DE2722485A1 - Electronic determn. for heating costs - enables temp. differences to be obtained for each specified volume of water flowing through consumer unit - Google Patents
Electronic determn. for heating costs - enables temp. differences to be obtained for each specified volume of water flowing through consumer unitInfo
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Abstract
Description
system zur elektronischen Ermittlung von Heiz- system for the electronic determination of heating
und Warmwasserkosten Je Verbrauchseinheit, Die Erfindung betrifft ein System zur elektronischen Ermittlung von Heiz- und Warmwasserkosten je Verbrauchseintleit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. and hot water costs per unit of consumption, the invention relates to a system for the electronic determination of heating and hot water costs per consumption initiation according to the preamble of claim 1.
Ein derartigen System ist aus der l)T-OS 2 214 294 bekannt. ei diesem System ist eine getrennte Leitung von jeder Verbrauchseinheit zur Zentrale erforderlich.Such a system is known from I) T-OS 2 214 294. ei this System, a separate line is required from each consumer unit to the control center.
Außerdem ist die Ermittlung der relativen lioiskoaton ungenau, da nur die Heizkörpertemperaturen und nicht die Umgebungstemperaturen berücksichtigt werden.In addition, the determination of the relative lioiskoaton is imprecise, there only the radiator temperatures and not the ambient temperatures are taken into account will.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ausgehend von dieser Literaturstelle, ein System zur elektronischen Erwittlung von lleiz- und Warmwasserkosten anzugeben, <Jas mit einer einzigen Sammelleitung auskommt und das die Anzeige der hosten in Währungseinheiten ermöglicht.It is the object of the invention, based on this reference, specify a system for the electronic determination of licensing and hot water costs, <Jas gets by with a single manifold and that the display of the host in currency units.
Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst, wobei darauf hinzuweisen ist, daD es beispielsweise aus der DT-OS 2 316 718 bekannt ist, die relative oder absolute Wärmemenge durch Messen der Vor- und Rücklauftemperatur in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Durchflußnenge zu bestimmen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is given in the characterizing part of claim 1 Means solved, whereby it should be pointed out that it is, for example, from the DT-OS 2 316 718 is known, the relative or absolute amount of heat by measuring the and return temperature depending on a predetermined flow rate determine. Advantageous further developments are given in the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Systems, Fig. 2 die je Verbrauchseinheit vorgesehenen Steuerschaltungen und die Anzeigeeinrichtung die die Zentrale Fig.4 ein lmpulsdiagramm In Fig.1 ist schematisch die lleizungs- und Warmwasserversorgungsanlage eines Mehrfamilienhauses mit n Verbrauchseinheiten (Wohnungen) dargestellt. In jeder Wohnung ist ein Durchflußmengenmesser Dl, zum Beispiel ein Klügelradzähler, im Rücklauf des Gesamtheiekreises der Wohnung angeordnet. Im Vorlauf des Heizkreises ist ein Temperaturfühler TV , im Rücklauf ein T-mperaturfühler TR vorgesehen. Dl, TV und TR sind über eine elektronische Steuerschaltung Al an eine Sammelleitung SL1 angeschlossen.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, for example Explained it show: Fig. 1 is a schematic representation of the system, 2 shows the control circuits and the display device provided for each consumption unit the control center Fig. 4 a pulse diagram In Fig. 1 is a schematic of the line and hot water supply system of an apartment building with n consumption units (Apartments) shown. In each apartment is a flow meter Dl to Example of a pinwheel meter, arranged in the return of the total heating circuit of the apartment. There is a TV temperature sensor in the flow of the heating circuit and a T temperature sensor in the return TR provided. Dl, TV and TR are an electronic control circuit Al on a collecting line SL1 connected.
