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Die
Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Klimatisierungseinheit
zur Temperierung eines Gegenstandes, insbesondere eine Gebäude-Klimatisierungseinheit,
mit wenigstens einem Temperatursensor, welcher im Allgemeinen zur
Erfassung der Innentemperatur im zu temperierenden Gegenstand oder
der Außentemperatur außerhalb des zu temperierenden
Gegenstandes eingerichtet ist oder beide Temperaturen erfasst, und
mit einer Rechnereinrichtung zur Beaufschlagung der Klimatisierungseinheit.
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Bei
der erfindungsgemäß realisierten Klimatisierungseinheit
handelt es sich grundsätzlich um jedwede Einheit oder Einrichtung,
die eine bestimmte vorgegebene Temperatur im oder am zu temperierenden
Gegenstand erzeugt. Diese Temperatur kann die Innentemperatur in
einem Gebäude sein. Es ist aber auch möglich,
dass es sich bei der Klimatisierungseinheit um eine Heizungsanlage
beispielsweise für ein Schwimmbad oder einen anderen zu
temperierenden Gegenstand handelt. So kann der zu temperierende
Gegenstand auch als Maschine ausgebildet sein, welche mit Hilfe
der Steuervorrichtung für die Klimatisierungseinheit auf
ein bestimmtes vorgegebenes Temperaturniveau gebracht wird. Ebenso umfasst
die vorliegende Erfindung Ausführungsformen, bei welchen
der zu temperierende Gegenstand ein Wasservorrat, beispielsweise
Warmwasservorrat zur Versorgung einer Gebäudeinstallation
ist.
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Selbstverständlich
meint Klimatisierungseinheit im Rahmen der Erfindung nicht nur eine
Heizungsanlage, sondern alternativ oder zusätzlich eine Kälteanlage,
wenn es darum geht, beispielsweise einen Raum, eine Maschine, einen
Wasservorrat etc. zu kühlen.
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Der
Stand der Technik kennt verschiedene Steuervorrichtungen für
eine Klimatisierungseinheit. So beschreibt beispielsweise die
DE 26 33 472 ein Verfahren der
Temperatur-Regelung auf elektronischer Basis sowie eine zugehörige
Steuerungsvorrichtung. Dabei wird unter Verwendung einer elektronischen
Schaltung eine Wärmezuleitung bzw. Ableitung abwechselnd
und gegebenenfalls mit Totzeit und/oder Hysteresis behaftet. Das
geschieht in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur
des zu temperierenden Mediums. Außerdem wird die Änderungsgeschwindigkeit
der Temperatur bei der Aufheizung und/oder bei der Abkühlung
des Mediums berücksichtigt.
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Darüber
hinaus ist eine Steuerungsvorrichtung für eine Heizeinrichtung
und ein Verfahren zur Steuerung der Heizeinrichtung durch die
DE 103 37 771 A1 bekannt
geworden. Hier wird eine Sollzeit für eine Heizdauer in
Abhängigkeit einer Differenz aus einer gemessenen Außentemperatur
und einer gemessenen Innentemperatur variiert.
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Schlussendlich
beschäftigt sich die
DE 10 2006 014 515 A1 mit einem Verfahren
zur Überwachung bzw. Steuerung oder Regelung eines geschlossenen
Elektrowärmegerätes. Dabei wird der zeitliche
Verlauf mindestens eines Signals der Temperaturerfassung und der
Verlauf der Heizleistung erfasst. Die so erhaltenen Informationen
werden zur Steuerung bzw. Regelung des Betriebs des Elektrowärmegerätes
verwendet.
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Der
Stand der Technik kann nicht in allen Punkten befriedigen. Denn
die Eigenschaften des zu temperierenden Gegenstandes, insbesondere
eines Gebäudes, werden praktisch nicht oder nur unzulänglich
abgebildet. Außerdem spielen von einem Kunden geäußerte
Wünsche nur eine untergeordnete Rolle. – Hier
setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige
Steuervorrichtung, wie sie beispielsweise durch die gattungsbildende
DE 26 33 472 A1 bekannt
geworden ist, so weiter zu entwickeln, dass die Wünsche
des Kun den umfassend Berücksichtigung finden und spezifische
Eigenschaften des zu temperierenden Gegenstandes, insbesondere eines
Gebäudes, Eingang in die Ansteuerung der Klimatisierungseinheit
finden.
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Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße
Steuervorrichtung im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
in einem elektronischen Speicher der Steuervorrichtung bzw. der
Rechnereinrichtung wenigstens eine im Rahmen eines vorgeschalteten
Kalibriervorganges aufgenommene Kurvenschar abgelegt ist, welche
das Abkühl- und/oder Aufwärmverhalten des zu temperierenden
Gegenstandes bei verschiedenen Ausgangstemperaturen und/oder Außentemperaturen
widerspiegelt.
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Im
Rahmen der Erfindung werden also die spezifischen Eigenschaften
des zu temperierenden Gegenstandes, in der Regel eines oder mehrerer
Gebäude, durch deren Abkühl- und/oder Aufwärmeerhalten
erfasst. Dieser Kalibriervorgang wird beispielsweise wie folgt durchgeführt.
Zunächst wird der zu temperierende Gegenstand bzw. das
mit der Klimatisierungseinheit, beispielsweise einer Heizungsanlage,
ausgerüstete Gebäude auf eine bestimmte Innentemperatur
gebracht. Zu dieser Innentemperatur korrespondiert eine Außentemperatur
außerhalb des Gegenstandes bzw. des Gebäudes.
Um beide Temperaturen erfassen zu können, sind meistens
sowohl ein Innentemperatursensor als auch ein Außentemperatursensor
realisiert. Beide Sensoren übermitteln ihre jeweils aufgenommenen
Temperaturwerte an die Steuervorrichtung bzw. die Rechnereinrichtung.
Das kann kontinuierlich oder auch intermetierend in bestimmten und
vorgegebenen bzw. wählbaren Zeitabständen erfolgen.
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Wenn
nun das Gebäude im Beispielfall bzw. der zu temperierende
Gegenstand im Allgemeinen seine gewünschte Temperatur (im
Innern oder an einer Oberfläche) erreicht hat, wird die
Klimatisierungseinheit abgeschaltet und sorgt für keine
zusätzliche Energiezufuhr (Wärme oder Kälte)
mehr. Sofern die Innen temperatur des zu temperierenden Gegenstandes über
der Außentemperatur außerhalb des betreffenden
Gegenstandes liegt, beginnt mit dem Abschalten der Energiezufuhr
bzw. mit dem Ende des Betriebes der Klimatisierungseinheit das Abkühlen des
zu temperierenden Gegenstandes im Allgemeinen bzw. des Gebäudes
im Speziellen. Hier beobachtet man meistens einen exponentiellen
Verlauf der Temperaturabnahme im Innern des Gegenstandes, folglich
der Innentemperatur. Dieser Temperaturverlauf bzw. die Temperaturabnahme über
der Zeit wird aufgezeichnet und in dem Speicher der Rechnereinrichtung
hinterlegt. Zu der betreffenden Exponentialkurve der Abkühlung
gehört wenigstens ein Parameterwert, nämlich die
zugehörige Außentemperatur. Denn eine Veränderung
der Innentemperatur als gleichsam Startpunkt für die erfasste
Abkühlkurve bedeutet nichts anderes, als dass die Abkühlkurve
an verschiedenen Anfangspunkten beginnt, ohne dass sich an dem grundsätzlichen
Abkühlverhalten etwas ändert (so lange die Außentemperatur
mehr oder minder konstant bleibt und sich die Wärmeisolationseigenschaften
des Gebäudes im Beispielfall nicht ändern).
