DE2511784C3 - Zentralheizanlage in Einrohrausführung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentralheizanlage in Einrohrausführung mit mindestens einer Radiatorschleife mit einem in einer von einem thermostatisch gesteuerten ersten Radiator kommenden gesonderten Rücklaufleitung liegenden zusätzlichen Thermostaten, der in einem Verteilerkörper, der außer mit der genannten Rücklaufleitung mit einer Zuleitung für Heizwasser und einer Verbindungsleitung zu einer allgemeinen Rücklaufleitung verbunden ist und von dem ein zum eisten Radiator führender Zuleitungsteil und eine Ableitung zu weiteren, thermostatisch oder «> manuell steuerbaren Radiatoren der jeweiligen Radiatorschleife ausgehen, einen doppeltwirkenden Ventilkörper bei einem Temperaturanstieg des vom ersten Radiator kommenden Rücklaufwassers im Sinne einer Vergrößerung der Zufuhr von Heizwasser aus der b5 Zuleitung und einer Verminderung der Zufuhr von Rücklaufwasser aus der Verbindungsleitung steuert.

Ausgehend von einer solchen Zentralheizanlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Anlage so auszugestalten, daß sie eine besonders einfache und bisher nicht übliche Art der Wärmemengenmessung mit für die Abrechnungspraxis ausreichender Genauigkeit gestattet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäö dadurch gelöst, daß die zu den weiteren Radiatoren führende Ableitung einen Temperaturfühler enthält, der eine von der Wassertemperatur in dieser Ableitung abhängige elektrische Spannung erzeugt und einem Impulsgenerator zuführt, der daraus eine Impulsfolge mit der ihm zugeführten Spannung und damit der Wassertemperatur in der Ableitung wenigstens angenähert proportionaler Frequenz gewinnt und einem Zähler zuführt

Die Grundlage der erfindungsgemäßen Lösung der gestellten Aufgabe ist die auf den speziellen Bau der Zentralheizanlagen der eingangs erwähnten Art gestützte Möglichkeit zur Anwendung einer vereinfachten Formel für die Bestimmung der in jeder einzelnen Radiatorschleife verbrauchten Wärmemenge. In Anwendung dieser Bcstimmungsrnethode wird die interessierende Wärmemenge anhand nur einer einzigen Temperatur ermittelt, die an einer ganz bestimmten Stelle der Zentralheizanlage abgenommen wird.

Mit dieser Arbeitsweise unterscheidet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Zentralheizanlage schon in ihrer Bestimmungsgrundlage für die Wärmemengenmessung von der insoweit bisher üblichen Technik, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 22 26 950 ersichtlich ist und bei der zunächst die Eintrittstemperatur und die Austrittstemperatur des Heizmittels gemessen, sodann die Differenz dieser beiden Temperaturwerte bestimmt und mit den Momentanwerten für die durchströmende Heizmittelmenge multipliziert und schließlich das so erhaltene Produkt zeitlich aufintegriert wird.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Zentralheizanlage der eingangs erwähnten Art führt zu einer überraschend einfachen und dennoch für die Praxis ausreichend genauen Ermittlung de. von den zu einer bestimmten Radiatorschleife der Anlage gehörenden Radiatoren abgegebenen Wärmemenge. Da die zu ein und derselben Radiatorschleife gehörenden Radiatoren stets einem Abnehmer, beispielsweise in Wohngebäuden einem Wohnungsmieter, zuzuordnen sind, kann die erfindungsgemäß ermittelte Wärmemenge unmittelbar als Abrechnungsgrundlage für die Verteilung der Heizungskosten auf die einzelnen Abnehmer, beispielsweise die verschiedenen Wohnungsinhaber eines Miethauses, dienen. Der bei der erfindungsgemäßen Wärmemengenbestimmung das Endglied der Meßkette bildende Zähler liefert dabei unmittelbar ein dem jeweiligen Wärmeverbrauch entsprechendes Zählergebnis, das der Verbrauchsabrechnung zugrundegelegt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung kann als Temperaturfühler ein Thermistor vorgesehen sein, wie er als solcher beispielsweise aus der AT-PS 2 03 761 bekannt ist; dabei muß dann zwischen diesem Thermistor und dem Impulsgenerator ein Vorverstärker eingefügt werden, da nur so eine für die Steuerung der auf den Temperaturfühler folgenden Baustufen ausreichende elektrische Spannung zu erhalten ist. Mit dieser Kombination von Thermistor und Vorverstärker lassen sich dann die Vorteile der Thermistoren, die in ihrer kontinuierlichen und keine bewegten Teile verlangenden Arbeitsweise liegen, für die Zwecke der erfindungsgemäßen Wärmemengenbestimmung nutzbar machen. Für die Bauweise des Impulsgenerators ist seine

