RU2095769C1 - Device for metering the heat energy consumption of heating appliance - Google Patents

Device for metering the heat energy consumption of heating appliance Download PDF

Info

Publication number
RU2095769C1
RU2095769C1 RU95102356A RU95102356A RU2095769C1 RU 2095769 C1 RU2095769 C1 RU 2095769C1 RU 95102356 A RU95102356 A RU 95102356A RU 95102356 A RU95102356 A RU 95102356A RU 2095769 C1 RU2095769 C1 RU 2095769C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
heat transfer
transfer coefficient
input
measuring
Prior art date
Application number
RU95102356A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95102356A (en
Inventor
Г.Л. Чистов
В.Н. Слепнев
А.К. Ермолин
П.И. Чистов
Original Assignee
Чистов Георгий Леонидович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чистов Георгий Леонидович filed Critical Чистов Георгий Леонидович
Priority to RU95102356A priority Critical patent/RU2095769C1/en
Publication of RU95102356A publication Critical patent/RU95102356A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2095769C1 publication Critical patent/RU2095769C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has two temperature transducers (1,2) for measuring the temperature of heating appliance and of room air, respectively, set-point device (3) of-heating appliance surface area made as variable resistor, amplifier (4), heat exchanger coefficient calculation unit (5), and signal processing and indicating unit (6). Unit 5 is made as solving amplifier which realizes independence L = f(Δt). EFFECT: higher measurement results. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и позволяет определить количество тепловой энергии, расходуемой отопительным прибором, т.е. потребляемой индивидуальным потребителем. The invention relates to heat engineering measurements and allows to determine the amount of thermal energy consumed by a heating device, i.e. consumed by an individual consumer.

Известно устройство учета расхода тепловой энергии, содержащее радиатор, внутри которого имеется теплоизлучающий элемент, датчик температуры, батарею, усилитель-генератор, временной генератор, память данных, вычислительную схему, программатор, портативный накопитель данных, имеющий регистрационную память, дисплей, микропроцессор (например, патент US N 4473307, кл. G 01 K 17/06, 1984). A known device for accounting for heat energy consumption, comprising a radiator, inside which there is a heat-radiating element, a temperature sensor, a battery, an amplifier-generator, a time generator, a data memory, a computational circuit, a programmer, a portable data storage device having a registration memory, a display, a microprocessor (for example, US Pat. No. 4,473,307, CL G 01 K 17/06, 1984).

Недостатками данного устройства являются:
осуществление учета тепловой энергии только радиатора, конструкция которого разработана по данному патенту, т.е. невозможно производить учет тепловой энергии радиаторов других конструкций;
сложность конструкции радиатора и схемы, которая находится внутри радиатора, с применением большого количества сложных и дорогостоящих микросхем, т. е. по существу это мини-ЭВМ, что значительно увеличивает стоимость устройства.The disadvantages of this device are:
accounting of thermal energy only of the radiator, the design of which is developed according to this patent, i.e. it is impossible to take into account the thermal energy of radiators of other designs;
the complexity of the design of the radiator and the circuit that is inside the radiator, using a large number of complex and expensive microcircuits, that is, in essence it is a mini-computer, which significantly increases the cost of the device.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения расхода тепловой энергии отопительного прибора, содержащее два термопреобразователя, один для измерения температуры поверхности отопительного прибора, а второй для измерения температуры в помещении, два генератора (мультивибратора), задатчик площади поверхности отопительного прибора, микропроцессор с вычислительным блоком, блок коэффициента теплоотдачи и блок обработки сигнала и индикации ( см. Заявку DE N 3130591, кл. G 01 K 17/08, 1983). The closest in technical essence to the invention is a device for determining the heat energy consumption of a heating device, containing two thermal converters, one for measuring the surface temperature of the heating device, and the second for measuring room temperature, two generators (multivibrators), a heater surface area adjuster, a microprocessor with a computing unit, a heat transfer coefficient unit, and a signal and indication processing unit (see Application DE N 3130591, CL G 01 K 17/08, 1983).

