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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Heizkostenverteiler und eine Heizkostenerfassungseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind elektronische Heizkostenverteiler bekannt, die zum Erfassen der von einem Heizkörper abgegebenen Wärme über einen vorbestimmten Zeitraum, d. h. dessen abgegebene Wärmemenge, dienen. Um verbrauchsabhängig Heizkosten berechnen zu können, werden u. a. im Zweifühler-Messverfahren zwei Temperatursensoren eingesetzt. Der erste Temperatursensor misst die Temperatur des Heizkörpers und der zweite Temperatursensor die Raumtemperatur. Aus der Differenz wird dann verbrauchsabhängig ein Zählerstand berechnet. Auch sind Einfühler-Messverfahren bekannt, wobei nur die Temperatur des Heizkörpers gemessen wird und die Raumtemperatur fix mit 20°C angenommen wird und dazu dann der Zählerstand ermittelt wird.
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Darüber hinaus ist eine Datenverarbeitungseinheit mit einem Mikroprozessor vorgesehen, womit die gemessenen Daten verarbeitet und der Zählerstand errechnet werden kann. Der Zählerstand wird lokal gespeichert und über eine Anzeigeeinheit an dem Gehäuse des Heizkostenverteilers zum Auslesen angezeigt. Mittels eines Auslesegerätes kann ein Ablesedienst die Daten auch per Funk oder anderer Kommunikationstechnik, wie bspw. über eine optische Schnittstelle, von der Datenverarbeitungseinheit auslesen. Dazu wird ein Signal von dem Ablesegerät an die Elektronik in dem Heizkostenverteiler gesendet.
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Die
DE 10 2004 023 989 B3 beschreibt einen elektronischen Heizkostenverteiler mit einer in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatte, auf der die Temperatursensoren angeordnet und mit weiteren elektronischen Bauteilen verbunden sind. Die Leiterplatte liegt dabei schräg in dem Gehäuse, so dass der Heizkörpertemperatursensor an der hinteren Gehäusewand, die zum Heizkörper gerichtet ist, und der Raumtemperatursensor an der vorderen Gehäusewand angeordnet sind. Über eine Anzeigeeinheit kann der Heizkostenverteiler ausgelesen werden.
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Ferner ist in der
DE 10 2012 014 568 A1 ein Heizkostenverteiler offenbart, dessen Raumtemperatursensor an einer Anzeigeeinheit angeordnet und elektronisch mit dieser verbunden ist. Die Anzeigeeinheit umfasst eine Datenverarbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Zählfortschritt und damit in Verbindung stehende Daten zu speichern und zum Auslesen über die Anzeige bereitzustellen.
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Die
DE 10 2010 003 967 B3 zeigt einen Heizkostenverteiler, bei dem der Heizkörpertemperatursensor mittels eines Teils der Leiterplatte, auf dem der Sensor montiert ist, und mit einer Federkonstruktion an die Rückwand des Verteilers gepresst wird, damit eine genaue Messung der Heizkörpertemperatur erreicht werden kann. Die von dem Heizkörper abgegebene Wärmemenge wird mittels einer Auswerteeinheit, die auf der Hauptleiterplatte angeordnet ist, berechnet und die Daten der Anzeigeeinheit zum Ablesen bereitgestellt.
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Aus
DE 44 29 934 A1 ist ein Heizkostenverteiler bekannt, der Daten per Funk zu einer zentralen Empfangsstelle sendet und der mittels einer Batterie gespeist wird. Der Heizkostenverteiler weist neben einem Heizkörpersensor einen Raumtemperatursensor auf. Die ermittelten Daten werden im Heizkostenverteiler ausgewertet, abgespeichert und auf der Anzeige dargestellt.
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Die
AT 511 222 B1 offenbart einen Heizkostenverteiler und ein Verfahren zum Ermitteln eines Verbrauchswertes aus einer Heizkörpertemperatur und einer Raumtemperatur. Die Vorrichtung weist zwei Temperatursensoren auf, einen zum Erfassen der Raumtemperatur sowie einen zum Erfassen der Heizkörpertemperatur. Über elektrische Leitungen sind sie mit einer weiteren Elektronik innerhalb des Heizkostenverteilers verbunden.
