DE3110393C2 - Wärmemengenmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmemengenmesser, insbesondere für Heizanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Wärmemengenmesser ist in der DE-OS 29 31 928 beschrieben. Bei ihm wird aus den beiden Gleichspannungs-Ausgangssignalen zweier Temperaturfühler für die Vorlauf- bzw. Rückiauftemperatur die Enthalpieabgabe am Verbraucher in einem Subtrahierkreis berechnet. Zwischen dem letzteren und einer Zählschaltung ist eine Anlaufsperre vorgesehen, welche das Ausgangssignal des Subtrahierkreises nur durchlaufen läßt, wenn es eine vorgegebene Schwelle überschreitet.

In der CH-PS 4 65 005 ist ein Frequenztor beschrieben, welches bei der elektronischen Messung der Energie, die in Impulsfolgen steckt, eingesetzt wird und verhindert, daß niederfrequente Impulse bei der Energiemessung berücksichtigt werden.

In der auf einer älteren Anmeldung beruhenden DE-OS 30 10 738 ist ein weiterer Wärmemengenmesser beschrieben, der mit nur einem einzigen Temperaturfühler zusammenarbeitet. Bei diesem Wärmemengenmesser besteht ebenso wie bei den bekannten nach dem Verdunstungsprinzip arbeitenden Wärmemengenmessern das Problem, daß ein Weiterzählen (Aufintegrieren der Heizkörpertemperatur) auch dann erfolgt, wenn die Heizanlage abgeschaltet ist und dem Temperaturfühler auf andere Weise Wärme zugeführt wird, z. B. im Sommer durch die Luft des Raumes, in dem der betrachtete Heizkörper angeordnet ist. Man spricht in diesem Zusammenhang vom Problem der »Kaltverdunstung«, da nach dem Verdampfungsprinzip arbeitende Wärmemengenmesser derzeit am stärksten verbreitet sind.
Dem eben angesprochenen Problem kann man zwar

im Prinzip dadurch begegnen, daß man im Raum an einer vom Heizkörper entfernten Stelle einen zweiten Temperaturfühler anbringt und dessen Ausgangssignal vom Ausgangssignai des am Heizkörper angebrachten Temperaturfühlers abzieht, oder auch dadurch, daß man sowohl die Vorlauftemperatur als auch die Rücklauftemperatur mißt, wie bei dem Wärmemengenmesser nach der DE-OS 29 31 928. Man benötigt aber bei derartigen Wärmemengenmessern zum einen die doppelte Anzahl von Temperaturfühlern, zum anderen müssen zusätzliche Leistungen verlegt werden, was insbesondere bei der Nachrüstung von Wärmemengenmessern in alten Gebäuden erhebliche Kosten mit sich bringt Außerdem stellen zusätzliche Temperaturfühler immer auch eine zusätzliche Möglichkeit zur Manipulation des Meßergebnisses dar, und selbst wenn solche nicht vorgenommen werden, so sind doch die zusätzlichen Temperaturfühler ihrerseits wieder Störeinflüssen ausgesetzt, denen nur durch eine verhältnismäßig komplizierte und auch apparativ aufwendige Auswerteschaltung Rechnung getragen werden kann.

Im Hinblick auf ein einfaches Aufintegrieren des Wärmeverbrauches eignen sich besonders auf Temperaturgang ihrer Frequenz geschnittene Schwingquarze, deren Ausgangssignal nach geeigneter Herunterteilung direkt auf eine Zählschaltung gegeben werden kann. Bei derartigen Temperaturfühlern nimmt aber die Schwingungsfrequenz unterhalb einer bestimmten Temperatur wieder zu, so daß bei sehr starker Abkühlung im Raum ebenfalls ein Weiterzählen des Wärmemengenmessers erhalten wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Wärmemengenmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß er vollständig am Heizkörper oder einem anderen wärmeabgebenden Körper angebracht werden kann und bei Verwendung nur eines einzigen Schwingquarz-Temperaturfühlers gewährleistet ist, daß nur der Wärmefluß vom wärmeabgebenden Körper in den diesen umgebenden Raum bei der Wärmemengenmessung berücksichtigt wird und nach Abschalten des wärmeabgebenden Körpers auch bei Abkühlung des Raumes auf sehr kleine Temperaturen keine Weiterzählung des Wärmeverbrauches erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmemengenmesser macht man davon Gebrauch, daß auch unter extremen klimatischen Bedingungen im Sommer an einem große thermische Trägheit aufweisenden Heizkörper nicht diejenigen Temperaturen erreicht werden, welche im Winter als Vorlauftemperatur verwendet werden. Letztere beträgt z. B. bei Warmwasserheizungen mindestens 303⁰K (30⁰C), während die über den Tag gemitteiten Temperaturen in Breitengraden, bei denen Zentralheizungsanlagen verbreitet sind, auch im Sommer nicht über 296° K (23° C) ansteigen.

