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Die Erfindung betrifft einen Energiezähler zum Erfassen einer von einer Klimazentrale mittels eines in einem Fluidkanal strömenden gasförmigen Fluids an einen Verbraucher gelieferten Energiemenge nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2005 053 439 A1 ist ein Verbrauchswerterfassungssystem mit einer Messzentrale und mehreren an der Messzentrale angeschlossenen Sensoreinheiten bekannt. Die Sensoreinheiten weisen ein Sensorinterface auf und sind über das Sensorinterface mit einem Bus an die Messzentrale angeschlossen. Die Messzentrale adressiert die angeschlossenen Sensoreinheiten über eine inkrementelle Adressierung mittels Pulsen, sodass mit jeder Erhöhung der Pulsfolge eine weitere Sensoreinheit angesprochen wird. Dieses Verbrauchswerterfassungssystem stellt ein in sich geschlossenes System mit einer festen Anzahl an Sensoreinheiten dar.
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In der
DE 10 2005 033 549 A1 ist eine Vorrichtung mit mehreren Verbrauchszählern beschrieben, wobei eine Abfrageeinheit vorhanden ist, welche die Messwerte der einzelnen Verbrauchszähler abfragt und anzeigt. Um einen Verbrauchszähler einer bestimmten Messstelle zuzuordnen, ist vorgesehen, dass die Messstelle bzw. der Verbrauchszähler der Messstelle ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal aufweist, welches elektronisch auswertbar ist.
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In der
DE 10 2006 003 333 B4 ist ein Verbrauchsanzeigegerät beschrieben, über das Zählerstände mehrerer Verbrauchszähler abgefragt werden können. Die Verbrauchszähler sind mit dem Verbrauchsanzeigegerät über ein drahtloses Funkinterface verbunden. Das Verbrauchsanzeigegerät ist als mobiles Gerät ausgebildet und vorgesehen, um eine unterschiedliche Anzahl von Verbrauchszählern drahtlos abzufragen. Nach dem Einschalten des Verbrauchsanzeigegeräts konfiguriert sich dieses, indem es alle Funksignale von Verbrauchszählern registriert und die dazugehörigen Zählerstände und Zähleradressen darstellt.
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In der
US 43 63 441 A ist ein Messsystem für eine wasserbasierte Heizanlage mit mehreren Heizkörpern beschrieben. An jedem Heizkörper ist eine Sensoreinheit mit einem Temperatursensor angebracht. Über schaltbare Regelventile wird ein konstanter Wasserdurchfluss der Heizkörper eingestellt, um eine einfache Verbrauchswerterfassung zu ermöglichen.
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Dokument
EP 0 421 471 A1 zeigt ein Datenbussystem für Kraftfahrzeuge mit mehreren an den Datenbus angeschlossenen Peripherieeinheiten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Energiezähler zur Erfassung von einer an einen Verbraucher gelieferten, insbesondere thermischen Energiemenge zu schaffen, der für unterschiedlich ausgestaltete Klimazentralen einsetzbar ist, vorzugsweise individuell erweiterbar ist. Insbesondere soll der Energiezähler einfach zu konfigurieren sein und zugleich gesetzlich vorgeschriebene eichtechnische Richtlinien erfüllen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung zum Anschluss einer unterschiedlichen Anzahl von Verbrauchern und/oder Energiemesssensoreinrichtungen ausgebildet ist, indem vorgesehen ist, dass
- a) die Auswerteeinrichtung mehrere Eingänge zum Anschluss einer Energiemesssensoreinrichtung aufweist, und dass die Auswerteeinrichtung Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren eines Eingangs oder mehrerer Eingänge, und/oder zum Zuordnen eines Eingangs einem Verbraucher und/oder einer Messstelle aufweist, und/oder dass
- b) die Auswerteeinrichtung eine Busschnittstelle zum Anschluss einer Energiemesssensoreinrichtung aufweist und die Auswerteeinrichtung Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren einer Energiemesssensoreinrichtung oder mehrerer Energiemesssensoreinrichtungen, und/oder zum Zuordnen einer Energiemesssensoreinrichtung einem Verbraucher und/oder einer Messstelle aufweist.
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Somit kann die Auswerteeinrichtung gezielt konfiguriert bzw. parametrisiert werden und dadurch an unterschiedliche Randbedingungen und Messaufgaben angepasst werden. Insbesondere können die Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren als gezielt betätigbare und/oder schaltbare Mittel ausgebildet sein. So kann sowohl Werksseitig wie auch vor Ort bei der Montage oder Installation oder auch nachträglich eine gezielte Anpassung des Energiezählers an unterschiedliche Gegebenheiten erfolgen.
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Der Energiezähler kann für eine unterschiedliche Anzahl von Energiemesssensoreinrichtungen, die an verschiedenen Messstellen angeordnet sind, konfiguriert werden. Dadurch ist es möglich, mit dem Energiezähler bereits bestehende Anlagen nachzurüsten oder den Energiezähler für unterschiedliche Klimaanlagen zu verwenden, wobei der Energiezähler jeweils an die konkrete Ausgestaltung und/oder den konkreten Umfang der Klimaanlage anpassbar ist. Die Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren ermöglichen einem Benutzer auf einfache Art und Weise eine freie Konfiguration und/oder Einstellbarkeit des Energiezählers. Insbesondere können an den Energiezähler Energiemesssensoreinrichtungen zur Erfassung von in das Fluid eingebrachte Energiemengen sowie auch Energiemesssensoreinrichtungen zur Erfassung von aus dem Fluid entnommenen Energiemengen angeschlossen werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Energiemesssensoreinrichtungen frei konfigurierbar bzw. anordenbar sind. Damit der Energiebeitrag von Klimazentralen, die jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Klimaeinrichtungen, die Energie in das Fluid einbringen bzw. das Fluid konditionieren, auf einfache Art und Weise gemessen werden. So kann insbesondere bei einer Klimazentrale die mehrere Klimaeinrichtungen aufweist, die jeweils beispielsweise als Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung und/oder Speichereinrichtung und/oder Befeuchtungseinrichtung ausgebildet sein können, die jeweils von einer einzigen Einrichtung in das Fluid eingebrachte Energiemenge bestimmt werden.
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Zudem ist es auf einfache Art und Weise möglich, den Energiezähler für eine unterschiedliche Anzahl von Verbrauchern oder Verbrauchseinheiten zu konfigurieren. Verbraucher oder Verbrauchseinheiten können einzelne Räume oder mehrere untereinander verbundene Räume, wie beispielsweise Wohnungen, sein.
