DE3121596A1

DE3121596A1 - "steuer- und regelvorrichtung fuer eine anlage zur raumheizung"

Info

Publication number: DE3121596A1
Application number: DE19813121596
Authority: DE
Inventors: Paolo Degl'innocenti; Vio Mauro; Giovanni Torino Papa
Original assignee: CSEA CONSORZIO PER LO SVILUPPO
Current assignee: CSEA CONSORZIO PER LO SVILUPPO
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1981-05-30
Publication date: 1982-04-01
Also published as: IT1147744B; DE3121596C2; IT8067853A0; FR2483579A1

Description

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CSEA Consorzio per Io Sviluppo dell'Elettronica e l'Automaz ione, Via Ventimiglia, 2o1, Turin/Italien

"Steuer- und Regelvorrichtung für eine Anlage zur Raurrheizung"

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regelvorrichtung für eine Anlage zur Raumheizung nach dem Cberbegriff des Anspruchs 1.

Aufgrund der wachsenden Schwierigkeiten in der Versorgung mit Primärenergie, insbesondere Erdöl, ist es bekannt, Meßgeräte an verschiedenen Punkten vorzusehen, was auf verschiedenen Anwendungsgebieten eine wirksame und mit größerer Ausbeute verbundene Ausnutzung der Energiequelle zum Zwecke einer wesentlichen Ersparnis ermöglicht. Insbesondere bei der Verwendung von Energie zur Raumheizung kann die Ersparnis realisiert werden, indem jede Verschwendungsmöglichkeit, etwa die unvollständige zeitliche Nutzung der Räume aufgrund der Abwesenheit der Benutzer der Raune wiederholter oder zufälliger Art während kurzer oder langer Zeiträume, die vollständige Benutzung einer bestimmten Anzahl von Räumen zu bestimmten Stunden während des Tags oder der Nacht, die unterschiedliche Auslegung der Heizungsanlage von Raum zu Raum in einer Wohnung, die auf der Basis der theoretischen Berechnung vorgenommen, nicht genügend Fakten, wie die soe^-Hscne Anordnung iedes Raums,, die unterschiedliche Verschlechterung der Schließdichtheiten usw. in Betracht zieht^vermindert wird. Speziell in rarivaten Wohnhäusern mit Zentralheizung ist auch der schließliche Benutzer in Betracht zu ziehen.

Die derzeitigen Vorrichtungen zum Steuern einer Raumheizungsanlage sind nur in der Lage, einige der oben genannten Verschwendungsmöglichkeiten in Betracht 2u ziehen. Beispielsweise existierten programmierbare Vorrichtungen, die es ermöglichen, nur Abwesenheitsperioden sich wiederholender Art in Betracht zu ziehen, dagegen keine Abwesenheiten zufälliger Art. Die Möglichkeit der Berücksichtigung der letzteren zum Vermindern des Wärmeverbrauchs, der in diesen Fällen im wesentlichen vergeudet ist, würde offensichtlich eine Energieersparnis ermöglichen.

Die bekannten Steuervorrichtungen sind zudem nicht in der Lage, eine unterschiedliche Versorgung mit Heizmedium in einzelnen Zinnern vorzunehmen, um unterschiedliche Benutzung der Zimmer oder die Tatsachen

zu berücksichtigen, die mit dar Zeit auftreten, etwa der Zustand der Schließdichtheit, die Eigenschaften der verwendeten Isoliermaterialien usw. Deswegen kann auch eine durch Projektierung gut dimensionierte Heizungsanlage völlig ungenügend sein, um die Nutzungsbedürfnisse nach einigen Jahren Betriebszeit abzudecken.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuer- und Regelvorrichtung für eine Anlage zur Raumheizung zu schaffen, die die vorstehenden Nachteile beseitigt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuer- und Fegelvorrichtung für eine Anlage zur Raumheizung, die wenigstens eine Zentralheizung zum übertragen von Wärmeenergie auf ein Heizmedium und eine Vielzahl von Heizkörpern aufweist, die jeweils in einem entsprechenden Raum angeordnet sind und mit dem Heizmedium von der Zentralheizung versorgt werden, wobei ein Speicher für eine Vielzahl von vorbestimmten und sich auf gewünschte Raumtemperaturen als auch auf Anwesenheits- oder Abwesenheitsperioden des Benutzers in dem Raum während eines vorbestimmten Zeitraums beziehende Basisdaten für jeden Raum, eine Programmiereinheit für sich auf Änderung der gewünschten Vferte hinsichtlich der Raumtemperatur oder der Anwesenheits- oder Abwesenheitsparioden des Benutzers in dem Raum beziehende Zufallsdaten für jeden Raum, eine Verarbeitungseinrichtung, die die in dem Speicher gespeicherten Basisdaten mit den Zufallsdaten, eingegeben über die Programmiereinheit, vergleicht, und Stelleinrichtungen für den Durchfluß des Heizmediums durch jeden Heizkörper vorgesehen sind, die über von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte Ausgangssignale gesteuert werden.

