DE3525224A1 - Schaltung zur separaten erfassung des waermeenergieverbrauches mehrerer, von einer energie-zentrale gespeister nutzeinheiten - Google Patents

Description

Die herkömmliche und bisher praktizierte Methode zur Messung bzw. Erfassung von verbrauchter Wärme besteht darin, daß jedem Heizkreis einer Nutzeinheit ein Wärmezähler zugeordnet wird. Dabei geht man davon aus, daß von einer Energiezentrale eine mehr oder größere Anzahl von Nutzeinheiten versorgt werden sollen.

Grundsätzlich besteht ein Wärmezähler aus drei Komponenten, dem Vorlauffühler, dem Rücklauffühler und dem Kontaktgeber, welch letzterer vom Volumenzähler für das durchfließende Heizmedium gesteuert wird. Mit einer Rechenelektronik wird die gemessene Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf in Abhängigkeit der durch das Leitungssystem fließenden Volumenmenge des Heizmediums nach der bekannten physikalischen Formel exakt ermittelt.

Abgesehen von den installationstechnischen Nachteilen ist dieses System jedoch mit einem so hohen Kostenaufwand verbunden, daß letzten Endes herkömmliche billige Meßhilfsverfahren, beispielsweise Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip zum Einsatz kommen.

Der hohe Kostenaufwand resultiert aus der Tatsache, daß für jeden Meßkreis einer Nutzeinheit eine Rechenelektronik in einem separaten Gehäuse benötigt wird und daß wegen der sicheren Datenübertragung derzeit jede Meßkomponente für sich mit abgeschirmten Leitungen verkapelt werden muß.

Bei der bisherigen Ausführungsweise im Wohnungsbau wird der Wärmezähler einer Nutzeinheit im Verteilerschrank montiert. Da die Energieversorgung der Elektronik fast ausschließlich mit Batterien erfolgt und die Batteriehersteller eine Betriebssicherheit bis zu maximal 50°C garantieren, ist die Meßdatenerfassung bzw. -auswertung mit einer verhältnismäßig großen Unsicherheit verbunden. Eine Überprüfung der Meßwerte vorort ist nicht möglich, da alle drei oben erwähnten Meßkomponenten in einem Gehäuse vereinigt sind und dieses Gehäuse durch die Eich- bzw. Beglaubigungsbehörde verplombt wird. Bei einer Zerstörung der Beglaubigungsmarke erlischt aber die Zulassung des Gerätes im geschäftlichen Verkehr.

Zur Ablesung der Wärmezähler für die Abrechnung der Jahreskosten der einzelnen Nutzeinheiten ist es erforderlich, diese Nutzeinheit, also z. B. die Wohnung zu betreten. Es können aber nur in ganz seltenen Fällen sämtliche Meßgeräte der einzelnen Nutzeinheiten zum gleichen Zeitpunkt abgelesen werden. Eine Fernübertragung der in den einzelnen Nutzeinheiten anfallenden Meßwerte zu einer Zentrale istpraktisch nicht möglich, weil fernübertragene Meßwerte für die Abrechnung der Heizkosten nicht verwendet werden dürfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erläuterte exakte Meßverfahren, bei dem also Vor- sowie Rücklauftemperatur und ferner die Volumenmenge des verbrauchten Heizmediums gemessen werden, so zu verbessern, daß es vor allen Dingen in wirtschaftlicher Beziehung rationeller wird, so daß der Einführung dieser Meßmethode in breitem Umfang praktisch nichts mehr im Wege steht.

In der Erfindung wird demgemäß von einer Schaltung zur separaten Erfassung des Wärmeenergieverbrauches mehrerer, von einer Energie-Zentrale gespeister Nutzeinheiten mit Hilfe von einer jeden Nutzeinheit zugeordneten Wärmeenergiezählern, welche jeweils einen Vorlauf-Temperaturfühler, einen Rücklauf-Temperaturfühler, einen Volumenzähler und ein Rechenwerk beinhalten, ausgegangen. Gemäß der Erfindung sind die einzelnen Rechenwerke bei dieser Schaltung aus den Wärmeenergiezählern ausgeklammert und es ist ein gemeinsames Rechenwerk den verbleibenden, den einzelnen Nutzeinheiten zugeordneten Temperaturfühlern und Volumenzählern nachgeschaltet.

