WO2024003043A1 - Energiemessung von heizkörpern - Google Patents

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WO2024003043A1 PCT/EP2023/067465 EP2023067465W WO2024003043A1 WO 2024003043 A1 WO2024003043 A1 WO 2024003043A1 EP 2023067465 W EP2023067465 W EP 2023067465W WO 2024003043 A1 WO2024003043 A1 WO 2024003043A1
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heating element
heating
temperature
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Inventor
Mikko Iivonen
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Purmo Group Plc
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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
    • G01K17/08—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 based upon measurement of temperature difference or of a temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the heating or cooling performance of a heating element, in particular a radiator, in a room according to the preamble of patent claim 1 and an arrangement for determining the heating or cooling performance of a heating element in a room according to the preamble of patent claim 4.
  • the thermal energy consumption of houses or apartments is determined.
  • the consumption of individual residential units in apartment buildings is determined by the total heat consumption of the house based on the square meters of the individual residential units.
  • several methods are known from the prior art that can, for example, determine the heat requirement for individual radiators. In these methods, the temperature of the heating medium that enters the radiator and its flow rate are determined and from this the amount of heat released by the radiator or the heating medium is determined. Such methods are known, for example, in EN 442 or EN 16430.
  • the object of the present invention is therefore to provide a simple and precise method for determining the heating or cooling performance of individual radiators or heating elements, which, on the one hand, can be easily retrofitted into existing systems and, on the other hand, causes low costs when retrofitting and creating heating systems.
  • This task is solved in a method according to the preamble of patent claim 1 with the characterizing features.
  • the performance of the heating element is determined by means of a model function: is determined, whereby the function f k and the function f n of the heat element are determined by means of investigations on a reference heat element
  • radiator-specific energy measurement is relatively easy to implement for the digitalized heating network system.
  • Flow and return temperatures can be measured on the radiator surface or on the heating medium and the room temperature can be measured, for example, with a wall thermostat.
  • the energy measurement method according to the invention offers sufficient accuracy and a fair opportunity to allocate the heating costs of a building to the respective apartments or residential units. Radiator-specific energy measurement in a digitalized heating network also enables automated billing.
  • a heat element according to the invention must be suitable for dissipating or absorbing heat from the room or for releasing heat to it and can, for example, be a radiator, a convector, a heating convector, a panel, a radiator or a fan coil.
  • T RL ⁇ T space at the respective temperatures ti,ts, ... t relative cooling rate c/cn Tvl q is determined.
  • a further aspect of the invention envisages providing an arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • This object is achieved in an arrangement according to the preamble of patent claim 4 with the characterizing features; according to the invention it is provided that the arrangement comprises an evaluation unit to which the measured values of the temperature meters are supplied, the heat output or cooling output of the heating element is carried out using a method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention for determining the heating or cooling performance of a heating element
  • Fig. 2 shows an exemplary determination of the function f k
  • Fig. 3 shows a diagram on which the regression for determining the function f n is based lay.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention for determining the heating or cooling performance of a heating element.
  • the arrangement includes a heating element which is designed as a radiator 1 and is positioned in a room.
  • the warm heating medium enters the radiator 1 at the flow inlet 2, releases heat into the room via the radiator 1 and exits as a return from the return outlet 3.
  • the heating medium can be a liquid, a gas or vapor.
  • a temperature meter 6a, 6b for example a temperature probe, is arranged on the radiator 1 in the area of the flow inlet 2 and the return outlet 3.
  • the temperature meter 6a arranged in the area of the flow inlet 2 thus determines the temperature of the flow Tvi.
  • a room temperature meter 4 is also arranged in the room, with which the air temperature of the DREAM room is determined.
  • the arrangement further comprises an evaluation unit 5, to which the individual measured values of the temperature meters 4, 6a, 6b, i.e. the temperature of the flow TVL, the temperature of the return T R and the air temperature of the room TR aum , are supplied.
  • the evaluation unit 5 determines the amount of power provided by the individual radiator or the individual heating element using the method according to the invention.