Ausbildung in Form eines Sägezahngenerators bevorzugt, da sich damit eine Erhöhung der erzielbaren Meßgenauigkeit und eine Verbesserung der Impulsform am anschließenden Verstärkerausgang erhalten läßt Außerdem erweist es sich für die Erzielung einer gesteigerten Meßgenauigkeit als günstig, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwischen den Impulsgenerator und den Zähler einen Endverstärker einzufügen, der als ein Impulsverstärker mit einem ausgangsseitigen Impulsformer für die Abgabe eines Ausgangssignals in ι ο Form einer Impulsfolge aus Rechteckimpulsen ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt; es zeigt

F i g. 1 eine stark schematisch gehaltene Prinzipdarstellung einer mehrere Radiatorschleifen aufweisenden Zentralheizanlage in Einrohrausführung in einem Vertikalschnitt durch ein diese Anlage enthaltendes Gebäude;

F i g. 2 eine einzelne Radiatorschleife der Zentralheizanlage von F i g. 1 in größerem Maßstab und mit mehr Einzelheiten;

F i g. 3 einen dem ersten Radiator der Radiatorschleife von F i g. 2 zugeordneten Verteilerkörper in einem in wesentlich vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt und

Fig.4 ein Prinzipschaltbild für den elektrischen Aufbau einer in Verbindung mit der in F i g. 1 bis 3 veranschaulichten Zentralheizanlage zu betreibenden Anordnung zur Messung des Wärmeverbrauchs in den Radiatoren einer der Radiatorschleifen dieser Zentralheizanlage.

Da eine ausreichende Genauigkeit in der Bestimmung des Wärmeverbrauchs mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung an eine Ausbildung der Zentralheizanlage in der einleitend erwähnten Weise gebunden ist, wird nachstehend zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst Aufbau und Wirkungsweise der zugehörigen Zentralheizanlage erläutert:

Von einen; in F i g. 1 dargestellten, im Kellergeschoß eines Mietwohnhauses angeordneten Heizkessels 10 geht eine Vorlaufleitung 11 aus, an die entsprechend der Anzahl von Mietwohnungen 15 je Stockwerk zwei Leitungsschleifen, insgesamt somit vier Leitungsschleifen angeschlossen sind. Jede Leitungsschleife besteht aus einer Zuleitung 12 zu einer Anzahl in der Schleife aufeinanderfolgend gespeister Radiatoren, von denen in Fig. 1 je Schleife drei schematisch angedeutet sind, obgleich jede Schleife in der Regel wesentlich mehr Radiatoren aufweist Von dem in jeder Schleife zuletzt durchströmten Radiator führt eine Rückleitung 13 zu einer für alle Schleifen gemeinsamen Rücklaufleitung 14, die zum Heizkessel 10 zurückführt. Da alle vier in F i g. 1 dargestellten Schleifen grundsätzlich gleich ausgebildet sind, wird nachstehend lediglich eine Schleife anhand der F i g. 2 erläutert, in der vier an die Schleife im Einrohrsystem angeschlossene Radiatoren 16, 17, 18 und 19 gezeigt sind, während weitere Radiatoren in nicht besonders dargestellter Weise an den in F i g. 2 gestrichelt dargestellten Leitungsteil 20 der Schleife in gleicher Weise angeschlossen sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß lediglich der an die Zuleitung 12 als erster angeschlossene Radiator 16 in nachstehend näher beschriebener Weise thermostatisch gesteuert wird, «,5 wogegen alle übrigen Radiatoren der Schleife durch handbetätigbare Ventile .'teuerbar sind, von denen an den Radiatoren 17,18 und 19 je ein Ventil 21 bzw. 22,23 sichtbar ist Es handelt sich bei diesen Ventilen um sogenannte Shuntventile, durch deren Betätigung ein mehr oder weniger großer Anteil des ankommenden Heizwassers am zugeordneten Radiator vorbeigeleitet werden kann, so daß der Radiator lediglich von einem Teil des zur Verfügung stehenden Heizwassers durchströmt wird. Im übrigen besteht jede der zu den Radiatoren 17, 18 und 19 führenden, in Fig.2 dargestellten einzelnen Leitungen aus zwei zueinander konzentrischen Teilen, so daß in nicht besonders dargestellter Weise der Zulauf beispielsweise durch das zentrale Rohr und der Rücklauf durch den dieses Rohr umgebenden Ringkanal erfolgt