Nun kann man ein Abschalten des Wärmemengenmessers unterhalb einer der niedersten Vorlauftemperatur zugeordneten Schaltschwelle erfindungsgemäß einfach dadurch herbeiführen, da3 man den zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgend vom Temperaturfühler abgegebener Impulse überwacht und — bei Zunähme der Frequenz der Fühlerausgangssignale mit der Temperatur — alle Impulse ausscheidet, deren zeitlicher Abstand größer als eine der Schaltschwelle zugeordnete Zeitspanne ist, bzw. — bei Abnahme der Frequenz des Fühlerausgangssignales mit der Temperatur — alle Impulse ausschaltet, deren zeitlicher Abstand kleiner als eine der Schaltschwelle zugeordnete Zeitspanne ist.

Beim erfindungsgemäßen Wärmemengenmesser wird ein kritischer Arbeitspunkt des Temperaturfühlers, welcher in der Umgebung der minimalen Schwingungsfrequenz liegt, beim normalen Arbeiten nicht erreicht wird. Damit führen geringe Schwankungen in der Phasenlage der einzelnen Impulse zu keiner Verfälschung des Meßergebnisses.

Dabei ist das auf die Zählschaltung gegebene Signal ein direktes Maß für die vom wärmeabgebenden Körper momentan erbrachte Wärmeleistung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Gemäß Anspruch 2 läßt sich der Impulsabstandsdiskriminator aus ganz wenigen preisgünstig im Handel erhältlichen digitalen Bauelementen zusammenstellen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß sich einerseits ein auf den !mpulsabstandsdiskriminator gelangender Impuls mit Sicherheit nicht selbst den Weg freischalten kann, andererseits aber sichergestellt ist, daß auf der Arbeitsseite der Schaltschwelle ein ausreichender Überlapp zwischen dem zeitlich verzögerten Impuls und dem nachfolgenden Impuls erhalten wird, so daß ein sicheres Erfassen aller Impulse auf der Arbeitsseite der Schaltschwelle gewährleistet ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf eine Realisierung des Impulsabstandsdiskri,initiators mit preisgünstigen Bauelementen von Vorteil, da die verschiedenen Bauelemente des Impulsabstandsdiskriminators nur langsam zu arbeiten brauchen, von ihnen keine hohe zeitliche Auflösung gefordert wird.

Gemäß Anspruch 5 nimmt man die Korrektur der auf die Zählschaltung effektiv gegebenen Impulsanzahl auf besonders einfache Weise unter Verwendung eines zusätzlichen Taktgebers vor, und die durch den Impulsabstandsdiskriminator gesteuerte Sperrschaltung sorgt dafür, daß diese zur Korrektur verwendeten zusätzlichen Impulse nur dann die Zähleinrichtung beeinflussen, wenn die Temperatur am Temperaturfühler auf der Arbeitsseite der Schaltschwelle liegt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 kann man auf einfache Weise Toleranzen in der gegenseitigen Frequenzanpassung des Temperaturfühlers und des Frequenzgenerators ausgleichen.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß Anspruch 7 und 8 haben jeweils eine sehr einfache bauliche Implementierung der Sperrschaltung durch ein einziges digitales Bauelement zum Gegenstand.

