DE29702547U1

DE29702547U1 - Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes

Info

Publication number: DE29702547U1
Application number: DE29702547U
Authority: DE
Original assignee: Graesslin GmbH
Current assignee: Graesslin GmbH
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2007-02-15

Description

GM-398/96-GKG

Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

In einer Vielzahl von Häusern bzw. Wohn-, Geschäfts- oder sonstigen Räumen sind Warmwasserheizeinrichtungen, insbesondere Heizkörper, vorgesehen, bei denen das Heizungswasser über sogenannte Durchgangs- und Dreiwegeventile eingespeist wird, die dort unmittelbar oder mittelbar an derartigen Konvektoren installiert sind. Diese Durchgangs- und Dreiwegeventile sind in der Regel mit einem elektromotorischen Kleinstellantrieb ausgestattet, der elektrisch oder elektronisch, insbesondere über eine Brückenschaltung, zweckmäßigerweise von einem Raumtemperaturregler mit einem entsprechend integrierten Meßwiderstand, raumtemperaturabhängig gesteuert wird. Dabei ist es vielfach erforderlich oder wünschenswert, bei einer derartigen Raumtemperaturregelung einerseits den Heizenergieverbrauch eines Hauses oder Raumes zu erfassen und andererseits die Heizkosten hinreichend präzise zu ermitteln und erforderlichenfalls zu verteilen. Dabei soll sichergestellt sein, daß eine derartige Vorrichtung, sowohl zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs, als auch zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Raumes oder ganzen Hauses präzise arbeitet und die ermittelten Meßwerte anzeigt, sowie technisch einfach aufgebaut und wirtschaftlich herstellbar ist.

Die bekanntgewordenen Vorrichtungen zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten für derartig geregelte Heizkörper bzw. Konvektoren, arbeiten in der Regel nach dem Verdunstungsprinzip, bei dem ein, mit einer Spezialflüssigkeit gefülltes, Meßröhrchen, das in einem Gehäuse zwischen den Rippen der Heizkörper befestigt ist und dessen, im Verlaufe der Heizperiode im Röhrchen verdunstete, Flüssigkeit ein Maß für die vom Heizkörper abgegebene War-

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me darstellt, d.h. ein Maß für den Heizenergieverbrauch ist.

Diese Geräte sind keine eigentlichen Wärmezähler, sondern im weitesten Sinne Heizkostenverteiler zur relativen Aufteilung der Betriebskosten von Zentralheizungen. Dabei sind zur Berücksichtigung der jeweiligen Heizkörperfläche verschiedene Meßzahlen erforderlich. Der Heizenergieverbrauch eines Hauses oder Raumes ist mit diesen Geräten nicht ermittelbar. Außerdem sind diese Geräte relativ ungenau und erfordern zur Ablesung einen relativ hohen manuellen, unwirtschaftlichen Aufwand. Darüberhinaus ist dort eine Korrektur bei verschiedenartigen Heizkörpern in einer zu messenden Heizanlage äußerst schwierig.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes, der eingangsgenannten Art zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtung beseitigt sind und die nicht nur hinsichtlich der Meßgenauigkeit verbessert, sondern deren Ergebnis rationell und wirtschaftlich zu ermitteln, zu verwalten und umzulegen ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 gelöst und in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Einzelheiten beansprucht.

Vorteilhaft bei dieser neuen Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten von Häusern und/oder Räumen, in denen die einzelnen Radiatoren bzw. Heizkörper mit sogenannten Durchgangs- oder Dreiwegeventilen versehen sind, die jeweils mittels eines elektrisch oder elektronisch, insbesondere raumtemperaturabhängig, gesteuerten Kleinstellantriebes versehen sind, ist nicht nur, daß dort mittels einer elektronischen Vorrichtung die Zeitdauer und Größe der jeweiligen am Kleinstellantrieb stetig anliegenden, Steuer- und Betriebsspannung U™ als ein direkt proportionales Haß für den Heizenergieverbrauch gemessen und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten verwertet wird, sondern auch, daß die jeweils gemessene Steuer- und Betriebsspannung pro Zeiteinheit in einen, in der neuen Vorrichtung vor-

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gesehenen, elektronischen Speicher, zusammen mit einer erforderlichen, die spezifische Bausubstanz des zu erfassenden Hauses und/oder Raumes repräsentierenden, Kenngröße K abgespeichert wird.

Vorteilhaft ist ferner die zweckmäßig integrierte Anordnung der neuen Vorrichtung in einem Raumtemperaturregler, sowie die Übertragung der gewonnenen Heizenergieverbrauchsmeßwerte und/oder Daten über einen Datenbus, insbesondere einen Installationsdatenbus, an eine zentrale Heizkostenermittlungsstelle.

