DE3543320A1 - Programmschaltgeraet mit summierzaehler zum steuern von heizungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die erweiterte Möglichkeit, den Ein- und Ausschaltvorgang an Heizkörpern, welche an einen zentralen Wärmeerzeuger angeschlossen sind, vorprogrammierbar und automatisch zu übernehmen welches eine Aktivgradmessung beinhaltet.

Derartige Ein- und Ausschaltungen werden z. Z. per Hand vorgenommen. Thermostatische Regler oder auch elektromechanische Programmschaltwerke welche durch E-Anschlußleitung am Netzstrom angeschlossen sind, können die Intensität der Heizleistung solcher Heizkörper beeinflussen. All diese Systeme sind nicht geeignet den Aktivzustand (Wärme/Zeit) dieser Heizkörper zu erfassen, da dafür die erforderlichen Voraussetzungen fehlen. Sie haben keine Erfassung des Wirkungsgrades: Zeit. Das wäre bei Netzstromabhängigen Geräten kein Problem, ersatzweise einen frequenzgesteuerten Betriebsstundenzähler zwischenzuschalten. Aber die Nachteile einer nachträglichen elektrischen Installation mit ihren besonderen Sicherheitsvorkehrungen würde die Kosten, sowie die Umstände (bewohnte Räume) in die Höhe treiben, so daß eine Amortisation allein von dieser Seite gesehen, ausbleibt. Aufgrund der Abhängigkeit und Manipulierbarkeit solcher Netzstromgespeisten Anlagen, scheidet diese Möglichkeit von vornherein aus. Alle bekannten Regelgeräte finden deswegen schwer Zugang in Altanlagen, weil der Heizungsnutzer (Mieter) kaum finanziellen Nutzen durch durch diese Investition erwartet. Die jetzige Heizkostenabrechnung von Altanlagen sperrt sich gegen Sparmaßnahmen, da der Heizungsnutzer um die 60% Bereitstellungskosten vom Ø-Verbrauch (E-Strom, Betriebsstoff Oel oder Gas, Wartungskosten) sowie hohe Ablese- und Rechnungsgebühren zu zahlen hat, selbst wenn geringster Verbrauch war. Die heute vorhandenen Wärmeerfassungsgeräte in Altanlagen, aber auch die neuesten Techniken weisen einen mehr oder minder beachtlichen Nachteil auf. Nämlich daß ein Sparwille nur mit Verzicht auf einen sehr angenehmen Komfort realisierbar ist. Die Wärmeaufnahme des zu heizenden Raumes ist mit Zeit verbunden - meistens einige Stunden. Der Wohnraumnutzer sitzt vorerst im Kalten. Andere Sparmaßnahmen von Heizenergie hat man u. a. durch Wochentags- und Nachtabsenkung der Mediumstemperatur im zentralen Wärmeerzeuger ergriffen. Aber mit welchen Verlust an Komfort? Das individuelle Verlangen genügend Wärme zu einen selbst bestimmbaren Zeitpunkt zu haben ist der Sparmaßnahme zum Opfer gefallen. Aus welchen Gründen auch; nicht jeder Mieter kann oder will 23.00 Uhr die Nachtruhe antreten.

Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, all diese aufgezeigten Nachteile auszuschalten. Das Gerät arbeitet mit Hilfe seiner gespeicherten Elektroenergie. Das können Batterien, Akkus oder andere E-Energieen sein. Auch ist an eine Nutzung von gewandelter Energie - d. h. Wärme direkt in E-Strom gedacht.

Die Erfindung setzt hier ein, da dieses Netzstromunabhängige Gerät mit einem quarzgesteuerten Mechaniklaufwerk mit einer Wochen-Nockenschaltscheibe kombiniert wurde und diese in Drehung versetzt, so daß über die handverstellbaren Nocken, Schaltvorgänge programmiert werden, welche einen Stellmotor aktivieren und dieser den Heizkörper aus- und einschaltet an welchem dieses Gerät angebaut ist. Anstelle des mechanisch getriebenen Nockenschaltwerkes kann ebensogut eine vollelektronische Zeitschaltuhr die gleichen Schaltvorgänge tätigen. Auch diese Kombination möchte ich unter Schutz stellen. Ein Wochenschaltwerk welches mittels verstellbarer Nocken ein Schaltprogramm über diese Zeit zu erstellen möglich macht, erscheint mir durch seine Robustheit, die totale Programmübersicht sowie Programmerstellung für die gesamte Zeit als das geeignetste Schaltwerk für dieses Aufgabengebiet.

Um Wärmeverbraucher finanziell zu motivieren, zeigt der Summierzähler während der Aktivzeit des Heizkörpers den Verbauch an Heizleistung an. Dieses Gerät beinhaltet ggf. noch ein Schaltsummierzählwerk und diese o. erwähnte Aktivzeiterfassung, um anhand dieser zwei Werte unter Zugrundelegung der Vergleichswerte mit den Umrechnungsmodus sichtbar am Gerät zu registrieren. Der Summierzähler welcher die im Betriebsfall vorhandene Wärme pro Stunde mißt, arbeitet wie folgt:

Die dem Heizkörper zugeführte Wärme mittels eines Mediums (Wasser, Oel usw.) heizt die dem Heizkörper vorgelagerten Amaturen folglich auch als erstes auf. Der Wärmegrad wird mittels Halbleiterkennlinienelektronik zu Impulsen gewandelt. Je höher die ankommende Mediumstemperatur, je geraffter die Impulsintervalle und umgekehrt. Die Erfindung beinhaltet folgende Baugruppen deren Kombination geschützt werden soll.

