DE102011002411A1

DE102011002411A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers

Info

Publication number: DE102011002411A1
Application number: DE102011002411A
Authority: DE
Inventors: Jörg Leipold; Uwe Pahl
Original assignee: Qundis GmbH
Current assignee: Qundis GmbH
Priority date: 2011-01-03
Filing date: 2011-01-03
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2031-01-04
Also published as: DE102011002411B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers (1) in einem Raum (R). Erfindungsgemäß wird mittels eines Raumlufttemperatursensor (4) ein Raumlufttemperaturverlauf (VTR) einer Raumlufttemperatur (TR) ermittelt und mittels eines Heizkörpertemperatursensors (3) ein Heizkörpertemperaturverlauf (VTH) einer Heizkörpertemperatur (TH) ermittelt, wobei eine Warnmeldung generiert wird, wenn die Raumlufttemperatur (TR) innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums (Z1) um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert (TW) absinkt und innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums (Z2) ab einem Absinkstartzeitpunkt (tR1) des Absinkens der Raumlufttemperatur (TR) die Heizkörpertemperatur (TH) ansteigt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers (1) in einem Raum (R).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
Eine Belüftung von Räumen, beispielsweise von Wohnräumen einer Wohnung, von Büroräumen oder von Arbeitsräumen, um eine ausreichende Frischluftversorgung zu ermöglichen, wird üblicherweise durch ein regelmäßiges Öffnen von Fenstern durchgeführt. Bei sehr geringen Außentemperaturen, d. h. insbesondere im Winterhalbjahr, ist es vor der Belüftung, d. h. vor dem Öffnen der Fenster, angeraten, die Heizung abzustellen, um Heizenergie zu sparen. Dies wird jedoch oft vergessen.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme zur Gebäudeautomatisierung bekannt, welche die Heizung im Falle einer Belüftung des Raums abschalten, zum Beispiel eine Raumregelungsanlage mit einem separaten Raumtemperatursensor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers in einem Raum wird erfindungsgemäß mittels eines Raumlufttemperatursensors ein Raumlufttemperaturverlauf einer Raumlufttemperatur ermittelt und mittels eines Heizkörpertemperatursensors ein Heizkörpertemperaturverlauf einer Heizkörpertemperatur ermittelt, wobei eine Warnmeldung generiert wird, wenn die Raumlufttemperatur innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert absinkt und innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums ab einem Absinkstartzeitpunkt des Absinkens der Raumlufttemperatur die Heizkörpertemperatur ansteigt.
Ein derartiges Absinken der Raumlufttemperatur innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitraums und ein darauf folgendes Ansteigen der Heizkörpertemperatur innerhalb des zweiten Zeitraums ab dem Absinkstartzeitpunkt des Absinkens der Raumlufttemperatur tritt ein, wenn bei weiterhin aktiviertem Heizkörper Fenstern oder Türen des Raums geöffnet werden, so dass im Vergleich zur Raumluft signifikant kühlere Außenluft aus einer Umgebung des Raums, insbesondere aus einer Umgebung eines Gebäudes, in welchem sich der Raum befindet, in den Raum einströmt. Dies ist beispielsweise bei einem Öffnen der Fenster zum Zweck einer Belüftung des Raums im Winterhalbjahr der Fall. Ein derartiges Belüften des Raums bei einem weiterhin aktivierten Heizkörper, d. h. bei eingeschalteter Heizungsanlage und einem geöffneten Heizkörperventil, üblicherweise ein Thermostatventil, welches bei einer sinkenden Raumlufttemperatur öffnet, führt zu einem erhöhten Heizenergieverbrauch und daraus resultierend zu erhöhten Heizkosten und sollte daher vermieden werden.
Üblicherweise wird, um dies zu verhindern, das Heizkörperventil des Heizkörpers manuell geschlossen oder die Heizungsanlage abgeschaltet. Dies wird jedoch sehr oft vergessen. Systeme zur Gebäudeautomatisierung, welche dies automatisch durchführen, sind nur mit einem erheblichen Kosten- und Montageaufwand in einem Gebäude zu installieren.
Im Gegensatz dazu ermöglicht das Verfahren auf einfach umzusetzende und kostengünstige Weise eine Erfassung des beschriebenen Zustands, d. h. eines Einströmens kalter Umgebungsluft in den Raum durch ein geöffnetes Fenster oder eine geöffnete Tür bei weiterhin aktiviertem Heizkörper. Wird dieser Zustand festgestellt, so wird eine Warnmeldung generiert, um dadurch zeitnah ein manuelles oder ein automatisches Deaktivieren des Heizkörpers, d. h. ein Schließen des Heizkörperventils und/oder ein Abschalten der Heizungsanlage, auszulösen oder ein manuelles oder automatisches Schließen der geöffneten Fenster oder Türen des Raums auszulösen.
Der vorgegebene zweite Zeitraum, innerhalb dessen das Ansteigen der Heizkörpertemperatur festzustellen ist, ist dabei nicht zu kurz vorzugeben, da technologische Gegebenheiten des Heizkörperventils, d. h. des Thermostatventils des Heizkörpers, und der Heizungsanlage zu beachten sind. Das Erwärmen des Heizkörpers aufgrund der gesunkenen Raumlufttemperatur erfolgt technologisch bedingt nicht sofort, sondern, abhängig von Heizkörper, Thermostatventil und Heizungsanlage, mit einer geringfügigen oder größeren Verzögerung.
