DE3044262C2 - Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauchs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauchs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-OS 27 11 437 beschrieben. Bei ihr werden die Vorlauftemperatur, die Rücklauftemperatur und der Durchsatz des Heizmediums gemessen, und diese verschiedenen Temperaturwerte werden im Zeitmultiplexverfahren in digitale Signale umgesetzt, die von einem Mikroprozessor weiterverarbeitet werden. Dieser berechnet aus diesen Größen den momentanen Wärmeverbrauch, welcher als digitale Zahl in einem Speicher zwischengespeichert wird, wobei der Speicherinhalt zur Ansteuerung eines Frequenzgenerators benützt wird, der ein Signal mit dem Wärmeverbrauch zugeordneter Frequenz auf ein herkömmliches Zählwerk gibt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es möglich, durch Manipulationen wie Unterbrechen der Leitung zum Zählwerk die Verbrauchsablesung gezielt zu verfälschen.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß derartige Eingriffsmöglichkeiten ausgeräumt sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches gemäß Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Ergebnis der Wärmeverbrauchsmessung nicht für sich also lein bereitgestellt, ist vielmehr vermischt mit Zusatzinformation. Diese kann bei dem seriell auslesbaren Schreib/Lesespeicher nicht von der den Wärmeverbrauch charakterisierenden Information im Speicher unterschieden werden, so daß gezielte Manipulationen unmöglich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit wenigen digitalen Schaltkreisen preisgünstig realisieren, was ermöglicht, für jede Meßstelle die gesamte Elektronik vorzusehen. Das Verlegen von Kabeln zu einer zentralen Ablesestation, was insbesondere in Altbauten erhebliche Kosten verursacht, ist nicht notwendig. Das serielle Auslesen des Schreib/Lesespeichers ist an jeder der Meßstellen unter Herstellung einer nur geringen Anzahl von Kontakten zu einem tragbaren Auslesegerät einfach möglich.

Bei der geforderten Genauigkeit der Wärmeverbrauchsmessung und bei der üblichen Temperaturdrift der Frequenz von auf temperaturabhängiges Arbeiten

hin geschnittenen Schwingquarzen, welche als Temperaturfühler verwendet werden, reichen üblicherweise 2⁷ Speicherzellen zur Speicherung des Meßergebnisses aus. Bei einer Gesamtspeichergröße von 255 Speicherzellen, welche in der Praxis ohne große Kosten realisierbar ist, hat man dann noch 2⁷ Speicherzellen für die Kurzinformation. Dies gestattet es, die Zusatzinformation für eine große Anzahl von Meßvorrichtungen in im Einzelfalle nicht ermittelbarer Weise unterschiedlich zu gestalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 erhält man für den befugten Bediener auf einfache Weise zusätzlich auch ein Neueinstellen des Zählers der Meßvorrichtung.

Bei einer Meßvorrichtung gemäß Anspruch 3 wird von der freien Adressierbarkeit des Schreib/Lesespeichers zugleich dazu Gebrauch gemacht, den "/ärmeverbrauch aufzuintegrieren. Es ergibt sich somit ein besonders einfacher schaltungstechnischer Aufbau, wobei auch das Einlesen von Zusatzinformation und die Vorgabe des Ausgangszählerstandes leicht vorgenommen werden können.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch ^Λ sind diejenigen Speicherzellen drs Schreib/Lesespeichers, welche das Meßergebnis enthalten, zu einer Gruppe von Speicherzellen zusammengefaßt. Beim Aufintegrieren des Wärmeverbrauches werden nur diese Speicherzellen zyklisch adressiert. Die restlichen Speicherzellen, welche Zusatzinformation enthalten und ebenfalls zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, werden nur beim Auslesen oder Einlesen des Schreib/Lesespeichers vom hierzu verwendeten Auslesegerät her adressiert.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 5 sind im Schreib/Lesespeicher die Bits der das Meßergebnis charakterisierenden digitalen Zahl und die Bits der Zusatzinformation willkürlich über den ganzen Speicher verteilt. Trotzdem isi sichergestellt, daß die zur Zusatzinformation gehörenden Bits nicht arithmetisch verarbeitet werden, wenn der Wärmeverbrauch aufintegriert wird. Diese Ausbildung der Vorrichtung erschwert Eingriffsmöglichkeiten noch einmal erheblich.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird ein zusätzlicher Schutz der Zusatzinformation enthaltenden Speicherzellen gegen Überschreiben erhalten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 bei a) eine schematische Ansicht einer an einem Heizkörper angebrachten Wärmemeßeinheit, bei b) eine schematische Ansicht eines Raumes eines Gebäudes, dessen Wände mit mehreren Wärmemeßeinheiten versehen sind, und bei c) eine Aufsicht auf ein Gerät zum Auslesen der Wärmemeßeinheiten;

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Wärmemeßeinheit und eines mit ihr zusammenarbeitenden Auslesegerätes;

F i g. 3 eir. Blockschaltbild einer abgewandelten Wärmemeßeinheit 4nd des mit ihr zusammenarbeitenden Auslesegerätes'·

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiter abgewandelten Wärmemeß^inheit; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiter abgewandelten Wärmemeß'einheit.