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Die vorgenannten Heizkostenverteiler erfordern eine Vielzahl an Komponenten elektronischer und konstruktiver Art, um einen Heizkostenverteiler DIN- und gesetzeskonform aufzubauen. Dadurch ist der Heizkostenverteiler aufwändig und teuer in der Produktion.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten elektronischen Heizkostenverteiler bereitzustellen, der eine hohe Produktqualität aufweist und dabei kostengünstig in der Herstellung ist und energiesparend arbeitet.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektronischen Heizkostenverteiler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die weitere Aufgabe, eine Einrichtung zur Erfassung von Wärme und Erzeugung von Verbrauchsinformationen bereitzustellen, die einfach aufgebaut und zu nutzen ist, wird durch die Heizkostenerfassungseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.
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Weiterbildungen bzw. bevorzugte Ausführungsformen des Heizkostenverteilers sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf einen elektronischen Heizkostenverteiler, der dazu ausgebildet ist, die von einem Heizkörper abgegebene Wärme über einen vorbestimmten Zeitraum zu erfassen. Der Heizkostenverteiler umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäusevorderteil und einem Gehäuserückenteil, eine Leiterplatte, auf der elektronische Bauteile angeordnet und miteinander elektrisch verbunden sind. An dem Gehäuserückenteil ist ein Heizkörpertemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Heizkörpers angeordnet und elektrisch mit den elektronischen Bauteilen verbunden. Erfindungsgemäß weist der elektronische Heizkostenverteiler einen Microcontroller zum Erfassen von Sensordaten des Heizkörpertemperatursensors sowie eine Kommunikationseinheit zum Senden der erfassten Sensordaten an eine Datenverarbeitungseinheit auf, wobei die Datenverarbeitungseinheit beabstandet von dem Gehäuse angeordnet ist. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass mit einer überschaubaren Anzahl an Komponenten ein minimalistischer Heizkostenverteiler realisiert wird, der einfach und kostengünstig in der Produktion ist. Die beabstandet angeordnete Datenverarbeitungseinheit ist dabei dazu ausgebildet, die gemessenen Daten auszuwerten, zu analysieren und bereitzustellen – diese Datenverarbeitung muss vorteilhaft nicht mehr auf dem Heizkostenverteiler selbst erfolgen. Die Auswertung der Daten kann vorteilhaft zentral erfolgen, wodurch weniger Komponenten für den Heizkostenverteiler benötigt werden.
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Ein „Microcontroller” im Sinne der Erfindung ist ein reduzierter Microcontroller mit Recheneinheit und Peripheriefunktionen auf einem Chip mit in Vergleich zum Stand der Technik kleinerer Speicherkapazität und geringerer Rechenleistung; wobei Speicherkapazität bzw. Leistung ein Drittel bzw. ein Viertel geringer sind als die bisher in Heizkostenverteilern verwendeten Komponenten. In Abgrenzung zu einer Datenverarbeitungseinheit mit Prozessor, Programm- und Datenspeicher sowie peripheren Komponenten, wie sie bisher in üblicher Größe und Ausstattung in Heizkostenverteilern verwendet wird, soll auf der nun verwendete Microcontroller nicht unbedingt eine dauerhafte Datenspeicherfunktion, insbesondere der erfasstes Sensordaten, oder weitergehende zu einer eingehenden Datenverarbeitung aufweisen, d. h. Berechnung und Durchführung von Programmen, die erfasste Sensordaten nutzen. Ein solcher Microcontroller weist einen sehr viel kleinerer Datenspeicher und kleinere Rechenleistung als üblich auf und ist somit kostengünstiger als bisher verwendete Datenverarbeitungseinheiten.
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Der Heizkostenverteiler weist zudem einen Raumtemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Raumes, in dem der Heizkostenverteiler sich befindet, auf. Er ist an dem Gehäusevorderteil angeordnet. Der Raumtemperatursensor ist ebenso wie der Heizkörpertemperatursensor mit den elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte elektrisch verbunden. Die mit diesem zweiten Temperatursensor erfassten Daten können von der Kommunikationseinheit an die zum Heizkostenverteiler beabstandete Datenverarbeitungseinheit gesendet werden, so dass eine Auswertung der Daten und Berechnung der jeweiligen Zählerstände auf dieser Datenverarbeitungseinheit stattfinden kann.
