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Wärmemengenzähler
Die bekannten Wärmemengenzähler, die für Heizanlagen
mit Warmwasser oder Heizwasser zur Anwendung kommen, sind komplizierte und teuere
Geräte und deshalb für Kleinanlagen (Wohnungsheizungen usw.) aus wirtschaftlichen
Grün= den nicht anwendbar. Gegenstand der Erfindung ist ein einfacher Wärmemengenzähler,
der in Verbindung mit einem normalen Flügelradwassermesser, der nur zusätzlich mit
einem Kontaktgeber (Wischkontakt) ausgerüstet werden muß, verwendet werden kann.
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Der Wärmemengenzähler ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß zur Messung der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf des Heizwassers
zwei mit Dehnungskörpern ausgerüstete Tensionsthermometer dienen, von denen eines
einen Schlitten verschiebt, der die Lagerung eines Zeigers trägt, mit dem der Dehnungskörper
des anderen Tensionsthermometers verbunden ist, während ein in der Heizwasserleitung
angeordneter Mengenzähler über einen Wischkontakt ein auf dem Schlitten befestigtes
Zählwerk periodisch in Gang setzt, das einen Kontakt antreibt, der nach Berührung
mit einem mit dem Temperaturdifferenzzeiger verbundenen Kontakt das Zählwerk abschaltet,
so daß die Summe der vom Ingangsetzen bis zum Stillstand des Zählwerks durchlaufenen
Zahlen der Temperaturdifferenz des Heizwassers zwischen Vorlauf und Rücklauf proportional
ist, und daß die Summe der vom Zählwerk fortlaufend addierten Temperaturdifferenzen
die abgegebenen Wärmeeinheiten angibt, wenn diese Summe mit der Anzahl der Liter
Heizwasser, die zwischen zwei aufeinanderfolgen-
den Temperaturdifferenzmessungen
durch den Heizwasserzähler fließt, multipliziert wird, oder wenn man dem Zählwerk
eine dementsprechende Ubersetzung gibt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar
zeigt Abb. I das Temperaturdifferenzmeßwerk, Abb. 2 und 2 a das Zählwerk und Abb.
3 die Schaltung des Meßgerätes.
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Abb. I Temperaturdifferenzmeßwerk. Im Vorlauf und Rücklauf der zu
messenden Wärmeverbraucheranlage ist als Wärmefühler je eine Metallhülse eingebaut,
die durch ein dünnes Röhrchen mit einem Dehnungskörper in Verbindung steht. Metallhülse,
Röhrchen und Dehnungskörper sind mit einer Flüssigkeit (Ö1 od. dgl.) gefüllt, die
im gewünschten Temperaturmeßbereich ihr Volumen absolut proportional zur Temperatur
ändert. Jede Temperaturänderung am Wärmefühler bewirkt dann eine proportionale Änderung
der Länge des Dehnungskörpers.
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Die zum Temperaturdifferenzmeßwerk gehörenden zwei Dehnungskörper
I und 2 haben ihren Festpunkt am Bock 3, der mit der Grundplatte 4 fest verbunden
ist. Der Dehnungskörper 2 für den Rücklauf ist außerdem mit dem Meßwerkschlitten
5 so verbunden, daß bei jeder Änderung der Rücklauftemperatur der Schlitten entsprechend
versuche ben wird. Andererseits ist der Dehnungskörper I für den Vorlauf mit einer
Zahnstange 6 versehen, die in ein am Meßwerlischlitten gelagertes Zahnrad 7 eingreift.
Der Zeiger 8 ist mit diesem Zahnrad fest verbunden. Die Spitze des Zeigers schwingt
über der Temperaturdifferenzskala 9. Am Zeiger befindet sich die Kontaktschraube
10 und der Bremsschuh II. Letzterer schwingt über einer Eisenschiene I2, die durch
eine (Zeigerbremsmagnet-) Magnetspule 13 magnetisiert werden kann.
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Abb. 2 und 2 a. Kalorienzähkverk. Das Kalorienzählwerk besteht aus
einem Gehäuse, in dem ein Zahnraduntersetzungsgetriebe 14 und ein Nummernzählwerk
15 untergebracht sind.
