DE2416146A1

DE2416146A1 - Klimaintegrator

Info

Publication number: DE2416146A1
Application number: DE19742416146
Authority: DE
Inventors: Henry Dipl Phys Gaebelein; Kurt Dipl Phys Rublack
Original assignee: ZENTRALINSTITUT fur ARBEITSME
Current assignee: ZENTRALINSTITUT fur ARBEITSME
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-04-03
Publication date: 1974-12-12
Also published as: BG38604A3; FR2231018B3; GB1462480A; FR2231018A1; DD105516A1; CS184887B1

Description

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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Meßkopf

2 Anzeige- und Stromversorgungsteil

3 Kabel

4a bis 4e Anzeigeinstrumente für !Temperaturstrahlung

5	U	netzgerät	¹¹ Luftgeschwindigkeit
6	η	Analogrechner	" Lufttemperatur
7	η	ⁿ Wasserdampfpartialdruck
8	-
9

10a Betätigungselement für metabolische Wärmeproduktion 11a " " Bezugsoberflächentemperatur 12a " ^M Bezugsdampfdruck 13a " " Isolationswert der Kleidung 10b bis 13b Anzeigeinstrumente

14a bis 14e Bolometer

15 Hauben

16 oberes Teil von 1

17	mittleres Teil von 1
18	1! ti ti -J
19	unteres Teil"von 1
20 -	Strahlungseintrittsspalte
21	Spannringe
22	Gewinde für Stativ
23	Hitzdraht
24	ti
25	ti
26	ti
27	S pann ungs q uelle
28	H
29	Widerstand

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Jfc

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30	Y/ider stand	64	Mischglied
31	It	65	Verstärker
32	π	66	Instrument (q^ + q^ + <l5^_r)
33	η	67	Mischglied
34	tt	68	Punktionsgli ed
35	Stützen	69	Mischglied
36	Anemometerrahmen	70	Integrierstufe
37	Ausgangsklemme	71	Instrument
38	Lithiumchloridfühler	72	Schaltungsgruppe
39	Meßthermistor
40	Kompensationsthermistor
41	Polyamidfäden	^VL	Luftgeschwindigkeit
42	Rahmen		Lufttemperatur
43	Widerstand	^pL	Y<ass er dampf par tialdruck
44	Brückenwiders tand
45	I!	q	metabolische
46	ti		Yiiärmeproduktion
47	Yyader stand	t₀	Bez ugs ob erflächentemperatur
48	Verstärker	^qStr	1 bis 5 Strahlungsströme
49	Spannungsquelle	^qStr	Gesamtstrahlungsstrom
50	Mischglied	^qK	konvektiver Wärmestrom
51	Il		Wärmestrom durch
52	ti		Schw eißVerdunstung
53	tt	^qtr	1. Klimasummenmaß
54	η		^{= q}M ^{+ q}K ^{+ q}Str
55	IPunktionsglied It	q	2. Klimasummenmaß
OO 57	Mischglied		^{= q}V - ^qtr
58	Meßkopf	P₀	Bezugsdampfdruck
59	Mischglied		Isolationswert der Kleidung
60	ti	Kl	B ekleidungsfaktor)
61 62	Punktionsgli ed It	*B	Bolometertemperatur
63	ti

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* J»

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Bericht über die Veröffentlichungen zum Stand der Technik

Prank, W.:

Zum gegenwärtigen Stand der raumklimatischen Forschung.
Gesolng. £0 (1969) 2, 40-46

Gagge, A. P., H. Graichen, J.A.J. Stolwijk, G.M. Rapp and J.D. Hardy:

The E-Meter, a globe shaped instrument for measurement of radiant field, operative temperature and airmovement. ASHRAE Journal 10 (1968) 6, 77-81

Lutz, H.:

Thermische Behaglichkeit in Wohn- und Arbeitsräumen (Definition und richtungsbezogene Messung).
Ges.Ing. 21 (1970) 12, 338-350

Richards, R.H., A.M. Stoll and J.D. Hardy:

The panradiometer: An absolute measuring instrument of environmental radiation. Rev.sei.Instrum. 22 (1951) 12, 925-934

Rublack, K. und H. Gaebelein:

Klimameßverfahren. Interner Bericht des Zentralinstituts für Arbeitsmedizin der DDR, Berlin 1972

Schlüter, G.

Bin elektronischer Raumklimaanalysator. Ges.Ing. ^l (1972) 10, 289-293

Stoll, A.M.:

A wide-range thermistor radiometer for the measurement of skin temperature and environmental radiant temperatures. Kev.sei.Instrum. 2£ (1954), 187-198

Sutton, D.H. and P.E. McUaIl, jr.!

A two-sphere radiometer.

Heating, Piping & Air Conditioning

(ASHVE Journal Section) 26 (1954) 3, 157-162

BRD-PS 1002 Kl. 42i Gr. 20/03

Bei der Vorprüfung auf Schutzfähigkeit wurden die BRD- und DDR-Patentschriften sowie die BRD-AS und -OS der Kl. 42i, Gr. 20/03 in Betracht gezogen.
Patenthinderndes Material konnte nicht ermittelt werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche Z4 I D I 4q

