DE10161427C1 - Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen - Google Patents

Abstract

Eine Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen soll als eine kostengünstige Überwachungseinrichtung ohne mechanische Bauelemente weiter entwickelt werden, die abhängig von der Lüftungszeit des Fensters und/oder bei weiterer Heizenergiezufuhr reagiert und somit zum sparsamen Umgang mit Heizenergie erzieht. DOLLAR A Das wird dadurch erreicht, dass das oder die Fenster mit einem Signalgeber zum Melden einer Öffnungsstellung des oder der Fenster versehen sind sowie erfindungsgemäß ein Temperaturfühler in der Nähe oder direkt an der Warmwasserzuführung des Heizkörpers angeordnet ist und mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, in die ein Signaltongeber und/oder ein Lichtsignalgeber integriert ist, wobei die Auswerteschaltung weiterhin mit dem Signalgeber des Fensters in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Nach der Gebrauchsmusterschrift DE 201 06 471 U1 ist ein Thermostat­ kopf für einen Heizkörperthermostat mit einer Zusatzanordnung zur Erfassung von extremen Temperaturveränderungen in der Umgebung des Heizkörpers bekannt. Die Zusatzeinrichtung umfasst einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperaturwerte, einen Sensor für die Solltemperatur, eine Speichereinheit zum Speichern mindestens eines Soll-Temperatur­ wertes, eine Vergleichseinheit zum Vergleich der Ist- und Soll-Temperatur­ werte und eine Signalgeber zur Erzeugung von akustischen, optischen und/oder hochfrequenten Signalen, die dann erzeugt werden, wenn die Ist-Werte unzulässig von den Sollwerten abweichen.

Mit dieser Lösung wird die Veränderung der Raumtemperatur in Abhängig­ keit von der Thermostat-Ventilstellung überwacht und bei Erreichen vor­ bestimmter Größenabweichungen ein Signal abgegeben.

Die Funktionsfähigkeit der Lösung ist bei abgestellten Heizkörper nur im Bereich der eingestellten Sollwerte gegeben. Gleichfalls ist die Funktions­ fähigkeit der Zusatzeinrichtung beeinträchtigt, da die Zufuhr von Raumluft zum eigentlichen Thermostat durch die räumliche Anordnung des Thermostatkopfes behindert ist bzw. zumindest zeitverzögert erfolgt. Außerdem hat diese Lösung mechanische Bauteile, die üblicherweise verschleißbehaftet sind. Bei Inbetriebnahme erfordert diese Lösung eine Kalibrierung. Außerdem setzt die Lösung ein Thermostatventil voraus. Der Thermostatkopf ist auch nicht für jeden Heizkörperthermostat passend.

Weiterhin ist nach der Gebrauchsmusterschrift DE 295 14 189 U1 eine Einrichtung zum Überwachen von Fenstern und Türen bekannt, die gegen den Verlust von Heizenergie und zur Einsparung von Heizenergie bei spaltbreit geöffneten Fenstern in Wohn-, Geschäfts- und Gesellschafts­ bauten dienen soll. Dazu ist am Fensterflügel oder zwischen Fensterflügel oder Fensterscheibe und Fensterrahmen oder Wand oder Decke oder Fußbodenboden mindestens ein Kontaktschalter oder ein Sensor als Signalgeber so angeordnet, dass bereits bei spaltbreiter Öffnung des Fensterflügels ein mechanisches, ein elektrisches oder ein drahtlos übertragbares Signal ausgelöst wird, über das der Kontaktschalter oder Sensor mit einem fernsteuerbaren Stellglied einer Heizregelungsanlage oder einem elektromotorisch betreibbaren Heizkörperventil gekoppelt ist und mit welchem die Heizungsregelung ansteuerbar ist.

Nachteilig an dieser Lösung ist der Einsatz eines kostenintensiven Stell­ gliedes mit zugehöriger Steuerung. Desweiteren reagiert die Lösung nicht bei länger als vorgesehen bzw. eingestellt bei geöffnetem Fenster, d. h. wenn ein Schließen des Fensters in der beabsichtigten Zeit vergessen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Überwachungs­ einrichtung ohne mechanische Bauelemente zum Energiesparen für Innenräume zu schaffen, die abhängig von der Lüftungszeit des Fensters und/oder bei weiterer Heizenergiezufuhr reagiert und somit zum sparsamen Umgang mit Heizenergie erziehen soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Detailliertere Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.

Vorteilhaft ist, dass die Überwachungseinrichtung den Nutzer bei geöffnetem Fenster den Energieverbrauch wegen nicht geschlossenem Ventil und/oder eine zu lange, vorher einmalig gewählte Lüftungszeit des oder der Fenster signalisiert.

