WO1981002786A1 - Device for measuring heat consumption for heating installation - Google Patents

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WO1981002786A1
WO1981002786A1 PCT/DE1981/000049 DE8100049W WO8102786A1 WO 1981002786 A1 WO1981002786 A1 WO 1981002786A1 DE 8100049 W DE8100049 W DE 8100049W WO 8102786 A1 WO8102786 A1 WO 8102786A1
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WO
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radiator
frequency
quartz crystal
pulses
frequency difference
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PCT/DE1981/000049
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Inventor
H Ziegler
Original Assignee
H Ziegler
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/32—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using change of resonant frequency of a crystal

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the heat consumption for heating systems according to the generic term of claim 1.
  • thermocouples are used as temperature sensors, the output signals of which are transmitted in analog form to a central counting point.
  • thermocouples only generate small voltages, which cause losses in the transmission lines to the central metering point.
  • the thermal voltage output is also heavily load-dependent; you have to take the length of the transmission line into account.
  • the present invention is intended to provide a device for measuring the heat consumption for heating systems according to the preamble of claim 1, which is suitable for both decentralized and central recording of the heat consumption and works with high reliability.
  • a measuring device In the measuring device according to the invention, use is made of the fact that the technology in the field of electronic quartz watches has advanced considerably.
  • the quartz crystals and semiconductor chips used in these watches, which contain the frequency dividers, counters, memories and display drivers, as well as the frequently used liquid crystal segment displays are available in excellent quality for very low prices due to their manufacture in very large series.
  • Complete hour and quartz wristwatches with seconds, minutes and date display for one year, including metal wristbands, are already commercially available for around 30 to 40 DM.
  • the measuring device according to the invention is despite considerable better precision and, despite lower maintenance requirements, cost-competitive even with the most common simple evaporation meters so far. Reading is much easier; the measuring range that can be covered by the individual measuring device is much larger; and the apartment owner always has a clear and easily readable display of the total consumption so far.
  • a measuring device has high sensitivity.
  • the sensitivity of the measuring device is selected according to the size of the associated radiator. This is done simply by selecting the cutting direction of the quartz crystal; by mere different assembly with
  • Quartz crystals can be used to scale the measuring device for a specific room.
  • a measuring device as specified in claim 4, can also be produced by small companies not previously active in this area simply using ready-made quartz watches, which can only be modified very slightly if this cannot already be done by the watch manufacturer.
  • a particularly good thermal coupling of the quartz crystal to the watch case and thus also to the radiator is obtained.
  • a measuring device according to claim 6 it is ensured in a simple manner that the occupants of the room cannot falsify the measurement result.
  • the cover also serves as the clock on the retaining plate elastically pressing leaf spring. So you always get a tight fit of the bottom of the watch case on the holding plate even with thermally induced dimensional changes of the holding plate or with manufacturing-related dimensional fluctuations of the clock or holding plate or when using clocks from different manufacturers.
  • the development of the invention according to claim 12 is advantageous with regard to a good thermal coupling of the watch case to the heating plate even when the case base is uneven. You also get a full and tipping free contact of the watch case on the mounting plate without the often uneven bottom needing to be turned over.
  • a measuring device can be very easily attached to existing and not specially prepared radiators.
  • the heat consumption in a room is determined even more precisely, since not only the temperature of the radiator, but also the room temperature and the return temperature are taken into account.
  • the output signals of the two Schwingquare are first summarized differentially, and a counter of the counting device is only with the
  • Beat frequency applied This is of particular advantage if the counter is located locally away from the quartz crystals, since the electrical power required for the transmission of the pulses can then be kept small. A low electrical power consumption is very important because the entire measuring device should generally be operated exclusively from batteries, so that the heat consumption measurement is ensured even if the electrical network fails.
  • the calculation of the beat frequency is ensured in a simple circuit-technical manner exclusively for positive frequency differences.
  • the development of the invention according to claim 17 is advantageous in terms of keeping the required signal transmission power small.
  • the transmitted signals are of low frequency and are therefore safely below the frequency prescribed by Swiss Post for systems requiring approval. No special effort is required for the transmission lines either.
  • the development of the invention according to claim 18 is advantageous because the interference immunity of the signal transmission is even better. If one of the pulses of a pulse group is lost or individual interference pulses are injected into the transmission line, the measurement result as a whole is only slightly influenced. In addition, the number of pulses contained in a pulse group can be used to easily take the desired additional consideration of the radiator size, as specified in claim 19, or additionally to take into account the water throughput through the radiator, as indicated in claim 20.
  • the claim 21 specifies a pulse train generator that can be put together from a few simple building groups, with the use of an intermediate output of the frequency divider of the clock as a free-running frequency generator in practice only requiring a monostable multivibrator and an AND gate.
  • claim 23 specifies a simple way of how to obtain an increase in the pulses emitted in a pulse group by the pulse train generator with increasing throughput, that is, the distance between the pulses emitted by the flow meter.
  • each pulse provided by the frequency difference computers for the different rooms is detected with certainty by the central selection device.
  • a pulse train generator need not be provided; the further processing of the transmitted impulses, in particular the multiplication with the scaling factors assigned to the radiator size, takes place in a computer belonging to the central counting device.
  • the overall result is preferably stored in such a way that the computer outputs counting pulses to an electromechanical counter, which thus stores the overall result.
  • the development of the invention according to claim 26 is advantageous in terms of keeping the energy consumption small. Even if the display part of conventional wristwatches continues to run, they can work with a battery for several (3 to 5) years. If the display part is put out of operation, at least this battery life is absolutely guaranteed. No maintenance is required on the measuring device within this period work and only has to read the meter reading at the end of each heating period.
  • the development of the invention according to claim 28 is advantageous because both the part of the measuring device attached to the radiator and the part of the measuring device attached in the room or the part of the measuring device attached when the radiator returns can be designed and manufactured exactly the same. This is of great advantage in terms of low manufacturing costs and simple storage.
  • Fig. 1 the upper part of two adjacent members of a radiator of a hot water heating system with an intermediate heat consumption knife, which with minor modifications can also be used as a heat consumption sensor, a system with central reading of the heat consumption;
  • FIG. 2 a vertical section through the heat consumption meter shown in FIG. 1;
  • Fig. 3 a block diagram of a system for measuring the heat consumption in three different rooms of an apartment with a central reading
  • 4 a block diagram of a modified system for measuring the heat consumption in three different rooms of an apartment with a central reading
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of a controllable pulse train generator which is used in the system according to FIG. 3;
  • FIG. 6 a plan view of the opened back of a slightly modified quartz wristwatch, which shows the main part of the heat consumption meter according to FIG. 1 or of heat consumption sensors of the system according to FIGS. 3 and 4;
  • FIG. 7 a circuit diagram of a further controllable pulse train generator for use in the system according to FIG. 3, which is suitable for use with a flow meter emitting pulses.
  • Fig. 1 shows the upper portion of two radiator elements 10, 12. Between these, a heat consumption meter, generally designated 14, is fixedly arranged in heat-conducting contact.
  • the heat consumption meter 14 has a holding plate 16 which has a cup-shaped depression 18. Lateral legs 20 of the support plate are folded so that they run parallel to the surface of the radiator members 10, 12 and can be welded to them or using a heat-resistant adhesive, e.g. a two-component plastic adhesive can be glued.
  • a heat-resistant adhesive e.g. a two-component plastic adhesive can be glued.
  • the holding plate 16 also has legs pointing forward 22 and 24, which form a holding frame for a cover 26.
  • Leaf spring arms 28, 30, which have nose-shaped spring sections 32, are separated from the legs 22 and 24 by incisions. These sections drop slowly to the left and steeply to the right in FIG. 2 and thus enable the cover 26 to be pushed in easily and at the same time to be securely locked therein.
  • a sealing wire 34 is drawn, the ends of which are closed by a seal 36.
  • the sealing wire 34 prevents the cover 26 from being removed unless the seal 36 is destroyed.
  • a quartz wristwatch 38 with segment display for seconds, minutes, hour and date (for a year) is attached, as it is commercially available at low cost.
  • the bracelet has been removed.
  • a plastic layer 42 of preferably tough, heat-conducting, plastically deformable material is preferably tough, heat-conducting, plastically deformable material. This layer ensures a tight fit and a good thermal coupling of the watch case 40 to the holding plate 16 regardless of the respective flatness of the rear of the watch case.
  • the rectangular cover 26 made of elastically deformable glass-clear material has a corrugated transverse cross-sectional shape, such that a central section of the cover in the unloaded state has a greater height than the distance between the nose-shaped spring sections 32 and the front corresponds to the wristwatch 38 inserted into the recess 18. In this way, the cover 26 constantly presses the wristwatch 38 against the inserted state the bottom of the recess 18.
  • the cover 26 is preferably made of clear plastic such as acrylic glass. Such a material can be easily brought into the form described, has good elasticity and enables an unobstructed reading of the display field of the watch.
  • the wristwatch 38 contains a quartz crystal which is usually tuned to a frequency of 32 kHz. This coordination takes place by cutting out a block of quartz from a single-crystal quartz plate while observing precisely specified dimensions and in a very specific direction with respect to the crystal axes of the quartz.
  • the mechanical natural frequency of the quartz block also depends on the modulus of elasticity and the density of the quartz material. These two sizes are temperature dependent. By selecting the cutting direction with respect to the crystal axes, the change in the natural frequency of the quartz crystal with the temperature can be kept small. Indeed, such wristwatches have good accuracy when worn on the arm or stored away at room temperature.
  • the watch In the event of large temperature deviations from the normal working temperature envisaged when designing the watch, however, the watch systematically goes wrong, more precisely, at higher temperatures.
  • This effect is used specifically in the heat consumption meter described above: the respective working frequency of the quartz crystal corresponds to the temperature at which it is located; the The counter of the clock, which adds up the suitable divided output pulses of the quartz crystal, also forms the integral of the temperature over time when the counter reading is compared with the real time.
  • the temperature integral is an indication of the total amount of heat that you emit.
  • the heat consumption measurement is thus carried out using the heat consumption meter shown in Figs. 1 and 2 simply as follows: the wrist watch 38 is set to normal time at the beginning of the heating period (using one of the watch's setting and display control buttons 44) or the difference between real time and that Wristwatch 38 just displayed time is written down. After the heating period, the difference between the time displayed by the wristwatch 38 and the real time is determined again (and, if necessary, the difference already present at the beginning of the heating period is subtracted from this difference). The number thus obtained is a direct measure of the heat consumption. This determination can also be easily carried out by the residents of the apartment during the heating period in order to continuously monitor the heat consumption.
  • a conventional quartz wristwatch essentially consists of the watch case 40, of a printed circuit 46 which carries the integrated circuits 48 for dividing down the frequency emitted by the quartz crystal, for counting and for controlling the segment display and for presetting the watch, from a holder 50 for a button cell 52 and from the quartz crystal 54 soldered to the printed circuit 46, which is in its own small housing. It is therefore easily possible to replace the quartz crystal 54.
  • the quartz crystal 54 is cut in such a way that the temperature response of its natural frequency is small. You can now cut a quartz crystal, which is particularly well suited for heat consumption measurement, in reverse, in a direction in which the temperature response of the natural frequency is very large. These directions are also known, the corresponding changeover of the crystal saw devices presents no difficulties. In this way, one can increase the difference between the "time" displayed by the wristwatch and the real time, which represents the heat consumption, and thus improve the sensitivity of the heat consumption meter.
  • the thermal coupling of the quartz crystal 54 to the watch case 40 can be further improved by connecting it to the watch case 40 via a grease or potting compound 56, which is indicated by dots in FIG. 6.
  • the heat consumption meter described above which, as said, can be produced from a conventional quartz wristwatch without or with very slight modifications, can also be used as a temperature sensor for central heat consumption measuring systems with further minor modifications, as will now be described below with the aid of further examples.
  • Fig. 3 shows a heat consumption measuring system with an outside of the apartment, e.g. Consumption indicator 58 arranged in the stairwell.
  • a computer 60 which at the same time specifies the work of a multiplexer 62 and can be connected to intermediate meters 64, 66, 68 via this.
  • the latter are each assigned to one of the rooms in the apartment in question and show the total previous heat consumption in the assigned room.
  • the computer 60 adds the levels of the counters 64, 66 and 68 at predetermined time intervals and updates the consumption display 58 accordingly.
  • the latter, the computer, the multiplexer and the intermediate meters for the individual rooms are combined into one unit.
  • the computer and the multiplexer can also be used for rooms in other apartments on the same floor, the computer then controlling correspondingly more consumption indicators (one for each apartment) and programmed so that it is the sum of the meter readings of one Outputs the intermediate meter belonging to the assigned consumption display.
  • the intermediate counters 64, 66 and 68 are on the input side Consumption-sensing units 70, 72, 74 connected, which are each arranged in a room and are connected via transmission lines 76, 78, 80 to the intermediate meters 64, 66, 68 arranged in the stairwell.
  • the sensing units 70, 72, 74 work in such a way that they emit pulse trains at a frequency which corresponds to the difference between the radiator temperature and room temperature (or the difference between the inlet temperature and the return temperature of the radiator), the number of pulses of which depends on the size of the radiator and / or depends on the water flow through the radiator.
  • sensing unit 70 In Fig. 3 only details of the sensing unit 70 are shown, the other sensing units have the same structure.
  • the sensing unit 70 comprises two temperature sensors 82 and 84, which are constructed in exactly the same way as the heat consumption meter 14 according to FIGS. 1, 2 and 6. Only a coaster output of the frequency divider downstream of the quartz crystal is connected to an output line 86 and 88, respectively.
