DE2808540C2 - Procedure for measuring the heat exchange between neighboring apartments - Google Patents
Procedure for measuring the heat exchange between neighboring apartmentsInfo
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Description
luitungswiderstand - der Wand selbst (D - Dicke der Wand, λ - Wärmeleitzahl:leakage resistance - of the wall itself (D - thickness of the wall, λ - coefficient of thermal conductivity:
Bei den am häufigsten vorkommenden Wänden aus Leichtbeton-Hohlblocksteinen und Kalksand-Hohlblocksteinen sowie einer Wandstärke D= 0,24 m beträgt die Wärmedurcligangszahl Jt—1,3. Für eine Temperaturdifferenz von 40C zwischen benachbarten Wohnungen und eine angenommene Wandfläche F= 10 m2 ergibt sich dann eine durch die Wand zu- oder abfließende Wärmeleistung von etwa 50 kcal/h.The most common walls made of lightweight concrete hollow blocks and sand-lime hollow blocks and a wall thickness of D = 0.24 m have a thermal coefficient of Jt-1.3. For a temperature difference of 4 ° C. between neighboring apartments and an assumed wall area of F = 10 m 2, the result is a heat output of about 50 kcal / h flowing in or out through the wall.
Die Raumheizung muß die Wärmeabgabe nach außen und gegebenenfalls auch die durch die Innenwände kompensieren. Die Wärmeabgabe nach außen erfolgt im wesentlichen durch die Fenster-Außenwand. Für Verbundfenster kann man unter Berücksichtigung ihrerThe room heating system must dissipate heat to the outside and, if necessary, also through the inner walls compensate. The heat is released to the outside essentially through the outer wall of the window. For Composite windows can be seen taking into account their
1010
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung des Wärmeaustausches zwischen benachbarten Wohnungen.The invention relates to an arrangement for measuring the heat exchange between adjacent ones Apartments.
Der Wärmeaustausch zwischen benachbarten Wohnungen liegt in der Größenordnung von 10% des normalen Wärmeverbrauchs, wenn zwischen den Wohnungen eine Temperaturdifferenz von 5°C vorhanden ist; werden Nachbarwohnungen überhaupt nicht geheizt, kann der Wärmeverbrauch möglicherweise sogar um 40% und mehr ansteigen.The heat exchange between neighboring apartments is of the order of 10% of the normal heat consumption if there is a temperature difference of 5 ° C between the apartments is; if neighboring apartments are not heated at all, the heat consumption may decrease even increase by 40% and more.
Der Wärmeaustausch zwischen benachbarten Wohnungen läßt sich beschreiben durchThe heat exchange between neighboring apartments can be described by
Q — Wärmeleistung,
k - Wärmedurchgangszahl,
Fw - Wandfläche, Q - heat output,
k - heat transfer coefficient,
Fw - wall area,
AT — Temperaturdifferenz zwischen den benachbarten Räumen. AT - temperature difference between the neighboring rooms.
Der Wärmewiderstand-der Wand setzt sich zusammen aus den Übergangswiderständen von der Wand zur LuftThe thermal resistance of the wall is made up of the transition resistance from the wall to the air
—,— (a - Wärmeübergangszahl) und aus dem Wärme--, - (a - heat transfer coefficient) and from the heat
■>o Undichtigkeit mit einer pauschalen Wärmedurchgangszahl Jt= 2,7 kcal/m2h Grad rechnen. Für die gesamte Fensteraußenfront ergibt sich dann bei einer Außentemperatur Tx=O0C und einer Raumtemperatur T, =22° C eine Wärmetransmission von Q=360 kcal/h, die mit der Wärmeleistung durch die Innenwand zu vergleichen ist ■> o Calculate leakage with a general heat transfer coefficient Jt = 2.7 kcal / m 2 h degrees. For the entire outer window front, with an outside temperature Tx = O 0 C and a room temperature T i = 22 ° C, there is a heat transmission of Q = 360 kcal / h, which can be compared with the heat output through the inner wall
Ist die Nachbarwohnung im ungünstigsten Fall gar nicht geheizt, dann kann man dort bei 0 Grad Außentemperatur mit einer Raumtemperatur von 10°C (Δ T-12° C) rechnen, und es fließen durch die gemeinsame Wand 160 kcal/h ab. Die Heizkosten des heizenden Nachbarn steigen demnach in diesem ungünstigsten Fall um den FaktorIf, in the worst case, the neighboring apartment is not heated at all, then with an outside temperature of 0 degrees one can expect a room temperature of 10 ° C (Δ T- 12 ° C) there, and 160 kcal / h flow through the common wall. In this worst case, the heating costs of the heating neighbor increase by the factor
160 + 360
360 160 + 360
360
= 1,44.= 1.44.