Weitere Ausgestaltungen dar Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbe s piels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch vereinfacht eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Anwendungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig, 3 zeigt ein Blockschaltbild eines anderen Teils der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 4 und 5 ze ι fin schematische Bj-.jckschaltbilder von !eilen de·ν Einrichtung von Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein Gebäude To im Vertikalschnitt dargestellt, das eine Vielzahl von Wohnungen 1oa - Tof aufweist. Im Keller des Gebäudes 1ό ist ein Raum 11 vorgesehen, in dem eine Zentralheizung 12, ein Verbrauchsmeßgerät 13 für die von der Zentralheizung 12 abgenormene Energie zum Heizen des Gebäudes 1o, eine zentrale Steuereinheit 14 und eine Datenstation 15 der Steuereinheit 14 angeordnet ist. Der Steuereinheit 14 werden Signale des Verbrauchsmeßgerätes 13, der Datenstation 15 und wenigstens eines Fühlers 17 zugeführt, der außerhalb des Gebäudes 1o angeordnet ist und die Außentemperatur T mißt. Die Steuereinheit 14 sendet Steuersignale zur Zentralheizung 12 und ist zudem geeignet, Informationen mit Periphereinheiten 2oa bis 2of auszutauschen, die jeweils in einer entsprechenden Wohnung 1oa bis 1of angeordnet sind. Jede Periphereinheit 2o kann Steuersignale an Ventile 21 geben, die die Stenge des Heizmediums steuern, das in ein entsprechendes Wärmetauscherelement strömt. Die Periphereinheit 2o ist zudemidt einem Ausgang eines Verbrauchsmessers 23 verbunden, der ein Signal proportional zum Energieverbrauch der zugehörigen Wohnung erzeugt, und wird mit einem Signal, das von der Raumtemperatur T abhängig ist und von einem Fühler 24 erzeugt wird, der in wenigstens einem zum Steuern verwendeten Faum (nicht dargestellt) angeordnet ist, versorgt und empfängt schließlich Prädispositions und Taxierssignale ■ von einem Anschluß 25. Jede Periphereinheit 2o kann ferner Signale mit einer Programmier- und Anzeigeeinrichtung 26 in nadifolgend beschriebener Weise austauschen.

Gemäß Fig. 2- besitzt die zentrale Steuereinheit 14 im wesentlichen einen ersten und einen zweiten Block 28, 29, die jeweils ein Integral über einen kurzen bzw. einen langen Zeitraum desjenigen Signals bilden, das an einem Anschluß 3o erscheint. Der Block 28 besitzt eine Vielzahl von Ausgängen, von denen jeder mit einem entsprechenden Eingang eines Blocks 31, der einen Mittelwert aller dort ankönnenden Signale bildet, und eines Kcmparatorblocks 32 verbunden ist. letzterer bewirkt

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einen Vergleich zwischen jedem der Ausgangssignale des Blocks 28 und der Ausgangssignale des Blocks 31 und besitzt eine Vielzahl von Ausgängen, die ein erstes, ein zweites oder ein drittes Spannungsniveau annehmen, je nachdem, ob das an jedem Eingang anliegende Signal kleiner ist, gleich oder größer als der vom Block 31 gelieferte Mittelwert ist. Jeder Ausgang des Block 32 gelangt zu einem entsprechenden Verbindungsanschluß 33.

Der Ausgang des Blocks 29 ist mit einem Eingang 34 des Blocks 35 verbunden, an dessen weiteren Eingang 36 Signale von dem Verbraudhsireßgerät 13 geliefert werden. Der Block 35 niirent eine Kontrolle auf wesentliche Übereinstimmung zwischen den an den Eingängen 34 und 36 anliegenden Signalen mit dem Ziel vor, eventuelle Uhstimmitkeiten zwischen dem Signal, das von dem Verbrauchsmeßgerät 13 geliefert wird und bespielsweise ein ffeiß für die Anzahl der von der Zentralheizung 12 verbrauchten Liter an Brennstoff liefert, und dem Signal für den Gebäudeverbrauch, erhalten durch⁸ arbeiten und Summieren der Signale bezüglich des Verbrauchs von jeder Wohnung des Gebäudes festzustellen. Für jede Wohnung nirrmt der Block 35 ferner eine itegistrierung des Verbrauchs in dieser Wohnung vor und schickt ein Ausgangssignal zu einem Anschluß 37, von dem in in Fig. 2 nicht dargestellter Weise die Anzeigeeinrichtung 26 im Inneren der entsprechenden Wohnung versorgt wird.

Die zentrale Steuereinheit 14 besitzt zudem einen Block 39 zum Berechnen der -Gesamtkalorien, versehen mit einem Eingang 4o, an den ein Signal von einem Anschluß 41 proportional zur Mange der Kalorien angelegt: wird, die durch jede Wohnung von der Heizungsanlage angefordert wird. . Der Block 39 besitzt ferner einen Eingang 42, an den ein Signal angelegt wird, das von dem Temperaturfühler 17 geliefert wird, ein Signal, das zudem an einen Anschluß 43 angelegt wird, um an die Periphereinheit 2o jeder Wohnung geliefert zu werden. Das Ausgangssignal, das von dem Block 39 geliefert wird, wird an die Zentralheizung 12 gegeben, in der es entsprechend der Art der Anlage und der vorgesehenen Regelung in der Zentralheizung 12 in üblicher Weise" zum Betätigen eines Dreiwegeheizkesselventils oder eines Heizkesselthenrostaten oder der Heizmediumführung, die in der Anlage verwendet wird, benutzt wird.

Die zentrale Steuereinheit 14 besitzt schließlich einen Eingangs-/Ausgangsblock 44 mit einem Eincrang, der mit dem Ausgang der Datenstation 15 verbunden ist, und einem Aus .gang, der mit einem Anschluß 45 verbunden ist. Über den Block 44 werden an die Wohnungen des Gebäudes 1 ο verschiedene Parameter des Gebäudes 1 ο selbst und., beispielsweise solche bezüglich des Systems der verwendeten Isolierung, zu^-dem Parameter bezüglich der Zentralheizung 12, wie etwa die maximale Abgebe- . Temperatur, die das Heizmedium annehmen kann_; übertragen.

