DE4235187A1 - Einrichtung zum Ablesen von Verbrauchswerten in einem Gebäude anfallender Verbrauchsmengen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ab­ lesen von Verbrauchswerten in einem Gebäude anfallender Ver­ brauchsmengen, insbesondere an Wärme, Wasser oder dgl., mit mindestens einer einem Verbraucher zugeordneten Verbrauchs­ wert-Erfassungseinrichtung, die eine Speichereinrichtung für den jeweils erfaßten Verbrauchswert und eine ihren elektri­ schen Leistungsbedarf liefernde elektrische Energiequelle aufweist.

Das Ablesen der von derartigen Verbrauchswert-Erfas­ sungseinrichtungen ermittelten Verbrauchswerte erfordert den Zutritt zum Ort der jeweiligen Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtung, welcher durch den Ort des zugeordneten Verbrauchers bestimmt ist. Insbesondere im Falle der für die Heizkostenab­ rechnung weit verbreiteten Heizkostenverteiler ist es bisher erforderlich, die einzelnen Wohnräume zu betreten, in denen jeweils die Heizkostenverteiler in Wärmekontakt an der Ober­ fläche der betreffenden Heizkörper festgelegt sind. Zur Ver­ meidung dieser für die Wohnungsinhaber störenden und für die Ablesepersonen zeitaufwendigen persönlichen Ablesearbeit ist verschiedentlich schon eine Fernablesung von einem zumindest außerhalb der einzelnen Wohnungen des Gebäudes gelegenen Ort aus versucht worden. Für eine derartige Übertragung der Ab­ lesedaten von den einzelnen Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtungen zu einem solchen Ort ist aber eine Verkabelung, beispielsweise mit einem Zwei-Draht-Datenbus, sowohl aus op­ tischen als auch aus Kostengründen problematisch. Darüber hinaus ist jede zugängliche Drahtverbindung, insbesondere die vom Heizkörper zur Wand, eine Quelle für Manipulationen und sonstige Störungen.

Grundsätzlich kann zwar eine drahtlose Übertragung der Daten per Funk in Betracht gezogen werden. Einer wirtschaft­ lich praktikablen Anwendung der drahtlosen Datenübertragung bei der Verbrauchswert-Erfassung steht jedoch entgegen, daß die einzelnen Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen einer­ seits möglichst einfach aufgebaut sein sollen und anderer­ seits wegen deren autonomer Energieversorgung durch eine elektrische Energiequelle, also eine Batterie, die den Be­ trieb der Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung für sehr lange Zeiträume von Jahren aufrechterhalten soll, nur sehr wenig Energie zur Verfügung steht. Ein Abruf der von den Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtungen gebildeten Verbrauchswer­ te zu einem gewünschten Ablesezeitpunkt würde jedoch voraus­ setzen, daß jede Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung neben einem Sender für die Verbrauchswerte gleichzeitig auch einen Empfänger für einen externen Ablesebefehl aufweist, durch den der Sender ansprechend auf einen einlaufenden Ablesebefehl die Verbrauchsdaten überträgt. Dieser Empfänger müßte dann fortwährend zumindest in einem Bereitschaftsbetrieb gehalten werden, um den Ablesebefehl zum gewünschten Ablesezeitpunkt empfangen zu können. Auch ein getakteter Betrieb des Emp­ fängers in festen Intervallen würde angesichts der langen Zeiträume von beispielsweise zehn Jahren, über die jede Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtung ohne Batteriewechsel be­ trieben werden muß, die verfügbare Energie bei weitem über­ schreiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung zum Ablesen von Verbrauchswerten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Aufrechterhaltung der langen Betriebszeiträume jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung, insbesondere ohne die Notwendigkeit zu einem Austausch der elektrischen Energiequelle, mit geringem baulichen Aufwand eine Fernablesung zu gewünschten, festgelegten Ablesezeit­ punkten erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung eine Sendeeinrich­ tung zur drahtlosen Übertragung des jeweils gespeicherten Verbrauchswertes an eine lokale Empfangseinrichtung des Ge­ bäudes und eine Zeitgebereinrichtung aufweist, von der die Sendeeinrichtung jeweils außerhalb der Dauer eines vorbe­ stimmten Zeitfensters, in dem der Verbrauchswert übertragen wird, abgeschaltet wird.