Für das Warmwasser sind entsprechend ein Durchflußmengenmesser D2, ein Temperaturfühler TW und eine Steuerschaltung A2 vorhanden. Wie weiter unten erläutert wird, gelangen über die Sammelleitung SL1 die MeUwerte zu einer Zentrale. Nach Verarbeitung der Meßwerte in der Zentrale gibt diese die tatsächlichen Betriebskosten in Währungseinheiten über dieselbe Sammelleitung SL1 zu Betriebskostenanzeigeeinrichtungen B in jede Wohnung zurück. Außerdem sind in der Zentrale ein Durchflußmengenmesser D3 für den Kaltwasseranschluß des Wärmetauschers, ein Temperaturfühler TK für die Kaltwassertemperatur und ein Durchflußmengenmesser D4 für Heizöl vorhanden.A flow meter D2, a temperature sensor TW and a control circuit A2 are available. As below is explained, the metering values reach a control center via the collecting line SL1. After processing the measured values in the control center, this gives the actual operating costs in currency units via the same bus line SL1 to operating cost display devices B back to each apartment. There is also a flow meter in the control center D3 for the cold water connection of the heat exchanger, a temperature sensor TK for the Cold water temperature and a flow meter D4 for heating oil available.
Fig.2 zeigt die einer Wohnung zugeoridneten Teile des System. Außer den schon erwähnten Temperatur- und Durchflußmengenmessern sind dies eine Steuerschaltung Al zur Messung der vom Heizkreis abgegebenen Wärmemenge, eine Steuerschaltung A2 zur Messung des Warmwasserverbrauchs und die Betriebskostenanzeigeeinrichtung B.Fig. 2 shows the parts of the system assigned to an apartment. Except the already mentioned temperature and flow meters, these are a control circuit Al for measuring the amount of heat given off by the heating circuit, a control circuit A2 for measuring the hot water consumption and the operating cost display device B.
Diese drei Teile sind an die Sammelleitung SL1 angeschlossen.These three parts are connected to the collecting line SL1.
Die Sammelleitung besteht aus einer Taktleitung, einer Datenleitung, einer Adressenleitung und einer Spannung versorgungsleitung, die +10V führt. Als Erdleitung (CV) dient das Leitungssystem der Heizanlage.The collecting line consists of a clock line, a data line, an address line and a voltage supply line that carries + 10V. as Earth line (CV) is used by the heating system's line system.
Die Sensoren für die Temperatur und die Durchflußmenge sind an die Steuerschaltungen Al und A2 angeschlossen.The sensors for the temperature and the flow rate are connected to the Control circuits A1 and A2 connected.
)ie Flügelradzähler D1 und D2 schlieren bei jeder Umdrehung einmal den Wassermengenkontakt WK und setzen dadurch Flip-Flops FF1. Die beiden Temperaturfühler TV und TR liefern der Vorlauf- bzw Rücklauftemperatur proportionale Spannungen. Ein Differenzverstärker bildet hieraus die der Temperaturdifferenz proportionale Spannung aUT Im Warmwasserkreis wird der Eingang des Differenzverstärkers für die Rücklauftemperatur auf 0V # 0°C gelegt.) he impeller meters D1 and D2 streak once with each revolution the water volume contact WK and thereby set flip-flops FF1. The two temperature sensors TV and TR supply voltages proportional to the flow and return temperature. A differential amplifier uses this to generate the one proportional to the temperature difference Voltage aUT In the hot water circuit, the input of the differential amplifier for the Return temperature set to 0V # 0 ° C.
Jede Steuerschaltung enthält ein Adress-Flip-Flop FF2.Each control circuit contains an address flip-flop FF2.
Durch die Heihenschaltung von 2n Sensoren bilden alle Adress-Flip-Flops ein 2n-stufiges Schieberegister, dessen Stufen auf die Steuerschaltungen verteilt sind.By connecting 2n sensors in series, they all form address flip-flops a 2n-stage shift register, the stages of which are distributed to the control circuits are.
Die Zentrale (Fig.3) schiebt durch dieses °n-stufige Schieberegister eine logische "0" und adressiert dadurch die Steuerschaltungen in der Reihenfolge ihrer räumlichen Anordnung.The control center (Fig. 3) shifts through this n-stage shift register a logic "0" and thereby addresses the control circuits in the sequence their spatial arrangement.
ist eine Steuerschaltung durch die logische "0" ao Dateneingang ihres Adress-Flip-Flops ?F2 markiert und hat der Flügelradzähler das Flip-Flop FF1 gesetzt, dann schaltet der Takt über einen Analogschalter die Temperaturdifferenzspannung # UT auf die Datenleitung durch und setzt anschließend FF1 zuruck. Dreht sich der Flügelradzähler nicht, dann wird FF1 nicht gesetzt.is a control circuit by the logical "0" ao data input of their Address flip-flops? F2 marked and has the impeller counter set the flip-flop FF1, then the clock switches via an analog switch Temperature differential voltage # UT on the data line and then resets FF1. Does it turn Impeller counter not, then FF1 is not set.