Gemäß Anspruch 9 wird auch für die Realisierung des Misch/Filterkreises nur ein einziges digitales Bauelement benötigt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist dann vorteilhaft, wenn man als Temperaturfühler und frequenzbestimmendes Element des Frequcnzgenerators Schwingquarze verwendet. Diese schwingen üblicherweise mit verhältnismäßig hoher Frequenz, und die gemäß Anspruch 10 vorgesehene Frequenzteilung ist wiederum im Hinblick auf geringe vom Impulsabstandsdiskriminator zu verlangende zeitliche Auflösung von Vorteil. Außerdem wird auf diese Weise die Gesamtanzahl der durchzuführenden Schalt- und Rechenvorgänge sehr klein gehalten, und dies ist gerade für batteriebetriebene Wärmemengenmesser an Heizkörpern von großem Vorteil.

Soll aus bestimmten Gründen der jeweiligen Verwendung ein Schwingquarz nicht als eigentliches Temperaturfühlelement verwendet werden, so kann man auch andere Temperaturfühler verwenden, die schon von

Hause aus die Temperatur in ein verhältnismäßig niederfrequentes Signal umsetzen. In diesem Falle ist dann die Weiterverarbeitung der Signale gemäß Anspruch 11 von Vorteil.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Wärmemeßvorrichtung, welche bei abgeschalteter Heizanlage nicht zählt;

F i g. 2 ein Schaubild, in welchem die Temperaturabhängigkeit verschiedener interner frequenzmodulierter Signale der Wärmemeßvorrichtung nach F i g. 1 aufgetragen ist;

Fig.3 eine schematische Darstellung eines Heizkörpergliedes mit einer angebauten Wärmemeßvorrichtung;

Fig.4 ein detaillierteres Schaltbild eines Verzögerungskreises und einer monostabilen Kippstufe der Wärmemeßvorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Wärmemeßvorrichtung; und

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer weiter abgewandelten Wärmemeßvorrichtung.

Bei dem im Blockschaltbild nach Fig. 1 wiedergegebenen Wärmemengenmesser wird als temperaturempfindliches Bauelement ein Schwingquarz 10 verwendet, welcher zusammen mit seiner Betriebsschaltung als ein Block dargestellt ist. Der Schwingquarz 10 ist so geschnitten, daß sich seine mechanische Eigenfrequenz und damit auch die Frequenz seines Ausgangssignales in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Das Ausgangssignal des auf etwa 4 MHz ausgelegten Schwingquarzes wird durch einen Frequenzteiler 12 auf eine somit ebenfalls temperaturabhängige Frequenz /Ί von etwa 8 Hz heruntergeteilt, und das Ausgangssignal des Frequenzteilers 12 stößt eine monostabile Kippstufe 14 an. Damit bilden die Schaltkreise 10—14 insgesamt einen Temperaturfühler, welcher ein Ausgangssignal mit niederer, von der Temperatur am Schwingquarz 10 abhängender Frequenz bereitstellt. Genauer gesagt nimmt die Frequenz /Ί mit wachsender Temperatur ab.

Ein weiterer Schwingquarz 16 ist so geschnitten, daß sich seine bei 32 kHz gewählte Eigenfrequenz mit der Temperatur nicht ändert. Sein Ausgangssignal wird über einen Frequenzteiler 18 auf eine Frequenz /2 von etwa 64 Hz herabgeteilt und stößt eine monostabile Kippstufe 20 an. Die Blöcke 16—20 stellen somit einen Frequenzgenerator dar, welcher ein Signal mit verhältnismäßig niederer temperaturunabhängiger Frequenz bereitstellt, dessen Impulse jedoch unter allen in einer Heizanlage angetroffenen Betriebsbedingungen immer noch erheblich rascher aufeinanderfolgen als die von der Kippstufe 14 abgegebenen Impulse, da sich die Frequenz i\ im ganzen Vorlauftemperaturbereich nur um etwa 4 Promille ändert.

