173827. lajstromszámú szabadalom • Hőfogyasztásmérő berendezés, előnyösen távfűtéssel ellátott lakóépületek és lakások fűtési és használati melegvíz hőenergiafogyasztásának mérésére, valamint a pillanatnyi hőteljesítmény érzékelésére
3 173827 4 alkatrészek kopása és amitt változó nagyságú tengelysúrlódás, valamint a számykerék tehetetlensége miatt fellépő mérési pontatlanságok. Ezt a pontatlanságot az esetlegesen fellépő nagy hőmérsékletkülönbség még tovább fokozza, hiszen a hiba sokszorozó dik. További hátrány, hogy a mérő üzemét a közegben lebegő szilárd anyagok nagymértékben veszélyeztetik, még gondos szűrés esetén is. Nem utolsósorban kell említeni, hogy a mérőberendezés komplikált és költséges, ezért lakásonkénti alkalmazása tetemes költségráfordítást igényel. A költségek csökkentése és a berendezés egyszerűsítése érdekében gyakran alkalmazott megoldás, hogy csak a tömegáramot mérik és idő szerint összegzik, a hőmérséklet különbséget pedig átlagértékkel veszik figyelembe. Sajnos azonban a közegek hőmérséklete rendszerint igen szeszélyesen változik, ezért nehéz átlagolni. Általában szabályozott hőmérsékletű használati melegvíz hőfogyasztásának becslésére használják. A szabadalmi bejelentés tárgyát képező berendezés és szerkezet lényege, hogy a hőmennyiség mérését az áramló „meleg” és „hideg” (lehűlt) közegek hőmérsékletkülönbségének mérésére, ill. érzékelésére vezettük vissza. A mérőberendezés érzékelői által mért, ill. érzékelt hőmérsékletkülönbség közvetlenül a csővezetéken, (ill. a műszeren) átáramló hőmennyiség pillanatnyi értékével arányos. A hőmennyiség idő szerinti integrálására, összegezésére is lehetőség van. A hőfelhasználást bizonyos időtartományban a: T 2 Q = Ci 2 /m(t! T1 fejezi ki,-t2)dr [Jkcal] (l) összefüggés ahol Cl 2 [J/kg°C] 1. és 2. állapothoz tartozó fajhő közepes értéke m [kg/s] tömegáram pülanatnyi értéke, mely időben változó Im [°C] meleg közeg hőmérséklete [°C] lehűlt közeg hőmérséklete Tiésr2 [s] időtartomány bejelentés tárgyát képező szerkezet, műszer, ill. érzékelő és eljárás a pillanatnyi hőteljesítmény értékét jelzi: Qi2 =C12rii(tM-tH) [W; kcal/h] (2) Fenti képletben az „m” tömegáram is szerepel. Az érzékelők mérési pontjai egymással jó hővezető kapcsolatban vannak, így a mérési pontok közötti tényleges hőmérsékletkülönbség alapvetően két tényező függvénye: a) az áramló közeg tényleges hőmérsékletkülönbsége b) a két mérési pont között a hőmérsékletkülönbség hatására létrejövő hőáram. Az 1. ábrán látható a „meleg” és a „hideg” közegek közötti hőmérsékleteloszlás és a hőmérsékletérzékelők (mérők) által mért hőmérséklet. A két mérési pont közötti létrejövő hőáram: ■ 0m =—^-Fm(tl-t2) [W; kcal/h] (3) lm ahol: Xm [J/ms°C]; [kcal/mh°C] illetve érzékelő szondájának hővezetési tényezője Fm [m2] fenti keresztmetszete fi > tí [°C] mérési, ül. érzékelési pont hőmérséklete. A 2 és 3 összefüggések közötti kapcsolat matematikai levezetése az alábbi: Om = kmFm(ti~t2) (4) ahol: km [J/m2 s°C; kcal/m2h°C] a mérőműszer, ül. érzékelő szondájának mérőérzékelőjének hőátviteli tényezője. A 3 és 4 alapján írható: tM ” =~, --Oi -Am azonban: _*m__=\n( J_ + Jm_+J_)= (5) lítium (*1 Xm (*2 lm «1 ö2 ahol: c*! ésa2 [J/m2s°C] A mérőműszer, ül. érzékelő szondájának, ül. mérőérzékelőjének mérési pontjainál a hőátadási tényezők értéke. Ha Xm értéke nagy és az lm ül. at, a2 értékeit megfelelően kicsire választjuk, az 5-ben szereplő „1” értéke elhanyagolhatóan kicsivé válik: lm öl új 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