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Dieser
Vorgang zur Aufzeichnung der Abkühlkurve in Abhängigkeit
von der Außentemperatur wird nun für verschiedene
Außentemperaturen wiederholt. Als Ergebnis steht eine Kurvenschar
zur Verfügung, welche im Rahmen des beschriebenen und vorgeschalteten
Kalibriervorganges ermittelt worden ist. Diese Kurvenschar, welche
im Beispielfall das Abkühlverhalten des zu temperierenden
Gegenstandes bei unterschiedlichen Außentemperaturen als
jeweilige Parameter widerspiegelt, gibt bereits Aufschluss über
die Wärmedämmung eines Gebäudes als zu temperierender
Gegenstand. Denn je besser die Wärmedämmung des
zu temperierenden Gegenstandes bzw. des Gebäudes ausgelegt
ist, desto "flacher" verläuft die Abkühlkurve
und desto länger werden bestimmte und vorgegebene Innentemperaturen beibehalten.
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Umgekehrt
korrespondiert eine schlechte Wärmedämmung zu
einem "steilen" Abfall der Abkühlkurve. – Die
zuvor angestellten Überlegungen lassen sich natürlich
genauso auf eine Kälteanlage anstelle einer Heizungsanlage übertragen.
Dabei wird in einem solchen Fall das Aufwärmeerhalten eines
zuvor abgekühlten Gegenstandes im Allgemeinen bzw. eines
Gebäudes im Speziellen aufgezeichnet und wie beschrieben
in dem Speicher abgelegt. Erneut steht am Ende dieses Kalibriervorganges
eine Kurvenschar zur Verfügung, welche nun jedoch das Aufwärmeerhalten
des zu temperierenden Gegenstandes im Allgemeinen respektive des
Gebäudes im Speziellen wiedergibt.
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Selbstverständlich
wird meistens auch das Aufwärmeerhalten des Gebäudes
im Heizbetrieb während des Kalibriervorganges erfasst.
In diesem Fall werden einzelne Aufwärmkurven, das heißt,
der zeitliche Temperaturanstieg in Abhängigkeit von der Außentemperatur
als Parameter, aufgezeichnet. Als weiterer Parameter spielt natürlich
auch die jeweils zugeführte Wärmeenergie eine
Rolle. Dadurch werden eine Vielzahl an Aufwärmkurven ermittelt,
und zwar jeweils in Abhängigkeit von der Außentemperatur
und der zugeführten Heizleistung bzw. Wärmeenergie.
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Bei
dem beschriebenen Kalibriervorgang wird man im Allgemeinen so vorgehen,
dass lebensnahe Situationen mit Hilfe der aufgenommenen Kurvenschar
abgebildet werden. Schwankt z. B. die Außentemperatur am
Ort des Gebäudes im Beispielfall und während der
Heizperiode zwischen in der Regel –5° und 10°,
so wird man den Kalibriervorgang so lange fortführen, bis
im Idealfall zu jeder einzelnen tatsächlich vorkommenden
und beobachteten Außentemperatur eine eigene Abkühlkurve
und Aufwärmkurve aufgenommen worden ist. Dabei versteht es
sich, dass der beschriebene Kalibriervorgang nicht notwendigerweise
schon vor oder bei Inbetriebnahme der Klimatisierungseinheit bzw.
der Steuervorrichtung absolviert worden sein muss. Vielmehr können
einzelne Phasen der Kalibrierung praktisch immer und zu jeder Zeit
in den nor malen Betrieb der Steuervorrichtung bzw. der Klimatisierungseinheit eingestreut
werden. Somit steht im Laufe der Zeit eine immer dichter werdende
Kurvenschar zur Verfügung, die zukünftige Auswertungen
und Prognosen immer zuverlässiger macht, wie nachfolgend
noch beschrieben wird.
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Im
Regelfall liegt bei Inbetriebnahme der Steuervorrichtung bzw. der
Klimatisierungseinheit wenigstens eine gemessene Kurve der Kurvenschar vor.
Es ist aber auch möglich, dass die Steuervorrichtung zunächst
ohne Rückgriff auf eine am zu temperierenden Gegenstand
gemessene Kurve bzw. Kurvenschar die Klimatisierungseinheit auf
Basis einer im Speicher abgelegten Durchschnittskurve bzw. einer
Durchschnittskurvenschar ansteuert, wie nachfolgend noch näher
erläutert wird. Diese Durchschnittskurve bzw. Durchschnittskurvenschar
steht zur Verfügung und basiert entweder auf Erfahrungswerten
oder Messwerten, die bei vergleichbaren zu temperierenden Gegenständen
bzw. Gebäuden in der Vergangenheit bereits aufgenommen
worden sind. Insofern kommt der Erfindungsmaßnahme eine besondere
Bedeutung zu, dass nämlich die Kurvenschar in einem austauschbaren
und gegebenenfalls fern auslesbaren Speicher der Steuervorrichtung bzw.
der Rechnereinrichtung abgelegt ist. Denn hierdurch besteht die
Möglichkeit, dass die Daten der sämtlichen erfindungsgemäßen
Steuervorrichtungen in einem Zentralrechner gesammelt und gegebenenfalls
ausgetauscht werden. Auch lässt sich die Steuervorrichtung
gleichsam in einen Anfangszustand versetzen, in dem ein Speicher
mit einer darin vorhandenen Durchschnittskurvenschar für
den Erstbetrieb Verwendung findet.
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Während
des bestimmungsgemäßen Einsatzes der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung für die Klimatisierungseinheit kann dieser
vorgegebene Satz an Kurven bzw. die vorgegebene Kurvenschar sukzessive
durch tatsächlich gemessene Kurven ersetzt werden. Außerdem
wird man meistens so vorgehen, dass vorhandene Lücken in
der Kurvenschar durch Interpolation zwischen zwei benachbarten Kurven
ausgeglichen werden. Jedenfalls stehen für den Betrieb der
Steuervorrichtung der Klimatisierungseinheit ein oder mehrere Kurven
zur Verfügung, die entweder das Abkühlverhalten
oder das Aufwärmeerhalten oder beides des zu temperierenden
Gegenstandes mehr oder minder exakt widerspiegeln. Wie beschrieben,
erfährt diese Kurvenschar eine sukzessive Änderung
und Anpassung an die tatsächlichen Werte, nähert
sich also während des Betriebes den tatsächlichen
Gegebenheiten.