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Der nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform geschaffene Heizkostenverteiler ist hinsichtlich seiner Komponentenausstattung minimalistisch und kann ohne Anzeigeeinheit oder ohne ausreichend große Datenspeichereinheit oder ohne große Datenverarbeitungseinheit ausgeführt sein, er kann auch auf mehrere dieser Komponenten verzichten. Vorteil davon ist also, dass ein Microcontroller verwendet werden kann, der nur kleine Programm- und Datenspeicher aufweist sowie nur eine kleine Rechenleistung benötigt. Klein im Sinne der Erfindung heißt, dass der notwendige Speicher zur Abfrage der Temperaturwerte und Weiterleitung der erfassten Daten ein Drittel bzw. ein Viertel geringer ist als die sonst verwendete Speichergröße. Dies verringert die Kosten für diese Komponenten.
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So benötigt der Heizkostenverteiler in einer minimalistischen, resp. reduzierten Ausbaustufe nur die Komponenten: Gehäuse, Stromversorgung, Microcontroller, zwei Temperatursensoren, eine Funkschnittstelle als Kommunikationseinheit sowie ein Öffnungskontakt. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass das am Heizkörper montierbare Modul mit minimaler Technik und damit kostengünstig hergestellt werden kann. Die Installationshandhabung sowie eine Umprogrammierung sind wesentlich erleichtert, da der Microcontroller einfach und unaufwändig programmiert werden kann. Dazu kann auch die Kommunikationseinheit genutzt werden.
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Bevorzugt bestehen die Gehäuseteile teilweise oder ganz aus Kunststoff. Abschnitte des Gehäuserückenteils können jedoch auch aus Metall sein, um eine gute Wärmeankopplung des innen liegenden Heizkörpertemperatursensors zu erreichen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Leiterplatte, die ja an sich starr ist, neben dem oder den starren Abschnitt(en) auch einen oder mehrere flexible Abschnitt(e) aufweisen. Bei dem flexiblen Abschnitt kann es sich um eine flexible Leiterbahnführung, insbesondere eine elektrisch leitende Folie mit elektrisch leitender Beschichtung handeln. Hierbei meint der Begriff „Leiterplatte” einen Bauteilträger, der die erforderlichen Bauteile trägt und mittels eingearbeiteter elektrischer Leitungen elektrisch miteinander verbindet. Die Leiterplatte kann also die für den Heizkostenverteiler gebrauchten elektronischen Bauteile, u. a. Microcontroller, Temperatursensoren, Stromversorgung sowie elektrische Komponenten, wie Zuleitungen und Widerstände, tragen. Sie ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und durch dieses vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Die unterschiedlichen elektronischen Bauteile, wie Sensoren, Funkantenne, Öffnungskontakt, Batterie oder auch ein Display, sind vorzugsweise räumlich an verschiedene Positionen im Gehäuse und sollen dennoch auf einer einzigen planen Leiterplatte angeordnet sein: Dies kann realisiert werden, indem der elektronische Gesamtaufbau so ausgeführt ist, dass einzelne Komponenten auf flexiblen Abschnitten der Leiterplatte angeordnet sind oder über flexible Abschnitte der Leiterplatte gebildet werden oder alternativ durch eine spezielle dreidimensionale Leiterbahnführung an den entsprechenden Positionen in dem Gehäuse platziert sein können.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Heizkörpertemperatursensor oder auch der Raumtemperatursensor auf der flexiblen, elektrisch leitenden Folie angeordnet und elektrisch mit den Bauteilen auf der Leiterplatte verbunden ist. Vorteilhaft ist insbesondere die Kombination der Komponenten Sensor, Kommunikationseinheit sowie Öffnungskontakt, die alle auf einer flexiblen Folie angeordnet sein können. Damit können drei sonst eigenständige Bauteile kostengünstig zu einem Bauteil verbunden werden. Es sind nicht mehr verschiedene Ebenen zu kontaktieren, sondern lediglich eine einzige, auf der Folie liegende, die einfacher und damit Prozess beschleunigend kontaktiert werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Folien mit elektrisch leitenden Beschichtungen bekannt, wie z. B. Polyamid, Polyesterfolie oder auch ein Polyimid, in der Regel mit einer Metallbeschichtung, wie Kupfer. Damit kann eine flexible Anordnung des jeweiligen Temperatursensors auf unterschiedliche Montageprofile adaptiert werden. Dies ist insbesondere bei Verleilerkonzepten vorteilhaft, die zur Montage auf unterschiedliche Montageprofile geeignet sind. So kann typenabhängig auf verschiedenen Montageprofilen ein einheitlicher interner Elektronikaufbau realisiert werden, bei dem insbesondere der Heizkörpertemperatursensor an einer flexiblen elektrischen Verbindung, der vorgenannten Folie, angeordnet ist. Alle räumlich speziell anzuordnenden Bauteile können sich da, bei auf der flexiblen Folie befinden, wodurch anschließend keine weiteren Kontaktverbindungen mehr separat hergestellt werden müssen. So kann der Heizkörpertemperatursensor bspw. werksseitig bereits an der entsprechenden Position fixiert sein. Dadurch kann die Produktion verschiedener Gerätetypen auf einfache Weise fertigungsoptimiert werden.