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Der Energiezähler ist zum Erfassen einer von einer Klimazentrale mittels eines in einem Fluidkanal strömenden gasförmigen Fluids, vorzugsweise Luft, an einen Verbraucher gelieferten Energiemenge vorgesehen. Er weist mehrere Energiemesssensoreinrichtungen auf, wobei je eine Energiemesssensoreinrichtung an einer Messstelle des Fluidkanals anordenbar und mit diesem Fluidkanal verbindbar ist. Die Energiemesssensoreinrichtung weist einen in und/oder an dem Fluidkanal angeordneten Fluidtemperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Fluids und einen Durchflusssensor zum Erfassen eines Volumenstroms und/oder Massenstroms des durch den Fluidkanal strömenden gasförmigen Fluids auf.
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In einer Ausführung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung als eine zentrale Auswerteeinrichtung ausgestaltet ist, die zentral angeordnet ist und an einer zentralen Stelle Energiemengen erfasst. Erfassen heißt, dass die Auswerteeinrichtung Messsignale der Energiemesssensoreinrichtungen empfängt und auf Basis dieser Messsignale Energiemengen bestimmt, vorzugsweise berechnet und diese anzeigt und/oder abspeichert. Die Energiemesssensoreinrichtungen können dabei selbst entweder Sensorsignale in verstärkter oder elektronisch aufbereiteter Form direkt an die Auswerteeinrichtung senden. Alternativ können die Energiemesssensoreinrichtungen auch eine Messsensorauswerteeinrichtung besitzen, die bereits eine Auswertung von Sensorsignalen oder eine Teilenergiemengenerfassung vornimmt und diese Auswertung oder die ermittelte Teilenergiemenge an die Auswerteeinrichtung sendet.
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Eine Messstelle des Fluidkanals ist ein bestimmter Bereich oder Abschnitt des Fluidkanals, der dazu hergerichtet ist, dass eine Messsensoreinrichtung an dieser Messstelle angebracht wird. Es handelt sich um einen bestimmten Bereich oder Abschnitt des Fluidkanals, der Vorrichtungen zum Anschluss und/oder Aufnahme einer Energiemesssensoreinrichtung oder Einrichtungen einer Energiemesssensoreinrichtung aufweist. Der Fluidkanal kann als verzweigter Fluidkanal ausgebildet sein, der ausgehend von einer Klimazentrale oder mehreren Klimazentralen hin zu einem Verbraucher oder mehreren Verbrauchern oder Verbrauchereinheiten führt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluidkanal um einen in einem Gebäude installierten Luftkanal.
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Unter einer Klimazentrale versteht man eine zentrale Einheit zum Konditionieren des gasförmigen Fluids. Als gasförmiges Fluid kann insbesondere Luft oder ein anderes strömendes gasförmiges Fluid verwendet werden. Die Klimazentrale kann unter anderem eine oder mehrere Heizeinrichtungen und/oder eine oder mehrere Kühleinrichtungen und/oder eine oder mehrere thermische Speichereinrichtungen und/oder eine oder mehrere Befeuchtungseinrichtungen aufweisen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung in einen Konfigurationsmodus und einen Betriebsmodus schaltbar ist. Die Auswertevorrichtung ist insbesondere so ausgebildet ist, dass in dem Konfigurationsmodus eine unterschiedliche Anzahl von Verbrauchern und/oder Energiemesssensoreinrichtungen einstellbar und/oder konfigurierbar ist bzw. sind. In dem Betriebsmodus ist dagegen keine Veränderung der Anzahl von Verbrauchern und/oder Energiemesssensoreinrichtungen möglich. Dadurch wird es ermöglicht, dass in einem Konfigurationsmodus gezielt eine Konfiguration oder Parametrierung oder Einstellung des Energiezählers vorgenommen werden kann. Nach Schalten des Energiezählers in den Betriebsmodus ist dann ein sicherer und eichtechnisch zulässiger Betrieb möglich.
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Eichtechnisch zulässig bedeutet, gemäß nationalen oder regionalen Richtlinien oder gesetzlichen Vorschriften, die in einem Land oder einer Region für Energiemesszähler gelten.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass die Auswertevorrichtung in dem Konfigurationsmodus keine Erfassung von Energiemengen vornimmt und/oder keine Erfassung von Energiemengen ermöglicht und/oder eine Erfassung von Energiemengen unterdrückt. So werden wirkungsvoll eichtechnisch nicht zulassungsfähige Messungen verhindert.
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In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass ein Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren als Drahtbrücke und/oder Widerstandsbrücke und/oder elektromechanischer Schalter, vorzugsweise Dip-Schalter und/oder elektronischer Schalter und/oder als speicherbare Steuerparameter und/oder Bedienelemente und/oder Bedienmenüs, insbesondere ein auf einer Anzeigevorrichtung dargestelltes grafisches Benutzerinterface, ausgebildet ist oder solche umfasst.
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Eine bequeme und einfache Konfiguration des Energiezählers wird ermöglicht, indem vorgesehen ist, dass ein Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren als Parametriervorrichtung ausgebildet ist, die als separates mobiles Gerät ausgebildet ist und mit einem Anschluss der Auswertevorrichtung zum Konfigurieren und/oder Parametrieren temporär verbindbar ist. Die Parametriervorrichtung kann somit von der Auswerteeinrichtung bzw. von dem Energiezähler getrennt und entfernt werden. Beispielsweise wird die Parametriervorrichtung von einem Installateur zur Inbetriebsetzung und/oder Wartung des Energiezählers mitgeführt und verwendet. Anschließend entfernt der Monteur die Parametriervorrichtung von dem Energiezähler. Nach Entfernen der Parametriervorrichtung ist der Energiezähler bzw. die Auswertevorrichtung nicht mehr konfigurierbar und weist somit eine feste unveränderbare Einstellung auf, um in dem Betriebsmodus eichtechnisch zulässige Messergebnisse zu liefern.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie beim Verbinden mit der Parametriervorrichtung oder nach Anschluss der Parametriervorrichtung selbsttätig in den Konfigurationsmodus schaltet oder dass die Parametriervorrichtung die Auswerteeinrichtung in den Konfigurationsmodus schaltet.
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Vorzugsweise weist die Auswerteeinrichtung eine Schnittstelle zum kurzzeitigen Anschluss der Parametriervorrichtung auf. Diese Schnittstelle ist vorzugsweise als verplombbare Schnittstelle ausgebildet und kann durch eine Plombe, insbesondere eine Eichplombe gesichert werden. So kann nach einer erfolgten Konfiguration oder Parametrisierung eine Eichplombe angebracht werden um eine Manipulation des Energiezählers zu verhindern.
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In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung in oder an einer Messstelle im Bereich eines Zulaufkanals eines Verbrauchers angeordnet und als Zulaufsensoreinrichtung zur Bestimmung einer an den Verbraucher geleiteten Energiemenge ausgebildet ist. Gleichzeitig ist eine weitere Energiemesssensoreinrichtung in oder an einer Messstelle im Bereich eines Abführkanals desselben Verbrauchers angeordnet und als Abführsensoreinrichtung ausgebildet. Durch Berücksichtigung der den Verbraucher zugeführten Energiemenge und der von dem Verbraucher abgeführten Energiemenge kann dessen Energieverbrauch oder Energieeintrag bestimmt werden.