Ein UND-Glied 22 ist eingangsseitig mit den Ausgängen der beiden Kippstufen 14 und 20 verbunden und stellt an seinem Ausgang Impulse bereit, welche durch Austasten der Impulse mit der temperaturunabhängigen Frequenz /j unter Verwendung der Impulse mit temperaturabhängiger Frequenz (\ erhalten wurden. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 22 stellt somit eine Schwebung mit einer Frequenz Ai'dar, welche zur Differenz f\—h proportional ist, wobei man den Proportionalitätsfaktor über die Länge der von den monostabilen Kippstufen 14 und 20 abgegebenen Impulse vorgeben kann, die für die Größe der zeitlichen Überlappung der temperaturunabhängigen und der temperaturabhängigen Impulse mit verantwortlich sind. Die Schwebungsfrequenz liegt unter den oben geschilderten Bedingungen und bei einem Temperaturbeiwert des temperaturabhängig arbeitenden Schwingquarzes von 35 · lO-V im Bereich von 1 mHz—10OmHz, ist also sehr niederfrequent.

Die am Ausgang des UND-Gliedes 22 erhaltenen Impulse gelangen auf eine Eingangsklemme eines weiteren UND-Gliedes 24 und auf die Eingangsklemme eines Verzögerungskreises 26. Diesem ist eine monostabile Kippstufe 28 nachgeschaltet, deren Ausgang mit dem Eingang des UND-Gliedes 24 verbunden ist. Die Laufzeit des Verzögerungskreises 26 und die Periode der monostabilen Kippstufe 28 sind so gewählt, daß die Zeitspanne zwischen der Ankunft der ansteigenden Flanke eines Impulses am Verzögerungskreis 26 und der abfallenden Flanke des von der Kippstufe 28 abgegebenen Impulses insgesamt derjenigen Zeitspanne entspricht, welche bei einer unterhalb der minimalen Vorlauftemperatur aber über der höchsten bei nicht arbeitender Heizungsanlage am Temperaturfühler durch anderweitige Wärmezufuhr erhaltenen Temperatur liegenden Schalttemperatur zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen am Ausgang des UND-Gliedes 22 erhalten wird.

Am Ausgang des UND-Gliedes 24 erhält man somit nur dann Impulse, wenn deren Abstand kleiner als die soeben geschilderte Zeitspanne ist, was besagt, daß die Temperatur am Heizkörper so hoch ist, wie sie nur bei einem Arbeiten der Heizanlage als Vorlauftemperatur erreicht wird.

Man erkennt, daß die Schaltkreise 24—28 zusammen somit einen Impulsabstandsdiskriminator bilden.

Die Frequenzteiler 12 und 18 sind so auf die Eigenfrequenzen der Schwingquarze 10 und 16 abgestimmt, daß die Frequenz des Ausgangssignales des UND-Gliedes 22 unter Berücksichtigung des Temperaturganges des Schwingquarzes 10 erst bei einer Temperatur Null wird (und dann bei weiterer Temperaturerniedrigung wieder anwächst), welche deutlich unterhalb der in einem Raum auch bei Ausschalten der Heizungsanlage erreichten Temperatur liegt, z. B. bei 253⁰K (-20⁰C). Aus Gründen eines einfachen Aufbaus der Schaltung unter Verwendung handelsüblicher integrierter Schaltkreise, wie sie insbesondere für die Herstellung von Quarzuhren verwendet werden, werden die Frequenzen /Ί und /2 so eingestellt, daß sie in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, d. h. es gilt:

ΠΊ\

= /772 ·

wobei /Πι und /Π2 ganze Zahlen sind.

Die Frequenz des Ausgangssignales des UND-Gliedes 22 ändert sich somit gemäß der in F i g. 2 gestrichelt eingezeichneten Kurve 30. Bei der Temperatur T₀, welche erheblich unter der üblichen Raumtemperatur, z. B. bei 253°K liegt, ist die Schwebungsfrequenz Null und nimmt bei noch weiterer Temperaturabnahme wieder zu, wobei nun die Frequenz f\ größer ist als Z₂.

