[LT] Išradimas priklauso šilumos matavimo sričiai. Naudojant diferencialinį šilumos matavimo būdą, suvartotos šilumos kiekis nustatomas pagal vartotojui pateiktos ir iš vartotojo sugrąžintos šilumos skirtumą. Išradimo esmė yra ta, kad tiekiamos ir grįžtančios šilumos skirtumas nustatomas pagal temperatūrų skirtumą skirtinguose laidininko taškuose. Šilumos laidininkas vienodo skerspjūvio strypas. Vienas šio strypo galas šildomas tiekiamos šilumos šilumnešiu, o kitas jo galas šildomas grįžtančios šilumos šilumnešiu. Praktiškai sudaromos vienodos sąlygos šilumos perdavimui į šilumos laidininką iš abiejų šildomų galų. Eksperimentiniu arba matematiniu būdu nustatomas matavimo sistemos pastovus koeficientas, kuris dauginamas iš matuojamo temperatūrų skirtumo. Ši sandauga integruojama. Integratorius rodo sunaudotos šilumos kiekį.
[EN] The present invention relates to a method for measuring heat. According to the present differential method for measuring heat, the amount of used heat is defined by the difference between supplied and returned from the user heat. The point of the invention is that the difference between the supplied and returned heat is defined by the difference of temperatures in different points of a conductor. The heat conductor is a pivot of the same cross - section. The first butt of this pivot is heated by a heat - carrier of the supplied heat, the second butt is heated by a heat - carrier of the returned heat. That practically means the same conditions of heat transmission to the heat conductor from both heated butts. The constant coefficient of the measuring system defined experimentally or mathematically is multiplied by the difference of the measuring temperature. This product is integrated. The integrator registers the used heat.
[0001] Išradimas priskiriamas šilumos matavimo technikos sričiai.
[0002] Žinomas išradimo analogas yra išradimas "Termokompensacinis šilumos matavimo būdas" (LT patentas Nr. 3169), kuriame aprašomas šilumos ėmiklio sunaudojamos šilumos kiekio matavimo būdas.
[0003] Išradimo analogo ir aprašomo išradimo bendri požymiai yra šie: 1. Matavimams panaudojama žinoma bendros šilumos srauto dalis. 2. Matavimo rezultatas gaunamas naudojant žinomą dauginimo koeficientą.
[0004] Išradimo analoge rezultatas gaunamas žinomą iš šilumos ėmiklio grįžtančios šilumos dalį kompensaciniu būdu pašildant iki paduodamos į šilumos ėmiklį žinomos tokios pačios dalies šilumos dydžio. Pagal išmatuotą kompensacinės energijos kiekį, padauginus jį iš žinomo koeficiento, sprendžiama apie šilumos ėmiklio sunaudotą šilumos kiekį. Matavimo tikslams naudojamas papildomas elektros energijos šaltinis.
[0005] Aprašomu išradimu siekiama atskleisti naują šilumos ėmiklio sunaudojamos šilumos matavimo būdą. Išradimo įdiegimas supaprastins šilumomačių gamybą ir sumažins pagal šį išradimą gaminamų prietaisų kainą.
[0006] Aprašomo išradimo esminiai ir visais atvejais pakankami požymiai: 1. Matavimo tikslams panaudojama žinoma paduodamos į šilumos ėmiklį šilumos srauto dalis ir grįžtančios iš šilumos ėmiklio šilumos srauto tokia pati dalis. 2. Šiomis išskirtomis šilumos srauto dalimis veikiamas matavimo elementas, kuriuo nustatomas šių dalių šilumos skirtumas. 3. Matavimo elementu gali būti šilumai laidus strypas, jungiantis paduodamo ir grįžtančio šilumnešio vamzdžius.