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Zulaufkanal eines Verbrauchers bedeutet ein Teil des Fluidkanals, der von einem Hauptkanal abzweigt und das Fluid von dem Hauptkanal zu einem Verbraucher führt. Abführkanal bedeutet, dass der Kanal das Fluid von einem Verbraucher oder einer Verbrauchereinheit, insbesondere einem oder mehrerer Räume in einem Gebäude abführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass in dem Fluidkanal, vorzugsweise in einem Zulaufkanal und/oder einem Ablaufkanal eine Fördereinrichtung für das Fluid vorgesehen ist. Bei der Fördereinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Lüfter oder ein Gebläse handeln.
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In einer Ausführung ist insbesondere vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung eine von einem Verbraucher verbrauchte Energie durch Kombination von zwei Sensorsignalen erfasst, wobei das erste Sensorsignal von der Energiemesssensoreinrichtung in der Messstelle im Zulaufkanal des Verbrauchers und das zweite Sensorsignal von der Energiemesssensoreinrichtung in dem Abführkanal desselben Verbrauchers generiert wird.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung in oder an einer Messstelle im Bereich eines Zuführkanals, vorzugsweise Außenluftkanals und/oder Umluftkanals, einer Klimazentrale angeordnet und als Außenluftsensoreinrichtung und/oder Umluftsensoreinrichtung zur Bestimmung einer in die Klimazentrale eingeleiteten Energiemenge ausgebildet ist, und eine weitere Energiemesssensoreinrichtung in oder an einer Messstelle im Bereich eines Auslasskanals der Klimazentrale angeordnet und als Auslasssensoreinrichtung zur Bestimmung der von der Klimazentrale in das Fluid eingebrachten Energiemenge ausgebildet ist.
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Zuführkanal einer Klimazentrale bedeutet, dass der Zuführkanal die Klimaanlage mit einem Fluid versorgt, wobei der Zulaufkanal in Strömungsrichtung gesehen vor der Klimaanlage angeordnet ist. Der Zulaufkanal fördert entweder Außenluft oder Umluft oder eine Mischluft aus Außenluft und Umluft zu der Klimazentrale. Der Auslasskanal der Klimazentrale ist derjenige Abschnitt des Fluidkanals, der aus der Klimazentrale herausführt und über den der gesamte Volumenstrom und/oder Massenstrom des Fluids hin zu den Verbrauchern gefördert wird.
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Es ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung die von der Klimazentrale aufgewandte und an das Fluid abgegebene thermische Energiemenge bestimmt, indem eine Kombination der Sensorsignale der Energiemesssensoreinrichtung im Auslasskanal und der Energiemesssensoreinrichtung im Zulaufkanal der Klimazentrale erfolgt. Wenn die Klimazentrale mehrere Vorrichtungen zur thermischen Konditionierung des Fluids aufweist, kann vorgesehen sein, dass zwischen den einzelnen Konditionierungsvorrichtungen weitere Energiemesssensoreinrichtungen angeordnet sind, um Teilenergiemengen zu erfassen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Klimazentrale mehrere Klimatisierungseinheiten umfasst, und eine Energiemesssensoreinrichtung in oder an einer Messstelle im Bereich eines Verbindungskanals zwischen zwei Klimatisierungseinheiten angeordnet und zur Bestimmung einer von einer Klimatisierungseinheit in das Fluid eingebrachten Energiemenge ausgebildet ist.
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Um eine eindeutige Zuordnung der Energiemesssensoreinrichtungen zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung oder mehrere Energiemesssensoreinrichtungen, vorzugsweise alle Energiemesssensoreinrichtungen, eine Busschnittstelle und ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal aufweisen. Dieses Identifizierungsmerkmal kann über die Busschnittstelle an die Auswerteeinheit gesendet werden oder die Auswerteeinrichtung kann das eindeutige Identifizierungsmerkmal über die Busschnittstelle auslesen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung konfigurierbar ausgebildet ist, indem ein Eingang oder eine Energiemesssensoreinrichtung einstellbar einer bestimmten Messstelle zuordenbar ist. Weiter kann die Auswertevorrichtung so ausgebildet sein, dass die bestimmte Messstelle unter einer Auswahl von in der Auswerteeinrichtung gespeicherten Messstellen und/oder Messstellenprofilen wählbar ist. Ein Messstellenprofil kann mehrere Steuerparameter umfassen, die für eine bestimmte Messstelle festgelegt sind. Das Messstellenprofil kann in einem werkseitig vorkonfigurierbaren Speicher der Auswerteeinrichtung bereits gespeichert sein, sodass es bei der Konfiguration einfach aufrufbar und/oder mit einer Messstelle verbindbar ist. Das Messstellenprofil kann insbesondere Parameter umfassen, die festlegen, ob es sich bei der Messstelle um eine Messstelle einer Heizeinrichtung und/oder Klimaeinrichtung und/oder eine Messstelle eines Verbrauchers und/oder eine Messstelle einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung handelt. Weiter kann das Messstellenprofil umfassen, welche Art von unterschiedlichen Sensorsignalen eine Messstelle aufweist. Ein Messstellenprofil kann festlegen, ob an der Messstelle ein Massenstrom und/oder ein Volumenstrom und/oder eine Temperatur und/oder ein Absolutdruck gemessen wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung einen wiederbeschreibbaren Speicher, bspw. Flash-Speicher oder nichtflüchtiges RAM (Random Acces Memory), und/oder einen bestimmten Speicherbereich innerhalb eines vorhandenen elektronisch beschreibbaren Speichers zum Speichern und/oder Abrufen und/oder Ändern von Messstellen und/oder Messstellenprofilen aufweist.
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Eine einfache Einrichtung des Energiezählers wird ermöglicht, indem vorgesehen ist, dass die in der Auswerteeinrichtung abgespeicherte und/oder vorkonfigurierte Menge von Messstellen zumindest eine Messstelle in einem Zulaufkanal eines Verbrauchers und/oder eine Messstelle in einem Ablaufkanal eines Verbrauchers und/oder eine Messstelle in einer Zuleitung der Klimazentrale und/oder eine Messstelle in einem Ablaufkanal der Klimazentrale und/oder eine Messstelle in einer Zuleitung eines thermischen Energiespeichers und/oder eine Messstelle in einem Ablaufkanal eines thermischen Energiespeichers und/oder eine Messstelle in einer Zuleitung einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung und/oder eine Messstelle in einem Ablaufkanal einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst.
