DE2213760C2

DE2213760C2 - Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten Wärmemengen

Info

Publication number: DE2213760C2
Application number: DE2213760A
Authority: DE
Inventors: P C C Iversen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DK130664B; DK130664C; IN139334B; GB1359450A; DD103719A5; DE2213760B1; CA980143A; JPS4915480A; US3842669A; PL84954B1; FR2176947B1; JPS5236712B2; SE376076B; FR2176947A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten Wärmemengen durch Integration des Produkts aus der Durchflußmenge und der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, mit einem ein elektrisches Ausgangssignal abgebenden Durchflußmengenmesser, zwei je der Vorlaufleitung und der 'Rücklaufleitung zugeordneten Temperaturfühlern, mit deren Hilfe ein etwa der Temperaturdifferenz entsprechendes elektrisches Differenzsignal erzeugt wird, und einem Integrator.

Bei einem bekannten Wärmemengenmesser gibt ein Durchflußmengcnmesser in Abhängigkeit von der Durchflußmenge Impulse ab, die cine bistabile Kippstufe in einen ersten Zustand bringen. Als Temperaturfühler dienen temperaturabhängige Widerstände, die an die Eingänge eines Differenzverstärkers angeschlossen sind. Dessen Ausgangsspannung wird in eine Frequenz umgesetzt, mit deren Hilfe die Kippstufe wieder zurückgesetzt wird. Den Ausgang der Kippstufe bilden daher Impulse variabler Dauer, welche dem Produkt aus Durchflußmenge und Temperaturdiffercnz entsprechen. Diese Impulse werden mit Hilfe eines Synchronmotors, der ein Zählwerk treibt, integriert (deutsche Ol'fenlcgungsschrift 253).

F.s ist ferner bekannt, den Druckabfall an einer Meüblende zu messen, hieraus auf mechanische oder elektromagnetische Weise die Durchflußmenge zu berechnen, eine der Durchflußmenge entsprechende Spannung zu erzeugen und mit dieser eine Widerstandsbrücke für die Temperaturdifferenzmessung zu speisen. An die Diagonale dieser Brücke ist über, einen Verstärker ein Integrationszählwerk angeschlossen (Siemens-Z. 40 (1966), Heft 11, S. 811 und 812).

Eine andere elektrisch arbeitende Wärmemengenmeßvorrichtung weist eine Brückenschaltung auf, in deren einem Zweig ein dem Vorlauf zugeordneter temperaturabhängiger Widerstand und in deren anderem Zweig ein in einem Ölbad angeordneter temperaturabhängiger Widerstand liegen. Im ölbad

hängt eine Rohrspirale, durch die ein Teil des Rücklaufwassers fließt. Sobald die öltemperatur sinkt, schaltet ein in der Brückendiagonale liegendes Relais eine Heizung im Ölbad ein. Deren Heizleistung wird als Maß für die verbrauchte Wärmemenge in einem Zähler integriert (USA.-Patentschrift 2 931 222).

Sodann sind induktive Durchflußmengenmesse: bekannt, bei denen ein mit einem Erregerstrom gc speister Elektromagnet ein die Strömung quer durch setzendes Magnetfeld erzeugt und bei denen das

Ausgangssignal als Spannung an einer etwa senkrecht zu Strömung und Magnetfeld stehenden Elektrodenstrecke abgreifbar ist (VDI-Z. 103 (1961), Nr 24, S. 1201 und 1202).

Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Wärmemengenmeßvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die durch Fortfall wesentlicher Schaltungsbestandteile vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein induktiver Durchflußmengenmesser verwendet ist, dessen Erregerstrom etwa proportional zum Differenzsignal gesteuert wird und dessen Ausgangssignal dem Integrator zugeführt wird.

Bei dieser Vorrichtung entfällt sowohl eine Stufe, mit der der Durchflußmengenwert in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, als auch eine Stufe zur Bildung des Produkts aus der Durchflußmenge und der Temperatiirdifferenz. Das Ausgangssignal des induktiven Durchflußmengenmessers ist nicht nur der Durchflußmenge, sondern auch dem Magnetfeld und

daher dem Erregerstrom proportional. Ändert man diesen in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz, steht am Ausgang des Durchflußmengenmessers bereits das gewünschte Produkt zur Verfugung. Dieses kann daher unmittelbar integriert, beispielsweise

5,0 einem einen Zähler antreibenden Motor zugeführt werden.

Besonders günstig ist es, wenn der Erregerstrom von einem Differenzverstärker abgenommen ist, dessen Steuereingänge von je einem der Temperaturfühler beeinflußt sind. Der Differenzverstärker dient daher nicht nur der Bildung der gewünschten Differenz; er hat ferner einen solchen Verstärkungsfaktor, daß er den erforderlichen Erregerstrom liefert.

