DE3147339A1

DE3147339A1 - Verfahren und anordnung zur uebertragung von informationen laengs eines leitungssystems in einem gebaeude

Info

Publication number: DE3147339A1
Application number: DE19813147339
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1983-06-16

Description

Ute Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden ; ■-,

Art sowie eine entsprechende Anordnung. ' ;

Ausgangspunkt für die Erfindung war eine Problemstellung, die sich im Zusammenhang mit der Wärmeverbrauchsmessung der einzelnen Heizkörper einer Zentral- ;

heizungsanlage ergibt. Eine solche Messung ist erforderlich, um die Heizkosten gerecht auf die Betreiber der · einzelnen Heizkörper aufteilen zu können. i

Zur Erfassung des Wärmeverbrauchs des einzelnen

Heizkörpers ist das Verdunstungssystem bekannt, welches an den einzelnen Heizkörpern anzubringende Meßelemente umfaßt, aus denen, abhängig von der zugeführten Wärme, in einem bestimmten .Zeitraum eine dem WHrmeverbrauch entsprechende Menge eines kleinen Flüssigkeitsvorrats verdampft. Das Verdunstungssystem ist mit einer nicht unerheblichen Meßungenauigkeit und vor allem mit dem . Nachteil behaftet, daß das Meßei/eiTjeh/t; ,jedes einzelnen , Heizkörpers am Ende des Meß Zeitraum^ abgelesen werden j muß. ■%

BAD ORIGiNJAL

is-

Die Best rcLumjitn gihi-n d.iher dahin, die Knnil t lüi'j des Wärmemengenverbrauchs zu automatisieren.

Das Hauptproblem dabei besteht in der Übertragung' der Mcßsignale von den einzelnen Heizkörpern auf eine zentrale Datenorfassungseinheit. Diese Übertragung muß in einer Weise erfolgen, die keine Störungen verursacht, die durch die Wände im Tnnert.-n des Gebäudes nicht, beeinträchtigt wird, und die mit einem geringen Aufwand einhergeht, also z. B. kein eigens zu installierendes Leitungsnetz erfordert. Die Notwendigkeit eines solchen Leitungsnetzes würde ein derartiges Erfassungssystem für alle bestehenden Gebäude praktisch unanwendbar machen.

Es ist bereits versxicht worden, sich für die Datenübertragung des praktisch überall in relativ großer ^; Dichte vorhandenen Starkstromnetzes zur Informationsübertragung zu bedienen. Ein solches System liegt dem Oberbegriff zugrunde. Die an den einzelnen Hei/köipern ermittelten Daten werden in kodioite Hochfrequenz in.ipul se umgesetzt und über eine Steckdose in das elektrische Leitungssystem eingespeist. Dieses System ist jedoch ; wiederum mit vielen Unsicherheiten behaftet und es ist auch in der Praxis nicht immer in der Nähe eines jeden Heizkörpers eine Steckdose vorhanden, so daß wiederum mit längeren, eigens für die Wärmeverbrauchsmessung zu installierenden Leitungen gearbeitet werden müßte.

Eter Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anordnung der den Ansprüchen 1 bzw. 5 entsprechenden Art so auszugestalten, daß eine zuverlässige Informationsübertragung, ohne jeglichen zusätzlichen Leitungsaufwand, möglich ist.

Diese Aufgabe wird in dem verfahrensmäßigen Aspekt durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

BAD

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Π-ΐί j Ro!irloitun«ji;sy£;t i:rn kiiini itii t oinur Flüssigkeit odm- eini-ju Gas gefüllt sein, η] so /.. B. mit Luft oder Waisser. In beiden Fällen ist eine Fortleitung von Ultra schallsignalen durch das Rohrleitungssystem ohne zu starke Streuverluste möglich. Die Einspeisung und die Entnahme der kodierten Ultraschal!impulse kann an jeder Stelle des Rohrleituirgssystems durch bloße mechanische Verbindung der Wandler mit der Rohrleitung erfolgen. Besondere und erheblichen Sicherheitsanforderungen unte liegende Verbindungselemente, wie Steckdosen oder dergleichen, entfallen.