Eine durch die Zentrale adressierte Steuerschaltung kann in diesem Fall keine Spannung abgeben. (0V auf der Datenleitung) Enthält ein System 2n Sensoren, wobei die maximale Drehzahl eines Flügelradzählers in Umdrehungen/s beträgt, dann muß die Abfragerate der Sensoren größer als 2nm tiz sein, damit keine information verloren geht.A control circuit addressed by the control center can be used in this Case, do not release tension. (0V on the data line) If a system contains 2n sensors, where the maximum speed of an impeller meter is in revolutions / s, then the query rate of the sensors must be greater than 2nm tiz, so that no information get lost.
Sind an die Sammelleitung außer den 2n Sensoren noch n Betriebskostenanzeigeeinrichtungen angeschlossen, darein muß die Taktfrequenz größer als 26nm Hz sein.In addition to the 2n sensors, there are also n operating cost display devices on the collecting line connected, the clock frequency must be greater than 26nm Hz.
Über die Datenleitung erhält die Zentrale zu jeder Einheitsdurchflußmenge (beispielsweise 1 cm³) die Temperaturdifferenz zwischen Heizungsvorlauf und Rücklauf, beziehungsweise die auf OOC bezogene Temperatur des Warmwassers.The central unit receives a unit flow rate via the data line (for example 1 cm³) the temperature difference between the heating flow and return, or the temperature of the hot water related to OOC.
Es ist bekannt, daß die verbrauchte Wärmemenge durch numerische Integration ermittelt werden kann. Diese Wärmemenge W ist: Hierbei ist p die konstante Wassermenge, die einer Umdrehung des Flügelradzählers entspricht und # UT die Temperaturdifferenzspannung zwischen Heizungsvorlauf und Rücklauf oder zwischen dem Warmwasser und dem Kaltwasseranschluß am Heizkessel. Dieser Zusammenhang zeigt, daß die von einer beliebigen Verbrauchseinheit entnommene Wärmemenge in der Zentrale ermittelt werden kann, indem alle zugehörigen UT-Werte analog-digitalgewandelt und aufsummiert werden.It is known that the amount of heat consumed can be determined by numerical integration. This amount of heat W is: Here p is the constant amount of water that corresponds to one revolution of the impeller meter and # UT is the temperature differential voltage between the heating flow and return or between the hot water and the cold water connection on the boiler. This relationship shows that the amount of heat withdrawn from any consumption unit can be determined in the control center by converting all associated UT values from analog to digital and adding them up.
>ie aus den relativen Wärmemengen in der Zentrale berechneten Betriebskosten werden über die Sammelleitung SL1 zu den Betriebskostenanzeigeeinrichtungen B in den Wohnungen übertragen. Die Detriebskostenanzeigeeinrich tuben enthalten statt eines Adress-Flip-Flops ein 24-bit-Adress-Schieberegister SR1. Die Betriebskostenanzeigeeinriclltungen bleiben dadurch über 24 Takte adressiert. während dieser 24 Takte überträgt die Zentrale die 6-stelligen Betriebskosten im BCD-Code zu den Betriebskostenanzeigeeinrichtungen. Dieses Verfahren gewährleistet einen minimalen Aufwand in den Steuerschaltungen und den Detriebskostenanzeigeeinrichtungen, erfordert jedoch, daß die Zentrale informiert ist, in welcher teihenfolge die Steuerschaltungen und die Betriebskostenanzeigeeinrichtungen an der Sammelleitung SL1 angeordnet sind.> The operating costs calculated from the relative amounts of heat in the control center are via the collecting line SL1 to the operating cost display devices B in transferred to the apartments. The operating cost display devices contain tubes instead of an address flip-flop, a 24-bit address shift register SR1. The operating cost display devices remain addressed over 24 clocks. during these 24 clocks the Centralize the 6-digit operating costs in BCD code to the operating cost display devices. This method ensures a minimum of effort in the control circuits and the operating cost indicators, however, requires the central office to inform is the order in which the control circuits and operating cost indicators are arranged on the collecting line SL1.