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Insbesondere kann der Energiezähler bzw. die Auswertevorrichtung eine Datei mit Einstellungen oder Konfigurationsparametern erstellen und in einem wiederbeschreibbaren Speicher abspeichern oder aus einem wiederbeschreibbaren Speicher einlesen. Die Datei kann dabei als Textdatei oder XML-Datei ausgebildet sein oder ein proprietäres Datenformat aufweisen. In der Datei kann eine einmal eingestellte Konfiguration des Energiezählers oder der Auswerteeinrichtung gesichert werden. Zudem kann durch einlesen einer Datei eine bestimmte Konfiguration des Energiezählers oder der Auswerteeinrichtung eingestellt oder wiederhergestellt werden. Eine Inbetriebnahme oder Reparatur wird dadurch vereinfacht.
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Zur Erfassung der gemessenen Energiemengen kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung einen Verbrauchsspeicher zum Speichern von Energiemengen aufweist, der für einen angeschlossenen Verbraucher, vorzugsweise für jeden angeschlossenen Verbraucher einen eigenen Verbraucherspeicherbereich mit einem Wärmeverbrauchsspeicher und einem Kälteverbrauchsspeicher und/oder einen Volumenverbrauchsspeicher aufweist. So wird eine besonders genaue Erfassung der Energiemengen getrennt nach Kälteenergie und Wärmeenergie und aufgeteilt nach Verbraucher bzw. Verbrauchereinheiten ermöglicht.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Verbrauchsspeicher einstellbar und oder partitionierbar ausgebildet ist und die Auswerteeinrichtung den Verbrauchsspeicher entsprechend der Anzahl der an die Auswerteeinrichtung angeschlossenen Verbraucher einstellt und/oder partitioniert. Vorzugsweise ist der Verbrauchsspeicher als wiederbeschreibbarer elektronischer Speicher und/oder als Festplatte und/oder als entfernbarer Speicher, insbesondere Speicherkarte, ausgebildet und wird von der Auswerteeinrichtung bei der Konfiguration und/oder Montage eingestellt bzw. partitioniert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung eine Zentraltemperatur ermittelt und so ausgebildet ist, dass sie eine als Verbrauch eines Verbrauchers gemessene Energiemenge jeweils in dem Verbrauchsspeicherbereich des Verbrauchers speichert, indem die Auswerteeinrichtung die gemessene Energiemenge in dem Wärmeverbrauchsspeicher des Verbrauchers speichert, wenn die Zentraltemperatur kleiner ist als die von einer Zulaufsensoreinrichtung gemessene Temperatur und in dem Kälteverbrauchsspeicher des Verbrauchers speichert, wenn die Zentraltemperatur höher ist als die von einer Zulaufsensoreinrichtung gemessene Temperatur. So wird ermöglicht, dass der Energiezähler automatisch eine richtige Zuordnung des Verbrauchs vornimmt. Beispielsweise kann ein Verbraucher nicht nur Energie verbrauchen, sondern beispielsweise durch separate Heizelemente, die in einem Raum angeordnet sind, auch Heizenergie in das Fluid eintragen. Der Energiezähler kann somit auch solche Energiemengen erfassen und korrekt abspeichern.
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Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Auswerteeinheit einen Anschluss zum Anschluss eines Zentraltemperatursensors aufweist und die Auswerteeinheit den von diesem Zentraltemperatursensor gemessenen Temperaturwert als Zentraltemperatur verwendet, wobei der Zentraltemperatursensor eine Temperatur außerhalb des Fluids misst, vorzugsweise eine Raumtemperatur und/oder eine Außenlufttemperatur und/oder eine Umgebungstemperatur.
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Die Zentraltemperatur kann entweder gemessen oder anderweitig bestimmt, beispielsweise durch statistische Werte festgelegt werden. Auch eine Eingabe einer Zentraltemperatur über eine Eingabevorrichtung oder über eine angeschlossene Gebäudezentrale ist vorgesehen.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung die Zentraltemperatur bestimmt, indem die Auswerteeinrichtung die Zentraltemperatur anhand eines Datums und/oder einer Uhrzeit und/oder eines Durchschnittstemperaturwertes aus einer Tabelle oder einem Kalender bestimmt, oder dass die Auswerteeinrichtung die Zentraltemperatur über eine Eingabevorrichtung und/oder eine Schnittstelle empfängt.
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Für eine genaue Messung der Energiemenge kann vorgesehen sein, dass das von einer Energiemesssensoreinrichtung an die Auswerteeinrichtung übermittelte Sensorsignal eine gemessene Energiemenge und/oder ein Temperatursignal und/oder ein Feuchtesignal und/oder ein Drucksignal umfasst. Die Energiemesssensoreinrichtung kann eine eigene Energiemesssensoreinrichtungsauswertevorrichtung aufweisen, die bereits eine Erfassung von Teilenergiemengen vornimmt und diese Teilenergiemenge an die Auswerteeinrichtung übermittelt.
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In einer Variante kann vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung Sensorsignale an die Auswerteeinrichtung ermittelt, wobei die Sensorsignale ein Temperatursignal und/oder ein Feuchtesignal und/oder ein Drucksignal umfassen. Über die Bestimmung der Feuchte des gasförmigen Fluids ist es möglich, eine Enthalpiemessung vorzunehmen. Die in einem gasförmigen Fluid transportierte Energiemenge hängt nicht allein von der Temperatur, sondern auch von der Feuchtigkeit ab. Daher ist für eine besonders exakte Bestimmung der Energiemenge vorgesehen, dass sowohl die Temperatur wie auch die Feuchtigkeit, d. h. die Enthalpie des gasförmigen Fluids bestimmt wird. Es ist vorgesehen, dass dabei die Enthalpie von feuchter Luft bestimmt wird. Die Enthalpie ist der Wärmeinhalt der Luft-/Wasserdampfmischung bezogen auf eine bestimmte Masse, beispielsweise auf 1 Kg. Enthalpie ist die Summe der einzelnen Enthalpien der Bestandteile der Luft, wobei die Bezugstemperatur in der Regel mit 0°C gewählt wird.
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Die Enthalpie der feuchten Luft errechnet sich aus dem Produkt ihrer spezifischen Wärmekapazität und der Temperatur. Durch die Messung der Feuchte und der Temperatur der Luft ist es möglich, die Zustandsänderungen bei Erwärmung und/oder Befeuchtung und/oder Entfeuchtung und/oder Kühlung und/oder Mischung zu ermitteln. Dafür kann das Mollier-h-x-Diagramm oder das Carrier Diagramm verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass dem Mollier-h-x-Diagramm oder dem Carrier Diagramm entsprechende Tabellen oder Formeln in der Auswerteeinrichtung gespeichert sind bzw. von dieser zur Enthalpieberechnung verwendet werden.