In Fig. 1 erkennt man zwei Rippen 10 und 12 eines I lci/körpers eiller Zentralheizungsanlage. An die Heizkörperrippen 10 und 12 sind Schenkel 14 einer Halterung 16 aus Blech angeschweißt. Letztere weist ferner von einem plattenförmigen Bodenabschnitt 18 umgekantete Ränder 20,22 auf.

In dem durch die Schenkel 14, den Bodenabschnitt 18 und die Ränder 20, 22 begrenzten wannenförmigen Raum findet eine insgesamt mit 24 bezeichnete Wärmemeßeinheit Aufnahme. Durch eine an nidvt gezeigten Nasen der Ränder 20, 22 abgestützte gewellte Feder wird die ebene Rückseite des aus wärmeleitendem Material gefertigten Gehäuses der Wärmemeßeinheit 24 in flächiger Anlage am ebenen Bodenabschnitt 18 der Halterung 16 gehalten, ggf. unter Zwischenschaltung einer plastisch verformbaren Schicht aus gut wärmeleitendem Material, wenn die beiden Berührflächen von Halterung 16 und Wärmemeßeinheit 24 nicht genau plan bearbeitet sind. Ein durch eine Plombe 28 geschlossener Plombierdraht 30 verhindert ein nicht autorisiertes Entnehmen der Meßeinheit 24 aus der Halterung 16.

Der Bodenabschnitt 18 weist zum Rauminneren und ist auf seiner Außenseite mit einer die Meßstelle charakterisierenden eingeprägten Kennzeichnung 32, z. B. einer Buchstaben/Zahlenkombination versehen. Im Bodenabschnitt 18 ist ferner eine gestreckte Ausnehmung 34 vorgesehen, durch welche in der Wärmemeßeinheit 24 vorgesehene Steckbuchsen 36 zugänglich sind. Einzelheiten der VVärmeme3cinheit 24 werden später unter Bezugnahme auf die F i g. 2—5 noch genauer beschrieben.

In die Steckbuchsen 36 passen Kontaktstifte 38 eines Steckers 40. Der Stecker 40 ist an einem Verbindungskabel 42 befestigt, über welches ein intelligentes tragbares Auslesegerät 44 mit einer Wärmemeßeinheit 24 verbunden werden kann. Der elektronische Aufbau des Auslesegerätes 44 wird ebenfalls später genauer beschrieben. In F i g. 1 ist erkennbar, daß das Auslesegerät 44 ein Schreibmaschinen-Tastenfeld 46 zur Eingabe von Daten, einen Nadeldrucker 48 zur Ausgabe von Ableseprotokollen, ein Magnetaufzeichnungsgerät 50 zur Aufzeichnung der Meßergebnisse für eine Weiterverarbeitung in einem Rechner und eine elektrisch beheizte Eichplatte 52 aus gut wärmeleitendem Material aufweist.

Die Eichplatte 52 ist über eine isolierende Schaumstoffwanne 54 in das Gehäuse des Auslesegerätes 44 eingebaut. Eine als Normal dienende Wärmemeßeinheit 56 ist über eine Halterung 58 fest auf der Eichplatte 52 angebracht. Die Wärmemeßeinheit 56 ist in der Halterung 58 genauso durch eine Feder fixiert und durch eine Verplombung gesichert, wie dies obenstehend für die Wärmemeßeinheit 24 unter Bezugnahme auf die Halterung 16 schon beschrieben wurde. Für die Wärmemeßeinheit 56 ist die Temperaturabhängigkeit der Frequenz eines in ihr enthaltenen Schwingquarzes, welcher als eigentlicher Temperaturfühler dient, im Labor genau bestimmt worden. Die Eichplatte 52 trägt ferner eine zweite Halterung 60. in welche eine zu eichende Wärmemeßeinheit in genau gleicher Weise eingesetzt werden kann wie die Wärmemeßeinheit 56 in die Halterung