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Das Gehäusevorderteil kann alternativ an seiner Innenseite vorgeformte Ausnehmungen oder Vertiefungen aufweisen, in die einzelne Leiterbahnen eingelegt oder auch in den Kunststoff eingelassen sind. Die Leiterbahnen sind miteinander elektrisch verbunden und können Teile oder alle elektrischen und elektronischen Komponenten des Heizkostenverteilers tragen. Die Leiterplatte ist dazu nicht einstückig, sondern in einzelnen Abschnitten unterteilt, bzw. hat flexible Anteile, die in die Ausnehmungen eingelegt oder bereits bei Herstellung des Gehäuses in den Kunststoff eingebracht sein können. Hierzu können diverse Techniken, wie z. B. Heißprägeverfahren (HPV), 2-Komponenten-Spritzguss (2K) oder Laser-Direktstrukturierung (LDS) genutzt werden, wobei die Bauteile dann direkt auf diese Leiterbahnen kontaktiert werden können. Diese Art der Leiterbahnführung wird auch als „Moulded Interconnect Device” (MID-Verfahren) bezeichnet und ermöglicht eine bessere Ausnutzung des Gehäusematerials und eine flexiblere Gehäusekonstruktion. Die Kontaktierung dieser Strukturen auf die Hauptleiterplatte erfolgt beispielhaft mittels zusätzlicher mechanischer Komponenten, wie Stegen, Pfostenverbindern o. ä. an den jeweiligen Positionen. Je nach Aufbau kann eine Anordnung aller Bauteile an den Wendungen des Gehäuses erfolgen und dadurch ganz oder teilweise auf eine starre Leiterplatte verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Kommunikationseinheit in dem Gehäuse an dem Gehäusevorderteil angeordnet ist. Dabei ist sie in einem Abschnitt des Gehäusevorderteils angeordnet, der dem Gehäuserückenteil gegenüberliegt, wobei die Kommunikationseinheit mit dem Microcontroller, der mit der Leiterplatte unlösbar befestigt ist, elektrisch verbunden ist. Die Kommunikationseinheit ist damit wenig durch die weiteren elektronischen Bauteile gestört, was eine gute Kommunikation zwischen Heizkostenverteiler und einer zentralen Datenverarbeitungseinheit ermöglicht.