Begnügt sich der Nachbar mit einer Raumtemperatur von 18° C statt der 22° C, dann entsteht vergleichsweise nur eine Kostenerhöhung um den FaktorIf the neighbor is satisfied with a room temperature of 18 ° C instead of 22 ° C, the result is a comparison just a cost increase by the factor
50 + 360
3605 0 + 360
360
= 1,14.= 1.14.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeaustausch von einer Wohnung zur anderen laufend meßtechnisch zu erfassen.The invention is based on the object of the heat exchange from one apartment to another to be recorded continuously by measurement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebene Maßnahme gelöst.This object is achieved according to the invention by the measure specified in the characterizing part of the claim solved.
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß eine Heizkostenverteilung unter Einbeziehung der an Nachbarwohnungen abgegebenen Wärmeenergie erfolgt und somit ein Heizkostenausgleich möglich ist.The advantage achieved by the invention is in particular that a heating cost distribution taking into account the heat energy given off to neighboring apartments and thus a heating cost compensation is possible.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained in more detail. It shows
F i g. 1 eine Anordnung zweier elektrischer Wärmedurchgangsfühler in einer Trennwand zweier benachbarter Wohnungen,F i g. 1 shows an arrangement of two electrical heat transfer sensors in a partition wall between two adjacent ones Apartments,
Fig.2 eine konstruktive Ausbildung eines Wärmedurchgangsfühlers, 2 shows a structural design of a heat transfer sensor,
Fig.3 die elektrische Schaltung des Wärmedurchgangsfühlers, Fig. 3 the electrical circuit of the heat transfer sensor,
Fig.4 ein elektronisches Heizkostenverteilungssystem mit Wärmedurchgangsfühlern,Fig. 4 an electronic heating cost allocation system with heat transfer sensors,
Fig.5 ein Signaldiagramm des beim Heizkostenverteilungssystem verwendeten Integrationsverstärkers.Fig. 5 is a signal diagram of the heating cost allocation system integration amplifier used.
In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer zwei Wohnungen 1, 2 trennenden Wand 3 dargestellt, die an eine Außenwand 4 stoßen möge. Die Trennwand 3 trägt auf jeder Seite eine Putzschicht 5. Die Trennwand möge eine Dicke D von beispielsweise 24 cm haben.1 shows a section of a wall 3 which separates two apartments 1, 2 and which may abut an outer wall 4. The partition 3 carries a layer of plaster 5 on each side. The partition may have a thickness D of, for example, 24 cm.
In die Trennwand ist von jeder Wohnung aus ein Wärmedurchgangsfühler 16, 17 eingelassen, die eine Länge d< D haben.A heat transfer sensor 16, 17, which has a length d < D, is let into the partition wall from each apartment.
Mit Hilfe dieser Wärmedurchgangsfühler 16, 17 wird die an den Nachbarn über die Trennwand 3 abgegebene Wärmeleistung erfaßt, wobei der Temperaturgradient in der Trennwand 3 als Maß für die durch die Wand 3 hindurchtretende Wärmeleistung herangezogen ist. Jeder Wärmedurchgangsfühler 16, 17 mißt die Temperaturdifferenz zwischen zwei in der Wand liegenden und den Tiefenabstand d habenden Orten; der Fühler 16 mißt die Temperaturdifferenz zwischen den Orten 100, 101 und der Fühler 17 zwischen den Orten 102,103. With the aid of these heat transfer sensors 16, 17 the heat output given off to the neighbors via the partition 3 is detected, the temperature gradient in the partition 3 being used as a measure of the heat output passing through the wall 3. Each heat transfer sensor 16, 17 measures the temperature difference between two locations lying in the wall and having the depth distance d; the sensor 16 measures the temperature difference between the locations 100, 101 and the sensor 17 between the locations 102,103.