Gemäß Fig. 3 besitzt jede Periphereinheit 2o einen Speicherblock 48, eine Lerneinheit 49 und eine Steuereinheit 5o. Insbesondere besitzt der Speicherblock 48 einen Eingang, der mit dem Anschluß 25 verbunden ist , und einen ersten und einen zweiten Ausgang, die entsprechend mit Eingängen 51, 52 der Lerneinheit 49 bzw. der Steuereinheit 5o verbunden sind. Die Lerneinheit 49 dient dazu, Informationen sowohl ' mit der Steuereinheit 5o als · mrt der Programmier- uni Anzeige-Einheit 26 auszutauschen. Das von dem Fühler 24 gelieferte Signal wird an Eingänge 53, 54 der Einheit 49 bzw. 5o angelegt. Die Steuereinheit 5o empfängt ferner das von dem Verbrauchsmesser 23 gelieferte Signal. Schließlich erzeugt die Steuereinheit 5o Steuersignale für die Öffnung der Ventile 21.

Die Programmier- und Anzeigeeinrichtung 26 weist im wesentlichen ein. rechteckiges Feld 56 auf, das in vier bestintnte Abschnitte, nämlich einen oberen 57, einen unteren 58 und zwei benachbarte mittlere

unterteilt ist.
59 und 6o. Im Abschnitt 57 ist ein Anzeigeelement 62 angeordnet, auf dem zum Vergleichen verschiedene Informationen teilweise in Buchstaben

.werden können, und teilweise in Form von Ziffern angezeigt " . Im Ä>schnitt 58 ist eine Vielzahl von Tasten angeordnet, deren erste mit 63 bezeichnete die Aufschrift "Wohnung" trägt und sich auf die Wohnung bezieht, in der die Einheit 26 installiert ist. Jede der anderen Tasten 64 bis 7o trägt die Aufschrift "Zinmsr" und eine Bezugsziffer von 1 bis 7 und ist einem entsprechenden Zimmsr in der zugehörigen Wohnung zugeordnet.

Im Bereich 59 sind drei Melder 71, 72, 73 angeordnet, die visuell den Verbrauch in der entsprechenden Wohnung zum mittleren Verbrauch des Gebäudes anzeigen. Die Mslder 71 bis 73 sind in nicht darge-

stellter Weise wahlweise durch das von dem Vergleichsblock 32 (Fig. 2) an den Anschluß 33 gelieferte Signal betätigbar. Im Bereich 59 ist zivdem eine Anzeigelampe 74 zur" Defektanzeige sowie ein Paar von Tasten 75, 76 angeordnet, die die Zeichen "+" bzw. "-" tragen.

Im Abschnitt 6o sind eine Taste 78 in Zentraler Position die Anzeige "Funktion" tragend, zwei Tasten 79, 8o, die Pfeile tragen, und zwei Tasten 81, 82 angeordnet, die die Angabe- "OK" und "Reset" tragen.

In Fig. 4 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der Steuereinheit 5o von Fig. 3 dargestellt. Insbesondere umfaßt die Steuereinheit 5o einen Block 85 zum Steuern des Öffnens der Ventile 21 mit einen Eingang 86, an den das vom Fühler 17 erzeugte Signal angelegt ist, einem Eingang 87, der mit einem Anschluß 88 verbunden ist, einem Eingang 89, der mit dem Ausgang eines Reglers 9o zum Steuern der Temperatur T verbunden ist, einem Eingang 91, der mit einem Ausgang eines Blocks 92 zur Überqanasrechnung verbunden ist, und einem Eingang 93, der mit einem Ausgang 94 eines Verarbeitungsblocks 95 verbunden ist. DerReglec- 9o besitzt einen Eingang 96, der mit einem Anschluß 97 verbunden ist, und einen Eingang 98, der mit dem Temperaturfühler 24 verbunden ist. Der Regler 9o kann beispielsweise ein PD-Regler, aer ein Ausgangssignal liefert, das von der Differenz zwischen dem Signal Von dem Fühler 24 und dem am Anschluß 97 anliegenden Signal abhängt, bei dem es sich um ein Signal handelt, das von der gewünschten Temperatur in dem Zimmer, in dem der Fühler 24 angeordnet ist, abhängt.

Der Verarbeitungsblock 95 besitzt einen Eingang 99, der mit einem Anschluß 1oo verbunden ist, an den über die Lerneinheit 49 ein Signal angelegt ist, das von der künftigen Anwesenheit bzw. Abwesenheit des Benutzers in der Wohnung abhängt und über die Programniereinheit 26 eingegeben ist. Der Verarbeitungsblock 95 vergleicht die an den Eingängen 52 und 99 angelegten Signale und nimmt eine Berechnung eines Anwesenheitsindex vor, das im wesentlichen im Bewerten der Anwesenheit des Benutzers in der Wohnung während eines vergangenen Zeitraums in bezug auf den betrachteten Zeitraum besteht- Diese Bewertung wird vorgenomnen, indeni sowohl die im Srpeicher 48 befindlichen Daten, als auch die Zufallsdaten in Beträcht gebogen werden, die eum Eingang 99 des Blockä 95 gelangen. Letzterer liefert an einem geeigneten Ausgang 1o2 ein elektrisches

Signal proportional zu dem oben genannten Anwesenheitsindex, das an einen Anschluß 1o3 und an einen Eingang 1o4 des Blocks 92 gegeben wird. Letzterer besitzt einen weiteren Eingang 1o5, an dem ein Zustinmungssignal von einer der Tasten 75, 76 erscheint, die die Angabe · "+" bzw. "-" tragen.