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Zusätzlich
zu dem wenigstens einen Temperatursensor bzw. dem Innentemperatursensor
und dem Außentemperatursensor ist regelmäßig
wenigstens ein weiterer Sensor vorgesehen. Mit Hilfe dieses Sensors
können Betriebszustände des zu temperierenden
Gegenstandes erfasst und an die Steuervorrichtung übermittelt
werden. Hier bestehen mehrere Möglichkeiten zur weiteren
Ausgestaltung. So kann es sich bei dem betreffenden zusätzlichen
Sensor um einen Bewegungssensor handeln. Mit Hilfe dieses Bewegungssensors
lassen sich im Gebäude befindliche Personen registrieren.
Außerdem kann aus den Daten des Bewegungssensors in gewisser
Weise auf das Nutzungsverhalten rückgeschlossen werden.
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So
mag der Bewegungssensor beispielsweise eine erhöhte Aktivität
im Innern des Gebäudes zu bestimmten Tageszeiten und/oder
an bestimmten Wochentagen und/oder während bestimmter kalendarischer
Zeitspannen registrieren. In Anbetracht dieses Nutzungsverhaltens
kann dann die Klimatisierungseinheit mit Hilfe der Steuervorrichtung
so beaufschlagt werden, dass während dieser Nutzungszeiten
die vom jeweiligen Bediener oder den mehreren Bedienern gewünschte
Raumtemperatur im Beispielfall des Gebäudes sicher erreicht
und beibehalten wird. Dagegen werden Totzeiten oder zeitliche Abstände
zwischen Nutzungszeiten genutzt, um die Klimatisierungseinheit zurückzufahren
bzw. mit minimaler Energie ein bestimmtes und vorgegebenes Temperaturniveau
zu halten.
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Aus
diesem Nutzungsverhalten kann auch eine Prognose für die
Dauer bis zur nächsten Nutzung abgeleitet werden. Aus diesem
Grund ist es möglich, je nach aktueller Nutzungsphase beispielsweise
die Klimatisierungseinheit praktisch nicht (mehr) mit Energie zu
versorgen, wenn eine längere Nutzungsunterbrechung zu erwarten
ist. Handelt es sich dagegen um eine kürzere Pause zwischen
einzelnen Nutzungsdauern, so wird man die mit Hilfe der Klimatisierungseinheit
einzustellende Innentemperatur so wählen, dass diese nicht
zu stark absinkt bzw. spätestens zu Beginn oder in der
Mitte der folgenden Nutzungsperiode die vom Bediener gewünschte Temperatur
im Innern des Gebäudes im Beispielfall erzeugt.
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An
dieser Stelle ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung mit einer
angeschlossenen Kunden-Eingabeeinheit ausgerüstet ist.
Mit Hilfe dieser Kunden-Eingabeeinheit kann ein Bediener oder können
mehrere Bediener ihren Kundenwunsch respektive ihren jeweiligen
Kundenwunsch äußern. Dieser kann beispielsweise
so aussehen, dass eine bestimmte Raumtemperatur zu einer vorgegebenen
Tageszeit vorgegeben wird. Selbstverständlich lassen sich
auch Temperaturkurven während vorgegebenen Zeiträumen
einstellen. Ebenso besteht die Möglichkeit festzulegen,
wann die Wunschtemperatur während der Nutzungsdauer erreicht
werden soll, beispielsweise zu Anfang, in der Mitte etc.. Auch besteht erfindungsgemäß die
Option, die Steuervorrichtung dahingehend zu beaufschlagen, dass
nur bestimmte Verbrauchswerte an Primärenergie benötigt
werden sollen. Dann kann allerdings die Innentemperatur naturgemäß schwanken
und sogar in einen für den Kunden unangenehmen Bereich übergehen.
Jedenfalls ermöglicht die Erfindungslehre eine umfassende Steuerung
der Klimatisierungseinheit mit Hilfe der Steuervorrichtung, und
zwar in Abhängigkeit von Kundenwünschen, vorgegebenen
Verbrauchswerten und folglich damit auch zugehörigen Energiekosten.
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Bei
dem zuvor bereits angesprochenen zusätzlichen Sensor im
Vergleich zu dem wenigstens einen Temperatursensor bzw. dem Innentemperatursensor
und dem Außentemperatursensor kann es sich alternativ oder
zusätzlich auch um einen Schalter an einer Öffnungseinrichtung
des Gebäudes oder allgemein des zu temperierenden Gegenstandes handeln.
Im einfachsten Fall registriert der betreffende Schalter beispielsweise,
ob ein Fenster und/oder eine Tür des zu temperierenden
Gebäudes oder auch eines zu temperierenden Raumes geöffnet
sind oder nicht. Folgerichtig ist in diesem Zusammenhang der fragliche
Sensor als Tür- und/oder Fensterschalter ausgebildet.
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Schlussendlich
kann dieser zusätzliche Sensor auch als Zeitmessgeber ausgeführt
sein. Mit Hilfe dieses Zeitmessgebers lassen sich Angaben über die
aktuelle Uhrzeit sowie gegebenenfalls kalendarische Werte an die
Steuervorrichtung übermitteln. Bei diesen kalendarischen
Werten handelt es sich beispielhaft und nicht einschränkend
um das aktuelle Datum, die Tatsache, ob beispielsweise Ferienzeit/Urlaubszeit
ist oder nicht etc.. Darüber hinaus können mit
Hilfe dieses Zeitmessgebers örtliche oder regionale Feiertage
Berücksichtigung finden.
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Diese
sämtlichen Daten des einen oder der mehreren zusätzlichen
Sensoren werden wie die Temperaturmesswerte des wenigstens einen
Temperatursensors an die Steuervorrichtung bzw. die Rechnereinrichtung übermittelt.
Diese verfügt als Folge hiervon über eine Vielzahl
an Informationen, die für die Beaufschlagung der an die
Steuervorrichtung bzw. die Rechnereinrichtung angeschlossenen Klimatisierungseinheit
genutzt werden. So lassen sich Aussagen über das aktuelle
und zukünftige Nutzungsverhalten des Gebäudes
durch den einen oder die mehreren Kunden treffen. Außerdem
"weiß" die Steuervorrichtung, ob aktuell beispielsweise
Ferienzeit ist, morgen ein Feiertag folgt usw.. Ferner verfügt die
Steuervorrichtung über Informationen dahingehend, ob beispielsweise
ein Fenster oder eine Tür zur Lüftung geöffnet
sind oder nicht.
