DE4116155A1

DE4116155A1 - Heat quantity meter for heating or hot water system - has throughput meter and temp. sensor which responds to temp. changes with changes in shape or dimensions

Info

Publication number: DE4116155A1
Application number: DE19914116155
Authority: DE
Inventors: Vaclav Dipl Ing Prech
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-19

Abstract

The heat quantity meter has a throughput meter (3) for the medium carrying the heat, with a shaft (4) rotating in proportion to the throughput. A temp. sensor (12) responds to temp. variations with changes in its dimensions or shape. One free end of the shaft acts rotationally on a cone wheel (7) and the variations in the dimensions or shape of the temp. sensor are transferred as translation motion of a thrust rod (10) carrying a rotor wheel (8). Rotations of the cone wheel are converted into rotations of the roller which is connected to a counter mechanism (17). USE/ADVANTAGE - Esp. for household radiator heating systems or systems which use hot water. Meter operates self-sufficiently and contains robust, simple, durable parts.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmemengenzähler, insbesondere für Heizungsanlagen oder zur Warmwasser-Verbrauchsmessung, mit einem Durchsatzmesser für das Wärmeträgermedium, der eine, dem Durchsatz proportionale Rotationsbewegung ausübende Welle aufweist, und mit einem Temperaturfühler, der auf Temperaturänderungen mit Änderungen seiner Abmessungen bzw. Form reagiert.The invention relates to a heat meter, in particular for Heating systems or for measuring hot water consumption, with one Flow meter for the heat transfer medium, the one, the throughput having proportional rotational movement, and with a temperature sensor that responds to temperature changes Changes in its dimensions or shape responds.

Aus der deutschen Auslegeschrift 17 73 214 ist ein Wärmemengenzähler bekannt, mit dem die verbrauchte Wärmemenge eines Heizkörpersystems nach Art eines Rotationsviskosimeters gemessen werden soll. Sein mechanischer Aufbau ist überaus kompli ziert und kaum für den praktischen Einsatz, auch wegen seiner thermischen Trägheit in Wohnungsgemeinschaften, geeignet.From German interpretation 17 73 214 is a Heat meter known with which the amount of heat consumed a radiator system like a rotary viscometer to be measured. Its mechanical structure is extremely complicated graced and hardly for practical use, also because of its thermal inertia in residential communities, suitable.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Wärmemengenzähler der e.g. Art derart auszubilden, daß er autark arbeitet und mittels einfachen, robusten und im langzeitigen Einsatz bewährten Mitteln, wie z. B. Wasseruhr, Thermometer und Zählwerk, arbeitet. Mit dem erfindungsgemäßen Wärmemengenzähler sollen insbesondere in wasserführenden Leitungsanlagen, in offenen Brauchwasserverteilungen oder in geschlossenen Heizanlagen jederzeit absolute Meßwerte ermittelbar sein.The object underlying the invention is one Heat meter of e.g. Kind in such a way that he is self-sufficient works and by means of simple, robust and long-term Use of proven means such. B. water meter, thermometer and Counter, works. With the heat meter according to the invention in particular in water-bearing piping systems, in open Service water distribution or in closed heating systems absolute measured values can be determined at any time.

Die Lösung dieser Aufgaben ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 beschrieben.The solution to these tasks is in the characteristic features of claim 1 described.

Die weiteren Ansprüche geben Weiterbildungen oder vorteilhafte Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Wärmemengenzählers an.The further claims give further developments or advantageous Forms of training of the heat meter according to the invention.

