material of the two measuring vessels has the same thermal conductivity and both Measuring vessels have the same size and shape, the heat losses to the room are at both measuring vessels exactly the same size. Fluctuations in room temperature have an effect thus in the same way on the two measuring vessels and therefore have no effect on the measurement accuracy. If there is a change, for example an increase in the flow temperature, the temperature in the measuring vessel 7 increases. In this case it is above that of the temperature measuring elements The control circuit also influenced the heating of the auxiliary liquid in the measuring vessel 12 is amplified, the measuring vessel 12 also receives a correspondingly increased temperature. Both measuring vessels now have increased heat losses to the environment in the same way.

Zeitliche Änderungen der Vorlauftemperatur verfälschen also ebensowenig das Meßergebnis wie Schwankungen der Raumtemperatur. Um das gesamte Meßgerät vor willkürlicher Beeinflussung zu schützen, wird man beide Meßgefäße in ein gemeinsames Blech- oder Kunststoffgehäuse einbauen.Changes in the flow temperature over time do not falsify either the measurement result such as fluctuations in room temperature. To the entire meter in front To protect against arbitrary influence, one will place both measuring vessels in a common one Install sheet metal or plastic housing.

Hierdurch wird verhindert, daß beispielsweise der Abnehmer das Meßgefäß 12 aufheizt oder das Meßgefäß 7 abkühlt, was in jedem Falle zu einer Ver- ringerung der Verbrauchs anzeige führen würde. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Rohrleitungen 4, 5 und 21, 22 ebenfalls zu isolieren.This prevents, for example, the customer from taking the measuring vessel 12 heats up or the measuring vessel 7 cools down, which in any case leads to a reduction the consumption display would lead. It is also advisable to use the pipelines 4, 5 and 21, 22 also need to be isolated.

In Fig. 3 ist das Meßgerät gemäß Anspruch 1 in einer dritten Ausbildungsform dargestellt. Dieses Gerät enthält nur ein Meßgefäß 27, dessen Wände 28 aus einem die Wärme sehr schlecht leitenden Stoff bestehen. Das eigentliche Meßgefäß enthält einen Heizwiderstand 14 mit den Klemmen 16 und 17, einen temperaturabhängigen Widerstand 15 mit den Klemmen 18 und 19 und einen Wärmeaustauscher 29, der über die Rohre 21 und 22 mit einem dem Rücklauf proportionalen Teilstrom beaufschlagt wird. In Fig. 3 the measuring device according to claim 1 is in a third embodiment shown. This device contains only one measuring vessel 27, the walls 28 of which consist of a the heat very poorly conductive substance consist. The actual measuring vessel contains a heating resistor 14 with terminals 16 and 17, a temperature-dependent resistor 15 with the terminals 18 and 19 and a heat exchanger 29, which via the tubes 21 and 22 is acted upon by a partial flow proportional to the return flow.