Es wurde herausgefunden, daß die fertigungsbedingte Abweichung des Temperaturganges der Frequenz einer Wärmemeßeinheit von einer Sollcharakteristik darin bestellt, daß die entsprechende Frequenzkurve in Ordinatenrichtung parallel zur Sollkurve verschoben ist. Durch Berücksichtigung eines einzigen Korrekturwertes läßt sich somit ein mit fertigungsbedingten Fehlern behafteter Meßwert einer Wärmemeßeinheit auf den

richtigen Meßwert einfach umrechnen. Dieser Korrekturwert läßt sich für jede Wärmemeßeinheit vor dem Einbau in die Halterung 16 unter Verwendung des intelligenten Auslesegerätes 44 bestimmen, wenn ein Betriebsartenschalter 62 in die Stellung »Grundeichung« gestellt ist. Die Temperatur der Eichplatte 52 für dic^e Grundeichung kann an einem Drehknopf 64 eingestellt werden.

Da die Wärmeabgabe eines Heizkörpers 66 in einem betrachteten Raum 68 nicht nur von der Temperatur des Heizkörpers selbst, sondern auch von der Außentemperatur abhängt und für eine gerechte Abrechnung auch die Wärmeströme innerhalb des Gebäudes zu berücksichtigen sind, ist neben der vom Heizkörper 66 getragenen Wärmemeßeinheit 24 eine weitere Wärmemeßeinheit 70 an der Innenwand zum benachbarten Raum und eine weitere Wärmemeßeinheit 72 auf der Außenseite einer geeigneten, nicht direkt der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Gebäudewand angebracht. Diese Wärmeeinheiten werden beim Ermitteln des Wärmeverbrauches im Raum 68 mit abgelesen, und aus diesen drei Ablesewerten berechnet dann der zur Abrechnung verwendeie Rsch^er den Wärmeverbrauch im Raum 68. Es versteht sich, daß die Wärmeeinheit 72 für jedes Gebäude oder sogar für eine Gruppe benachbarter Gebäude nur einmal vorgesehen zu werden braucht, und daß Wärmemeßeinheiten 70 nur in denjenigen Gebäudewänden (und ggf. Gebäudedecken) benötigt werden, welche verschiedene Wohnungen gegeneinander abgrenzen.

F i g. 2 zeigt Einzelheiten des schaltungstechnischen Aufbaus der Wärmemeßeinheit 24 und des Auslesegerätes 44.

Ein Schwinggabel-Schwingquarz 108, welcher bei Raumtemperatur bei 32 kHz schwingt, ist so geschnitten, daß eine große Temperaturabhängigkeit seiner Eigenfrequenz erhalten wird. Der Ausgang des Schwingquarzes 108 ist mit einem Vorteiler 110 verbunden, dessen Ausgang ein Signal mit einer Frequenz von 128 kHz bereitstellt. Mit diesem Signal ist ein Zähler 112 beaufschlagt, weicher aus Einzeizähiern 112a— ί 12/ zusammengesetzt ist, welche an ihren Überlaufausgängen in Abständen von Sekunden. Minuten, Stunden, Tagen, Monaten und Jahren Impulse abgeben.

Die Schaltkreise 110 und 112 sind in den in großen Stückzahlen hergestellten und daher preisgünstig erhältlichen integrierten Schaltkreisen für Quarzuhren enthalten, weiche zur Realisierung der Wärmemeßeinheit 24 nach F i g. 1 verwendet werden können.

An den Ausgängen der Einzelzähler 112a—112/wird der jeweilige Zählerstand in Form zweistelliger BCD-codierter Zahlen bereitgestellt. Die Ausgänge der Einzelzähler 112a—112/sind mit einem 48 Bit langen Unterbereich 114i> eines Schieberegisters 114 verbunden. Dessen Gesamtlänge beträgt beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel 128 Bit. Hiervon ist ein 16 Bit großer Unterbereich 114a aus einem Festwertspeicher 116 einlesbar, welcher eine Identifizierungsnummer enthält, die der betrachteten Wärmemeßeinheit 24 speziell zugeordnet ist. Ein weiterer, 64 Bit großer Unterbereich 114c des Schieberegisters 114 dient zur Aufnahme variabler Information, z. B. der Korrekturfaktor für den jeweiligen Schwingquarz 108. die Größe des der Meßstelle zugeordneten Heizkörpers und Code-Information. Der 64 Bit lange Unterbereich 114c des Schieberegisters 114 ist an einen Komparator 118 angeschlossen, welcher mit seinem zweiten Eingang an einen die Code-Information enthaltenden Festwertspeicher 120 angeschlossen ist. Der Komperator 118 kann über eine Stcuerleitung 122 vom Auslesegerät 44 her aktiviert werden und setzt dann, wenn der Inhalt des Festwertspeichers 120 mit dem Codeinhalt des Unterbereiches 114c des Schieberegisters 114 übereinstimmt, die Einzelzähler 112a-112/auf Null zurück, bzw. veranlaßt bei entsprechender Ausbildung der Einzelzähler dieselben zur Übernahme der zugeordneten Bits des Unterbereiches 114b des Schieberegisters 114 als Ausgangszählerstand.