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In einer Variante ist vorgesehen, dass eine Energiemesssensoreinrichtung einen Durchflusssensor und einen Temperatursensor aufweist. Diese Variante bestimmt die Energiemenge auf Basis der Temperatur und des Massenstroms oder Volumenstroms des Fluids. Es handelt sich dabei um eine einfachere, und kostengünstige Variante einer Energiemesssensoreinrichtung.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Energiemesssensoreinrichtung einen Temperatursensor, einen Durchflusssensor sowie einen Feuchtesensor aufweist. Es handelt sich dabei um eine Energiemesssensoreinrichtung, die zur Energiemessung auch die Enthalpie bestimmen kann, etwas aufwendiger in der Konstruktion ist und dafür ein besseres Messergebnis aufweist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung einen Durchflusssensor zum Bestimmen des Massenstroms des Fluids aufweist, vorzugsweise dass der Durchflusssensor als Luftmassenmesser oder als thermischer Luftmassenmesser zur Messung des Massenstroms ausgebildet ist. Der Massenstrom kann mit einem prinzipiell bekannten Luftmassenmesser gemessen werden. Ein solcher Luftmassenmesser weist zwei beheizte Drähte auf, wobei einer dieser Drähte von der strömenden Luft umströmt wird und der andere in einer isolierten Kammer angeordnet ist.
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Aufgrund der Temperaturdifferenz der beiden beheizten Drähte kann auf den Massenstrom geschlossen werden. Es ist auch denkbar, den Massenstrom mittels Flügelrädern oder mittels Ultraschall-Doppler-Anemometrie zu erfassen.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung einen Durchflusssensor zur Bestimmung des Volumenstroms des Fluids aufweist, vorzugsweise dass der Durchflusssensor einen Wirkdruckgeber oder Differenzdruckgeber zur Messung des Volumenstroms aufweist. Für die Ermittlung des Volumenstroms sind mehrere Alternativen denkbar. Beispielsweise kann der Durchflusssensor einen Wirkdruckgeber oder Differenzdruckgeber zur Messung des Volumenstroms aufweisen. Der Volumenstrom kann so mit Hilfe von Wirkdruckgebern und Differenzdruckmessumformung erfasst werden.
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Der Volumenstrom kann direkt in dem Fluidkanal über entsprechende Sensoren gemessen werden. Beispielsweise mit Hilfe des Wirbelprinzips, wobei eine Blende oder ein Störkörper in dem Messkanal angeordnet wird und eine Frequenzmessung der Wirbel hinter diesem Störkörper erfolgt. Weiter kann der Volumenstrom auch auf Basis eines Verdrängers oder mit einem Balkengaszähler ermittelt werden. Alternativ kann der Volumenstrom in einem Bypass-Kanal, der parallel zu dem Fluidkanal oder einem Messkanal verläuft und einen kleinen Querschnitt aufweist, gemessen werden. Über den Bypass kann der Volumenstrom erfasst werden, ohne dass störende Einbauten in dem Fluidkanal selbst notwendig sind. Um das Messergebnis weiter zu verbessern, kann in einer Variante vorgesehen sein, dass eine Energiemesssensoreinrichtung einen Absolutdrucksensor zur Bestimmung der Dichte des Fluids aufweist, wobei der Absolutdrucksensor in oder an dem Messkanal angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Absolutdruckgeber in dem Fluidkanal oder in dem Messkanal angeordnet ist und die Auswertevorrichtung die Dichte des gasförmigen Fluids auf Basis der Temperatur und des Absolutdrucks bestimmt. Ebenso kann die Dichte des Fluids direkt gemessen werden, beispielsweise über die Leitfähigkeit oder die Kapazität oder Induktivität des Fluids.
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In einer Ausführung ist vorgesehen, dass eine Energiemesssensoreinrichtung einen Feuchtesensor zum Bestimmen der Luftfeuchtigkeit des Fluids aufweist und der Feuchtesensor in bzw. an dem Messkanal angeordnet ist. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung oder eine Energiemesssensoreinrichtung die spezifische Wärmekapazität und/oder Enthalpie des durch den Messkanal strömenden Fluids anhand des Feuchtesensors und/oder des Dichtesensors und/oder eines Drucksensors bestimmen und vorzugsweise die Auswerteeinrichtung oder die Energiemesssensoreinrichtung die Energiemenge des durch den Messkanal strömenden Fluids unter Berücksichtigung der spezifischen Wärmekapazität und/oder Enthalpie bestimmen.
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Eine universelle Anwendbarkeit ergibt sich beispielsweise, indem vorgesehen ist, dass an die Auswerteeinrichtung wahlweise eine Energiemesssensoreinrichtung welche einen Feuchtesensor zur Enthalpiebestimmung aufweist oder eine Energiemesssensoreinrichtung ohne Feuchtesensor anschließbar ist. Für eine relativ kostengünstige Variante kann an die Auswerteeinrichtung eine Energiemesssensoreinrichtung ohne Feuchtesensor angeschlossen werden. Um ein genaueres Messergebnis zu erzielen, kann die Energiemesssensoreinrichtung den Feuchtesensor zur Enthalpiebestimmung aufweisen und an die Auswertevorrichtung angeschlossen werden. Auch ein Mischbetrieb, bei dem an die Auswertevorrichtung sowohl eine Energiemesssensoreinrichtung mit Feuchtesensor wie auch eine Energiemesssensoreinrichtung ohne Feuchtesensor angeschlossen ist, kann realisiert werden. Über die Parametrierung der Auswerteeinrichtung oder über die Einstellung des Messstellenprofils kann insbesondere eingestellt werden, ob das Signal eines Feuchtesensors bei der Energiemengenberechnung berücksichtigt wird oder nicht.
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In einer Variante kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung des Energiezählers als zentrale Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, und dass weitere untergeordnete Auswerteeinrichtungen an diese zentrale Auswerteeinrichtung anschließbar sind. So kann ein kaskadierter Aufbau des Energiezählers erfolgen, wobei eine übergeordnete zentrale Auswerteeinrichtung als Master funktioniert und weitere untergeordnete Auswerteeinrichtungen an diese angeschlossen sind, welche im Slave-Betrieb geschaltet sind. Durch eine solche Verschaltung verschiedener Auswerteeinrichtungen ist es möglich, auch sehr große Objekte mit einem erfindungsgemäßen Energiezähler auszustatten.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Energiezähler in einem Gebäude mit einer Lüftungsanlage oder Klimaanlage eingesetzt wird. Eine Klimaanlage weist eine Klimazentrale zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs auf. Die Lüftungsanlage oder Klimaanlage versorgt über ein Fluidkanalsystem mehrere Verbraucher mit Luft, wobei jeder Verbraucher über eine eigene Zuluftleitung an eine insbesondere zentrale Anschlussleitung der Klimazentrale oder Lüftungsanlage angeschlossen ist. Es ist vorgesehen, dass die Lüftungsanlage oder Klimazentrale einen gemeinsamen Fluidstrom, insbesondere Massenstrom oder Volumenstrom konditioniert und fördert, der über den Fluidkanal verteilt wird, sodass jeder Verbrauchereinheit ein eigener Zuluftkanal zum Zuführen des für den Verbraucher oder die Verbrauchereinheit benötigten Fluids vorhanden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Klimazentrale mehrere Klimatisierungseinheiten, insbesondere ein Heizaggregat oder mehrere Heizaggregate und/oder ein Klimaaggregat oder mehrere Klimaaggregate und/oder einen thermischen Speicher oder mehrere thermische Speicher aufweist.