Demgegenüber ist der erste Radiator 16 mit je einem Zuleitungsteil 28 und einem Rücklaufteil 29 versehen, wobei im Zuleitungsteil 28 ein übliches, von einem Thermostaten 24 her beispielsweisß in Abhängigkeit von der Raumtemperatur des über den Radiator 16 beheizten Raumes steuerbares Regelventil vorgesehen ist Dabei ist der Radiator 16 gemäß Fig.2 an die Zuleitung 12 über einen Verteilerköiv<er 25 angeschlossen, der in nachstehend anhand der F i g. 3 noch näher beschriebener Weise zugleich in die zum nächsten Radiator 17 führende Ableitung 27 eingesetzt ist, £0 daß der vom Radiator 16 ausgehende Rücklaufteil 29 zum Verteilerkörper 25 führt

Der bis hierher beschriebene Anschluß des Radiators 16 an die Schleife über den Verteilerkörper 25 hat zur Folge, daß mit zunehmendem Drosseln des thermostatisch gesteuerten Regelventils ein entsprechend ansteigender Teil des durch die Zuleitung 12 zugeführten Heizwassers vom Verteilerkörper 25 aus unmittelbar zur Ableitung 27 weitergeführt wird und somit den Radiatorl6 nicht durchströmt Außerdem weist der in Fig.2 dargestellte Verteilerkörper 25 noch einen fünften Anschluß auf, an den eine von der Rücklaufleitung 14 ausgehende Verbindungsleitung 26 angeschlossen ist und ist gemäß Fig.3 auch noch mit einem weiteren Thermostaten 33 versehen, womit dem ersten Radiator 16 der in Fig.2 dargestellten Schleife zwei Thermostaten 24 und 33 zugeordnet sind. Wenn die weiteren dargestellten Radiatoren 17,18 und 19 auch als lediglich von Hand steuerbare Radiatoren dargestellt sind, so könnten doch auch noch weitere, beispielsweise an den Leitungsteil 20 angeschlossene Radiatoren in konventioneller Weise, d. h. über jeweils nur einen dem dargestellten Thermostaten 24 entsprechenden Thermostaten, thermostatisch steuerbar sein.

Der in F i g. 3 näher dargestellte Verteilerkörper 25 weist ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 30 auf, welches zum Anschluß der vorgenannten fünf Leitungen jeweils einen zugeordneten Stutzen 12', 26', 27', 23' und 29' aufweist. Während der Stutzen 29' von der einen, gemäß Fig.3 linken Stirnseite des Gehäuses 30 ausgeht, befinden sich die beiden Stutzen 71' und 28' in dem Stutzen 29' zugekehrten Endbereich des Gehäuses 30 an diametral gegenüberliegenden, jedoch axial etwa um die halbe Durchmesserlänge ihrer öffnungen versetzten Steller, wobei der Stutzen 27' dem Stutzen 29' näher a's der Stutzen 28' liegt In das linke Ende des Gehäuses 30 ist ein Gewindering 31 eingeschraubt der an seinem inneren Ende einen Einsatzkörper 32 trägt. Der Einsatzkörper 32 weist um eine axiale Bohrung herum konzentrisch angeordnete Löcher 42 auf, durch welche das vom Radiator 16 durch den Stutzen 29' ablaufende Wasser zum Stutzen 27' gelangen kann. In das äußere Ende der axialen Bohrung des Einsatzkörpers 32 ist der Thermostat 33 so eingesetzt daß er auf

die Temperatur des durch den Stutzen 29' einströmenden Ablaufwassers vom Radiator 16 anspricht. Von dem zwischen der axialen Bohrung und den Löchern 42 befindlichen Ringbereich des Einsatzkörpers 32 geht nach innen ein Ablenkkörper 32' aus, der einerseits vor ■-, den thermostatseitigen Rand der Öffnung des Stutzens 28' und andererseits etwa in die Mitte der Öffnung des Stutzens 27' ragt und etwa die Form eines mit seiner Achse axial zum Gehäuse 30 verlaufenden Doppelkegels aufweist. Durch die innere Kugelfläche dieses in Ablenkkörpers 32' wird also das durch den Stutzen 12' einströmende Heizwasser einserseits nach dem Zuleitungsteil 28 hin und andererseits nach der Ableitung 27 hin verzweigt, während durch den äußeren Kegelteil das durch den Stutzen 29' einströmende RUcklaufwasser des ι ■-, Radiators 16 ebenfalls nach der Ableitung 27 hin abgelenkt wird.