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Eine
solche Öffnung kann mit Hilfe eines Sensors erfasst werden,
der beispielsweise als Schalter an einer Öffnungseinrichtung
vorgesehen ist. Denkbar ist hier ein Tür- und/oder Fensterschalter.
Ganz unabhängig davon kann aber auch ein mit dem Lüften
eventuell einhergehender Temperaturabfall oder Temperaturanstieg
im Innern ohne einen solchen Sensor erfasst werden. Denn anhand
der eingesetzten Primärenergie für die Klimatisierungseinheit
kann die Steuervorrichtung Prognosen über den zukünftigen
Temperaturverlauf abgeben. Denn dazu verfügt die Steuervorrichtung
bekanntermaßen über die notwendigen Informationen,
was das Abkühlverhalten/Aufwärmeerhalten des zu
temperierenden Gegenstandes angeht. Weicht der tatsächliche
und gemessene Temperaturverlauf von dem prognostizierten Temperaturverlauf
signifikant ab, so ist dies beispielsweise ein Zeichen dafür,
dass der Innenraum eines zu temperierenden Gebäudes nicht
abgeschlossen ist und eine Lüftung erfährt. Außerdem lassen
sich aus solchen Anomalien Rückschlüsse auf eine
etwaige nicht richtige Funktionsweise der Klimatisierungseinheit
treffen. Jedenfalls lassen sich mit Hilfe der Steuervorrichtung
Prognosen über den zukünftigen Temperaturverlauf
beispielsweise im Innern des Gebäudes als zu temperierender
Gegenstand treffen. Denn infolge des bekannten Abkühlverhaltens
und Aufwärmverhaltens sowie der eingesetzten Primärenergie
ergibt sich ein erwarteter zukünftiger Temperaturverlauf.
Weicht der tatsächlich gemessene Temperaturverlauf im Innern
des Gebäudes von diesem prognostizierten Temperaturverlauf ab,
so ist dies ein Zeichen für eine Störung, beispielsweise
in Gestalt eines geöffneten Fensters oder einer geöffneten
Tür. Als Folge hiervon wird die Steuervorrichtung regelmäßig
dafür sorgen, dass die Temperatur bis auf einen Minimalwert
absinkt (welcher beispielsweise ein Einfrieren oder dergleichen
verhindert).
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Darüber
hinaus ist die Steuervorrichtung meistens mit einer externen Eingabeeinrichtung
verbunden. Bei dieser externen Eingabeeinrichtung mag es sich um eine
Wettereingabeeinrichtung handeln. Die Wettereingabeeinrichtung dient
im Allgemeinen zur Einspeisung externer Daten, wie aktuelle und prognostizierte
Wetterdaten, Energiepreise etc.. Unter Berücksichtigung
dieser zusätzlichen oder ergänzenden Informationen
wird der Informationsstand der Steuervorrichtung bzw. Rechnereinrichtung
weiter gesteigert. Denn diese verfügt nun nicht nur über
ein aktuelles und zu erwartendes Nutzungsprofil, eventuelle Öffnungszustände
von Türen und/oder Fenstern und eine kalendarische Einordnung,
sondern lässt sich auch mit aktuellen und zukünftigen
Wetterdaten speisen. Das ist von besonderer Bedeutung für
die Ansteuerung der Klimatisierungseinheit. Denn wenn beispielsweise
während einer Heizperiode mit einem Anstieg der Außentemperatur
in den nächsten 24 Stunden zu rechnen ist, wird man die
Energiezufuhr zu der Klimatisierungseinheit bzw. der Heizungsanlage
im Beispielfall im Vergleich zu derjenigen Situation drosseln können,
bei welcher mit gleichbleibender Außentemperatur oder sogar
sinkender Außentemperatur zu rechnen ist (Im letztgenannten
Fall muss die Energiezufuhr sogar gegenüber der gleichbleibenden
Außentemperatur gesteigert werden).
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Genauso
gut lassen sich mit Hilfe der externen Eingabeeinrichtung eingespeiste
Energiepreise in der Steuervorrichtung bzw. Rechnereinrichtung auswerten.
So kann man tendenziell bei günstigen Energiepreisen dem
Bediener eine höhere Wunschtemperatur vorschlagen. Ebenso
verfügt die Steuervorrichtung aufgrund der Kenntnis der
verbrauchten Primärenergie über relativ zuverlässige
Daten dahingehend, welche Restmenge beispielsweise an Heizöl noch
in den erforderlichen Tanks vorhanden ist. In Verbindung mit den
jeweils eingespeisten Energiepreisen und unter Berücksichtigung
zukünftiger Verbrauchswerte lässt sich eine Empfehlung
an den Bediener oder Kunden abgeben, beispielsweise jetzt seine
Heizöltanks zu füllen.
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Um
die zur Speisung der Klimatisierungseinheit nötige Primärenergie
abschätzen zu können, werden in der Regel eine
Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur sowie die verbrauchte
Menge an Wärmemedium bzw. Kältemedium der Klimatisierungseinheit
erfasst. Hieraus lässt sich dann auf die an den zu temperierenden
Gegenstand abgegebene Wärmeenergie respektive Kälteenergie
pro Zeiteinheit rückschließen. Wenn dann noch
der Wirkungsgrad der Klimatisierungseinheit bekannt ist (welcher in
erster Näherung konstant über die abgegebene Wärme-
oder Kälteleistung anzusehen ist), kann der aktuelle Primärenergieverbrauch
abgeleitet werden. Denn dieser ergibt sich im einfachsten Fall als
Produkt der verbrauchten Wärmeenergie bzw. Kälteenergie
pro Zeiteinheit mit dem Wirkungsgrad.
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Dadurch,
dass über die externe Eingabeeinrichtung die Steuervorrichtung
bzw. Rechnereinrichtung auch mit aktuellen Werten über
beispielsweise Energiepreise versorgt wird, lässt sich
der solchermaßen erfasste Primärenergieverbrauch
in Kombination mit den gegenwärtigen Energiepreisen in
aktuelle Energiekosten umsetzen. Außerdem lassen sich für
vergangene Auswertezeiträume aufsummierte Energiekosten
in der Steuervorrichtung ausrechnen und ausgeben. Darüber
hinaus ist die Steuervorrichtung durch diese Kenntnis in der Lage,
prognostizierte Energiekosten angeben zu können. Dadurch lassen
sich detaillierte Werte über beispielsweise die Dämmung
eines Gebäudes und die Energiekosten pro Quadratmeter angeben.
Solche Angaben sind für die Erstellung eines sogenannten
"Energieausweises" unerlässlich. Im Rahmen der Erfindung
fallen die betreffenden Daten gleichsam ohnehin und ohne zusätzlichen
Aufwand an und können mit angegeben und ausgewertet werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Energiesparpotentiale
auszuloten. Denn in Abhängigkeit von den aktuellen Energiekosten lässt
sich beispielsweise mit Hilfe der Steuervorrichtung angeben, um
wie viel die Energiekosten sinken würden, wenn beispielsweise
die Innentemperatur um 1°C gesenkt wird.