  • the most easily accessible output of this type is generally the one with 1 Hz, which is also particularly suitable with regard to the required capacity of the intermediate meters.
  • the temperature sensor 82 is intended to measure the average radiator temperature and for this purpose is located between the middle radiator members at about 60% of the height of the radiator.
  • the temperature sensor 84 is installed in a wall of the room under consideration, which is not a direct one
  • the temperature sensor 82 can also be arranged at the inlet connector of the radiator and the temperature sensor 84 at the outlet connector. In both cases, the temperature sensor 82 is at a higher temperature than the temperature sensor 84, thus emits pulses at the 1 Hz output terminal with a somewhat higher frequency than the temperature sensor 84, as is shown in a greatly exaggerated manner in FIG. 3. In reality, the frequency difference is only a few parts per thousand. This frequency difference is a measure of the current heat output from the radiator.
  • a flip-flop 90 and an AND gate 92 are provided to determine the frequency beat.
  • the set input S of the flip-flop 90 is connected to the temperature sensor 82, its reset input R to the temperature sensor 84.
  • the inputs of the AND gate 92 are connected to the "1" output of the flip-flop 90 or the output of the temperature sensor 82. This gives a pulse at the output of the AND gate 92 when the phase position of the pulses emitted by the temperature sensor 82 has shifted over time to that of the pulses emitted by the temperature sensor 84 to such an extent that two pulses from the temperature sensor 82 just between two Pulses from the temperature sensor 84 match. Only then is the AND gate 92 already controlled by a previous pulse and allows the subsequent pulse to run through the temperature sensor 82.
  • the flip-flop 90 is reset by the temperature sensor 84 before the next pulse from the temperature sensor 82 arrives. If the flip-flop 90 switches very quickly, compared to the length of the pulses, the set input of the flip-flop 90 is preceded by a delay path, so that it is ensured that the pulses of the temperature sensor 82 do not open the AND gate 92 themselves can.
  • pulses are only obtained at the output of the AND gate 92 if the frequency of the temperature sensor 82 is greater than that of the temperature sensor 84. There is therefore no counting in the intermediate counter 64 if in In summer, the temperature sensor 82 attached to the radiator should be once colder than the temperature sensor 84 attached to a building wall.
  • the output of the AND gate 92 is connected to the input of a pulse train generator 94, which emits a predetermined number of pulses when activated. This number is preset with regard to the radiator size of the room under consideration and can - if desired by modifying the signal of a control line 96 - be additionally modified in accordance with the water throughput through the radiator.
  • the output of the pulse train generator 94 is connected to the intermediate counter 64 via the transmission line 76.
  • the output signal of the pulse train generator 94 is also given to the counter and display electronics of one of the wristwatches, which was used to build the temperature sensor 82 or 84 ver. This counting and display electronics together with the associated segment display is indicated schematically in FIG. 3 at 98.
  • the flip-flop 90, the AND gate 92 and the pulse train generator 94 are preferably attached to the holding board of one of the two temperature sensors. You then only have to interrupt the connection between the 1 Hz output of the frequency divider and the counter of the clock in the corresponding wristwatch, connect this output to the flip-flop 90 and the output of the pulse train generator 94 again to the input of the counter of the clock connect to. With the other temperature sensor, the display, its driver and the counter can be deactivated.
  • the meter and the display can also be used the wristwatch of the first temperature sensor can be taken out of operation.
  • transparent covers 26 opaque covers in the color of the radiator or the wall can then be used in these cases, for example appropriately painted covers.
  • An AND gate 100 is connected on the input side to a free-running frequency generator 102, which is set to a frequency between 10 and 1000 Hz, and to a monostable multivibrator 104, the period of which can be preset manually by means of a potentiometer in accordance with the radiator size and additionally by applying signal the control line 96 can be modified.
  • a corresponding analog output signal can be provided by a corresponding water flow meter, which is additionally attached to the radiator.
  • Such a flow meter is used in particular when the two temperature sensors are mounted at the inlet or outlet of the radiator. It is understood that one can determine the total heat consumption of an apartment using only two temperature sensors and a flow meter, if the radiators of the apartment are fed from a common supply line and are connected to a common return line.
  • the flip-flop 104 is triggered by the AND element 92, a number of pulses is thus obtained at the output of the AND element 100, which is assigned to the size of the radiator and / or the water throughput of the radiator.
  • This pulse train then arrives at the intermediate counter 64, which counts up accordingly.
  • signal transmission between the individual rooms and the central counting device takes place only rarely, so the power requirement for this is low.
  • a signal is transmitted, however, it consists of a large number of pulses, so that the eventual loss of a single pulse or the random scattering of an interference pulse is practically insignificant for the overall result.
  • the number of pulses of a train can easily be used to carry out the multiplication of the temperature difference x heat dissipation surface of the radiator, as already explained above.
  • Fig. 4 shows a modified heat consumption measuring system with a central reading.
  • Sensor units 106, 108, 110 which each correspond to the left part of the sensor unit 70 with the temperature sensors 82, 84, the flip-flop 90 and the AND gate 92, trigger downstream monostable flip-flops 112, 114, 116, which are connected via transmission lines 118, 120, 122 are connected to the inputs of a multiplexer 124, which is connected on the output side to a computer 126.
  • the computer 126 controls the operation of the multiplexer 124 via a line 128 and sends counting pulses to an electromechanical counter 130.
  • the period of the flip-flops 112, 114, 116 is greater than the total period of the multiplexer 124, but is still small compared to the time that lies under normal operating conditions between successive pulses at the output of the sensor units 106, 108, 110.
  • the period of the flip-flops 112, 114, 116 is preferably a multiple of the period of the multiplexer 124.
  • the computer has a read-only memory for each of the rooms, in which there is a multiplier assigned to the radiator size. Every time computer 126 determines that the signal level on one of the transmission lines has changed since the last monitoring, it gives the electromechanical counter such a number of counting pulses as is specified by the read-only memory assigned to this transmission line.
  • Monitoring can be limited to signal level changes in one direction (e.g. from low level to high level); It is particularly advantageous if both falling and increasing level changes are used, since the consequences of transmission errors are kept small.
  • the computer can also additionally check whether the level change just observed is compatible with the level change registered last and thus subsequently reconstruct any level changes that have been overlooked. This ensures a very high level of signal transmission security between the sensing units and the computer, although individual pulses are only given to the computer relatively rarely.
  • Does the computer set e.g. a level change from high level to low level and if the last level change was of the same nature, he knows that a level change from low level to high level has been lost due to an error in the signal transmission. He can then take this level change into account in a corrective manner by additionally transmitting a corresponding number of counting pulses to the counter 130.
  • This correction can additionally be carried out under the restrictive condition that between the level changes under consideration there must be a minimum number of multiplexer cycles, the total duration of which is somewhat shorter than the smallest distance to be expected in normal operation between successive pulses of the sensor units 106, 108, 110 any short-term interruption of the pulses emitted by the flip-flops as a result of bad contacts or interfering interference pulses cannot falsify the heat measurement.
  • the computer 126 can also adaptively determine the corresponding minimum number of multiplexer cycles for each transmission line itself by continuously monitoring after how many cycles in the past the pulses followed on average on this transmission line.
  • Fig. 7 shows a modified pulse train generator 94 which is more suitable for use with a flow meter which provides pulses at a frequency associated with the throughput.
  • Such flow meters with impellers and contactless sensors responsive to their passing are commercially available in various forms. With simultaneous temperature measurement of the incoming and outgoing water using temperature sensors as described above, they enable a particularly exact determination of the heat actually emitted by the radiator.
  • the one according to FIG. 7 has a free-running frequency generator 102 and an AND gate 100 connected downstream of it.
  • the control of the AND gate 100 is now carried out by a "monostable multivibrator" 104 which can be controlled in its period by the digital signals of the flow meter, to which two flip-flops 132, 134, three AND gates 136, 138, 140, a two-digit binary counter 142 and include a monostable multivibrator 144.
  • Their interconnection can be seen in detail in the drawing and also results from the following functional description:
  • the flow meter generates 96 pulses on the control line, the greater the throughput, the smaller the distance between them. These impulses are usually blocked by AND gate 136 since flip-flop 132, like flip-flop 134, is normally reset. The same applies to the binary counter 142, the reset state of which corresponds to the number "1".
  • the flip-flop 132 If the flip-flop 132 is set from the output of the AND gate 92, the first subsequent pulse on the control line 96 can switch the binary counter 142 to "0".
  • the signal at the "0" output of the binary counter 142 is passed through by the AND gate 138, since its other input is connected to the "0" output of the flip-flop 134, which is still on hold. This triggers the monostable multivibrator 144.
  • their output signal does not yet reach the AND gate 100 because the AND gate 140 connected to the "1" output terminal of the flip-flop 134 is still blocking.
  • the binary counter 142 With the next pulse on the control line 96, the binary counter 142 is now switched to "1", whereby the flip-flop 134 is set. Now the AND gate 140 is controlled, and the pulses of the frequency generator 102 are output via the AND gate 100 until the pulse emitted by the flip-flop 144 ends. A new triggering of the flip-flop 144 by pulses supplied by the flow meter is not possible since the flip-flop 132 is reset with the first pulse of the pulse train indicated by the AND gate 100, so that the AND gate 136 locks again. At the same time, the binary counter 142 and the flip-flop 134 are also returned to their initial state.
  • the pulse train generator 94 thus outputs Ira pulse trains which contain the more pulses, the faster the pulses of the flow meter follow one another, that is to say the greater the throughput.
  • the period of the monostable multivibrator 144 is before in terms of the radiator size set. It can be seen that the total number of pulses emitted by the AND element 100 is greater, the greater the measured temperature difference and the greater the measured throughput through the radiator.
  • the pulse train generator according to FIG. 7 can easily be put together from a few cheap standard components.

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Abstract

Device for measuring heat produced by the heating element of a heating installation provided with a cut oscillating quartz as a temperature sensitive element. Its digital oscillating signal is integrated by a counter. By using a second oscillating quartz which is also temperature sensitive within the same device the produced heat can be digitally obtained by a measure of difference. Such a heat measuring device can be made by using an ordinary quartz watch especially a wrist watch (38). In order to improve sensitivity an oscillating quartz cut according to temperature can be used.

Description

EINRICHTUNG ZUM MESSEN DES WÄRMEVERBRAUCHS FÜR HEIZANLAGENDEVICE FOR MEASURING HEAT CONSUMPTION FOR HEATING SYSTEMS
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen des Wärmeverbrauchs für Heizanlagen gemäß dem Gberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a device for measuring the heat consumption for heating systems according to the generic term of claim 1.
Derartige Meßeinrichtungen sind in einem 1978 erschienenen Sonderbericht des Institutes für Landes- und Stadtentwicklungsforschung des Landes Nordrhein-Westfalen (ILS) mit dem Titel "Wärmeenergieerfassung im Wohnungsbau" beschrieben. Bei dieser bekannten Meßeinrichtung werden als Temperaturfühler Thermoelemente verwendet, deren Ausgangssignale in analoger Form an eine zentrale Zählstelle übermittelt werden.Such measuring devices are described in a special report published in 1978 by the Institute for State and Urban Development Research of the State of North Rhine-Westphalia (ILS) with the title "Heat Energy Detection in Housing". In this known measuring device, thermocouples are used as temperature sensors, the output signals of which are transmitted in analog form to a central counting point.
Thermoelemente erzeugen jedoch nur kleine Spannungen, bei denen Verluste in den Übertragungsleitungen zur zentralen Zählstelle stark zu Buche schlagen. Die abgegebene Thermo-spannung ist zudem stark lastabhängig; man muß also die Länge der Übertragungsleitung jeweils rechnerisch mitberücksichtigen. Diese Nachteile kann man auch durch Verwendung von Übertragungsverstärkern nur zum Teil ausräumen. Derartige Verstärker sind zudem teuer, benötigen gesonderten Platz und bedingen erhöhte Installationskosten.However, thermocouples only generate small voltages, which cause losses in the transmission lines to the central metering point. The thermal voltage output is also heavily load-dependent; you have to take the length of the transmission line into account. These disadvantages can only be partially eliminated by using transmission amplifiers. Such amplifiers are also expensive, require separate space and involve increased installation costs.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Einrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches für Heizanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geschaffen werden, welche bil¬lig ist sowohl zur dezentralen als auch zur zentralen Εrfassung des Wärmeverbrauches geeignet ist und mit hoher Zuverlässigkeit, arbeitet .The present invention is intended to provide a device for measuring the heat consumption for heating systems according to the preamble of claim 1, which is suitable for both decentralized and central recording of the heat consumption and works with high reliability.
Diese Aufgabe ist erfijιdungsgemäß gelöst durch eine Meß einrichtung gemäß Anspruch 1. Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung wird davon Gebrauch gemacht, daß die Technik auf dem Gebiet der elektronischen Quarzuhren weit fortgeschritten ist. Die in diesen Uhren verwendeten Schwingquarze und Halbleiterchips, welche die Frequenzteiler, Zähler, Speicher und Anzeigetreiber enthalten, sowie die häufig verwendeten Flüssigkristall-Segmentanzeigen sind wegen ihrer Herstellung in sehr großen Serien in hervorragender Güte für geringen Preis erhältlich. Komplette Stunden- und Quarzarmbanduhren mit Sekunden-, Minuten-,/ Datumsanzeige für ein Jahr sind inklusive Metallarmband schon für rund 30 bis 40 DM im Handel erhältlich.This object is achieved according to the invention by a measuring device according to claim 1. In the measuring device according to the invention, use is made of the fact that the technology in the field of electronic quartz watches has advanced considerably. The quartz crystals and semiconductor chips used in these watches, which contain the frequency dividers, counters, memories and display drivers, as well as the frequently used liquid crystal segment displays are available in excellent quality for very low prices due to their manufacture in very large series. Complete hour and quartz wristwatches with seconds, minutes and date display for one year, including metal wristbands, are already commercially available for around 30 to 40 DM.