ίο Das Schieberegister 114 ist so ausgebildet, daß es Daten an den in der Zeichnung oben liegenden Paralleldatenübertragungsklemmen DP parallel einlesen und ausgeben kann, wenn eine Paralleltaktsteuerklemme TP mit Signal beaufschlagt wird. Diese Klemme ist mit dem

!5 Ausgang des Einzeizählers 112a verbunden, welcher in Abständen von 1 Sekunde einen Impuls abgibt.

Das Schieberegister 114 hat ferner eine Serielldaten-Übertragungsklemme DS, über welche Daten seriell ein- oder ausgelesen werden können, wenn eine Serielltaktsteuerklemme TSmit Signal beaufschlagt wird. Letztere ist mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 124 verbunden, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Vorteilers 110 und dessen zweiter Eingang mit einer zum Auslesegerät 44 führenden Steuerleitung 126 verbunden ist.

Eine Datenleitung 128 verbindet die Serielldatenübertragungsklemme DS des Schieberegisters 114 mit dem Auslesegerät 44.

Die drei Leitungen 122, 126 und 128 sind über das Verbindungskabel 42 mit Eingabe/Ausgaberegister 130 verbunden, welches einem Mikroprozessor 132 zugeordnet ist. Mit diesem sind als weitere periphere Geräte verbunden eine Echtzeituhr 134, eine in den Stecker 40 eingebaute und beim Einstecken des letzteren in die Wärmemeßeinheit 24 mit dieser wärmeleitend verbundene Referenz-Wärmemeßeinheit 24', das Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 und der Nadeldrucker 48.

Die Echtzeituhr 134 hat gleichen Aufbau wie die durch den Schwingquarz 108, den Vorteiler 110 und den Zähler 112 gebildete »Wärmezeituhr«, nur ist ihr Schwingquarz in für Quarzuhren üblicher Weise so geschnitten, daß seine Arbeitsfrequenz temperaturabhängig ist. Falls gewünscht, kann die Echtzeituhr zusätzlich ein Rundfunkempfangsteil aufweisen und so automatisch in regelmäßigen Abständen auf die behördliche Normalzeit gestellt werden.

Die oben beschriebene, elektrisch durch eine eingebaute Batterie autarke Wärmemeßeinheit 24 und das oben beschriebene Auslesegerät 44 werden wie folgt verwendet:

Vor dem Einbau der Meßeinheit 24 in die Halterung 16 wird diese auf der F-ichnlatte 52 angebracht und der Schwingquarzkorrekturfaktor wird vom Auslesegerät 44 bestimmt und auf dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 abgespeichert Danach wird die Meßeinheit 24 in die Halterung 16 eingesetzt, mit der Feder 26 festgeklemmt, und der Plombierdraht 30 und die Plombe 28 werden angebracht. Danach wird der Stecker 40 in die Meßeinheit 24 eingesteckt, und in das Schieberegister 114 wird vom Auslesegerät 44 die genaue Echtzeit zusammen mit der Code-Information, der Information über die Größe des Heizkörpers und dem Schwingquarzkorrekturfaktor eingegeben. Der nun an beiden Eingängen mit gleicher Codeinformation beaufschlagte Komparator 118 spricht nun an, und es wird dann der

es Unterbereich 1146 des Schieberegisters 114 als Ausgangszählerstand in den Zähler 112 übernommen. Hierauf wird das Schieberegister 114 vom Auslesegerät 44 mit beliebiger, nicht die Codeinformation enthaltender

information überschrieben, und der Stecker 40 wird abgezogen.

Die Wärmemeßeinheit 24 stellt nun jede Sekunde den bisherigen Wärmeverbrauch in Form einer Zeitangabe im Schieberegister 114 bereit. Falls gewünscht, kann man die Klemme TPdes Schieberegisters 114 auch mit dem Minutenausgang des Einzelzählers 112Z? verbinden.

Nach Ablauf einer Heizperiode wird das Auslesegerät 44 wieder an die Wärmemeßeinheit 24 angeschlossen, und bei Bereitstellung eines Steuersignales auf der Steuerleitung 126 wird der Inhalt des Schieberegisters 114 seriell ausgelesen. Dies kann aus Sicherheitsgründen mehrfach erfolgen, wobei dann das Auslesegerät 44 die Kennung für die Wärmemeßeinheit 24, welche dem Festwertspeicher 116 entnommen ist, zugleich als Markierung für den Anfang des Inhaltes des Schieberegisters 114 benützt.