.) Klimaintegrator mit in einem Meßkopf angeordneten Sensoren zum Erfassen der Lufttemperatur, des Wasserdampfpartialdruckes der Luft, der Luftgeschwindigkeit und der Temperatürstrahlung und einem mit dem jaeßkopf über ein Kabel verbundenen Anzeige-, Stromversorgungs- und Analogrechnerteil, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Meßkopf (1) weitgehend lineare bzw. linearisierte Sensoren verwendet und in einer gegen Durchgriffe kompensierten Art angeordnet sind und im Anzeige- und Stromversorgungsteil (2) für jede der vier Klimakomponenten gesonderte Anzeigegeräte (4a bis 4e» 5; 6 V 7) vorgesehen und weiterhin ein in seinem schaltungsgemäßen Aufbau auf die Errechnung spezieller, sich durch Rechenoperationen aus den Klimakomponenten ergebenden klimatischen Größen abgestellter Analogrechner (9) vorgesehen ist, dessen von den Ausgangsgrößen der Sensoren nach gewünschten Punktionen abhängige Ausgangswerte als Klimasummenmaße ausnutzbar sind.
2. Klimaintegrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (1) als Sensor zur Erfassung der Temperaturstrahlung in seinem oberen Teil (16) fünf auf der Oberseite und den vier Seitenflächen eines Würfels angeordnete Strahlungsdetektoren aufweist.
3. Klimaintegrator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fünf Strahlungsdetektoren als großflächige Bolometer (14a bis 14e) ausgebildet sind, wobei auch durch symmetrischen Aufbau eine Kompensation des Temperatureinflusses tewirkt ist.
4. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolometer (14a bis 14e) in Brückenschaltungen derart angeordnet sind, daß im Zusammenwirken mit ihrer nach fünf Seiten gerichteten räumlichen Anordnung eine Messung der separaten Strahlungsströme aus den entsprechenden Halbräumen, elek-

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tronische Bildung eines dem Strahlungsstrom zur menschlichen Oberfläche proportionalen Mittelwertes und eine Ermittlung der Oberflächentemperatur von einzelnen Raumumschließungsflächen ermöglicht ist.
5. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch, die Verwendung von Sensoren mit optimalen, den jeweiligen Meßaufgaben angepaßten Zeitkonstanten.
6. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren für Lufttemperatur t-^, Wasserdampf par tialdruck Pt und Luftgeschwindigkeit v-r in zwei mittleren Teilen (17» 18) des Meßkopfes (1) angeordnet sind.
7. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Lufttemperatur tr ein künstlich gealterter, stabförmiger Meßthermistor (39) vorgesehen ist, der zusammen mit einem zweiten, der Linearisierung dienenden Kompensationsthermistor (40) in einer dünnen, reflektierenden Umhüllung angeordnet ist.
8. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Wasser dampf par tialdruckes p-j- ein Lithiumchloridfühler (38) dient.
9. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Luftgeschwindigkeit v-^ ein Hitzdrahtanemometer (23; 26) dient.
10. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Meßkopfes (1) die Brückenschaltungen für die Sensoren und die Verstärker für die Bolometer (14a bis 14e) angeordnet sind.

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11. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analogrechner (9) als Eingangsgrößen die Meßwerte der Strahlungsströme (q_str -j bis q_str ^) zum Bolometer·, der Bolometer temp er a tür t-n zur Korrektur der Strahlungsströme, der Luftgeschwindigkeit v-r, der Lufttemperatur t-r und des Wasserdampfpartialdruckes p-^.der Luft zuführbar sind.
12. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzeigegerät (2) von Hand betätigbare Potentiometer (10aj 11a; 12a; 13a) zur Einstellung von weiteren, festen Elngangsspannungen für den Analogrechner (9) vorgesehen sind.
13. Klimaintegrator nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Potentiometer, der sie enthaltenden Stromkreise und der an diesen Stromkreisen anliegenden elektrischen Spannungen, daß an den Potentiometern Spannungen einstellbar sind, die im Vergleich zu den von dem Meßkopf (1) gelieferten Eingangsspannungen für den Analogrechner (9) der metabolischen Wärmeproduktion q^, der Bezugsoberflächentemperatur t , dem Bezugsdampfdruck p_Q und dem Isolationswert der Kleidung Rg-, entsprechen.
14. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Analogrechner (9) eine Schaltungsanordnung (50 bis 59; 63) zur Bestimmung eines gewichteten Hittelwertes des Gesamtstrahlungsstromes qo^-j, aus den fünf Strahlungsströmen q_s+_r -i bis ^qStr 5 ^enthält·
15. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Analogrechner (9) Mittel (64 bis 65) zur Bildung der Summe q.^ = q^ + qg^_r + q^ als Klimasummenmaß aus dem Mittelwert des Gesamtstrahlungsstromes qo+_r» der metabolischen Wärmeproduktion q™ und dem kovektiven Wärmestrom q^ enthält, wobei zur Bestimmung des vVärmestromes q^ durch Vergleich der Lufttemperatur t-r

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mit der Bezugsoberflächenteinperatur t , modifiziert durch, den zugeschnittenen Meßwert der Luftgeschwindigkeit v,- und dem eingestellten Isolationswert der Kleidung R_K1, eine entsprechende Rechensehaltung (60; 61; 62) vorgesehen ist.
16. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogrechner (9) zwecks Ermittlung des maximal möglichen V/ärmestromes durch Verdunstung q-y- eine Rechenschaltung (67; 68) zum Vergleich des Heßwertes des Wasserdampfpartialdruckes p^ mit dem eingestellten Bezugsdampfdruck ρ unter Berücksichtigung der Luftgeschwindigkeit v-^ und des Isolationswertes der Kleidung R_K1 aufweist.
17· Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet durch mögliche Verwendung von Mitteln zur Registrierung oder Speicherung der vier Klimakomponenten sowie des Klimasummenmaßes q. und der Differenz Δι aus maximal möglichem Wärmestrom durch Verdunstung und Klimasummenmaß q+_r·
18. Klimaintegrator nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogrechner (9) eine Stufe (70) zum Integrieren der Differenz Aq enthält.