Der vorgegebene zweite Zeitraum sollte jedoch auch nicht zu lang vorgegeben werden, um ein schnelles Generieren der Warnmeldung zu ermöglichen, so dass der Heizkörper oder die Heizungsanlage sehr frühzeitig deaktiviert oder das Fenster oder die Tür sehr frühzeitig geschlossen werden kann und dadurch ein möglichst geringer Heizenergieverlust und möglichst geringe zusätzliche Heizkosten eintreten.
Des Weiteren ist dadurch eine fehlerhafte Warnmeldung vermeidbar, welche aufgrund eines zu lang vorgegebenen zweiten Zeitraums für die Ermittlung der ansteigenden Heizkörpertemperatur eintreten würde, wenn die Raumlufttemperatur bei geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür und deaktiviertem Heizkörper zunächst stark absinkt, danach das Fenster oder die Tür geschlossen und der Heizkörper wieder geöffnet wird, wobei die Heizkörpertemperatur ansteigt und die Raumlufttemperatur zunächst noch nicht reagiert, d. h. noch nicht wieder ansteigt, da eine Erwärmung der Raumluft durch den Heizkörper über Konvektion und Strahlung eine gewisse Zeit erfordert.
D. h. eine derartige Warnmeldung wird zweckmäßigerweise nur generiert, wenn dieser stark oder atypisch sinkende Raumlufttemperaturverlauf festgestellt wird und zeitnah dazu der ansteigende Heizkörpertemperaturverlauf festgestellt wird, da dies eindeutig auf den bereits beschriebenen Zustand des geöffneten Fensters bzw. der geöffneten Tür mit einem starken Einströmen gegenüber der Raumluft signifikant kälterer Außenluft und einem weiterhin aktivierten Heizkörper hindeutet. Die Warnmeldung wird dann sofort generiert, sobald der ansteigende Heizkörpertemperaturverlauf festgestellt wird, d. h. wenn dieser bereits vor Ablauf des zweiten Zeitraums festgestellt wird, muss der Ablauf des zweiten Zeitraums nicht mehr abgewartet werden, sondern es wird sofort die Warnmeldung generiert.
Besonders bevorzugt wird/werden die Heizkörpertemperatur und/oder die Raumlufttemperatur mittels eines Heizkörpertemperatursensors bzw. mittels eines Raumlufttemperatursensors eines Heizkostenverteilers ermittelt. Ein derartiger Heizkostenverteiler weist bereits für dessen eigentliche Funktion, d. h. für eine Ermittlung einer vom Heizkörper abgegebenen Wärmemenge, einen derartigen Heizkörpertemperatursensor und einen derartigen Raumlufttemperatursensor auf, so dass das Verfahren mittels eines derartigen Heizkostenverteilers, welcher beispielsweise ohnehin zur beschriebenen Wärmemengenermittlung am Heizkörper angeordnet ist, durchgeführt werden kann.
Zweckmäßigerweise wird die Warnmeldung in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgegeben und/oder über zumindest eine Kommunikationsverbindung übertragen. Die Warnmeldung kann beispielsweise durch ein Warnmittel des Heizkostenverteilers ausgegeben werden, beispielsweise über eine Anzeigeeinheit, einen Lautsprecher, eine Signalleuchte oder einen Vibrationsgenerator, durch welchen sich Vibrationen auf den Heizkörper übertragen und in akustischer Form wahrnehmbar sind.
Mittels der zumindest einen Kommunikationsverbindung wird die Warnmeldung vorzugsweise direkt an ein Warnmittel und/oder eine Heizungssteuereinheit oder indirekt über eine Zwischenstation an das Warnmittel und/oder die Heizungssteuereinheit übertragen. Zur Übertragung der Warnmeldung kann beispielsweise eine bereits bestehende Kommunikationsverbindung zu einer Zentrale zur Fernauslesung des Heizkostenverteilers genutzt werden.
Die an diese Zentrale übertragene Warnmeldung kann dann über eine weitere Kommunikationsverbindung, beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung oder eine Festnetztelefonverbindung, zu einem Nutzer des Raums, d. h. beispielsweise zu einem Mieter oder Eigentümer der Wohnung, zu welcher der Raum gehört, übertragen werden, beispielsweise in Form einer SMS-Nachricht, und dort auf einer Ausgabeeinheit, beispielsweise auf einem Festnetztelefon, Mobiltelefon oder Computer in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgegeben werden. Des Weiteren kann die Warnmeldung auf diese Weise auch an die Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers oder der Heizungsanlage übertragen werden, wodurch der Heizkörper, d. h. dessen Heizkörperventil oder die Heizungsanlage, derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der Heizkörper automatisch deaktiviert wird und/oder eine Heizleistung automatisch reduziert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann die Warnmeldung auch direkt, d. h. über eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen dem Heizkostenverteiler und einem entsprechenden Warnmittel des Nutzers des Raums, d. h. einer entsprechenden Ausgabeeinheit, oder zwischen dem Heizkostenverteiler und der Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers oder der Heizungsanlage übertragen werden und dort auf die beschriebene Weise ausgegeben bzw. zur automatischen Deaktivierung des Heizkörpers und/oder zur automatischen Reduzierung der Heizleistung der Heizungsanlage verwendet werden. Diese direkte Kommunikationsverbindung kann in diesem Fall auch eine eigens dafür installierte drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung sein oder der Heizkostenverteiler kann beispielsweise in ein Informationstechnologienetzwerk des Raums, der Wohnung oder des Gebäudes eingebunden sein, beispielsweise über LAN, W-LAN bzw. WI-FI, Infrarot, Bluetooth, Funk oder eine Telekommunikationsverbindung.
