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Heizstundenzähler für eine Sdiwerkraft-Luftheizung mit zeitweisem
Lüfterantrieb
In den Mietwohnungen des sozialen Wohnungsbaues bestand bei Zentralheizung
seit jeher das Problem einer gerechten Erfassung des Heizwärmeverbrauches der einzelnen
Mieter. Es existieren zwar Wärmezähler, die aus der Heizwassermenge und ihren Temperaturen
oder aus der Temperaturdifferenz zwischen heizkörperobefläche und Raum die verbrauchte
Wärmemenge anzeigen.
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Diese Meßvorrichtungen liegen jedoch in ihrem Kostenaufwand so hoch,
daj sie im sozialen Wohnungsbau für Zentralheizungen nicht in Betracht kommen.
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In den letzten Jahren gewinnt die Zentralheizung iti Gestalt der
Warmluftheizung mehr und mehr Bedeutung im sozialen Wohnungsbau. Hierbei sind verschiedene
Verfahren entwickelt worden, bei denen die Luft in einem Heizgerät je Wohnung erwärmt
und den Räumen aus einer über dem Flur angeordneten Hohldecke zugeführt wird. Das
Luftheizgerät wird entweder innerhalb bzw. unterhalb der Hohldecke angeordnet oder
sitzt in einem senkrechten Schacht, der an seinem unteren Ende zum Flurraum hin
offen ist und an seinem oberen Ende in der Hohl decke ausmündet. So entsteht auf
Grund
des Temperaturunterschiedes zwischen Schacht und Umgebung
ein Schwerkraftauftrieb, der die Warmluft in die durch Gitter mit der Hohldecke
verbundenen Räume drückt und die abgekühlte Luft, d. h. die Umluft, wieder zum Heizgerät
zurückführt.
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Zur Unterstützung des Schwerkraftauftriebes kann in den Schacht ein
Schrauben- oder Fliehkraftlüfter eingebaut sein.
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Die Heizgeräte der einzelnen Wohnungen werden zweckmäßig an eine
Warmwasser- oder Niederdruckdampfheizung als. gemeinsame Wärmequelle angeschlossen.
Anstatt nun die vom Heizgerät übertrageneWärmemenge durch einen der bekannten Wärmemesser
über Wassermenge und Temperaturdifferenz zwischen Warmwaslservorlauf und -rücklauf
zu messen bzw. bei Dampfheizung durch Kondensatmessung zu bestimmen, wird zur anjgenäherten
Ermittlung des Wärmeverbrauches ein Stromzähler benutzt, wobei der Stromdurchgang
einmal abhängig ist von der Temperaturdifferenz zwischen dem Heizwasser und der
dem Heizgerät wieder zuströmenden Rückluft, ferner von der Betriebsweise des Luftheizgerätes,
d. h. davon, ob das Heizgerät mit oder ohne Lüfter betrieben wird.
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Hiebei. unterbricht für den Fall, daß der Lüftermotor stillagestzt
wird, ein im Nebenschluß zum Motorstromkreis angeschlossenes Relais den von der
HeizwaservorlanftemperatuIr beeinflußten Stromkreis in seinem unmittelbaren Wege
und zwingt den Strom, über einen einstellbaren Nebenschlußwiderstand zu dehen, wodurch
sich die Strumstärke verringert.
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Ferner ist bekannt, den Wärmeverbrauch des Luftheizgerätes angenähert
dadurch zu ermitteln, daß man die Laufdauer des Lüfters und die Vorlauftemperatur
des Heizwassers mit Diese Methode ergibt aber eine äußerst verwickelte und störungsanfällige
Apparatur, ohne eine entsprechende Meßgenauigkeit zu verbürgen.
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Eine andere bekannte Methode benutzt einen Stromzähler, der den Stromverbrauch
des Lüftermotors erfaßt. Dieser Zähler kann durch einen Stundenzähler ersetzt werden,
der die Laufdauer des Ventilators anzeigt. Außerdem ist im Warmluftschacht ein Thermostat
angeordnet, der einen variablen Widerstand betätigt, wodurch die von dem elektrischen
Zähler gemessene Strommenge abgängig wird von der Warmlufttemperatur. Hier ist die
Möglichkeit gegeben, das Meßergebnis durch Umhüllung des Thermostatten zu fälschen,
Bei dem Zählverfahren nach dem Erfindergedanken wird nun die Zeit gemessen bzw.
gezählt, während der die Heizfläche auf einer bestimmten Mindesttemperatur gehalten
wird, die notwendig ist, um die Wohnräume bei einer Außentemperatur von beispielsweise
+ 10 auf + 19 bis + 200 C zu erwärmen.
