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Anordnung zum Erfassen des Wärmeverbrauchs in
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einem mit erwärmtem Durchflußmedium beaufschlagten Verbraucherkreis
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erfassen des Wärmeverbrauchs in einem
mit erwärmten Durchflußmedium beauf schlagten Verbraucherkreis, bei der mittels
Temperatur-Meßgeräten die Temperatur des Durchflußmediums am Eingang und am Ausgang
des Verbraucherkreises sowie mittels eines Durchflußmengen-Meßgerätes die Durchflußmenge
im Verbraucherkreis gemessen werden.
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Ein Problem bei einer derartigen Anordnung liegt darin, daß die eingesetzten
Meßgeräte für die Temperaturen und die Durchflußmenge in ihren Meßbereichen keine
linearen Kennlinien besitzen.
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So zeigen z.B. Durchflußmengen-Meßgeräte nach Art eines Flügelradzählers
bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten des Durchflußmediums größere Fehlerraten,
d.h. der abgegebene Meßwert stimmt nicht mit der tatsächlichen Durchflußmenge überein.
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Wenn diese Meßwerte zur Errechnung des Wärmeverbrauchs im Verbraucherkreis
benützt werden, ergeben sich dann erhebliche Fehlerraten, da ja alle Meßwerte mit
Fehlerraten behaftet sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit der der Wärmeverbrauch in einem Verbraucherkreis wesentlich
genauer und ohne subjektive Fehlerquellen beim Ablesen und Errechnen bestimmt werden
kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßungenauigkeit
der eingesetzten Temperatur-Meßgeräte und des eingesetzten Durchflußmengen-Meßgerätes
über ihre Meßbereiche ermittelt und der Meßungenauigkeit entsprechende Korrekturwerte
in Korrekturspeichern festgehalten sind, daß die von den Temperatur-Meßgeräten und
dem Durchflußmengen-Meßgerät jeweils abgegebenen Meßwerte entsprechend der in den
Korrekturspeichern-festgehaltenen, zugeordneten Korrekturwerte korrigierbar sind
und daß die so korrigierten Meßwerte einem Rechenwerk zur Errechnung des Wärmeverbrauchs
im Verbraucherkreis zuführbar sind.
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Auf diese Weise werden die Meßungenauigkeiten der für die Anordnung
verwendeten Meßgeräte über ihre gesamten Meßbereiche ausgeglichen und die dem Rechenwerk
zugeführten korrigierten Meßwerte können ohne Fehlerrate zur automatischen Errechnung
des Wärmeverbrauchs im Verbraucherkreis verwendet werden. Das Rechenwerk schaltet
subjektive Fehler aus, es kann für die Anordnung als sogenannter Mikroprozessor
dennoch preisgünstig hergestellt werden.
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Nach einer Ausgestaltung kann für die Korrektur der Meßwerte vorgesehen
sein, daß die Meßungenauigkeit der Temperatur-Meßgeräte und des Durchflußmengen-Meßgerätes
als positive bzw.
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negative Abweichungswerte vom Sollwert festgestellt sind, und daß
diese Abweichungswerte bei der Korrektur der abgegebenen Meßwerte von den Meßwerten
subtrahiert bzw. zu den Meßwerten addiert werden, um die korrigierten Meßwerte zu
bekommen.
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Die Korrekturwerte werden bei der Herstellung der Meßgeräte ermittelt
und geräte individuell in einen Festwertspeicher eingegeben. Beim Austausch eines
Meßgerätes muß daher auch der geräteindividuelle Festwertspeicher ausgetauscht werden,
um wieder die volle Kompensation der Meßungenauigkeit dieses neuen Meßgerätes zu
erhalten.
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Die Leitungsführung und die Informationsauswertung können nach einer
Weiterbildung dadurch vereinfacht werden, daß die beiden Temperatur-Meßgeräte in
einer Differenzschaltung angeordnet sind, die einen der Temperaturdifferenz entsprechenden
Meßwert abgibt und daß die zugeordneten Korrektur werte in dem entsprechenden Korrekturspeicher
auf diesen Temperaturdifferenz-Meßwert bezogen sind. Dem Rechenwerk brauchen nur
noch zwei Meßwerte zur Errechnung des Wärmeverbrauchs im Verbraucherkreis zugeführt
zu werden.
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Da für die Korrektur der Meßwerte und die Rechenvorgänge im Rechenwerk
digitale Informationen bevorzugt werden, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß
bei Temperatur-Meßgeräten und einem Durchflußmengen-Meßgerät mit analogem Ausgangssignal
mittels eines Analog-Digital-Wandlers ein digitales Meßwertsignal ableitbar ist.
Dieser Analog-Digital-Wandler kann auch für mehr als einen Meßwert ausgenützt werden,
wenn dem Rechenwerk die korrigierten Meßwerte in zeitlicher Reihenfolge zugeführt
werden.