V^is süs F i**. 3 weiterhin h*ⁱf^t"^r^<TAh' arUmtAt Aar Thermostat 33 über eine in der genannten Bohrung des Einsatzkörpers 32 befindliche Druckfeder 45 auf einen j?n axial nach rechts anschließenden Stößel 34, der zugleich Bestandteil eines im Innenraum 41 des Gehäuses 30 längsverschiebbar geführten Ventilkörpers 35 ist. Entlang seinem Außenumfang bildet der Ventilkörper 35 einen die Zulauföffnung des Stutzens 12' steuernden v> Schieber 38, während er an seiner dem Stößel 34 abgelegenen Stirnseite außerdem einen Abschlußkörper 36 bildet, der mit einem axialen Ventilsitz 37 zusammenwirkt. Die axiale Öffnung 39 des Ventilsitzes 37 steht in der dargestellten Weise mit der Öffnung des Stutzens 26' in Verbindung, so daß der Ventilkörper 35 sowohl den Zustrom von Heizwasser durch die Zuleitung 12 als auch den Verbindungsquerschnitt zur Verbindungsleitung 26 und damit zur Rücklaufleitung 14 steuert. r,

Von der dem Stößel 34 gegenüberliegenden Stirnseite des Ventilkörpers 35 geht axial ein weiterer Stößel 44 aus, der gemäß F i g. 3 an der rechten Stirnseite des Gehäuses 30 durch eine abgedichtete Öffnung aus dem Gehäuse herausführt und es in nachstehend noch -ίο beschriebener Weise ermöglicht, die einer bestimmten gefühlten Temperatur des Thermostaten 33 entsprechende Stellung des Ventilkörpers 35 durch eine entsprechende axiale Vorbelastung des Stößels 44 zu ändern. Damit der Ventilkörper 35 mit seinem anderen Stößel 34 stets an der Druckfeder 45 anliegt, ist der Stößel 44 noch von einer Rückführfeder 43 umgeben, die an der rechten Stirnwand des Gehäuses 30 abgestützt ist und den Ventilkörper 35 mit einer gegenüber der K^raft der Druckfeder 45 wesentlich geringeren Kraft nach dieser Drckfeder hin vorspannt Weiterhin ist der Ventilkörper 35 entlang einem konzentrischen Kreis mit einer Anzahl von Löchern 40 versehen, die die beiderseits des Ventilkörpers 35 befindlichen Teile des Innenraums 41 miteinander verbinden.

Wird der Zulauf zum Radiator 16 über das vom Thermostaten 24 her gesteuerte Regelventil gedrosselt und sinkt dementsprechend die Temperatur des durch den Stutzen 29' in den Verteilerkörper 25 einströmenden Rücklaufwassers, dann zieht sich der Thermostat 33 entsprechend zusammen und der Ventilkörper 35 wird über die Rückführfeder 43 aus einer gegenüber der Darstellung gemäß Fig.3 weiter rechts befindlichen Ausgangsstellung entsprechend weit nach links nachgeschoben. Dadurch wird der Zulauf von Heizwasser durch den Stutzen 12' gedrosselt und zugleich der Abschlußkörper 36 vom Ventilsitz 37 abgehoben und eine dem Offnungsquerschnitt entsprechende Verbin dung des Innenraumes 41 mit der Rücklaufleitung 14 dei Heizanlage hergestellt. Im Innenraum 41 erfolgt deshalt eine mit kälter werdendem Rücklaufwasser de; Radiators 16 zunehmende Vermischung des Heizwas sers aus der Vorlaufleitung 11 mit Rücklaufwasser am der Rücklaufleitung 14. Infolgedessen wird daraufhir sowohl dem Radiator 16 als über die Ableitung 27 aucl allen weiteren Radiatoren 17, 18 und 19 kühlere« Heizwasser als zuvor zugeführt. Es ist somit offenbar daß die aufgrund der thermostatischen Regelung de; Thermostaten 24 verminderte Wärmeabgabe dei Radiators 16 über den Thermostaten 33 dazu ausgenutz wird, nunmehr über das entsprechend abgekühlte Heizwasser in der Ableitung 27 auch die Wärmeabgab« aller weiteren nicht thermostatisch gesteuerten Radia toren derselben Schleife gleichartig zu verringern.