Soll der Inhalt des Schieberegisters 114 auch durch den Inhaber der Wohnung ausgelesen werden können, so kann man diesem ein einfaches Anzeigegerät zur Verfügung stellen, welches keine Codeinformation enthält und nur zum Auslesen des Schieberegisters 114 befähigt ist und den Unterbereich 1146 in Form einer Zahl anzeigt.

Zum Ablesen des Wärmeverbrauchers nach einer Heizperiode wird nach Anbringen des Steckers 40 vom Auslesegerät 44 der Inhalt des Schieberegisters 114 ausgelesen und auf dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 festgehalten, und falls in den Stecker 40 eine Referenz-Wärmemeßeinheit 24' integriert ist, wird zugleich in der schon beschriebenen Art und Weise der Korrektorfaktor für die Wärmemeßeinheit 24 neu bestimmt und ebenfalls magnetisch aufgezeichnet. Dann wird das Schieberegister 114 vom Auslesegerät 44 her mit der echten Uhrzeit gefüllt und der Stand des Zählers 112 entsprechend korrigiert, wie oben schon beschrieben wurde.

Das Auslesegerät 44 überprüft nach ihm über das Magnetaufzeichnungsgerät 50 eingegebenen Daten, ob sämtliche Wärmemeßeinheiten einer Wohnung bzw. eines Hauses überprüft wurden und druckt die Meßergebnisse auf dem Nadeldrucker 48 als Beleg aus.

Nach dem Ablesen aller Wärmemeßeinheiten eines Hauses oder einer Gruppe von Gebäuden wird die vom Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 beschriebene Bandkassette entnommen und zur Erstellung der Endabrechnung an ein Rechenzentrum des Abrechnungsunternehmens gesandt, was einfach auf dem Postwege erfolgen kann. Die Aufzeichnungen auf der Magnetbandkassette können zugleich zur Kontrolle des Ablesers und zur Lohnabrechnung für den Ableser verwendet werden.

Man erkennt, daß bei dieser Art der Ermittelung des Wärmeverbrauches Manipulationen oder unbeabsichtigte Fehler ausgeräumt sind. Die Ablesung kann auch durch ungeübte Personen wie Hausmeister vorgenommen werden, und auch die Weiterverarbeitung der Meßergebnisse erfolgt ohne menschliches Zutun rein maschinell und fehlerfrei.

Fig.3 zeigt eine abgewandelte Wärmemeßeinheit 24*. Das Schieberegister 114 und die niederfrequenten Zählerstufen sind hier durch einen Schreib-Lesespeicher (RAM) 136, welcher 2^N getrennt adressierbare Speicherzellen zu jeweils einem Bit aufweist und durch einen Binäraddierer ersetzt welcher zwischen die Datenausgangsklemme DO und die Dateneingangsklemme Dl des Schreib/Lesespeichers 136 geschaltet ist und seinerseits einen Inverter 138, einen diesem nachgeschalteten Verzögerungskreis 140 und ein getaktetes /?S-Flipflop 142 (Carry-Flipflop) sowie ein exklusives ODER-Glied 144 aufweist. Die Eingänge des exklusiven ODER-Gliedes 144 sind mit der Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 bzw. dem »1«-Ausgang des Flip-Flops 142 verbunden. Dessen Rückstell· eingang R ist über den Verzögerungskreis 140 und den Inverter 38 ebenfalls mit der Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden, sein Setzeingang S ist mit der Überlaufklemme O eines zur

ίο zyklischen Adressierung des Schreib/Lesespeichers 136 verwendeten Vorzählers 146 verbunden. Dieser erhält am Eingang ein Signal mit einer Frequenz von etwa 128 Hz, welches über einen Zwischenteiler 148 mit einem Teilfaktor zwei von einem ein 256 Hz-Signal abgeleitet ist, das ein Vorteiler 150 bereitstellt. Letzterer ist an den Ausgang eines Schwinggabel-Schwingquarzes 152 angeschlossen, welcher wieder so geschnitten ist, daß sich seine Eigenfrequenz stark mit der Temperatur ändert.

Das Ausgangssignal des Vorteilers 150 wird direkt auf die Einlesetaktklemme 77 und über einen Inverter 154 auf die Auslesetaktklemme TO des Schreib/Lesespeichers 136 gegeben.

