DE2329164A1

DE2329164A1 - Einrichtung zur messung schwacher waermefluesse von waenden

Info

Publication number: DE2329164A1
Application number: DE19732329164
Authority: DE
Inventors: Eric Aranovitch; Michel Warnery
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1974-01-03
Also published as: FR2188159B1; LU65494A1; FR2188159A1; NL7307888A; GB1428170A; IT985359B; BE800579A

Description

Einrichtung zur Messung schwacher Wärmeflüsse von Wänden

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung, mit der man den Wärmeflußverlust von schwacher Intensität feststellen und messen kann.

Auf allen Gebieten, bei denen die Auswertung der Wärmeeigenschaften von Wärmeisolierstoffen oder -bauteilen interessant ist, ist die Messung der Wärmeflußverluste von Wichtigkeit»

Die Wärmefliisse - im absoluten Wert - sind im allgemeinen von schwacher Intensität, und es ist nicht möglich, sie mittels der klassischen Verfahren zu messen.

Die vorgeschlagene Erfindung ist im wesentlichen eine Vervielfachung des Flusses, der durch Konzentration des Wärmeflusses, der auf einer bestimmten Oberfläche aufgefangen wird, denselben meßbar macht, und zwar mittels einer Messung von Temperaturunterschieden, die zwischen zwei Punkten festgestellt werden.

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BTRLlN: TrLFFQN (O311) 76 29O7

KAI)I L: PROIMNL)US · TELEX O1 84O57

MÜNCHEN: TELEFON (O81I) 2255 85 KABEL: PROPINDUS ■ TELEX O5 24 244

Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Meßeinrichtung vorgeschlagen, daß eine metallene Kontaktplatte vorgesehen und mit einem Schaft verbunden ist, welcher Temperatur-Meßelementc trägt, die entlang des Schafts verteilt sind, wobei dieser auf einer bestimmten kalten Bezugstemperatur gehalten wird, die regulierbar ist und unterhalb der Wandungstemperatur liegt, und wobei den offenliegenden Teil der Platte und den Schaft betreffende Wärmeisolierungsmittel vorgesehen sind.

Vorteilhaft wird die regulierbare Kaltteniperatur des Schaftes mitteils eines Kühlmittels erreicht, das durch das der Kontaktplatte entgegengesetzte Ende des Schaf tes strömt.

In der beigefügten Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Eine Platte 1, die aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht und den Wärmefluß auffängt, ist ^.uf der Wand angebracht, deren Wärmeverluste man messen will.

Die Kontaktfläche der Platte ist vorzugsweise eben, sie hat eine runde oder auch eine andere Form, wie z.B. quadratisch oder rechteckig oder sonst ein beliebiges Aussehen. Sie ist von ausreichender Dicke, damit der Wärmeflußstrom auf die Mittelzone hin auslaufen kann, ohne daß er radiale Temperaturabstufungen verursacht, die von Belang sind. Der so angesammelte Wärmefluß konzentriert sich also in der Mittelzone und kann sodann in einen Metallschaft 3 abgeführt werden, der sich in vollkommenem Wärmekontalct mit der Platte befindet. Dieser Schaft kann verschweißt, verlötet, verschraubt oder in einem Stück mit der Auffangplatte sein. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, daß er aus dem gleichen Metall wie die Platte besteht. Der Wärmefluß, der in diesen Schaft abfließt, wird im Verhältnis zum Wärmefluß, der in die Auffangplatte eindringt, vervielfacht,

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und zwar um einen Faktor, der gleich dem Verhältnis der Plattenoberfläche zum Querschnitt des Schaftes ist.

Der offenliegende Teil der Platte und der Schaft sind mit Glaswolle h angemessen wäi-raeisoliert, die in einem Behälter 5 enthalten ist, der sich der Geometrie der Platte anpaßt, nämlich zylindrisch für eine Platte von kreisrunder Form, so daß jeglicher Wärmeaustausch mit der Umgebung vermieden wird. Der Schaft ist genügend lang, so daß man mit einer guten relativen Genauigkeit einen Temperaturunterschied zwischen zwei Abschnitten des Schaftes messen kann.

Der Wärmefluß verbreitet sich nach:

Daraus ergibt sich:

1	.)	Q	τ	C	=	S	•	S
2	.)	Δ	Δ χ	C
	Q ·

C = Wärmeleitfähigkeit des Metalls,

5 = Querschnitt, den Fluß betreffend,

Δ X = Abstand, mit dem der Temperaturunterschied gemessen wird.