Der Stöße! 44 kann dazu äus^CTcnutHt werden der Thermostaten 33 in einem gewissen Umfange willkür lieh unterschiedlich vorzubelasten, um dadurch ein« Parallelverschiebung von dessen Steuercharakteristil· zu erreichen. So kann die Vorbelastung beispielsweise von einem Zeitglied her während der Nachtstunder derart vergrößert werden, daß mit der entsprechender elastischen Zusammendrückung des Thermostaten 3: auch der Ventilkörper 35 gerade so weit im Sinne einei Abkühh'Ig des der Schleife zugeführten Heizwassen verschoben wird, wie es zur Erreichung einer vermin derten Nachtheizung gewünscht ist Die Druckfeder 4i bildet bei dieser veränderlichen Belastung des Thermo staten 33 lediglich ein Sicherheitsglied, durch welche: eine Überlastung des empfindlichen Thermostaten 3: vermieden wird. Normalerweise wird die Druckfeder 4i also durch die unterschiedlichen Belastungen de« Stößels 44 nicht zusammengedrückt.

Die Wirkungsweise des Ventilkörpers 35 wurde vorstehend so beschrieben, daß dem der zugeordneter Radiatorschleife zugeführten Heizwasser mit zuneh mender Verschiebung des Ventilkörpers 35 (gemä[ F i g. 3) nach links zunehmend kälteres Rücklaufwassei aus der Rücklaufleitung 14 zugemischt wird. Dazu is noch zu beachten, daß mit zunehmender Drosselung dei Eintrittsöffnung des Stutzens 12' auch der im Innenraurr 41 des Verteilerkörpers 25 herrschende Wasserdrucl· abnimmt und damit die ganze Durchströmung dei Schleife entsprechnd vermindert wird.

Die oben beschriebene Zentralheizanlage gehör zwar ihrer grundsätzlichen Bauweise nach zu der Zentralheizanlagen in Einrohrausführung, bietet abei gegenüber den normalen Zentralheizanlagen dies».-An den Vorteil einer indirekten Steuerung der Wärmeabga be an den nicht thermostatisch gesteuerten Radiatoren wie sie sich bisher nur bei Zentralheizanlagen ir Zweirohrausführung erreichen läßt

Der wesentliche Unterschied gegenüber einer Zen tralheizanlage in Einrohrausführung bisheriger Bauari liegt in der Anordnung zweier verschiedener Thermostaten, von denen der eine, der Thermostat 24, nur den ersten Radiator 16 der jeweiligen Schleife individuel zugeordnet ist, während der zweite, der Thermostat 33 auf die Temperatur des Rücklaufwassers aus diesen ersten Radiator 16 in der Rücklaufleitung 29 ansprich und die Temperatur des den weiteren Radiatoren 17, Ii und 19 dieser Radiatorschleife über die Ableitung Ti zugeführten Speisewassers bestimmt und somit einer gemeinsamen Thermostatregler für alle diese Radiato ren bildet

Über den zweiten Thermostaten 33 wird somit die

Wassereinlauftemperatur für die gesamte Radiatorschleife dem Wärmebedürfnis angepaßt, das über den dem ersten Radiator 16 zugeordneten Thermostaten 24, der ein üblicher Raumthermostat ist, ermittelt wird. Dies beruht darauf, daß das dem ersten Radiator 16 zugeführte Heizwasser bei Verminderung seiner Durch-'!-jßmenge über den Thermostaten 24 dank längerer Verweilzeit im ersten Radiator 16 eine stärkere Abkühlung erfährt und dementsprechend die Temperatur des Rücklaufwassers in der Rücklaufleitung 29 in niedriger liegt. Diese niedrigere Temperatur des Rücklaufwassers in der Rücklaufleitung 29 vom ersten Radiator 16 wird nun durch den weiteren Thermostaten 33 festgestellt und läßt diesen den Ventilkörper 35 in F i g. 3 nach links bewegen, wodurch der Durchflußquerschnitt für das Rücklaufwasser aus der allgemeinen Rückflußleitung 14 größer und der Durchflußquer-

Vorlaufleitung 11 geringer wird, es wird also für die betreffende Radiatorschleife mehr Rücklaufwasser über 2η die Verbindungsleitung 26 aus der allgemeinen Rücklaufleitung und weniger Heizwasser über die Zuleitung 12 aus der allgemeinen Vorlaufleitung 11 entnommen. Dementsprechend hat dann auch das über die Ableitung 27 den weiteren Radiatoren 17, 18 und 19 zugeführte Mischwasser eine niedrigere Temperatur, und die Wärmezufuhr zu diesen Radiatoren 17, 18 und 19 bzw. deren Wärmeabgabe an die zugehörigen Räume werden damit indirekt ebenfalls durch das vom "thermostaten 24 für den ersten Radiator 16 ermittelte m Wärmebedürfnis gesteuert.