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Diese Mindesttemperatur kann bei einer Warmwasserheizung beispielsweise
bei etwa + 40°C liegen. Erfindungsgemäß wird auf der luftberührten Seite der Heizfläche
ein elektrisches Kontaktthermometer als Oberflächenthermometer auge bracht, das
bei Erreichen der mindesttemperatur einen an das Stromnetz angeschlossenen Betriebsstundenzähler
einschaltet und so lange eingeschaltet läßt, wie die Heizflächenmindesttemperatur
gehalten wird. Stellt der Wohnungsinbaber die Heizung ab, indem er das Warmwasserabsperrventil
schließt, so sinkt die Oberflächentemperatur des Heizgerätes in kurzer Zeit ab,
und das Kontaktthermometer unterbricht die Stromzufuhr zum Betriebsstundenzähler.
Die Heizstundenzählung höft dann auf, um nach Wiederöffnen des Warmwasserventils
erneut wieder zu beginnen.
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Die während einer Heizstunde von der Heizfläche übertragene Wärmemenge,
im folgenden als heizstundenwert bezeichnet, hängt von folgenden veränderlichen
Faktoren ab: I. der Warmwasservorlauftemperatur bzw. Dampftemperatur, 2. der an
der Heizfläche vorbeiströmenden Luftmenge.
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Wird die Luftheizung ohne Lüfter, d. h. nur mit Schwerkraft betrieben,
so ist der Heizstundenwert praktisch abhängig von der Warmwasservorlauftemperatur,
weniger dagegen von der Umwälzluftmenge. Diese bleibt erfahrungsgemäß auch bei Abstellen
einzelner Räume infolge des dann stärker werdenden Schwerkraftauftriebes praktisch
konstant. Erst dann, wenn der elektrisch angetriebene Lüfter eingeschaltet wird,
tritt eine Steigerung der Umwälzluftmenge ein, die dann während des Lüfterbetriebes
praktisch ebenfalls konstant bleibt.
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Die Erhöhung des Heizstundenwerts durch Lüfterbetrieb wird in bekannter
Weise mit Hilfe einer Zusatzeinrichtung zum Zähler berücksichtigt.
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Diese besteht aus zwei in den Stromkreis des Heizstundenzählers hintereinander
eingeschalteten Widerständen, von denen der eine durch ein vom Einschalten des Lüftermotors
betätigtes Relais kurzgeschlossen wind. Hierdurch steigt die Stromstärke an, und
der Zähler zählt entsprechend mchr Heisstunden.
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Die Erfindung ist in den Abb. I und 2 schematisch dargestellt.
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Abb. I zeigt das Schema der Warmlu.ftheizung für eine Wohnung, Abb.
2 das Prinzipschaltbild der Elemente: Lüfter, Heizgerät mit Kontakt-Oberflächenthermometer
und Heizstundenzähler, angeschlossen an des Stromnetz.
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Im Schacht 1 (Abb. I), der zweckmäßig an geeigneter Stelle im Fluid
der Wohnung angeordnet ist, sitzt das Heizgerät 2 mit Warmwasservorlauf-bzw. - r
ücklaufleitungen 3 bzw. 4. Die ans den Räumen zurückkommende Umluft tritt durch
Gitter 5 in Schacht 1 ein, erwärmt sich am Heizgerät 2, strömt zur Hohldecke 6 und
von dort über die Zuluftgitter 7 in die angeschlossenen Räume, aus denen sie nach
Abkühlung durch die Umluftgitter 8 zum Heizgerät zurückkehrt. Auf der Heizfläche
des Heizgerätes ist ein elektrisches Kontakt-Oberflächenthermometer g angebracht,
das die Stromzufuhr zum Heizstundenzkhler 10 ein- bzw. ausschatet. Die Umwklzluftmege
der ganzen Anlage kann durch den elektrisch angetriebenen Lüfter II
auf
das für einen verstärkten Heizbetrieb bei kälteer Witterung, erforderliche Maß gesteigert
werden.
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Der Heizstundenzähler 10 (Abb. 2) ist über das Kontaktthermometer
g an das Stromnetz (Lichtleitung) angeschlossen. Das Kontaktthermometer Schließt
die Stromzulfuhr zum Heizstundenszähler nach Erreichen einer bestimmten Heizflächentemperatur
und löst dadurch die Zählung der Heizstunden für Schwerkraftbetrieb aus.
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Wird Lüftermotor II über Handschalter 12 12 eingeschaltet, so wird
das im Heizstundenzähler eingebaute Relais mitbetätigt, das den einen der im Zählersromkreis.
hintereinandergeschalteten Widerstände kurzschließt, wobei eine dem Lüfternmwälzbetrieb
entsprechend höhere Stundenzahl gezält wird.
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Diese Schaltung zum Zählen häherer studenzahlen bei laufendem Lüftermotor
ist nicht Gegenstand der Erfindung.