DE3037631A1

DE3037631A1 - Verfahren zum bestimmen des waermeflusses in waermetauschern

Info

Publication number: DE3037631A1
Application number: DE19803037631
Authority: DE
Inventors: Georg Ing.(grad.) 6230 Frankfurt Haby; Günter Dipl.-Phys. Dr. 6233 Kelkheim Kuchler
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Haby Georg Ing(grad) 6230 Frankfurt De Kuchl
Priority date: 1980-10-04
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1982-05-19

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 80/F 226 D.Ph.HS/er

Verfahren zum Bestimmen des Wärmeflusses in Wärmetauschern

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen des Wärmeflusses in Wärmetauschern, der durch Zuführen oder Entziehen von Wärme mittels Wärmeträgermedien entsteht.

Beim Betreiben von Wärmetauschern, beheizten Behältern und Kesseln interessiert der Wärmefluß, d.h. die pro Zeiteinheit fließende Wärmemenge, um den Einsatz von Energie den Erfordernissen entsprechend optimal anpassen zu können. Bei Wärmetauschern, wie z.B. bei Heizkörpern, kann durch Integration über die Zeit der Energieverbrauch ermittelt werden, der für die Heizkostenberechnung notwendig ist.

'5 Es ist bekannt, den Wärmefluß in Wärmetauschern durch Messen des Durchflusses und der Temperatur des Wärmeträgers am Ein- und Ausgang des Wärmetauschers zu bestimmen. Problematisch ist die Durchflußmessung, die

umso ungenauer wird, je kleiner der Durchfluß ist. 20

Zum Bestimmen von ausgetauschten Wärmemengen über Heizkörper, ist das Verdunsten von Flüssigkeiten bekannt. Unterschiedliche Strömungsverhältnisse der Luft um die Heizkörper herum und schwankende Raumtemperaturen führen bereits zu erheblichen Messfehlern. In hohem Maße wirkt sich auch der Warmwasserdurchfluß aus, da bei geringem Durchfluß nur ein Teil des Heizkörpers erwärmt wird und die Stelle, an der das Verdunstungsmeßgerät angebracht ist, praktisch Raumtemperatur annimmt. Ist das Verdunstungsmeßgerät so angebracht, daß die Wärmemenge bei geringem Wärmefluß gemessen werden kann, ist die Messung bei hohem Wärmefluß ungenau.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auch bei geringem Durchfluß des Wärmeträgers der Wärmefluß in Wärmetauschern und damit die verbrauchte Wärmemenge bestimmt werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man vor Einleiten des Wärmeträgers in den Wärmetauscher seine Temperatur T mißt

und einen konstanten Teilstrom Έ_ν abzweigt, aus dem Teilstrom F_K und einem Teilstrom F des den Wärmetauscher verlassenden Wärmeträgers einen Mischstrom F herstellt, der dem konstanten Teilstrom F„ mengenmäßig entspricht und den Teilstrom F vollständig enthält, die Temperatur T des Mischstromes F_M mißt und den Wärmefluß N entsprechend der Formel N=C-F (T -T) ermittelt.

Zum Bestimmen der Wärmemenge Q wird der Wärmefluß N über die Zeit integriert.
_t

Q = (Ndt
ο

Es kann zweckmäßig sein, den Teil des Teilstromes F_vt

is.

der nicht in den Mischstrom f_m eingeht, mit einer Temperatur, die der des den Wärmetauscher verlassenden Wärmeträgers entspricht, in diesen einzuleiten.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß für die Wärmeflußmessung N lediglieh eine Temperaturmessung durchgeführt werden muß. Die Temperaturen können mittels Widerstands^armometern oder Thermoelementen leicht gemessen werden. Es können zur Erhöhung der spannung mehrere Thermoelemente hintereinander geschaltet werden. Ein Gerät, das die MuItiplikation des Durchflusses des Wärmeträgers mit der Temperaturdifferenz vornimmt, wird nicht benötigt. Auch bei geringem Durchfluß des Wärmeträgers arbeitet das Verfahren noch gut, da sich auftretende Fehler, die sich

ORIGINAL INSPECTED

durch verändernde Strömungsverhältnisse bei geringen Durchflüssen einstellen, durch das vorgeschlagene Verfahren kompensieren. Die Bauteile für ein Gerät zum Durchführen des Verfahrens sind leicht zu fertigen.

Das Verfahren wird anhand der Figur näher erläutert.

Vom Wärmeträgerstrom F wird vor Eintritt in den Wärmetauscher C) ein Teilstrom F abgezweigt, der mittels

IV

eines üblichen Durchflußreglers (3) konstant gehalten wird. Nach Verlassen des Wärmetauschers (2) wird vom Wärmeträgerstrom F ein Teilstrom F abgezweigt, der z.B. 1 % des Wärmeträgerstromes betragen kann. F„ muß mengenmäßig mindestens so groß sein wie der Maximalwert von F. Aus dem Teilstrom F und dem Teilstrom F_v wird ein dem

Iv

Teilstrom F mengenmäßig gleichgroßer Mischstrom F hergestellt, der den Teilstrom F vollständig enthalten soll. Die für die Herstellung des Mischstromes F_M nicht gebrauchte Menge des Teilstromes F , d.h. (F-F) wird verworfen oder in den abgehenden Wärmestrom geleitet. Die Temperatur T von -F^, die der Temperatur des Wärmeträgerströmes ' entspricht, wird gemessen^ ebenso die Temperatur T des Mischstromes. Der Wärmefluß N errechnet sich dann aus der Formel N = C₁ /F_x, (T.,-T-) , wobei C, die spezifische Wärme des

W Λ. rl K W

Wärmeträgers ist. (1) soll ein Ventil andeuten.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren läßt sich also nach vorliegendem Verfahren der Wärmefluß aus der Temperaturdifferenz (^T _M-^T _K) ermitteln. Die Messung des Durchflusses des Wärmeträgerstromes mit allen damit verbundenen Ungenauigkeiten entfällt.

)vor Eintritt in den Wärmetauscher

Claims

PATENTANSPRÜCHE HOE 80/F 226

Verfahren zum Bestimmen des Wärmeflusses N in Wärmetauschern, der durch Zuführen oder Entziehen von Wärme mittels Wärmeträger mit spezifischer Wärme C entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Einleiten des Wärmeträgers in den Wärmetauscher seine Temperatur T_v mißt und einen konstanten Teil-

IN.

strom F abzweigt, aus dem Teilstrom F_v und einem Teilstrom F des den Wärmetauscher verlassendaiWärmeträgers einen Mischstrom F_M herstellt, der dem konstanten Teilstrom F_T, mengenmäßig entspricht und den

Teilstrom F vollständig enthält, die Temperatur T des Mischstromes F.. mißt und den Wärmefluß N ent-

sprechend der Formel N = C 'F^(T -T„) ermittelt.
2. Verfahren zum Bestimmen der Wärmemenge Q nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wärmefluß N über die Zeit integriert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Teilstromes F_v, der nicht in den Mischstrom F eingeht, mit einer Temperatur, die der des den Wärmetauscher verlassenden Wärmeträgers entspricht, in diesen einleitet.