Die an die Nachbarwohnung abgegebene Wärmeleistung beträgt:The heat output given to the neighboring apartment is:
Q = λ/d ■ F ■ A Tj Q = λ / d ■ F ■ A Tj
Für einen bestimmten Meßortabstand d< D(D- Dicke der Wand 3) und die bekannte Wärmeleitzahl λ der Wand 3 ist Δ Td ein genaues Maß für die Wärmeleistung durch die Wand 3; je nach dem Vorzeichen der Temperaturdifferenz kann sie negativ oder auch positiv sein.For a certain measurement location distance d <D (D thickness of wall 3) and the known coefficient of thermal conductivity λ of wall 3, Δ Td is an exact measure of the thermal output through wall 3; Depending on the sign of the temperature difference, it can be negative or positive.
Die Wärmedurchgangsfühler 16, 17 können in einem bestimmten Mindestabstand von der Außenwand 4 angeordnet sein, wobei der Mindestabstand etwa gleich der Dicke der Wund 3 sein soll.The heat transfer sensors 16, 17 can be at a certain minimum distance from the outer wall 4 be arranged, wherein the minimum distance should be approximately equal to the thickness of the wound 3.
Die zu benachbarten Wohnungen gehörigen Wärmedurchgangsfühler müssen gleich bewertet werden; ■vährend der eine Fühler zu einer Kostenentlastung führt, sorgt der andere für eine genau gleiche Kostenbelastung der Nachbarwohnung.The heat transfer sensors belonging to neighboring apartments must be rated equally; ■ While one sensor leads to a reduction in costs, the other ensures exactly the same Cost burden of the neighboring apartment.
Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, besteht jeder Wäirmedurchgangsfühler IC, 17 beispielsweise aus zwei Thermoelementen 120, 121, die gegensinnig in Reihe geschaltet sind, wobei diese Reihenschaltung durch zwei Bewertungswiderstände Ri, R2 abgeschlossen ist.As shown in FIGS. 2 and 3, each thermal transit sensor IC, 17 consists, for example, of two thermocouples 120, 121, which are connected in series in opposite directions, this series connection being terminated by two evaluation resistors Ri, R 2.
Mit Hilfe der Widerstände Ri, R2 ist die Empfindlichkeit der Thermoelemente 120,121 an die Fläche und das Wärmeleitvermögen der Wand 3 anpaßbar.With the help of the resistors Ri, R 2 , the sensitivity of the thermocouples 120, 121 can be adapted to the surface and the thermal conductivity of the wall 3.
An den Punkten A, B(Fi g. 3) tritt eine Spannung auf, die der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Meßorten 100,101 bzw. 102,103 in der Wand 3 (F i g. 1) proportional ist.A voltage occurs at points A, B ( FIG. 3) which is proportional to the temperature difference between the two measuring locations 100, 101 and 102, 103 in wall 3 (FIG. 1).
Die Meßspannung ergibt sich zuThe measurement voltage results in
λ F1,λ F 1 ,
Un — Meßspannung des in der Wand angeordneten Un - measuring voltage of the arranged in the wall
Wärmedurchgangsfühlers,Heat transfer sensor,
kn — Bewertungsfaktor, kn - weighting factor,
d - Meßortabstand des Wärmedurchgangsfühlers, d - distance from the measuring point of the heat transfer sensor,
λ — Wärmeleitzahl der Wand, λ - coefficient of thermal conductivity of the wall,
Fw - Wandfläche,Fw - wall area,
Qw — Wärmeleistung durch die Wand. Qw - heat output through the wall.
Die gestrichelte Leitung 8 in Fig.3 ist eine Ringleitung, an die gegebenenfalls weitere zu anderen Trennwänden gehörige Wärmedurchgangsfühler einer Wohnung sinngemäß angeschlossen sind.The dashed line 8 in Figure 3 is a ring line to which, if necessary, further to others The heat transfer sensors belonging to the partition walls of an apartment are connected accordingly.