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Die Erfindung sieht vor, dass die Kommunikationseinheit eine RFID- oder eine Funknahfeldschnittstelle sein kann. Sie kann dazu eine Hochfrequenzantenne aufweisen, wobei ein oder mehrere Abschnitt(e) der Hochfrequenzantenne an der Innenseite des Gehäusevorderteils anliegt/anliegen. Es kann auch die gesamte Hochfrequenzantenne vollflächig an der Wandung des Gehäusevorderteils anliegen. Die integrierte RFID- bzw. Funktechnologie ermöglicht eine berührungslose Kommunikation über einen gewissen, vorbestimmten Abstand. Auch wird durch die vorgenannte Technik die Batterielaufzeit verlängert, da es nicht mehr notwendig ist über ein externes Handgerät über eine Entfernung von maximal 20 cm oder direktes Aufsetzen eines Optokopfes auf die Frontseite des Heizkostenverteilers die Daten auszulesen. Ohne optische Schnittstelle oder gezieltes Ansteuern durch ein externes Ablesegerät kann der Heizkostenverteiler kostengünstig und energiesparend ausgestaltet werden. Zudem kann, wenn nur RFID-Technik verwendet wird, der Energieverbrauch des Heizkostenverteilers noch weiter gesenkt werden. Bei einer RFID-Lösung wird die Funkenergie für die Datenübertragung in den Heizkostenverteiler „eingespeist”. Hierzu kann sich im Heizkostenverteiler eine elektrische Spule befinden, die die von außen durch das Ablesegerät eingestrahlte Energie aufnimmt. Während der Datenübertragung muss der Heizkostenverteiler keine bzw. nur eine geringe Menge eigene Energie bereitstellen, wodurch im Wesentlichen keine separate Stromversorgung für die Datenübertragung notwendig ist.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Gehäusevorderteil an seiner Innenseite einen Aufnahmeabschnitt in Form einer Ausnehmung oder Vertiefung aufweisen, in dem der Raumtemperatursensor aufgenommen ist. Der Raumtemperatursensor kann damit optimal an die äußere Temperatur rund um den Heizkostenverteiler angekoppelt werden und wird weniger von der Heizkörpertemperatur beeinflusst. Das Gleiche kann für das Gehäuserückenteil vorgesehen sein, so dass der Heizkörpertemperatursensor in einem dafür vorgesehenen Aufnahmeabschnitt des Gehäuserückenteils angeordnet sein kann.
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Das Gehäusevorderteil kann mit dem Gehäuserückenteil mittels einer Plombierung, die eine bekannte mechanische Sicherungseinrichtung darstellt, unlösbar verbunden werden. Die Plombierung kann zusätzlich von einer elektronischen Sicherungseinrichtung, wie einem Öffnungskontakt begleitet werden. Dieser definiert einen elektronischen Kontakt, womit eine Gehäuseöffnung auch elektronisch erfasst und als Information z. B. per Funk weitergeleitet werden kann. Damit wird ein elektronisches Erkennungssystem erreicht, dass insbesondere der DIN Norm EN 834 entspricht. Sollte das Gehäuse unbefugt geöffnet werden, löst der Öffnungskontakt aus und gibt ein Signal ab, das die Öffnung anzeigt. Der Heizkostenverteiler wird dadurch vor unbefugter Öffnung und Manipulation geschützt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Heizkostenverteiler eine Stromversorgung aufweist, die bevorzugt eine Batterie ist. Alternativ können erfindungsgemäß können verschiedene Energiequellen verwendet werden.
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Eine erfindungsgemäße Heizkostenerfassungseinrichtung weist eine zentrale Datenverarbeitungseinheit, d. h. eine Recheneinheit mit Prozessor und Speichereinheit und einen oder mehrere erfindungsgemäße, vorstehend beschriebene Heizkostenverteiler auf. Dabei ist jeder Heizkostenverteiler kommunikativ mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit verbunden und dazu ausgebildet, Sensordaten des Heizkörpertemperatursensors zu erfassen und an die zentrale Datenverarbeitungseinheit zu senden.
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Die zentrale Datenverarbeitungseinheit ist in einem dafür vorgesehenen Gehäuse angeordnet und ist mit einer ebenfalls in dem gleichen Gehäuse vorliegenden Anzeigeeinheit, wie ein LCD-Display oder ein Touch-Display, verbunden.
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Hierbei kann für eine Vielzahl an Heizkostenverteilern, die an Heizungskörpern innerhalb einer Raumeinheit, wie einer Wohnung oder eines Raumes, die zentrale Datenverarbeitungseinheit als einzige zentrale Empfangs- und Auswertestation vorgesehen sein. Bei Funksystemen, bei denen wohnungsweise eine Empfangsstation vorhanden ist, kann die in dieser integrierten Rechnerintelligenz dazu verwendet werden, Funktionen der Heizkostenverteiler zu übernehmen, die in der Wohnung installiert sind. So kann die zentrale Datenverarbeitungseinheit die erfassten Sensordaten der unterschiedlichen Heizkostenverteiler auswerten, speichern und zum Auslesen durch einen Nutzer oder einen Ablesedienst bereitstellen. Ebenso ist es möglich, dass die Datenverwaltung, z. B. Stichtagsverwaltung, nur dort erfolgt.