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Die
betreffenden Werte stehen allgemein und insgesamt als elektronische
Binärdaten zur Verfügung, können folglich
problemlos ausgewertet und übertragen werden. Zu diesem
Zweck ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung
vorteilhaft mit einer externen Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung
verbunden, beispielsweise drahtlos, über eine Telefonleitung,
das Internet etc.. An die fragliche Überwachungseinrichtung
können die aktuellen Gebäudewerte, Energiekosten
etc. übermittelt und unschwer ausgewertet werden. Das vereinfacht
beispielsweise die Erstellung einer Nebenkostenabrechnung für
Vermieter enorm, beispielsweise wenn diese über mehrere
hundert Wohnungen verfügen, wie Wohnungsgesellschaften,
Versicherungen etc.. Außerdem lässt sich der solchermaßen
erstellte Energieausweis per Email an ausgewählte Empfängeradressen
verschicken. Mit Hilfe der Kostenprognose lassen sich nicht nur
Einsparpotentiale aufzeigen, sondern können beispielsweise
die von einem Mieter zu entrichtenden Nebenkosten unmittelbar angepasst
werden. Die Gefahr, dass unvorhergesehene Nachzahlungen am Jahresende
zu beherrschen sind, wird folglich auf ein Minimum reduziert.
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Dabei
versteht es sich, dass der gleichsam in der Steuervorrichtung bzw.
der Rechnereinrichtung abgelegte Energieausweis bzw. das Wärmedämmverhalten
und die sich daraus ergebenden Energiekosten pro Quadratmeter und
beispielsweise Jahr unmittelbar mit geänderten Werten verglichen
werden können, die sich beispielsweise nach einer Sanierungsmaßnahme
einstellen. Das heißt, eine zusätzlich angebrachte
Wärmedämmung, der Austausch von Fenstern etc.
lässt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung unmittelbar hinsichtlich der dadurch eingesparten
Energie beobachten, weil in einem solchen Fall mit einer erneut
aufgenommenen Kurvenschar gearbeitet werden muss. Das setzt voraus,
dass die "alte" Kurvenschar entweder gelöscht wird oder
der meistens austauschbare Speicher gegen einen neuen ersetzt wird.
Jedenfalls können solche Wärmedämmmaßnahmen
und ihre Wirksamkeit unmittelbar anhand der eingesparten Energiekosten überprüft
werden. Außerdem lässt sich die Amortisierungszeit
der Investitionen durch die eingesparte Energie abschätzen.
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Dabei
versteht es sich, dass die Klimatisierungseinheit, beispielsweise
eine Heizungsanlage, grundsätzlich jedwede denkbare Ausgestaltung
haben kann. So umfasst die Erfindung selbstverständlich
einen Ölbrenner ebenso wie einen Gasbrenner oder eine Wärmepumpe
als Energiequelle für Heizenergie im Beispielfall. Außerdem
schlagen sich natürlich auch eventuell realisierte Solaranlagen
zur Warmwasseraufbereitung nieder, wenn es sich vorliegend um eine
Steuervorrichtung für eine Heizpatrone bei einem Warmwasserboiler
als zu temperierendem Gegenstand handelt. Vergleichbares gilt für den
Fall, dass von einem Ofen oder Kamin zusätzlich warmes
Wasser in einen solchen Heißwasserbehälter eingespeist
wird.
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Im
Ergebnis wird eine Steuervorrichtung für eine Klimatisierungseinheit
beschrieben, die sich durch eine umfassende Datenauswertung und
-aufnahme und geringe Anschaffungskosten sowie ein enormes Energieeinsparpotential
auszeichnet. Tatsächlich berücksichtigt nämlich
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung erstmals
und umfassend sämtliche aktuellen und zukünftigen
Daten, die für eine zielgenaue Ansteuerung der Klimatisierungseinheit erforderlich
sind. So werden nicht nur die aktuelle Innentemperatur, die Wunschtemperatur
und die Außentemperatur berücksichtigt. Sondern
das Dämmverhalten des Gebäudes im Beispielfall
oder auch eines Raumes spiegelt sich in charakteristischen Kalibrierkurven
wider, die in einem Speicher der Steuervorrichtung abgelegt sind.
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Die
Steuervorrichtung bzw. deren Rechnereinrichtung beaufschlagt nun
die Klimatisierungseinheit dergestalt, dass sowohl das Abkühlverhalten
als auch das Aufwärmeerhalten des betreffenden Gebäudes
oder auch des Raumes umfassend Berücksichtigung findet.
Je nach der Außentemperatur und beispiels weise bei abwesendem
Nutzer folgt die Temperatur des Gebäudes der zu dieser
Außentemperatur gehörigen Abkühlkurve.
Durch die Kenntnis des zukünftigen Nutzungsverhaltens und/oder
der zu erwartenden Außentemperatur wird diese Abkühlkurve
erfindungsgemäß zu einem bestimmten Zeitpunkt verlassen
und geht in eine meistens asymptotisch verlaufende Aufwärmkurve über.
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Diese
Aufwärmkurve wird ebenfalls aus einer Kurvenschar seitens
der Steuervorrichtung extrahiert, die das Aufwärmeerhalten
des Gebäudes im Beispielfall in Abhängigkeit von
verschiedenen Außentemperaturen widerspiegelt. Je nach
der ausgewählten Aufwärmkurve bzw. der hiermit
zu erreichenden und von dem Kunden gewünschten Innentemperatur
muss die Steuervorrichtung gleichsam die zunächst beschrittene
Abkühlkurve nach einer bestimmten Zeit verlassen, um dann
die zu der Außentemperatur passende Aufwärmkurve
abzufahren. Das geschieht zu einem Zeitpunkt, welcher sicherstellt,
dass entweder zu Beginn oder im Verlauf der nächsten zu
erwartenden Nutzungsperiode seitens des Bedieners die von ihm gewünschte
Temperatur tatsächlich erreicht wird.
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Diese
grundsätzliche Vorgehensweise erfährt im Rahmen
der Erfindung noch weitere Modifikationen. So wird man beispielsweise
auf einen Aufwärmvorgang in dem beschriebenen Szenario
größtenteils verzichten, wenn beispielsweise eine
Tür oder ein Fenster zu Lüftungszwecken geöffnet
ist. Außerdem trägt die Steuervorrichtung natürlich
kalendarischen Besonderheiten Rechnung. Ist nämlich aufgrund
des kalendarischen Zeitpunktes nicht mit einer unmittelbaren weiteren
Nutzung zu rechnen, so wird die Steuervorrichtung die Klimatisierungseinheit bzw.
Heizungsanlage im Beispielfall nur dergestalt beaufschlagen, dass
eine wählbare Minimaltemperatur beibehalten wird.