Soll nun die von einer Gruppe von Radiatoren abgegebene Wärmemenge bestimmt werden, so geschieht dies bei in Einrohrausführung zusammengeschalteten Radiatoren bisher üblicherweise so, daß der y-, Temperaturabfall gemessen wird, den das Heizwasser beim Durchlaufen der betreffenden Radiatorschleife erfährt was gleichbedeutend ist mit einer Messung der Differenz zwischen der Heizwassertemperatur in der Eingangsleitung — also der Zuleitung 12 — zu der betreffenden Schleife einerseits und der Rücklaufwassertemperatur in der Ausgangsleitung — also der zugehörigen Rücklaufleitung — aus der betreffenden Radiatorschleife andererseits. Der so bestimmte Temperaturabfall wird dann mit der die betreffende Radiatorschleife durchströmenden Wassermenge multipliziert, womit sich ein Maß für die verbrauchte Wärmeenergie erhalten läßt.

Diese Berechnungsweise beruht auf der Annahme, daß die verbrauchte Wärmemenge in der Hauptsache die Menge des die betreffende Radiatorschleife durchströmenden Wassers zur bestimmenden Veränderlichen hat daß aber auch der Temperaturabfall nicht vernachlässigt werden darf. Die bisherige Berechnungsmethode enthält daher für die Bestimmung der zugeführten Wärmeleistung drei und für die Bestimmung der zugeführten Wärmemenge vier Veränderliche, die zusammen die interessierende Wärmemenge Wonach folgender Formel bestimmen

60

= (T₁- T₂)QUt

in der t für die Zeit Tj für die Wassereinlauftemperatur, 7i für die Wasserrücklauftemperatur und Q für die durchströmende Wassermenge pro Zeiteinheit stehen.

65 Bei einer Zentralheizanlage der oben beschriebenen Art ist jedoch eine erheblich einfachere Messung der verbrauchten Wärmemenge möglich. Bei einer solchen Anlage braucht nämlich die Temperatur des Heizwassers in der Vorlaufleitung 11 nicht berücksichtigt zu werden, da ja die beteiligten Radiatoren nicht mit diesem Wasser, sondern mit Mischwasser aus der Ableitung 27 gespeist werden. Die Bestimmungsgröße für die Temperatur des Mischwassers in der Ableitung 27 ist aber das Mischungsverhältnis im Verteilerkörpcr 25. Zwar ist zunächst auch denkbar, daß auch die Temperatur des Rücklaufwassers in der Rücklaufleitung 14 eine bestimmende Veränderliche bilden könnte: in der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Wassertemperatur innerhalb einer Toleranz von nur wenigen Prozenten eine konstante Größe darstellt. Dies findet seine Erklärung darin, daß die Wärmeabgabe durch die gesamte Radiatorschlcifc eine 2ciiüä!e Regelung durch den Thermostaten 33 im Verteilerkörper 25 erfährt und daß die Menge des durchströmenden Wassers bei einer Umstellung der Radiatorventile eine nur unmerkliche Änderung erfährt. In der Tat müssen ja die von Hand betätigbaren Regelventile für die Radiatoren 17, 18 und 19 nie verstellt werden, da die Wärmeabgabe auch durch diese Radiatoren 17, 18 und 19 eine selbsttätige Regelung mittels des Thermostaten 33 im Verteilerkörper 25 erfährt. Wird dennoch eines dieser Regelventile 21,22 oder 23 verstellt, so wirkt sich dies nur auf die Wassermenge aus, die den betreffenden Radiator 17,18 bzw. 19 durchströmt; da diese jedoch zu einem Einrohrsystem gehören, passiert dann die hauptsächliche Wassermenge die zu dem betreffenden Radiator gehörende Bypaßleitung. In der Praxis zeigt es sich, daß selbst bei einem völligen Schließen aller Ventile 21, 22 und 23 die in der gesamten Radiatorschleife zirkulierende Wassermenge nur in der Größenordnung einiger weniger Prozent absinkt. Eine solche Änderung liegt aber innerhalb der bei den üblichen Wärmemessern unvermeidlichen Fehlergrenze.