Es ist bereits ein Verfahren zur elektrischen Erfassung der von in Räumen angeordneten Radiator-Heizkörpern abgegebenen Wärmeenergien vorgeschlagen, bei dem als Maß für die abgegebene Wärmeenergie die Temperaturdifferenz zwischen Heizkörperoberfiäche und Raumwand herangezogen ist (P 27 34 406.5-52). Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dabei derart ausgebildet, daß der oder die Heizkörper eines Raumes und eine Wand dieses Raumes mit je einem ein Fühlersystem bildenden Meßfühler und Vergleichsfühler versehen sind, wobei alle Fühlersysteme derart an einen elektronischen Spannungs-Frequenzwandler angeschlossen sind, daß sich an diesem die Signalspannungen der Fühlersysteme addieren und der Spannungs-Frequenzwandler einen Zähler ansteuert; alle Fühlersysteme einer Wohneinheit sind über eine RingleitungIt is already a method for the electrical detection of radiator heaters arranged in rooms proposed thermal energies, in which as a measure of the thermal energy emitted the Temperature difference between the radiator surface and the wall of the room is taken into account (P 27 34 406.5-52). the Arrangement for performing the method is designed such that the radiator or radiators one Room and a wall of this room, each with a sensor and comparison sensor forming a sensor system are provided, with all sensor systems connected to an electronic voltage-frequency converter are that the signal voltages of the sensor systems and the voltage-frequency converter add up at this point drives a counter; all sensor systems of a residential unit are via a ring line
ίοίο
miteinander in Reihe und an den Spannungs-Frequenz-Wandler geschaltetconnected to each other in series and to the voltage-frequency converter
Zweckmäßig werden die Wärmedurchgangsfühler an die Ringleitung dieses Heizkostenverteüungssystems mit angeschlossen.The heat transfer sensors are expediently connected to the ring line of this heating cost distribution system connected with.
In der Fig.4 ist ein derartiges Heizkostenverteilungssystem dargestellt, wobei angenommen ist, daß eine Wohnung aus zwei Wohneinheiten besteht, an deren Heizkörper je ein Temperaturfühlersystem 20,21 und in deren Trennwand zur Nachbarwohnung zwei Wärmedurchgangsfühler 16, 17 angeordnet sind Jedes Fühlersystem 20, 21 besteht aus Thermoelementen 5, 6 bzw. 5', 6', die in Reihe geschaltet sind, wobei zu dieser Reihenschaltung 5, 6 bzw. 5', 6' Widerstände An, #21 bzw. Rn, Rn parallel geschaltet sind.4 shows such a heating cost allocation system, assuming that an apartment consists of two residential units, each of which has a temperature sensor system 20, 21 on each of the radiators and two heat transfer sensors 16, 17 in the partition wall to the neighboring apartment. Each sensor system 20, 21 consists of thermocouples 5, 6 or 5 ', 6' which are connected in series, with resistors An, # 21 or Rn, Rn being connected in parallel to this series connection 5, 6 or 5 ', 6'.
Mit Hilfe der Widerstände Ru, Rr. und Rn, R22 ist die Empfindlichkeit jedes Fühlersystems an die Fläche des jeweiligen Heizkörpers anpaßbar; durch entsprechende Bemessung dieser Bewertungswiderstände lassen sich der Einfluß vorhandener Außenwände und andere Gegebenheiten berücksichtigen. Die Widerstände Ru, Ru und R2), /<ii entsprechen den Widerständen R„ R2 nach F i g. 3.With the help of the resistors Ru, Rr. And Rn, R22 , the sensitivity of each sensor system can be adapted to the area of the respective radiator; By appropriately dimensioning these evaluation resistances, the influence of existing external walls and other conditions can be taken into account. The resistances Ru, Ru and R 2 ), / <ii correspond to the resistances R "R2 according to FIG. 3.
Mit den Temperaturfühlersystemen 20, 21 sind die Wärmedurchgangsfühler 16,17 in Reihe geschaltet.The heat transfer sensors 16, 17 are connected in series with the temperature sensor systems 20, 21.