Ein typisches Impulsdiagramm für die Sammelleitung SL1 ist in Fig.4 dargestellt. Fig.4 zeigt, wie der 1<eihe nach die Steuerschaltungen Al und A2 abgefragt werden und danach ein weiteres 24-bit-Schieberegister SR2 in der zugehörigen Detriebskostenanzeigeeinrichtung mit 24 bit (NRZ-Format) geladen wird.A typical pulse diagram for the bus line SL1 is shown in FIG shown. 4 shows how the control circuits A1 and A2 are queried and then another 24-bit shift register SR2 in the associated The operating cost display device is loaded with 24 bit (NRZ format).
Mit dem Schieberegister SR2 ist die eigentliche Betriebskostenanzeige verbunden, an der somit immer der momentane Stand der Betriebskosten ablesbar ist. Anschließend laufen die gleichen Vorgänge für die anderen Verbrauchseinheiten ab.The actual operating costs display is with the shift register SR2 connected, on which the current status of the operating costs can therefore always be read. The same processes then run for the other consumption units.
Die Zentrale ist in Fig.3 wiedergegeben. Die wesentlichen Bestandteile der Zentrale sind ein digitaler Prozessor, ein Speicher für Festwerte, ein Speicher für Meßwerte, eine Stromversorgung (eventuell mit Notstromversorgung) und Ein- und Ausgabeeinrichtungen.The center is shown in Fig.3. The essential components the control center are a digital processor, a memory for fixed values, a memory for measured values, a power supply (possibly with an emergency power supply) and input and Output devices.
Diese Baugruppen tauschen untereinander Daten über eine zweite Sammelleitung SL2 aus, die ihrerseits direkt oder über einen Analog/Digitalwandler mit der ersten Sammelleitung SL1 verbunden ist.These assemblies exchange data with one another via a second collecting line SL2, which in turn directly or via an analog / digital converter with the first Collector line SL1 is connected.
Der gesamte Programmablauf in der Zentrale wird von dem digitalen Prozessor gesteuert. Im ?estwertspeicher besitzt jede Verbrauchseinheit genau eine Speicherstelle.The entire program flow in the headquarters is from the digital Processor controlled. Each consumption unit has exactly one in the test value memory Location.
In diese Speicherstelle werden bei der Installation folgende informationen einmalig eingebrannt.The following information is stored in this memory location during installation Burned in once.
- Fläche der Verbrauchseinheit - Anordnung der Steuerschaltungen und der Betriebskostenanzeigeeinrichtung an der Sammelleitung SL1 - und falls erforderlich, die Zahl der lleisungs- und Warmwassersensoren.- Area of the consumption unit - Arrangement of control circuits and the operating cost display device on the SL1 collecting line - and if necessary, the number of capacity and hot water sensors.
Außerdem enthält der Festwertspeicher eine Speicherstelle fur die Gesamtfläche aller Verbrauchseinheiten.The read-only memory also contains a memory location for the Total area of all consumption units.
Der Meßwertspeicher besitzt ebenfalls für jede Verbrauchseinheit eine Speicherstelle. Diese Speicher stelle/Verbrauchseinheit bietet Platz für den relativen Wärmeverbrauch im Heizkreis und für den relativen Wärmeverbrauch im Warmwasserkreis.The measured value memory also has one for each consumption unit Location. This storage point / consumption unit provides space for the relative Heat consumption in the heating circuit and for the relative heat consumption in the hot water circuit.
Der Meßwertspeicher besitzt außerdem eine Speicher stelle für die Summe der relativen Wärneentnahne aller Verbrauchseinheiten im Warmwasserkreis (# WW) und eine Speicherstelle für die Summe der relativen Wärneentnahme aller Verbrauchseinheiten im Heizkreis (# WH).The measured value memory also has a memory location for the Sum of the relative heat extraction of all consumption units in the hot water circuit (# WW) and a storage location for the sum of the relative heat extraction of all consumption units in the heating circuit (# WH).