Die Frequenz des Ausgangssignales des UND-Gliedes 24 ändert sich bei hohen Temperaturen bis herab zur Schalttemperatur T_s genauso wie die des Ausgangssignales des UND-Gliedes 22, da die Impulse so rasch aufeinander folgen, daß die Kippstufe 28 noch nicht abgefallen ist, wenn der nächste Impuls vom UND-Glied 22 abgegeben wird. Unterhalb der Schalttemperatur T_s kann ein vom UND-Glied 22 abgegebener Impuls das UND-Glied 24 nicht mehr durchqueren, da die vom vor-

hergehenden Impuls angestoßene Kippstufe 28 schon wieder abgefallen ist und durch den betrachteten impuls selbst nicht angestoßen werden kann, da er zunächst erst den Verzögerungskreis 26 durchqueren muß. Bei der Schalttemperatur T₅ fällt somit die Frequenz des Ausgangssignales des UND-Gliedes 24 abrupt auf Null ab, wie in Fig. 2 durch die strichpunktierte Kurve 32 angedeutet ist.

Bekanntlich trägt der Wärmeverbrauch in einem Raum nicht ausschließlich von der Temperatur des wärmeabgebenden Heizkörpers sondern von der Differenz zwischen der letzteren und der Raumtemperatur ab. Bei Wärmemeßvorrichtungen, bei welchen die Raumtemperatur aus Gründen eines einfachen Aufbaus und einfacher installation nicht gesondert gemessen wird, wird von einer mittleren konstanten Raumtemperatur Tr ausgegangen, welche in F i g. 2 ebenfalls eingetragen ist. Die Wärmeleistung 0 wird bei diesem Berechnungsmodell also Null, wenn die Heizkörpertemperatur T und die mittlere Raumtemperatur Tr gleich groß sind und nimmt mit wachsender Heizkörpertemperatur dann linear zu.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Ausgangssignal des UND-Gliedes 24 noch nicht der Wärmeleistung zugeordnet ist. Vielmehr muß von diesem durch die Kurve 30 wiedergegebenen Signal für Temperaturen größer als T₅ noch eine Konstante Δ abgezogen werden, um eine geradlinige Kennlinie zu erhalten, welche mit ihrer gedachten Verlängerung 34 (gestrichelt angedeutet) die Temperaturachse bei Tr schneidet. Die durch diese Modifikation insgesamt erhaltene Sollcharakteristik eines Wärmeleistungsmessers, der ohne Berücksichtigung der KaltYerdunstung arbeitet, ist in F i g. 2 durch die ausgezogene Kurve 36 wiedergegeben.

Für diese zusätzliche Modifizierung des Ausgangssignales des UND-Gliedes 24 ist ein einstellbarer Frequenzgenerator 38 vorgesehen (z. B. ein niederfrequenter ÄC-Generator oder ein niederfrequenter weiterer Ausgang des Frequenzteilers 12), mit dessen Ausgang eine Eingangsklemme eines UND-Gliedes 40 verbunden ist. Die Aufsteuerung des UND-Gliedes 40 erfolgt ebenfalls durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 24. Am Ausgang des UND-Gliedes 40 werden also nur oberhalb der Temperatur T₁ Impulse mit der am Frequenzgenerator 38 eingestellten Frequenz erhalten.

Der Ausgang des UND-Gliedes 24 ist mit der Aufwärtszählklemme { + X der Ausgang des UND-Gliedes 40 mit der Abwärtszählklemme (—) eines Auf/Abzählers 42 verbunden, dessen Zählerstand somit effektiv gemäß der ausgezogenen Kurve 36 von F i g. 2 zunimmt und weicher so die Wärmeleistung ohne Berücksichtigung der Kaltverdunstung integriert. Sein Zählerstand entspricht somit (bis auf einen konstanten Proportionalitätsfaktor) stets dem Wärmeverbrauch ohne Berücksichtigung der Kaltverdunstung.

Der Inhalt des Auf/Abzählers 42 kann über eine Leitung 44 von einem Ablesegerät (nicht gezeigt) ausgelesen und/oder zur Anzeige gebracht werden. Ein Festwertspeicher 46 enthält Information über die Größe des betrachteten Heizkörpers und über den Temperaturgang des jeweils verwendeten Schwingquarzes 10. Diese Information wird über eine Leitung 47 zusammen mit dem Stand des Auf/Abzählers 42 ausgelesen und zur Berechnung des Wärmeverbrauches am betrachteten Heizkörper verwendet.