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Eine Um- oder Neuprogrammierung bzw. Installation ist ebenso vereinfacht, da sie nur noch an einer Station erfolgen muss und nicht mehr an allen Heizkostenverteilern einzeln. So können auch die heizkörpertypischen Kennwerte in der zentralen Empfangsstation gespeichert werden – die Eingabe dieser Daten kann einfach und zentral erfolgen, wodurch die Bedienung sehr vereinfacht wird.
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Da die rechenintensiven Aufgaben, wie Datenauswertung, Zählerstandsberechnung, Datenspeicherung usw auf der zentralen Datenverarbeitungseinheit verarbeitet werden, kann jeder Heizkostenverteiler mit minimaler Datenverarbeitung auskommen – so ist lediglich ein reduzierter Microcontroller mit einfachem Programmspeicher nur für die Steuerbefehle als Steuereinheit notwendig, der die Temperatursensoren anweist, deren Sensordaten erfasst und das Senden dieser Daten an die zentrale Datenverarbeitungseinheit veranlasst. Auch dadurch kann die gesamte Anlage kostengünstig gestaltet werden. So ist, anders als im Stand der Technik bisher üblich, kein Display mehr notwendig, das verschmutzen oder durch ungünstigen Fremdlichteinfall nicht abgelesen werden kann.
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Die Heizkostenverteiler dienen nur noch als Datenerfassungs- und Datentransfereinrichtungen, wodurch diese eben so konstruktiv einfach und minimalistisch ausgestaltet sein können. Bei den erfassten Sensordaten handelt es sich um Rohdaten der Sensoren, d. h. die Werte der gemessenen Widerstände, bzw. um direkt gemessene Temperaturwerte, die dazu geeignet sind einfach übertragen zu werden. So können die Daten verschlüsselt übertragen werden oder in einem Zustand, in dem ohne die genaue Temperaturkurve des Sensors keine Aussage über die Daten möglich ist. So sollen die Daten vor unbefugtem Abgriff geschützt werden und Datenschutz für den Nutzer erreicht werden. Es können dabei verschiedene Verschlüsselungstechniken eingesetzt werden.
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Die Bedienung vereinfacht sich dadurch sowohl für den Benutzer, als auch für den jeweiligen Ablesedienstleister. Die gemessenen und errechneten Zählerstände können ausschließlich auf der Anzeigeeinheit der zentralen Datenverarbeitungseinheit angezeigt werden. Somit ist ein Display in den einzelnen Heizkostenverteilern nicht nötig und die Heizkostenverteiler kostengünstig in der Herstellung. Die gesetzlichen Vorgaben, dass der Wohnungs- bzw. Raumeinheitsnutzer die aktuellen Daten ablesen kann, werden durch die zentrale Anzeigeeinheit erfüllt und zusätzlich vereinfacht.
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Erfindungsgemäß kann ein Montageverfahren eines erfindungsgemäßen Heizkostenverteilers wie folgt ablaufen:
Die Leiterplatte und die vorgenannten Bauteile werden bereitgestellt und je nach Bauteil und elektrisch leitender Beschichtung auf der Leiterplatte miteinander verlötet, verklebt oder verschweißt. So können sich bspw. einzelne Bauteile (z. B. Microcontroller, Widerstände) auf einem starren Abschnitt der Leiterplatte befinden. An diese Leiterplatte sind Abschnitte in Form flexibler Leiterfolie einer ausgeprägten Kontur wie „Arme” angelötet, auf der weitere elektronische Bauteile (Sensoren, Funkantenne, Öffnungskontakt) aufgesetzt werden können. Die Leiterplatte und die Batterie werden in das bereitgestellte Gehäusevorderteil eingesteckt und ggf. verschraubt. Nach dem Einbau dieser elektrischen Einheit in das vordere Gehäuseteil können die einzelnen Bauteile, die sich auf den flexiblen Armen befinden, an die vorgesehenen Positionen in dem Gehäuse angeordnet und fixiert werden. Dann werden die restlichen Komponenten, wie z. B. der Öffnungskontakt vorgespannt und das Gehäuserückenteil an das Gehäusevorderteil fixiert. Die Herstellung kann kostengünstig und effizient erfolgen.