Das Meßgefäß ist wiederum mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt, die innerhalb des Meßgefäßes eine gute Wärmekonvektion und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleistet. Das Meßgefäß 27 befindet sich in einem etwas größeren Behälter 30, der über die Rohre 4 und 5 einen dem Verlauf proportionalen Teilstrom erhält. Der Wärmeleitwert der Wände 31 des Behälters 30 und die vom Vorlauf abgezeigte Teilmenge werden so bemessen, daß sich innerhalb des Behälters 30 eine Temperatur einstellt, die der Vorlauftemperatur im Rohr 1 etwa gleich ist. Diese Temperatur wird mit Hilfe des temperaturabhängigen Widerstandes 9 erfaßt, der über die Klemmen 10 und 11 anschließbar ist. Bei Abgabe von Wärmeenergie durch den Verbraucher 2 wird die Hilfsflüssigkeit im Meßgefäß 27 mittels des Wärmeaustauschers 29 abgekühlt. Die Temperaturmeßglieder 9 und 15 sprechen bereits bei sehr kleinen Temperaturunterschieden an und schalten die Beheizung 14 so lange ein, bis die Temperaturgleichheit wieder erreicht ist. Die dem Meßgefäß 27 mit Hilfe des Wärmeaustauschers 29 entzogene Wärmemenge ist erstens der Menge des strömenden Mediums und zweitens der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf proportional. Da dieseWärmemenge ebenso groß ist wie die über den Heizwiderstand 14 zugeführte elektrische Energie, besteht also eine lineare Beziehung zwischen der Wärmeabgabe des Verbrauchers 2 und der dem Meßgefäß zugeführten elektrischen Energie. Die Proportionalität ist nur dann ge geben, wenn die Wände 28 des Meßgefäßes 27 so gut isolieren, daß dieses Meßgefäß nicht teilweise vom Vorlauf geheizt wird. Jede vom Vorlauf auf das Meßgefäß übertragene Wärmemenge verringert in unzulässiger Weise die vom Heizwiderstand 14 aufzubringende Wärmemenge. Der Wärmeübergang zwischen dem Behälter 30 und dem Meßgefäß 27 ist bei guter Wärmeisolation vernachlässigbar genng, weil zwischen beiden Gefäßen nur eine ganz geringfügige Temperaturdifferenz auftreten kann. Es ist zweckmäßig, die durch den Behälter 30 geführten Teile der Rohre 21 und 22 mit einer Wärmeisolierung 32 und 33 zu versehen, damit nicht der dem Rücklauf po portionale Teilstrom durch den Vorlauf aufgeheizt wird. The measuring vessel is in turn filled with an auxiliary liquid which good heat convection within the measuring vessel and thus an even temperature distribution guaranteed. The measuring vessel 27 is located in a somewhat larger container 30, which receives a partial flow proportional to the course via the tubes 4 and 5. Of the Thermal conductivity of the walls 31 of the container 30 and the subset shown by the flow are dimensioned so that a temperature is established within the container 30, which is approximately the same as the flow temperature in pipe 1. This temperature is using of the temperature-dependent resistor 9 detected, which can be connected via the terminals 10 and 11 is. When the consumer 2 releases thermal energy, the auxiliary liquid cooled in the measuring vessel 27 by means of the heat exchanger 29. The temperature measuring elements 9 and 15 respond and switch even with very small temperature differences the heater 14 on until the temperature equilibrium is reached again. The amount of heat withdrawn from the measuring vessel 27 with the aid of the heat exchanger 29 is firstly the amount of the flowing medium and secondly the temperature difference between Proportional forward and reverse. Since this amount of heat is as great as that above the heating resistor 14 supplied electrical energy, so there is a linear Relationship between the heat output of the consumer 2 and that supplied to the measuring vessel electrical energy. Proportionality is only given when the walls Insulate 28 of the measuring vessel 27 so well that this measuring vessel is not partially separated from the flow is heated. Any amount of heat transferred from the flow to the measuring vessel is reduced the amount of heat to be applied by the heating resistor 14 in an inadmissible manner. The heat transfer between the container 30 and the measuring vessel 27 is negligible with good thermal insulation because there is only a very slight temperature difference between the two vessels can occur. It is useful to pass through the container 30 parts of the Pipes 21 and 22 to be provided with thermal insulation 32 and 33 so that not the the return po proportional partial flow is heated by the flow.

Auch diese Meßanordnung istunabhängigvonzeitlichen Änderungen der Raumtemperatur und der Vorlauftemperatur, weil das Meßgefäß ständig von einem Medium mit Vorlauftemperatur umgeben ist und dadurch keine Wärmeverluste an die Umgebung abgeben kann. This measuring arrangement is also independent of changes in the Room temperature and the flow temperature, because the measuring vessel is constantly affected by a medium with flow temperature and therefore no heat loss to the environment can deliver.

Alle drei Ausführungsbeispiele von Wärmemengenmessern lösen die der Erfindung zugrunde liegende gemeinsame Aufgabe, die vor allem darin besteht, die unerwünschten Einflüsse zeitlicher Änderungen d& Raumtemperatur und Vorlauftemperatur auszuschalten. Darüber hinaus ergeben sich folgende weitere Vorteile für die Ausführuugsbeispieie gemäß Fig. 1 und 2: Bei dem bekannten Verfahren muß der dem Rücklauf proportionale Teilstrom auf Vorlauftemperatur aufgeheizt werden. Da die Wärmeaustauscher im Interesse eines guten Wärmeüberganges aus ziernlich langen und gewendtelten Rohrleitungen bestehen, besteht bei einer Warmwasserheizung die Gefahr, daß sich beim Aufheizen des dem Rücklauf proportionalen Teilstromes Luftblasen entwickeln, die die Strömung so behindern können, daß die Proportionalität zwischen dem gesamten Rücklaufstrom und dem abgezweigten Teilstrom nicht mehr garantiert ist. Hierdurch ergeben sich unter Umständen ganz erhebliche Meßfehler. Außerdem tritt hier eine sogenannte Thermosiphonwirkung auf, die einen Wärmeverbrauch vortäuscht. Diese beiden Fehlerquellen sind gemäß Fig. 1 dadurch beseitigt, daß die vom Rücklauf abgezweigte Teilströarung nicht durch enge Austauscherrohre fließen muß und nur unwesentlich erwärmt wird. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 wird der dem Rücklauf proportionale Teilstrom ebenfalls nur auf eine Temperatur erwärmt, die wesentlich unter der Vorlauftemperatur liegt. All three embodiments of heat meters solve those of the Invention underlying common task, which consists primarily in the undesirable influences of temporal changes d & Room temperature and to switch off the flow temperature. In addition, there are the following others Advantages for the embodiment according to FIGS. 1 and 2: In the known method the partial flow proportional to the return must be heated to the flow temperature. Since the heat exchangers take a long time in the interests of good heat transfer and coiled pipes exist, there is the There is a risk that air bubbles will form when the partial flow proportional to the return is heated develop that can hinder the flow so that the proportionality between the entire return flow and the branched off partial flow are no longer guaranteed is. This can result in very considerable measurement errors under certain circumstances. aside from that a so-called thermosiphon effect occurs here, which simulates heat consumption. These two sources of error are eliminated according to FIG. 1 in that the return flow branched partial flow does not have to flow through narrow exchanger tubes and only is heated insignificantly. In the arrangement according to FIG. 2, the return flow proportional partial flow also only heated to a temperature that is essential is below the flow temperature.