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Deren Antrieb erfolgt durch einen Elektromotor I6. Eine mit geringer
Drehzahl laufende Welle des Ltntersetzungsgetriebes ragt mit einem Ende aus dem
Gehäuse heraus. Auf diesem Wellenende sitzt fest eine Eisenscheibe I7 und lose aufgesteckt
eine Magnetspule 18 mit anmontiertem Kontaktfinger 19. Scheibe und Spule bilden
eine magnetische Kupplung. Der verstellbare Anschlag 20 dient zur Einstellung der
Ruhelage des Kontaktfingers.
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Das Kalorienzählwerk ist auf dem Schlitten 5 des Temperaturdifferenzmeßwerkes
so montiert, daß die magnetische Kupplung I7/I8 genau dem Zahnrad 7 gegenüberliegt.
Bei dieser Anordnung des Kalorienzählwerkes kann der Kontakt am Kontaktfinger 19
genau den gleichen Weg beschreiben, wie die Spitze der Kontaktschraube 10 am Zeiger
8 des Temperaturdifferenzmeßwerkes.
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Abb. 3. Schaltkasten und elektrische Schaltung.
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Der 'Schaltkasten enthält ein Hauptschütz 21 und ein Unterbrecherschütz
22. Der Stromanschluß 23 erfolgt unmittelbar an das elektrische Netz oder mittelbar
über einen Kleinumspanner. Der Anschluß des mit dem Heizwassermesser gekuppelten
Wischkontaktes erfolgt an die entsprechend gezeichneten - Klemmen 24 des Schaltkastens.
Der Anschluß des Meßwerkes (Antriebsmotor, magnetische Kupplung, Zeigerbremsmagnet
und Kontaktfinger und Kontaktschraube) ist aus dem Schaltschema ersichtlich.
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Arbeitsweise Wenn Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur gleich
sind, dann sind auch die Längen der Dehnungskörper gleich, und der Temperaturdifferenzzeiger
steht auf Null. Steigt die Vorlauftemperatur, so bewirkt der Vorlaufdehnungskörper
infolge seiner Längung über Zahnstange und Zahnrad einen Zeigerausschlag, der stets
proportional zur 'remperaturänderung ist. Steigt im Betrieb auch dann der Rücklauf,
dann bewirkt der Rücklaufdehnungskörper eine Verschiebung des Meßwerkschlittens,.
wodurch eine dem Rückgang der Temperaturdifferenz entsprechende Veränderung der
Zeigerstellung eintritt. Die Messung und Anzeige der Temperaturdifferenz erfolgen
fortlaufend ohne Unterbrechung. Die Wärmemengenmessung dagegen erfolgt in Zeitabständen,
die abhängig vom Durchfluß einer bestimmten Heizwassermenge durch die Verbraucheranlage
sind. Der im Heizwasserrücklauf dieser Anlage eingebaute Wassermengenzähler mit
Kontaktvorrichtung schließt jeweils nach Durchfluß einer bestimmten Heizwassermenge
über den eingebauten Wischkontakt den Magnetstromkreis des Hauptschützes.
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Der Magnet zieht an und schließt nun seinerseits den Haltekontakt
und den Stromkreis für das Meßwerk. Der Antriebsmotor für das Zählwerk, die magnetische
Kupplung und der Zeigerbremsmagnet bekommen damit Strom und beginnen ihre Funktion.
Der Kontaktfinger an der magnetischen Kupplung bewegt sich dabei von der Nullstellung
der Temperaturdifferenzskala ausgehend in Richtung des arretierten Zeigers, bis
sein Kontakt die Spitze der Kontaktschraube am Zeiger berührt.
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Hierdurch wird der Magnetstromkreis des Unterbrecheirschützes geschlossen,
welches daraufhin den Stromdurchfluß durch die Magnetspule des Hauptschützes unterbricht.
Damit wird auch die Stromzuführung zu Antriebsmotor, magnetischer Kupplung und Zeigerbremsmagnet
unterbrochen.
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Der Motor bleibt stehen, die magnetische Kupplung läßt los, wodurch
der Kontaktfinger wieder in seine Nullstellung zurückfällt, und gleichzeitig wird
die Arretierung des Temperaturdifferenzzeigers aufgehoben.
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Bei jedem Meßvorgang wird das NTummernzählwerk um ein Stück weitergedreht,
das der jeweiligen Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf des Heizwassers
proportional ist. Die Angaben des Zählwerkes müssen mit einem Umrechnungsfaktor
multipliziert werden, der die Durchflußmenge des Heizwassers durch den Wassermengenzähler
in den Meßintervallen berück-
sichtigt. Das Resultat ergibt die
abgegebene Wärmemenge in Wärmeeinheiten.