Vorteilhaft ist ferner die technisch relativ einfache und wirtschaftlich herstellbare und wartbare Ausführung der neuen Vorrichtung, sowohl als Einzelgerät oder in unmittelbarer bau- und funktionstechnischer Verbindung mit einem, insbesondere elektronischen, Raumtemperaturregler.

Von Vorteil ist desweiteren die, mit der neuen Vorrichtung vorgesehene, zentrale Heizkostenerfassung mehrerer Räume bzw, Häuser, deren Einzeldaten über einen vorgesehenen elektrischen Installationsbus einer zentralen Heizkostenerfassungs- und -Verteilungsstelle mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung zuführbar ist, die die Einzelabrechnung bzw. den jeweiligen Geldwert ermittelt und dem jeweiligen Verbraucher zustellt.

Ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel der neuen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schaubildliche Teilansicht eines zentral beheizten und geregelten Raumes mit einer neuen Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Eihzelraumtemperaturregelung nach Fig, I mit der Heizenergieerfassungsvorrichtung und mit einer Schnittstelle für einen Installationsdatenbus,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht auf eine zentrale Heizkostenerfassungsstelle und

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Fig. 4 ein Diagramm des Zeit-Steuer-Betriebsspannungs-Meßwertes in Abhängigkeit von der Raumtemperatur und der Kenngröße K.

Die Fig. 1 zeigt im einzelnen einen Raum 1 mit den Wänden 27 dem Boden 28 und einem Fenster 29. 2 bezeichnet einen mit Heizwasser gespeisten Heizkörper, der mittels eines Durchgangs- oder Dreiwegeventils 3 geregelt wird, das insbesondere in der Heizwasservorlaufleitung 4, unmittelbar am Heizkörper 2 angeordnet und von einem elektromotorisch betriebenen Kleinstellantrieb 5 einstellbar ist.

Die Steuerung des Kleinstellantriebes 5 erfolgt insbesondere raumtemperaturabhängig. Zu diesem Zweck ist im einstellbaren Raumtemperaturregler 6 ein Temperatursensor 26, z.B. ein Meßwiderstand, vorgesehen, welcher die gemessene Raumtemperatur (Istwert) an einen Analog- oder uP-Regler 9 meldet. Dieser Regler 9 vergleicht den gemessenen Istwert mit dem Sollwert und stellt über ein Ausgangs-Spannungssignal U™ den Stellantrieb und damit das Durchgangs- oder Dreiwegeventil nach.

Mittels der Reglerschaltung 9 wird dem Kleinstellantrieb 5 ein stetiges raumtemperaturabhängiges Steuersignal zugeführt, der das Durchgangs- oder Dreiwegeventil 3, nach Fig. 1, damit raumtemperaturabhängig einstellt, sodaß der Heizkörper 2 mit entsprechend temperiertem Heizwasser versorgt wird, Die Regelung des Durchgangs- oder Dreiwegeventils 3 kann dabei kontinuierlich oder intermittierend erfolgen.

Wie aus der Fig. 2 desweiteren ersichtlich wird, ist insbesondere im Raumtemperaturregler 6 eine elektronische Vorrichtung 10 vorgesehen, mit der die Dauer und Größe der jeweiligen, am Motorstromkreis 7 des Kleinstellantriebes 5 anliegenden stetigen Steuer- und Betriebsspannung U<._R, von der die Stellung des Durchgangs- und Regelventils 3 abhängt, gemessen wird, die ein relativ genaues Maß für den zu erfassenden Heizenergieverbrauch darstellt.

Zur präzisen Messung der Zeitdauer und Größe der jeweiligen Steuer- und Betriebsspannung IUn, ist die Vorrichtung 10 mit einer elektronisch gesteuerten Zeit- und Schwellwertspannungsmeßeinrichtung versehen. Dabei

ist daran gedacht, die pro Zeiteinheit t ermittelte Steuer- und Betriebsspannung Uq&ldquor; mit einem A/D-Wandler &Pgr; und/oder einem elektronischen Zähler 12 in ein digitales Meßwertsignal umzuwandeln und dieses Signal in einem vorgesehenen elektronischen Speicher 13 zur weiteren Verarbeitung abzuspeichern.