Bei diesen Uhren wird Wert darauf, gelegt, daß die Ganggenauigkeit auch bei Änderungen der Umgebungstemperatur erhalten bleibt. Deshalb werden die Schwingquarze in einer Richtung geschnitten, in welcher die Änderung des Verhältnisses Elastizitätsmodul/Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur möglichst klein ist. Trotzdem zeigen auch mit solchen Schwingquarzen versehene Uhren noch einen Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Ganggenauigkeit.In these watches, it is important that the accuracy is maintained even when the ambient temperature changes. Therefore, the quartz crystals are cut in a direction in which the change in the elastic modulus / density ratio as a function of the temperature is as small as possible. Nevertheless, watches with such quartz crystals also show an influence of the ambient temperature on the accuracy.
Von diesem in der Uhrentechnik unerwünschten Effekt wird bei der vorliegenden Erfindung gezielt zur Wärmeverbrauchsmessung Gebrauch gemacht. Damit wird die hoch entwickelte Präzisionstechnologie auf dem Gebiet der elektronischen Quarzuhren auf einem ganz anderen Gebiet der Technik nutzbringend eingesetzt. Insbesondere eignen sich die von denThis undesirable effect in watch technology is used in the present invention specifically for measuring heat consumption. Thus, the highly developed precision technology in the field of electronic quartz watches is used in a completely different field of technology. Those of the are particularly suitable
Schwingquarzen abgegebenen Impulse direkt oder nach Frequenzteilung gut zur weitestgehend störfreien Übertragung an zentrale Zähleinrichtungen, welche außerhalb der einzelnen Wohnungen, etwa im Treppenhaus angebracht, werden und so leicht abgelesen werden können, auch wenn der Wohnungsinhaber nicht anwesend ist.Vibrating quartz emitted pulses directly or after frequency division good for largely interference-free transmission to central counting devices, which are attached outside the individual apartments, for example in the stairwell, and can be easily read, even if the apartment owner is not present.
Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ist trotz erheblich besserer Präzision und trotz geringeren Unterhaltsbedarfes von den Kosten her auch mit den bisher am weitesten verbreiteten einfachen Verdampfungsmessern konkurrenzfähig. Das Ablesen ist aber erheblich einfacher; der Meßbereich, der von der einzelnen Meßeinrichtung erfaßt werden kann, ist viel größer; und der WohnungsInhaber hat ständig eine eindeutige und leicht ablesbare Anzeige des bisherigen Gesämtverbrauches.The measuring device according to the invention is despite considerable better precision and, despite lower maintenance requirements, cost-competitive even with the most common simple evaporation meters so far. Reading is much easier; the measuring range that can be covered by the individual measuring device is much larger; and the apartment owner always has a clear and easily readable display of the total consumption so far.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Eine Meßeinrichtung gemäß Anspruch 2 weist hohe Empfindlichkeit auf.A measuring device according to claim 2 has high sensitivity.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung gemäß der Größe des zugeordneten Heizkörpers gewählt. Dies erfolgt einfach durch entsprechende Auswahl der Schnittrichtung des Schwingquarzes; durch bloßes unterschiedliches Bestücken mitWith the development of the invention according to claim 3, the sensitivity of the measuring device is selected according to the size of the associated radiator. This is done simply by selecting the cutting direction of the quartz crystal; by mere different assembly with
Schwingquarzen kann man so die Meßeinrichtung für einen bestimmten Raum skalieren.Quartz crystals can be used to scale the measuring device for a specific room.
Eine Meßeinrichtung, wie sie im Anspruch 4 angegeben ist, läßt sich auch von bisher nicht auf diesem Gebiet tätigen kleinen Unternehmen einfach unter Verwendung fertiger Quarzuhren herstellen, welche allenfalls noch ganz geringfügig modifiziert werden, falls dies nicht schon beim Uhrenhersteller erfolgen kann.A measuring device, as specified in claim 4, can also be produced by small companies not previously active in this area simply using ready-made quartz watches, which can only be modified very slightly if this cannot already be done by the watch manufacturer.
Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 5 wird eine besonders gute thermische Ankopplung des Schwingquarzes an das Uhrengehäuse und damit auch an den Heizkörper erhalten. Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 6 ist auf einfache Weise sichergestellt, daß die Bewohner des Raumes das Meßergebnis nicht verfälschen können.In a measuring device according to claim 5, a particularly good thermal coupling of the quartz crystal to the watch case and thus also to the radiator is obtained. In a measuring device according to claim 6 it is ensured in a simple manner that the occupants of the room cannot falsify the measurement result.
Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 7 kann der bisherige Verbrauch stets abgelesen werden.With a measuring device according to claim 7, the previous consumption can always be read.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist noch besser sichergestellt, daß der Schwingquarz auf der Temperatur des Heizkörpers liegt, da er von der Luft im Raum durch die lichtdurchlässige Platte zusätzlich thermisch entkoppelt ist.With the development of the invention according to claim 8 is even better ensured that the quartz crystal is at the temperature of the radiator, since it is also thermally decoupled from the air in the room through the translucent plate.
Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 9 dient die Abdeckung zugleich als die Uhr an die Halteplatine elastisch andrückende Blattfeder. Man erhält so auch bei thermisch bedingten Abmessungsänderungen der Halteplatine oder bei fertigungsbedingten AbmessungsSchwankungen von Uhr oder Halteplatine oder bei Verwendung von Uhren verschiedener Hersteller stets ein sattes Anliegen des Bodens des Uhrengehäuses an der Halteplatine.In a measuring device according to claim 9, the cover also serves as the clock on the retaining plate elastically pressing leaf spring. So you always get a tight fit of the bottom of the watch case on the holding plate even with thermally induced dimensional changes of the holding plate or with manufacturing-related dimensional fluctuations of the clock or holding plate or when using clocks from different manufacturers.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird ein einfaches Einsetzen der Abdeckung und trotzdem ein sicheres Verrasten in der eingesetzten Stellung bei geringen zusätzlichen Kosten erhalten, insbesondere dann, wenn die Blattfedern durch Teile von Schenkeln gebildet sind, welche sowieso zum Positionieren der Abdeckung und zum Festlegen eines Plombierdrahtes vorgesehen sind, wie im Anspruch 11 angegeben.With the development of the invention according to claim 10, a simple insertion of the cover and still a secure locking in the inserted position is obtained at low additional costs, especially if the leaf springs are formed by parts of legs, which anyway for positioning the cover and Setting a sealing wire are provided, as specified in claim 11.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist im Hinblick auf eine gute thermische Ankopplung des Uhrengehäuses an die Heizplatine auch bei unebenem Gehäuseboden von Vorteil. Man erhält so auch ein sattes und kipp freies Anliegen des Uhrengehäuses an der Halteplatine, ohne daß dessen oft nicht planer Boden überdreht zu werden brauchte.The development of the invention according to claim 12 is advantageous with regard to a good thermal coupling of the watch case to the heating plate even when the case base is uneven. You also get a full and tipping free contact of the watch case on the mounting plate without the often uneven bottom needing to be turned over.
Gemäß Anspruch 13 kann eine Meßeinrichtung sehr einfach auch schon an vorhandenen und nicht besonders vorbereiteten Heizkörpern befestigt werden.According to claim 13, a measuring device can be very easily attached to existing and not specially prepared radiators.
Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 14 wird einerseits der Wärmeverbrauch in einem Raum noch genauer ermittelt, da nicht nur die Temperatur des Heizkörpers, sondern auch die Raumtemperatur bzw. die Rücklauftemperatur mit berücksichtigt wird. In diesem Falle werden die Ausgangssignale der beiden Schwingquare zunächst differenzmäßig zusammengefaßt, und ein Zähler der Zähleinrichtung wird nur noch mit derIn a measuring device according to claim 14, on the one hand, the heat consumption in a room is determined even more precisely, since not only the temperature of the radiator, but also the room temperature and the return temperature are taken into account. In this case, the output signals of the two Schwingquare are first summarized differentially, and a counter of the counting device is only with the
Schwebungsfrequenz beaufschlagt. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn der Zähler örtlich von den Schwingquarzen entfernt angeordnet ist, da dann die für die Übertragung der Impulse notwendige elektrische Leistung klein gehalten werden kann. Ein kleiner elektrischer Leistungsverbrauch ist deshalb sehr wichtig, da die gesamte Meßeinrichtung in der Regel ausschließlich aus Batterien betrieben werden soll, damit die Wärmeverbrauchsmessung auch bei Ausfall des elektrischen Netzes sichergestellt ist.Beat frequency applied. This is of particular advantage if the counter is located locally away from the quartz crystals, since the electrical power required for the transmission of the pulses can then be kept small. A low electrical power consumption is very important because the entire measuring device should generally be operated exclusively from batteries, so that the heat consumption measurement is ensured even if the electrical network fails.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist sichergestellt, daß in Ausnahmefällen, in denen der Raumtemperaturfühler auf höherer Temperatur ist als der am Heizkörper angebrachte Fühler, kein Beitrag zur Wärmeverbrauchsmessung erfolgt.With the development of the invention according to claim 15 it is ensured that in exceptional cases in which the room temperature sensor is at a higher temperature than the sensor attached to the radiator, no contribution is made to the heat consumption measurement.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 wird auf einfache schaltungstechnische Weise die Berechnung der Schwebungsfrequenz ausschließlich für positive Frequenzunterschiede sichergestellt. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 ist im Hinblick auf das Kleinhalten der erforderlichen Signalübertragungsleistung von Vorteil. Außerdem sind die übertragenen Signale von niederer Frequenz und liegen damit unbedenklich unterhalb der von der Post für genehmigungspflichtige Anlagen vorgeschriebenen Frequenz. Auch für die Übertragungsleitungen braucht kein besonderer Aufwand getrieben zu werden.With the development of the invention according to claim 16, the calculation of the beat frequency is ensured in a simple circuit-technical manner exclusively for positive frequency differences. The development of the invention according to claim 17 is advantageous in terms of keeping the required signal transmission power small. In addition, the transmitted signals are of low frequency and are therefore safely below the frequency prescribed by Swiss Post for systems requiring approval. No special effort is required for the transmission lines either.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist deshalb von Vorteil, weil die Störsicherheit der Signalübertragung noch besser ist. Geht einer der Impulse einer Impulsgruppe verloren oder werden einzelne Störimpulse in die Übertragungsleitung eingekoppelt, so wird das Meßergebnis insgesamt nur geringfügig beeinflußt. Außerdem kann man über die Anzahl der in einer Impulsgruppe enthaltenen Impulse leicht die gewünschte zusätzliche Berücksichtigung der Heizkörpergröße vornehmen, wie im Anspruch 19 angegeben, oder zusätzlich den Wasserdurchsatz durch den Heizkörper berücksichtigen, wie im Anspruch 20 angegeben.The development of the invention according to claim 18 is advantageous because the interference immunity of the signal transmission is even better. If one of the pulses of a pulse group is lost or individual interference pulses are injected into the transmission line, the measurement result as a whole is only slightly influenced. In addition, the number of pulses contained in a pulse group can be used to easily take the desired additional consideration of the radiator size, as specified in claim 19, or additionally to take into account the water throughput through the radiator, as indicated in claim 20.
Der Anspruch 21 gibt einen aus wenigen einfachen Baukreisen zusammenstellbaren Impulszuggenerator an, wobei bei Verwendung eines Zwischenausganges des Frequenzteilers der Uhr als freilaufender Frequenzgenerator in der Praxis zusätzlich nur noch eine monostabile Kippschaltung und ein UND-Glied vorgesehen zu werden braucht.The claim 21 specifies a pulse train generator that can be put together from a few simple building groups, with the use of an intermediate output of the frequency divider of the clock as a free-running frequency generator in practice only requiring a monostable multivibrator and an AND gate.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 22 erlaubt auf sehr einfache Weise die zusätzliche Berücksichtigung des Wasserdurchsatzes durch den Heizkörper, wenn ein Durchflußmesser verwendet wird, der ein dem Durchsatz zugeordnetes analoges AusgangsSignal bereitstellt.The development of the invention according to claim 22 allows in a very simple manner the additional consideration of the water throughput through the radiator if a flow meter is used which provides an analog output signal assigned to the throughput.
Wird zur Messung des Wasserdurchsatzes durch den Heizkör per ein Impulse abgebender Durchflußmesser verwendet, so gibt der Anspruch 23 eine einfache Möglichkeit an, wie man eine mit wachsendem Durchsatz, also abnehmendem Abstand der vom Durchflußmesser abgegebenen Impulse, eine Zunahme der in einer Impulsgruppe vom Impulszuggenerator abgegebenen Impulse erhält.Is used to measure the water flow through the radiator used by a pulse-emitting flow meter, claim 23 specifies a simple way of how to obtain an increase in the pulses emitted in a pulse group by the pulse train generator with increasing throughput, that is, the distance between the pulses emitted by the flow meter.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 ist sichergestellt, daß von den verschiedenen Frequenzdifferenzrechnern bereitgestellte Impulse auch dann immer zuverlässig alle berücksichtigt werden, wenn diese gleichzeitig bei der zentralen Zähleinrichtung eintreffen.With the development of the invention according to claim 24, it is ensured that pulses provided by the different frequency difference computers are always reliably taken into account even if they arrive at the central counting device at the same time.
Bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 25 ist einerseits ebenfalls sichergestellt, daß jeder von den Frequenzdifferenzrechnern für die verschiedenen Räume bereitgestellten Impulse mit Sicherheit von der zentralen Wähleinrichtung erfaßt wird. Bei dieser Weiterbildung braucht ein Impulszuggenerator nicht vorgesehen zu werden; die Weiterverarbeitung der übermittelten Impulse, insbesondere die Multiplikation mit der Heizkδrpergröße zugeordneten Skalierungsfaktoren erfolgt in einem zur zentralen Zähleinrichtung gehörenden Rechner. Die Abspeicherung des Gesamtergebnisses erfolgt dabei vorzugsweise in der Form, daß der Rechner Zählimpulse auf einen elektromechanischen Zähler abgibt, welcher so das Gesamtergebnis speichert.In the case of a measuring device according to claim 25, it is also ensured on the one hand that each pulse provided by the frequency difference computers for the different rooms is detected with certainty by the central selection device. In this development, a pulse train generator need not be provided; the further processing of the transmitted impulses, in particular the multiplication with the scaling factors assigned to the radiator size, takes place in a computer belonging to the central counting device. The overall result is preferably stored in such a way that the computer outputs counting pulses to an electromechanical counter, which thus stores the overall result.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 26 ist im Hinblick auf das Kleinhalten des Energieverbrauches von Vorteil. Selbst wenn bei üblichen Armbanduhren der Anzeigeteil weiterläuft, können diese mit einer Batterie über mehrere (3 bis 5) Jahre arbeiten. Setzt man den Anzeigeteil außer Betrieb, so ist zumindest diese Lebensdauer der Batterie absolut sichergestellt. Man braucht innerhalb dieses Zeitraumes an der Meßeinrichtung keinerlei Wartungs arbeiten vorzunehmen und muß nur am Ende jeder Heizperiode den Zählerstand ablesen.The development of the invention according to claim 26 is advantageous in terms of keeping the energy consumption small. Even if the display part of conventional wristwatches continues to run, they can work with a battery for several (3 to 5) years. If the display part is put out of operation, at least this battery life is absolutely guaranteed. No maintenance is required on the measuring device within this period work and only has to read the meter reading at the end of each heating period.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 27 wird erreicht, daß der in der Elektronik der Uhr schon vorhandene Zähler und Anzeigeteil direkt den auf das Zimmer entfallenden Verbrauch anzeigt.With the development of the invention according to claim 27 it is achieved that the counter and display part already present in the electronics of the clock directly indicates the consumption attributable to the room.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 ist deshalb vorteilhaft, weil sowohl der am Heizkörper angebracht Teil der Meßeinrichtung als auch der im Raum angebrachte Teil der Meßeinrichtung bzw. der beim Rücklauf des Heizkörpers angebrachte Teil der Meßeinrichtung genau gleich ausgebildet und hergestellt werden können. Dies ist im Hinblick auf niedere Herstellungskosten und eine einfache Lagerhaltung von großem Vorteil.The development of the invention according to claim 28 is advantageous because both the part of the measuring device attached to the radiator and the part of the measuring device attached in the room or the part of the measuring device attached when the radiator returns can be designed and manufactured exactly the same. This is of great advantage in terms of low manufacturing costs and simple storage.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing. In this show:
Fig. 1 : den oberen Teil zweier benachbarter Glieder eines Heizkörpers einer Warmwasserheizanlage mit einem dazwischen angeordneten Wärmeverbrauchs messer, welcher mit geringfügigen Abwandlungen auch als Wärmeverbrauchsfühler eine Anlage mit zentraler Ablesung des WärmeVerbrauches verwendbar ist;Fig. 1: the upper part of two adjacent members of a radiator of a hot water heating system with an intermediate heat consumption knife, which with minor modifications can also be used as a heat consumption sensor, a system with central reading of the heat consumption;
Fig. 2: einen vertikalen Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Wärmeverbrauchsmesser;FIG. 2: a vertical section through the heat consumption meter shown in FIG. 1;
Fig. 3: ein Blockschaltbild einer Anlage zum Messen des WärmeVerbrauches in drei verschiedenen Räumen einer Wohnung mit zentraler Ablesung; Fig. 4: ein Blockschaltbild einer abgewandelten Anlage zum Messen des Wärmeverbrauches in drei verschiedenen Räumen einer Wohnung mit zentraler Ablesung;Fig. 3: a block diagram of a system for measuring the heat consumption in three different rooms of an apartment with a central reading; 4: a block diagram of a modified system for measuring the heat consumption in three different rooms of an apartment with a central reading;
Fig. 5: ein Schaltbild eines steuerbaren Impulszuggenerators, welcher bei der Anlage nach Fig. 3 verwendet wird;5: shows a circuit diagram of a controllable pulse train generator which is used in the system according to FIG. 3;
Fig. 6: eine Aufsicht auf die geöffnete Rückseite einer geringfügig modifizierten Quarzarmbanduhr, welche den Hauptteil des Wärmeverbrauchsmessers nach Fig. 1 bzw. von Wärmeverbrauchsfühlern der Anlage nach den Fign. 3 und 4 darstellt; und6: a plan view of the opened back of a slightly modified quartz wristwatch, which shows the main part of the heat consumption meter according to FIG. 1 or of heat consumption sensors of the system according to FIGS. 3 and 4; and
Fig. 7: ein Schaltbild eines weiteren steuerbaren Impulszuggenerators zur Verwendung in der Anlage nach Fig. 3, welcher sich zum Einsatz mit einem Impulse abgebenden Durchflußmesser eignet.FIG. 7: a circuit diagram of a further controllable pulse train generator for use in the system according to FIG. 3, which is suitable for use with a flow meter emitting pulses.
Fig. 1 zeigt den oberen Abschnitt zweier Heizkörperglieder 10, 12. Zwischen diesen ist ein insgesamt mit 14 bezeichneter Wärmeverbrauchsmesser in wärmeleitendem Kontakt fest angeordnet.Fig. 1 shows the upper portion of two radiator elements 10, 12. Between these, a heat consumption meter, generally designated 14, is fixedly arranged in heat-conducting contact.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Wärmeverbrauchsmesser 14 eine Halteplatine 16 auf, welche eine becherförmige Vertiefung 18 hat. Seitliche Schenkel 20 der Halteplatine sind umgekantet, sodaß sie parallel zu den Oberfläche der Heizkörperglieder 10, 12 verlaufen und mit diesen verschweißt werden können oder unter Verwendung eines hitzebeständigen Klebers, z.B. eines Zweikomponentenkunststoffklebers verklebt werden können.As can best be seen from FIG. 2, the heat consumption meter 14 has a holding plate 16 which has a cup-shaped depression 18. Lateral legs 20 of the support plate are folded so that they run parallel to the surface of the radiator members 10, 12 and can be welded to them or using a heat-resistant adhesive, e.g. a two-component plastic adhesive can be glued.
Die Halteplatine 16 hat ferner nach vorne weisende Schenkel 22 und 24, welche einen Halterahmen für eine Abdeckung 26 bilden. Von den Schenkeln 22 und 24 sind durch Einschnitte Blattfederarme 28, 30 abgetrennt, welche nasenförmige Federabschnitte 32 aufweisen. Diese Abschnitte fallen in Fig. 2 nach links langsam und nach rechts steil ab und ermöglichen so ein leichtes Einschieben der Abdeckung 26 und zugleich ein sicheres Verrasten derselben.The holding plate 16 also has legs pointing forward 22 and 24, which form a holding frame for a cover 26. Leaf spring arms 28, 30, which have nose-shaped spring sections 32, are separated from the legs 22 and 24 by incisions. These sections drop slowly to the left and steeply to the right in FIG. 2 and thus enable the cover 26 to be pushed in easily and at the same time to be securely locked therein.
In den Schenkeln 22 und 24 sind bei ihren seitlichen Enden Löcher vorgesehen, durch welche ein Plombierdraht 34 durchgezogen ist, dessen Enden über eine Plombe 36 geschlossen sind. Der Plombierdraht 34 verhindert ein Entnehmen der Abdeckung 26, es sei denn, man zerstört die Plombe 36.Holes are provided in the legs 22 and 24 at their lateral ends, through which a sealing wire 34 is drawn, the ends of which are closed by a seal 36. The sealing wire 34 prevents the cover 26 from being removed unless the seal 36 is destroyed.
In der Vertiefung 18 ist eine Quarzarmbanduhr 38 mit Segmentanzeige für Sekunden, Minuten, Stunde und Datum (für ein Jahr) angebracht, wie sie im Handel preisgünstig erhältlich ist. Das Armband wurde entfernt. Zwischen dem Boden des Uhrengehäuses 40 und dem Boden der Vertiefung 18 liegt eine plastische Schicht 42 aus vorzugsweise zähem, wärmeleitendem, plastisch verformbarem Material. Diese Schicht stellt ein sattes Anliegen und eine gute thermische Ankopplung des Uhrengehäuses 40 an die Halteplatine 16 unabhängig von der jeweiligen Planheit der Rückseite des Uhrengehäuses sicher.In the recess 18, a quartz wristwatch 38 with segment display for seconds, minutes, hour and date (for a year) is attached, as it is commercially available at low cost. The bracelet has been removed. Between the bottom of the watch case 40 and the bottom of the recess 18 there is a plastic layer 42 of preferably tough, heat-conducting, plastically deformable material. This layer ensures a tight fit and a good thermal coupling of the watch case 40 to the holding plate 16 regardless of the respective flatness of the rear of the watch case.
Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat die aus elastisch verformbarem glasklarem Material gefertigte rechteckige Abdeckung 26 eine gewellte transversale Querschnittsform, derart, daß ein mittlerer Abschnitt der Abdeckung in unbelastetem Zustand größere Höhe hat als dem Abstand zwischen den nasenförmigen Federabschnitten 32 und der Vorderseite der in die Vertiefung 18 eingesetzten Armbanduhr 38 entspricht. Damit drückt die Abdeckung 26 im eingesetzten Zustand die Armbanduhr 38 ständig gegen den Boden der Vertiefung 18.As can also be seen from Fig. 2, the rectangular cover 26 made of elastically deformable glass-clear material has a corrugated transverse cross-sectional shape, such that a central section of the cover in the unloaded state has a greater height than the distance between the nose-shaped spring sections 32 and the front corresponds to the wristwatch 38 inserted into the recess 18. In this way, the cover 26 constantly presses the wristwatch 38 against the inserted state the bottom of the recess 18.
Die Abdeckung 26 besteht vorzugsweise aus glasklarem Kunststoff wie Acrylglas. Ein derartiges Material läßt sich einfach in die beschriebene Form bringen, hat gute Elastizität und ermöglicht eine unbehinderte Ablesung des Anzeigefeldes der Armbanduhr.The cover 26 is preferably made of clear plastic such as acrylic glass. Such a material can be easily brought into the form described, has good elasticity and enables an unobstructed reading of the display field of the watch.
Der oben beschriebene Wärmemesser arbeitet wie folgt:The heat meter described above works as follows:
Die Armbanduhr 38 enthält als der Unruhe konventioneller Armbanduhren vergleichbaren Schwinger einen Schwingquarz, welcher üblicherweise auf eine Frequenz von 32 kHz abgestimmt ist. Diese Abstimmung erfolgt durch Herausschneiden eines Quarzblöckchens aus einer einkristallinen Quarzplatte unter Einhaltung genau vorgegebener Abmessungen und in ganz bestimmter Richtung bezüglich der Kristallachsen des Quarzes. Außer von der Geometrie hängt die mechanische Eigenfrequenz des Quarzblöckchens auch vom Elastizitätsmodul und von der Dichte des Quarzmateriales ab. Diese beiden Größen sind temperaturabhängig. Durch Auswahl der Schnittrichtung bezüglich der Kristallachsen kann man die Änderung der Eigenfrequenz des Schwingquarzes mit der Temperatur klein halten. In der Tat haben derartige Armbanduhren eine gute Ganggenauigkeit, wenn sie am Arm getragen werden oder abgelegt bei Zimmertemperatur aufbewahrt werden.As a vibrator comparable to the unrest of conventional wristwatches, the wristwatch 38 contains a quartz crystal which is usually tuned to a frequency of 32 kHz. This coordination takes place by cutting out a block of quartz from a single-crystal quartz plate while observing precisely specified dimensions and in a very specific direction with respect to the crystal axes of the quartz. In addition to the geometry, the mechanical natural frequency of the quartz block also depends on the modulus of elasticity and the density of the quartz material. These two sizes are temperature dependent. By selecting the cutting direction with respect to the crystal axes, the change in the natural frequency of the quartz crystal with the temperature can be kept small. Indeed, such wristwatches have good accuracy when worn on the arm or stored away at room temperature.
Bei starken Temperaturabweichungen von der beim Konstruieren der Uhr vorgesehenen normalen Arbeitstemperatur geht jedoch die Uhr systematisch falsch, genauer gesagt, bei höheren Temperaturen vor. Dieser Effekt wird bei dem oben beschriebenen Wärmeverbrauchsmesser gezielt verwendet: die jeweilige Arbeitsfrequenz des Schwingquarzes entspricht derjenigen Temperatur, auf welcher er sich befindet; der Zähler der Uhr, welcher die geeigneter heruntergeteilten Ausgangsimpulse des Schwingquarzes aufsummiert, bildet so zugleich das Integral der Temperatur über die Zeit, wenn man den Zählerstand mit der echten Uhrzeit vergleicht. Das Temperaturintegral ist bei Heizkörpern ein Anhaltspunkt für die von Ihnen insgesamt abgegebene Wärmemenge.In the event of large temperature deviations from the normal working temperature envisaged when designing the watch, however, the watch systematically goes wrong, more precisely, at higher temperatures. This effect is used specifically in the heat consumption meter described above: the respective working frequency of the quartz crystal corresponds to the temperature at which it is located; the The counter of the clock, which adds up the suitable divided output pulses of the quartz crystal, also forms the integral of the temperature over time when the counter reading is compared with the real time. In the case of radiators, the temperature integral is an indication of the total amount of heat that you emit.