Die Steuereinheit 5o ist ferner mit einem Block 1o7 zum Berechnen des Wärme bedarf s . versehen, der einen Eingang 1o8, der mit dem Anschluß 1oo verbunden ist, einen Eingang 1o9, der mit dem Sartnelanschluß 45 verbunden ist, und einen Eingang 11o aufweist, der

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sowohl mit dem Ausgang des Vbrbriuchsmassers als auch mit dem Anschluß 3o der zentralen Steuereinheit verbunden ist. Der Ausgang des Blocks 1o7 ist schließlich mit dem Anschluß 41 der zentralen Steuereinheit 14 verbunden.

Gemäß Fig. 5 umfaßt die Lerneinheit 49 einen Block 113 zum Berechnen der Anwesenheit-ZAbwesenheitswahrscheinlichkeit mit einem Eingang 51, der mit dem Speicher 48 verbunden ist, einem Eingang 114, der mit dem Ausgang eines OR-Gatters 115 verbunden ist, einem Eingang 116, der mit einem Ausagng 117 eines Speichers 118 verbunden ist, einem Ein-• gang 119, der mit einem Ausgang 12o eines Zeitfeststellblocks 121 verbunden ist, und einem Ausgang 122, der mit einem Eingancr 123 eines Blocks 124 zum Berechnen der zukünfti g en Anwesenheit /Abwesenheit verbunden ist. Das OR-Gatter 115 besitzt zwei Eingänge, die mit den Anschlüssen 126 bzw. 127 verbunden sind und an die jeweils ein Signal in Übereinstimmung mit der Betätigung der beiden Tasten 75, 76 · und . in dem Fall, in dem gleichzeitig die Taste 63 "Wohnung" oder eine der Tasten 64 bis 7o für die Zimmer gedrückt ist. gelegt Wird.

Der Speicher 118 dient dazu, die gelegentliche Anwesenheits-/ Abwesenheitszeit zu speichern, die fallweise über die Progranmiereinheit 26 eingegeben und an den Eingang 129 des Speicher 118 angelegt wird. Letzterer besitzt einen Ausgang 13o, der mit einem Eingang 131 des Blocks 124 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Anschluß 1co verbunden ist.

Dar Ausgang des OR-Gatters 115 ist ferner mit einem Eingarjg 133 eines Rückstellkreises 134 verbunden, der einen weiteren Eingang 135 aufweist, der mit einem Ausgang 136 des Blocks 121 verbunden ist

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sowie einen Ausgang 137 besitzt, der mit einem Eingang 138 des Blocks 121 verbunden ist.

Der Anschluß 126 ist mit einem Eingang 141 eines Blocks 142 zum Berechnen der gewünschten Temperatur verbunden, dessen Eingang 143 ein von danFühler 24 erzeugtes Signal empfängt. Der Block 142 besitzt einen Ausgang 144, der mit dem Anschluß 97 verbunden ist, und einen Ausgang 145, der mit einem Eingang 146 eines Blocks 147 zum Berechnen des Leistungsverhältnisses verbunden ist. Der Block 147 besitzt einen Eingang

148, der das am Anschluß 127 anliegende Signal empfängt, einen Eingang

149, der mit dem von dem Fühler 24 gelieferten Signal versorgt wird, einen Eingang 15o, dar mit dem Anschluß 1o3 verbunden ist, und einem Eingang 151, der mit dem Anschluß 88 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Funktion der Steuer- und Regelvorrichtung für die Heizungsanlage gemäß vorstehender Beschreibung beschrieben, wobei zunächst die hauptsächlichen Operationen herausgestellt werden, die beim Inbetriebnehmen der Vorrichtung vorzunehmen sind, wonach die eigentliche Funktion beschrieben wird, um die Begelungfür jede Wohnung über die entsprechende Programmier- und Anzeigeeinheit 26 vornehmen zu können.

Insbesondere werden zum Inbetriebnehmen über die Datenstation 15 an die zentrale Steuereinheit 14 die genannten Parameter für das Gebäude und den Heizkessel gegeben, die in dem Speicher 44 gespeichert und von dort an jede der Periphereinheiten 2o in der entsprechenden Wohnung verteilt werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden diese auf den Speicher 48 jeder Periphereinheit 2o für jede Wohnung entsprechend übertragen; das Abwesenheits·^ oder Anwesenheitsprogramm wird für drei Klassen von Tagen eingegeben, wobei zwischen Wochentagen, Feiertagen und Vorfeiertagen unterschieden wird, und dies für jedes der Kontrolle unterliegende Zimmer und für jede Tagesstunde sowie eventuelle Angabe von Tagen und von Stunden der Abwesenheit oder Anwesenheit in jedem Zimner und der Temperatur, die in dem zur Steuerung dienenden Zimmer aufrechterhalten werden soll, in dem der Fühler 24, der die Temperatur T mißt, angeordnet ist. Im. allgemeinen wird hierfür ein solches Zimmer derart ausgewählt, das minimalen !temperaturänderungen unterliegt, die aiif zufälligen Gründen beruhen, wie etwa das öffnen von Fenstern.

Zu diesem Zweck wird als Steuerraum üblicherweise der Eingangsraum jeder Wohnung ausgewählt.