Gleichzeitig schützt diese Überwachungseinrichtung den Raum vor unnötiger Unterkühlung und ggf. die Heizung vor dem Einfrieren. Die Überwachungseinrichtung schaltet sich nur bei einem Aktivierungs­ erfordernis ein.

Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Überwachungseinrichtung dient zum Sparen von Heizenergie in Innenräumen, die mit abstellbaren Heizkörpern ausgestattet sind. Üblicherweise sind die Heizkörper unter den Fenstern oder in der Nähe von Fenstern angeordnet. In die Bezeichnug "Fenster" sind auch Balkon- oder Terrassentüren einbezogen.

Diese Darstellung geht zuerst davon aus, dass im Raum ein Heizkörper und ein Fenster oder zumindest ein vorzugsweise zum Lüften benutztes Fenster vorhanden sind.

Das Fenster ist mit einem oder mehreren Signalgebern versehen, die eine geöffnete Fensterstellung erkennen und diesen Zustand zu einer Aus­ werteschaltung melden. Als Signalgeber am Fenster sind mechanische Kontaktschalter oder Magnete und Readkontakte oder Hallelemente einsetzbar.

Direkt oder in der Nähe der Warmwasserzuführung des Heizkörpers, vorteilhafterweise kurz hinter dem Ventil, ist ein Temperaturfühler angeordnet, der ebenfalls mit der Auswerteschaltung verbunden ist. Dazu ist ein an ein Kabel angegossener Temperaturfühler mittels Klebemittel an die Warmwasserzuführung angeschlossen, wobei ein guter Wärme­ übergang zwischen Temperaturfühler und der Warmwasserzuführung gegeben ist. Das andere Kabelende ist mit der Auswerteschaltung verbunden.

Mit der vorzugsweise in einem separaten Grundgerät angeordneten Auswerteschaltung ist ein Signaltongeber angeschlossen. In die Aus­ werteschaltung integriert sind ein A/D-Wandler, Speicherzellen für den Temperaturverlauf, Zeitgeber für die Messungen und Multivibratoren für die Signalausgabe an ein Piezoelement. Für eine optische Signalisierung ist an die Auswerteschaltung ein Lichtsignalgeber angeschlossen, der vorzugweise als eine Dual-LED ausgebildet ist. Der Lichtsignalgeber kann zusätzlich oder alternativ zum signaltongeber eingestzt werden.

Die Stromversorgung der Überwachungseinrichtung erfolgt vorzugsweise mittels einer Batterie, die mit im Grundgerät angeordnet ist. Ebenfalls ist eine Solarzelle mit Pufferung, z. B. Akku, einsetzbar.

Der Signalgeber am Fenster schaltet beim Öffnen des Fensters die bis dahin in Stand-by-Betrieb befindliche Überwachungseinrichtung ein. Mit der Aktivierung der Überwachungseinrichtung läuft ein Zeitgeber an. Nach dem Einschalten wird die Temperatur an der Warmwasserzuführung gemessen und der Messwert als T1 gespeichert. Nach einer in der Aus­ werteschaltung festgelegten Zeitdauer, vorzugsweise nach einer Minute, wird die Temperatur an der Warmwasserzuführung erneut gemessen und dieser Messwert T2 mit dem zuvor gespeichertem Messwert T1 ver­ glichen.

Ist der gemessene Messwert T2 größer als der Messwert T1 oder gleich dem vorherige Messwert T1 - daraus ist zu schließen, dass dem Heiz­ körper Wärme zugeführt wird - wird der Signaltongeber eingeschaltet und der Lichtsignalgeber leuchtet rot. Diese Signalisierung alarmiert den Nutzer, der jetzt reagieren kann, indem er das Ventil in eine "Drossel­ stellung" dreht oder das Fenster schließt und somit den Lüftungsvorgang beendet. Die Alarmfunktion ist über ein Schalter zu beenden (quittieren), sofern die Überwachungseinrichtung sich nicht selbst abgestellt hat infolge des Wegfalls der Alarmursache. Mit Schließen des Fensters und/oder der Tür wird die Überwachungseinrichtung wieder deaktiviert.

Ist der Messwert T2 kleiner als der Messwert T1 - daraus ist zu schließen, dass dem Heizkörper keine Wärme zugeführt wird und der gewünschte Sparzustand der Heizung eingestellt ist - gibt die Überwachungs­ einrichtung kein Signal ab.

Ab diesem Zeitpunkt erfolgt ständig oder in gewählten Zeitintervallen, z. B. im Rhythmus von zehn Sekunden, eine Temperaturmessung an der Warmwasserzuführung und der Messwert wird mit dem vorherigen Messwert verglichen.