Infolge der drahtlosen Übertragung, insbesondere per Funk, werden störanfällige, optisch nachteilige und in ihrer Installation kostenaufwendige Datenleitungen vermieden. Da die drahtlose Übertragung jeweils nur bis zu einer lokalen Empfangseinrichtung des Gebäudes erfolgt, braucht die Reich­ weite der Sendeeinrichtung nur gering zu sein, so daß diese Sendeeinrichtungen in den ein Großserienerzeugnis darstellen­ den Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen, wie Heizkosten­ verteilern, sehr einfach aufgebaut sein können. Darüber hin­ aus entfällt durch eine Beschränkung des mit dem Betrieb der Sendeeinrichtung zusammenhängenden Energieverbrauchs auf das durch die Zeitgebereinrichtung jeder Verbrauchswert-Erfas­ sungseinrichtung intern vorbestimmte Zeitfenster jeder mit der Verbrauchswert -Übertragung zusammenhängende elektrische Energieverbrauch außerhalb dieses Zeitfensters, was den Be­ trieb der Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen mit ein und derselben Batterie über die gewünschten langen Zeiträume in der Größenordnung von zehn Jahren ermöglicht, während der die mit den Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen ausgestatteten Räume des Gebäudes nicht betreten werden müssen. Dabei wird jeweils das Zeitfenster jeder Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtung derart gelegt, daß es zeitlich nahe nach dem Stich­ tag eines gewünschten Abrechnungszeitraumes, beispielsweise jeweils nach dem 31. Dezember, liegt, so daß nach der draht­ losen Übertragung in der lokalen Empfangseinrichtung des Ge­ bäudes die für diesen Abrechnungszeitraum zutreffenden Ver­ brauchswerte greifbar sind. Die lokale Empfangseinrichtung selbst kann an einem leicht zugänglichen Ort der jeweils ab­ zulesenden Wohneinheit oder außerhalb derselben angeordnet sein, so daß dort die Ablesung durch eine Ableseperson ohne Störung des Wohnungsinhabers ausgeführt werden kann. Alter­ nativ kann aber die lokale Empfangseinrichtung ihrerseits zur Weiterleitung der Verbrauchswerte durch eine geeignete Daten­ übertragungsstrecke über größere Entfernung zu einer zentra­ len Datenauswerteeinrichtung dienen. In diesem Fall braucht dann das Gebäude überhaupt nicht mehr betreten zu werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht dar­ in, daß die Sendeeinrichtung von der Zeitgebereinrichtung je­ weils in dem vorbestimmten Zeitfenster zur Übertragung des Verbrauchswertes eingeschaltet wird.

Bei dieser Ausführungsform ist gezielt auf jede Emp­ fangsfähigkeit der Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung ver­ zichtet, so daß letztere besonders einfach aufgebaut sein kann und keinerlei elektrische Energie für einen Empfangs­ betrieb notwendig ist. Vielmehr wird allein durch die interne Zeitgebereinrichtung jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tung der Zeitpunkt der Übertragung des Verbrauchswertes be­ stimmt und die Sendeeinrichtung nur zu diesem Zweck und Zeit­ punkt eingeschaltet.

Alternativ können die mit der Erfindung erzielten Vor­ teile in einer anderen Ausführungsform in wesentlichen Ge­ sichtspunkten jedoch auch dadurch erreicht werden, daß die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung einen Signalempfänger mit einer Empfangsbereitschaftsschaltung aufweist, die von der Zeitgebereinrichtung jeweils nur für die Dauer des vorbe­ stimmten Zeitfensters in den Empfangsbereitschaftsbetrieb ge­ schaltet wird, in dem der Signalempfänger ansprechend auf ein externes Abfragesignal die Sendeeinrichtung in ihren Übertra­ gungsbetrieb schaltet.