Nun ist die Vorrichtung funktionsfähig, um das Öffnen der Ventile 21 entsprechend den im Speicher 44 der zentralen Steuereinheit und in dem Speicher 48 jeder Periphereinheit 2o gespeicherten Daten vorzubereiten, wobei auch die Daten in Betracht gezogen werden, die kontinuierlich von dem Fühler 17 für die Außentemperatur, von dem

24 Verbrauchsmesser 23 für jede Wohnung 1o und von dem Fühler für die Raumtemperatur T im Steuerraum jeder Wohnung geliefert werden, tilter diesen Bedingungen wird anfänglich das Nichtbetäfcigen der Tasten der Programmier- und Anzeigeeinheit 26 gemäß Fig. 3 angenommen, wobei die Vorrichtung in folgender Weise arbeitet:

Auf der Basis der von den dem Speicher 48 gelieferten Daten erscheint gemäß Fig. 5 am Ausgang 122 des Blocks 113 ein Signal proportional zur Wahrscheinlichkeit der An- oder Abwesenheit des Benutzers in einem der Zinner der betrachteten Wohnung; dieses Signal wird aufeinanderfolgend in dem Block 124 verarbeitet und an den Eingang 99 des Blocks 95 der Steuereinheit 5o (Fig. 4) gegeben. Der Block 95 verifiziert, ob eine Konkordanz zwischen den im Speicher 48 gespeicherten Daten und eventuell besonders eingegebenen Daten betreffend die Anoder Abwesenheit des Benutzers besteht, die von den erstgenannten Daten unterschiedlich sind, und führt eine Berechnung für den Anwesenheitsindex durch. Wie bereits gesagt, besteht diese' Berechnung im wesentlichen darin, daß für einen vorbestimmten vergangenen Zeitraum ein Vergleich zwischen dem Zeitraum, in dem jedes Zinner in geheiztem Zustand ist, und dem genannten Zeitraum vorbestiitmter Dauer durchgeführt wird. Das Signal proportional zum Anwesenheitsindex wird an einen Ausgang 1o2 des Blocks 95 geliefert und insbesondere an den Eingang 15o des Blocks 147 (Fig. 5) gegeben. Letzterer zieht in dieser Phase das Signal proportional zur Umgebungstemperatur T , ffoliefert von dem Fühler

P 24, in Betracht und liefert an seinen Ausgang 151 ein elektrisches Signal, das für jedes Zimmer der Wohnung ein vorbestimmtes Leistungsverhältnis der Ventile 21 liefert, die den Heizmediumstrom zu den entsprechenden Radiatorelementen 22 einstellen. Die Berechnung der gewünschten Raumtemperatur zum Steuern, die in dem Block 142 vorgenommen

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wird, wird in dieser Phase nur von dem von dem Fühler 24 erzeugten Signal beeinflußt.

Die Ausgangssignale der Blöcke 142 und 147 wirken auf den Block 85 zum Steuern der Ventilöffnung ein; insbesondere wird das Signal bezüglich des Leistungsverhältnisses direkt an den Eingang 87 des Blocks 85 gegeben, während das Signal bezüglich der gewünschten Temperatur in der steuernden Ungebung im Inneren dos Schaltkreises 9o mit dem von dem Fühler 24 gelieferten Signal verglichen wird, um darauf ebenfalls an den Eingang 89 des Steuerblocks 89 gegeben zu werden. Letzterer zieht ferner das Signal proportional zur Außentemperatur T von dem Fühler 17 und außerdem das von dem Block 92 erzeugte Signal in Betracht, das für jeden Raum der Wohnung von dem entsprechenden Anwesenheitsindex abhängig ist, um während eines vorübergehenden Zeitraums die öffnung des Ventils 21 derart zu beeinflussen, daß' im Inneren des betrachteten Zimmers die Raum .--'temperatur so schnell wie möglich auf den von Benutzer gewünschten Wert gebracht wird.

Das gemäß Fig. 4 am Anschluß 1oo vorhandene Signal ist proportional zur zukünftigen Anwesenheit/Abwesenheit und beaufschlagt den Eingang 1o8 des Blocks 1o7. Letzterer zieht die Signale in Betrabht, die kontinuierlich von dem Verbrauchsmesser 23 der Wohnung geliefert werden, sowie das Signal am Anschluß 45 (proportional zu den genannten Parametern des Gebäudes und des Heizkessels) und führt in jedem Augenblick eine Berechnung der Anforderung der für die betrachtete Wohnung notwendigen Wärmeeinheiten durch. Von jeder Wohnung wird ein Signal proportional zur Wärmeeinheitenanforderung an die zentrale Steuereinheit 14 (Fig. 2) gesandt, wo im Inneren des Blocks 39 die entsprechenden Signale von allen Wohnungen des Gebäudes summiert werden. Der Block 39 zieht auch das von dem Fühler 17 für die Außentemperatur gelieferte Signal in Betracht und liefert an einem entsprechenden Ausgang ein Signal, das an die Zentralheizung 12 geliefert wird und das entsprechend der Art der vorgesehenen Steuerung in bekannter Weise auf ein Dreiwegeheizkesselventil oder auf den Heizkesselthermostaten oder auf die Heizmediumleistung einwirkt. Auf diese Weise stellt die Zentralheizung 12 die Temperatur des Heizmediums cder die Abgabemange ' hiervon ein,

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um die Nachfrage an Wärmeeinheiten, die von jeder Wohnung erfolgt, zufriedenstellen zu können.