  • thermal output of a radiator can also be described by:
  • n radiator type-specific temperature exponent
  • REPLACEMENT SHEET (RULE 26) To create regression models f k and f n for each type of radiator, where the temperatures Tfiow /Trt n /T are the measured variables , which means that the measurement of the water flow is no longer necessary.
  • radiator 1 The energy given off by radiator 1 to the room can then be calculated using equation (Eq. 2).
  • Eq. 2 The closer the measurement interval is, the more accurate the result is.
  • the heat element or radiator 1 used later or a similar reference model was examined and the relative cooling rate c/c n was examined using the equation (Eq. 8) in at least two, in this embodiment three, different temperatures of the heating medium.
  • the temperature of the heating medium that enters the radiator 1 is varied and thus three flow temperatures TVLI, TVL2, TVL3 are supplied to the radiator 1 at different times and the power ⁇ t>i, resulting from each of the flow temperatures TVLI, TVL2, TVL3, ⁇ t> 2 , ⁇ t>3 of the heating element as well as the respective return temperature T R I, T R 2, T R i_3 and the change in room temperature T RaU mi, T room 2, T room 3 are determined.
  • Table 1 The results of exemplary measurements are shown in Table 1.
  • the resulting factors ki,k 2 ,k 3 and ni,n 2 ,n 3 are then mapped via the ratios of cooling rates or the relative cooling rate c/c n .
  • the functions f k and f n were determined as a function of the relative cooling rate c/c n , as shown by way of example in the diagrams in FIGS. 2 and 3.
  • the diagram in FIG. 2 shows an exemplary determination of the function f k
  • FIG. 3 shows a diagram on which the regression to determine the function f n was based.
  • REPLACEMENT SHEET (RULE 26) Using the individual regression functions obtained, the performance can then be determined after measuring the specific temperatures in an arrangement according to the invention using the equation Eq. 9 can be determined.
  • any other heating element can also be provided, into which a heating medium enters, the temperatures of which can be determined in the inlet and outlet.
  • the heating element according to the invention can be a radiator, a heating convector, a panel, a radiator or a fan coil.
  • the room can also be cooled by a cooling output of the heating element.
  • the heating medium is supplied to the heating element with a flow temperature TVL below the dream temperature DREAM absorbs heat from the room and is then released from the heating element at a higher return temperature T L.
  • the method for determining the heat loss can then also be carried out for the cooling capacity in accordance with the heat output. The calculation then only gives a negative heat output as a result.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements, insbesondere eines Heizkörpers (1), an einen Raum, - wobei ein Heizmedium in dem Wärmeelement über einen Vorlaufeinlass (1) als Vorlauf eintritt, Wärme über das Wärmeelement an die Umgebung des Wärmeelements abgibt und als Rücklauf aus dem Wärmeelement an einem Rücklaufauslass (3) austritt, wobei jeweils ein Temperaturmesser (6a, 6b) am Vorlaufeinlass (2) und am Rücklaufauslass (3) vorgesehenen sind mit der die Temperatur (TVL) des in das Wärmeelement einströmenden Vorlaufs und die Temperatur (TRL) des Rücklaufs gemessen wird, - wobei die Lufttemperatur des Raumes (TRaum) über einen Raumtemperaturmesser (4) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wärme- und/oder Kühlleistung Φ des Wärmeelements mittels einer Modellfunktion: Formel (I) (Gl. 9) bestimmt wird, - wobei die Funktion fk und die Funktion fn des Wärmeelements mittels Untersuchungen an einem Referenz-Wärmeelement ermittelt werden.