Однако это устройство обладает рядом существенных недостатков:
в описании данной заявки сказано, что т.к. комнатная температура 20oC равна константе, то и коэффициент теплоотдачи α можно принять упрощенно как константу, но с этим нельзя согласиться, т.к. комнатная температура может изменяться от 5oC до 30oC, а разность температур между температурой поверхности отопительного прибора и комнатной температурой изменяется от 5oC до 95oC, при этом коэффициент теплоотдачи изменяется от 3 до 6, т.е. в два раза, очевидно, что показания тепловой энергии будут также отличаться от истинной в два раза, что резко влияет на точность измерения;
применение матрицы для вычисления коэффициента теплоотдачи вынуждает применять микропроцессор для управления ею, а для работы самого микропроцессора требуется много различных устройств, таких, как блок синхронизации, блок ввода информации и т.д. что повышает стоимость устройства и усложняет его;
в каждой ячейке матрицы записано конечное число (или часть числа) коэффициента теплоотдачи, которое дискретно, и чем меньше шаг дискретности, тем выше точность, но резко усложняется схема, а чем больше шаг, тем ниже точность, но упрощается схема, т.е. в данной ситуации, как правило, выбирают среднюю точность и сложность схемы, что влияет на точность коэффициента теплоотдачи устройства;
сложность внедрения и эксплуатации, т.к. для ремонта требуются дорогостоящие стенды и высококвалифицированные специалисты, что увеличивает расходы на внедрение и эксплуатацию;
низкий срок окупаемости, т.к. подобный счетчик тепловой энергии достаточно дорого стоит, т. е. далеко не каждый может приобрести данное устройство, а это значит, что не решается проблема индивидуального учета тепловой энергии.However, this device has a number of significant disadvantages:
the description of this application says that since the room temperature of 20 o C is equal to a constant, then the heat transfer coefficient α can be simplified as a constant, but this cannot be agreed, because room temperature can vary from 5 o C to 30 o C, and the temperature difference between the surface temperature of the heater and room temperature varies from 5 o C to 95 o C, while the heat transfer coefficient varies from 3 to 6, i.e. two times, it is obvious that the readings of thermal energy will also differ from the true two times, which dramatically affects the accuracy of the measurement;
the use of a matrix for calculating the heat transfer coefficient makes it necessary to use a microprocessor to control it, and the microprocessor itself requires many different devices, such as a synchronization unit, an information input unit, etc. which increases the cost of the device and complicates it;
each cell of the matrix contains a finite number (or part of the number) of the heat transfer coefficient, which is discrete, and the smaller the step of discreteness, the higher the accuracy, but the circuit is sharply complicated, and the larger the step, the lower the accuracy, but the circuit is simplified, i.e. in this situation, as a rule, choose the average accuracy and complexity of the circuit, which affects the accuracy of the heat transfer coefficient of the device;
complexity of implementation and operation, as repairs require expensive stands and highly qualified specialists, which increases the cost of implementation and operation;
low payback period, as such a heat energy meter is quite expensive, that is, not everyone can purchase this device, which means that the problem of individual metering of thermal energy is not solved.

Из сказанного можно сделать вывод, что измерение потребляемой тепловой энергии осуществляется с низкой точностью, при больших стоимости и расходах на внедрение и эксплуатацию. From the foregoing, we can conclude that the measurement of consumed thermal energy is carried out with low accuracy, at high costs and costs of implementation and operation.

Технический результат изобретения повышение точности измерения тепловой энергии, снижение стоимости устройства и трудозатрат при внедрении и эксплуатации. The technical result of the invention is improving the accuracy of measuring thermal energy, reducing the cost of the device and labor costs during implementation and operation.

Это достигается тем, что в устройство введен усилитель, включенный параллельно задатчику площади поверхности отопительного прибора, при этом первый вход усилителя соединен с первым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи и с выходом термопреобразователя для измерения температуры в помещении, второй вход усилителя соединен с вторым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи и с выходом термопреобразователя для измерения температуры поверхности отопительного прибора, а выход усилителя соединен с первым входом блока обработки сигнала и индикации, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления коэффициента теплоотдачи, выполненного в виде решающего усилителя, реализующего предложенную функциональную зависимость коэффициента теплоотдачи от разности температур (α = fΔt). This is achieved by the fact that an amplifier is inserted into the device, connected in parallel with the heater surface area setter, while the first input of the amplifier is connected to the first input of the unit for calculating the heat transfer coefficient and to the output of the thermal converter for measuring room temperature, the second input of the amplifier is connected to the second input of the calculation unit heat transfer coefficient and with the output of the thermal converter for measuring the surface temperature of the heater, and the output of the amplifier is connected to the first input of the unit rabotki indication signal and a second input coupled to an output of the calculation of heat transfer coefficient, formed as a casting amplifier embodying the proposed functional dependence of heat transfer coefficient on the temperature difference (α = fΔt).

На фиг. 1 показана блок-схема устройства учета тепловой энергии, состоящая из термопреобразователя 1 для измерения температуры поверхности отопительного прибора, термопреобразователя 2 для измерения температуры в помещении, задатчика 3 площади поверхности отопительного прибора, выполненного в виде переменного резистора, усилителя 4, блока вычисления коэффициента теплоотдачи 5 и блока обработки сигнала и индикации 6. In FIG. 1 shows a block diagram of a thermal energy metering device, consisting of a temperature transducer 1 for measuring the surface temperature of a heating device, a temperature transducer 2 for measuring the temperature in a room, a unit 3 of the surface area of the heating device, made in the form of a variable resistor, amplifier 4, heat transfer coefficient calculation unit 5 and a signal processing and indication unit 6.