Zweckmäßigerweise ist in der neuen Vorrichtung 10, zusätzlich zum Speicher 13, ein elektronisches Rechenwerk 14 vorgesehen, das die im Speicher 13 abgelegten, intensitäts- und zeitabhängigen, Meßwertdaten mit einer erforderlichen raum- und/oder hausspezifischen Kenngröße K vergleicht, die die wärmetechnisch zu berücksichtigenden ßausubstanzwerte eines zu erfassenden Hauses oder Raumes 1 darstellt. Die Kenngröße K ist zweckmäßigerweise im Speicher 13 abgelegt. Damit ist es möglich, den augenblicklichen und/oder auf einen bestimmten Zeitbereich bezogenen Heizenergieverbrauch zu bestimmen bzw. an einem insbesondere optoelektronischen Display 15 abzulesen.

Außerdem ist es mit Hilfe des Rechenwerkes 14 vorgesehen, die jeweiligen Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes 1 unmittelbar zu ermitteln und/ oder zu verteilen.

16 bezeichnet eine elektronische Schnittstelle an der Vorrichtung 10 bzw. am Raumtemperaturregler 6, zum Anschluß eines Installationsdatenbusses 17, insbesondere zur übertragung der mit der Vorrichtung 10 und/ oder dem Raumtemperaturregler 6 erfassten Daten an den Kleinstellantrieb 5 und/ oder an eine zentrale Heizungssteuerung bzw. eine zentrale Heizkostenerfassungstelle 18, wie diese aus der Fig. 3 ersichtlich ist.

In der Fig. 3 bezeichnet 6 einen Raumtemperaturregler mit den Temperaturvorwahlknöpfen 20 und 21. 15 bezeichnet ein Anzeige-Display und 22 eine Eingabetastatur. Mit der Tastatur kann insbesondere die Kenngröße K in den vorgesehenen elektronischen Speicher eingegeben werden. 17 zeigt einen Datenbus, insbesondere einen Installationsdatenbus EIB, über den u.a. die von der neuen Vorrichtung 10 erfaßten zeit-steuerspannungsabhängigen Daten eines Kleinstellantriebes 5 an einem Durchgangs- und Dreiwegeventil 3 an eine zentrale Heizkostenermittlungsstelle 18 mit

-&dgr;&egr;&igr; nem Computer 23 und einem Drucker 24 übertragen werden.

Das, in der Fig. 4 dargestellte. Diagramm zeigt die Abhängigkeit der von der Vorrichtung 10 ermittelten Dauer und Größe der jeweiligen, am Kleinstellantrieb 5 anliegenden Steuer- und Betriebsspannung U™, von der Raumtemperatur t, bei konstanter Kenngröße K.

Es liegt im Rahmen der Neuerung, daß an Stelle eines elektromotorischen Kleinstellantriebs 5 auch ein unter einer stetig anliegenden Steuer- und Betriebsspannung ILg stehender elektromagnetischer Antrieb zur Betätigung eines Heizkörperventils treten kann und bei dem die Zeitdauer und Größe der Steuer- und Betriebsspannung U™, zusammen mit einer entsprechenden Kenngröße K, ein direkt proportionales Maß für den Heizenergieverbrauch bzw. den Wärmebedarf eines Hauses und/oder Raumes ist.

Claims

GM-398/96-GKG Schutzansprliche

1. Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses und/oder Raumes, mit einem Durchgangs- oder Dreiwegeventil (3) das von einem Kleinstellantrieb (5) raumtemperaturabhängig, insbesondere von einem Meßwiderstand (26) in einem Raumtemperaturregler (6) stetig angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer elektronischen Vorrichtung (10) die Zeitdauer und die Größe der jeweiligen, am Kleinstellantrieb (5) stetig anliegenden, Steuer- und Betriebsspannung (U™) als Maß für den Heizenergieverbrauch gemessen und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten verwertet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) im Raumtemperaturregler (6) integriert angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Umwandlung der Steuer- und Betriebsspannung (U™) pro Zeiteinheit (At) mit einem A/D-Wandler (11) und/oder einem elektronischen Zähler (12) und einem elektronischen Speicher (13) ausgestattet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) mit einer Einrichtung, insbesondere einer Tastatur (22) zur Eingabe einer raum- und/oder hausspezifischen, die wärmetechnische Bausubstanz enthaltende, Kenngröße (K) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) mit einem elektronischen Rechenwerk (14), zum Vergleich der erfaßten zeit-steuei—und-betriebspannungsabhängigen Meßwerte mit der Kenngröße (K), versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Vorrichtung (10) ermittelten, einem tatsächlichen Heizenergie-

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verbrauch entsprechenden, Meßwerte und/oder Daten über einen Datenbus (17) an eine zentrale Heizkostenermittiungsstelle (18) übertragbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumtemperaturregler (6) bzw. die Vorrichtung (10) mit einer insbesondere elektronischen Schnittstelle (10) zum Anschluß an einen Datenbus (17), insbesondere einen Installations-Datenbus (EIB), versehen ist.