Bei einer Zentralheizanlage der oben behandelten Art werden somit in der oben angegebenen Formel für die Wärmemenge Wdie Wasserrücklauftemperatur T2 und auch die durchströmende Wassermenge Q je Zeiteinheit für jede einzeln Radiatorschleife mit in der Praxis genügender Genauigkeit zu konstanten Größen. In der Praxis kann man T₂ als eine für das gesamte Gebäude und Q als für die jeweilige Radiatorschleife konstante Größe behandeln, und es verbleiben als einzige Veränderliche in der oben genannten Formel die Größen Ti und U so daß sich diese Formel für jede einzelne Radiatorschleife vereinfacht zu:

W =

Dies bedeutet daß man die in einer bestimmten Radiatorschleife verbrauchte Wärmemenge dadurch bestimmen kann, daß man die Temperatur in der Ableitung 27 durch einen Temperaturfühler, der vorzugsweise unmittelbar hinter dem Verteilerkörper 25 liegt erfaßt und diese Veränderliche über die Zeit integriert Auf diese Weise erhält man dann ein Maß für die gesamte Wärmeabgabe in der betreffenden Radiatorschleife, das zwar durch die angegebene Meßweise und deren Einfachheit bedingt nicht völlig genau ist aber innerhalb von Fehlergrenzen verbleibt

die enger sind, als sich bei einer Meßanordnung für Wärmemengen ohnehin nicht vermeiden lassen.

Ein Beispiel für eine Anordnung zur Realisierung dieses Prinzips der Wärmemengenbestimmung für eine einzelne Radiatorschleife ist in F i g. 4 dargestellt >

In die Ableitung 27 der betreffenden Radiatorschleife ist ein Temperaturfühler in Form eines Thermistors 46 eingesetzt, der die Tsfiiperatur des in der Ableitung 27 strömenden Wassers erfaßt, die als die Temperatur 71 in der oben angegebenen Formel betrachtet werden kann. Über Leitungen 47 und 48 ist der Thermistor 46 elektrisch mit einem Vorverstärker 49 verbunden, an dessen Ausgang 50 ein Impulsgenerator 51 angeschlossen ist, der an seinem Ausgang eine Impulsfolge abgibt, deren Frequenz von der ihm eingangsseitig zugeführten ι > Spannung abhängt, insbesondere der Größe dieser Spannung proportional ist. Derartige Impulsgeneratoren sind bekannt und der dargestellte Impulsgenerator 51 ist nur ein sehr einfaches Beispiel dafür.

Im einzelnen hat dieser Impulsgenerator 51 folgenden Aufbau:

Über einen Basisschutzwiderstand 52 wird die vom Vorverstärker 49 abgegebene Spannung der Basis eines Transistors 53 zugeführt, der außerdem an seiner Basis und an seinem Emitter über einen Basisvorwiderstand 2i 54 bzw. über einen Emitterwiderstand 55 an eine auf positivem Potential liegende Speiseleitung angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 53 liegt über einen Kondensator 56 an Erde und ist außerdem mit der einen Eingangselektrode einer Doppelbasisdiode 57 verbunden, deren andere Eingangselektrode an den Verbindungspunkt eines Spannungsteilers aus zwei Widerständen 58 und 66 angeschlossen ist, der zwischen der auf positivem Potential liegenden Speiseleitung und Erde liegt. Die Ausgangselektrode der Doppelbasisdiode 57 r, ist über einen Widerstand 59 geerdet und außerdem mit einem Impulsverstärker 60 verbunden, der einen Endverstärker für die gesamte Schaltung darstellt und eine Impulsformerstufe enthalten kann, die den Ausgangsimpulsen des Impulsverstärkers 60 die Form von Rechteckimpulsen 64 verleiht.

L/ic 111 ι 1 g. 4 uaigcaiciiic oiiiciiiung ulbcilci in

folgender Weise:

Über den Transistor 53 wird der Kondensator 56 aufgeladen, bis seine Spannung den Wert erreicht, bei 4-, dem die Doppelbasisdiode 57 zündet. Die Aufladegeschwindigkeit für die Aufladung des Kondensators 56 hängt dabei von der dem Transistor 53 an seiner Basis zugeführteil Spannung ab, und diese wiederum stellt ein Maß für die vom Thermistor 46 ermittelte Temperatur T\ des Wassers in der Ableitung 27 dar. Wenn die Doppelbasisdiode 57 rundet, kommt es zur Entladung des Kondensators 56, bis dessen Spannung auf den Wert der Löschspannung für die Dopplbasisdiode 57 abgesunken ist, ein Wert, der in der Praxis sehr nahe bei Null liegt.