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Ein Heizaggregat kann beispielsweise als ein auf Verbrennungswärme basierendes Heizaggregat, insbesondere Gasheizung oder Ölheizung ausgebildet sein. Alternativ kann ein Heizaggregat auch eine regenerative thermische Energiequelle darstellen, beispielsweise Solarthermie oder Erdwärme. Ein thermischer Speicher kann beispielsweise als Latentwärmespeicher oder als Wasserspeicher ausgebildet sein, um Wärmeenergie in Form von Wärme oder Kälte zu speichern.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass alle Klimatisierungseinheiten der Klimazentrale einen gemeinsamen Volumenstrom oder Massenstrom des Fluids konditionieren oder von einem gemeinsamen Volumenstrom oder Massenstrom des Fluids durchströmt sind, vorzugsweise dass der Volumenstrom oder der Massenstrom des Fluids in allen Klimatisierungseinheiten der Klimazentrale gleich ist.
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Um den Energieverbrauch zu reduzieren, kann vorgesehen sein, dass eine Wärmerückgewinnungsvorrichtung an eine Ablaufleitung eines Verbrauchers oder an mehrere Ablaufleitungen mehrerer Verbraucher oder vorzugsweise an alle Ablaufleitungen der Verbraucher angeschlossen ist und die Wärmerückgewinnungsvorrichtung einen Rückgewinnungszulaufkanal und einen Rückgewinnungsauslasskanal aufweist und die aus dem Fluid zurückgewonnene Energie der Klimazentrale zum Konditionieren des Fluids zuleitet. Das Zuleiten der aus dem Fluid zurückgewonnenen Energie von der Wärmerückgewinnungsvorrichtung zu der Klimazentrale kann beispielsweise in Form einer Wärmeübertragung mittels einem Wärmetauscher erfolgen, wobei die Wärmerückgewinnungsvorrichtung aus dem abströmenden Fluid Wärme zurückgewinnt und diese Wärmeenergie dem der Klimazentrale zugeleiteten Fluid über einen Wärmetauscher zuleitet.
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Um die von der Wärmerückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnene Energie möglichst exakt zu erfassen, kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung konfigurierbar ausgebildet ist, indem sie Mittel aufweist, um einen Eingang oder mehrere Eingänge wahlweise einzustellen als Eingang zum Anschluss einer Energiemesssensoreinrichtung, die als Rückgewinnungszulaufsensoreinrichtung zum Bestimmen der an die Wärmerückgewinnungsvorrichtung gelieferten Energie ausgebildet ist oder als Eingang zum Anschluss einer Energiemesssensoreinrichtung die als Wärmerückgewinnungsauslasssensoreinrichtung zum Bestimmen der von der Wärmerückgewinnungsvorrichtung abgeführten Energie ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung konfigurierbar ausgebildet ist, indem sie Mittel aufweist, um wahlweise ein Identifizierungsmerkmal einer in dem Wärmerückgewinnungszulaufkanal angeordneten Energiemesssensoreinrichtung als Rückgewinnungszulaufsensoreinrichtung oder einer in dem Wärmerückgewinnungsablaufkanal angeordneten Energiemesssensoreinrichtung als Rückgewinnungsauslasssensoreinrichtung einzustellen.
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Eine exakte Energiemessung der von einem Verbraucher entnommenen oder verbrauchten thermischen Energiemenge kann erfolgen, indem eine von einem Verbraucher verbrauchte Energie bestimmt wird, indem der einem Verbraucher zugeleitete Massenstrom und oder Volumenstrom gemessen wird und eine Differenz zwischen der zu dem Verbraucher gelieferten pro Volumeneinheit oder Masseneinheit gelieferten Energiemenge und der von dem Verbraucher pro Volumeneinheit oder Masseneinheit abgeführten Energiemenge gebildet wird und mit dem gemessenen Massenstrom oder Volumenstrom multipliziert wird.
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Weiter kann vorgesehen sein, um die von einem Verbraucher zu tragenden Energiekosten möglichst exakt zu erfassen, dass die von einem Verbraucher zur Wärmerückgewinnung beigetragenen Energiemenge bestimmt wird, indem die eine Differenz zwischen der von dem Verbraucher abgeführten Energiemenge und der dem Verbraucher zugeführten Energiemenge gebildet wird und das Ergebnis mit dem Quotienten aus der von der Wärmerückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnenen Energie und der von der Heizzentrale aufgewendeten Energie multipliziert wird.
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Es ist vorgesehen, dass der Energiezähler die thermische Energie ermittelt, indem der Massenstrom mit der spezifischen Wärmekapazität des gasförmigen Fluids und der Temperaturdifferenz zwischen einer Zentraltemperatur und der Fluidtemperatur multipliziert wird. Die Auswerteeinrichtung ermittelt die thermische Energiemenge, indem sie anhand der Sensorsignale eine Wärmeleistung bestimmt und diese über die Zeit aufaddiert bzw. über die Zeit integriert.
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Die Auswertevorrichtung kann die Energiemenge beispielsweise über die folgende Formel ermitteln: dQ/dt = dm/dt·cp·(Tf – Tz)
- dQ/dt:
- Wärmeleistung
- dm/dt:
- Massenstrom
- cp:
- spezifische Wärmekapazität
- Tf:
- Fluidtemperatur
- Tz:
- Zentraltemperatur
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Die gesamte Energiemenge ergibt sich aus der Aufsummierung bzw. der Integration der Leistung Q über die Zeit.
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Weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren und der Figurenbeschreibung nachstehend erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung des Energiezählers in einem Gebäude;
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2: eine schematische Darstellung von an Auswerteeinrichtungen angeschlossenen Energiemesssensoreinrichtungen;
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Die 1 zeigt einen Energiezähler 1 in einem Gebäude. Eine zentrale Klimazentrale 2 konditioniert Luft, d. h. kühlt und/oder heizt und/oder befeuchtet Luft und speist diese in einen Fluidkanal 3 bzw. Luftkanal 3 ein. Der Luftkanal 3 ist als verzweigtes Luftkanalsystem aufgebaut und fördert das Fluid bzw. die Luft von der Klimazentrale 2 hin zu einzelnen Verbrauchern 4a, 4b und 4c. Die Anzahl der Verbraucher ist in dem gezeigten Beispiel exemplarisch auf drei festgelegt. Selbstverständlich ist die Menge von Verbrauchern flexibel und nicht auf das dargestellte Beispiel begrenzt.