Die Wärmeverbrauchsmessung erfolgt also unter Verwendung des in Fig. 1 und 2 gezeigten Wärmeverbrauchsmessers einfach folgendermaßen: die Armbanduhr 38 wird zu Beginn der Heizperiode auf Normalzeit eingestellt (unter Verwendung eines der Einstell- und Anzeigesteuerknöpfe44der Uhr) oder der Unterschied zwischen der Echtzeit und der von der Armbanduhr 38 gerade angezeigten Zeit wird aufgeschrieben. Nach der Heizperiode wird der Unterschied der von der Armbanduhr 38 angezeigten Zeit und der Echtzeit wieder ermittelt (und ggfs. wird der zu Beginn der Heizperiode schonvorhandene Unterschied von diesem Unterschied abgezogen). Die so erhaltene Zahl ist direkt ein Maß für den Wärmeverbrauch. Diese Ermittlung kann auch während der Heizperiode leicht von den Bewohnern der Wohnung vorgenommen werden, um den Wärmeverbrauch laufend zu kontrollieren.The heat consumption measurement is thus carried out using the heat consumption meter shown in Figs. 1 and 2 simply as follows: the wrist watch 38 is set to normal time at the beginning of the heating period (using one of the watch's setting and display control buttons 44) or the difference between real time and that Wristwatch 38 just displayed time is written down. After the heating period, the difference between the time displayed by the wristwatch 38 and the real time is determined again (and, if necessary, the difference already present at the beginning of the heating period is subtracted from this difference). The number thus obtained is a direct measure of the heat consumption. This determination can also be easily carried out by the residents of the apartment during the heating period in order to continuously monitor the heat consumption.
Aufgrund der oben beschriebenen Anbringung der Armbanduhr 38 in der Halteplatine 16 ist eine Beeinflussung des Ganges der Uhr zur Verfälschung des Meßergebnisses nicht möglich. Man erkennt ferner, daß der oben beschriebene Wärmeverbrauchsmesser sehr klein baut und ein ansprechendes Äußeres hat. Dieser Wärmeverbrauchsmesser ist auch im Unterhalt billig. Es braucht nur im Abstand von einigen Jahren (zwischen 3 und 5, je nach Uhrentyp) die Batterie ausgetauscht zu werden, und nur hierzu muß die Verplombung der Heizplatine 16 geöffnet zu werden (es sei denn, man möchte die Uhr nach jeder Heizperiode wieder auf die Echtzeit zurückstellen. Bei dem oben beschriebenen Wärmeverbrauchsmesser wurde eine Quarzarmbanduhr, wie sie im Handel erhältlich ist, ohne jegliche Modifikation verwendet. Durch geringfügige Abänderungen, welche nur geringe Kosten verursachen, kann man die Uhr noch besser an ihre Verwendung als zentraler Teil eines Wärmeverbrauchsmessers anpassen:Due to the above-described attachment of the wrist watch 38 in the holding plate 16, it is not possible to influence the course of the watch in order to falsify the measurement result. It can also be seen that the heat consumption meter described above is very small and has an appealing exterior. This heat meter is also cheap to maintain. The battery only needs to be replaced every few years (between 3 and 5, depending on the clock type), and only then does the sealing of the heating plate 16 need to be opened (unless you want to open the clock again after each heating period reset the real time. In the heat consumption meter described above, a quartz wristwatch as commercially available was used without any modification. Minor modifications, which only cause low costs, make it easier to adapt the watch to its use as a central part of a heat meter:
Wie Fig. 6 zeigt, besteht eine übliche Quarzarmbanduhr im wesentlichen aus dem Uhrengehäuse 40, aus einer gedruckten Schaltung 46, welche die integrierten Schaltkreise 48 zum Herabteilen der vom Schwingquarz abgegebenen Frequenz, zum Zählen und zur Ansteuerung der Segmentanzeige sowie zur Voreinstellung der Uhr trägt, aus einer Halterung 50 für eine Knopfzelle 52 sowie aus dem mit der gedruckten Schaltung 46 verlöteten Schwingquarz 54 , welcher in einem eigenen kleinen Gehäuse steckt. Es ist daher ohne Schwierigkeiten möglich, den Schwingquarz 54 auszutauschen.As shown in FIG. 6, a conventional quartz wristwatch essentially consists of the watch case 40, of a printed circuit 46 which carries the integrated circuits 48 for dividing down the frequency emitted by the quartz crystal, for counting and for controlling the segment display and for presetting the watch, from a holder 50 for a button cell 52 and from the quartz crystal 54 soldered to the printed circuit 46, which is in its own small housing. It is therefore easily possible to replace the quartz crystal 54.
Oben war schon dargelegt worden, daß der Schwingquarz 54 so geschnitten wird, daß der Temperaturgang seiner Eigenfrequenz klein ist. Man kann nun einen Schwingquarz, welcher sich für die Wärmeverbrauchsmessung besonders gut eignet, gerade umgekehrt in einer Richtung schneiden, in welcher der Temperaturgang der Eigenfrequenz sehr groß ist. Diese Richtungen sind ebenfalls bekannt, die entsprechende Umstellung der Kristallsägeeinrichtungen bereitet keine Schwierigkeiten. Auf diese Weise kann man den Unterschied zwischen der von der Armbanduhr angezeigten "Zeit" und der Echtzeit, welcher den Wärmeverbrauch wiedergibt, erhöhen und damit die Empfindlichkeit des Wärmeverbrauchsmessers verbessern.It had already been explained above that the quartz crystal 54 is cut in such a way that the temperature response of its natural frequency is small. You can now cut a quartz crystal, which is particularly well suited for heat consumption measurement, in reverse, in a direction in which the temperature response of the natural frequency is very large. These directions are also known, the corresponding changeover of the crystal saw devices presents no difficulties. In this way, one can increase the difference between the "time" displayed by the wristwatch and the real time, which represents the heat consumption, and thus improve the sensitivity of the heat consumption meter.
Außerdem kann man durch Schneiden von Schwingquarzen in Richtungen, welche zwischen derjenigen mit maximalem Temperaturgang der Frequenz und derjenigen mit minimalem Tem peraturgang der Frequenz liegen, Wärmeverbrauchsmesser mit unterschiedlicher Empfindlichkeit bereitstellen und so auch unterschiedlich großen Heizkörperflächen direkt Rechnung tragen, während bei Verwendung einheitlich gleicher Wärmeverbrauchsmesser der angezeigte Wert zuletzt noch mit der Heizkörperfläche multipliziert werden muß. Man kann also unter weitestgehender Verwendung gleicher Teile Wärmeverbrauchsmesser herstellen, welche stark unterschiedliche Empfindlichkeit haben.In addition, by cutting quartz crystals in directions between those with a maximum temperature response of the frequency and those with a minimum temperature temperature response of the frequency, provide heat meters with different sensitivity and thus directly take into account radiator areas of different sizes, while when using uniformly the same heat meters the displayed value must finally be multiplied by the radiator area. It is therefore possible to manufacture heat meters with widely differing sensitivity using the same parts as far as possible.
Falls erwünscht, kann man die thermische Ankopplung des Schwingquarzes 54 an das Uhrengehäuse 40 noch dadurch verbessern, daß man ihn über eine Fettmasse oder Vergußmasse 56 mit dem Uhrengehäuse 40 verbindet, welche in Fig. 6 durch Punkte angedeutet ist.If desired, the thermal coupling of the quartz crystal 54 to the watch case 40 can be further improved by connecting it to the watch case 40 via a grease or potting compound 56, which is indicated by dots in FIG. 6.
Es ist bekannt, daß man zur genaueren Ermittlung der Wärmeabgabe eines Heizkörpers nicht nur dessen mittlere Temperatur, sondern zugleich auch die Raumtemperatur messen muß. Mißt man nur die Temperatur des Heizkörpers, so wird unterstellt, daß die Raumtemperatur konstant den üblichen Wert hat. Wünscht man die genauere Messung, so kann man einen zweiten Wärmeverbrauchsmesser wie den oben beschriebenen Wärmeverbrauchsmesser 14 einfach an einer Raumwand dauerhaft befestigen; man muß dann nach Ablauf der Heizperiode nur den Unterschied der Anzeige beider Meßgeräte ermitteln. Auf diese Weise erhält man also ohne großen Installationsaufwand eine recht genaue Angabe über die vom Heizkörper insgesamt abgegebene Wärme. Ein derartiges Vorgehen ist mit den herkömmlichen Verdampfungsmessern überhaupt ausgeschlossen, da diese bei normaler Raumtemperatur möglichst noch nicht ansprechen sollen, vielmehr erst bei der erhöhten Temperatur des Heizkörpers zu arbeiten beginnen sollen. Der zusätzliche Aufwand für die präzise Wärmeverbrauchsmessung unter Berücksichtigung der sich ändernden und möglicherweise nach persönlichem Geschmack unterschiedlich gewählten Raumtemperatur ist somit mit nur geringen Mehrkosten möglich.It is known that in order to determine the heat output of a radiator more precisely, not only its average temperature, but also the room temperature must be measured. If you only measure the temperature of the radiator, it is assumed that the room temperature is constantly the usual value. If you want the more precise measurement, you can simply permanently attach a second heat consumption meter, such as the heat consumption meter 14 described above, to a room wall; one only has to determine the difference in the display of the two measuring devices after the heating period has ended. In this way, you get a very precise indication of the total heat emitted by the radiator without much installation effort. Such a procedure is completely impossible with the conventional evaporation meters, since they should not respond at normal room temperature, but should only start to work at the elevated temperature of the radiator. The additional effort for the precise heat consumption measurement taking into account the changing and possibly differently chosen according to personal taste room temperature is possible with only small additional costs.
Der oben beschriebene Wärmeverbrauchsmesser, welcher wie gesagt ohne oder unter ganz geringfügigen Abänderungen aus einer üblichen Quarzarmbanduhr herstellbar ist, kann auch unter weiteren ganz geringfügigen Abänderungen als Temperaturfühler für zentrale Wärmeverbrauchsmeßanlagen verwendet werden, wie nachstehend nun anhand weiterer Beispiele beschrieben werden wird.The heat consumption meter described above, which, as said, can be produced from a conventional quartz wristwatch without or with very slight modifications, can also be used as a temperature sensor for central heat consumption measuring systems with further minor modifications, as will now be described below with the aid of further examples.
Fig. 3 zeigt eine Wärmeverbrauchsmeßanlage mit einer außerhalb der Wohnung, z.B. im Treppenhaus, angeordneten Verbrauchsanzeige 58. Diese wird von einem Rechner 60 angesteuert, welcher zugleich das Arbeiten eines Multiplexers 62 vorgibt und über diesen mit Zwischenzählern 64, 66, 68 verbindbar ist. Letztere sind jeweils einem der Zimmer der betrachteten Wohnung zugeordnet und zeigen den gesamten bisherigen Wärmeverbrauch im zugeordneten Zimmer an. Der Rechner 60 addiert in vorgegebenen zeitlichen Abständen die Stände der Zähler 64, 66 und 68 und aktualisiert die Verbrauchsanzeige 58 entsprechend. Letztere, der Rechner, der Multiplexer und die Zwischenzähler für die einzelnen Zimmer sind zu einer Einheit zusammengefaßt.Fig. 3 shows a heat consumption measuring system with an outside of the apartment, e.g. Consumption indicator 58 arranged in the stairwell. This is controlled by a computer 60, which at the same time specifies the work of a multiplexer 62 and can be connected to intermediate meters 64, 66, 68 via this. The latter are each assigned to one of the rooms in the apartment in question and show the total previous heat consumption in the assigned room. The computer 60 adds the levels of the counters 64, 66 and 68 at predetermined time intervals and updates the consumption display 58 accordingly. The latter, the computer, the multiplexer and the intermediate meters for the individual rooms are combined into one unit.
Es versteht sich, daß der Rechner und der Multiplexer auch für Zimmer weiterer Wohnungen auf demselben Stockwerk verwendet werden kann, wobei der Rechner dann entsprechend mehr Verbrauchsanzeigen (für jede Wohnung eine) ansteuert und so programmiert ist, daß er die Summe der Zählerstände der zu einer Wohnung gehörigen Zwischenzähler auf die zugeordnete Verbrauchsanzeige ausgibt.It goes without saying that the computer and the multiplexer can also be used for rooms in other apartments on the same floor, the computer then controlling correspondingly more consumption indicators (one for each apartment) and programmed so that it is the sum of the meter readings of one Outputs the intermediate meter belonging to the assigned consumption display.
Die Zwischenzähler 64, 66 und 68 sind eingangsseitig mit Verbrauchs-Fühleinheiten 70, 72, 74 verbunden, die jeweils in einem Zimmer angeordnet sind und über Übertragungsleitungen 76, 78, 80 mit den im Treppenhaus angeordneten Zwischenzählern 64, 66, 68 verbunden sind. Die Fühleinheiten 70, 72, 74 arbeiten grob gesprochen so, daß sie mit einer Frequenz, welche dem Unterschied zwischen Heizkörpertemperatur und Raumtemperatur (oder dem Unterschied zwischen Zulauftemperatur und Rücklauftemperatur des Heizkörpers) entspricht, Impulszüge abgeben, deren Impulsanzahl von der Größe des Heizkörpers und/oder vom Wasserdurchsatz durch den Heizkörper abhängt.The intermediate counters 64, 66 and 68 are on the input side Consumption-sensing units 70, 72, 74 connected, which are each arranged in a room and are connected via transmission lines 76, 78, 80 to the intermediate meters 64, 66, 68 arranged in the stairwell. Roughly speaking, the sensing units 70, 72, 74 work in such a way that they emit pulse trains at a frequency which corresponds to the difference between the radiator temperature and room temperature (or the difference between the inlet temperature and the return temperature of the radiator), the number of pulses of which depends on the size of the radiator and / or depends on the water flow through the radiator.