Im Fa.lle eines sehr schwachen Wärmeflusses hat man einai ^ T-Wert, der brauchbar ist, wenn man einen Schaft verwendet, der ausreichend lang und von sehr kleinem Querschnitt ist, sowie aus einem Material besteht, das einen schlechten Wärmeleiter darstellt.

Auslohend von dieser Temperaturmessung mittels Thermoelementen

6 und 7, von der Kenntnis des Abstandes zwischen den Messpunkten, von dem Querschnitt und der Wärmeleitfähigkeit des Schaftes kann man den Wärmefluß berechnen, der in den Schaft abfließt, und unter Berücksichtigung der Genauigkeit der übermittelten Wärmemenge kann man den Wärmefluß in Abzug bringen, der in die Auffangplatte eindringt.

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Um das Abfließen des Wärmeflusses sicherzustellen, muß das Ende 8 des Schaftes eine Temperatur haben, die niedriger ist, als die der Platte, Diese kalte Temperatur muß derart sein, daß die Auffangplatte keinerlei Störung in den Temperaturen der Wand hervorruft, an der sie befestigt ist. Die Kontrolle darüber kann in der Weise durchgeführt werden, daß man ein oder mehrere Thermoelemente 10 und 11 in den Wänden anbringt.

Die Regulierung der Kaltteraperatur des Schaftes bei 8 kann auf mehrfache Weise gesichert werden; einmal durch die Änderung der Temperatur eines Kühlmittels 9, das durch das Ende des Schaftes fließt oder auch durch die Veränderung der Länge des Schaftes zwischen der Auffangplatte und seinem Kalttemperatur-Punkt mit fester Temperatur oder schließlich durch eine Kombination dieser beiden Methoden.

Die einfache Konstruktion der Einrichtung , ihre Wirtschaftlichkeit sowie ihre variable Verwendung gestatten einen sehr weit gesteckten Nutzungsspielraum. Sie ist besonders für die Messung schwacher Wandflüsse bei mäßigen Temperaturen geeignet, wo die pyrometrischen Methoden nicht zweckmäßig sind.

Man kann die Einrichtung für die Industrie vorsehen, und zwar für die Messung und Aufzeichnung von Wärmeverlusten von Brennöfen und Dampfkesseln; zur Feststellung anormaler Verhältnisse in Isolierungen aller Art mit der Möglichkeit von Kontroll- und Alarmsysteinen, insbesondere in der Nukleartechnik; im Bauwesen für die Messungen der Wärmeverluste der verschiedenen verwendeten Stoffe, den Einfluß verschiedenartiger Sonnenbestrahlung, Wärmeverluste in Kanalisationen; in der Metreologie für das Messen der Bodentemperatur usw.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

Einrichtung zur Messung schwacher Wärmeflüsse von Wänden, dadurch ge kennzeichnet,daß eine metallene Kontaktplatte (l) vorgesehen und mit einem Schaft (3) verbunden ist, der Temperatur-Meßelemente (6, 7) trägt, die entlang des Schaftes in Abständen angebracht sind, wobei der Schaft auf einer kalten Bezugstemperatur gehalten wird, die regulierbar und kleiner als die Wandungstemperatur ist, und wobei den offenliegenden Teil der Platte und den Schaft betreffende Warmeisolierungsmittel vorgesehen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die regulierbare Kalttemperatur des Schaftes mittels eines Kühlmittels (θ) erreicht wird, das durch das der Kontaktplatte (l) entgegengesetzte Ende (β) des Schaftes (^) fließt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kalt-Bezugsteinperatur des Schaftes (3) durch die Veränderung der Schaftlänge erzielt wird.
h. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet',' daß die Bezugstemperatur mittels eines Kühlmittels (9) erreicht wird, das durch das in seiner Länge veränderbare Ende (8) des Schaftes fließt, welches der Kontaktplatte (l) entgegengesetzt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisoliermittel (h) gegenüber der Umgebung aus Glaswolle bestehen, die den Schaftkörper (3) umfängt, und sich selbst innerhalb eines die Kontaktplatte (l) teilweise einhüllenden Behälters (5) befindet.

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6. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet , daß die Elemente zur Messung der Tempe ratur aus Thermoelementen (6, 7, 10, ll) bestehen.

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