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Vorrichtung zur gesonderten Gebührenzählung der in verschiedenen,
voneinander getrennten Räumen oder Wohnungen verbrauchten Wärmemengen bei einer
Sammelheizungsanlage Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gesonderten Gebührenzählung
der in verschiedenen, voneinander getrennten Räumen bzw. Wohnungen verbrauchten
Wärmemengen bei Zentralheizungsanlagen mit den festen Kosten für die Heizeinheiten
entsprechenden unveränderlichen, durch eine Schaltvorrichtung periodisch an den
einzelnen Meßräumen zugeordnete Zähleinrichtung anschaltbaren Wider ständen.
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Es gibt Heizungsanlagen, bei welchen für die verschiedenen Wohnungen
eines Gebäudes oder einer Gruppe von Gebäuden ein gemeinsamer Kessel vorgesehen
ist, von dem aus sie gespeist werden. Die Heizkörper sind hierbei mit Regelvorrichtungen
ausgerüstet, die es dem Mieter ermöglichen, ihre Heizung nach Belieben einzustellen,
ohne daß sie an die oft entgegengesetzten Forderungen und Bedürfnisse der anderen
Inwohner des Gebäudes gebunden sind.
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Aus diesem Vorteil kann nur dann voller Nutzen gezogen werden, wenn
ein Wärmeverbrauchszähler den Verbrauch jedes Mieters gesondert registriert.
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Hierzu ist eine Vorrichtung der obigen Art zur Gebührenzählung bei
Heizanlagen in verschiedenen, voneinander getrennten Wohnungen bekanntgeworden,
bei welcher die den festen Kosten entsprechenden unveränderlichen Widerstände jeder
Wohnung bzw. jedes Raumes und ein für jede Wohnung vorgesehenes Zählwerk über selbsttätig
arbeitende Schaltvorrichtungen in einen mit einer Spannungsquelle versehenen elektrischen
Stromkreis periodisch ein geschaltet werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind
die festen Widerstände die Heizkörpereinheiten selbst. Das mit dieser bekannten
Vorrichtung erzielte Zählergebnis ist jedoch ungenau und gibt die tatsächliche Wärmeaufnahme
jeder Wohnung bzw. jedes Raumes nicht richtig wieder. Wenn nämlich aneinanderstoßende
Wohnungen verschieden stark beheizt werden, dann gibt die wärmere Wohnung durch
die Wände bzw. durch Decke oder Boden Wärme an die kältere ab. Diese abgegebene
Wärme wird jedoch von dem Zählwerk der stärker beheizten Wohnung gezählt und muß
daher vom Mieter dieser Wohnung bezahlt werden. Die bekannte Vorrichtung ergibt
aus diesem Grunde eine ungerechte Verteilung der Gebührenlast und gibt Anlaß zu
Auseinandersetzungen zwischen Mietern in aneinanderstoßenden Wohnungen, die in verschieden
starkem Maße beheizt werden.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der
der Wärmeaustausch zwischen den einzelnen Wohnungen gemessen und bei der Gebührenzählung
berücksichtigt werden kann. Hierzu findet das bei Wärmemengenmessungen allgemein
gebräuchliche Prinzip Anwendung, zur Messung von Tempe-
raturdifferenzen innerhalb
des zu beheizenden Raumes zwei temperaturempfindliche Widerstände in diesem anzuordnen,
die Widerstände in die Vergleichszweige einer Brückenschaltung zu legen, in deren
Diagonalzweig ein Zähler angeordnet ist, welcher die gemessene Temperaturdifferenz
bzw. die verbrauchte Heizleistung anzeigt. Erfindungsgemäß sind in dem jeweiligen
Meßraum und zusätzlich in den daran angrenzenden Nachbarräumen in an sich bekannter
Weise die temperaturempfindlichen Widerstände an den Innenwänden und den Außenwänden
angeordnet, welche in einer an sich bekannten Differenzmeßschaltung mit dem jeweiligen
Festwiderstand derart zusammenwirken, daß bei der Zähleranzeige der Wärmeübertragung
zwischen den Räumen berücksichtigt ist. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung läßt
sich der Wärmeaustausch einer Wohnung bzw. eines Raumes mit den benachbarten Räumen
sebsttätig berücksichtigen, so daß der Mieter nur den Anteil an verbrauchter Heizleistung
zu bezahlen braucht, der seiner eigenen Wohnung zugute kommt.