Die übertragung von Daten durch Schallimpulse in Rohrleitungen ist, für sich .genommen, aus der DE-AS 21 67 142 bekannt. Bei der Erfindung geht es jedoch um die Nutzbarmachung des Prinzips für Gebäude mit einem darin vorhandenen Rohrleitungssystem. , -

Es empfiehlt sich, gemäß Anspruch 2, zur Modulieruf des Ultraschalls ein Impulscodesystem zu verwenden, weil dies hinsichtlich Störungsfreiheit und Genauigkeit der übertragung sowie Leichtigkeit der Verarbeitung der Im-' .pulse Vorteile bietet. " " * ■

Das erfindungsgemMße Verfahren kann für die ver- .-„ schiedensten Zwecke der Informationsübertragung.inner- .. halb von Gebäuden Anwendung finden, so z.B. für Haussprechanlagen, Feuerüberwachung, Zentralsteuerung von Heizungsanlagen und insbesondere für die Verbrauchsmessung an im Gebäude verteilten Verbrauchern und die zentrale Erfassung der einzelnen Verbrauchswerte, z. B. bei Warmwasser, Kaltwasser, Gas usw.

Das bevorzugte Anwendungsbeispiel innerhalb dieses Bereiches ist jedoch die Wärmeverbrauchsmessung an den Heizkörpern einer Zentralheizungsanlage, wie in Anspruch 3 angegeben.

Diese Art der Wärmeverbrauchsmessung macht sich die zu jeder Verbrauchsstelle der Zentralheizungsanlage

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hin führen de Roliirloi ■> 'ing als Tnfiw:·.. tt i ι ·ιι:.ίΗ·ι·ι t ι .n leitung zu Nutze. Auf die spezielle Aj't der W.'ij ;n<?verbrauchsmessung kommt es dabei nicht an. Der den momentanen Wä'rmeverbrauch repräseni icrendc Datensatz wird in ein Untraschallsignal umgeformt und in dieser Form einer zentralen Datenerfassungseinheit zugeleitet.

Das Merkmal des Anspruchs 4 bedeutet, daß die Verbrauchswerte nicht kontinuierlich erfaßt und verarbeitet werden, sondern in vorgegebenen Zeitabständen von einigen Minuten bis Stunden selbsttätig eine "Ablesung" der augonblickl ichen Ausgangswerte der .zur Wärmeverbrauchsmessung dienenden Wandler durchgeführt und dieser Datensatz weitergeleitet wird.

Das Kennzeichen des Anspruchs 5 gibt die Erfindung unter dem Aspekt einer Anordnung wieder, während der Gegenstand des Anspruchs 6 eine Ausgestaltung im Hinblick auf die Wärmeverbrauchsmessung an Zentralheizungsanlagen «um Gegenstand hat.

Anspruch 7 ist auf das intermittierende Meßverfahren gerichtet.

Anspruch 8 stellt ein wichtiges Merkmal dar, da es mit seiner Hilfe möglich ist, Echosignale, die durch Reflektionen innerhalb des Rohrleitungssystems zustande kommen, von der Verwertung in der Datenerfassungseinheit auszuschließen. Erst wenn eine gewisse Zeit, die über der möglichen Echozeit liegt, vergangen ist, wird ein Signal einer bestimmten Adresse, d. h. eines bestimmten Heizkörpers, wieder akzeptiert und dem Gesamtverbrauch dieser Adresse zugerechnet.

Dieses Merkmal ist besonders wichtig im Zusammenhang mit dem Merkmal des Anspruchs 9, welches bedeutet, daß die Frequenzen, mit denen die einzelnen Adressen ihre Signale des augenblicklichen Wärmeverbrauchs absenden, voneinander unabhängig und nicht etwa von der

BAD ORIGINAL

-g-

/entiolcMi natonerf assungsoinhoi t gesteuert sind. Aus di ciciTii Grunde müssen die einzelnen Signale ja auch jeweils mit einer Adi'esse, die die Herkunft von einem bestimmten Heizkörper anzeigt, versehen sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Sie zeigt ein Blockschaltbild einer Zentra.lheizungsanlage mit Wärmeverbrauchsmessung der einzelnen Heizkörper.