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Darüber
hinaus werden weitere Effekte und Umstände in den Steuervorgang
bzw. Regelungsvorgang mit einbezogen. So führen beispielsweise
eingeschaltete Lichtquellen, die sich über einen zusätzlich
zu den Temperatursen soren externen Sensor erfassen lassen, dazu,
dass die Innentemperatur steigt oder zumindest einen bestimmten
Wert annimmt, und zwar auch ohne zusätzliche Heizleistung.
Dem kann die Steuervorrichtung dadurch Rechnung tragen, dass die
Heizleistung der zugehörigen Heizungsanlage entsprechend
reduziert wird.
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Darüber
hinaus spielt natürlich auch die zu erwartende Außentemperatur
eine erhebliche Rolle und wird erfindungsgemäß mit
ins Kalkül gezogen. Das ist besonders bei Heizungsanlagen
von Bedeutung, die eine Fußbodenheizung beaufschlagen. Denn
solche Heizungstypen zeichnen sich durch ein relativ träges
Reaktionsverhalten im Hinblick auf Temperaturänderungen
aus. Tatsächlich benötigt beispielsweise eine
Fußbodenheizung meistens ca. einen halben Tag oder noch
länger, um überhaupt das gewünschte und
eingestellte Temperaturniveau zu erreichen. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Steuervorrichtung
bzw. deren Rechnereinrichtung u. a. über prognostizierte
Wetterdaten verfügt, kann nun die Klimatisierungseinheit
im Allgemeinen bzw. die Heizungsanlage im Speziellen gleichsam vorauseilend
so angesteuert werden, dass unter Berücksichtigung beispielsweise
der Außentemperatur in einem halben Tag oder in einem Tag
die Heizungsanlage entsprechend so angesteuert wird, dass bei dieser zukünftigen
Außentemperatur die gewünschte Innentemperatur
erreicht wird. Die Steuervorrichtung wird in einem solchen Fall
also nicht die aktuelle Außentemperatur für die
Auswahl beispielsweise der Aufwärmkurve aus der Kurvenschar
auswählen, sondern vielmehr die Kurve, welche zur in einem
Tag zu erwartenden Außentemperatur korrespondiert. Jedenfalls
berücksichtigt die Erfindung eine Vielzahl an Daten und
verknüpft diese für eine intelligente Steuerung
der Klimatisierungseinheit, wie dies in dieser Ausprägung
und Konsequenz bisher kein Vorbild gefunden hat. Hierin sind die
wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1a, 1b und 1c verschiedene Abkühl-
und Aufwärmkurven sowie deren Verknüpfung und
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der
Heizungsanlage eines beispielhaften Gebäudes.
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In
den 1A bis 1C sind
verschiedene Temperaturverläufe dargestellt. Dabei findet
sich jeweils auf der Y-Achse die Temperatur T bzw. Innentemperatur
Ti im Innern eines Gebäudes 1 in °C,
während die X-Achse die Zeit t wiedergibt. In der 1A sind
verschiedene Abkühlkurven dargestellt, welche die Abkühlung
des Gebäudes 1 (vgl. 2) darstellen,
und zwar in Abhängigkeit von unterschiedlichen Außentemperaturen
Ta. Der Einfachheit halber setzt sich die
im Rahmen eines Kalibriervorganges aufgenommene und in der 1A dargestellte
Kurvenschar für das Abkühlverhalten aus insgesamt
drei Abkühlkurven mit jeweils angenähert exponentiellem Verlauf
zusammen. Als Parameter fungiert jeweils die Außentemperatur
Ta. Dabei gehört die oberste Abkühlkurve
zur Außentemperatur Ta = 10°C,
während die mittlere Abkühlkurve zur Außentemperatur Ta = 0°C korrespondiert und die untere
Abkühlkurve die Situation wiedergibt bei einer Außentemperatur Ta = –10°C. In diesem Fall
ist auf der Y-Achse jeweils die Innentemperatur Ti in °C
wiedergegeben. Wie nicht anders zu erwarten, ist die Innentemperatur
Ti bei abgeschalteter bzw. mit reduzierter
Leistung betriebener Heizungsanlage bzw. Klimatisierungseinheit 2 für
das Gebäude 1 um so geringer, je geringer die
Außentemperatur Ta ist.
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Die 1B zeigt
nun das Aufwärmeerhalten des betreffenden Gebäudes 1 bzw.
eines zu temperierenden Gegenstandes 1. Man erkennt wiederum eine
Kurvenschar, die sich erneut aus drei Kurven der Einfachheit halber
zusammensetzt.
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Dabei
werden wiederum verschiedene Außentemperaturen Ta als Parameter berücksichtigt, und
zwar in der Abstufung Ta = 10°C,
Ta = 0°C und Ta = –10°C.
Um die Aufwärmkurve nach der 1B zu erhalten,
wird die Klimatisierungseinheit bzw. Heizungsanlage 2 im
Beispielfall mit einer fest vorgegebenen Energiemenge (Primärenergiemenge)
beaufschlagt. Man erkennt, dass sich die Aufwärmkurve nach
einer bestimmten Zeit t bzw. zum Zeitpunkt tw der
jeweiligen Wunschtemperatur bzw. einer Innentemperatur Ti annähert, welche auf der Y-Achse
abgetragen ist.
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Erwartungsgemäß führt
der übereinstimmende Energieeintrag bei geringer Außentemperatur von
Ta = –10°C zum Zeitpunkt
tw zu einer Innentemperatur Ti von
lediglich 18°C (Ti = 18°C).
Dagegen sorgt der gleiche Energieeintrag bei einer Außentemperatur
von 10°C (Ta = 10°C) zum
Zeitpunkt tw für eine Innentemperatur
Ti von 25°C. Bei einer Außentemperatur
von 0°C (Ta = 0°C), stellt
sich zum Zeitpunkt tw eine Innentemperatur
von ca. 20°C ein (Ti = 20°C).
Selbstverständlich sind diese Werte nur und ausschließlich
beispielhaft zu verstehen und für jedes Gebäude 1 bzw.
jeden zu temperierenden Gegenstand 1 unterschiedlich.
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Um
beispielsweise bei einer Außentemperatur Ta von –10°C
nicht nur eine Innentemperatur Ti von 18°C
zu erreichen, muss die der Heizungsanlage 2 zugeführte
Energie selbstverständlich gesteigert werden. Das besorgt
eine Rechnereinrichtung 3, welche die Klimatisierungseinheit
bzw. Heizungsanlage 2 entsprechend beaufschlagt. Erfindungsgemäß ist also
die Rechnereinrichtung 3 für die Klimatisierungseinheit
bzw. Heizungsanlage 2 realisiert, die in Abhängigkeit
von verschiedenen und nachfolgend noch zu erläuternden
Sensorwerten und eingespeisten Daten dafür sorgt, dass
beispielsweise entsprechend der Kurve nach 1C zum
Zeitpunkt t2 die von einem Kunden gewünschte
Innentemperatur von 20°C vorliegt (Ti =
20°C). Diese Innentemperatur Ti von
20°C mag beispielsweise dann gewünscht werden,
wenn die Heizungsanlage 2 im Beispielfall während
der Nacht ganz ausgeschaltet oder hinsichtlich der zu geführten
Energie zurückgefahren worden ist. Das spiegelt sich in
der Abkühlkurve im linken Bereich der 1C wider,
die zu einer Außentemperatur Ta von
0°C korrespondiert.