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Der Luftkanal 3 fördert die Luft von den Verbrauchern 4a, 4b und 4c zu einer Wärmerückgewinnungsanlage 5 und von dieser zurück zu einem Anschluss der Klimazentrale 2. Der Anschluss der Klimazentrale 2 weist zudem einen Außenluftanschluss 34 auf, sodass sich Frischluft oder Außenluft mit Umluft bzw. der rückgeführten Luft mischen kann. Über eine nicht dargestellte Klappe kann das Mischungsverhältnis zwischen Außenluft und Umluft eingestellt werden.
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In dem Zuflusskanal der Klimaanlage ist ein Energiemesssensor 6 angeordnet. Dieser misst die Energiemenge der Luft, die der Klimazentrale 2 zugeführt wird. Die Klimazentrale 2 umfasst mehrere Konditioniereinrichungen um die Luft zu konditionieren. Eine Konditioniereinrichtung ist als Heiz- und Kühlvorrichtung 21 ausgebildet, um die der Klimazentrale zugeführte Luft entweder zu heizen oder zu kühlen. Am Ausgang der Heiz- und/oder Klimavorrichtung 21 ist eine Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet, um die Energiemenge zu bestimmen, welche diese Konditioniereinrichtung, bzw. diese Heiz- bzw. Kühlvorrichtung, in die Luft eingebracht hat. Weiter umfasst die Klimazentrale 2 eine Konditioniereinrichtung die als thermischer Energiespeicher 22 ausgebildet ist. Über den thermischer Energiespeicher 22 ist die Luft wahlweise kühlbar oder heizbar. Beispielsweise kann in dem thermischen Energiespeicher 22 Kälteenergie und/oder Wärmeenergie gespeichert werden und mit Hilfe dieser gespeicherten Energie die Luft zusätzlich konditioniert werden.
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Am Ausgang der Klimazentrale 2 ist in einem Auslasskanal 35 eine weitere Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet. Diese Energiemesssensoreinrichtung 6 misst die Energiemenge der Luft, die aus dem Auslasskanal 35 der Klimazentrale 2 strömt. Damit kann die gesamte, d. h. von allen der Klimazentrale 2 aufgewendete Energiemenge bestimmt werden. Nach dem Auslasskanal 35 verzweigt sich der Fluidkanal 3 in mehrere Zulaufkanäle 32a, 32b und 32c. Jeder dieser Zulaufkanäle versorgt jeweils einen eigenen Verbraucher 4a, 4b bzw. 4c. An einer Messstelle 31 jedes Zulaufkanals 32a, 32b, 32c ist jeweils eine Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet. Diese misst die einem Verbraucher zugeleitete Energiemenge. Jeder Verbraucher weist einen Abführkanal 33a, 33b und 33c auf, um die verbrauchte Luft abzuführen. In jedem dieser Abführkanäle ist jeweils eine Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet, um die von dem Verbraucher abgeführte Energiemenge zu messen. Durch eine Differenzbildung zwischen der von einem Verbraucher abgeführten Energiemenge und der einem Verbraucher zugeführten Energiemenge kann die von diesem Verbraucher aus dem Fluidstrom entnommene Energiemenge oder die von dem Verbraucher in den Fluidstrom eingetragene Energiemenge exakt bestimmt werden.
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Die Abführkanäle 33a, 33b und 33c münden in einen Zulaufkanal einer Wärmerückgewinnungsanlage 5. In dem Zulaufkanal der Wärmerückgewinnungsanlage 5 ist wiederum eine Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet. Ebenso ist an dem Ausgang der Wärmerückgewinnungsvorrichtung 5 eine weitere Energiemesssensoreinrichtung 6 angeordnet. Über diese Energiemesssensoreinrichtungen lässt sich durch Differenzbildung der Energiebeitrag der Wärmerückgewinnungsvorrichtung 5 exakt bestimmen.
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Alle Energiemesssensorvorrichtungen 6 sind mit einer Auswerteeinrichtung 7 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 7 weist diskrete Eingänge 73 zum Anschluss von Energiemesssensoreinrichtungen auf. Außerdem weist die Energiemesseinrichtung 7 als Eingang eine Busschnittstelle 72 auf, über die ein Messbus 8 angeschlossen ist. Der Messbus 8 stellt eine Verbindung zwischen der Auswerteeinrichtung 7 und mehreren Energiemesssensoreinrichtungen 6 her. Der Messbus 8 ist als serieller Bus, vorzugsweise CAN-Bus, LIN-Bus oder ähnliches ausgebildet. Aufgrund der Konfigurierbarkeit der Eingänge 72, 73 ist es für die Funktion der Auswerteeinrichtung 7 ist es unerheblich ob eine Energiemesssensoreinrichtung 6 an einem diskreten Eingang 73 oder an einer Busschnittstelle 72 angeschlossen ist.
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An die Auswertevorrichtung 7 ist eine Parametriervorrichtung 78 über eine Parametrierschnittstelle 74 anschließbar, um die Auswerteeinrichtung 7 zu konfigurieren bzw. zu parametrisieren. Dabei kann insbesondere eingestellt werden, welcher der Messeingänge 73 aktiv oder inaktiv ist. Weiter kann über die Parametriereinrichtung 78 die Zuordnung eines der diskreten Eingänge 73 zu einer bestimmten Messstelle 31 oder einer bestimmten Energiemesssensoreinrichtung 6 vorgenommen werden. Weiter kann über die Parametriereinrichtung 78 eingestellt werden, welche Messstelle zu einer an das Messbussystem 8 angeschlossenen Energiemesssensoreinrichtung 6 gehört. Somit ist es möglich, die Auswerteeinrichtung 7 individuell zu konfigurieren bzw. zu parametrisieren.
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Weiter ist eine Bedien- und Anzeigevorrichtung 71 vorgesehen, die mit der Auswerteeinrichtung 7 verbunden ist, um die gemessenen Energiemengen der einzelnen Verbraucher anzuzeigen. In 2 ist der schematische Aufbau der Auswerteeinrichtung 7 näher dargestellt. Die Auswerteeinrichtung 7 umfasst eine CPU 75 mit einem Mikroprozessor, um die von den Energiemesssensoreinrichtungen 6 gelieferten Messsignale zu verarbeiten. An die Auswertevorrichtung 7 sind über das Messbussystem 8 in dem dargestellten Beispiel zwei Energiemesssensorvorrichtungen 6 angeschlossen.