[0007] Kitą matavimo elemento variantą sudaro sistema iš dviejų indų, sujungtų uždaru kontūru. Sistema užpildoma matavimo sistemos šilumnešiu. Indai montuojami ant paduodamo ir grįžtančio šilumnešio vamzdžių. Matavimo sistemos šilumnešio judėjimo greitis charakterizuoja šilumos ėmiklio sunaudojamos šilumos kiekį. 4. Gautas šilumos skirtumas dauginamas iš žinomo koeficiento ir gaunamas ėmiklio sunaudotos šilumos kiekis.
[0008] 1. Panaudota abiejų šilumos srautų (paduodamo ir grįžtamo) nešama šiluma. 2. Panaudotas matavimo elementas, nereikalaujantis papildomo energijos šaltinio. 3. Matavimas atliekamas tiesiogiai ant matavimo elemento ir nereikalauja kompensacinės energijos matavimo. Paduodamos šilumos srautas Qp (žiūr. schemą) iš šilumos šaltinio 1 vamzdyje 4 pasiskirsto į du srautus: šilumos srautas Qi perduodamas į šilumos ėmiklį 3 ir šilumos srautas qi perduodamas j matavimo elementą 2. Šilumos ėmiklio 3 sunaudojamas šilumos kiekis Q0. Iš šilumos ėmiklio išeinantis šilumos srautas Ch pasiskirsto į du srautus: šilumos srautas ą2 perduodamas į matavimo elementą 2 ir šilumos srautas Qg vamzdžiu 5 grąžinamas į šilumos šaltinį 1.
[0009] Tarp aukščiau minėtų šilumos srautų egzistuoja šie matematiniai ryšiai:
[0010] kur
[0011] Qp - iš šilumos šaltinio išeinantis šilumos srautas;
[0012] Qg - į šilumos šaltinį grįžtantis šilumos srautas;
[0013] Q0 - šilumos ėmiklio sunaudotas šilumos kiekis;
[0014] Qs - sistemoje "šilumos ėmiklis plius matavimo elementas" naudotos šilumos kiekis;
[0015] qi, q2 - matavimo elementui perteikti šilumos kiekiai.
[0016] Parenkama tokia matavimo elemento konstrukcija, kad būtų išlaikyta sąlyga:
[0017] kur
[0018] K - šilumos perdavimo koeficientas.
[0019]
[0020] Jeigu matavimo elementas yra šilumai laidus vienodo skerspjūvio per visą ilgį strypas, tai dydžius qi ir ąz galima išreikšti taip:
[0021] kur
[0022] c - matavimo elemento šilumos imlumas,
[0023] ta - matavimo elemento aplinkos temperatūra, tp - matavimo elemento temperatūra taške P, tg - matavimo elemento temperatūra taške G.
[0024] Įstačius reikšmes (8) ir (9) į lygtį (7), gaunama
[0025]
[0026] Paduodamo ir grįžtančio šilumnešio poveikio į matavimo elemento galus temperatūrų skirtumas neviršija 60 laipsnių pagal C.
[0027] Parinkus atitinkamą matavimo elemento medžiagą (aliuminis, vario lydiniai, mažai legiruoti plienai) galima pasiekti, kad šilumos perdavimo koeficiento K ir šilumos imlumo C pokytis nuo temperatūros pasirinktai medžiagai neviršytų 2 %. Matavimo elemento masė yra pastovus dydis. Tokiu būdu, galima priimti, kad sandauga ( K - 1) c m yra pastovus dydis C su paklaida neviršijančia 2%.
[0028] Dydį C galima išskaičiuoti arba nustatyti eksperimentiniu būdu. Dydžiai tp ir tg sudaro matavimo elemento matuojamąją dalį.
Diferencialinis šilumos matavimo būdas matavimui naudoja dalį ėmikliui tiekiamos šilumos ir matavimo rezultatas gaunamas, naudojant žinomą dauginimo koeficientą, besiskiriantis tuo, kad paduodamo ir grįžtančio šilumnešio nešamo šilumos srauto žinomais šilumos kiekiais pašildo matavimo elementą, kurio jšilimas skirtingose matavimo elemento dalyse charakterizuoja šilumos ėmiklio sunaudotą šilumos kiekį.