In Fig. 3 sind nur Einzelheiten der Fühleinheit 70 wiedergegeben, die anderen Fühleinheiten haben gleichen Aufbau.In Fig. 3 only details of the sensing unit 70 are shown, the other sensing units have the same structure.
Die Fühleinheit 70 umfaßt zwei Temperaturfühler 82 und 84, welche genauso aufgebaut sind wie der Wärmeverbrauchsmesser 14 nach den Fign. 1, 2 und 6. Nur ist ein Untersetzerausgang des dem Schwingquarz nachgeschalteten Frequenztei lers mit einer Ausgangsleitung 86 bzw. 88 verbunden. Der am einfachsten zugängliche derartige Ausgang ist in der Regel derjenige mit 1 Hz, welcher sich auch im Hinblick auf die benötigte Kapazität der Zwischenzähler besonders gut eignet.The sensing unit 70 comprises two temperature sensors 82 and 84, which are constructed in exactly the same way as the heat consumption meter 14 according to FIGS. 1, 2 and 6. Only a coaster output of the frequency divider downstream of the quartz crystal is connected to an output line 86 and 88, respectively. The most easily accessible output of this type is generally the one with 1 Hz, which is also particularly suitable with regard to the required capacity of the intermediate meters.
Der Temperaturfühler 82 soll die mittlere Heizkörpertemperatur messen und ist hierzu in etwa 60% der Höhe des Heizkörpers zwischen den mittleren Heizkörpergliedern angebracht. Der Temperaturfühler 84 ist in eine Wand des betrachteten Raumes eingebaut, welche keiner direktenThe temperature sensor 82 is intended to measure the average radiator temperature and for this purpose is located between the middle radiator members at about 60% of the height of the radiator. The temperature sensor 84 is installed in a wall of the room under consideration, which is not a direct one
Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, mißt also die Raumtemperatur. Stattdessen kann der Temperaturfühler 82 auch beim Einlaufstutzen des Heizkörpers, der Temperaturfühler 84 bei dessen Auslaufstutzen angeordnet werden. In beiden Fällen ist der Temperaturfühler 82 auf höherer Temperatur als der Temperaturfühler 84, gibt also an der 1 Hz-Ausgangsklemme Impulse mit einer etwas größeren Frequenz ab als der Temperaturfühler 84, wie in Fig. 3 stark übertrieben wiedergegeben ist. In Wirklichkeit beträgt der Frequenzunterschied nur einige Promille. Dieser Frequenzunterschied ist ein Maß für die momentane Wärmeabgabe des Heizkörpers.Exposed to sunlight, it measures the room temperature. Instead, the temperature sensor 82 can also be arranged at the inlet connector of the radiator and the temperature sensor 84 at the outlet connector. In both cases, the temperature sensor 82 is at a higher temperature than the temperature sensor 84, thus emits pulses at the 1 Hz output terminal with a somewhat higher frequency than the temperature sensor 84, as is shown in a greatly exaggerated manner in FIG. 3. In reality, the frequency difference is only a few parts per thousand. This frequency difference is a measure of the current heat output from the radiator.
Zur Ermittlung der Frequenzschwebung ist ein Flip-Flop 90 und ein UND-Glied 92 vorgesehen. Der Setzeingang S des FlipFlops 90 ist mit dem Temperaturfühler 82, sein Rückstelleingang R mit dem Temperaturfühler 84 verbunden. Die Eingänge des UND-Gliedes 92 sind mit dem "1 "-Ausgang des Flip-Flops 90 bzw. dem Ausgang des Temperaturfühlers 82 verbunden. Damit erhält man am Ausgang des UND-Gliedes 92 jeweils dann einen Impuls, wenn sich die Phasenlage der vom Temperaturfühler 82 abgegebenen Impulse zu derjenigen der vom Temperaturfühler 84 abgegebenen Impulse im Laufe der Zeit soweit verschoben hat, daß zwei Impulse vom Temperaturfühler 82 gerade zwischen zwei Impulse des Temperaturfühlers 84 passen. Nur dann ist das UND-Glied 92 durch einen vorhergehenden Impuls schon durchgesteuert und läßt den nachfolgenden Impuls vom Temperaturfühler 82 durchlaufen. In den anderen Fällen wird das Flip-Flop 90 vom Temperaturfühler 84 zurückgestellt, bevor der nächste Impuls vom Temperaturfüh- 1er 82 ankommt. Falls das Flip-Flop 90 sehr schnell schaltet,verglichen mit der Länge der Impulse, wird dem Setzeingang des Flip-Flops 90 noch eine Verzögerungsstrecke vorgeschaltet, sodaß sichergestellt ist, daß sich die Impulse des Temperaturfühlers 82 nicht jeweils selbst das UND-Glied 92 aufsteuern können.A flip-flop 90 and an AND gate 92 are provided to determine the frequency beat. The set input S of the flip-flop 90 is connected to the temperature sensor 82, its reset input R to the temperature sensor 84. The inputs of the AND gate 92 are connected to the "1" output of the flip-flop 90 or the output of the temperature sensor 82. This gives a pulse at the output of the AND gate 92 when the phase position of the pulses emitted by the temperature sensor 82 has shifted over time to that of the pulses emitted by the temperature sensor 84 to such an extent that two pulses from the temperature sensor 82 just between two Pulses from the temperature sensor 84 match. Only then is the AND gate 92 already controlled by a previous pulse and allows the subsequent pulse to run through the temperature sensor 82. In the other cases, the flip-flop 90 is reset by the temperature sensor 84 before the next pulse from the temperature sensor 82 arrives. If the flip-flop 90 switches very quickly, compared to the length of the pulses, the set input of the flip-flop 90 is preceded by a delay path, so that it is ensured that the pulses of the temperature sensor 82 do not open the AND gate 92 themselves can.
Man erkennt, daß man am Ausgang des UND-Gliedes 92 nur dann Impulse erhält, wenn die Frequenz des Temperaturfühlers 82 größer ist als die des Temperaturfühlers 84. Es erfolgt also keine Zählung im Zwischenzähler 64, wenn im Sommer der am Heizkörper befestigte Temperaturfühler 82 ein mal kälter sein sollte als der an einer Gebäudewand angebrachte Temperaturfühler 84.It can be seen that pulses are only obtained at the output of the AND gate 92 if the frequency of the temperature sensor 82 is greater than that of the temperature sensor 84. There is therefore no counting in the intermediate counter 64 if in In summer, the temperature sensor 82 attached to the radiator should be once colder than the temperature sensor 84 attached to a building wall.
Der Ausgang des UND-Gliedes 92 ist mit dem Eingang eines Impulszuggenerators 94 verbunden, welcher bei Ansteuerung jeweils eine vorgegebene Anzahl von Impulsen abgibt. Diese Anzahl ist im Hinblick auf die Heizkörpergröße des betrachteten Zimmers voreingestellt und kann - falls gewünschtdurch Signalbeaufschlagung einer Steuerleitung 96 zusätzlic gemäß dem Wasserdurchsatz durch den Heizkörper modifiziert werden.The output of the AND gate 92 is connected to the input of a pulse train generator 94, which emits a predetermined number of pulses when activated. This number is preset with regard to the radiator size of the room under consideration and can - if desired by modifying the signal of a control line 96 - be additionally modified in accordance with the water throughput through the radiator.
Der Ausgang des Impulszuggenerators 94 ist über die übertragungsleitung 76 mit dem Zwischenzähler 64 verbunden. Das Ausgangssignal des Impulszuggenerators 94 wird zugleich auf die Zähl- und Anzeigeelektronik einer der Armbanduhren gege ben, welche zum Aufbau des Temperaturfühlers 82 oder 84 ver wendet wurde. Diese Zähl- und Anzeigeelektronik ist zusammen mit der zugeordneten Segmentanzeige in Fig. 3 bei 98 schematisch angedeutet.The output of the pulse train generator 94 is connected to the intermediate counter 64 via the transmission line 76. The output signal of the pulse train generator 94 is also given to the counter and display electronics of one of the wristwatches, which was used to build the temperature sensor 82 or 84 ver. This counting and display electronics together with the associated segment display is indicated schematically in FIG. 3 at 98.
Vorzugsweise werden das Flip-Flop 90, das UND-Glied 92 und der Impulszuggenerator 94 auf der Halteplatine eines der beiden Temperaturfühler angebracht. Man braucht dann bei der entsprechenden Armbanduhr nur die Verbindung zwischen dem 1 Hz-Ausgang des Frequenzteilers und dem Zähler der Uhr zu unterbrechen, diesen Ausgang mit dem Flip-Flop 90 zu verbinden und den Ausgang des Impulszuggenerators 94 wieder mit dem Eingang des Zählers der Uhr zu verbinden. Bei dem anderen Temperaturfühler kann die Anzeige, deren Treiber und der Zähler außer Betrieb gesetzt werden.The flip-flop 90, the AND gate 92 and the pulse train generator 94 are preferably attached to the holding board of one of the two temperature sensors. You then only have to interrupt the connection between the 1 Hz output of the frequency divider and the counter of the clock in the corresponding wristwatch, connect this output to the flip-flop 90 and the output of the pulse train generator 94 again to the input of the counter of the clock connect to. With the other temperature sensor, the display, its driver and the counter can be deactivated.
Falls an einer direkten Verbrauchsanzeige im Zimmer kein Interesse besteht, kann auch der Zähler und die Anzeige der Armbanduhr des ersten Temperaturfühlers außer Betrieb genommen werden. Falls gewünscht, kann man anstelle durchsichtiger Abdeckungen 26 dann in diesen Fällen undurchsichtige Abdeckungen in der Farbe des Heizkörpers oder der Wand verwenden, z.B. entsprechend lackierte Abdeckungen.If there is no interest in a direct consumption display in the room, the meter and the display can also be used the wristwatch of the first temperature sensor can be taken out of operation. If desired, instead of transparent covers 26, opaque covers in the color of the radiator or the wall can then be used in these cases, for example appropriately painted covers.
Fig. 4 zeigt einen einfach aufgebauten Impulszuggenerator 94:4 shows a simply constructed pulse train generator 94:
Ein UND-Glied 100 ist eingangsseitig mit einem freilaufenden Frequenzgenerator 102, welcher auf eine Frequenz zwischen 10 und 1000 Hz eingestellt ist, und mit einer monostabilen Kippstufe 104 verbunden, deren Periode von Hand an einem Potentiometer gemäß der Heizkörpergröße voreingestellt werden kann und zusätzlich durch Signalbeaufschlagung der Steuerleitung 96 modifiziert werden kann. Ein entsprechendes analoges AusgangsSignal kann von einem entsprechenden Wasserdurchflußmesser bereitgestellt werden, welcher am Heizkörper zusätzlich angebracht ist. Ein derartiger Durchflußmesser wird insbesondere dann verwendet, wenn die beiden Temperaturfühler am Einlaß bzw. Auslaß des Heizkörpers montiert sind. Es versteht sich, daß man ähnlich den gesamten Wärmeverbrauch einer Wohnung unter Verwendung von nur zwei Temperaturfühlern und eines Durchflußmessers bestimmen kann, wenn die Heizkörper der Wohnung von einer gemeinsamen Vorlaufleitung her gespeist werden und mit einer gemeinsamen Rücklaufleitung verbunden sind.An AND gate 100 is connected on the input side to a free-running frequency generator 102, which is set to a frequency between 10 and 1000 Hz, and to a monostable multivibrator 104, the period of which can be preset manually by means of a potentiometer in accordance with the radiator size and additionally by applying signal the control line 96 can be modified. A corresponding analog output signal can be provided by a corresponding water flow meter, which is additionally attached to the radiator. Such a flow meter is used in particular when the two temperature sensors are mounted at the inlet or outlet of the radiator. It is understood that one can determine the total heat consumption of an apartment using only two temperature sensors and a flow meter, if the radiators of the apartment are fed from a common supply line and are connected to a common return line.
Wird die Kippstufe 104 vom UND-Glied92her angestoßen, so erhält man also am Ausgang des UND-Gliedes 100 jeweils eine Anzahl von Impulsen, welche der Größe des Heizkörpers und/ oder dem Wasserdurchsatz des Heizkörpers zugeordnet ist. Dieser Impulszug gelangt dann auf den Zwischenzähler 64, welcher entsprechend hoch_zählt. Bei der oben beschriebenen Wärmeverbrauchsmeßanlage erfolgt eine Signalübertragung zwischen den einzelnen Räumen und der zentralen Zähleinrichtung nur selten, also ist der Leistungsbedarf hierfür gering. Wenn ein Signal übertragen wird, besteht dieses aber aus einer Vielzahl von Impulsen, sodaß der etwaige Verlust eines einzigen Impulses oder die zufällige Einstreuung eines Störimpulses für das Gesamtergebnis praktisch nicht ins Gewicht fällt. Außerdem läßt sic über die Anzahl der Impulse eines Zuges leicht die durchzuführende Multiplikation Temperaturdifferenz x Wärmeabgabefläche des Heizkörpers durchführen, wie oben schon ausgeführt.If the flip-flop 104 is triggered by the AND element 92, a number of pulses is thus obtained at the output of the AND element 100, which is assigned to the size of the radiator and / or the water throughput of the radiator. This pulse train then arrives at the intermediate counter 64, which counts up accordingly. In the heat consumption measuring system described above, signal transmission between the individual rooms and the central counting device takes place only rarely, so the power requirement for this is low. When a signal is transmitted, however, it consists of a large number of pulses, so that the eventual loss of a single pulse or the random scattering of an interference pulse is practically insignificant for the overall result. In addition, the number of pulses of a train can easily be used to carry out the multiplication of the temperature difference x heat dissipation surface of the radiator, as already explained above.
Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Wärmeverbrauchsmeßanlage mit zentraler Ablesung. Fühlereinheiten 106, 108, 110, welche jeweils dem links gelegenen Teil der Fühlereinheit 70 mit den Temperaturfühlern 82, 84, dem Flip-Flop 90 und dem UND-Glied 92 entsprechen, stoßen nachgeschaltete monostabile Kippstufen 112, 114, 116 an, welche über übertragungsleitungen 118, 120, 122 mit den Eingängen eines Multiplexers 124 verbunden sind, der ausgangsseitig mit einem Rechner 126 verbunden ist. Der Rechner 126 steuert das Arbeiten des Multiplexers 124 über eine Leitung 128 und gibt Zählimpulse auf einen elektromechanischen Zähler 130.Fig. 4 shows a modified heat consumption measuring system with a central reading. Sensor units 106, 108, 110, which each correspond to the left part of the sensor unit 70 with the temperature sensors 82, 84, the flip-flop 90 and the AND gate 92, trigger downstream monostable flip-flops 112, 114, 116, which are connected via transmission lines 118, 120, 122 are connected to the inputs of a multiplexer 124, which is connected on the output side to a computer 126. The computer 126 controls the operation of the multiplexer 124 via a line 128 and sends counting pulses to an electromechanical counter 130.
Die Periode der Kippstufen 112 , 114, 116 ist größer als die Gesamtperiode des Multiplexers 124, jedoch immer noch klein verglichen mit der Zeit, die bei üblichen Betriebsbedingungen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen am Ausgang der Fühlereinheiten 106, 108, 110 liegt. Vorzugsweise beträgt die Periode der Kippstufen 112, 114, 116 ein Vielfaches der Periode des Multiplexers 124. Der Rechner hat für jedes der Zimmer einen Festwertspeicher, in welchem ein der Heizkörpergröße zugeordneter Multiplikator steht. Jedesmal, wenn der Rechner 126 feststellt, daß der Signal pegel auf einer der Übertragungsleitungen seit der letzten Überwachung gewechselt hat, gibt er auf den elektromechanischen Zähler eine solche Anzahl von Zählimpulsen, wie dies der dieser übertragungsleitung zugeordnete Festwertspeicher vorgibt.The period of the flip-flops 112, 114, 116 is greater than the total period of the multiplexer 124, but is still small compared to the time that lies under normal operating conditions between successive pulses at the output of the sensor units 106, 108, 110. The period of the flip-flops 112, 114, 116 is preferably a multiple of the period of the multiplexer 124. The computer has a read-only memory for each of the rooms, in which there is a multiplier assigned to the radiator size. Every time computer 126 determines that the signal level on one of the transmission lines has changed since the last monitoring, it gives the electromechanical counter such a number of counting pulses as is specified by the read-only memory assigned to this transmission line.
Die Überwachung kann auf Signalpegeländerungen in einer Richtung (z.B. von niederpegelig auf hochpegelig) beschränkt sein; besonders vorteilhaft ist, wenn man sowohl abfallende als auch ansteigende Pegeländerungen verwendet, da so die Folgen von Übertragungsfehlern klein gehalten werden. Der Rechner kann in diesem Falle auch zusätzlich überprüfen, ob die gerade beobachtete Pegeländerung mit der zuletzt registrierten Pegeländerung verträglich ist und so etwa übersehene Pegeländerungen nachträglich noch rekonstruieren. Hierdurch wird eine sehr große Sicherheit der Signalübertragung zwischen den Fühleinheiten und dem Rechner gewährleistet, obwohl nur verhältnismäßig selten Einzelimpulse an den Rechner gegeben werden. Stellt der Rechner z.B. eine Pegeländerung von hochpegelig nach niederpegelig fest und war die zuletzt festgestellte Pegeländerung gleicher Natur, so weiß er, daß durch einen Fehler in der Signalübertragung eine Pegeländerung von niederpegelig nach hochpegelig verloren gegangen ist. Er kann dann diese Pegeländerung noch korrigierend berücksichtigen, indem er dem Zähler 130 zusätzlich eine entsprechende Anzahl von Zählimpulsen übermittelt.Monitoring can be limited to signal level changes in one direction (e.g. from low level to high level); It is particularly advantageous if both falling and increasing level changes are used, since the consequences of transmission errors are kept small. In this case, the computer can also additionally check whether the level change just observed is compatible with the level change registered last and thus subsequently reconstruct any level changes that have been overlooked. This ensures a very high level of signal transmission security between the sensing units and the computer, although individual pulses are only given to the computer relatively rarely. Does the computer set e.g. a level change from high level to low level and if the last level change was of the same nature, he knows that a level change from low level to high level has been lost due to an error in the signal transmission. He can then take this level change into account in a corrective manner by additionally transmitting a corresponding number of counting pulses to the counter 130.
Diese Korrektur kann zusätzlich noch unter der einschränkenden Bedingung erfolgen, daß zwischen den betrachteten Pegeländerungen eine Mindestanzahl von Multiplexerzyklen liegen muß, deren Gesamtdauer etwas kleiner ist als der im Normalbetrieb zu erwartende kleinste Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen der Fühlereinheiten 106, 108, 110. Damit kann ein etwaiges kurzfristiges Unterbrechen der von den Kippstufen abgegebenen Impulse infolge schlech ter Kontakte oder können eingestreute Störimpulse die Wärmemessung nicht verfälschen. Die entsprechende Mindestanzahl von Multiplexerzyklen kann der Rechner 126 auch adaptiv für jede Übertragungsleitung gesondert selbst ermitteln indem er fortlaufend überwacht, nach wievielen Zyklen in der Vergangenheit auf dieser Übertragungsleitung im Mittel die Impulse aufeinanderfolgten.This correction can additionally be carried out under the restrictive condition that between the level changes under consideration there must be a minimum number of multiplexer cycles, the total duration of which is somewhat shorter than the smallest distance to be expected in normal operation between successive pulses of the sensor units 106, 108, 110 any short-term interruption of the pulses emitted by the flip-flops as a result of bad contacts or interfering interference pulses cannot falsify the heat measurement. The computer 126 can also adaptively determine the corresponding minimum number of multiplexer cycles for each transmission line itself by continuously monitoring after how many cycles in the past the pulses followed on average on this transmission line.
Fig. 7 zeigt einen abgewandelten Impulszuggenerator 94, wel eher sich zur Verwendung zusammen mit einem Durchflußmesser eignet, der Impulse mit einer dem Durchsatz zugeordneten Frequenz bereitstellt. Derartige Durchflußmesser mit Flügelrädern und auf deren Vorbeilauf ansprechenden berührungslosen Fühlern sind in verschiedener Form im Handel erhältlich. Sie ermöglichen bei gleichzeitiger Temperaturmessung des zulaufenden und des ablaufenden Wassers unter Verwendung von Temperaturfühlern, wie sie oben beschrieben wurden, eine besonders exakte Ermittlung der wirklich vom Heizkörper abgegebenen Wärme.Fig. 7 shows a modified pulse train generator 94 which is more suitable for use with a flow meter which provides pulses at a frequency associated with the throughput. Such flow meters with impellers and contactless sensors responsive to their passing are commercially available in various forms. With simultaneous temperature measurement of the incoming and outgoing water using temperature sensors as described above, they enable a particularly exact determination of the heat actually emitted by the radiator.
Wie der Impulszuggenerator 94 nach Fig. 4 weist der nach Fig. 7 einen freilaufenden Frequenzgenerator 102 und ein diesem nachgeschaltetes UND-Glied 100 auf. Die Durchsteuerung des UND-Gliedes 100 erfolgt nun aber durch eine durch die digitalen Signale des Durchflußmessers in ihrer Periode steuerbare "monostabile Kippstufe" 104, zu der zwei FlipFlops 132, 134, drei UND-Glieder 136, 138, 140, ein zweistelliger Binärzähler 142 und eine monostabile Kippstufe 144 gehören. Deren Zusammenschaltung ist im einzelnen der Zeichnung zu entnehmen und ergibt sich auch aus der nachstehenden Funktionsbeschreibung:Like the pulse train generator 94 according to FIG. 4, the one according to FIG. 7 has a free-running frequency generator 102 and an AND gate 100 connected downstream of it. The control of the AND gate 100 is now carried out by a "monostable multivibrator" 104 which can be controlled in its period by the digital signals of the flow meter, to which two flip-flops 132, 134, three AND gates 136, 138, 140, a two-digit binary counter 142 and include a monostable multivibrator 144. Their interconnection can be seen in detail in the drawing and also results from the following functional description:
Der Durchflußmesser erzeugt auf der Steuerleitung 96 Impulse, deren Abstand umso kleiner ist, je größer der Durchsatz durch ihn ist. Diese Impulse werden normalerweise durch das UND-Glied 136 abgeblockt, da das Flip-Flop 132 ebenso wie das Flip-Flop 134 normalerweise zurückgestellt ist. Gleiches gilt für den BinärZähler 142, dessen Rückstellzustand der Zahl "1" entspricht.The flow meter generates 96 pulses on the control line, the greater the throughput, the smaller the distance between them. These impulses are usually blocked by AND gate 136 since flip-flop 132, like flip-flop 134, is normally reset. The same applies to the binary counter 142, the reset state of which corresponds to the number "1".
Wird das Flip-Flop 132 vom Ausgang des UND-Gliedes 92 her gesetzt, so kann der erste nachfolgende Impuls auf der Steuerleitung 96 den Binärzähler 142 auf "0" schalten. Das Signal am "0"-Ausgang des Binärzählers 142 wird vom UNDGlied 138 durchgelassen, da dessen anderer Eingang mit dem "0"-Ausgang des Flip-Flops 134 verbunden ist, welches noch zurückgestellt ist. Damit wird die monostabile Kippstufe 144 angestoßen. Deren Ausgangssignal erreicht aber zunächst das UND-Glied 100 noch nicht, da das mit der "1"-Ausgangs- klemme des Flip-Flops 134 verbundene UND-Glied 140 noch sperrt.If the flip-flop 132 is set from the output of the AND gate 92, the first subsequent pulse on the control line 96 can switch the binary counter 142 to "0". The signal at the "0" output of the binary counter 142 is passed through by the AND gate 138, since its other input is connected to the "0" output of the flip-flop 134, which is still on hold. This triggers the monostable multivibrator 144. However, their output signal does not yet reach the AND gate 100 because the AND gate 140 connected to the "1" output terminal of the flip-flop 134 is still blocking.
Durch den nächsten Impuls auf der Steuerleitung 96 wird nun der Binärzähler 142 auf "1" geschaltet, wodurch das Flip- Flop 134 gesetzt wird. Nun steuert das UND-Glied 140 durch, und über das UND-Glied 100 werden die Impulse des Frequenzgenerators 102 solange ausgegeben, bis der von der Kippstufe 144 abgegebene Impuls endet. Ein neuerliches Anstoßen der Kippstufe 144 durch vom Durchflußmesser gelieferte Impulse ist nicht möglich, da mit dem ersten Impuls des vom UND-Glied 100 angegebenen Impulszuges das Flip-Flop 132 zurückgestellt wird, sodaß das UND-Glied 136 wieder sperrt. Zugleich werden auch der Binärzähler 142 und das Flip-Flop 134 wieder in ihren Ausgangszustand zurückgebracht.With the next pulse on the control line 96, the binary counter 142 is now switched to "1", whereby the flip-flop 134 is set. Now the AND gate 140 is controlled, and the pulses of the frequency generator 102 are output via the AND gate 100 until the pulse emitted by the flip-flop 144 ends. A new triggering of the flip-flop 144 by pulses supplied by the flow meter is not possible since the flip-flop 132 is reset with the first pulse of the pulse train indicated by the AND gate 100, so that the AND gate 136 locks again. At the same time, the binary counter 142 and the flip-flop 134 are also returned to their initial state.