Eine Datenausgabeleitung 156 ist an die Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 angeschlossen. Eine Dateneinleseleitung 158 ist mit einer Eingangsklemme eines UND-Gliedes 160 verbunden, dessen zweite Eingangsklemme mit einer Einlesesteuerleitung 162 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 160 ist über ein ODER-Glied 164 mit der Dateneingangsklemme Df des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden. Dessen zweite Eingangsklemme ist mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 166 verbunden, dessen einer Eingang über einen Inverter 168 ebenfalls mit der Einlesesteuerleitung 162 verbunden ist und dessen anderer Ausgang mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gliedes 144 verbunden ist. Das Signal auf der Einlesesteuerleitung 162 wird über eine schnelle monostabile Kippschaltung 167 auch zum Rückstellen der Teiler 148, 150 und des Vorzählers 146 verwendet.

Die oben beschriebene Meßeinheit 24* arbeitet folgendermaßen:

Die verschiedenen (bei den oben angegebenen Frequenzverhältnissen in der Praxis 128) Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers 136 werden in einer Sekunde (»Wärmezeit«) einmal zyklisch durchadressiert. Jedes Adressignal steht für '/im Sek. an. Jede Sekunde wird durch einen Überlaufimpuls des Vorzählers 146 das Flipflop 142 gesetzt. Das exklusive ODER-Glied 144

so setzt nun alle ankommenden binären Einsen in binäre Nullen um, ebenso wird die erste ankommende binäre Null in eine Eins umgesetzt. Die so umgesetzten Daten werden über die Dateneingangsklemme Dl wieder in den Schreib/Lesespeicher 136 eingelesen. Alle nachfolgenden an der Datenausgangsklemme DO bereitgestellten Bits werden unverändert über das exklusive ODER-Glied 144 wieder über die Dateneingangsklemme Dl des Schreib/Lesespeichers 136 eingelesen. Auf diese Weise erfolgt gleichzeitig ein periodisches Auslesen des Wärmeverbrauches (»Wärmezeit«) und ein Addieren von Sekundenimpulsen zum Zwecke der Integration des Wärmeverbrauches. Die Schaltung erhält offensichtlich durch dieses Zusammenfassen von Schnittstellenfunktion und Zählfunktion im Schreib/Lesespeicher 136 einen besonders einfachen Aufbau.

Ein Schutz gegen Manipulation kann bei der Ausführungsform nach F i g. 3 dadurch erhalten werden, daß man die Steckbuchse für die Einlesesteuerleitung 162

durch die Halterung 16 abdeckt und die jährliche Verbrauchsbestimmung unter Berücksichtigung der Ablesung der letzten Periode vornimmt. Ein erstes Einlesen des Schreib/Lesespeichers 136 ist nämlich nur nach einem Auswechseln der Batterie erforderlich, wozu die Plombe 28 der Halterung 16 sowieso zerstört werden muß und die Wärmemeßeinheit 24* der Halterung 16 entnommen werden muß.

Sollen im Schreib/Lesespeicher 136 zusätzliche Informationen über den Korrekturfaktor des Schwingquarzes 152 und/oder die Größe des der Meßeinheit zugeordneten Heizkörpers und/oder Codeinformation gespeichert werden, die dann automatisch zusammen mit dem Wärmeverbrauch zyklisch ausgegeben werden, so kann man die Schaltung wie in F i g. 4 gezeigt abwandeln. Schon unter Bezugnahme auf F i g. 3 besprochene Schaltungsteile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen und brauchen nicht noch einmal im einzelnen erläutert zu werden.

Der Vorteiler 150, der Zwischenteiler 148 sowie der Vorzähler 46 sind als ein Vorzähler 170 zusammengefaßt gezeigt, dessen erste Ausgangsklemme zur Vorgabe des Auslesens bzw. Einlesens des Schreib/Lesespeichers 136 verwendet wird, dessen zweite Ausgangsklemme zum Takten des Flipflops 142 verwendet wird, dessen nachfolgende Ausgangsklemme (in der Praxis bei den oben beschriebenen Frequenzverhältnissen 8) zum Adressieren des Schreib/Lesespeichers 136 verwendet werden und dessen letzte Ausgangsklemme zum Rückstellen des Vorzählers 170 beim Auslesen des Wärmeverbrauches verwendet wird, während die vorletzte Ausgangsklemme zum Zurückstellen des Vorzählers 170 beim normalen Meßbetrieb verwendet wird.

Hierzu sind die beiden letztgenannten Ausgangsklemmen mit ersten Eingängen von UND-Gliedern 172, 174 verbunden, deren Ausgänge über ein ODER-Glied 176 zusammengefaßt sind. Dessen Ausgang wird über ein weiteres ODER-Glied 178 mit dem Signal auf der Einlesesteuerleitung 162 zusammengefaßt; der Ausgang des ODER-Gliedes 178 ist mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 167 verbunden.