Усилитель 4 включен параллельно задатчику 3 площади поверхности отопительного прибора, при этом первый вход усилителя 4 соединен с первым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи 5 и с выходом термопреобразователя 2 для измерения температуры в помещении, второй вход усилителя 4 соединен с вторым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи 5 и с выходом термопреобразователя 1 для измерения температуры поверхности отопительного прибора, а выход усилителя 4 соединен с первым входом блока обработки сигнала и индикации 6, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления коэффициента теплоотдачи 5, выполненного в виде решающего усилителя, реализующего функциональную зависимость коэффициента теплоотдачи от разности температур (α = fΔt), точнее α = fΔtx0,03+3 (см. фиг. 2).The amplifier 4 is connected in parallel to the setpoint 3 of the surface area of the heater, while the first input of the amplifier 4 is connected to the first input of the heat transfer coefficient calculation unit 5 and to the output of the thermal converter 2 to measure the room temperature, the second input of the amplifier 4 is connected to the second input of the heat transfer coefficient calculation unit 5 and with the output of the thermal converter 1 for measuring the surface temperature of the heater, and the output of the amplifier 4 is connected to the first input of the signal processing and indication unit 6, the second the course of which is connected to the output of the block for calculating the heat transfer coefficient 5, made in the form of a decisive amplifier that implements the functional dependence of the heat transfer coefficient on the temperature difference (α = fΔt), more precisely α = fΔt x 0.03 + 3 (see Fig. 2).

Устройство работает следующим образом. Задатчиком 3 устанавливается выбираемая величина площади поверхности отопительного прибора (м2) (см. "Справочник проектировщика. Отопление, водопровод, канализация", под редакцией канд. тех. наук И.Г. Староверова, М. Стройиздат, 1975, с. 41 46). В случае, если площадь отопительного прибора приводится в справочнике на одну секцию, то необходимо эту величину умножить на количество реально существующих секций в отопительном приборе, причем установка площади производится один раз при установке устройства или замене отопительного прибора.The device operates as follows. The setter 3 sets the selectable surface area of the heating device (m 2 ) (see. "Designer's reference book. Heating, water supply, sewage", edited by Candidate of Technical Sciences I.G. Staroverova, M. Stroyizdat, 1975, p. 41 46 ) If the area of the heating device is given in the directory by one section, then this value must be multiplied by the number of really existing sections in the heating device, and the area is set once when the device is installed or the heater is replaced.

Термопреобразователи 1, 2 измеряют температуру поверхности отопительного прибора и воздуха в отапливаемом помещении, соответственно. Сигналы температур (Δt) умножается на заданную площадь поверхности отопительного прибора (T), т. е. Δt•T. Одновременно сигналы с термопреобразователей поступают на входы блока вычисления коэффициента теплоотдачи 5, где по разности температур (Δt) вычисляется коэффициент теплоотдачи (α) по заданной функции α = fΔtx0,03+3, в диапазоне разности температур 5-95oC. Сигналы с выхода усилителя поступает на первый вход блока обработки сигнала и индикации, а с выхода блока вычисления коэффициента теплоотдачи на второй вход, где сигналы перемножаются и произведение выводится на индикатор, т.е. ΔtxTxα = Q, где Q тепловая энергия отопительного прибора.Thermocouples 1, 2 measure the surface temperature of the heater and air in a heated room, respectively. Temperature signals (Δt) are multiplied by a given surface area of the heater (T), ie Δt • T. At the same time, the signals from the thermal converters are fed to the inputs of the heat transfer coefficient calculation unit 5, where the heat transfer coefficient (α) is calculated from the temperature difference (Δt) by the given function α = fΔt x 0.03 + 3, in the temperature difference range of 5-95 o C. from the amplifier output goes to the first input of the signal processing and indication unit, and from the output of the heat transfer coefficient calculation unit to the second input, where the signals are multiplied and the product is displayed on the indicator, i.e. Δt x T x α = Q, where Q is the thermal energy of the heater.

В результате применения предложенного блока вычисления коэффициента теплоотдачи упростилась схема блока и повысилась точность измерения как коэффициента теплоотдачи, так и всей тепловой энергии, а также уменьшилась стоимость и значительно упростилась схема устройства. As a result of the application of the proposed block for calculating the heat transfer coefficient, the block scheme was simplified and the measurement accuracy of both the heat transfer coefficient and all thermal energy was improved, as well as the cost was reduced and the device scheme was greatly simplified.