Das von dem Verbrauchsmesser 23 erzeugte Signal für jede Wohnung wird zudem an den Block 28 geliefert, der für jede Wohnung kurzzeitig eine Integrierung des Verbrauchssignals vorninmt. Die Gesamtheit der Ausgangssignale des Blocks 28 wird dann in den Block 31 gegeben, dessen Ausgang deswegen einen Wert für den mittleren Verbrauch in dem betreffenden Gebäude liefert. Der Wert für den mittleren Verbrauch des Gebäudes wird mit dem Wart für den mittleren Verbrauch jeder Wohnung im Block 32 verglichen, dessen Ausgang deshalb über den Anschluß 33 ein Signal proportional zum Verbrauch jeder Wohnung in bezug zum mittleren Verbrauch für das gesamte Gebäude liefert. Entsprechend dem, ob die betrachtete Wohnung mehr oder weniger verbraucht oder cb iht Verbrauch gleich dem mittleren Gebäudeverbrauch ist, bestimmt das am Anschluß 33 liegende Signal das entsprechende Aufleuchten der Signalleuchten 71 oder 73 oder 72 der Programmier- und Anzeigeeinheit 26 gemäß Fig. 3.

Das Signal proportional zum mittleren Verbrauch für jede Wohnungvird an den Eingang des Blocks 29 gegeben, der eine Langzeitintegrierung und eine Sunmierung des Verbrauchs für die ganze Wohnung vornimmt. Das aus dieser Berechnung resultierende Signal wird an den Eingang 34 des Blocks 35 zum Prüfen und Buchen gegeben, indem es mit dem Signal vom anderen Eingang 36 verglichen das von dem Verbrauchs-

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maßgerät für das Gebäude geliefert wird. Der Block 35 dient deshalb dazu zu überprüfen, ob die Signale an den Eingängen 24 und 26 im wesentlichen übereinstimmen: Im negativen Falle gibt er ein Fehlersignal ab, das ein Aufleuchten der Signallampe 74 in der Anzeigeeinheit 26 bewirkt, im positiven Falle bewirkt er einen Buchungsvorgang, dessen Ergebnis geeignet ist, auf dem Anzeigeelement 62 der Anzeigeeinheit 26 auf eine spezielle Anfrage hin,die über die Einheit 26 durchgeführt wird, angezeigt zu werden.

Setzt man nun voraus, daß Änderungen bezüglich der gespeicherten Situation gewünscht werden, und zwar bezüglich der Temperatur in der Wohnung oder in einem oder mehreren Zimmern der Wohnung, kann dieser Vorgang durchgeführt werden, indem die Tasten 75 (+), 76

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(-)■ entsprechend betätigt werden, damit wie gewünscht eine Steigerung oder Verminderung der TemDeratur eingegeben wird, wonach die Taste 63 gedrückt wird, um die ganze . Wohnung anzugeben, oder eine der Tasten 64 bis 7o gedrückt wird, um das in Betracht gezogene Zimmer auszuwählen. Schließlich muß man die Taste 81 (OK) drücken, um die Korrektheit der Eingabe zu bestätigen.

Die Betätigung einer der Tasten 75, 76 (+,-) bewirkt das Anlegen eines Signals· an wenigstens einen Eingang des OR-Gatters 115, dessen Ausgangssignal in dem Zwischenspeicher 134 gespeichert wird. ■ Zudem wird das Signal bezüglich der Wohnung oder nur eines der Zinmer von 1 bis 7 entsprechend an den Eingang 141 bzw. 148 des Ftechnerblocks 142 bzw. 147 gegeben, von denen jeder ein Signal proportional bezüglich der gewünschten Temperatur oder der Änderung des Leistungsverhältnisses wie vorstehend beschrieben abgibt.

Die von den Blöcken 142 und 147 erzeugten Signale betätigen über den Steuerblock 85 die Öffnung der Ventile 21 in oben beschriebener Weise. Der Block 121 verifiziert periodisch, beispielsweise einmal pro ■ Stunde den Inhalt des Zwischenspeichers 134. In dem nun betrachteten Fall soll der Zwischenspeicher 134 wenigstensP^wischenspeicherung enthalten, durch die der Block 121 in dem Augenblick, in dem die überprüfung vorgenommen wird, ein Nullstellsignal an den Eingang 135des Zwischenspeichers 134 als auch ein Steuersignal an den Eingang 119 des Blocks 113 gibt. Letzerer bewirkt in dem Fall, in dem der betrachtete Tag von der Art eines Wochentags ist, eine Korrektur der vorbestimmten und in dem Speicher 48 gespeicherten Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit/Abwesenheit pro Stunde, um den Inhalt des Speichers 4B als Funktion sowohl bezüglich des Wertes·der" vorher gespeicherten-Wahrscheinlichkeit,"als auch <äsr Anfordernung des Benutzers, als auch der· Art Üeö Tages", an dem die Anforderung des Benutzers vorgsnoimen wurde, auf den letzten Stand zu -

^^* Das am Ausgang 122 des Blocks 113 vorhandene Si-mal bewirkt daher eine Änderung-, der Funktion der Anforderung durch Intervention als Folge der Betätigung der Tasten 75, 76 und beeinflußt folglich die von den Blöcken 95 und 1o7 der Steuereinheit 5o von Fig. 4 durchgeführten Rechenoperationen.