Man erkennt, daß der Impulszuggenerator 94 so Irapulszüge abgibt, die umso mehr Impulse enthalten, je schneller die Impulse des Durchflußmessers aufeinanderfolgen, also je größer der Durchsatz ist. Die Periode der monostabilen Kippstufe 144 ist im Hinblick auf die Heizkörpergröße vor eingestellt. Man erkennt, daß somit- die Gesamtzahl der vom UND-Glied 100 abgegebenen Impulse umso größer ist, je größer die gemessene Temperaturdifferenz ist und je größer de gemessene Durchsatz durch den Heizkörper ist. Auch der Impulszuggenerator nach Fig. 7 läßt sich einfach aus wenigen billigen Standardbauteilen zusammenstellen. It can be seen that the pulse train generator 94 thus outputs Ira pulse trains which contain the more pulses, the faster the pulses of the flow meter follow one another, that is to say the greater the throughput. The period of the monostable multivibrator 144 is before in terms of the radiator size set. It can be seen that the total number of pulses emitted by the AND element 100 is greater, the greater the measured temperature difference and the greater the measured throughput through the radiator. The pulse train generator according to FIG. 7 can easily be put together from a few cheap standard components.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Einrichtung zum Messen des Wärmeverbrauchs für Heizanlagen, mit mindestens einem an einem Heizkörper angebrachten Temperaturfühler und einer Zähleinrichtung, welche in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Temperaturfühlers arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler einen Schwingquarz (54) aufweist.1. Device for measuring the heat consumption for heating systems, with at least one attached to a radiator temperature sensor and a counting device, which works in dependence on the output signal of the temperature sensor, characterized in that the temperature sensor has a quartz crystal (54).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingquarz (54) in einer Richtung geschnitten ist, bei welcher ein hoher Temperaturgang der Eigenfrequenz erhalten wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the quartz crystal (54) is cut in a direction in which a high temperature response of the natural frequency is obtained.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Mehrzahl von Schwingquarzen, welche jeweils einem Heizkörper zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in welcher der Schwingquarz (54) jeweils geschnitten ist, jeweils auf die Größe des zugeordneten Heizkörpers (10, 12) abgestimmt ist.3. Device according to claim 1 or 2, with a plurality of quartz crystals, each associated with a radiator, characterized in that the direction in which the quartz crystal (54) is cut in each case to the size of the associated radiator (10, 12) is coordinated.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingquarz (54) ein Uhrenquarz ist und zusammen mit der zugehörigen Elektronik, insbesondere einem Frequenzteiler, sowie zusammen mit dem Uhrengehäuse (40) am zugeordneten Heizkörper (10, 12) befestigt ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the quartz crystal (54) is a quartz watch and together with the associated electronics, in particular a frequency divider, and together with the watch case (40) on the associated radiator (10, 12) is attached.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingquarz (54) mit dem Uhrengehäuse (40) vergossen (56) ist.5. Device according to claim 4, characterized in that the quartz crystal (54) with the watch case (40) is cast (56).
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem ggfs. modifizierten Schwingquarz (54) versehene Armbanduhr (38) auf einer Hal teplatine (16) montiert ist, welche ihrerseits fest mit dem Heizkörper (10, 12) verbunden ist, daß die Halteplatine (16) mit einer lösbaren Abdeckung (26) für die Armbanduhr (38) versehen ist, und daß Mittel (34, 36) zum Blockieren der Abdeckung (26) vorgesehen sind.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that a with a possibly. Modified quartz crystal (54) provided wristwatch (38) on a Hal teplatine (16) is mounted, which in turn is firmly connected to the radiator (10, 12), that the holding plate (16) is provided with a detachable cover (26) for the wristwatch (38), and that means (34, 36 ) are provided for blocking the cover (26).
7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) lichtdurchlässig ist.7. Device according to claim 4, characterized in that the cover (26) is translucent.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) eine aus lichtdurchlässigem Material gefertigte Platte ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the cover (26) is a plate made of translucent material.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) als Blattfeder mit zurückspringendem mittlerem Abschnitt ausgebildet ist, und die Halteplatine (16) Nasen (32) aufweist, an welchen die Ränder der Abdeckung (26) festlegbar sind.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the cover (26) is designed as a leaf spring with a recessed central portion, and the retaining plate (16) has lugs (32) on which the edges of the cover (26) can be determined.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (32) als Abschnitte von an die Halteplatine (16) angeformten Blattfedern (28, 30) ausgebildet sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the lugs (32) as sections of the retaining plate (16) integrally formed leaf springs (28, 30) are formed.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Nasen (32) bildenden Blattfedern (28, 30) durch Einschnitte getrennte Unterabschnitte von umgekanteten Schenkeln (22, 24) der Halteplatine (16) sind und daß die umgekanteten Schenkel (22, 24) zugleich mit Durchgängen für einen Plombierdraht (34) versehen sind.11. The device according to claim 9, characterized in that the lugs (32) forming leaf springs (28, 30) by cuts separated subsections of folded legs (22, 24) of the holding plate (16) and that the folded legs (22, 24) are also provided with passages for a sealing wire (34).
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Uhrengehäuses (40) über eine wärmeleitende plastische Schicht (42), z.B. eine Mineralfettschicht, an der Halteplatine (16) anliegt. 12. Device according to one of claims 4 to 11, characterized in that the bottom of the watch case (40) via a heat-conducting plastic layer (42), for example a mineral grease layer, bears against the holding plate (16).
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingquarz (54) oder ein Gehäuse (16, 40), in welchem er untergebracht ist, am Heizkörper (10, 12) durch einen wärmebeständigen Kleber befestigt ist.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the quartz crystal (54) or a housing (16, 40), in which it is housed, is attached to the radiator (10, 12) by a heat-resistant adhesive.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schwingquarz (84) beim14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that a second quartz crystal (84) at
Auslaß des Heizkörpers (10, 12) oder in demjenigen Raum, in welchem der Heizkörper (10, 12) aufgestellt ist, vorgesehen ist, und daß die Ausgangssignale beider Schwingquarze (82, 84) oder entsprechender Untersetzerstufen der jeweils nachgeschalteten Elektronik einem Frequenzdifferenzrechner (90, 92) zugeführt werden, dessen der Frequenzschwebung zugeordnetes Ausgangssignal einem Zähler (64, 60, 58; 98) zugeführt wird.Outlet of the radiator (10, 12) or in the room in which the radiator (10, 12) is installed is provided, and that the output signals of both quartz crystals (82, 84) or corresponding step-down stages of the electronics connected in each case to a frequency difference calculator (90 , 92), the output signal associated with the frequency beat is fed to a counter (64, 60, 58; 98).
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdifferenzrechner (90, 92) nur bei positiven Differenzen ein Ausgangssignal bereitstellt.15. The device according to claim 14, characterized in that the frequency difference calculator (90, 92) provides an output signal only when there are positive differences.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdifferenzrechner aufweist: ein Flip- Flop (90), dessen Setzeingang (S) mit der normalerweise höherfrequenten Signalquelle (82) verbunden ist und dessen Rückstelleingang (R) mit der normalerweise die niederere Frequenz aufweisenden Signalquelle (84) verbunden ist, und ein UND-Glied (92) dessen einer Eingang mit dem "1 "-Ausgang des Flip-Flops (90) und dessen anderer Eingang mit der normalerweise höherfrequenten Signalquelle (82) verbunden ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the frequency difference calculator comprises: a flip-flop (90) whose set input (S) is connected to the normally higher-frequency signal source (82) and whose reset input (R) with which the normally lower frequency signal source (84), and an AND gate (92) having one input connected to the "1" output of the flip-flop (90) and the other input connected to the normally higher frequency signal source (82).
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Frequenzdifferenzrechners (90,92) über eine Übertragungsleitung (76) mit einer zentralen Zähleinrichtung (58 - 62) verbunden ist.17. The device according to claim 16, characterized in that the output of the frequency difference calculator (90,92) via a transmission line (76) with a central Counting device (58 - 62) is connected.
18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Frequenzdifferenzrechner (90, 92) und die Übertragungsleitung (76) ein steuerbarer Impulszuggene rator (94) geschaltet ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Frequenzdifferenzrechners (90, 92) verbunden ist und der bei Erhalt eines Impulses jeweils eine Impulsgruppe ab gibt.18. The device according to claim 16, characterized in that between the frequency difference calculator (90, 92) and the transmission line (76) a controllable Impulszuggene generator (94) is connected, the input of which is connected to the output of the frequency difference calculator (90, 92) and which delivers one pulse group each time it receives a pulse.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Impulszuggenerator (94) jeweils eine Anzahl von Impulsen abgibt, welche auf die Größe des zugeordneten Heizkörpers (10, 12) abgestimmt ist.19. The device according to claim 18, characterized in that the controllable pulse train generator (94) emits a number of pulses, which is matched to the size of the associated radiator (10, 12).
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulszuggenerator (94) jeweils eine Anzahl von Impulsen abgibt, welche vom Wasserdurchsatz durch den Heizkörper (10, 12) abhängt.20. Device according to claim 18 or 19, characterized in that the pulse train generator (94) emits a number of pulses, which depends on the water throughput through the radiator (10, 12).
21. Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,daß der Impulszuggenerator (94) eine mit den21. Device according to claim 19 or 20, characterized in that the pulse train generator (94) one with the
EingangsImpulsen beaufschlagte monostabile Kippschaltung (104) einen freilaufenden Frequenzgenerator (102) sowie ein UND-Glied (100) aufweist, dessen Eingänge mit den Ausgängen der monostabilen Kippschaltung (104) und des freilaufenden Frequenzgenerators (102) verbunden sind und dessen Ausgang mit der übertragungsleitung (76) verbunden ist.Input pulse applied to monostable multivibrator (104) has a free-running frequency generator (102) and an AND gate (100), the inputs of which are connected to the outputs of the monostable multivibrator (104) and the free-running frequency generator (102) and the output of which is connected to the transmission line ( 76) is connected.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung (104) mit einer22. The device according to claim 21, characterized in that the monostable multivibrator (104) with a
Periodensteuerleitung (96) verbunden ist, welche von einem Durchflußmesser her mit Signal beaufschlagt ist, der den momentanen Wasserdurchsatz durch den Heizkörper (10, 1 2) mißt .Period control line (96) is connected, which is acted upon by a flow meter with a signal indicating the instantaneous water flow through the heating element (10, 1 2) measures.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, wobei der Durchflußmesser ein solcher ist, der Impulse mit gemäß dem Durchsatz wachsender Frequenz bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung (104) aufweist: eine Sperrstufe (132, 136), welche vom Durchflußmesser erzeugte Impulse nur durchlaufen läßt, wenn ein Impuls vom Frequenzdifferenzrechner (90, 92) erhalten wurde, eine Weiehe (142), welche aufeinanderfolgend vom Durchflußmesser bereitgestellte Impulse auf zwei verschiedene Leitungen verteilt, eine monostabile Kippstufe (144), welche mit der einen dieser Leitungen verbunden ist und einen mit der zweiten dieser Leitungen verbundenen Sperrkreis (134, 140), welcher das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe (144) solange sperrt, bis auf der zweiten Leitung der erste auf den die monostabile Kippstufe (144) ausgelöst habenden Impuls folgende Impuls des Durchflußmessers erhalten wird.23. The device according to claim 22, wherein the flow meter is one which provides pulses with increasing frequency according to the throughput, characterized in that the monostable multivibrator (104) comprises: a blocking stage (132, 136) which only generates pulses generated by the flow meter if a pulse was received from the frequency difference calculator (90, 92), a sequence (142) which successively distributes the pulses provided by the flow meter over two different lines, a monostable multivibrator (144) which is connected to one of these lines and a blocking circuit (134, 140) connected to the second of these lines, which blocks the output signal of the monostable multivibrator (144) until the first line following the pulse following the monostable multivibrator (144) triggering the flow meter pulse is received .
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei welcher eine Mehrzahl von mit Schwingquarzpaaren zusammenarbeitender Frequenzdifferenzrechner über zugeordnete übertragungsleitungen mit der zentralen Zähleinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung für jeden Frequenzdifferenzrechner einen Zwischenzähler (64, 66, 68) aufweist, welcher über einen Multiplexer (62) mit einem Addierer (60) verbunden ist.24. Device according to one of claims 18 to 23, in which a plurality of frequency difference computers working with quartz crystal pairs are connected to the central counting device via assigned transmission lines, characterized in that the counting device has an intermediate counter (64, 66, 68) for each frequency difference computer. which is connected to an adder (60) via a multiplexer (62).
25. Einrichtung nach Anspruch 17, bei welcher eine Mehr zahl von mit Schwingquarzpaaren zusammenarbeitender Frequenzdifferenzrechner über zugeordnete Übertragungsleitungen mit der zentralen Zähleinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Frequenzdifferenzrechnern monostabile Kippstufen (112, 114, 116) nachgeschaltet sind, deren Periode größer ist als die Gesamt Periode eines Multiplexers (124), über welchen die monostabilen Kippstufen (112, 114, 116) mit einem Rechner (126) verbunden sind, welcher die übermittelten Impulse ggfs. unter Verwendung gespeicherter Skalierungsfaktoren gewichtet, addiert und abspeichert (130).25. The device according to claim 17, wherein a plurality of frequency difference computers cooperating with quartz crystal pairs are connected to the central counting device via assigned transmission lines, characterized in that the frequency difference computers are connected to monostable flip-flops (112, 114, 116) whose period is greater than the total Period of a multiplexer (124), via which the monostable flip-flops (112, 114, 116) are connected to a computer (126) which, if necessary, weights, adds and stores the transmitted pulses using stored scaling factors (130).
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeteil (98) der Uhr nur über einen Taster mit der Energieversorgung verbunden ist oder ganz von dieser getrennt ist.26. Device according to one of claims 4 to 25, characterized in that the display part (98) of the clock is connected to the energy supply only via a button or is completely separated from it.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (98), welcher in der Elektronik der Uhr (38) enthalten ist, mit dem Ausgang des Frequenzdifferenzrechners (90, 92) oder des diesem ggfs. nachgeschalteten Impulszuggenerators (94) verbunden ist.27. Device according to one of claims 14 to 26, characterized in that a counter (98), which is contained in the electronics of the clock (38), with the output of the frequency difference calculator (90, 92) or the pulse train generator which may be connected downstream of this (94) is connected.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite einen Schwingquarz enthaltende Temperaturfühler (84) genauso wie der erste einen Schwingquarz enthaltende Temperaturfühler (82) als zentralen Teil eine elektronische Armbanduhr (38) aufweist und genauso mechanisch gehaltert ist, wie in den Ansprüchen 4 bis 13 angegeben. 28. Device according to one of claims 14 to 27, characterized in that the second temperature sensor (84) containing quartz crystal as well as the first temperature sensor (82) containing quartz crystal has an electronic wristwatch (38) as a central part and is also mechanically supported as stated in claims 4 to 13.
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