Hierbei ist zwar der bauliche Aufwand jeder Verbrauchs­ wert-Erfassungseinrichtung durch den Signalempfänger erhöht, doch kann letzterer sehr einfach aufgebaut sein, da er nur das externe Abfragesignal aufnehmen muß. Da der Signalempfän­ ger nur während des vorbestimmten Zeitfensters und dort in Abwesenheit des Abfragesignals nur in seinen Empfangsbereit­ schaftsbetrieb geschaltet wird, während der Empfangsbetrieb erst beim Eingang des Abfragesignals eingeschaltet wird, läßt sich auch auf diese Weise die für die erfindungsgemäße Ab­ leseeinrichtung maßgebliche Energieeinsparung erreichen. Das vorbestimmte Zeitfenster läßt sich wegen der geringen Ener­ gieaufnahme im Empfangsbereitschaftsbetrieb verhältnismäßig geräumig bemessen, so daß auch bei unvermeidlichen Gangunge­ nauigkeiten der Zeitgebereinrichtung im Verlauf der langen Betriebsdauer durch das Abfragesignal ein genauer Sendezeit­ punkt für die Verbrauchswerte festgelegt werden kann.

In allen Fällen ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ferner zweckmäßig, daß die lokale Empfangs­ einrichtung eine Zeitgebereinrichtung aufweist, von der sie nur während der Dauer eines dem vorbestimmten Zeitfenster der Sendeeinrichtung angepaßten Zeitfensters in ihren Empfangsbe­ trieb geschaltet wird.

Hierdurch wird es möglich, auch die lokale Empfangsein­ richtung lediglich durch eine interne, autonome Stromquelle, also eine Batterie, mit Energie zu versorgen, weil die aus einer derartigen Energiequelle verfügbare elektrische Lei­ stung ausreicht, den Empfangsbetrieb während der im Verhält­ nis zur Gesamtbetriebszeit sehr kurzen Zeitdauer aufrechtzu­ erhalten. Die dadurch ermöglichte autonome Energieversorgung der lokalen Empfangseinrichtung erlaubt deren Anordnung an jeder beliebigen, geeigneten Stelle des Gebäudes ohne die Notwendigkeit eines Netzanschlusses. Außerdem werden durch diese autonome Energieversorgung Fehler durch Netzausfälle oder durch Manipulationen an einer äußeren Energieversorgung vermieden.

Wenngleich die Zeitgeber sowohl der Verbrauchswert- Erfassungseinrichtungen als auch der lokalen Empfangseinrich­ tung des Gebäudes sehr einfach und kostengünstig beispiels­ weise durch Uhrenquarze stabilisiert werden können, liegt doch über einen Betriebszeitraum von Jahren die Gangungenau­ igkeit in der Größenordnung von Stunden. Da die Sendezeit jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung für eine einwand­ freie Ablesung in das Zeitfenster der betreffenden lokalen Empfangseinrichtung fallen muß, ist daher eine hinreichend geräumige Bemessung zumindest des Zeitfensters der Empfangs­ einrichtung erforderlich. Doch läßt sich die notwendige Länge des Zeitfensters in einer zweckmäßigen Ausführungsform da­ durch herabsetzen, daß die lokale Empfangseinrichtung eine die zeitliche Lage ihres Zeitfensters jeweils in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage einer vorangegangenen Verbrauchswert- Übertragung anpassende Einrichtung aufweist.

Hierdurch synchronisiert also die lokale Empfangsein­ richtung ihr Zeitfenster mit denjenigen der Verbrauchswert- Erfassungseinrichtungen in jeder Ableseperiode erneut auf­ grund der durch die zeitlichen Übertragungsverhältnisse der Verbrauchswerte der vorangegangenen Ableseperiode gelieferten Information. Auch bei einem Auseinanderlaufen der verschiede­ nen Zeitfenster sowohl der Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tungen untereinander als auch gegenüber der lokalen Empfangs­ einrichtung läßt sich somit eine Minimierung des Bedarfs an Sende- bzw. Empfangsenergie erreichen.