In der Praxis sind die Schaltkreise 12—46 zu einer Auswerteeinheit 48 vereinigt, welche über eine wärmedämmende Isolierschicht 50, die z. B. aus geschäumtem

Kunststoff besteht, mit einem Fühlelement 52 verbunden ist, das thermisch (durch Wärmeleitung) an eine Halterung 54 angekoppelt ist, die ihrerseits zwischen zwei Heizkörperglieder 56 eingeschweißt ist. Das Fühlelement 52 besteht aus einer gut leitenden Metallplatte, in welche der Schwingquarz 10 gut wärmeleitend eingebettet ist. Das Fühlelement 52, die wärmedämmende Isolierschicht 50 und die Auswerteeinheit 48 sind miteinander mechanisch zu einem Meßgerät verbunden, z. B. verklebt, und sind durch einen durch eine Plombe 58 gesicherten Draht 60 gegen unbefugtes Entnehmen aus der Halterung 54 gesichert. Falls erforderlich, können zusätzlich Federn oder andere Andrückmittel vorgesehen sein, um ein sauberes Anliegen des Fühlelementes 52 an der Halterung 54 zu gewährleisten.

Fig.4 zeigt Einzelheiten einer digitalen Ausführungsform des Verzögerungskreises 26 und der monostabilen Kippstufe 28:
Der Verzögerungskreis 26 enthält ein Schieberegister 62, dessen Eingang mit dem UND-Glied 22, dessen Ausgang mit der monostabilen Kippstufe 28 und dessen Taktsteuerklemme mit einem Taktgeber 64 verbunden ist, welcher z. B. durch einen geeignete Frequenz aufweisenden Ausgang des Frequenzteilers 18 gebildet sein kann.

Die monostabile Kippstufe 28 enthält neben dem Taktgeber 64 einen Zähler 66, dessen Rückstellklemme R mit dem Ausgang des Schieberegisters 62 verbunden ist und dessen Zählklemme über ein UND-Glied 68 mit dem Taktgeber 64 verbunden ist. Die zweite Eingangsklemme des UND-Gliedes 68 ist über einen Inverter 70 mit einem der Datenausgänge des Zählers 66 verbunden. Der Ausgang des Inverters 70 stellt zugleich den Ausgang der monostabilen Kippstufe 28 dar und ist mit dem UN D-Glied 24 verbunden.

Der Schaltungsteil nach F i g. 4 arbeitet folgendermaßen:

Ein vom UND-Glied 22 abgegebenes Signal wandert in einer der Größe des Schieberegisters 62 und der Frequenz des Taktgebers 64 entsprechenden Zeit durch das Schieberegister hindurch und setzt dann den Zähler 60 zurück, so daß der Ausgang des Inverters 70 ein hochpegeliges Signal abgibt. Zugleich wird das UND-Glied 68 durchgeschaltet und der Zähler 66 zählt nach oben, bis die im Hinblick auf die gewünschte Periode der monostabilen Kippschaltung 28 ausgesuchte, mit dem Eingang des Inverters 70 verbundene seiner Datenausgangsklemmen hochpegelig wird. Nun fällt das Signal am Ausgang des Inverters 70 ab, der Zähler 66 wird auch nicht weiter hochgezählt.

Γι

ler Hinsicht derjenigen nach Fig. 1; entsprechende Schaltkreise sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und werden hier nicht noch einmal beschrieben. Der Hauptunterschied liegt in der Art und Weise, in welcher die in F i g. 2 mit Δ bezeichnete Größe berücksichtigt wird. Diese Berücksichtigung erfolgt derart, daß schon das Ausgangssignal des UND-Gliedes 24 der ausgezogenen Kurve 36 von Fig.2 entspricht, und dies ermöglicht, eine nur in einer Richtung arbeitende Zähleinrichtung zu verwenden, deren einzige Zählklemme mit dem Ausgang des UND-Gliedes 24 verbunden ist.