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Der Einsatz eines Rechenwerkes zur Errechnung des Wärmeverbrauchs
im Verbraucherkreis läßt ohne großen Mehraufwand die Berechnung anderer Verbrauchswerte
zu, wenn vorgesehen wird, daß dem Rechenwerk zusätzliche Meßdaten, wie Außentemperatur
oder dgl. zuführbar sind, wobei diese Meßdaten in entsprechender Weise mittels eines
Korrekturspeichers korrigierbar sind und daß dem Rechenwerk zusätzliche Daten, wie
Ölverbrauch oder dgl., direkt zuführbar sind.
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Die Ableitung dieser Verbrauchswerte erfolgt nach einer Ausgestaltung
dadurch, daß das Rechenwerk mittels eines Rommandogebers zur Abgabe bestimmter Rechenergebnisse,
z.B. Durchflußmenge pro Zeiteinheit, Differenztemperatur, Kalorienbewertung, Verrechnung
mit Außentemperatur, Gesamtmenge, usw.
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ansteuerbar ist. Dieser Kommandogeber, bevorzugt als Tastatur ausgebildet,
kann mit speziellen Daten nach einem Codeschlüssel bestimmte Verbrauchswerte abrufen
und das Rechenwerk zur Abgabe der zugeordneten Ausgangs information veranlassen.
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Nacheiner Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Rechenwerk bei einer
Ansteuerung zusätzlich den Tag, den Monat und das Jahr als Ausgangsinformation zur
Registrierung, z.B. mittels eines Druckers, abgibt. Auf diese Weise können die vom
Rechenwerk abgerufenen Ausgangsinformationen mit dem Datum des Abrufzeitpunktes
versehen und registriert werden.
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Es ist nicht zwingend vorausgesetzt, daß die Ausgangsinformationen
am Einsatzort des Rechenwerkes registriert werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung
kann vorgesehen sein, daß die vom Rechenwerk abgegebenen Ausgangsinformationen mittels
einer Aufbereitungsschaltung
zur Übertragung über eine Leitung
aufbereitbar sind. Über die Leitung können die aufbereiteten Ausgangsinformationen
nacheinander zu einer entfernten Zentrale übertragen werden, wo sie dann aufgenommen
und registriert werden können.
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Bei einer Anlage mit mehreren Verbraucherkreisen kann die Anordnung
vom Aufwand her vereinfacht werden. Dazu ist vorgesehen, daß mehrere Verbraucherkreise
mittels Empfänger, Selektionsstufen zeitlich nacheinander mit dem Rechenwerk verbindbar
sind. Die Meßwerte werden in vorgegebener zeitlicher Reihenfolge und damit eindeutiger
Zuordnung zu den Verbraucherkreisen vom Rechenwerk aufgenommen und verarbeitet.
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Damit auch verbraucherkreisindividuelle Verbrauchswerte abgefragt
werden können, sieht eine Weiterbildung vor, daß das Rechenwerk über zwei verschiedene
Kommandogeber ansteuerbar ist, wobei zumindest ein Kommandogeber mit speziellen
Daten zur Abgabe von verbraucherkreisindividuellen Verbrauchswerten ausnützbar ist.
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Die Ausgestaltung ist dabei weiterhin so, daß der eine Kommandogeber
der Zentrale zugeordnet ist, während der andere Kommandogeber von den Verbrauchern
ausnützbar ist. Mit dem der Zentrale zugeordneten Kommandogeber können alle Verbrauchswerte
für alle Verbraucherkreise abgerufen werden. Am zweiten Kommandogeber kann der Verbraucher
seine Verbrauchswerte abfragen.
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Die Aufteilung der Anordnung ist dabei zweckmäßigerweise so, daß die
Empfänger, die Selektionsstufen und das Rechenwerk in der Zentrale angeordnet sind
und daß die Meßwerte der Verbraucherkreise über individuelle Leitungen zur Zentrale
übertragbar sind;
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 im Blockschaltbild eine Anordnung zum Erfassen des
Wärmeverbrauchs eines Verbraucherkreises und Fig. 2 im Blockschaltbild eine Abwandlung
der Anordnung zum Erfassen der Verbrauchswerte mehrerer Verbraucherkreise.
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In Fig. 1 ist ein Durchflußmensen-Meßgerät DFW gezeigt, das einen
Meßwert m abgibt. Außerdem sind drei Temperatur-Meßgeräte TM1,'TM2 und TM3 vorgesehen,
die die Meßwerte t1, t2 und t3 abgeben. Mit den Temperatur-Meßgeräten TM1 und TM2
werden die Temperaturen des Durchflußmediums am Eingang und am Ausgang des Verbraucherkreises
gemessen. Das Temperatur-Meßgerät TM3 erfaßt die Außentemperatur, die für bestimmte
Verbrauchswerte von Bedeutung ist und im Rechenwerk RW benötigt wird.
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Die Meßwerte m, t1, t2 und t3 werden über einen Umschalter oder einen
elektronischen Multiplexer MP nacheinander dem Analog-Digital-Wandler ADW zugeführt,
der diese analogen Meßwerte als digitale Informationen einer Vergleichsschaltung
VG zuleitet.