Claims (1)

Устройство учета расхода тепловой энергии отопительного прибора, содержащее термопреобразователь для измерения температуры поверхности отопительного прибора, термопреобразователь для измерения температуры в помещении, задатчик площади поверхности отопительного прибора, выполненный в виде переменного резистора, блок вычисления коэффициента теплоотдачи и блок обработки сигнала и индикации, отличающееся тем, что в него введен усилитель, включенный параллельно задатчику площади поверхности отопительного прибора, при этом первый вход усилителя соединен с первым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи и с выходом термопреобразователя для измерения температуры в помещении, второй вход усилителя соединен с вторым входом блока вычисления коэффициента теплоотдачи и с выходом термопреобразователя для измерения температуры поверхности отопительного прибора, а выход усилителя соединен с первым входом блока обработки сигнала и индикации, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления коэффициента теплоотдачи, выполненного в виде решающего усилителя, реализующего функциональную зависимость коэффициента теплоотдачи от разности температур. A device for measuring the heat energy consumption of a heating device, comprising a temperature transducer for measuring a surface temperature of a heating device, a temperature transducer for measuring a room temperature, a surface unit of a heating device made in the form of a variable resistor, a heat transfer coefficient calculation unit and a signal and indication processing unit, characterized in that an amplifier is inserted into it, connected in parallel with the setter of the surface area of the heater, while the first input the amplifier is connected to the first input of the heat transfer coefficient calculation unit and with the output of the thermal converter for measuring the room temperature, the second input of the amplifier is connected to the second input of the heat transfer coefficient calculation unit and with the output of the thermal converter for measuring the surface temperature of the heater, and the amplifier output is connected to the first input of the processing unit signal and indication, the second input of which is connected to the output of the block for calculating the heat transfer coefficient, made in the form of a decisive amplifier Implementing the functional dependence of heat transfer coefficient on the temperature difference.
RU95102356A 1995-02-20 1995-02-20 Device for metering the heat energy consumption of heating appliance RU2095769C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95102356A RU2095769C1 (en) 1995-02-20 1995-02-20 Device for metering the heat energy consumption of heating appliance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95102356A RU2095769C1 (en) 1995-02-20 1995-02-20 Device for metering the heat energy consumption of heating appliance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95102356A RU95102356A (en) 1996-11-20
RU2095769C1 true RU2095769C1 (en) 1997-11-10

Family

ID=20164922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95102356A RU2095769C1 (en) 1995-02-20 1995-02-20 Device for metering the heat energy consumption of heating appliance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095769C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019190341A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Техем Энерджи Сервисиз Гмбх Method for determining the heat output of a heating device and heat cost allocator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US, патент, 4473307, кл. G 01 K 17/06, 1984. DE, заявка, 3130591, кл. G 01 K 17/08, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019190341A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Техем Энерджи Сервисиз Гмбх Method for determining the heat output of a heating device and heat cost allocator

Also Published As

Publication number Publication date
RU95102356A (en) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100443871C (en) Electronic thermometer
JPS58501094A (en) A method for determining at least one instantaneous parameter of a fluid associated with heat exchange of a probe immersed in the fluid, and an apparatus for carrying out the method.
US4568198A (en) Method and apparatus for the determination of the heat transfer coefficient
RU2095769C1 (en) Device for metering the heat energy consumption of heating appliance
US4770037A (en) Method for determining the flow of a fluid
CN102095507B (en) Method for measuring smaller cooling liquid temperature difference in thermal balance of internal combustion engine by jointed thermocouples
SU1778558A1 (en) Device for checking heat meters
RU2287789C1 (en) Heat energy by-flat cost keeping method
RU2138029C1 (en) Process determining heat consumption by local consumers who are members of united system of heat consumers
GB2077928A (en) Heat meter device
RU2631007C1 (en) Heat meter based on overhead sensors
JP4723300B2 (en) Floor heating device, temperature control method thereof, and control program for floor heating device
Lahti et al. Polymerization calorimeter. Part 1. Modelling and characterization
JPH0862059A (en) Integrating calorimeter
Raynaud et al. Experimental validation of a new space marching finite difference algorithm for the inverse heat conduction problem
RU2762534C1 (en) Method for determining heat transfer coefficient of materials and device for its implementation
JPS6258124A (en) Apparatus for measuring heat quantity
JPS6126829A (en) Measuring device for temperature in piping
SU559132A1 (en) Device for measuring the heat transfer of a biological object
RU2152008C1 (en) Heat counter device
RU2726898C2 (en) Device for direct measurements of heat power and amount of heat in independent heating systems
RU2105958C1 (en) Method of local check and account of heat consumption
RU2196308C2 (en) Procedure of local control and metering of heat consumption
SU513304A1 (en) Device for determining the heat capacity of materials
Abramchuk et al. Dynamic method for measuring thermal characteristics of heating devices