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Das
heißt, das Gebäude 1 bzw. seine erneut auf
der Y-Achse aufgetragene Innentemperatur Ti folgt
während der Nacht zunächst der dargestellten Abkühlkurve,
die sich bei einem bestimmten minimalen Energieeintrag bzw. einer
bestimmten Energiebeaufschlagung der Heizungsanlage 2 bei
der Außentemperatur Ta = 0°C
einstellt. Damit nun zum Zeitpunkt t2 bzw.
tw tatsächlich die gewünschte
Innentemperatur Ti = 20°C vorliegt,
ist es erforderlich, dass die Heizungsanlage 2 ab dem Zeitpunkt
t1 mit erhöhter Energie beaufschlagt
wird. Die ab dem Zeitpunkt t1 durchfahrene
Aufwärmkurve entspricht dabei im Wesentlichen der mittleren
Kurve nach 1B.
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Die
Rechnereinrichtung 3 sorgt nun einerseits dafür,
dass die im linken Teil der 1C dargestellte
Abkühlkurve abgefahren wird und legt andererseits den Zeitpunkt
t1 fest, zu welchem mit erhöhter
Energiezufuhr die daran anschließende Aufwärmkurve
beginnt, so dass zum Zeitpunkt t2 bzw. tw dann auch die gewünschte Innentemperatur
Ti = 20°C im Innern des Gebäudes 1 beobachtet
wird.
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Die
Rechnereinrichtung 3 mit den zugehörigen Sensoren
und Einrichtungen zur Nutzung der erforderlichen Daten ist nun in 2 in
einer Übersicht dargestellt. Hier erkennt man die Rechnereinrichtung 3,
welche letztlich die Klimatisierungseinheit 2 steuert und
dafür sorgt, dass die Klimatisierungseinheit 2 bzw.
die Heizungsanlage 2 im Beispielfall mit der nötigen
Primärenergie versorgt wird, damit der Kundenwunsch bzw.
eine zu einem bestimmten Zeitpunkt gewünschte Innentemperatur
Ti vorliegt. Als Primärenergie
mag vorliegend und nicht einschränkend Heizöl
dienen, das in nicht dargestellten Tanks bevorratet wird und in
einem Heizölbrenner als Heizungsanlage 2 zur Erzeugung
von Warmwasser verbrannt wird. Die Rechnereinrichtung 3 mag
im Innern des Gebäudes 1 angebracht werden. Sie
kann sich aber auch außerhalb befinden und die Klimatisierungseinheit 2 fernsteuern.
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Man
erkennt, dass das Gebäude 1 als zu temperierender
Gegenstand 1 sowohl einen Innentemperatursensor 4 als
auch einen Außentemperatursensor 5 aufweist. Beide
Temperatursensoren 4, 5 sind mit der Rechnereinrichtung 3 verbunden,
so dass entsprechende Messwerte für die Innentemperatur
Ti wie für die Außentemperatur
Ta von der Rechnereinrichtung 3 verarbeitet
werden können.
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Die
Rechnereinrichtung 3 verfügt über einen Speicher 6,
welcher im Beispielfall als EPROM gestaltet sein mag. Der Speicher 6 ist
aus den einleitend bereits beschriebenen Gründen austauschbar ausgeführt.
In dem Speicher 6 werden wenigstens die im Rahmen des vorgeschalteten
und anhand der 1A und 1B dargestellten
Kalibriervorganges aufgenommenen Kurvenscharen abgelegt. Im Rahmen
des Beispielfalls findet sich in dem Speicher 6 also sowohl
die Kurvenschar für das Abkühlverhalten des Gebäudes 1 gemäß der 1A als
auch die Kurvenschar für das Aufwärmeerhalten
des Gebäudes 1 nach 1B. Beide
Kurvenscharen korrespondieren – wie beschrieben – zu
verschiedenen Ausgangstemperaturen Ta sowie
gegebenenfalls unterschiedlichen Energiemengen zur Beaufschlagung
der Klimatisierungseinheit 2.
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Die
Rechnereinrichtung 3 lässt sich fern auslesen.
Dazu ist die Rechnereinrichtung 3 mit einer externen Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung 7 verbunden. Über
diese externe Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung 7 kann
auch der Inhalt des Speichers 6 ausgelesen werden, wie
dies einleitend bereits beschrieben wurde. Es ist über
diese Datenverbindung auch denkbar, den Speicherinhalt zu überschreiben bzw.
die Rechnereinrichtung 3 mit ent sprechenden Werten für
die zu berücksichtigenden Kurvenscharen zu versorgen.
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Zusätzlich
zu den beiden Temperatursensoren 4, 5 sind noch
zwei weitere Sensoren 8, 9 im Gebäude 1 realisiert.
Bei dem Sensor 8 handelt es sich um einen Bewegungssensor,
welcher im Gebäude 1 befindliche Personen registriert.
Daraus lässt sich mit Hilfe des Sensors 8 ein
Nutzungsprofil in der Rechnereinrichtung 3 erstellen.
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Bei
dem weiteren Sensor 9 handelt es sich um einen Tür-
und/oder Fensterschalter 9. Dieser Sensor bzw. Schalter 9 dient
dazu, festzustellen, ob eine Öffnungseinrichtung des Gebäudes 1 geöffnet oder
geschlossen ist. Im Beispielfall der 2 ist der Sensor 9 als
Fensterschalter ausgebildet und stellt fest, ob das zugehörige
Fenster 10 oder allgemein eine Öffnungseinrichtung
beispielsweise gekippt ist oder nicht. In Abhängigkeit
von diesem Sensorsignal sorgt die Rechnungseinrichtung 3 dafür,
dass die Heizungsanlage 2 entsprechend mit Primärenergie beaufschlagt
wird. So wird man beispielsweise bei geöffnetem Fenster 10 generell
dafür sorgen, dass die Zufuhr an Primärenergie
so gering wie möglich bemessen ist, beispielsweise um ein
Einfrieren zu verhindern, respektive auszuschließen, dass
die Innentemperatur Ti innerhalb des Gebäudes 1 nicht
unter einen bestimmten und vorgegebenen Wert (beispielsweise Timin = 10°C) fällt.