Description

Energiemessung von Heizkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements, insbesondere eines Heizkörpers, an einen Raum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements an einen Raum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren bekannt, mit denen der Wärmeenergieverbrauch von Häusern oder Wohnungen bestimmt wird. So wird beispielsweise der Verbrauch von einzelnen Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern über den Gesamtwärmeverbrauch des Hauses anhand der Quadratmeter der einzelnen Wohneinheiten bestimmt. Jedoch bewirkt dies gerade in Mehrfamilienhäusern, dass der pro Quadratmeter errechnete Verbrauch selten dem realen Verbrauch der einzelnen Wohneinheiten entspricht und beispielsweise sparsamere Haushalte dadurch benachteiligt werden bzw. höhere Kosten tragen, als es ihrem Verbrauch entspricht. Weiters sind aus dem Stand der Technik mehrere Verfahren bekannt, die beispielsweise für einzelne Heizkörper den Wärmebedarf ermitteln können. Bei diesen Verfahren wird die Temperatur des Heizmediums, das in den Heizkörper eintritt, sowie dessen Durchflussmenge bestimmt und daraus die durch den Heizkörper bzw. das Heizmedium abgegebene Wärmemenge bestimmt. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der EN 442 oder EN 16430 bekannt.
Es wird dabei im Stand der Technik der momentane Wasserdurchfluss sowie die Vor- und Rücklauftemperaturen des Heizwassers im Heizkörper gemessen. Multipliziert man diesen thermischen Eingangswert mit dem Messintervall, erhält man die übertragene Heizenergie während eines bestimmten Zeitraums:
Q = * At (Gl. 1 ) wobei
• Q = Heizenergie, kJ
• = Wärme- oder Kühlleistung bzw. Leistung, W
• At = Messintervall, s
Und zum Beispiel die Summe der Heizenergie während der Heizperiode:
ZQ = Z(0> * At) (Gl. 2)
Die thermische Wirkung des Heizkörpers, der Wärmeeintrag, kann beschrieben werden:
Figure imgf000003_0001
wobei
• V = Volumenstrom des Wassers, m3 /s
ERSATZBLATT (REGEL 26) • p = Dichte von Wasser, kg/m3
• cp = spezifische Wärmekapazität von Wasser, kJ/kgK
• TVL = Vorlaufwassertemperatur,0 C '
• TRL = Rücklaufwassertemperatur,0 C
Anmerkung: V * p = m = Massenstrom des Wassers, kg/s
Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Methoden ist jedoch, dass meist nur die Wärmeleistung oder Kühlleistung der gesamten Wohneinheiten mit einem Durchflussmessgerät, das am Eingang der Heizleitung in die jeweilige Wohneinheit angeordnet ist, bestimmt werden kann, da der Aufwand bzw die Kosten zu groß wäre, jeden Heizkörper mit einem Durchflussmessgerät auszustatten. Auch ist es bei bestehenden Anlagen mit einem erheblichen Aufwand verbunden, nachträglich teure Durchflussmessgeräte einzubauen und daher, insbesondere bei bestehenden Anlagen, unpraktisch und teuer, eine genaue Leistungserfassung zu ermöglichen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches und genaues Verfahren zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung einzelner Heizkörper bzw. Wärmeelemente bereitzustellen, das einerseits bei bestehenden Anlagen einfach nachgerüstet werden kann und andererseits geringe Kosten beim Nachrüsten und der Erstellung von Heizanlagen verursacht. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Leistung des Wärmeelements mittels einer Modellfunktion:
Figure imgf000004_0001
bestimmt wird, wobei die Funktion fk und die Funktion fn des Wärmeelements mittels Untersuchungen an einem Referenz-Wärmeelement ermittelt werden
Eine solche heizkörperspezifische Energiemessung ist für das digitalisierte Heizungsnetzsystem relativ einfach zu realisieren. Vorlauf- und Rücklauftemperaturen können an der Heizkörperoberfläche oder am Heizmedium und die Raumtemperatur zum Beispiel mit einem Wandthermostat gemessen werden.