Der Schreib/Lesespeicher 136 hat 2'^{v +} ' Speicherzellen, von denen aber wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 nur 2^N zum Speichern der den Wärmeverbrauch charakterisierenden »Wärmezeit« verwendet werden. Die zweite, obere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 enthält die Informationen über Korrekturfaktor, Heizkörpergröße und Codeinformation. Liegt kein Signal auf der Einlesesteuerleitung 162, so wird die obere Speicherhälfte überhaupft nicht adressiert und die Schaltung arbeitet genauso wie die Schaltung nach F i g. 3. Liegt ein Eirslesesteuersigna! an, so werden auch die Speicherzellen in der oberen Speicherhälfte adressiert, und ihr Inhalt wird auf der Datenausgabeleitung 156 zusammen mit dem Inhalt der unteren Speicherhälfte bereitgestellt. Die ausgelesenen Daten können im Auslesegerät 44 weiterverarbeitet werden und entweder unverändert (Fortschreibung der Verbrauchsmessung, keine Neubestimmung des Korrekturfaktors) wieder in den Schreib/Lesespeicher 136 zurückgeführt, wie durch die Schleife 180 im Auslesegerät 44 angedeutet, oder das Auslesegerät 44 füllt den Schreib/Lesespeicher neu, wobei die »Wärmezeit« wieder in Einklang mit der Echtzeit gebracht wird und/oder ein neuer Schwingquarzkorrekturfaktor eingegeben wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 enthält die untere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 die Information über den Wärmeverbrauch, die obere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 Codeinformation, den Schwingquarzkorrekturfaktor und Information über die Heizkörpergröße usw. Um Manipulationen am Inhalt des Schreib/Lesespeichers 136 weiter zu erschweren, kann man bei der Ausführungsform nach F ι g. 5 die zusätzliche Information und die Information über den Wärmeverbrauch in von Wärmeeinheit zu Wärmeeinheit verschiedenen Weise willkürlich auf beliebige Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers 136 verteilen.

ίο Hierzu weist die in Fig.5 gezeigte Wärmemeßeinheit 24*** einen Festwertspeicher 182 auf, der ebenso wie der Schreib/Lesespeicher 136 einzeln adressierbare Speicherzellen zu einem Bit enthält und mit denselben Signalen vom Vorzähler i'T her adressiert wird. Dabei steht eine binäre Eins in einer Speicherzelle des Festwertspeichers 182 dafür, daß die entsprechende Speicherzelle des Schreib/Lesespeichers 136 arithmetisch zu verarbeitende Information über den Wärmeverbrauch enthält, eine binäre Null dafür, daß die entsprechende Speicherzelle des Schreib/Lesespeichers 136 Zusatzinformation enthält, die bei der Fortschreibung des Wärmeverbrauches nicht arithmetisch verarbeitet werden darf.

Die Datenausgangsklemme DO des Festwertspeichers 182 ist mit einer Eingangskiemme eines UND-Gliedes 184 verbunden, dessen andere Eingangskler.-.n :· mit dem Ausgang des Inverters 138 und dessen Ausgangsklemme mit dem Eingang des Verzögerungskreises 140 verbunden ist. Damit ist sichergestellt, daß nur solche vom Datenausgang DO des Schreib/Lesespeichers 136 ausgegebene binäre Nullen das Flipflop 142 zurückstellen können, welche zu arithmetisch zu verarbeitenden Bits des den Wärmeverbrauch charakterisierenden Teiles des Inhaltes des Schreib/Lesespeichers 136 gehören.

Der Datenausgang ZX? des Festwertspeichers 182 ist ferner mit dem Eingang eines weiteren UND-Gliedes 186 verbunden, welches am anderen Eingang mit der 256 Hz-Ausgangsklemme des Zählers 170 verbunden ist und welches am Ausgang mit der Einlesetaktsteuerklemme 77 des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden ist. Damit sind soiche Speicherzeilen bei der periodischen Durchadressierung des Schreib/Lesespeichers 136 gegen ein Überschreiben geschützt, welche Zusatzinformation enthalten, da bei der Adressierung dieser Speicherzellen eine binäre Null am Ausgang des Festwertspeichers 182 ausgegeben wird.