Der einstellbare Frequenzgenerator 38 ist mit der Rückstellklemme R einer bistabilen Kippschaltung 72 verbunden, deren Setzeingang S mit dem Ausgang der monostabilen Kippstufe 28 verbunden ist Der »!«-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 72 ist mit einem weiteren Eingang des UND-Gliedes 24 verbunden. Auf die-

[■ί se Weise kann ein Teil der an sich von den Laufzeitver-

hältnissen her zur Durchschaltung des UND-Gliedes 24

:| führenden Impulse am Ausgang des UND-Gliedes 22

durch Rückstellen der bistabilen Kippschaltung 72 vom

Frequenzgenerator 38 der eliminiert werden, also effek-

^r tiv die Größe Δ abgezogen werden.

n. Anstelle eines nur in einer Richtung arbeitenden ein-

r' fachen Zählers wird bei dem Ausführungsbeispiel nach

_r F i g. 5 ein Schaltungsteil verwendet, der laufend den

|,j Wärmeverbrauch an der betrachteten Meßstelle unter

\ Berücksichtigung der Kenndaten des Heizkörpers und

^[) des Schwingquarzes 10 berechnet und anzeigt:

Zu diesem Schaltungsteil gehört ein Rechenkreis 74,

welcher zusätzlich mit einem Festwertspeicher 76 ver- Ά bunden ist, der eine oder mehrere Korrekturfaktoren

|$ für die betrachtete Meßstelle (Heizkörpergröße, Fre-

J^ quenzgang des Schwingquarzes usw.) enthält. Der Re-

>p chenkreis 74 addiert jedesmal bei Erhalt eines Impulses

i" vom UND-Glied 24 eine vorgegebene Zahl zum Inhalt

' eines Schreib/Lesespeichers 78 hinzu, und der momen-

\ j* tane Inhalt des letzteren wird auf einer Anzeige 80 sichtbar gemacht. Ein Auslesen des Inhaltes des Schreib/Lesespeichers 78 ist ferner über eine Leitung 82 möglich.

F i g. 6 zeigt eine Wärmemeßvorrichtung, welche sich bezüglich der Realisierung der durch die ausgezogene Kurve 36 von F i g. 2 wiedergegebenen Arbeitscharakteristik nicht von der Ausführungsform nach F i g. 1 unterscheidet. Entsprechende Schaltkreise sind daher wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und werden hier nicht noch einmal im einzelnen beschrieben. Ein Unterschied besteht aber bezüglich der Bildung der Schwebungsfrequenz AL

Ein mit verhältnismäßig niederer Frequenz (Tonfrequenz) arbeitender Temperaturfühler 84 (z. B. ein Kondensator mit temperaturabhängiger Kapazität) und ein weitgehend identischen Aufbau, jedoch kein temperaturabhängiges Bauelement, enthaltender Referenzfühler 86 sind mit den Eingängen eines analogen Mischkreises 88 verbunden. Dessen Ausgang ist mit einem Tiefpaßfilter 90 verbunden, und dem letzterer, ist ein impulsformer 92 nachgeschaltet. Der Ausgang des Impulsformers 92 entspricht logisch dem Ausgang des UND-Gliedes 22 nach F i g. 1 und ist entsprechend mit einem Eingang des UND-Gliedes 24 und dem Verzögerungskreis 26 verbunden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