Das hier erfindungsgemäße Energiemessverfahren bietet eine ausreichende Genauigkeit und eine faire Möglichkeit, die Heizkosten eines Gebäudes auf die jeweiligen Wohnungen bzw Wohneinheiten umzulegen. Die heizkörperspezifische Energiemessung in einem digitalisierten Heizungsnetz ermöglicht auch eine automatisierte Abrechnung.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Ein erfindungsgemäßes Wärmeelement muss geeignet sein, Wärme aus dem Raum abführen bzw aufnehmen oder an diesen Wärme abgeben zu können und kann beispielsweise ein Heizkörper ein Konvektor, ein Heizkonvektor, ein Paneel, ein Radiator oder ein Fan-Coil sein.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche näher definiert:
Um die Funktionen vorteilhaft mit einer hohen Genauigkeit bestimmen zu können kann optional vorgesehen sein, dass die Leistung <t>i des Wärmeelements bei zumindest zwei Temperaturen ti ,ts ,... t ermittelt wird, wobei die Faktoren k und Hi durch eine Regression nach der Gleichung <t>i = k * A n anhand der ermittelten Leistung <t>i bei den jeweiligen Temperauren ermittelt wird, wobei die Funktion fk und die Funktion fn mittels einer, insbesondere linearen, Regression für das jeweilige Wärmeelement unter den ermittelten Faktoren k und Hi bestimmt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Leistung <t>i des Wärmeelements bei zumindest zwei Temperaturen ti ,ts, ... ti ermittelt wird, wobei die jeweiligen Faktoren k und Hi durch eine Regression nach der Norm der Gleichung 4> = k * ATn anhand der ermittelten Leistung <t>i bei den jeweiligen Temperauren ermittelt wird, wobei die Funktion fk mittels Regression aus der bei den jeweiligen Temperaturen ti ,ts, ... ti ermittelten Faktors k in Abhängigkeit von der bei den jeweiligen Temperaturen vorliegenden relativen Kühlrate TRL~TRaum c/cn = Tvl q ermittelt wird und wobei die Funktion fn mittels Regression aus der bei den jeweiligen Temperaturen ti ,ts, ... t ermittelten Faktors Hi in Abhängigkeit von der bei
TRL~TRaum den jeweiligen Temperaturen ti,ts, ... t vorliegenden relativen Kühlrate c/cn = Tvl q ermittelt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor eine Anordnung zur Durchführung des Erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen. Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst, erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Anordnung eine Auswerteeinheit umfasst, der die Messwerte der Temperturmesser zugeführt sind, die Wärmeleistung oder Kühlleistung
Figure imgf000005_0001
des Wärmeelements nach einem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements, Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Bestimmung der Funktion fk, und Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das der Regression zur Bestimmung der Funktion fn zugrunde lag.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements. Die Anordnung umfasst ein Wärmeelement, das als Heizkörper 1 ausgebildet und in einem Raum positioniert ist. In den Heizkörper 1 tritt am Vorlaufeingang 2 das warme Heizmedium in den Heizkörper 1 , gibt Wärme über den Heizkörper 1 in den Raum ab und tritt als Rücklauf aus dem Rücklaufauslass 3 aus. Das Heizmedium kann dabei eine Flüssigkeit, ein Gas oder dampfförimg sein. An dem Heizkörper 1 ist jeweils im Bereich des Vorlaufeinlasses 2 und des Rücklaufauslasses 3 ein Temperaturmesser 6a, 6b, beispielsweise eine Temperatursonde, angeordnet. Der im Bereich des Vorlaufeinlasses 2 angeordnete Temperaturmesser 6a bestimmt somit die Temperatur des Vorlaufs Tvi. und der Temperaturmesser 6b im Bereich des Rücklaufs die Temperatur des Rücklaufs TRL. In dem Raum ist weiters ein Raumtemperaturmesser 4 angeordnet, mit dem die Lufttemperatur des Raums TRAUM bestimmt wird. Die Anordnung umfasst weiters eine Auswerteeinheit 5, der die einzelnen Messwerte der Temperaturmesser 4, 6a, 6b, also die Temperatur des Vorlaufs TVL, die Temperatur des Rücklaufs TR und die Lufttemperatur des Raums TRaum zugeführt werden. Die Auswerteeinheit 5 nimmt sodann die Bestimmung der Menge der Leistung durch den einzelnen Heizkörperl bzw. das einzelne Wärmeelement nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor.
