DE2213760C2 - Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten Wärmemengen - Google Patents
Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten WärmemengenInfo
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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 VOrhanden 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'gl. , . 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 (5)
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.
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