Ein besonderer Vorteil des Wärmemengenzählers der erfindungsgemäßen Art besteht darin, daß ein Integratormechanismus verwendet wird, bei dem eine Drehbewegung und eine Linearbewegung zu einer resultierenden Drehbewegung umgewandelt werden. Die Drehzahl der ersten Drehbewegung steht hierbei im linear-proportionalen Verhältnis zum Durchsatz des Wärmeträger mediums, die Linear- bzw. Translationsbewegung im linear-proportionalen Verhältnis zur Temperaturdifferenz zwischen einer höheren Wärmeträgertemperatur und einer niedrigeren, im Integratormechanismus festgelegten Anfangszähltemperatur, und die resultierende Drehbewegung im linear-proportionalen Verhältnis zum Wärmefluß des Wärmeträgermediums. Weiterhin können der Temperaturfühler und der gesamte Integratormechanismus sowohl innerhalb als auch außerhalb des Wärmeträgermediums untergebracht sein, wenn dafür gesorgt ist, daß der Temperaturfühler die tatsächliche Temperatur des Wärmeträgermediums mitgeteilt bekommt. Je nach Verwendungs- bzw. Einsatzzweck kann für die mechanische Verbindung zwischen Temperaturfühler und Schubstange auch eine Zahnrad-Zahnstange-Verbindung vorgesehen werden. Das Zählwerk sollte möglichst momentfrei angetrieben werden.A particular advantage of the heat meter type of the invention is that an integrator mechanism is used in which a rotary movement and a linear movement be converted into a resulting rotary motion. The The speed of the first rotary movement is in linear-proportional relationship to the throughput of the heat transfer medium mediums, the linear or translational movement in the linear proportional relationship to the temperature difference between a higher heat transfer temperature and a lower, in Integrator mechanism set initial count temperature, and the resulting rotary motion in a linear proportional relationship to Heat flow of the heat transfer medium. Furthermore, the Temperature sensor and the whole integrator mechanism both housed inside and outside of the heat transfer medium be, if it is ensured that the temperature sensor the communicated actual temperature of the heat transfer medium gets. Depending on the purpose of use mechanical connection between temperature sensor and push rod a gear-rack connection can also be provided. The Counter should be driven as torque-free as possible.

Der erfindungsgemäße Wärmemengenzähler kann auch bei Kreislaufanlagen mit veränderlichen Rücklauftemperaturen eingesetzt werden, wobei aus der rechnerischen Differenz der im Vorlauf und Rücklauf gemessenen Wärmemengen die zu ermittelnde Wärmeabgabe bestimmbar ist. Er stellt eine fremdenergieunabhängige und damit autarke Energiezählung dar, die so abgesichert werden kann, daß eine Manipulation der Meßergebnisse nur unter Beschädigung des Geräts möglich wird. The heat meter according to the invention can also be used Circulation systems with variable return temperatures are used, the calculated difference in the Flow and return measured amounts of heat to be determined Heat emission is determinable. It represents an external energy independent and thus represent self-sufficient energy metering, which are thus secured can that a manipulation of the measurement results only under Damage to the device is possible.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Figur näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail by means of the figure.

Die Figur zeigt im Schnitt eine das Wärmeträgermedium 1 führende Rohrleitung 2, sowie den Wärmemengenzähler, der zum größten Teil in einer Kapsel 19 untergebracht ist. Die Kapsel ist vorzugsweise über eine Dichtung 20 an der Außenwandung der Rohrleitung 2, angeflanscht. Quer zur Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums 1 ist im Rohrquerschnitt ein Durchsatzmesser 3 angeordnet, der vom Wärmeträgermedium 1 in Rotationsbewegungen versetzt wird, deren Drehzahl dem Durchsatz proportional ist. Der Durchsatzmesser 3 ist beidseitig mittels Lagern 5 und 6 gehaltert. Eine der beiden Lagerwellen 4 ist verlängert und reicht bis in den Innenraum der Kapsel 19 hinein. Dort sitzt auf ihrem freien Ende ein Kegelrad 7 entweder fest auf oder ist mit ihr über Kupplungen verbunden.The figure shows in section a pipe 2 carrying the heat transfer medium 1 , and the heat meter, which for the most part is accommodated in a capsule 19 . The capsule is preferably flanged to the outer wall of the pipeline 2 via a seal 20 . Transversely to the direction of flow of the heat transfer medium 1 , a flow meter 3 is arranged in the tube cross section, which is set in rotary movements by the heat transfer medium 1 , the speed of which is proportional to the throughput. The flow meter 3 is supported on both sides by means of bearings 5 and 6 . One of the two bearing shafts 4 is extended and extends into the interior of the capsule 19 . There is a bevel gear 7 on its free end either firmly or is connected to it via couplings.