Damit das Prinzip des Mischkalorimeters gewährleistet ist, müssen die Wärmoaustauscher 6 in Fig. 1 und 2 sowie 29 in Fig. 3 so aufgebaut sein, daß bei allen auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten die Temperatur des Mediums beim Austritt aus dem Wärmeaustauscher der Temperatur der Hilfsflüssigkeit im jeweiligen Meßgefäß gleich ist. So that the principle of the mixed calorimeter is guaranteed, must the heat exchanger 6 in Fig. 1 and 2 and 29 in Fig. 3 be constructed so that at all occurring flow velocities the temperature of the medium at Exit from the heat exchanger of the temperature of the auxiliary liquid in the respective Measuring vessel is the same.

Bei der Meßanordnung gemäß Fig. 1 kann man auch den Behälter 20 dem vollen Rücklaufstrom aussetzen. In the measuring arrangement according to FIG. 1, the container 20 can also be used expose full return flow.

Bei den beschriebenen Wärmemengenmeßgeräten kann man als Temperaturmeßglieder selbstverständlich auch Bourdon-Federn verwenden, deren Verformung beim Auftreten einer Temperaturdifferenz zum Einschalten der Beheizung benutzt wird. Auch Bimetallschalter können diese Aufgabe übernehmen. In the case of the heat quantity measuring devices described, one can use as temperature measuring elements Of course, also use Bourdon springs, which deform when they occur a temperature difference is used to switch on the heating. Also bimetal switches can take on this task.

Da die in den Meßgefäßen vorhandene Hilfsflüssigkeit bei Temperaturdifferenzen eine unterschiedliche Ausdehnung erfährt, kann diese Ausdehnung in an sich bekannter Weise zur Betätigung einer Schaltmembran benutzt werden, die die Beheizung einschaltet. Since the auxiliary liquid present in the measuring vessels in the event of temperature differences experiences a different expansion, this expansion can be known per se Way to be used to operate a switching membrane that turns on the heating.

Die beschriebenen Wärmemengenmesser sind so aufgebaut, daß als Transportmittel für die Wärme nicht nur Wasser, sondern auch Dampf in Frage kommt. The heat meters described are constructed so that as a means of transport not only water but also steam is used for the heat.

Claims

PATENT'S CLAIMS: 1. Device for the calorimetric measurement of released by a fluid Amount of heat at which a return is proportional Partial flow cools an auxiliary liquid in a measuring vessel, which by means of an electrical Heating device is heated to a reference temperature, the supplied Heating output is a measure of the amount of heat proportional to the heat consumption by using a second partial flow that is proportional to the flow heated and from the return flow or

Return partial flow directly or indirectly cooled measuring vessel, its Internal temperature serves as the reference temperature.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two Measuring vessels are surrounded by a container that is proportional to the return flow Partial flow has flowed through it so that the same amount of heat is withdrawn from both measuring vessels will.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two Measuring vessels have the same spatial dimensions and the same heat transfer coefficients against the Have room air that they are provided with heat exchangers of the same type, which are flowed through by equally large return partial currents in parallel connection.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first measuring vessel provided with the heating device within the partial flow stream heated second measuring vessel is located and the partial return flow flowed through Heat exchanger only in the measuring vessel equipped with the electrical heating device is arranged.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature measuring elements temperature-dependent resistors are used, which are a transistor with a downstream Control relay.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature measuring elements Bourdon springs are used, which turn on the heating.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature measuring elements Bimetal switches are provided for controlling the heating.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that a Switching membrane is provided, the temperature differences due to the different Expansion of the auxiliary liquids in the measuring vessels is actuated and switched on is used for heating.

Considered publications: German Patent Specifications No. 590,825, 1,011,168; French patent specification No. 735 709.