Im Folgenden wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Verfahren beispielhaft beschrieben:
Es ist auch bekannt, dass die Wärmeleistung eines Heizkörpers kann auch durch beschrieben werden:
<J> = k * ATn , W (Gl. 4)
ERSATZBLATT (REGEL 26) wobei
• k = strahlertypspezifischer Faktor
• AT = logarithmische Übertemperatur eines Heizkörpers,
Figure imgf000007_0001
• n = Heizkörpertyp-spezifischer Temperaturexponent
Bei Standard-Durchflussbedingungen, die den Standardtemperaturen Tvi. /TR / TRAUM = 75°C/65°C /20°C entsprechen, wobei TRUA die Innentemperatur des Raumes ist, sind die Faktoren k und n Konstanten gemäß EN 442 und EN 16430. Bei normalen variablen Betriebsbedingungen sind k und n jedoch Funktionen des Wasserdurchsatzes und der Übertemperatur.
Bei den Berechnungen ist es möglich, bei Kenntnis der Heizkörper-Normwärmeleistung <t>5o und des Normwasserdurchflusses mn einen relativen Durchfluss m/mn zu verwenden.
Es wurde bei den der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchung herausgefunden, dass der relative Durchfluss m/mn mit brauchbarer Genauigkeit durch sogenannte Kühlraten bzw c-Werte ersetzt werden kann. Auch bei unterschiedlichen Übertemperaturen mit Standard- Durchflussbedingungen ist die Abkühlungsrate mit guter Genauigkeit für normal angeschlossene Wärmeelemente wie zB Plattenheizkörper konstant:
Figure imgf000007_0002
Der Standardfluss mn mit den jeweiligen Standardtemperaturen Tvi. /TRL / T AU = 75°C/ 65°C/ 20°C kann dann entsprechend formuliert werden: 0,818 (Gl. 7)
Figure imgf000007_0003
Der relative Durchfluss m/mn ergibt sich sodann zu
TRL~TRaum m/mn~c/cn = Tvl q T Q R um (Gl. 8)
Da der Wert von cn mit ausreichender Genauigkeit konstant ist und somit nur die Kühlrate c und die Übertemperatur AT in der Wärmeleistungsberechnung für k und n benötigt werden, kann die Gleichung (Gl. 4) in der Form geschrieben werden:
Figure imgf000007_0004
Auf der Grundlage von Laborergebnissen zur Messung der Wärmeleistung unter verschiedenen Temperatur- und Durchflussbedingungen ist es möglich, mathematische
ERSATZBLATT (REGEL 26) Regressionsmodelle fk und fn für jeden Heizkörpertyp zu erstellen, wobei die Temperaturen Tfiow /Trtn /Tin die Messgrößen sind wodurch die Messung des Wasserdurchflusses nicht mehr erforderlich ist.
Die vom Heizkörper 1 an den Raum abgegebene Energie kann dann nun nach Gleichung (Gl. 2) berechnet werden. Je dichter das Messintervall ist, desto genauer ist das Ergebnis. Diese Methode vermittelt ein zuverlässiges Bild der Wärmeübertragung verschiedener Arten von Wärmeelementen in unterschiedlichen Betriebssituationen, was in unterschiedlichen Laboruntersuchungen nachgewiesen wurde.
In Laborversuchen wurden das später verwendete Wärmeelement bzw. der Heizkörper 1 bzw. ein gleichartiges Referenzmodell untersucht und die relative Kühlrate c/cn anhand der Gleichung (Gl. 8) in zumindest zwei, bei dieser Ausführungsform drei, unterschiedlichen Temperaturen des Heizmediums untersucht. So wird die Temperatur des Heizmediums, das in den Heizkörper 1 eintritt, variiert und somit drei Vorlauftemperaturen TVLI ,TVL2,TVL3 dem Heizkörper 1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten zugeführt und die jeweils bei den Vorlauftemperaturen TVLI ,TVL2,TVL3 daraus resultierende Leistung <t>i, <t>2, <t>3 des Wärmeelements sowie die jeweiligen Rücklauftemperatur TR I , T R 2, T Ri_3 und die Änderung der Raumtemperatur TRaUmi, TRaum2, TRaum3 bestimmt. Die Ergebnisse von beispielhaften Messungen sind in Tabelle 1 dargestellt.