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Wenn man nun annimmt, daß der Benutzer abweichend von dem vorbestimmten und in dem Speicher 48 gespeicherten Progranm bezüglich der Anwesenheit und Abwesenheit ' ' wünscht, die Wohnung oder wenigstens Zintter hiervon zu nicht vorgesehenen Stunden zu benutzen oder nicht zu benutzen, muß der Benutzer, im die Betätigung der Ventile 21 in den gewünschten Zimmern zu bestimmen, zunächst die Funktionstaste 78 der Programmier- und Anzeigeeinheit 26 betätigen, damit auf dem Anzeigeelement 62 die Aufschrift "Gelegentliche Anwesenheit/Abwesenheit" erscheint; durch Betätigen der Tasten 79 und 8o kann nun der Benutzer die Zahl von nicht vorgesehenen Anwesenheits- oder Abwesenheitsstunden eingeben und femer die Zintier auswählen, die er zu benutzen oder nicht zu benutzen wünscht, indem die Tasten 63 bis 7o betätigt werden. Die Zeit der gelegenheitlichen Anwesenheit/Abwesenheit wird in dem Speicher 118 auf diese Weise gespeichert, an dessen Ausgang 117 nun ein Signal erscheint, daß die Berechnung der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit/Abwesenheit analog zu der oben beschriebenen Weise im Falle der Betätigung der Tasten 75, 76 beeinflußt. Am Ausgang 13o des Blocks 118 erscheint stattdessen ein Signal, das über den Block 124 der zukünftigen Anwesenheit/Abwesenheit in der Steuereinheit von Fig. 4 verwendet wird, um das öffnen des Ventils 21 in oben beschriebener Weise zu steuern.

Dsr Block 121 nimmt ständig die periodischo Zeitverifixati vor. Der Block 121 schickt ein Signal zum Auf-dem-Laufenden^Ialten an den⁺ Blocks 113 zum Berechnen der Anwesenheits-ZAbwesenheitswahrscheinlichkeit, das jedenfalls von dem Rechnerblock in Betracht gezogenen wird, auch unter der Bedingung, daß keine Betätigung der Tasten 75, 76 vorliegt, die in dem Zwischenspeicher 134 gespeichert ist. Wenn keine Intervention bezüglich der Anforderung der Raumtemperaturänderung in einem vorbestimmten Raum während der Periode, in der der Raum benutzt werden soll, vorgenortman wird, und sich diese Situation des Fehlens einer Intervention über eine bestimmte Anzahl von Tagen hinzieht, vermindert der Rechenblock 113 fortschreitend die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit des Benutzers in dem betrachteten Zimmer und während der programmierten Zeit. Nach einer bestimmten Anzahl von Tagen ist die Anwesenheitswahrscheinlichkeit auf einen Minimalwert reduziert. Dieser entspricht der Tatsache, daß das Zimmer im Block 113 als leer deklariert wird mit Eingang 119 des

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der Eolge der Reduktion der Heizung und Verminderung der Temperatur in dem betreffenden Ziimer. Die Funktion des Blocks 138 führt folglich zu einer Kontrolle der Gültigkeit des Programms, das allmählich dem Block 113 nähergebracht wird, sowohl durch das Deutlichwerdenlassen von eventuell durch den Benutzer nicht benutzten Zimmarn, auch wenn die Benutzung vorgesehen ist, als auch durch Nötigen des Benutzers, periodisch zum Aufrechterhalten der Heizung ih dem betrachteten Zirnner bei der gewünschten Temperatur zu intervenieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Verwendung des Programmierens von sich wiederholender Anwesenheits- oder Abwesenheitszeiten als auch das Programmieren der Heizung mit größerer Anpassung für jedes Zeimmer einer Wohnung. Ein unnötiger Heizenergieverbrauch wird vermieden, wenn der Benutzer abwesend ist, oder wenn der Benutzer nicht jeden der Räume der Wohnung benutzt.

Die. Vorrichtung ermöglicht dem Benutzer die Signalisierung der Abwesenheit oder Anwesenheit außerhalb des Programms kurz oder lang und in differenzierter Form entsprechend dem betrachteten Zimmer ebenso wie eine differenzierte Einstellung der Raumtemperatur in verschiedenen Zimmern zum Kompensieren eventueller Planungsunterschiede bezüglich der Heizungsanlage oder der Verwendung hiervon.

Durch die periodische Verifizierung der Interventionen des Benutzers durch den Block 121 ist die Vorrichtung ferner in der Lage, allmählich die Benutzungsgewohnheiten in der Wohnung; das Benutzers zu lernen ebenso wie die Minimaltemperatur, die in verschiedenen Umgebungen erforderlich ist. Dies erleichtert auch die Eichung oder Einstellung der Installation, da es nicht notwendig ist, genau die Anwesenheit/ Abwesenheit des Benutzers in den Zimmern der Wohnung zu kennen.

Da die Vorrichtung in der lage ist, kontinuierlich und deutlich den Energieverbrauch für jede Wohnung im Vergleich zum mittleren Verbrauch der Wohnungen des Gebäudes anzugeben, wird jeder Benutzer kontinuierlich über den Unfang der Wärmeeinheitenanforderung an die Zentralheizung im Verhältnis zu der mittleren Wärmeeinheitenanforderung aller Wohnungen des Gebäudes mit der folglichen Vergleichsmöglichkeit informiert. Ferner ist die Vorrichtung in der Lage, die Berechnung

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des absoluten Verbrauchs für jeden Benutzer durchzuführen, wodurch auch von der Vorrichtung eine nützliche Größe für die mögliche Aufteilung der Heizkosten geliefert wird.

!ferner kann die Vorrichtung bei nicht verwendeten TeELen des Speichers in der zentralen Steuereinheit 14 oder in jeder der Periphereinheiten 2o verschiedene andere Aufgaben erfüllen, beispielsweise zum Vfecken, zum Signalisieren von Feuer oder Ausströmen von Gas oder zum Alarmgeben bei Diebstahl benutzt werden.