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Dies führt zu einer gerechteren Verteilung der Heizungskosten, als
dies bisher möglich war.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
und einer schematischen Darstellung eines Ausschnittes aus der Gesamtanordnung erläutert.
In der Zeichnung stellt dar: Fig.l ein Schaltbild, das die Verbindungen zu einem
gegebenen Zeitpunkt zeigt, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes
aus der Gesamtanordnung.
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Der nachfolgenden Betrachtung seien mehrere Stockwerke ein und desselben
Gebäudes zugrunde gelegt, bei welchem die übereinanderliegenden Wohnungen die gleiche
Grundfläche haben.
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Die von einer Wohnung auf die andere übertragene Wärme errechnet
sich wie folgt: Q=(k.F) At, wobei k = der Wärmeaustauschkoeffizient der Decke bzw.
des Bodens in kcal m-2 ° C-F = die gemeinsame Fläche der benachbarten Wohnungen,
gemessen in m2 im Grundriß; d t = Temperaturunterschied zwischen diesen Wohnungen.
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Die Werte von k und F sind Konstanten der Wohnung, und die Messung
von dt ergibt einen dem Wärmeaustausch zwischen den jeweiligen Wohnungen proportionalen
Wert.
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Es sei nun von der Wohnung B ausgegangen, von der die übertragene
Wärme zwischen der Wohnung B und der darunterliegenden Wohnung einerseits sowie
der WohnungB und der unmittelbar darüberliegenden Wohnung C andererseits gemessen
werden soll.
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Bei einer vorgegebenen Temperatur gilt RAS = RBi = der mit der Temperatur
veränderliche Widerstand, welcher kAB und FAB proportional ist, RCi = Rßs = der
mit der Temperatur veränderliche Widerstand, welcher kCB und FCB proportional ist.
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Der Indexi bzw. s zeigt jeweils an, daß der entsprechende Widerstand
in einer Wohnung auf den Wärmeaustausch mit der darunterliegenden bzw. darüberliegenden
Wohnung anspricht.
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Im allgemeinen ist FAB = FCB = ..., wobei der jeweilige Index, beispielsweise
der Index AB, sich auf den Wärmeaustausch zwischen den Wohnungen A und B bezieht.
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Die von B nach A übertragene Wärme ist QAB = kAB FAB (#t)AB oder
(AtYAß=f (RBi RAS)X In gleicher Weise ergibt sich: Qßc = kBC . FBC . (d t)c.
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Wenn die Temperatur der Wohnung B gleich derwenigen der Wohnung A
ist, erhält man RAS = RBi und (/2 t)Ag und QAB = 0.
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Der Widerstand Rp hat einen temperaturunabhängigen festen Wert, der
durch die festen Heizungskosten der jeweiligen Wohnung bestimmt ist.
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Zu einem gegebenen Zeitpunkt werden diese Widerstände durch eine
Schalteranordnung miteinander in eine Brücke geschaltet, wie in Fig. 1 dargestellt,
wobei in einem der Zweige der feste Widerstand RF mit den temperaturabhängigen Widerständen
RAs und Rci, die in den benachbarten Wohnungen angeordnet sind, in Reihe geschaltet
ist. In einem benachbarten Brückenzweig befinden sich in Reihenschaitung die temperaturabhängigen
Widerstände RBs und RBi, welche in
der Wohnung B angeordnet sind, in welcher die
Messung vorgenommen wird. Jeder dieser Zweige enthält außerdem die erforderlichen
temperaturunabhängigen Regelwiderstände zum Einstellen der Brücke. Die Brückenschaltung
ist durch zwei Regelwiderstände x und Y ergänzt.