Figure imgf000008_0001
ERSATZBLATT (REGEL 26)
Figure imgf000009_0001
Tabelle 1 :
Für die einzelnen Temperaturen des Vorlaufs wird sodann über ein Regressionsverfahren die Faktoren ki,k2,k3 und ni,n2,n3 für die einzelnen Temperaturen TVLI ,TVL2,TVL3 des Vorlaufs mittels der Gleichung (Gl. 4) <t>= k * ATn bestimmt. Die daraus erhaltenen Faktoren ki,k2,k3 und ni,n2,n3 werden sodann über die Verhältnisse Kühlraten bzw die relative Kühlrate c/cn abgebildet. Die jeweiligen Werte der In den Fig.2 und Fig. 3 abgebildeten Diagramme:
Figure imgf000009_0002
Mittels eines Regressionsverfahrens wurden wie in den Diagrammen der Fig. 2 und Fig. 3 beispielhaft dargestellt werden die Funktionen fk und fn in Abhängigkeit der relativen Kühlrate c/cn bestimmt. So zeigt das Diagramm der Fig. 2 eine beispielhafte Bestimmung der Funktion fk und Fig. 3 ein Diagramm, das der Regression zur Bestimmung der Funktion fn zugrunde lagen.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Über die erhaltenen einzelnen Regressionsfunktionen kann sodann die Leistung nach Messung der jeweils spezifischen Temperaturen bei einer erfindungsgemäßen Anordnung mittels der Gleichung Gl. 9 bestimmt werden.
In mehreren Untersuchungen wurde das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Referenzheizkörpers vom TYP Purmo 22-600-1400 (siehe Tabelle 1 ) untersucht: So wurde mit der erfindungsgemäßen Methode herausgefunden, dass eine Genauigkeit bzw. Abweichung von unter 2-3% erreicht wurde, die jedoch im Verhältnis zu bestehenden, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nur geringe Abweichungen zum Realwert darstellt und bei gleichzeitig einfacher Messung der einzelnen Parameter kostengünstig durchgeführt werden kann.
Alternativ zu dem oben beschriebenen Verfahren kann auch jedes andere Wärmeelement vorgesehen sein, in das ein Heizmedium eintritt, dessen Temperaturen im Einlass und Auslass bestimmbar sind. So kann das erfindungsgemäße Wärmeelement beispielsweise ein Heizkörper, ein Heizkonvektor, ein Paneel, ein Radiator oder ein Fan-Coil sein.
Alternativ zu den oben angeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren kann anstelle der Wärmeleistung des Wärmeelements, also dem aufheizen des Raums, auch eine Kühlung des Raums durch eine Kühlleistung des Wärmeelements erfolgen bei der Wärmeaufnahme wir das Heizmedium mit einer Vorlauftemperatur TVL unterhalb der Traumtemperatur TRAUM dem Wärmeelement zugeführt nimmt Wärme aus dem Raum auf und wird sodann mit einer höheren Rücklauftemperatur T L aus dem Wärmeelement wieder ausgebracht. Das Verfahren zur Bestimmung der Wärmeabnahme kann dann entsprechend der Wärmeleistung auch für die Kühlleistung durchgeführt werden. Bei der Berechnung wird sodann lediglich eine negative Wärmeleistung als Ergebnis erhalten.