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Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Heizkostenverteilers,
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2 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Heizkostenverteilers,
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3 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Heizkostenverteilers, und
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4 eine perspektivische Ansicht einer Raumeinheit.
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Der erfindungsgemäße Heizkostenverteiler 1 weist in den 1 bis 3 ein Gehäuse 2 auf, das aus einem Gehäusevorderteil 2a und einem Gehäuserückenteil 2b besteht und mittels bekannter Verbindungstechniken, wie Schrauben oder Steckverbindungen, zusammengesetzt ist. Die Gehäuseteile sind aus Kunststoff gefertigt, und schützen die innen liegenden Komponenten. Parallel zu einer Längsachse des Gehäuses 2 ist in dem Gehäuse 2 eine Leiterplatte 3 angeordnet, die weitgehend starre Anteile hat. Auf der Leiterplatte 3 sind u. a. elektronische Bauteile, wie z. B. ein Microcontroller 5 sowie weitere elektronische Bauteile 5a angeordnet. Zur Stromversorgung ist in der Mitte des Gehäuses 2 eine Batterie 7 angeordnet.
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Die 1 und 3 zeigen jeweils Heizkostenverteiler 1 mit einer Anzeigeeinheit 12, die hinter einem Fenster 15 angeordnet ist, und elektrisch mit den Komponenten auf der Leiterplatte 3 verbunden ist. In 2 ist ein Heizkostenverteiler 1 ohne eine solche Anzeigeeinheit dargestellt. Auch der Heizkostenverteiler 1 gemäß 3 kann ohne eine solche Anzeigeeinheit ausgestaltet werden. Die Anzeigeeinheit am Heizkostenverteiler 1 kann immer dann weggelassen werden, wenn sich innerhalb der Wohnung eine separate Anzeigeeinheit befindet, an die die einzelnen Heizkostenverteiler 1 ihre Daten senden und die die Daten dann darstellt.
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In einem Aufnahmeabschnitt ist ein Raumtemperatursensor 10 angeordnet. Der Aufnahmeabschnitt ist in 1 und 2 eine Ausnehmung 16, die so bemessen ist, dass der Raumtemperatursensor 10 ohne weiteres eingesetzt und sicher befestigt werden kann und der Raumtemperatursensor 10 aufgrund seiner thermischen Wärmekapazität sich geeignet ausdehnen kann. Mit der Leiterplatte 3 ist der Raumtemperatursensor 10 über eine flexible Leiterbahn in Form einer Folie 8, die eine elektrisch leitende Beschichtung aufweist, elektrisch mit den Bauteilen 5a und dem Microcontroller 5 verbunden. Die Folie 8 ist entlang der Innenseite des Gehäusevorderteils 2a angelegt und wird in einem unteren Abschnitt in einem U-förmigen Bogen in 1 nach oben zur Leiterplatte 3 geführt. Damit die Folie 8 die Temperatursensorik mit der Leiterplatte 3 elektrisch verbindet, ist die Folie 8 mittels einer Verbindungsstelle 13 unlösbar an die Leiterplatte 3 angelötet, verklebt oder verschweißt.