Eine Wochen-Nockenschaltscheibe, welche durch ein quarzgesteuertes Mechaniklaufwerk in Drehung gebracht wird. Das heißt, eine Umdrehung in sieben Tagen. Desweiteren die (Impuls)-Summenzählung sowie die ggf. Schaltsummenzählung. Die Wandlung der Schaltströme mittels Elektromotor - Getriebe - Exenter oder nockengeführter Schieber - zu kinetischer Energie mit hohem Kraftmoment. Desweiteren die Batterien, Akkus oder dergleichen welche in einem Behältnis mit dem Schaltgerät eine Einheit bilden, aber komplett schnell austauschbar sind. Das Gegenstück welches ggf. unter Verwendung von Adaptoren an jeden Heizungsventilstutzen passt, stellt eine kompakte Einheit mit den Schaltgerät, wie unter Patentansprüche 1-11 beschrieben dar. Desweiteren eine Digitaluhr mit Flüssigkristallanzeige, welche durch eine spezielle elektronische Schaltung in Abhängigkeit von der Bordspannung die Zeit, aber auch genügend Energiereserven erkennen lässt. Desweiteren eine Funktionsunterbrechungsschaltung bei "Bordspannungsausfall" im Gerät oder bei Abschaltung des Wärmeerzeugers, um Strom für unnötige Schaltarbeit des Stellmotores zu ersparen. Eine Neuaktivierung des Gerätes soll mittels Druckschalter per Hand erfolgen.

Claims (11)

1. Programmschaltgerät mit Summierzähler zum Steuern von Heizungen dient der Ein- und Ausschaltung von einzelnen oder mehreren Heizkörpern oder anderen Wärmeverteilern. Ausser dieser Funktion kann die Wärmemengenentnahme registriert werden.

2. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 ist mit einer Betriebsenergie- Selbstversorgung ausgerüstet. Hier ist an eine E-Energie-Speicherung gedacht. Weiterhin kann eine Direktumwandlung von Wärme in Strom zum Betrieb des Gerätes herangezogen werden.

3. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein quarzgesteuertes Mechaniklaufwerk eine Nockenschaltprogrammscheibe dreht.

4. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 weist auf dieser Programmscheibe 84 verstellbare Nocken auf, mittels dieser Ein- und Ausschaltvorgänge zu programmieren sind. Diese Programmscheibe dreht sich in 7 Tagen eine Umdrehung.

5. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 kennzeichnet sich dadurch, daß mit Hilfe der Nockenverstellung ein Microsprungkontakt-Schalter den E-Strom der in das Gerät eingebrachten Speicherenergie einen Stellmotor zuführt. Dessen Drehkraft wird mit einen Getriebe untersetzt um einen Exenter, Nocken oder Hebel zu bewegen, an welchen mittels Stößel oder Pleuelstange eine lineare Bewegung abgeleitet wird. Mit dieser hohen geradlinig wirkenden Kraft wird der Ventilstößel des Wärmemediumeinlaßventils eines Heizkörpers bewegt, was ein Ein- und Ausschalten dieses Wärmeverteilers (Heizkörper) gleichkommt.

6. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 und 5 wird mit diesem Vorgang nach Anspruch 5 bei Erwärmung des Heizkörpers über eine Halbleiterkennlinien-Umsetzelektronik mittels Impulsgeber ein Summierzähler als Anzeige von Arbeits- und Intensitätszustand des Heizkörpers zugeschaltet. Das garantiert eine Kostensummierung und wird nur bei aktiver Heizung vorgenommen.

7. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 6 weist noch einen addierenden Vorteil auf, nämlich das ein Außentemperaturabhängig geregeltes Heizsystem auch unterschiedliche Betriebsstoffaufwendungen pro Stunde aufweist und demnach die Wärmeabgabe an den Wärmeverteilern (Heizkörper) verschieden ist. Diesem Zustand wird dadurch Rechnung getragen, indem das Summierzählwerk parallel der Heizleistung arbeitet. Je höher die Heiztemperatur je enger die Schaltimpulse für den Summierzähler.

8. Progammschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 7 stellt ein kompaktes Gerät dar, welches mit einen Anschlußstück ggf. mittels Adapter direkt an das Heizkörperventil angeklemmt und gegen Manipullierbarkeit verplompt wird.

9. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 8 kann mittels einer Digitaluhr mit Flüssigkristallanzeige welche über eine elektronische Unterspannungs- Begrenzungsschaltung die Zeitangabe und nach Ausfall dieser den Funktionsstopp des Programmschaltgerätes mangels einer gespeicherten E-Energie anzeigt.

10. Programmschaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 9 ist gegen Fehlschaltungen gesichert. Bei Erreichung von Unterspannung der geräteeigenen E-Energie, wird der Schaltstrom für den Stellmotor unterbrochen, um nicht mit den Reststrom noch einen Einschaltvorgang abzuwickeln welcher evtl. nicht mehr für einen Ausschaltvorgang reicht.

11. Programmschaltgerät nach Anspruch 3 bis 5 beinhaltet auch die Einsatzmöglichkeit eines vollelektronischen programmierbaren Zeitschaltgerätes mit Programmerkennung und Programmspeicherung mittels elektronischer Anzeigeverfahren (Flüssigkristall oder Leuchtziffern) in Verbindung/Kombination mit Anspruch 5 bis 10.