Obwohl die Vorrichtung auch mit Gleichstrom arbeitcn kann, empfiehlt es sich, daß der Erregerstrom ein Wechselstrom ist und daß ein wechselstromgespeister Integrator verwendet ist. Das Gerät kann dann vom normalen Wechselstromnetz betrieben werden, was für Meßgeräte, die beispielsweise in Wohnungen eingebaut werden sollen, besonders günstig ist. Außerdem lassen sich sehr einfache Integratoren anwenden.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind

³ 4

die Temperaturfühler temperaturabhängige Wider- Elektroden 13 und 14 gebildete Elektrodenstreckc

stände, die von der Versorgungsspannung des Diffe- Die Spitzen der Elektroden 13 und 14 ragen etwas in

renzverstarkers gespeist sind. Auch diese Schaltung die Strömung.

kann wahlweise mit Gleichstrom oder mit Wechsel- Sofern ein Erregerstrom und daher ein Magnetfeld strom betneben werden. _{5 VO}rhanden ist und Wasser in der Vorlaufleitung 1 Bei einer anderen Ausführungsform sind die Tem- strömt, entsteht an den Elektroden 13 und 14 eine peraturfühler Thermoelemente. Die von diesen er- dem Erre»erstrom und der Strömungsgeschwindigzeugten Thermospannungen werden dem eingang keit proportionale Spannung. Diese dem Produkt der des Differenzverstarkers zugeführt. Temperaturdifferenz und der Durchflußmenge ent-Fur d:e echten Unteransprüche 2 bis 5 wird Pa- io sprechende Spannung wird einem Integrator 15 zugetentschutz nur in „ Verbindung mit dem Hauptan- führt, z.B. einem durch einen Motor angetriebenen spruch begehrt. Zähler oder einem elektrischen Induktionszähler, so Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier daß der über einen Zeitraum aufgelaufene Wärmein der Zeichnung schematisch veranschaulichter be- meneenverbrauch uemessen wird und abgelesen wervorzugter Ausführungsbeispieie näher erläutert. Es 15 den kann.

^ze'g^l. , . Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden für Fig. i eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit die gleichen Teile wie in Fi g. 1 dieselben Bezugszei-Thermoelementen als Temperaturfühler und chen verwendet. In diesem Fall dienen temperaturab-Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit hängice Widerstände als Temperaturfühler 16 um.' temperaturabhängigen Widerständen als Tempera- 20 17. sie werden ebenso wie der Differenzverstärker turfühier. _{I8 VQn einer} gemeinsamen Wechselstromquelle 19 Über eine Vorlaufleitung 1 und eine Rücklauflei- versorgt. Die Steuerströme werden den Eingängen tung2 ist ein Verbrauchers mit einem Heizkraftwerk des Differenzverstarkers 18 über Vorwiderstände 20 verbunden. In die Vorlaufleitung 1 ist ein erstes 2! zugeführt und je für sich in Vorverstärkern 22. 23 Thermoelement 4, in die Rücklaufleitung 2 ein zwei- 25 verstärkt, ehe im Endverstärker 24 die Differenzial tes Thermoelements gelegt. Beide Thermoelemente dung vorgenommen wird. Auch hier ist der Erregersind an je einen Steuereingang eines Differenzver- strom des Durchflußmengenmessers 9 proportional stärkers 6 gelegt, dessen Versorgungsspannung an der Temperaturdifferenz und daher das Ausgangs-Netzklemmen7 über einen Schalters abgenommen signal dieses Messers 9 gleich dem Produkt aus Tem wird. Der Betrieb erfolgt mit Wechselspannung. 30 peraturdifTerenz und Durchflußmenge.

Ein induktiver Durchflußmengenmesser 9 weist Selbstverständlich können bei der beschriebenen

einen Magnetkern 10 mit einer Erregerwicklung il Vorrichtung zahlreiche Abwandlungen vorgenom-

auf, die vom Ausgang des Verstärkers 6 mit Erreger- men werden, die dem Fachmann zur Verfügung ste-

strom beschickt wird. Die Vorlaufleitung 1 geht hen. Beispielsweise können die Widerstände 16 und

durch den Luftspalt 12 des Magnetkerns 10, in wel- 35 17 durch Beheizung auf einer höheren Temperatur

chem sich, di<·. Strömung in der Vorlaufleitung 1 quer als das Wasser gehalten werden, so daß die Abküh-

durchsetzend, ein Magnetfeld ausbildet. Senkrecht zu lung dieser Widerstände als Maß für die Temperatur

der durch die Vorlaufleitung I und das Magnetfeld verwendet wird. Die Anordnungen können auch mil

12 definierten Ebene befindet sich eine aus zwei Gleichstrom gespeist werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten Wärmemengen durch Integration des Produkts aus der Durchflußmenge und der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, mit einem ein elektrisches Ausgangssignal abgebenden Durchfiußmengenmesser, zwei je der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung zugeordneten Temperaturfühlern, mit deren Hilfe ein etwa der Temperaturdifferenz entsprechendes elektrisches Differenzsignal erzeugt wird, und einem Integrator, dadurch gekennzeichnet, daß ein induktiver Durchflußmengenmesser (9) verwendet ist, dessen Erregerstrom etwa proportional zum Differenzsigna] gesteuert wird und dessen Ausgangssignal dem Integrator zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom von einem Differenzverstärker (6) abgenommen ist, dessen Steuereingänge von je einem der Temperaturfühler (4, 5) beeinflußt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom ein Wechselstrom ist und daß ein wechselspannungsgespeister Integrator (15) verwendet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler temperaturabhängige Widerstände (16, 17) sind, die von der Versorgungsspanhung des Differenzverstärkers gespeist sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler Thermoelemente (4, 5) sind.