Claims

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CSEÄ Consorzio per Io Sviluppo dell"Elettronica e 1'Automa- _z ione, Via Ventimiglia, 2o1, Turin/Italien

Ansprüche

1.J Steuer- und Pegelvorrichtung für eine Anlage zur Raumheizung, wobei die Anlage wenigstens eine Zentralheizung zum Übertragen von Wärmeenergie auf ein Heizmedium und eine Vielzahl von Heizkörpern aufweist, die jeweils in einem entsprechenden Raum angeordnet sind und mit dem Heizmedium von der Zentralheizung versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (48) für eine Vielzahl von vorbestimmten und sich auf gewünschte Raumtemperaturen als auch auf Änwesenheits- oder Abwesenheitsperieden des Benutzers in dem Raum während eines vorbestimmten Zeitraumes beziehende Basisdaten für jeden Raum, eine Progranmiereinheit (26) für sich auf Änderung der gewünschten Werte hinsichtlich Raumtemperatur oder der Anwesenheits- oder Abwesenheitsperioden des Benutzers in dem Raum beziehende Zufallsdaten für jeden Raum, eine Verarbeitungseinrichtung (49„5o), die die in dsm Speicher (48) gespeicherten Basisdaten mit den Zufallsdaten, eingegeben über die Prograimiiereinheit (26), vergleicht, und Stelleinrichtungen (21) für den Durchfluß des Heizmediums durch jedsn Heizkörper (22) vorgesehen sind, die über von der Verarheitungseinrichtung (49, 5o) erzeugte Ausgangssignale gesteuert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programrdereinheit (26) erste Mittel (75, 76) zum Eingeben einer Raumtemperaturänderung und zweite Mittel (63-7o) zur Auswahl eines vorbestimmten Raums aufweist, in dem die Temperaturänderung vorgenomnen werden soll.

3ο Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prograraniereinheit (26) dritte Mittel (78)^ die die Auswahl

einer vorbestimmten Funktion ermöglichen, und vierte Mittel (79780) umfaßt, über die die Eigenschaften der vorbestimmten Punktion veränderbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Lerneinheit (49) umfaßt, die erste Mittel (113) zum Berechnen der Wahrscheinlichkeit der Abwesenheit und Anwesenheit des Benutzers in den Räumen der Wohnung aufweist, wobei die Mittel (113) Signale von dem Speicher (48) und der Programmiereinheit (26) empfangen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinheit (49) einen ersten Speicher (134), in dem ein elektrisches Signal jedesmal gespeichert wird, wenn eine Eingabe über die ersten Mittel (75,76) erfolgt, und Mittel (121) umfaßt, die periodisch eine Kontrolle des Inhalts des ersten Speichers (134) vornehmen und entsprechend ein Steuersignal an die ersten Mittel (113) zum Berechnen der Lerneinheit (49) liefern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinheit (49) einen zweiten Speicher (118) aufweist, in dem eine Zeitperiode der zufälligen Anwesenheit oder Abwesenheit, eingegegeben über die Verarbeitungseinheit (26) gespeichert wird, wobei das in dem zweiten Speicher (118) enthaltene Signal an die ersten Mittel (113) zum Anpassen des Wahrscheinlichkeitswertes für die Anwesenheit oder Abwesenheit gegeben wird, die von den ersten Mitteln

(113) berechnet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Steuereinheit (5o) aufweist, die mit ersten Mitteln (95) zum Berechnen eines Anwesenheitsindex für den Benutzer in den Räumen der Wohnung aufweist, die Eingangssignale von dem Speicher (48) als auch von den ersten Mitteln (113) zum Berechnen der Wahrscheinlichkeit der Lerneinheit (49) empfangen und ein Steuersignal an die Stelleinrichtung (21)

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für den Durchfluß des Heizmediums liefern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5o) einen Steuerkreis für die Raumtemperatur (T ) in einem steuernden Raum der Wohnung umfaßt, dem ein erstes Signal proportional zu der Raumtemperatur von einem Fühler (24) und ein zweites Signal proportional zur Raumtemperatur, die von dem Benutzer gewünscht. wird, eingegeben über die Mittel (75, 76) der Programmiereinheit (26) und berechnet über die zweiten Mittel (142) in-der Lerneinheit (49) empfängt.

9. Vorrichtung nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen für den Durchfluß des Heizmadiums durch jeden Heizkörper aus einem Ventil (21) gebildet werden, und daß die Lerneinheit (49) dritte Rechenmittel (14) umfaßt, die ein Ausgangssignal erzeugen, daß das Leistungsverhältnis für jedes Ventil (21) festlegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5o) zweite Rechenmittel (92) aufweist, die als Funktion des Signals proportional zu dem Anwesenheitsindex und des Signals zur Raumtemperaturänderung eingegeben über die Mittel (75,76) der Programmiereinheit (26) eine zeitweilige Phase des Steuerns der Stelleinrichtungen (21) für den Durchfluß des Heizmediums bestimmen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5o) dritte Rechenmittel (I08) für die in den Zinnern der Wohnung angeforderten Wärmeeinheiten aufweist, wobei die Mittel (I08) Signale abhängig von dem Wärmeeinheitenverbrauch in der Wohnung und Signale abhängig von der Wahrscheinlichkeit der zukünftigen Anwesenheit oder Abwesenheit empfangen und Signale zur Anforderung von Wärmeeinheiten an die Zentralheizung (12) liefern.