Vorteilhafterweise wird die Warnmeldung gespeichert. Diese Speicherung kann beispielsweise im Heizkostenverteiler, in der Zentrale oder in einem Gerät des Nutzers des Raums, beispielsweise in der Ausgabeeinheit erfolgen. Durch diese Erfassung der Warnmeldung oder einer Mehrzahl von Warnmeldungen kann eine Auswertung beispielsweise zu einer Bewertung und Optimierung des Heizverhaltens und Energieverbrauchs erfolgen.
Eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers in einem Raum umfasst erfindungsgemäß einen Raumlufttemperatursensor, einen Heizkörpertemperatursensor und eine Auswerteeinheit zur Auswertung eines Raumlufttemperaturverlaufs einer Raumlufttemperatur und eines Heizkörpertemperaturverlaufs einer Heizkörpertemperatur und zum Generieren einer Warnmeldung, wenn sowohl die Raumlufttemperatur innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert absinkt als auch innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums ab einem Absinkstartzeitpunkt des Absinkens der Raumlufttemperatur die Heizkörpertemperatur ansteigt.
Die Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zum Betrieb eines Heizkörpers in einem Raum geeignet, mit den dort bereits geschilderten Vorteilen. Die Vorrichtung ermöglicht auf einfache und kostengünstige Weise die Erfassung des Einströmens kalter Umgebungsluft in den Raum durch ein geöffnetes Fenster oder eine geöffnete Tür bei weiterhin aktiviertem Heizkörper. Bei einem Eintreten dieses Zustandes ist eine Warnmeldung generierbar, um dadurch zeitnah ein manuelles oder ein automatisches Deaktivieren des Heizkörpers, d. h. ein Schließen des Heizkörperventils und/oder ein Abschalten der Heizungsanlage oder ein Reduzieren von deren Heizleistung auszulösen oder ein manuelles oder auch automatisches Schließen der geöffneten Fenster oder Türen des Raums auszulösen.
Die Vorrichtung ist besonders bevorzugt als ein Heizkostenverteiler ausgebildet oder umfasst einen Heizkostenverteiler. Ein solcher Heizkostenverteiler weist, wie bereits beschrieben, bereits für dessen eigentliche Funktion, d. h. für die Ermittlung der vom Heizkörper abgegebenen Wärmemenge, einen derartigen Heizkörpertemperatursensor und einen derartigen Raumlufttemperatursensor auf, so dass eine Funktionalität des Heizkostenverteilers ohne einen zusätzlichen Aufwand und zusätzliche Kosten erheblich erweitert ist.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zumindest ein Warnmittel zur Ausgabe der Warnmeldung. Über dieses Warnmittel, beispielsweise eine Anzeigeeinheit, ein Lautsprecher, eine Signalleuchte oder ein Vibrationsgenerator, ist die Warnmeldung beispielsweise an einen Nutzer oder Eigentümer des Raums, der Wohnung oder des Gebäudes in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgebbar. Dazu kann das Warnmittel beispielsweise im Heizkostenverteiler integriert sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest eine Kommunikationseinheit zur Übertragung der Warnmeldung. Mittels der Kommunikationseinheit ist die Warnmeldung über eine direkte Kommunikationsverbindung an ein Warnmittel, beispielsweise eine Ausgabeeinheit, und/oder an eine Heizungssteuereinheit oder in einer weiteren Ausführungsvariante indirekt über eine Zwischenstation mit einer weiteren Kommunikationseinheit an das Warnmittel und/oder an die Heizungssteuereinheit übertragbar. Die Übertragung kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen, beispielsweise über LAN, W-LAN bzw. WI-FI, Infrarot, Bluetooth, Funk oder eine Telekommunikationsverbindung. Zur Übertragung der Warnmeldung sind beispielsweise eine bereits im Heizkostenverteiler integrierte Kommunikationseinheit und eine Kommunikationsverbindung zu einer Zentrale zur Fernauslesung des Heizkostenverteilers verwendbar.
Die an diese Zentrale übertragene Warnmeldung ist dann über deren Kommunikationseinheit und eine weitere Kommunikationsverbindung, beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung oder eine Festnetztelefonverbindung, zum Nutzer des Raums, d. h. beispielsweise zum Mieter oder Eigentümer der Wohnung, zu welcher der Raum gehört, übertragbar, beispielsweise in Form einer SMS-Nachricht, und dort auf dem Warnmittel, d. h. auf einer Ausgabeeinheit in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgebbar. Das Warnmittel kann beispielsweise eine Ausgabeeinheit in Form eines Mobiltelefons, Festnetztelefons oder Computers sein. Des Weiteren ist die Warnmeldung auf diese Weise auch an die Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers oder der Heizungsanlage übertragbar, wodurch der Heizkörper, d. h. dessen Heizkörperventil oder die Heizungsanlage derart steuerbar und/oder regelbar sind, dass der Heizkörper zu deaktivieren und/oder die Heizleistung der Heizungsanlage zu reduzieren ist.