Ebenfalls im Bereich des Wärmeträgermediums 1, vorzugsweise in einer Ausnehmung 21 zwischen einem Rohrleitungsdurchbruch 22 und der Wandung 13 der Kapsel 19 ist der Temperaturfühler 12 untergebracht. Es handelt sich um einen Bimetallstreifen, dessen eines Ende 23 an der Rohrleitung 2 im Bereich der Ausnehmung 21 befestigt ist. Am anderen Ende 24 befindet sich eine Öse 18 mit Langnut, die mit einem Zapfen 11 an der Schubstange 10 als Zapfen- Nutverbindung zusammenwirkt. Über diese Zapfen-Nutverbindung 11, 18 kann die Schubstange 10 in Doppelpfeilrichtung 25 translatorisch je nach Temperatur des Wärmeträgermediums 1 und damit Verbiegung des Temperaturfühlers 12 bewegt werden.The temperature sensor 12 is also accommodated in the area of the heat transfer medium 1 , preferably in a recess 21 between a pipe opening 22 and the wall 13 of the capsule 19 . It is a bimetallic strip, one end 23 of which is attached to the pipe 2 in the region of the recess 21 . At the other end 24 there is an eyelet 18 with a long groove, which cooperates with a pin 11 on the push rod 10 as a pin-groove connection. Via this pin-groove connection 11 , 18 , the push rod 10 can be moved translationally in the double arrow direction 25 depending on the temperature of the heat transfer medium 1 and thus bending of the temperature sensor 12 .

Die Schubstange 10 reicht mit ihrem, der Zapfen-Nutverbindung 11, 18 abgewandten freien Ende durch eine Öffnung mit Führung 26 in einem schräg in die Ausnehmung 21 ragenden Teil 29 der Rohrleitung 2 hindurch ebenfalls in den Kapselinnenraum 30. Dort ist ein Lauf rad 8 über ein Radlager 9 am freien Ende der Schubstange 10 ange ordnet, wobei die Laufradachse und die Translationsachse (Doppel pfeil 25) miteinander fluchten. Parallel zueinander ausgebildet sind auch eine Fallinie 27 des Kegelrades 7, die Mantellinie 28 einer Rolle 14 und die Translationsachse 25. Die Rolle 14 dient als Antrieb für das Zählwerk 17 über die Welle 15. Die Rolle 14 ist ebenfalls am Teil 29 mittels eines Gehäuselagers 16 gehaltert. Der Innenraum 30 der Kapsel 19 kann über eine Öffnung 31 mit dem Wärmeträgermedium 1 gefüllt werden.The push rod 10, with its free end facing away from the pin-groove connection 11 , 18 , also extends into the capsule interior 30 through an opening with a guide 26 in a part 29 of the pipeline 2 projecting obliquely into the recess 21 . There is a running wheel 8 via a wheel bearing 9 at the free end of the push rod 10 is arranged, the impeller axis and the translation axis (double arrow 25 ) are aligned. Are formed parallel to each other and a drop line 27 of the bevel gear 7, the surface line 28 of a roller 14 and the translation axis 25th The roller 14 serves as a drive for the counter 17 via the shaft 15 . The roller 14 is also held on the part 29 by means of a housing bearing 16 . The interior 30 of the capsule 19 can be filled with the heat transfer medium 1 via an opening 31 .