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An dem Gehäuserückenteil 2b ist thermisch an dieses angekoppelt ein Heizkörpertemperatursensor 4 angeordnet. Auch dieser ist mittels einer flexiblen Leiterbahn, in Form einer weiteren Folie 8, die eine leitfähige Beschichtung aufweist, mit der Leiterplatte 3 an der Verbindungsstelle 13 mechanisch und elektrisch verbunden. Auch ein Öffnungskontakt 11 ist über eine weitere Folie 8 mit der Leiterplatte 3 mechanisch und elektrisch verbunden. Der Öffnungskontakt 11 ist mittels einer Feder 17 sowie einem Stift 18 mechanisch zwischen den beiden Gehäuseteilen 2a, 2b eingeklemmt. Die Funktion des Öffnungskontakts ist wie folgt: Solange der Heizkostenverteiler 1 an einem Heizkörper montiert ist, wird die flexible Folie 8 durch den Stift 18 von der Leiterplatte 3 abgehoben (die Feder 17 wird gedrückt). Wenn der Heizkostenverteiler 1 abgenommen bzw. geöffnet wird, löst sich der Stift 18 und die Feder 17 drückt die flexible Folie 8 auf die Leiterplatte 3. Da sich auf der flexiblen Folie 8 sowie auf der Leiterplatte 3 jeweils Kontaktflächen befinden, wird hierdurch ein elektrischer Kontakt geschlossen, der die Demontage dann an den Microcontroller 5 signalisiert. Dieser kann dann ein Signal anweisen, dass von der Kommunikationseinheit aus versendet wird.
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In einem unteren Abschnitt des Gehäusevorderteils 2a ist an dessen Innenseite angeschmiegt ein Sendeteil einer Kommunikationseinheit in Form einer HF-Antenne 6a vorgesehen. Diese dient dazu, die von dem Heizkörpertemperatursensor 4 und dem Raumtemperatursensor 10 erfassten Daten an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 20 weiterzuleiten (siehe 4).
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In 3 ist ein leicht veränderter Aufbau des Heizkostenverteilers 1 dargestellt. Der Raumtemperatursensor 10 ist hierbei nicht innerhalb einer Vertiefung oder Ausnehmung, sondern an der Innenseite des Gehäusevorderteils 2a befestigt. Mittels eingesetzter Leiterbahnen 9, die mittels eines MID-Verfahrens in den Kunststoff eingelassen sind, ist der Raumtemperatursensor 10 mechanisch und elektrisch über eine weitere elektrische Verbindung in Form eines Stegs 14 mit der Leiterplatte 3 verbunden. Ebenso ist ein Teil der Kommunikationseinheit, hier eine RFID-fähige HF-Antenne 6b auf der Leiterbahn 9 angeordnet. Die Leiterbahnen 9 bzw. der Steg 14 können feste Leiterplattenstrukturen oder auch flexible Folien sein. Der Heizkörpertemperatursensor 5 ist wiederum mittels einer flexiblen Folie 8 mit der Leiterplatte 3 mechanisch und elektrisch verbunden.
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4 zeigt zwei Heizkostenverteiler 1, die in einem Raum 21 in Form einer Raumeinheit an entsprechend zwei Heizkörpern 22 angeordnet sind. In der Mitte des Raumes 21 ist (oder einer anderen geeigneten Position) die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 angeordnet, wobei die Heizkostenverteiler 1 eben beabstandet zu der Datenverarbeitungseinrichtung 20 angeordnet sind und über Kommunikationseinheiten drahtlos in Kommunikation stehen. Die Datenverarbeitungseinrichtung 20 empfängt beständig Daten, die von den Heizkostenverteilern 1 ausgesendet werden. Dabei erfolgt die Verarbeitung der mittels der Heizkostenverteiler 1 erfassten Daten innerhalb dieser zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 20. Auf einer Anzeigeeinheit 23 kann der derzeitige Zählerstand der jeweiligen Heizungen 22 eingesehen bzw. abgelesen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Heizkostenverteiler
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Gehäusevorderteil
- 2b
- Gehäuserückenteil
- 3
- Leiterplatte
- 4
- Heizkörpertemperatursensor
- 5
- Microcontroller
- 5a
- elektrische Bauteile
- 6a, 6b
- Hochfrequenzantenne
- 7
- Stromversorgung
- 8
- Elektrisch leitende Folie
- 9
- Leiterbahn
- 10
- Raumtemperatursensor
- 11
- Öffnungskontakt
- 12
- Anzeigeeinheit
- 13
- Verbindungsstelle
- 14
- Steg
- 15
- Fenster
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Feder
- 18
- Stift
- 20
- Zentrale Datenverarbeitungseinheit
- 21
- Raum
- 22
- Heizkörper
- 23
- Anzeigeeinheit