Außer der Vermeidung der eingangs geschilderten Nachteile bei der Verwendung von kompletten Wärmezähler für jede Nutzeinheit weist die erfindungsgemäße Schaltung noch den erheblichen Vorteil auf, daß eine erhebliche Verbilligung bei einer solchen Schaltung auftritt, weil für eine beliebige Anzahl von Nutzeinheiten, welche aus einer einzigen Energiezentrale gespeist werden, die teure Auswerteschaltung nur einmal vorhanden ist. Außer der dadurch gegebenen Verbilligung ergibt sich für die Verbraucher noch der weitere Vorteil, daß nur die Eichung eines einzigen Gerätes erforderlich ist, so daß eventuelle Eichfehler dieses Gerätes sich auf den Verbrauch sämtlicher Nutzeinheiten auswirken und sich damit wieder kompensieren.

Zum Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann man in einer Ausführungsform der Erfindung das gemeinsame Rechenwerk als einen integrierten Schaltkreis (Chip) ausbilden, auf dem nebeneinander eine der Anzahl der Nutzeinheiten entsprechende Anzahl von Auswerteschaltungen mit getrennten Eingängen für die Meßkomponenten und getrennten Ausgängen für die Speicher- und Anzeige-organe angeordnet sind. Die Ausbildung des Rechenwerkes in Form eines integrierten Schaltkreises stellt eine erhebliche Verbilligung gegenüber den bisher bekannten Methoden dar.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung würde darin bestehen, daß das gemeinsame Rechenwerk aus einer einzigen Auswerteschaltung besteht, der mit Hilfe eines elektronischen Umschalters, z. B. eines Multiplexers, in zyklischer Folge eingangsseitig die Meßkomponenten der einzelnen Nutzeinheiten zugeführt werden und die ausgangsseitig synchron zur eingangsseitigen Umschaltung auf die jeweiligen den Nutzeinheiten zugeordneten Speicher- und Anzeigeorgane geschaltet wird.

Bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der also nur eine einzige Auswerteschaltung vorhanden ist, werden also die von den einzelnen Nutzeinheiten ermittelten Informationen in zyklischer Folge abgefragt und der Auswerteschaltung zugeführt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, diese Informationen der Auswerteschaltung in Form von Digitalsignalen zuzuführen. Es muß dann die Schaltung so aufgebaut sein, daß den Temperaturfühlern der einzelnen Nutzeinheiten Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet sind.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Schaltbildern erläutert werden.

In Fig. 1 ist zunächst das Blockschaltbild eines bekannten Wärmezählers wiedergegeben, während in den Fig. 2 und 3 Schaltungen für die beiden oben erwähnten Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls in Form eines Blockschaltbildes, dargestellt sind.

Der geeichte Teil eines Wärmezählers gemäß Fig. 1 ist mit 4 bezeichnet. Er enthält einen Analog-Digital-Wandler 5 für die vom Temperaturfühler 1 gemessene Vorlauftemperatur, einen Analog-Digital-Wandler 6 für die vom Temperaturfühler 2 gemessene Rücklauftemperatur, eine Torschaltung 7, in welcher die Temperaturdifferenz von Vorlauf- und Rücklauftemperatur gemessen wird und die auch einen Integrator enthält. Ferner einen Impulsformer 8 (20 MS) sowie einen Oszillator zur Synchronisation 9. Der Impulsformer erhält seine Information von dem Kontaktgeber 3, welcher laufend die Durchflußmenge des Heizmediums erfaßt. Dieser Wärmezähler weist dann noch zwei Ausgänge 10 und 11 auf, wobei der Ausgang 10 die angezeigten Wärmeeinheiten und der Ausgang 11 die Volumenmenge des Heizmediums anzeigen.

