DE3147085A1 - Vorrichtung zur energieeinsparung, insbesondere in beheizten oder klimatisierten raeumen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Energieeinsparung, insbesondere dn beheizten
• oder klimatisierten Räumen Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, durch deren Einsatz sich unnötige Energieverluste, insbesondere bei Heizungs- und/oder Klimaanlagen, bevorzugt in Wohn- oder Geschäftshäusern, sowie Verwaltungs'gebäuden, oder Teilen davon (einzelne Raume) wirkungsvoll vermeiden lassen.
• Vorbetrachtung: Bekannterweise ist Energie nicht nur notwendig, um Räume auf eine gegenüber ihrer Umgebung unterschiedliche Temperatur zu bringen, sondern es Bst auch weitere Energie aufzuwenden, um die gewünschte Raumtemperatur zu erhalten, da die den Raum gegen seine Umgebung abgrenzende Wand einen Wär@eübergang nicht vermeiden kann.
• Dieser Wärmeverlust - und der damit bedingte Energieverlust -ist umso größer, je größer 1. die Fläche der abgrenzenden Wand ist, 2 je kleiner der Wärmewiderstand der Wand ist und 3 je größer der Temperaturunterschied des saumes zu der Umgebung ist Die ersten beiden Faktoren sind durch die konstruktive ,Xrt der Wand festgelegt und lassen sich meist nur unter hohem Aufwand, insbesonder nachträglich, ändern.
• uf den dritten Faktor dagegen kann man leichter Einfluß nehmen.
• Stand der Technik: Ls sind zahlreiche Vorrichtungen (Steuerungen und Regelungen) von Heizungs- bzw0 Klimaanlagen bekannt, die darauf abzielen, neigt wird.
• So werden z.B. Temperaturfühler in Räumen eingesetzt, durch welche bei Erreichen der vorbestimmten lLaumtemperatur die weitere (Heiz-)Energiezufuhr unterbrochen wird; desweiteren werden Zeitsttuerungen eingesetzt, um die Jaumtemperatur während der Nachtzeit und/oder an bestimmten Tagen auf einen niedrigeren Wert abzusenken; ferner werden auch Außentemperaturfüliler eine setzt, durch die bei steigender Umgebungstemperatur die Energiezufuhr reduziert wird u.v.a.
• Trotz auch komplizierter Kombinationen verschiedener Maßnahmen und auch unter Zuhilfenahme von elektronischen Rechnern und Speichern, können nur grobe Richt- bzw. Durchschnittswerte für die zu bestimmten Zeiten an bestimmten Orten benötigte Energiezufuhr ermittelt werden, weil der in naher oder fernerer Zukunft liegende tatsäcliliche Energiebedarf immer unbekannt bleibt und damit nicht vorprogrammierbar ist.
• Aufgabe der Erfindung: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und dennoch wirkungsvolle Vorrichtung zu schaffen, die den tatsächlichen Bedarf an benötigter (Heiz- oder Sühl-) Energie in z.B. jedem einzelnen Raum und zu jedem Zeitpunkt ermittelt und bereitstellt, und somit eine Einsparung unnötig bereitgestellter Energie bewirkt.
• Lösung: nachdem der Energiebedarf, insbesondere für die Erzeugung von Wärme bzw. Kälte in von Personen benutzten Räumen größer ist als in zur Zeit von Personen nicht benutzten, läßt sich (insbesondere Heiz- oder Kühl-) Energie dadurch einsparen, daß in allen den zur Zeit von Personen nicht benutzten Räumen diese Energiezufuhr durch eine "an- bzw. abwesenheitsabhängige Regelung" reduziert oder unterbrochen wird. Damit kann nämlich bei Abwesenheit von Personen die Temperaturdifferenz zwischen (Nutz-) Räumen und Umgebung verkleinert werden, was zu einem geringeren Wärmefluß zwischen Itaum und Umgebung und somit zu der gewollten Energleeinsparung führt.
• Das Prinzip sei anhand der Fig. 1 schematisch erklärt: Ein Detektor (io) erfaßt die An- bzw, Abwesenheit von Personen imerhalb seines z.B. einstellbaren Überwachungsbereiches, und beeinflußt in Abhängigkeit der An- bzw. Abwesenheit von mindestens einer Person über ein entsprechendes Steuersignal (20) zumindest einen (Energie-) Regler (3o) dergestalt, daß zumindest dieser Raum bei Anwesenheit von Personen auf eine vorbestimmte Temperatur Tan dagegen bei Abwesenheit auf eine gegebenenfalls andere vobestimmte Temperatur Tab gebracht wird.
• Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Erfindung; insbesondere bei nachträglicher Ausrüstung eines vorhandenen (Zentra Heizsystems: Der Detektor (lo) - beispielsweise ein Bewegungsmelder -liefert bei A)wesenhelt eine elektrische Spannung bevorzugt an einen einstellbaren Heizwiderstand (12) , dessen Wärmeentwicklung (23) auf z.B. den Temperaturfühler (14) eines nicht dargestellten Raumthermostaten oder Heizkörperthermostatventils wirkt Die Aufheizung dieses Temperaturfühlers (14) führt dazu, daß ein (nicht dargestellter) Heizungsregler den oder die in diesem Raum befindlichen Heizkörper zuregelt, wodurch die Raumtemperatur schließlich sinkt. Die Einstellbarkeit des Heizwiderstandes (12) ermöglicht eine Vorwählbarkeit der Raumtemperaturabsenkung bei Abwesenheit. Die gewünschte Raumtemperatur bei Anwesenheit kann nach wie vor am Raumthermostat oder Heizkörperthermostatventil eingestellt werden und wird nicht von dem Heizwiderstand (12) beeinflußt, da dieser bei Anwesenheit von mindestens 1 Person durch den Detektor (io) nicht gespeist wird. Vorzugsweise kann die Energieversorgung des Detektors (10) und des ileizwiderstandes (12) über ein sog Steckernetzteil (15) erfolgen.
• Eine besonders einfache und kompakte Anordnung ergibt sich beispielsweise mit elektrisch betriebenen Heizkörpern oder Heizlüftern.
• Figo 3 zeigt eine solche bevorzugte Anwendung, insbesondere geeignet für nichtstationären Betrieb.
• In die Energieversorgungsanleitung (21) eines Heizkörpers (22) od : Heizlüfters (22) mit vorzugsweise eingebautem Thermostaten (23) wird die Kontaktstrecke eines Relais (24) geschaltet, welches durch den Detektor (lo) gesteuert wird.
• Bei Anwesenheit von mindestens einer Person im Raum schaltet das Relais (24) die Energieversorgung zu dem Heizgerät (22) durch. Der Raum wird dadurch solange aufgeheizt, bis die Raumtemperatur einen an einem Thermostaten (23) voreingestellten Wert erreicht hat. Dieser Thermostat schaltet das Heizgerät in bekannter Weise in Abhängigkeit von der jeweiligen Raumtemperatur ein und aus, jedoch nur bei Anwesenheit von Personen (d.h. bei tatsächlicher Nutzung des Raumes). Verläßt die letzte Person den Raum, so wird dem Heizgerät (22) über das von dem Detektor (mio) angesteuerte Relais (24) die Energieversorgung gesperrt und dadurch unnötiger Heiz*-nergieverbrauch verhindert.
• Entsprechende Zusammenhänge ergeben sich natürlich auch, wenn anstelle von Heizgeräten z.B. RUhl- oder Klimaaggregate eingesetzt werden, beispielsweise in tropischen Ländern.
• Als Detektor zur Ermittlung der An- bzw. Abwesenheit von Personen können vielerlei verschiedene oder auch kombinierte Melder eingesetzt werden, wie sie z.B. auch aus der Einbruchmeldetechnik oder Zutrittkontrolltechnik her bekannt sind.
• Im einfachsten Fall kann anstelle des Detektors auch ein Schalter eingesetzt sein, der manuell von Personen bedient werden müßte, um die beabsichtigte Wirkung zu erzielen.
• Da aber Bequemlichkeit, Vergeßlichkeit oder Fehlbedienung nicht auszuschließen sind, empfiehlt sich der Einsatz eines automatischen Melders.