Der Festwertspeicher 182 ist ein elektrisch programmierbarer Festwertspeicher (EPROM) und wird in der Fabrik für die verschiedenen Wärmemeßeinheiten unterschiedlich eingelesen. Die entsprechende Information wird nur irr. Rechner des A.brechn.up.gsunternehmens gespeichert; sie kann weder aus der Wärmemeßeinheit, in welcher alle Teile mit Ausnahme der Batterie mit dem Gehäuse vergossen sind, noch beim Auslesen der Wärmemeßeinheit mit einem Auslesegerät bestimmt werden, da man es den verschiedenen seriell ausgelesenen Bits nicht ansehen kann, ob sie Zusatzinformation oder einen Teil der den Wärmeverbrauch angebenden digitalen Zahl darstellen. Auf diese Weise sind Manipulationen an den Meßergebnissen in gezielter Weise nicht möglich.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches, insbesondere zur Verwendung in einer Heizanlage, mit einer thermisch an ein wärmeabgebendes Teil ankoppelbaren Meßeinheit welche einen mit temperaturabhängiger Frequenz arbeitenden Temperaturfühler und einen mit dessen Ausgangssignal beaufschlagten Zähler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (112; 136 bis 144) ein seriell auslesbarer Schreib/Lesespeicher (114; 136) zugeordnet ist, der eine größere Kapazität hat als zur Speicherung des Zählerstandes des Zählers (112; 136 bis 144) notwendig, um Zusatzinformationen aufzunehmen, und daß der Inhalt des Schreib/ Lesespeichers (112; 136) nur als Gesamtheit ablesbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib/Lesespeicher (114; 136) seriell einlesbar ist und zumindest ein Teil (114cjder zusätzlichen, nicht zur Speicherung des Zählerergebnisses des Zählers (112) dienenden Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers (114) mit einem Komparator (118) verbunden ist, welcher zusätzlich mit einem Code-Festwertspeicher (120) verbunden ist und dessen Ausgangssignal ein Neueinstellen des Zählers (112) bewerkstelligt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib/Lesespeicher (136) ein Bit enthaltende freie adressierbare Speicherzellen hat, daß die Daten Ausleseklemmen (DO) des Schreib/Lesespeichers (136) über einen Eingang eines seriell arbeitenden Binäraddierers (138 bis 144) mit seiner Dateneinleseklemme (DI) verbunden ist, daß die Adressierklemmen (ADR)des Schreib/Lesespeichers (136) mit den Ausgangsklemmen eines Vorzählers (146) verbunden sind, welcher mit dem Ausgangssignal des Temperaturfühlers (152) zugeordneten Impulsen beaufschlagt ist, da3 eine eine niederere Frequenz als die mit den Adressklemmen verbundenen Ausgangsklemmen bereitstellende weitere Ausgangsklemme des Vorzählers (146) mit dem zweiten Eingang des Binäraddierers (138 bis 144) verbunden ist und daß die Dateneinleseklemme (DI) des Schreib/Lesespeichers (136) über ein ODER-Glied (164) und dessen Eingängen vorgeschaltete UND-Glieder (160,166) mit dem Ausgang des Binäraddierers (138 bis 144) bzw. einer Dateneinleseklemme (158) der Wärmemeßeinheit (24) verbunden ist und daß zweite Eingangsklemmen dieser UND-Glieder (160, 166) direkt bzw. über einen Inverter (168) mit einer Einlesesteuerklemme (162) der Meßeinheit (24) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellklemme (R) des Vorzählers (170) über ein ODER-Glied (176) und dessen Eingängen vorgeschaltete UND-Glieder (172, 174) mit verschiedene Frequenzen bereitstellenden Ausgangsklemmen des Vorzählers (170) verbunden ist und daß die zweite Eingangsklemme des vom Vorzähler (170) das Signal mit niedererer Frequenz erhallenden UND-Gliedes (174) direkt und die zweite Eingangsklemme des vom Vorzähler (170) das Signal mit höherer Frequenz erhaltenden UND-Gliedes (172) über einen Inverter (168) mit der Einlesesteuerklemme (162) der Meßeinheit (24) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressierklemmen eines frei adressierbare Speicherzellen zu einem Bit aufweisenden, vorzugsweise elektrisch programmierbaren Festwertspeichers (182) mit den gleichen Vorzählerausgangsklemmen verbunden sind wie die Adressierklemmen des Schreib/Lesespeichers (136) und daß ein das Arbeiten des Binäraddierers (138 bis 144) hemmender Sperrkreis (184) mit dem an der Ausgangsklemme (DO) des Festwertspeichers (142) bereitgestellten Signal beaufschlagt ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Einlesetaktklemme (TI) des Schreib/Lesespeichers (136) vorgeschalteter Sperrkreis (186) ebenfalls mit dem Ausgangssignal des Festwertspeichers (182) beaufschlagt ist