Die gesamte Steuerung läuft nun wie folgt ab. Durch einen Schlüsselschalter wird die Zentrale in die Anfangsstellung gebracht. Danach läuft in Prozessor ein Startprograum ab, das den Meßwertspeicher löscht, an die Adressenleitung eine logische "1" anlegt und auf die Taktleitung 106 Takte (entspricht etwa 1a ) gibt.The entire control now works as follows. By a key switch the control center is brought to the starting position. Then runs into the processor Start program, which clears the measured value memory, sends a logical one to the address line "1" creates and opens the clock line 106 clocks (corresponds to about 1a ) gives.
Anschließend legt das Startprogrami die logische "1" zusatzlich an die Datenleitung und gibt nochmals 10 Takte auf die Taktleitung.The start program then also creates the logical "1" the data line and puts another 10 clocks on the clock line.
Diese Maßnahme hat zur Folge, daß alle Steuerschaltungen abgeschaltet und alle Betriebskostenanzeigeeinrichtungen definiert auf Null gesetzt werden. Über die Eingabe werden nun die Brennstoffkosten und, falls bereits bekannt, die hosten für Wartung und Instandhal -tung eingegeben Bei der Eingabe der Brennstoffkosten sind zwei Alternativen vorgesehen. wird als Brennstoff Heizöl verwendet, dann kann der Preis/Liter Heizöl eingegeben werden. Zusammen mit der über n4 geflossenen Heizölmenge kann der Prozessor selbst die Brennstoffkosten berechnen.This measure has the consequence that all control circuits are switched off and all operating cost display devices are set to zero in a defined manner. Above The input will now be the fuel costs and, if already known, the host entered for maintenance and servicing When entering the fuel costs two alternatives are provided. if heating oil is used as fuel, then can the price / liter of heating oil can be entered. Together with the amount of heating oil that has flowed through n4 the processor can calculate the fuel costs itself.
Werden andere Urennstoffe verwendet, oder soll der Durchflußmengenmesser D4 eingespart werden, dann kann statt der Brennstoffkosten ein geschätzter Wert für die Sosten/Wärmeeinheit in die Zentrale eingegeben werden. Die Berechnung der anteiligen Betriebskosten erfolet dann das Jahr über auf der Basis dieses geschätzten Wertes. Werden am Ende der Heizperiode die tatsächlichen Brennstoffkosten eingegeben, dann korrigiert die Zentrale die anteiligen Betriebskosten automatisch. Diese Korrektur ist naso geringfügiger, je genauer der geschätzte Wert war.Are other substances used or should the flow meter be used? D4 can be saved, then instead of the fuel costs, an estimated value for the sosten / heating unit can be entered in the central unit. The calculation of the pro rata operating costs then occur over the year on the basis of this estimated Worth. If the actual fuel costs are entered at the end of the heating season, then the head office automatically corrects the pro rata operating costs. This correction is naso less, the more accurate the estimated value was.
Nach dem Startprogramm beginnt das eigentliche Arbeitsprogramm. Das Arbeitsprogramm holt ii ersten Schritt die Kenndaten der Verbrauchseinheit 1 aus dem Festwertspeicher ( Adresse t } in den Prozessor. Entsprechend dieser Kenndaten fragt der Prozessor über die Sammelleitung SL1 die Steuerschaltungen der Verbrauchseinheit 1 ab. Steht in den kenndaten beispielsweise,daß die erste Verbrauchseinheit einen Sensor für die Heizung, einen fur das warmwasser und eine Betriebskostenanzeigeeinrichtung in der angegebenen Reihenfolge besitzt ( üblicher Fall ), dann spielt sich folgendes ab.After the start program, the actual work program begins. That The first step in the work program retrieves the characteristics of the consumption unit 1 the read-only memory (address t} in the processor. Correspondingly this The processor queries the control circuits of the system via the bus SL1 Consumption unit 1. If the characteristics say, for example, that the first consumption unit one sensor for the heating, one for the hot water and an operating cost display device in the given order (usual case), then the following happens away.