In der Ausführungsform der direkten Kommunikationsverbindung zwischen dem Heizkostenverteiler und dem entsprechenden Warnmittel, d. h. der Ausgabeeinheit des Nutzers des Raums bzw. zwischen dem Heizkostenverteiler und der Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers oder der Heizungsanlage und der dort auf die beschriebene Weise stattfindenden Ausgabe der Warnmeldung bzw. Deaktivierung des Heizkörpers ist diese direkte Kommunikationsverbindung beispielsweise eine eigens dafür installierte drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung, oder der Heizkostenverteiler ist beispielsweise in ein Informationstechnologienetzwerk des Raums, der Wohnung oder des Gebäudes eingebunden, beispielsweise über LAN, W-LAN bzw. WI-FI, Infrarot, Bluetooth, Funk oder eine Telekommunikationsverbindung.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Speichereinheit zum Speichern der Warnmeldung. Diese Speichereinheit ist beispielsweise im Heizkostenverteiler, in der Zentrale oder in einem Gerät des Nutzers des Raums, beispielsweise in der Ausgabeeinheit angeordnet. Die Warnmeldung oder bevorzugt eine Mehrzahl von Warnmeldungen ist/sind aus der Speichereinheit auslesbar und auswertbar und beispielsweise zu einer Bewertung und Optimierung des Heizverhaltens und Energieverbrauchs einsetzbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers in einem Raum, und
2 eine schematische Darstellung eines Diagramms mit einem Raumlufttemperaturverlauf und einem Heizkörpertemperaturverlauf.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers 1 in einem Raum R. Der Raum R weist eine Öffnung F in einer Außenwand zu einer äußeren Umgebung des Raums R oder eines Gebäudes, in welchem sich der Raum R befindet, auf, beispielsweise eine Fensteröffnung oder eine Türöffnung, wobei die Öffnung F hier in einem geöffneten Zustand dargestellt ist, d. h. das Fenster oder die Tür ist geöffnet.
An dem Heizkörper 1 ist ein Heizkostenverteiler 2 angeordnet. Der Heizkostenverteiler 2 weist einen Heizkörpertemperatursensor 3 und einen Raumlufttemperatursensor 4 auf. Der Heizkörpertemperatursensor 3 steht in thermischem Kontakt zum Heizkörper 1. Der Raumlufttemperatursensor 4 steht in thermischem Kontakt zu einer Raumluft des Raums R, beispielsweise wie hier dargestellt über eine Aussparung in einem Gehäuse 2.1 des Heizkostenverteilers 2.
Der Heizkostenverteiler 2 weist des Weiteren eine Auswerteeinheit 5 auf, welche mit dem Heizkörpertemperatursensor 3 und dem Raumlufttemperatursensor 4 verbunden ist. Weiterhin weist der Heizkostenverteiler 2 ein mit der Auswerteeinheit 5 verbundenes erstes Warnmittel W1 und eine mit der Auswerteeinheit 5 verbundene Kommunikationseinheit 6 auf.
Mittels dieser Kommunikationseinheit 6 ist der Heizkostenverteiler 2 über eine erste Kommunikationsverbindung K1 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Zentrale 7 zur Fernauslesung des Heizkostenverteilers 2 verbunden. Die Zentrale 7 ist über eine zweite Kommunikationsverbindung K2 mit einem zweiten Warnmittel W2 in Form einer Ausgabeeinheit beispielsweise eines Nutzers oder Eigentümers des Raums R verbunden. Das zweite Warnmittel W2 ist beispielsweise als ein Festnetztelefon, als ein Mobiltelefon oder als ein tragbarer oder stationärer Computer des Nutzers ausgebildet. Des Weiteren weist der Heizkostenverteiler 2 eine Speichereinheit 8 auf.
In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist die Kommunikationseinheit 6 über eine entsprechende Kommunikationsverbindung direkt mit dem zweiten Warnmittel W2 verbunden, so dass die Zentrale 7 dann nicht erforderlich ist.
Unter Verwendung der Vorrichtung ist ein Verfahren zum Betrieb des Heizkörpers 1 durchführbar, mittels welchem insbesondere im Winterhalbjahr mit geringen Umgebungstemperaturen in der äußeren Umgebung des Raums R feststellbar ist, ob das Fenster oder die Tür des Raum R bei weiterhin aktiviertem Heizkörper 1 geöffnet ist, woraufhin eine Warnmeldung generiert wird, um einen erhöhten Heizenergieverbrauch und daraus resultierende erhöhte Heizkosten zu vermeiden.
Ein derartiges Öffnen beispielsweise des Fensters des Raums R ist in regelmäßigen Abständen zur Belüftung des Raums R erforderlich, um frische Außenluft aus der äußeren Umgebung des Raums R, d. h. aus einer Außenumgebung des Gebäudes, in welchem sich der Raum R befindet, durch die Öffnung F in den Raum R einströmen zu lassen. Dabei sollte, um einen unnötig hohen Heizenergieverbrauch und hohe Heizkosten zu vermeiden, der Heizkörper 1 deaktiviert werden, beispielsweise durch ein Verschließen eines Heizkörperventils und/oder durch eine Deaktivierung einer Heizungsanlage. Dies erfolgt in der Regel manuell, d. h. durch den Nutzer, beispielsweise den Eigentümer des Raums R oder des Gebäudes. Dieses manuelle Deaktivieren wird jedoch oft vergessen, wodurch ein erhöhter Heizenergieverbrauch und daraus resultierend erhöhte Heizkosten die Folge sind.