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Um die Kosten dieser Anlage zu beschränken, wird je Gebäude nur eine
einzige Meßzentrale verwendet, die einen Stabilisator 1 aufweist, welcher an eine
Wechselstromquelle angeschlossen ist. Es ist eine selbsttätige Schaltvorrichtung
2 (Fig. 2) vorgesehen, welche - indem sie beispielsweise jeder Wohnung eine Meßminute
reserviert - zuerst beispielsweise die folgenden Kontakte (Fig. 1 und 2) miteinander
verbindet: I- RF -8-11-II-9-10-III für die Brücke und die Kontakte O - B1 für den
Zähler, sodann nach Ablauf von 60 Sekunden auf die folgenden Kontakte umschaltet:
I - RF -10-13 - II -11-12 - III für dieBrückeund 0 - C1 . . . für den Zähler Zc
usw. Ein Verstärker 3, dem die durch die Unsymmetrie der Brückenschaltung erzeugte
Spannung zugeführt wird, ist mit dem Zähler der Wohnung verbunden, in welcher die
Messung mit Hilfe der gleichen Schaltvorrichtung erfolgt. Die verschiedenen Zähler
sind mit ZA, ZB und Zc für die Wohnungen A, B bzw. C bezeichnet. Wenn die Schaltvorrichtung
2 sich in der Stellung befindet, welche für die Messung in der Wohnung B vorgesehen
ist, ist die der Anlage gemeinsame Brückenschaltung, wie in Fig. 1 gezeigt, geschaltet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Es
sei zunächst angenommen, daß die Temperaturen der Wohnungen A, B und C gleich sind.
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In diesem Falle ist RAS + Rci (im Zweig I-II) = RBs + RBi (im Zweig
II-III), und die an den Klemmen 11-1V auftretende Spannung der Brücke entspricht
nur den festen Heizungskosten, welche der betrachteten Wohnung B zugeordnet sind.
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Es sei nun angenommen, daß die Temperatur der Wohnungen A und C sich
nicht verändert, während diejenige der Wohnung B abnimmt.
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In diesem Falle erfolgt ein Wärmeaustausch von den Wohnungen A und
C in die WohnungB derart, daß RAs + Rct (im Zweig 1-11 > RBs + RBi (im Zweig
11-111) Die bereits durch den festen Widerstand Rp bedingte Unsymmetrie erhöht sich
daher noch um einen dieser Differenz proportionalen Betrag, welcher selbst wieder
der Wärmemenge (QAB + QBc) entspricht, welche die Wohnung von den ihr benachbarten
Wohnungen aufnimmt, und der Zähler ZB registriert einen Wert Q = (feste Kosten)
+ QAB + QBC Wenn aber 1 Minute später durch die Schaltvorrichtung die Meßzentrale
beispielsweise mit der Wohnung C verbunden wird, erhält man (ohne Berücksichtigung
des Einflusses der darüberliegenden Wohnung D) RBs (im Zweig 1-11) <Rc, (im Zweig
II-III), so daß die durch den festen Widerstand RF bedingte Unsymmetrie in diesem
Falle um einen Wert vermindert wird, der der Differenz der beiden Widerstandswerte
proportional
ist. Diese wiederum entspricht derjenigen Wärmemenge, welche die Wohnung C an die
Wohnung B abgibt.
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Hieraus ergibt sich, daß, ausgehend von einem bestimmten Betrag,
der den für jede Wohnung festgelegten festen Kosten entspricht, der Zähler addierend
oder subtrahierend den Wärmeaustausch zwischen benachbarten Wohnungen registriert.
Die veränderlichen, dem Wärmeaustausch zwischen denWohnungen entsprechenden Werte
werden im ersten Zeitabschnitt in Form einer Erhöhung der festen Kosten derjenigen
Wohnung registriert, welche weniger gut geheizt wird und daher Wärme aufnimmt, und
im nächsten Zeitabschnitt sogleich darauf in Form einer Verringerung der festen
Kosten der benachbarten Wohnung, die besser geheizt wird und einen Teil ihrer Wärme
abgibt.
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Wenn die übereinanderliegenden Wohnungen nicht die gleiche Grundfläche
haben, so kann dem leicht durch die Wahl der Verbindungen der Schaltvorrichtung
zwischen den veränderlichen Widerständen und den Zählern Rechnung getragen werden.
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Die Vorrichtung kann in der gleichen Weise jeden Wärmeaustausch zwischen
Räumen, die nicht übereinander, sondern nebeneinander liegen, registrieren.