An den Zentralhe^zungskessel 1 sind eine Vorlaufleitung 2 und eine Rücklaufleitung 3 angeschlossen. Mit diesen Leitungen sind im Gebäude verteilte Heizkörper verbunden, von denen in der Zeichnung ein erster Heizkörper 4, der über Zweigleitungen 5, 6 an . die Vorlaufleitung 2 bzw. die Rücklaufleitung 3 ange-' schlossen ist und ein zweiter Heizkörper 7 mit Zweigleitungen 8, 9 dargestellt sind. . ;

Die Aufgabe besteht darin, den Wärmeverbrauch jedes einzelnen Heizkörpers 4, 7 individuell zu erfas-

A sen und selbsttätig einer zentralen Datenerfassungseinheit 10 zuzuführen, die den Wärmeverbrauch über einen.

' längeren Zeitraum aus den zugeführten Daten ermittelt und ihn in geeigneter Form ausgibt.

Jedem Heizkörper 4, 7 ist ein Satz von Meßwandlern zugeordnet, die durch die Rechtecke 11, 12 nur angedeutet sind. Die Rechtecke 11, 12 können z. B. Temperaturmeß- ■ wandler umfassen, die Vor- und Rücklauftemperatur an

• den Heizkörpern 4, 7 erfassen. Die den einzelnen Ausgangswerten der Meßwandler entsprechenden elektrischen Größen werden über die Leitungen 13 bzw. 14 jeweils einem dem einzelnen Heizkörper 4, 7 zugeordneten Generator 15, 16 übermittelt, der die Ausgangswerte, des Meßwandlersatzes 11, 1-2 digitalisiert, d. h. in ein · iinpulskodiertes Signal umwandelt, und dieses Signal zusätzlich mit einer den einzelnen Heizkörper 4,7

BAD ORIGINAL

ι:ΐ'ρΐ'.'"Ίϋΐ·η I i cn ·;ΐι1ι·η Aiii i.'.'-se γ₍· ι :. i > 'lit . iiii-:.·.·; <"< ■ .π-I :, i vjn 11 wird übc-r die Leitungen 17, 18 U] Lj .!: elin 1 luvind 1 urn 19, 20 zugleitet, die in dem Ausf ühi.uncjsbci spiel an der Rücklauf leitung 3 sitzen und ein dom eingegebenen Gosamtsifjnal entsprechendes Ul trascha 1 ] s i ynal erxeugc.-n und auf das in der Rücklaufleitung 3 befindliche Wasser übertragen, in welchem es durch die Rücklaufloitung 3 hindurch fortgeleitet wird. Ks; vorsieht sich, daß die Ultraschallwandler 19, 2Ö obcnsoyut an irgendeiner anderen Stelle des Rohrleilumj.ssypt cms 2, 3, 5, 6, 8, 9 angebracht sein könnten, tn der schematisehen Zeichnung sind die Meßwandler 11, 12 und die Generatoren 15, 16 als'getrennte Einheiten dargestellt. Tn der Praxis jedoch werden sie zu kompakten, jeweils einem Heizkörper zugeordneten Schaltungseinheiten zusammengefaßt, in welche gegebenenfalls auch noch die Ultraschallwandler 19, 20 integriert sein können. Mit mikroelektronischen Schaltungen ist eine stromaprende Auslegung möglich, Jb daß die den einzelnen Heizkörpern zuzuordnenden Geräte batteriebetrieben sein können und mit einer Kleinbatterie mehrere Jahre auskommen.