Mittels des Verfahrens kann der Nutzer durch die generierte Warnmeldung auf den beschriebenen Zustand aufmerksam gemacht werden, so dass er den Heizkörper 1 und/oder die Heizungsanlage deaktivieren oder die Öffnung F im Raum R, d. h. das Fenster oder die Tür wieder schließen kann. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Information an den Nutzer kann die generierte Warnmeldung auch an eine hier nicht näher dargestellte Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers 1 oder der Heizungsanlage übertragen werden, wodurch der Heizkörper 1, d. h. dessen Heizkörperventil oder die Heizungsanlage automatisch derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der Heizkörper 1 deaktiviert wird und/oder eine Heizleistung der Heizungsanlage reduziert wird.
Um den beschriebenen Zustand des aktivierten Heizkörpers 1 bei gleichzeitig geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür des Raums R festzustellen und daraufhin die Warnmeldung generieren zu können, wird mittels des Raumlufttemperatursensors 4 ein in 2 dargestellter Raumlufttemperaturverlauf VT_R einer Raumlufttemperatur T_R ermittelt und mittels des Heizkörpertemperatursensors 3 ein ebenfalls in 2 dargestellter Heizkörpertemperaturverlauf VT_H einer Heizkörpertemperatur T_H ermittelt und in der Auswerteeinheit 5 ausgewertet.
Dazu wird mittels des Raumlufttemperatursensors 4 und der Auswerteeinheit 5 kontinuierlich eine mittlere Raumlufttemperatur T_R erfasst und überwacht. Auf diese Weise kann ein Auftreten eines atypischen Einbruchs des Raumlufttemperaturverlaufs VT_R sofort festgestellt werden, d. h. ein Absinken der Raumlufttemperatur T_R um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert TW innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums Z1. Ein derartiger atypischer Einbruch des Raumlufttemperaturverlaufs VT_R deutet auf ein Öffnen des Fensters oder der Tür des Raums R und ein daraufhin erfolgendes Einströmen von im Vergleich zur Raumluft signifikant kühlerer Außenluft aus der äußeren Umgebung des Raums R in den Raum R hin.
Dazu werden der erste Zeitraum Z1 und der absolute und/oder prozentuale Wert TW für das Absinken der Raumlufttemperatur T_R sinnvollerweise derart vorgegeben, dass innerhalb einer kurzen Zeitspanne ein starker Abfall der Raumtemperatur T_R eintreten muss, d. h. ein großer Temperaturgradient, um den Zustand des Einströmens signifikant kühlerer Außenluft durch die Öffnung F in den Raum R festzustellen, d. h. das geöffnete Fenster oder die geöffnete Tür sicher zu diagnostizieren. Daher wird der erste Zeitraum Z1 sinnvollerweise relativ kurz vorgegeben und der absolute und/oder prozentuale Wert TW für das Absinken der Raumlufttemperatur T_R wird sinnvollerweise relativ groß vorgegeben.
Ein derartig vorgegebener erster Zeitraum Z1 liegt sinnvollerweise bei maximal fünf Minuten, da ein längerer erster Zeitraum Z1 ein Auslösen der Warnmeldung zu stark verzögern würde, so dass schon ein erheblich höherer Heizenergieverbrauch eintreten würde. Ein absoluter und/oder prozentualer Wert TW für das Absinken der Raumlufttemperatur T_R beträgt sinnvollerweise mindestens 5°C bzw. mindestens 25%, da sonst beispielsweise Fehlwarnungen aufgrund normaler Temperaturschwankungen während eines normalen Heizungsbetriebs auftreten könnten, beispielsweise bereits bei einem geringen Absinken der Raumlufttemperatur T_R durch ein Öffnen der Tür des Raums R zum Betreten oder Verlassen. D. h. die Raumlufttemperatur T_R muss innerhalb von maximal fünf Minuten um mindestens 5°C und/oder um mindestens 25% absinken, damit ein derartiger Zustand eines geöffneten Fensters oder einer geöffneten Tür zum Belüften des Raums R und ein Einströmen von im Vergleich zur Raumluft signifikant kühlerer Außenluft erkannt wird. Dieses starke Absinken der Raumlufttemperatur T_R innerhalb eines derart kurzen ersten Zeitraums Z1 stellt einen atypischen Einbruch des Raumlufttemperaturverlaufs VT_R dar und weist daher eindeutig auf den beschriebenen Zustand hin.
Wird dieser atypische Einbruch des Raumlufttemperaturverlaufs VT_R festgestellt, wird der mittels des Heizkörpertemperatursensors 3 erfasste Heizkörpertemperaturverlauf VT_H ausgewertet. Wird dabei innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums Z2 ab einem Absinkstartzeitpunkt tR1 des Absinkens der Raumlufttemperatur T_R ein Ansteigen der Heizkörpertemperatur T_H festgestellt, wird die Warnmeldung generiert. Ein derartiges Ansteigen der Heizkörpertemperatur T_H erfolgt durch ein nicht geschlossenes Heizkörperventil, beispielsweise ein nicht zugedrehtes Thermostatventil am Heizkörper 1, in welchem ein Thermostat auf die gesunkene Raumlufttemperatur T_R reagiert und das nicht gesperrte Ventil öffnet, so dass der Heizkörper 1 weiterhin aktiviert ist und heizt.