50

55

60

65

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Wärmemengenmesser, insbesondere für Heizanlagen, mit einem an einen wärmeabgebenden Körper thermisch ankoppelbaren Temperaturfühler, welcher ein der auf ihn einwirkenden Temperatur zugeordnetes elektrisches Temperatursignal bereitstellt, und mit einer Zählschaltung, deren Eingang mit dem Ausgang des Temperaturfühlers über eine Sperrschaltung verbunden ist, welche das Temperatursignal nur dann hindurchlaufei: läßt, wenn das auf sie gegebene Signal eine vorgegebene Beziehung zu einer Schaltschwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige Temperaturfühler (10) durch einen Schwingquarz gebildet ist, bei welchem der Vorzeichen'vechsel des Temperaturganges seiner Schwingungsfrequenz bei einer Temperatur liegt, die deutlich unterhalb der in einem Raum bei Ausschaltung der Heizungsanlage erreichten Temperatur liegt, daß die Sperrschaltung durch einen Impulsabstandsdiskriminator (24—28) gebildet ist, welcher einen auf seinen Eingang gegebenen Impuls nur dann weitergibt, wenn dessen Abstand zum vorhergehenden Impuls bei positivem Temperaturgang der Fühler kleiner und bei negativem Temperaturgang der Fühler größer als eine vorgegebene Zeitspanne ist, und daß ein Modifikationskreis (38, 40; 38, 72) zum Vermindern der effektiv vom Impulsabstandsdiskriminator (24—28) an die Zählschaltung (42; 74-78) abgegebenen Zählimpulse vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Impulsabstandsdiskriminators (24—28) aktiviert wird.

2. Wärmemengenrnesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsabstandsdiskriminator ein mit der Eingangsklemme verbundenes Laufzeitglied (26, 28) dessen Verzögerungszeit der vorgegebenen Zeitspanne entspricht, und ein mit einem Eingang an den Ausgang des Laufzeitgliedes (26, 28) angeschlossenes UND-Glied (24) aufweist, welches mit seinem zweiten Eingang mit der Eingangsklemme des Impulsabstandsdiskriminators verbunden ist.

3. Wärmemengenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitglied einen Verzögerungskreis (26) und eine diesem nachgeschaltete monostabile Kippstufe (28) aufweist.

4. Wärmemengenmesser nach einem der Ansprüche 1—3, gekennzeichnet durch einen Misch/Filterkreis (22; 88,90), dessen einer Eingang mit dem Temperaturfühler (10; 84) verbunden ist und dessen zweiter Eingang mit einem temperaturabhängigen Frequenzgenerator (16—20; 86) verbunden ist, welcher von dem durch Mischen der Eingangssignale erhaltenen Signal nur das niederfrequente Seitenband abgibt und welcher ausgangsseitig mit dem Eingang des lmpulsi.bstandsdiskriminators (24—28) verbunden ist.

5. Wärmemengenmesser nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifikationskreis einen freilaufenden Taktgeber (38) aufweist, welcher eine vom Impulsabstandsdiskriminator (24-28) gesteuerte Sperrschaltung (40; 24, 72) mit einer der Zählklemmen der Zähleinrichtung (42; 74—78) verbunden ist.

6. Wärmemengenmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des freilau-

f enden Taktgebers (38) einstellbar ist

7. Wärmefiiengenmesser nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sptrrschaltung durch ein UND-Glied (40) gebildet ist, welches zwischen den freilaufenden Taktgeber (38) und eine Abwärtszählklemme der Zähleinschaltung (42) geschaltet ist

8. Wärmemengenmesser nach Anspruch 5 oder 6, in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung eine bistabile Kippschaltung (72) aufweist deren Setzklemme (S) mit dem Ausgang des Laufzeitgliedes (26, 28), deren Rückstellklemme (R) mit dem Ausgang des freilaufenden Taktgebers (38) und deren »1 «-Ausgang mit einem weiteren Eingang des UND-Gliedes (24) des ImpulsabstandsdiEkriminators verbunden ist

9. Wärmemengenmesser nach einem der Ansprüche 4—8, dadurch gekennzeichnet daß der Misch/ Filterkreis durch ein UND-Glied (22) gebildet ist

10. Wärmemengenmesser nach Anspruch 9, wobei der Temperaturfühler und der Frequenzgenerator mit hoher Frequenz arbeiten, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Temperaturfühler (10) und das als Mischer verwendete UND-Glied (22) sowie zwischen den Frequenzgenerator (16) und dieses UND-Glied (22) Frequenzteiler (12,18) geschaltet sind.

11. Wärmemengenmesser nach einem der Ansprüche 4—8, dadurch gekennzeichnet daß der Misch/ Filterkreis einen analogen Mischkreis (88) und ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter (90) aufweist.