• Als Meldekriterien für einen geeigneten Detektor können alle diejenigen (physikalischen) Größen herangezogen werden, die entweder für eine Anwesenheit oder für die Abwesenheit von Personen charakteristisch oder typisch sind, z.B.: Kriterium - Detektor Bewegung Bewegungsmelder (Passiv-Infrarot, Ultraschall etc.) Geräusche Schallaufnehmer (Luftschall, Körperschall) Druck Tritt-, Sitzkontakte Helligkeit Lichtempfänger (Veränderungen) Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß durch den Detektor ein weiteres vorzugsweise wenig träges Heizgerät (z.B. Helzlüfter) zu Beginn der Anwesenheit vorübergehend zusätzlich eingeschaltet wird, um bei sehr trägen Heizsystemen den geschmälerten Komfort durch zu lange Aufheizzeiten zu kompensieren.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß ein Zeitglied die WAnwesenheitsmeldungX des Detektors um eine geeignete einstellbare Zeitspanne (z.B. einige Mi:'aten) verlängert, so daß ein eventueller absoluter Ruhezustand einer anwesenden Person zuverlässig ausgeblendet werden kann.
• Besonders große Energieeinsparungen können sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in leerstehenden oder selten bzw unregelmäßig benutzten Räumen in Büro- oder Verwaltungsgebäuden, in Schulen, Hallen, Hörsalen, Wohnzimmern und in Badezimmern ergeben, kurzgefaßt: in allen Räumen, die nicht ununterbrochen benutzt werden.
• Ein weiterer Vorteil liegt in der zusätzlichen homfortsteigerung: Gegenüber einer Zeitsteuerung, die zu einem vorgegebenem, festen Zeitpunkt die Heizungsanlage auf "Nachtabsenkung schaltet, bleibt bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Raumtemperatur z.B. im Wohnraum noch solange auf dem "Tagesniveau", wie der Raum noch genutzt wird.
• Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in den meisten Anwendungsfällen auf eine (auch programmierbare) Zeitsteuerung verzichtet werden.
• L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Ansprüche: Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Energieversorgung von insbesondere Heizungs- bzw0 Klimageräten oder -anlagen, d a d u r c h g e k e n n z e i zu e h n e t, daß diese Energieversorgung in Abhängigkeit der An- bzw. Abwesenheit von mindestens einer Person gesteuert bzw. geregelt wird 2o Vorrichtung nach Anspruch d, dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Abwesenheit durch einen Bewegungsmelder erfaßt wird.

   3 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Abwesenheit dreh einen Schallaufnehmer erfaßt wird0 40 Vorrichtung nach Anspruch @ , dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Abwesenheit durch einen 1)ruckaufnehmer erfaßt wird.

   5 Vorrichtung nach Anspruch @ , dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Abwesenheit durch einen optischen Detektor erfasst wird.

   6 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geknnzeichnet, daß die An- bzw0 Abwesenheit durch eine Kombination von Meldern erfasst wird.

   7 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung mit einer Tageszeitsteuerung kombiniert wird0 8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Wochentagsteuerung kombiniert wird.

   9 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Jahreszeitsteuerung kombiniert wird.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerung vorprogrammierbar ist.

   11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Außentemperatursteuerung kombiniert ist.

   12.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in die Energieversorgungsleitung zwischengeschaltet wird.

   13.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Zwischenstecker ausgestattet ist.

   14.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch diese Vorrichtung zusätzliche Heizun¢s- bzw. Klimageräte eingeschaltet werden.

   15.Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschaltung zusätzlicher Heizungs- bzw. Klimageräte zeitbegrenzt ist.

   16.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung mit dem heizgerät bzw. Klimagerät eine Einheit bildet.