In Fig. 2 ist im Prinzip die Schaltung wiedergegeben, bei der das gemeinsame Rechenwerk aus einem integrierten Schaltkreis 12 besteht, auf dem nebeneinander Rechenwerke in Form der Auswerteschaltungen RE 1, RE 2, RE 3 . . . RE n untergebracht sind. Jedem dieser Rechenwerke werden die benötigten Informationen der Vorlauftemperatur, der Rücklauftemperatur und der Durchflußmenge zugeführt. Die Zuführungsleitungen sind jeweils mit V 1, R 1, P 1 bis VN, RN, PN angegeben. Die Ausgänge aus diesen Auswerteschaltungen RE 1 bis Rn sind in Fig. 2 analog zu der Darstellung von Fig. 1 mit A 1, B 1, A 2, B 2, A 3, B 3 bis AN, BN angegeben.

Schließlich ist in Fig. 3 das Blockschaltbild für die zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welches lediglich ein einziges Rechenwerk RE aufweist. Diesem Rechenwerk werden über Multiplexer 13, 14 und 15 die Informationen von den einzelnen Temperaturfühlern 1 und 2 sowie dem Kontaktgeber 3 zugeführt. Die Informationen der Temperaturfühler 1 und 2 werden jedoch zunächst über Analog-Digital-Wandler 5 bzw. 6 geführt, um die Informationen dem Rechner RE in digitaler Form zuzuführen. In der Darstellung nach Fig. 3 sind die einzelnen Eingänge zu den Multiplexern 13, 14 und 15 mit V 1, V 2, V 3, . . . VN, ferner mit R 1, R 2, R 3, . . . RN und mit P 1, P 2, P 3, . . . PN bezeichnet. Analog zu den eingangsseitigen Multiplexern 13, 14 und 15 sind auch ausgangsseitig Multiplexer 16 und 17 vorgesehen, über welche die Datenausgänge A 1 bis An sowie B 1 bis Bn analog zu dem Schaltbild der Fig. 1 den externen peripheren Geräten, z. B. Speichern 18 zugeführt werden. Die synchrone Steuerung der eingangs- und ausgangsseitigen Multiplexer erfolgt über die Adreßeingänge und Adreßausgänge a 0 und a 1.

Claims (4)

1. Schaltung zur separaten Erfassug des Wärmeenergieverbrauches mehrerer von einer Energiezentrale gespeister Nutzeinheiten mit Hilfe von einer jeden Nutzeinheit zugeordneten Wärmeenergiezähler, welche jeweils einen Vorlauf-Temperaturfühler, einen Rücklauf-Temperaturfühler, einen Volumenzähler und ein Rechenwerk beinhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rechenwerke aus den Wärmeenergiezählern ausgeklammert sind und daß eingemeinsames Rechenwerk (12, RE) den verbleibenden, den einzelnen Nutzeinheiten zugeordneten Temperaturfühlern (V 1 bis Vn, R 1-Rn) und Volumenzählern (P 1 bis Pn) nachgeschaltet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Rechenwerk aus einem integrierten Schaltkreis (Chip) (12) besteht, auf dem nebeneinander eine der Anzahl der Nutzeinheiten entsprechende Anzahl von Auswerteschaltungen (RE 1 bis REn) mit getrennten Eingängen (V 1, R 1, P 1 bis Vn, Rn, Pn) für die Meßkomponenten und getrennten Ausgängen (A 1, B 1 bis An, Bn) für die Speicher- und Anzeigeorgane angeordnet sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Rechwerk aus einer einzigen Auswerteschaltung(RE) besteht, der mit Hilfe eines elektrischen Umschalters (13, 14, 15) z. B. eines Multiplexers, in zyklischer Folge eingangsseitig die Meßkomponenten der einzelnen Nutzeinheiten zugeführt werden und die ausgangsseitig synchron zur eingagsseitigen Umschaltung auf die jeweiligen den Nutzheiten zugeordneten Speicher- und Anzeigeordgane (18) geschaltet wird.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Temperaturfühlern (1 bis n, 2 bis n) der einzelnen Nutzeinheiten Analog-Digital-Wandler (5, 6) nachgeschaltet sind.