Der Prozessor legt eine logische "O" an die Adressenleitung und gibt einen Takt auf die Taktleitung. Durch diese Maßnahme wird die Steuerschaltung A1 der Verbrauchseinheit 1 adressiert und der Meßwert # UT über den Analog/Digital-Wandler zum Prozessor gegeben.The processor applies a logical "O" to the address line and returns a clock on the clock line. By this measure, the control circuit A1 the consumption unit 1 is addressed and the measured value # UT via the analog / digital converter given to the processor.
l)anach adressiert der Prozessor die Speicherstelle 1 im Meßwertspeicher, holt von dort den gespeicherten Ileizungswärmeverbrauch, addiert hierzu den digitalisierten Meßwert aUT und schreibt die Summe unter Adresse 1 zurück in den Meßwertspeicher. Der Meßwert aUT wird außerdem zur Speicherstelle für die Summe der relativen Wärmeentnahme aller Heizungsverbrauchseinheiten (£ # WH ) addiert durch einen weiteren Takt auf der Taktleitung und einer logischen " "1" auf der Adressenleitung wird anschließend die Warmwassersteuerschaltung A2 adressiert. Deren Meßwert # UT wird ebenfalls digitalisiert, auf die tatsächliche Kaltwassertemperatur umgerechnet und zur Speicherstelle 1 ( relative Wärmeentnahme im Warmwasserkreis der Verbrauchseinheit 1 ) addiert. Dieser MeßwertUT wird außerdem zur Summenspeicherstelle #WW addiert.l) then the processor addresses memory location 1 in the measured value memory, fetches the stored heating consumption from there, adds the digitized one to this Measured value aUT and writes the total back to the measured value memory under address 1. The measured value aUT is also used as a storage location for the sum of the relative heat extraction of all heating consumption units (£ # WH) added up by a further cycle the clock line and a logic "" 1 "on the address line is then the hot water control circuit A2 is addressed. Their measured value # UT is also digitized, converted to the actual cold water temperature and transferred to storage location 1 ( relative heat extraction in the hot water circuit of consumption unit 1) added. This MeßwertUT is also added to the total storage location #WW.
Im nächsten Schritt berechnet der Prozessor die anteiligen Betriebs- und Wartungskosten der Verbrauchseinheit 1 und überträgt diese zur Betriebskostenanzeigeeinrichtung.In the next step, the processor calculates the proportional operating and maintenance costs of the consumption unit 1 and transmits them to the operating cost display device.
Die Uerechnung der anteiligen Gesamtkosten K einer Verbrauchseinheit geschieht nach der Beziehung Brennstoffkosten . Wasserkosten (Heizkessel) Fläche + - Wartungskosten Gesamtfläche hierbei ist: WH : Wärmeentnahme im Heizkreis einer Verbrauchseinheit 2 : Wärmeentnahme im Heizkreis aller Verbrauchseinheiten WW: Wärmeentnahme im warmwasserkreis einer Verbrauchseinheit # WW : Wärmeentnahme im Warmwasserkreis aller Verbrauchseinheiten.The proportional total costs K of a consumption unit are calculated according to the relationship Fuel costs. Water costs (boiler) area + - maintenance costs total area here is: WH: heat extraction in the heating circuit of a consumption unit 2: heat extraction in the heating circuit of all consumption units WW: heat extraction in the hot water circuit of a consumption unit # WW: heat extraction in the hot water circuit of all consumption units.
Für alle anderen Verbrauchseinheiten spielt sich die Kostenerfassung nach genau dem gleichen Programmablauf ab.For all other consumption units, the cost recording takes place after exactly the same program sequence.
Zusätzlich oder an Stelle der Anzeige in der Zentrale kann ein Druckwerk angeschlossen werden, das direkt die kostenabrechung für Jede Verbrauchseinheit ausdrucks L e e r s e i t eIn addition to or instead of the display in the control center, a printing unit connected directly to the cost accounting for each consumption unit expressive L e r s e i t e
Claims (6)
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DE2722485A1 true DE2722485A1 (en) | 1978-11-23 |
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