ERSATZBLATT (REGEL 26)

Claims

Patentansprüche: Verfahren zur Bestimmung der Wärme- oder Kühlleistung eines Wärmeelements, insbesondere eines Heizkörpers (1 ), an einen Raum,
- wobei ein Heizmedium in dem Wärmeelement über einen Vorlaufeinlass (1 ) als Vorlauf eintritt, Wärme über das Wärmeelement an die Umgebung des Wärmeelements abgibt und als Rücklauf aus dem Wärmeelement an einem Rücklaufauslass (3) austritt, wobei jeweils ein Temperaturmesser (6a, 6b) am Vorlaufeinlass (2) und am Rücklaufauslass (3) vorgesehenen sind mit der die Temperatur (TVL) des in das Wärmeelement einströmenden Vorlaufs und die Temperatur (TRL) des Rücklaufs gemessen wird,
- wobei die Lufttemperatur des Raumes (TRaum) über einen Raumtemperaturmesser (4) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Wärme- und/oder Kühlleistung
Figure imgf000011_0001
des Wärmeelements mittels einer Modellfunktion:
Figure imgf000011_0002
bestimmt wird,
- wobei die Funktion fk und die Funktion fn des Wärmeelements mittels
Untersuchungen an einem Referenz-Wärmeelement ermittelt werden. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme- und/oder Kühlleistung <t>i des Wärmeelements bei zumindest zwei Temperaturen ti,t2 ,... t ermittelt wird,
- wobei die Faktoren k und ni durch eine Regression nach der Gleichung <t>i = k * ATAn anhand der ermittelten Wärme- und/oder Kühlleistung <t>i bei den jeweiligen Temperauren ermittelt wird, wobei die Funktion fk und die Funktion fn mittels einer, insbesondere linearen, Regression für das jeweilige Wärmeelement unter den ermittelten Faktoren k und ni bestimmt werden. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme- und/oder Kühlleistung <t>i des Wärmeelements bei zumindest zwei Temperaturen ti ,t2, ... ti ermittelt wird,
- wobei die jeweiligen Faktoren k und ni durch eine Regression nach der Norm der Gleichung O = k * AT" anhand der ermittelten Wärmeleistung und/oder der ermittelten Kühlleistung <t>i bei den jeweiligen Temperauren ermittelt wird, - wobei die Funktion fk mittels Regression aus der bei den jeweiligen Temperaturen ti ,t2, ... ti ermittelten Faktors k in Abhängigkeit von der bei den jeweiligen Temperaturen
TRL~TRaum vorliegenden relative Kühlrate c/cn = Tvl TRaum ermittelt wird und wobei die a ' 0,818
Funktion fn mittels Regression aus der bei den jeweiligen Temperaturen ti,t2, ... t ermittelten Faktors Hi in Abhängigkeit von der bei den jeweiligen Temperaturen ti ,t2, ...
TRL~TRaum ti vorliegenden relative Kühlrate c/cn = ermittelt wird.
Figure imgf000012_0001
Anordnung zur Bestimmung der Wärme- und/oder Kühlleistung eines Wärmeelements, insbesondere eines Heizkörpers (1 ), an einen Raum,
- wobei in dem zu bestimmenden Raum zumindest ein Wärmeelement angeordnet ist in dem ein Heizmedium über einen Vorlaufeinlass (2) als Vorlauf eintritt, Wärme über das Wärmeelement an die Umgebung des Wärmeelements abgebbar ist und das Heizmedium als Rücklauf aus dem Wärmeelements an einem Rücklaufauslass (3) austreten kann,
- wobei im Bereich des Vorlaufeinlasses (2) und des Rücklaufauslasses (3) jeweils ein Temperaturmesser (6a, 6b) angeordnet ist, mit denen die Temperatur (TVL) des in das Wärmeelement einströmenden Vorlaufs und die Temperatur (TRL) des Rücklaufs messbar ist,
- wobei in dem Raum ein Raumtemperaturmesser (4) angeordnet ist mit dem die Lufttemperatur des Raumes (TRaum) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Auswerteeinheit (5) umfasst der die Messwerte der Temperturmesser (6a, 6b, 4) zugeführt sind,
- die Wärmeleistung und/oder Kühlleistung
Figure imgf000012_0002
des Wärmeelements mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durchgeführt wird.
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