Der vorgegebene zweite Zeitraum Z2, innerhalb dessen das Ansteigen der Heizkörpertemperatur T_H festzustellen ist, ist dabei nicht zu kurz vorzugeben, da technologische Gegebenheiten des Heizkörperventils, d. h. des Thermostatventils des Heizkörpers 1, und der Heizungsanlage zu beachten sind. Das Erwärmen des Heizkörpers 1 aufgrund der gesunkenen Raumlufttemperatur T_R erfolgt technologisch bedingt nicht sofort, sondern, abhängig von Heizkörper 1, Thermostatventil und Heizungsanlage, mit einer geringfügigen oder größeren Verzögerung, im hier dargestellten Beispiel ab einem Anstiegsstartzeitpunkt tH1. Der zweite Zeitraum Z2 ist daher auf die jeweilige Technologie der Heizungsanlage, des Heizkörpers 1 und des Heizkörperventils angepasst vorzugeben.
Der vorgegebene zweite Zeitraum Z2 sollte jedoch auch nicht zu lang vorgegeben werden, um ein schnelles Generieren der Warnmeldung zu ermöglichen, so dass der Heizkörper 1 oder die Heizungsanlage sehr frühzeitig deaktiviert oder das Fenster oder die Tür sehr frühzeitig geschlossen werden kann und dadurch ein möglichst geringer Heizenergieverlust und möglichst geringe zusätzliche Heizkosten eintreten.
Des Weiteren ist dadurch eine fehlerhafte Warnmeldung vermeidbar, welche aufgrund eines zu lang vorgegebenen zweiten Zeitraums Z2 für die Ermittlung der ansteigenden Heizkörpertemperatur T_H eintreten würde, wenn die Raumlufttemperatur T_R bei geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür und deaktiviertem Heizkörper 1 zunächst stark absinkt, danach das Fenster oder die Tür geschlossen und der Heizkörper 1 wieder geöffnet wird, wobei die Heizkörpertemperatur T_H ansteigt und die Raumlufttemperatur T_R zunächst noch nicht reagiert, d. h. noch nicht wieder ansteigt, da eine Erwärmung der Raumluft durch den Heizkörper 1 über Konvektion und Strahlung eine gewisse Zeit erfordert.
D. h. eine derartige Warnmeldung wird zweckmäßigerweise nur generiert, wenn dieser stark oder atypisch sinkende Raumlufttemperaturverlauf VT_R festgestellt wird und zeitnah dazu der ansteigende Heizkörpertemperaturverlauf VT_H festgestellt wird, da dies eindeutig auf den bereits beschriebenen Zustand des geöffneten Fensters bzw. der geöffneten Tür mit einem starken Einströmen gegenüber der Raumluft signifikant kälterer Außenluft und einem weiterhin aktivierten Heizkörper 1 hindeutet. Die Warnmeldung wird dann sofort generiert, sobald der ansteigende Heizkörpertemperaturverlauf VT_H festgestellt wird, d. h. wenn der ansteigende Heizkörpertemperaturverlauf VT_H bereits vor Ablauf des zweiten Zeitraums Z2 festgestellt wird, muss der Ablauf des zweiten Zeitraums Z2 nicht mehr abgewartet werden, sondern es wird sofort die Warnmeldung generiert.
Für den zweiten Zeitraum Z2, innerhalb dessen ab dem Absinkstartzeitpunkt tR1 ein Anstieg der Heizkörpertemperatur T_H, d. h. ein ansteigender Heizkörpertemperaturverlauf VT_H festgestellt werden muss, werden daher sinnvollerweise, abhängig von der jeweiligen Technologie der Heizungsanlage, des Heizkörpers 1 und des Heizkörperventils, beispielsweise maximal fünf Minuten vorgegeben. Ist die Heizungsanlage allerdings beispielsweise derart gestaltet und/oder programmiert, dass eine Umwälzpumpe der Heizungsanlage zum Transport heißen Heizungswassers in den Heizköper 1 nicht ständig läuft und beispielsweise nur in sehr großen Abständen anläuft, welche größer als fünf Minuten sind, so ist der zweite Zeitraum Z2 selbstverständlich dementsprechend angepasst vorzugeben, d. h. er muss in derartigen Fällen größer als eine maximale Ruhezeiten der Umwälzpumpe der Heizungsanlage vorgegeben werden. Vereinfacht ausgedrückt muss der zweite Zeitraum Z2 so groß vorgegeben werden, dass bei aktiviertem Heizkörper 1 und stark sinkender Raumlufttemperatur T_R ein daraus resultierender Anstieg der Heizkörpertemperatur T_H innerhalb des zweiten Zeitraums Z2 erfassbar ist.
Wie in 2 dargestellt, fällt die Raumlufttemperatur T_R innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitraums Z1, d. h. ab dem Absinkstartzeitpunkt tR1 bis zu einem Erstzeitraumendzeitpunkt tR2 von einem Raumlufttemperaturhochwert T_R1 um den absoluten oder prozentualen Wert TW auf einen Raumlufttemperaturtiefwert T_R2 ab. Innerhalb des zweiten Zeitraums Z2, welcher zum Absinkstartzeitpunkt tR1 der Raumlufttemperatur T_R beginnt und an einem Zweitzeitraumendzeitpunkt tH2 endet, steigt die Heizkörpertemperatur T_H von einem Heizkörpertemperaturtiefwert T_H1 auf einen Heizkörpertemperaturhochwert T_H2 an, wobei der Anstiegsstartzeitpunkt tH1 innerhalb des zweiten Zeitraums Z2 liegt. Daher wird in diesem Beispiel die Warnmeldung generiert.
