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Kalorimeter
Gegenstand der Erfindung ist ein Kalorimeter zur Messung
des Wärmeverbrauches durch eine zentrale Warmwasserversorgung in Haushaltungen.
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Zur Messung dieses Wärmeverbrauches kennt man verschiedene Kalorimeter,
die nicht nur die Temperatur des warmen Wassers und die Zapfdauer, fslondern auch
die Zapfgeschwindigkeit berücksichtigen. Einige dieser bekannten Kalorimeter sind
in einen Teilstrom der Warmwasserleitung eingeschaltet, der Wärme an das Lalorimeter
abgibt; diese wird im luftgekühlten Kalorimetergehäuse vorübergehend aufgespeichert
und durch im Gehäuse angebrachte Meßorgane, z. B. Thermoelemente oder graduierte
Behälter mit leicht verdampfender Flüssigkeit, gemessen, und diese Messung bildet
die Grundlage für die Berechnung des Wärmeverbrauches in den verschiedenen Haushaltungen.
Um zuverlässige Ergebnisse mit diesen Kalorimetern zu erzielen, ist man bestrebt,
den Wärmeaustausch zwischen dem Teilstrom und dem Kalorimetergehäuse praktisch vollständig
zu machen, gleichgültig wie groß die Strömungsdauer und die von der Zapfstärke abhängige
Strömungsgeschwindigkeit des Teilstromes ist.
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Die Lösung des Problems der vollständigen Abkühlung des Teilstromes
im Kalorimeter ist schon verschiedentlich versucht worden, aber befriedigende Ergebnisse
hat man mit den bekannten Lösungen nicht erzielt. So hat man z. B. den Tieilstrom
sehr gering gemacht und feine, lange Tleil-
stromkanäle verwendet,
die in einer großen Metallmasse mit großen luftgekühlten Flächen des Kalorimeters
angebracht sind. Auch in diesen Fällen hat man einen vollständigen Wärmeaustausch
nicht erzielt, wenn große Mengen Wasser auf einmal, z. B. zur Füllung einer Badewanne,
abgezapft werden. Hinzu kommt, daß feine Teilstromkanäle leicht vom Schlamm des
Warmwassers verstopft werden, wodurch das Kalorimeter ungenau oder unwirksam wird.
Auch im Warmwasser vorhandene Luft und Gasblasen können störend ;auf die Messung
einwirken.
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Dler Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
der bekannten Kalorimeter zu beseitigen. Gelöst wird diese Aufgabe durch Anwendung
eines auf dem fraglichen Gebiet neuen Meßprinzips, das darin besteht, den Durchlauf
des Teilstromes durch das luft- oder wassergekühlte Kalorimeter mittels einer oder
mehrerer in die Teilstromleitung eingeschobener Speicher so zu verzögern, daß der
Teilstrom das Kalorimeter erst nach Abgabe seiner gesamten Wärme verläßt. Die im
Teilstrom vorhandene Wärmemenge wird mit Hilfe von geeigneten Meßorganen gemessen,
die, wie z. B. Thermoelemente oder graduierte Behälter mit leicht verdampfender
Flüssigkeit, auf oder in dem oder den luft- oder wassergekühlten Speichern angebracht
sind. Es wurde gefunden, daß die Mindestgröße des Speicherraumes des Kalorimeters
für einen normalen Haushalt ohne Badewanne, aber mit Brausebad so gewählt werden
muß, daß der Teilstrom das Kalorimeter erst verläßt, wenn mindestens 251 Warmwasser
abgezapft worden sind.
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Zweckmäßigerweise wählt man iabler in dieslem Fall den Speicherraum
größer, d. h. so groß, daß der Teilstrom das Kalorimeter erst nach Abzapfung von
etwa 501 Warmwasser verläßt. Blei leinen Haushalt mit Badewanne muß der Speicherraum
des Kalorimeters entsprechend größer gewählt werden und einer einmaligen Abzapfung
von mindestens 200l Warmwasser entsprechen.
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Die tatsächliche Größle des Kalorimeterspeicherraumes hängt vom Verhältnis
-des Teilstromes zum Hauptstrom ab. Beträgt der Teilstrom 1% des Hauptstromes, so
muß der erfindungsgemäße Speicherraum alslo mindestens 250 cm3 betragen. Bei Teilstromkalorimetern
zur Messung des Wärmeverbrauches durch die Warmwasserversorgung in Haushaltungen
ist es üblich, den Teilstrom wesentlich unter 1% des Hauptstromes betragen zu lassen,
um einen schnellen, vollständigen Wärmeaustausch mit dem Kalorimetergehäuse zu erzielen.
Die feine Teilstromleitung des Kalorimeters ist dann leicht Verstopfungen ausgesetzt.
Beim erfindungsgemäßen Kalorimeter kann man ohne Schwierigkeiten mit größeren Teilstromabzapfungen
von der Hauptleitung in Höhe von 1 bis 3% oder sogar mehr arbeiten, weil große Speicher
in der Teilstromleitung, z. B. in Form von Warmwasser-Heizkörpern, angewendet werden
können. Dann werden die von der Hauptleitung zum Speicher führenden Abzapfleitungen
soweit, daß Schlamm des warmen Wassers oder im Wasser gelöste Gase die Messung nicht
beeinflussen können. Schlamm und Gase gehen mit in den Speicher und können aus diesem
von Zeit zu Zeit durch geeignete Abzapforgane entfernt werden.
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Gase können den Speicher auch laufend durch lein Ventil verlassen.
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In der Zeichnung ist lein Ausführungsbeispiel eines Kalorimeters
gemäß der Erfindung dargestellt.
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In der Zeichnung ist die Hauptleitung der Warmwasserversorgung mit
1 bezeichnet, in der eine Stauscheibe 2, ein Venturirohr od. dgl. angebracht ist.
Die Teilstromleitung 3, deren Rückleitung 4 in die Hauptleitung 1 mündet, enthält
einen luftgegekühlten Speicher 5. Auf Ider Außenwand dieses Speichers 5 sind die
warmen Lötstellen 6 einer Thermobatterie angebracht, deren kalte, nicht gezeigte
Lötstellen entweder von kaltem Wasser oder von Luft umspült werden. Die Thermobatterie
ist mit einem geeigneten Elektrizitätszähler 7 verbunden.
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Das Kalorimeter arbeitet wie folgt: Sobald Warmwasser im Haushalt
abgezapft wird, tritt ein Warmwasserteilstrom durch die Leitung 3 in den Speicher
5 ein. Er drückt das im Speicher 5 und in der Rückleitung 4 stehende kalte Wasser
in die Hauptleitung und füllt allmählich den Speicher 5 von oben nach unten mit
warmem Wasser an. Dabei bilden sich infolge der verschiedenen Diche Warmwasserschichten,
und die einzelnen Thermoelemente der Batterie werden nacheinander eingeschaltet,
in dem Ausmaße, wie sich der Speicher 5 mit warmem Wasser füllt. Die Erzeugung und
Messung von Thermokraft findet auch noch nach beendigter Abzapfung von Warmwasser
aus der Hauptleitung 1 statt, und zwar so lange, bis dar warme Wasser im Speicher
5 die Temperatur der kalten Lötstellen der Thermobatterie angenommen hat. Beträgt
die Teilstrommenge 1% des Hauptstromes, muß der Speicher ein Fassungsvermögen von
mindestens 250 cm8 haben. Zweckmäßig ist sein Fassungsvermögen jedoch größer.
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Das gezeigte Kalorimeter ist luftgekühlt; es kann aber auch wassergekühlt
sein.