Ist bei einer dieser Messungen der zuletzt gemessene Wert größer als der vorherige Messwert oder gleich dem vorherige Messwert - d. h., dem Heizkörper wird Wärme zugeführt - wird die Alarmfunktion wie zuvor ausgelöst. Die anschließende Verhaltensweise entspricht ebenfalls der vorgenannten.

Ist bei einer dieser Messungen der zuletzt gemessene Wert kleiner als der vorherige Messwert - d. h., dem Heizkörper wird keine Wärme zugeführt - ist der gewünschte Sparzustand der Heizung weiterhin vorhanden und die Überwachungseinrichtung gibt kein Signal ab.

Unabhägig von der vorgenannten Alarmfunktion besitzt die Auswerte­ schaltung noch einen Einsteller für eine maximale Lüftungszeit des Fensters, die in voreingestellt ist und vorzugsweise mit dem Sollwert von zehn Minuten belegt ist. Nach Erreichen der maximalen Lüftungszeit ohne zwischenzeitlichem Alarm der Überwachungseinrichung erfolgt jetzt ein analoger Alarm wie bei unnötigen Energieverbrauch und gibt damit den Nutzer den Hinweis zum Schließen des Fensters.

Die Frequenz des Signaltons wird in Abhängigkeit der Alarmzeitdauer zunehmend und/oder intersiver, d. h., je länger die Lüftungszeit ist, desto wahrnehmbarer wird der Signalton.

Beim Einschalten der Überwachungseinrichtung erfolgt vorteilhafterweise noch eine Prüfung auf Aktivierungserfordernis. Wenn der erste Messwert des Temperaturfühlers im Bereich von 5 bis 16°C liegt erfolgt keine Funktionsaktivierung der Überwachungseinrichtung, da dieser Messwert bedeutet, dass infolge der Jahreszeit oder anderer Zustände bedingten Temperaturen die Heizung nicht läuft und somit keine Überwachung erforderlich ist.

Eine weitere Sicherheitsfunktion besteht beim Feststellen einer Temperatur unter vorzugsweise 5°C. In derartigen Fällen erhält der Nutzer ebenfalls ein Alarmsignal, damit er das Fenster schließen kann und eine Unterkühlung des Raumes und ggf. ein Einfrieren der Heizung verhindert wird.

Im Rahmen der Erfindung kann der Signalgeber am Fenster und/oder der Temperaturfühler drahtlos per Funk oder Infrarot mit der Auswerte­ schaltung verbunden sein.

Falls der Raum mit mehreren Fenstern und/oder Heizungen ausgestattet ist, wird im Rahmen der Erfindung jedes Fenster mit mindestens einem Signalgeber und jede Heizung mit einem Temperaturfühler versehen. Die Aktivierung der Auswerteschaltung erfolgt bei Öffnung eines Fenstersund die Temperaturmesswerte werden von jeder Heizung analog der obigen Darstellung verglichen. Dementsprechend erfolgt auch die Alarmierung oder die ständige bzw. rhythmische Überwachung.

Claims (8)

1. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen, die mit abstellbaren Heizkörpern ausgestattet sind, wobei das oder die Fenster mit einem Signalgeber zum Melden einer Öffnungsstellung des oder der Fenster versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler in der Nähe oder direkt an der Warm­ wasserzuführung des Heizkörpers angeordnet ist und mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, in die ein Signaltongeber und/oder ein Lichtsignalgeber integriert ist, wobei die Auswerteschaltung weiterhin mit dem Signalgeber des Fensters in Wirkverbindung steht.

2. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber am Fenster durch Öffnen des Fensters die Überwachungseinrichtung aktiviert und durch Schließen des Fensters deaktiviert.

3. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung mit dem Signaltongeber und/oder Lichtsignalgeber in einem separaten Grundgerät angeordnet ist.

4. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Signaltons in Abhängigkeit von der Alarm­ zeitdauer zunehmend und/oder intersiver wird.

5. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Überwachungseinrichtung mittels Batterie oder Solarzelle mit Pufferung betreibbar ist.

6. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber am Fenster und/oder der Temperaturfühler draht­ los per Funk oder Infrarot mit der Auswerteschaltung verbindbar ist.

7. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung nur außerhalb des Temperatur­ bereichs von etwa 5 bis 16°C funktionsaktivierbar ist.

8. Überwachungseinrichtung zum Energiesparen beim Belüften von Innenräumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Feststellen einer Temperatur unter 5°C der Signaltongeber und/oder der Lichtsignalgeber ein Alarmsignal abgeben.