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Darüber
hinaus kann ein weiterer Sensor realisiert werden, der als Zeitmessgeber
ausgebildet ist. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels und
nicht einschränkend mag dieser als Zeitmessgeber ausgeführte
Sensor in die externe Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung 7 integriert
sein. Oder anders ausgedrückt, versorgt die externe Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung 7 die
Rechnereinichtung 3 mit den erforderlichen Daten zur aktuellen
Zeit sowie zu kalen darischen Daten wie Datum, Urlaubszeit etc..
Das ist selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend
zu verstehen.
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Die
Rechnereinrichtung 3 verfügt darüber
hinaus noch über eine angeschlossene Kunden-Eingabeeinheit 11. Über
diese Kunden-Eingabeeinheit 11 kann der Bediener oder Kunde
seinen Kundenwunsch eingeben. Dieser spiegelt sich beispielsweise
in der bereits angesprochenen Wunschtemperatur von beispielsweise
Ti = 20°C zum gewünschten
Zeitpunkt tw wider. Darüber hinaus
kann der Kunde über die Kunden-Eingabeeinheit 11 nicht
nur gewünschte Raumtemperaturen, sondern auch Temperaturkurven
oder auch Verbrauchsvorgaben oder Kostenvorgaben in die Rechnereinrichtung 3 einspeisen.
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Diese
Verbrauchs- bzw. Kostenvorgaben knüpfen an den Primärenergieverbrauch
der Heizungsanlage 2 im Beispielfall bzw. allgemein der
Klimatisierungseinheit 2 an. Zu diesem Zweck erfasst die
Rechnereinrichtung 3 sowohl die Vorlauf- als auch die Rücklauftemperatur
des mit Hilfe der Heizungsanlage 2 erwärmten Wassers.
Das erwärmte Wasser wird über Radiatoren oder
Fußbodenheizungsrohre verteilt und sorgt dafür,
dass im Innern des Gebäudes 1 die Innentemperatur
Ti vorliegt. Darüber hinaus können
mit Hilfe der Rechnereinrichtung 3 auch direkt Werte des
Primärenergieverbrauchs abgefragt und erfasst werden. Hier
ist es beispielsweise denkbar, die Menge an verbrauchtem Heizöl als
Primärenergie im Beispielfall zu messen. Dazu kann ein üblicher
Volumen- oder Mengenmesser zwischen dem Heizöltank und
dem Ölbrenner vorgesehen werden. Darüber hinaus
lassen sich Werte für den Primärenergieverbrauch
auch über einen Gas- und/oder Stromzähler erfassen
und in der Rechnereinrichtung 3 verarbeiten. Denkbar ist
es hier, dass entsprechende Zählvorrichtung für
den Primärenergieverbrauch mit der Rechnereinrichtung 3 beispielsweise über
ein Netzwerk verbunden sind.
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Bei
diesem Netzwerk kann es sich um ein in das Gebäude 1 integriertes
Kommunikationsnetzwerk handeln. An dieses mögen auch die übrigen Sensoren
angeschlossen sein. Selbstverständlich ist auch eine drahtlose
Kommunikation denkbar und wird von der Erfindung erfasst.
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Zur
Ermittlung der Vorlauf- und Rücklauftemperaturen finden
sich zugehörige Temperatursensoren 13, 14 in
den Heizungsrohren, wobei der Temperatursensor 13 die Vorlauftemperatur
des Wassers misst und der Temperatursensor 14 die Rücklauftemperatur.
Außerdem ist noch ein Mengenmesser bzw. Volumensensor 15 realisiert,
welcher die Menge des an die einzelnen Heizkörper oder
an die Fußbodenheizung abgegebenem Wassers der Vorlauftemperatur
erfasst. Aus den Werten lässt sich die insgesamt in die
Radiatoren bzw. die Fußbodenheizung eingespeiste Wärmeenergie
ableiten. Diese Werte liegen in der Rechnereinrichtung 3 vor.
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Darüber
hinaus verfügt die Rechnereinrichtung 3 über
Daten, welche den Wirkungsgrad der Klimatisierungseinheit bzw. Heizungsanlage 2 betreffen.
Aus der verbrauchten Wärmeenergie in Verbindung mit dem
Wirkungsgrad lässt sich der Primärenergieverbrauch
errechnen. Dieser Primärenergieverbrauch kann auf einer
Anzeigeeinheit 12 wiedergegeben werden, die an die Rechnereinrichtung 3 angeschlossen
ist. Außerdem lässt die Anzeigeeinheit 12 eine
Ausgabe dergestalt zu, dass die aktuellen Energiekosten angegeben
werden.
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Hierzu
verfügt die Rechnereinrichtung 3 zusätzlich
zu dem Primärenergieverbrauch über Daten zu den
Kosten dieses Primärenergieverbrauches. Im Beispielfall
des Ölbrenners als Heizungsanlage 2 korrespondieren
die Energiekosten zu dem Heizölpreis und dem Heizölverbrauch
des Ölbrenners gegebenenfalls kann auch noch der Stromverbrauch
etwaiger Pumpen berücksichtigt werden. Jedenfalls kann
die Rechnereinrichtung 3 mit Hilfe der Anzeigeeinheit 12 die
aktuellen Energiekosten ausgeben. Selbstverständlich lassen
sich auch über beliebige Auswertezeiträume aufsummierte
Energiekosten darstellen. Außerdem kann das Energiesparpotential angegeben
werden. Denn es lassen sich prognostizierte Energiekosten errechnen,
die beispielsweise zu einer im Vergleich zu der gewünschten
Innentemperatur Ti von 20°C um
ein Grad verringerten Innentemperatur von 19°C korrespondieren.
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Die
Rechnereinrichtung 3 mag nicht nur über die Überwachungs-/Diagnoseeinrichtung 7 mit
beispielsweise einem externen Rechner oder einem externen Rechnernetzwerk
verbunden sein. Tatsächlich kann die Rechnereinrichtung 3 auch
mit einer externen weiteren Eingabeeinrichtung 16 gekoppelt
werden. Über diese externe Eingabeeinrichtung 16,
lassen sich beispielsweise Wetterdaten einspeisen. Diese mögen
aktuelle sowie prognostizierte Wetterdaten enthalten. Außerdem
können über die externe Eingabeeinrichtung 16 Energiepreise
oder andere auszuwertende Daten eingespeist werden. Darüber
hinaus stellt die externe Eingabeeinrichtung 16 beispielsweise
die Verbindung der Rechnereinrichtung 3 mit einem Zentralrechner
her. Hierdurch lassen sich Daten wie der bereits einleitend beschriebene
Energiepass, Wärmedämmdaten, Energiekosten, Verbrauchswerte
etc. des jeweiligen Gebäudes 1 zentral sammeln und
auswerten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2633472 [0004]
- - DE 10337771 A1 [0005]
- - DE 102006014515 A1 [0006]
- - DE 2633472 A1 [0008]