An den Enden 27, 28 der Ringleitung 8 tritt eine GleichmeGspannung ug auf, die ein Maß für die aus den Heizkörpern und über die Trennwände aufgenommene Wärmeleistung ist.At the ends 27, 28 of the ring line 8, a DC voltage u g occurs, which is a measure of the heat output absorbed from the radiators and via the partition walls.
Die Weiterverarbeitung der Differenz-Gleichspannung erfolgt in der Meßelektronik 9, die aus einem elektronischen Kommutator 30, einem nachgeschalteten Integrationsverstärker 31, einer von diesem angesteuerten Triggerstufe 32 und einem nachgeschalteten Frequenzteiler 33 besteht, dessen Ausgangspulse dem der Wohneinheit zugeordneten Zähler 11 zugeführt werden, der sich in der Zentralstelle 10 befindet, die auch die erforderliche Spannungsversorgung 40 für die Meßeleklroniken 9 enthält.The further processing of the differential DC voltage takes place in the measuring electronics 9, which consist of a electronic commutator 30, a downstream integration amplifier 31, one of these controlled trigger stage 32 and a downstream frequency divider 33, the output pulses the meter 11 assigned to the residential unit, which is located in the central office 10, which also contains the required voltage supply 40 for the measuring electronics 9.
Die Differenz-Gleichspannung ug aller Meß- und Vergleichsfühler ist an den Kommutator 30 gelegt, der zur Vermeidung des Einflusses von Driftspannungen des Integrationsverstärkers 31 die Differenz-Gleichspannung umpolt. Bei Anliegen einer derartigen Gleichspannung wird die Spannung am Ausgang u, des Integrationsverstärkers 31 entsprechend der Zeitkonstante RC des Kondensators 51 und des Widerstandes 52 ansteigen und bei einem bestimmten Wert wird die Triggerstufe 32 aktiviert und an ihrem Ausgang u, tritt ein Spannungssprung auf; die Triggerstufe 32 steuert den Kommutator 30 an, wodurch die angelegte Eingangsspannung ug umgepolt am Integrationsverstärker 31 liegt. Die Wirkungsweise wird anhand der F i g. 5 näher erläutert. Der Integrationsverstärker 31 integriert die am +-Eingang liegende Thermospannung bis der Triggerpegel U\ erreicht ist, bei welchem der Kommutator 30 umgeschaltet wird und eine Integration in umgekehrter Richtung bis zur Erreichung des Triggerpegels U2 erfolgt. Mit Un ist die resultierende Thermospannung und mit UDr eine zusätzliche Fehleroder Driftspannung bezeichnet. Erhöht sich nun durch eine derartige Spannung UDr die Anstiegsgeschwindigkeit von U3, so erniedrigt sie sich beim Abstieg in glfcichem Maße und die Frequenz der Integrationsspannung bleibt somit von der Fehlerspannung Uor relativ unbeeinflußt.The differential DC voltage u g of all measuring and comparison sensors is applied to the commutator 30, which reverses the polarity of the differential DC voltage in order to avoid the influence of drift voltages of the integration amplifier 31. When such a direct voltage is applied, the voltage at the output u of the integration amplifier 31 will increase in accordance with the time constant RC of the capacitor 51 and the resistor 52 and, at a certain value, the trigger stage 32 will be activated and at its output u, a voltage jump will occur; the trigger stage 32 controls the commutator 30, as a result of which the applied input voltage u g is polarized at the integration amplifier 31. The mode of operation is illustrated in FIGS. 5 explained in more detail. The integration amplifier 31 integrates the thermal voltage present at the + input until the trigger level U \ is reached, at which the commutator 30 is switched over and integration takes place in the opposite direction until the trigger level U 2 is reached. Un is the resulting thermal voltage and UDr is an additional error or drift voltage. If the rate of rise of U 3 increases as a result of such a voltage U Dr , it decreases to the same extent during the decrease and the frequency of the integration voltage thus remains relatively unaffected by the error voltage Uor.
Hierzu 1 Dlalt ZeichnungenIn addition 1 dlalt drawings
Claims (1)
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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