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Jede dieser Energiemesssensorvorrichtungen 6 weist einen an der Fluidkanal 3 angeschlossenen Messkanal 66 auf, der von Fluid durchströmt wird. An dem Messkanal 66 ist ein Durchflusssensor 63 angeordnet, um die durch den Fluidkanal 3 bzw. die jeweilige Messstelle strömende Fluidmenge zu messen. Außerdem ist ein Fluidtemperatursensor 64 vorgesehen, um die Fluidtemperatur zu messen. Über einen Feuchtesensor 65 wird zudem die Feuchte bzw. die Enthalpie des strömenden Fluids gemessen. Die an den Messbus 8 angeschlossenen Energiemesssensoreinrichtungen 6 sind als Enthalpiemesssensoreinrichtungen 62 ausgebildet, da diese einen Feuchtesensor 65 aufweisen, um die Enthalpie des Fluids zu messen.
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Die Auswerteeinrichtung 7 ist kaskadierbar ausgebildet und kann mit weiteren Auswerteeinrichtungen verbunden werden. Über einen Datenbus 9 ist an die Auswerteeinrichtung 7 eine weitere Auswerteeinrichtung 7' angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung 7' ist identisch aufgebaut zu der Auswerteeinrichtung 7. An die Auswerteeinrichtung 7' sind ebenfalls Energiemesssensoren 6 angeschlossen.
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Ein erster Energiemesssensor ist als Enthalpiemesssensor 62 analog zu den vorhin beschriebenen Energiemesssensoren ausgebaut. Ein zweiter Energiemesssensor 6 ist als einfacher aufgebauter Energiemesssensor 61 ausgebildet. Er weist im Unterschied zu den Enthalpiemesssensoren 62 keinen Feuchtesensor 65 auf. Dieser Energiemesssensor bestimmt die Energiemenge rein auf Basis eines Durchflusssensors 63 und eines Fluidtemperatursensors 64.
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Jede der Auswerteeinrichtungen 7 bzw. 7' weist eine eigene Bedien- und Anzeigeeinheit 71 bzw. 71 auf. Diese umfasst jeweils ein Display 711 sowie eine Eingabevorrichtung mit Bedientasten 712. Außerdem weist die Auswerteeinrichtung 7 Schaltausgänge 77 auf, um beispielsweise Lüftungsklappen und/oder Lüftungsmotoren zu steuern.
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Zur Erfassung bzw. Speicherung einer über eine Energiemesssensorvorrichtungen 6 gemessenen Energiemenge weist die Auswerteeinrichtung 7 einen Verbrauchsspeicher 76 auf. Der Verbrauchsspeicher 76 ist dabei für jeden Verbraucher unterteilt in einen Wärmeenergiespeicher 761 und einen Kälteverbrauchsspeicher 762 sowie einen Volumenverbrauchsspeicher 763. Über einen nicht dargestellten Zentraltemperatursensor kann eine Zentraltemperatur ermittelt werden. Die Auswerteeinrichtung 7 ist so ausgestaltet, dass sie eine verbrauchte Energiemenge automatisch in den Wärmeverbrauchsspeicher speichert, wenn die Fluidtemperatur über der Zentraltemperatur liegt. Wenn die Fluidtemperatur unterhalb der Zentraltemperatur liegt, so speichert die Auswerteeinrichtung den gemessenen Energieverbrauch in dem Kälteverbrauchsspeicher. Sofern die Zentraltemperatur gleich der Fluidtemperatur ist, so speichert die Auswerteeinrichtung 7 das verbrauchte Volumen in dem Volumenverbrauchsspeicher 763. In diesem Fall wird keine Energie zur thermischen Konditionierung des Fluids aufgewendet.
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Über die konfigurierbaren Eingänge 73 bzw. über den Messbus 8 kann eine unterschiedliche Anzahl von Energiemesssensoreinrichtungen 6 an die Auswerteeinrichtung 7 angeschlossen werden. Dadurch kann der Energiezähler 1 an unterschiedliche Randbedingungen, insbesondere unterschiedliche Klima- und Luftverteilanlagen in Gebäuden angepasst werden.
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Zudem ist es auf einfache Art und Weise möglich, mit dem erfindungsgemäßen Energiezähler den Energiebeitrag einer Wärmerückgewinnungsanlage 5 zu erfassen. Ebenso einfach ist es möglich, eine mehrstufige Heiz- und/oder Klimazentrale 2, d. h. eine Heiz- und/oder Klimazentrale, die mehrere thermische Konditioniereinheiten aufweist, zu erfassen. Auch bei einer Vorrichtung mit mehreren parallel oder seriell arbeitenden Heiz- und/oder Klimazentralen ist mit dem erfindungsgemäßen Energiezähler eine exakte Erfassung der Energiemengen möglich. Eine weitere flexible Erweiterbarkeit ergibt sich, indem die Auswerteeinrichtung 7 so ausgebildet ist, dass diese mit mehreren Auswerteeinrichtung 7' verbindbar, vorzugsweise kaskadierbar ist. Diese Verbindung kann, wie in 2 dargestellt, über einen Datenbus 9 erfolgen. Damit ist es auch möglich, sehr große Klimasysteme oder Lüftungssysteme mit dem erfindungsgemäßen Energiezähler auszurüsten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energiezähler
- 2
- Klimazentrale
- 21
- Heiz-/Kühlvorrichtung
- 22
- Energiespeicher
- 3
- Fluidkanal
- 31
- Messstelle
- 32a, 32b, 32c
- Zulaufkanal
- 33a, 33b, 33c
- Abführkanal
- 34
- Außenluftkanal
- 35
- Auslasskanal
- 4a, 4b, 4c
- Verbraucher
- 5
- Wärmerückgewinnungsvorrichtung
- 6
- Energiemesssensoreinrichtung
- 61
- Energiesensor
- 62
- Enthalpiesensor
- 63
- Durchflusssensor
- 64
- Fluidtemperatursensor
- 65
- Feuchtesensor
- 66
- Messkanal
- 7, 7'
- Auswerteeinrichtung
- 71, 71'
- Anzeige- und Eingabeeinheit
- 711
- Display
- 712
- Tasten
- 72
- Busschnittstelle
- 73
- Eingänge zum Anschluss von Energiemesssensoreinrichtungen
- 74
- Parametrierschnittstelle
- 75
- CPU
- 76
- Verbrauchsspeicher
- 761
- Wärmeverbrauchsspeicher
- 762
- Kälteverbrauchsspeicher
- 763
- Volumenverbrauchsspeicher
- 77
- Schaltausgänge
- 78
- Parametriervorrichtung
- 8
- Messbus
- 9
- Datenbus