Das Kegelrad 7, das Laufrad 8 sowie die Schubstange 10 bilden den Integratormechanismus von Durchsatz und Temperatur des Wärme trägermediums 1. Hierbei korrespondiert das Laufrad 8 gleichzeitig mit der Kegeloberfläche und der stützenden und abgreifenden Ober fläche der Rolle 14, d. h. die Rotationsbewegungen der Welle 4 werden auf die Rolle 14 übertragen. Die Drehzahl des Laufrades 8 und damit die Drehzahl der Rolle 14, hängt sowohl von der Drehzahl der Welle 4 des Durchsatzmessers 3 als auch von der momentanen Stellung der Schubstange 10, also der Temperatur des Wärmeträger mediums, ab. Bei einer unteren Grenztemperatur kann hierzu die Schubstange-Bimetall-Konstellation derart geeicht sein, daß das Laufrad 8 sich im Bereich der Spitze des Kegelrades 7 befindet. Drehungen der Welle 4 und somit des Kegelrades 7 bewirken dann keine Antriebsübertragung auf das Laufrad 8 und damit auch auf die Rolle 14 mit dem Zählwerk 17. Je höher die Temperatur des Wärme trägermediums 1 steigt, desto näher wird das Laufrad 8 in Richtung Basisfläche des Kegelrades 7 vom Temperaturfühler 12 über die Zapfen-Nutverbindung 11, 18 und die Schubstange 10 gezogen. Hier durch vergrößert sich der Laufweg des Laufrades 8 um das Kegelrad 7 pro Umdrehung und proportional zur Drehzahl der Welle 4 und somit zum Durchsatz des wärmeführenden Mediums 1. Die gleiche Geschwindigkeitserhöhung erfährt auch über die Rolle 14, die Welle 15 und das Zählwerk 17.The bevel gear 7 , the impeller 8 and the push rod 10 form the integrator mechanism of throughput and temperature of the heat carrier medium. 1 Here, the impeller 8 corresponds at the same time with the conical surface and the supporting and tapping upper surface of the roller 14 , that is, the rotational movements of the shaft 4 are transmitted to the roller 14 . The speed of the impeller 8 and thus the speed of the roller 14 depends both on the speed of the shaft 4 of the flow meter 3 and on the current position of the push rod 10 , that is, the temperature of the heat transfer medium. At a lower limit temperature, the push rod-bimetal constellation can be calibrated such that the impeller 8 is located in the region of the tip of the bevel gear 7 . Rotations of the shaft 4 and thus of the bevel gear 7 then cause no drive transmission to the impeller 8 and thus also to the roller 14 with the counter 17 . The higher the temperature of the heat carrier medium 1 rises, the closer the impeller 8 is pulled towards the base surface of the bevel gear 7 by the temperature sensor 12 via the pin-groove connection 11 , 18 and the push rod 10 . Here the path of the impeller 8 increases by the bevel gear 7 per revolution and is proportional to the speed of the shaft 4 and thus to the throughput of the heat-carrying medium 1 . The same increase in speed is also experienced via the roller 14 , the shaft 15 and the counter 17 .

Claims

1. Heat meter, in particular for heating systems or for measuring hot water consumption, with a flow meter ( 3 ) for the heat transfer medium ( 1 ), which has a rotational movement proportional to the throughput shaft ( 4 ), and with a temperature sensor ( 12 ) that Changes in temperature react with changes in its dimensions or shape, characterized in that a free end of the shaft ( 4 ) acts on a bevel gear ( 7 ) in such a way that the changes in the dimensions or shape of the temperature sensor ( 12 ) rod translate a push rod ( 10 ) causing transferable that an impeller ( 8 ) is arranged on the push rod ( 10 ), which corresponds to both the bevel wheel ( 7 ) and a roller ( 14 ), such that rotations of the bevel gear ( 7 ) are implemented in rotations of the roller ( 14 ), and that the roller ( 14 ) is connected to a counter ( 17 ).

2. Heat meter according to claim 1, characterized in that a falling line of the bevel gear ( 7 ) and the translation axis of the push rod ( 10 ) are aligned parallel to each other and that the length of the falling line corresponds at least to the path of the translational movement possibility of the push rod ( 10 ).

3. Heat meter according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 12 ) is a bimetal, one end ( 23 ) of which is firmly anchored and the other end ( 24 ) via a mechanical connection ( 11 , 18 ) to the push rod ( 10 ) is movably connected.

4. Heat meter according to claim 1 and 2, characterized in that the axis of rotation of the impeller ( 8 ) is aligned with the translation axis of the push rod ( 10 ) and that the impeller ( 8 ) on the lateral surfaces of the bevel gear ( 7 ) and the roller ( 14 ) rolls.

5. Heat meter according to claim 3, characterized in that the mechanical connection ( 11 , 18 ) is a pin-groove connection.