Auf einer den Ausgang des Impulsgenerators 51 bildenden Leitung 61 erscheint daher ein sägezahnförmiger Impuls, wie er in F i g. 4 durch einen Kurvenzug

62 angedeutet ist. Dieser Impuls wird dem Impulsverstärker 60 als Endverstärker zugeführt, und wenn dieser eine Impulsformerstufe für die Erzeugung von Rechteckimpulsen enthält, erscheint auf einer an den Ausgang des Impulsverstärkers 60 angeschlossenen Leitung 63 eine Folge von Rechteckimpulsen 64, wie sie ebenfalls in Fig.4 angedeutet ist, und diese Rechteckimpulse 64 werden einem Zähler 65 zugeführt, der über die Leitung

63 an en Ausgang des Impulsverstärkers 60 angeschlossen ist.

Für die Erläuterung der Funktionsweise der dargestellten Schaltung sei beispielsweise angenommen, daß die Wassertemperatur in der Ableitung 27 ansteigt, weil im Verteilerkörper 25 weniger Rücklaufwasser aus der Rücklaufleitung 14 und der Verbindungsleitung 26 zugemischt wird, während über die Vorlaufleitung 11 und die Zuleitung 12 mehr Heizwasser eingeleitet wird: entsprechend vergrößert sich dann auch der Wärmeverbrauch in der gesamten Radiatorschleife.

Gleichzeitig nimmt das vom Thermistor 46 abgegebene elektrische Ausgangssignal für den Vorverstärker 49 zu, und der Kondensator 56 im Impulsgenerator 51 wird schneller aufgeladen. Sobald die Spannung am Kondensator 56 den in Form der Zündspannung für die Doppelbasisdiode 57 vorgegebenen Grenzwert erreicht hat, kommt es zu einer momentanen Entladung des Kondensators 56 unter Erzeugung eines Impulses auf der Leitung 61, und die Impulsfrequenz ist direkt proportional zur über den Thermistor 46 abgefühlten Wassertemperatur in der Ableitung 27. Da die erzeugten Impulse im Zähler 65 gezählt werden, stellt

UW3CII f^ätuciSiaiiu CLrcfiiätiS Ciü üci* vci ui auiiiicil

Wärmemenge proportionales Maß dar.

Abschließend sei nochmals darauf hingewiesen, daß die dargestellte Meßanordnung nur in Verbindung mit einer zuvor beschriebenen Zentralheizanlage in Einrohrausführung hinreichend genau arbeitet und nicht etwa bei derartigen Anlagen bisher üblicher Ausführung verwendet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

25 Π Patentansprüche:

1. Zeritralheizanlage in Einrohrausführung mit mindestens einer Radiatorschleife mit einem in einer von einem thermostatisch gesteuerten ersten Radiator kommenden gesonderten Rücklaufleitung liegenden zusätzlichen Thermostaten, der in einem Verteilerkörper, der außer mit der genannten Rücklaufleitung mit einer Zuleitung für Heizwasser und einer Verbindungsleitung zu einer allgemeinen Rücklaufleitung verbunden ist und von dem ein zum ersten Radiator führender Zuleitungsteil und eine Ableitung zu weiteren, thermostatisch oder manuell steuerbaren Radiatoren der jeweiligen Radiatorschleife ausgehen, einen doppeltwirkenden Ventilkörper bei einem Temperaturanstieg des vom ersten Radiator kommenden Rücklaufwassers im Sinne einer Vergrößerung der Zufuhr von Heizwasser aus der Zuleitimg und einer Verminderung der Zufuhr von Rüeklaufwasser aus der Vsrbindangsleitung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den weiteren Radiatoren (17, 18, 19) führende Ableitung (27) einen Temperaturfühler (46) enthält, der eine von der Wassertemperatur in dieser Ableitung (27) abhängige elektrische Spannung erzeugt und einem Impulsgenerator (51) zuführt, der daraus eine Impulsfolge (64) mit der ihm zugeführten Spannung und damit der Wassertemperatur in der Ableitung (27) wenigstens angenähert proportionaler Frequenz gewinnt und einem Zähler (65) zuführt

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler ein Thermistor (46) vorgesehen und zwischen diesem und dem Impulsgenerator (51) ein Vorverstärker \49) eingefügt ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (51) als Sägezahngenerator ausgebildet ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Impulsgenerator (51) und den Zähler (65) ein Endverstärker eingefügt ist, der als ein Impulsverstärker (60) mit einem ausgangsseitigen Impulsformer für die Abgabe eines Ausgangssignals in Form einer Impulsfolge aus Rechteckimpulsen (64) ausgebildet ist.