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Die von der Vergleichsschaltung VG aufgenommenen Meßwerte werden mit
den in den Korrektur speichern TK und DFK gespeicherten
Korrekturwerten
verglichen und zur Ableitung neuer korrigierter Meßwerte M, T1, T2 und T3 ausgenützt.
Die Korrekturwerte in den Korrekturspeichern TK und DFK berücksichtigen die Meßungenauigkeiten
der Meßgeräte in ihren Meßbereichen. Die eingesetzten Meßgeräte DFW und TM1, TM2,
TM3 werden nach der Herstellung überprüft, die Abweichungen von der linearen Kennlinie
ermittelt und als Korrekturwerte in zugeordneten Korrekturspeichern TK und DFK festgehalten.
Auf diese weise kann jeder mit Ungenauigkeiten behaftete Meßwert m, t1, t2 und t3
in einen exakten Meßwert M, T1, T2 und T3 umgewandelt werden. Die erforderliche
Korrektur richtet sich für einen Meßwert jeweils nach dem zugeordneten, im Korrekturspeicher
festgehaltenen Korrekturwert.
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Nach der Korrektur aller Meßwerte werden die korrigierten Meßwerte
M, T1, T2 und T3 aus dem Korrekturwerk KW einem Rechenwerk RW zugeführt. Dieses
vorzugsweise als Mikroprozessor ausgelegte Rechenwerk RW kann mit Hilfe der korrigierten
Meßwerte verschiedene Berechnungen ausführen, die alle zu wesentlich exakteren Ergebnissen
führen und die durch subjektive Fehler nicht verfälscht werden können.
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Das Rechenwerk RW kann z.B. die Durchflußmenge pro Zeiteinheit, die
Differenztemperatur, die Kalorienbewertung, die Verrechnung mit der Außentemperatur,
die Verbrauchsbestimmung, die Gesamtmenge usw. ermitteln, d.h. aus den zugeführten
Meßwerten errechnen.
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Die Ausgangs informationen des Rechenwerkes RW können über eine Aufbereitungsschaltung
AB zur Übertragung über eine Leitung, z.B. zu einer externen Zentrale, aufbereitet
werden. Die so aufbereiteten Informationen können über ein
Anschalteglied
AS einem Drucker D zugeleitet werden, der diese Informationen abdruckt. Dabei ist
jedoch ein Kommandogeber KG vorgesehen, der die Abfrage der Informationen einleitet,
wobei spezielle Daten zur Abfrage gezielter Verbrauchswerte verwendet werden können.
Über eine Leitungs-Übertragung L-Ue können die Ausgangs informationen des Rechenwerkes
RW auch zu einer im Haus befindlichen Zentrale weitergeleitet werden.
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Wie die Fig. 2 zeigt, lassen sich auch mehrere Verbraucherkreise ST1
bis ST4 in die Anordnung einbeziehen. Die Verbraucherkreise können über individuelle
Leitungen ihre Meßwerte zu einer gemeinsamen Zentrale übertragen. Dort werden die
Meßwerte mittels Empfänger E aufgenommen, mittels Selektionsstufe TST voneinander
entkoppelt und mittels eines Analog-Digital-Wandlers ADW in digitale Meßwert informationen
umgewandelt. Danach erfolgt in gleicher Weise die Korrektur der Meßwertinformationen
in der Vergleichsschaltung VG mit den Korrekturspeichern TK und DFK. Das Rechenwerk
RW erhält wieder exakte korrigierte Meßwerte und ermittelt daraus die Verbrauchswerte.
Wie gezeigt ist, können dem Rechenwerk RW über ein Ölverbrauchsmeßgerät ÖM und ein
Außenthermometer AT auch zusätzliche Meßwerte direkt eingegeben werden, die es zur
Errechnung bestimmter Verbrauchswerte benötigt.
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Das Rechenwerk RW ist über einen ersten Kommandogeber KG1, der nur
in der Zentrale zugänglich ist, mit spezifischen Daten in einem Codeschlüssel ansteuerbar.
Mit Hilfe der spezifischen Datenauswertung DAW im Rechenwerk RW können verbraucherkreisindidivuelle
Verbrauchswerte abgerufen und errechnet werden. Der Drucker D1 kann diese Verbrauchswerte
registrieren. Dabei ist von Vorteil, wenn das Rechenwerk RW den Abfragezeitpunkt
als Datum nach Tag, Monat und Jahr mit zur Registrierung an den Drucker D1 abgibt.
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Mit dem Kommandogeber KG2 kann der Verbraucher die Ausgabe A des Rechenwerkes
RW ansteuern und so seine individuellen Verbrauchswerte abrufen und mittels des
Druckers D2 in gleicher Weise registrieren.
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Die zusätzlichen Meßwerte, wie Ölverbrauch und Außentemperatur, ermöglichen
eine Wirtschaftlichskeitberechnung der Anlage, da der Wirkungsgrad errechnet werden
kann.