Die der Vorlaufleitung 3 aufgeprägten Ultraschallsignale werden von einem als Empfänger arbeitenden, ebenfalls an der Vorlaufleitung 3 sitzenden Ultraschallwandler 21 aufgenommen und der zentralen Datenerfassungseinheit zugeleitet. Diese dekodiert die Signale und zählt die sich ergebenden Wärmeverbrauchswerte für jeden einzelnen Heizkörper 4, 7 separat, um sie dann in irgendeiner Form auszugeben.

BAD ORIG'NAL

, 10. Leerseite

Claims

Patentansprüche.

fi. Verfahren zur Übertragung vcn Informationen längs eines Leitungsystems in einem Gebäude, bei welchem die Informationen in kodierter Form an einer Stelle in das Leitungssystem eingegeben und an einer anderen Stelle dem Leitungssystem wieder entnommen und anschließend dekodiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen in kodierte Ultraschallsignale umgesetzt und das Leitungssystem ein mit einem fluiden Medium gefülltes Rohrleitungssystem ist".
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulscode verwendet wird.
3'. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur selbsttätigen Übertragung von Informationen zur Wärmeverbrauchsmessung von den Heizkörpern einer Zentralheizungsanlage durch das Zentralheizungsrohrsystem zu einer zentralen Datenerfassungseinheit.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über die Wärroeverbrauchswerte

BAD ORlGiNAU

in uoibfcii.t «itiy eingehaltenen Zoitcibütiimli η der Datenerfassungseinheit zugeleitet werden.
5. Anordnung zur Übertragung von Informationen ^:. längs eines Leitungssystems in einem Gebäude, dadurch ; gekennzeichnet, daß sie ein in dem Gebäude verlegtes, ' mit einem fluiden Medium gefülltes Rohrleitungssystem (2, 3, 5, 6, 8, 9), mindestens einen Generator (15, 16) . zur Erzeugung kodierter elektrischer Signale, mindestens einen von den Signalen betrieben, mit dem Rohr- ; leitungssystem (2, 3,J5, 6, 8, 9) in Ultraschall-Übertragungsverbindung stehenden, als Sender arbeitenden Ultraschallwandler (19, 20), mindestens einen, mit dem . Rohrleitungssystem (2, 3, 5, 6, 8, 9) in Ultraschall-Ubertragungsverbindung stehenden, als Empfänger arbeitenden Ultraschallwandler (21) sowie eine von dessen " \ Signal gespeiste zentrale Datenverarbeitungseinheit (10) umfaßt. ; \
6. Anordnung nach Anspruch 5 zur selbsttätigen ; , ; Übertragung von Informationen zur Wärmeverbrauchsmes-:. t

a sung von den Heizkörpern einer Zentralheizungsanlage · ' durch das Zentralheizungsrohrsystem zu einer zentralen Datenerfassungseinheit, dadurch gekennzeichnet, ; daß jedem Heizkörper (4 7) mindestens ein Meßwandler ■; , (11, 12) zugeordnet ist, dessen^vAusgangswerte von dem Generator (15, 16) in die kodierten elektrischen Signale umsetzbar sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Generator (15, 16) ein Zeitglied zugeordnet ist, welches ihn in vorgegebenen Zeitabständen zur Erzeugung eines den augenblicklichen Ausgangswert des Meßwandlers (11, 12) repräsentierenden und durch die Adresse des Heizkörpers (4, 7) repräsentierendes Signal ergänzenden Gesamtsignals aktiviert.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die zentrale Datenerfassungseinheit (10) eine Koinzidenzschaltung umfaßt, mit deren Hilfe in kurzen, den Zeitabstand deutlich unterschreitenden zeitlichen ί Abständen wiederkehrende identische Signale unterdruck- , bar sind. · .-. _=;

BAD ORIGINAL I
9. Anordnung n.trh ein« in d<.-r Απ·ρι ίΊ'-Ικ' S i/i;-. B, dadurch gokennzoiehnet, daß der Goinji al nr" {1!?, 1(>) nid das Zeitglied eines joden Hoizkörpcrs (4, 7) c-ino in sich geschlossene batteriobolriobenc Schalt umjr.cinhoit bilden.

BAD ORIGINAL