Im hier dargestellten Beispiel deaktiviert der Nutzer aufgrund der Warnmeldung zu einem Abstellzeitpunkt tH3 den Heizkörper 1 beispielsweise durch ein Schließen des Heizkörperventils, so dass ab diesem Abstellzeitpunkt tH3 die Heizkörpertemperatur T_H abfällt und kein weiterer Heizenergieverbrauch bei geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür stattfindet. Alternativ wird bei einer Übertragung der Warnmeldung an die Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers 1 oder der Heizungsanlage der Heizkörper 1, d. h. dessen Heizkörperventil oder die Heizungsanlage derart gesteuert und/oder geregelt, dass der Heizkörper 1 automatisch deaktiviert wird und/oder die Heizleistung der Heizungsanlage automatisch reduziert wird, wodurch ebenfalls die Heizkörpertemperatur T_H abfällt und kein weiterer Heizenergieverbrauch bei geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür stattfindet.
Aufgrund der automatischen Deaktivierung bzw. Reduzierung der Heizleistung erfolgt dies zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt, so dass in diesem Fall der Abstellzeitpunkt tH3, an welchem die Heizkörpertemperatur T_H zu sinken beginnt, meist sogar zeitlich etwas früher liegt als bei manueller Deaktivierung des Heizkörpers 1 bzw. der Heizungsanlage und/oder der Reduzierung der Heizleistung der Heizungsanlage. Aufgrund dessen ist dadurch eine maximal mögliche Heizenergieersparnis realisierbar.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die generierte Warnmeldung von der Auswerteeinheit 5 an das erste Warnmittel W1 übertragen und von diesem in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgegeben. Dazu ist das erste Warnmittel W1 beispielsweise als eine Anzeigeeinheit, ein Lautsprecher, eine Signalleuchte oder ein Vibrationsgenerator ausgebildet, durch welchen sich Vibrationen auf den Heizkörper 1 übertragen und in akustischer Form wahrnehmbar sind.
Des Weiteren wird im hier dargestellten Ausführungsbeispiel die generierte Warnmeldung über die Kommunikationseinheit 6 des Heizkostenverteilers 2 über die erste Kommunikationsverbindung K1 an die Zentrale 7 gesendet. Von der Zentrale 7 wird die Warnmeldung über die zweite Kommunikationsverbindung K2 an das zweite Warnmittel W2 gesendet. Sowohl die erste als auch die zweite Kommunikationsverbindung K1, K2 können drahtlos oder drahtgebunden ausgeführt sein, beispielsweise über LAN, W-LAN bzw. WI-FI, Infrarot, Bluetooth, Funk oder eine Telekommunikationsverbindung.
Auch in der weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform, in welcher die Kommunikationseinheit 6 über eine entsprechende Kommunikationsverbindung direkt mit dem zweiten Warnmittel W2 verbunden ist, kann diese Kommunikationsverbindung drahtgebunden oder drahtlos und beispielsweise über LAN, W-LAN bzw. WI-FI, Infrarot, Bluetooth, Funk oder eine Telekommunikationsverbindung realisiert werden.
Über das zweite Warnmittel W2, d. h. im hier dargestellten Beispiel über die Ausgabeeinheit des Nutzers oder Eigentümers des Raums R, welche beispielsweise als ein Festnetztelefon, als ein Mobiltelefon oder als ein tragbarer oder stationärer Computer des Nutzers ausgebildet ist, kann die Warnmeldung ebenfalls in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgegeben werden. Dazu weist die Ausgabeeinheit beispielsweise eine Anzeigeeinheit, einen Lautsprecher, eine Signalleuchte oder einen Vibrationsgenerator auf oder ist als solches ausgebildet. Auf diese Weise kann die Warnmeldung von der Zentrale 7 beispielsweise als eine SMS-Meldung an die als ein Mobiltelefon ausgebildete Ausgabeeinheit gesendet und dort entsprechend ausgegeben werden.
Anstelle des zweiten Warnmittels W2 kann die Warnmeldung in einer weiteren Ausführungsform auch auf indirektem Weg über die erste und zweite Kommunikationsverbindung K1, K2 und die Zentrale 7 oder mittels einer entsprechenden direkten Kommunikationsverbindung auf direktem Weg an eine Heizungssteuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Heizkörpers 1 oder der Heizungsanlage übertragen werden, wodurch der Heizkörper 1, d. h. dessen Heizkörperventil oder die Heizungsanlage derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der Heizkörper 1 deaktiviert wird.
Zusätzlich zur Ausgabe der Warnmeldung wird diese und werden eventuelle weitere Warnmeldungen vorteilhafterweise gespeichert. Dazu weist die Vorrichtung eine Speichereinheit 8 auf, welche im hier dargestellten Beispiel im Heizkostenverteiler 2 angeordnet ist. In weiteren Beispielen kann diese Speichereinheit 8 aber beispielsweise auch in der Zentrale 7, im zweiten Warnmittel W2, d. h. in der Ausgabeeinheit oder im Raum R, in der Wohnung oder im Gebäude angeordnet sein. Durch diese Erfassung der Warnmeldung oder einer Mehrzahl von Warnmeldungen kann eine Auswertung beispielsweise zu einer Bewertung und Optimierung des Heizverhaltens und Energieverbrauchs erfolgen.
Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen auf einfach umzusetzende und kostengünstige Weise eine Erfassung des beschriebenen Zustands, d. h. eines Einströmens kalter Außenluft in den Raum R durch ein geöffnetes Fenster oder eine geöffnete Tür bei weiterhin aktiviertem Heizkörper 1. Wird dieser Zustand festgestellt, so wird eine Warnmeldung generiert, um dadurch zeitnah ein manuelles oder ein automatisches Deaktivieren des Heizkörpers 1, d. h. ein Schließen des Heizkörperventils und/oder ein Abschalten der Heizungsanlage auszulösen oder ein Schließen der geöffneten Fenster oder Türen des Raums R auszulösen.
Durch die Verwendung eines Heizkostenverteilers 2, welcher beispielsweise ohnehin zu einer Ermittlung einer vom Heizkörper 1 abgegebenen Wärmemenge an diesem angeordnet ist und zu dessen Fernauslesung über die erste Kommunikationsverbindung K1 mit der Zentrale 7 verbunden ist, ist das Verfahren ohne einen großen zusätzlichen Aufwand und ohne zusätzliche Kosten durchführbar, da ein derartiger Heizkostenverteiler 2 bereits für dessen eigentliche Funktion, d. h. für die beschriebene Ermittlung der vom Heizkörper 1 abgegebenen Wärmemenge, den Heizkörpertemperatursensor 3 und den Raumlufttemperatursensor 4 aufweist. D. h. durch das Verfahren ist eine Funktionalität des Heizkostenverteilers 2 ohne einen erheblichen Aufwand und erhebliche Kosten deutlich erweitert.
Bezugszeichenliste

1: Heizkörper
2: Heizkostenverleiler
2.1: Gehäuse
3: Heizkörpertemperatursensor
4: Raumlufttemperatursensor
5: Auswerteeinheit
6: Kommunikationseinheit
7: Zentrale
8: Speichereinheit
F: Öffnung
K1: erste Kommunikationsverbindung
K2: zweite Kommunikationsverbindung
R: Raum
T_H: Heizkörpertemperatur
tH1: Anstiegsstartzeitpunkt
tH2: Zweitzeitraumendzeitpunkt
tH3: Abstellzeitpunkt
T_H1: Heizköpertemperaturtiefwert
T_H2: Heizkörpertemperaturhochwert
T_R: Raumlufttemperatur
tR1: Absinkstartzeitpunkt
tR2: Erstzeitraumendzeitpunkt
T_R1: Raumlufttemperaturhochwert
T_R2: Raumlufttemperaturtiefwert
TW: Wert
VT_H: Heizkörpertemperaturverlauf
VT_R: Raumlufttemperaturverlauf
W1: erstes Warnmittel
W2: zweites Warnmittel
Z1: erster Zeitraum
Z2: zweiter Zeitraum

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Heizkörpers (1) in einem Raum (R), dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Raumlufttemperatursensors (4) ein Raumlufttemperaturverlauf (VT_R) einer Raumlufttemperatur (T_R) ermittelt wird und mittels eines Heizkörpertemperatursensors (3) ein Heizkörpertemperaturverlauf (VT_H) einer Heizkörpertemperatur (T_H) ermittelt wird, wobei eine Warnmeldung generiert wird, wenn die Raumlufttemperatur (T_R) innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums (Z1) um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert (TW) absinkt und innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums (Z2) ab einem Absinkstartzeitpunkt (tR1) des Absinkens der Raumlufttemperatur (T_R) die Heizkörpertemperatur (T_H) ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpertemperatur (T_H) und/oder die Raumlufttemperatur (T_R) mittels eines Heizkörpertemperatursensors (3) bzw. mittels eines Raumlufttemperatursensors (4) eines Heizkostenverteilers (2) ermittelt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmeldung in akustischer, optischer und/oder haptischer Form ausgegeben wird und/oder über zumindest eine Kommunikationsverbindung (K1, K2) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmeldung direkt an ein Warnmittel (W1, W2) und/oder eine Heizungssteuereinheit oder indirekt über eine Zwischenstation an ein Warnmittel (W1, W2) und/oder eine Heizungssteuereinheit übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmeldung gespeichert wird.
Vorrichtung zum Betrieb eines Heizkörpers (1) in einem Raum (R), umfassend einen Raumlufttemperatursensor (4), einen Heizkörpertemperatursensor (3) und eine Auswerteeinheit (5) zur Auswertung eines Raumlufttemperaturverlaufs (VT_R) einer Raumlufttemperatur (T_R) und eines Heizkörpertemperaturverlaufs (VT_H) einer Heizkörpertemperatur (T_H) und zum Generieren einer Warnmeldung, wenn sowohl die Raumlufttemperatur (T_R) innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums (Z1) um einen vorgegebenen absoluten und/oder prozentualen Wert (TW) absinkt als auch innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitraums (Z2) ab einem Absinkstartzeitpunkt (tR1) des Absinkens der Raumlufttemperatur (T_R) die Heizkörpertemperatur (T_H) ansteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als ein Heizkostenverteiler (2) ausgebildet ist oder einen Heizkostenverteiler (2) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, umfassend zumindest ein Warnmittel (W1, W2) zur Ausgabe der Warnmeldung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, umfassend zumindest eine Kommunikationseinheit (6) zur Übertragung der Warnmeldung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, umfassend eine Speichereinheit (8) zum Speichern der Warnmeldung.