Wie bereits erwähnt, kann infolge von Gangungenauigkei­ ten der Zeitgeber über lange Zeiträume bei zur Ablesung von mehr als einer Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung bestimm­ ten Empfangseinrichtungen nicht erwartet werden, daß die ein­ zelnen Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen ihre gespei­ cherten Verbrauchswerte zu genau eingehaltenen Zeitpunkten übertragen. Dadurch besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit dafür, daß zwei oder mehr der einer bestimmten lokalen Emp­ fangseinrichtung zugeordneten Verbrauchswert -Erfassungsein­ richtungen ihre Verbrauchswerte in sich gegenseitig überlap­ penden Zeitintervallen übertragen, so daß die zeitlich über­ lappend übertragenen Verbrauchswerte nicht aufgelöst und nicht richtig erkannt werden können. Diese Störwahrschein­ lichkeit läßt sich gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch auf einen vernachlässigbar kleinen Wert herabsetzen, daß innerhalb des vorbestimmten Zeitfensters jede Verbrauchs­ wert-Erfassungseinrichtung die Übertragung ihres Verbrauchs­ wertes zumindest einmal wiederholt und daß in der lokalen Empfangseinrichtung die Übernahme der übertragenen Ver­ brauchswerte nur in Abhängigkeit von einer Fehlerprüfung mit­ tels eines Prüfkodes erfolgt.

Senden beispielsweise 100 Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtungen nach dem Stichtag des Ablesezeitraumes innerhalb eines bestimmten Zeitfensters von beispielsweise 24 Stunden je fünfmal ihre jeweiligen Verbrauchswerte während eines Zeitintervalls von 5 Sekunden Dauer aus, so errechnet sich die Wahrscheinlichkeit dafür, daß eine bestimmte Sendebot­ schaft irgendeine andere teilweise überlappt, zu etwa 6%. Damit ist die Wahrscheinlichkeit, daß keine der fünf Bot­ schaften einer Erfassungseinrichtung ungestört ankommt, klei­ ner als 1 : 1 Million. Es ergibt sich unter diesen Umständen selbst bei 100 zu einem einzigen lokalen Empfänger sendenden Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen für die Übertragungs­ sicherheit eine Wahrscheinlichkeit von über 99,99%. Sollte dennoch das sehr unwahrscheinliche Ereignis eintreten, daß keine der wiederholten Übertragungen zu einem sicheren Emp­ fang geführt hat, wird dies jedenfalls durch die Fehlerprü­ fung erkannt. Zwar liegt dann in der lokalen Empfangseinrich­ tung kein gültiger Wert vor, doch ist dies als Ergebnis der Fehlerprüfung erkennbar. In diesen seltenen Fällen kann dann die Ablesung unmittelbar an der betreffenden Verbrauchswert- Erfassungseinrichtung manuell vorgenommen werden, da in deren Speichereinrichtung der gesuchte Verbrauchswert abgespeichert ist.

Bei einer Einrichtung zum Ablesen von Verbrauchswerten mit mehr als einer Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung ist im Rahmen der Erfindung ferner vorgesehen, daß jeder Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtung eine Identifikationsnummer zugeordnet ist, die jeweils bei der Übertragung der Ver­ brauchswerte mitübertragen wird.

Hierdurch wird eine zusätzliche Sicherheit für den Fall geschaffen, daß innerhalb des Gebäudes mehrere lokale Emp­ fangseinrichtungen betrieben werden, denen jeweils zu einer gewissen Gebäudeuntereinheit, beispielsweise Wohneinheit, gehörende Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen zugeordnet sind. Durch die mitgesendeten Identifikationsnummern wird si­ chergestellt, daß die betreffende lokale Empfangseinrichtung, in der die ihr zugeordneten Identifikationsnummern eingespei­ chert sind, nur die zu diesen Identifikationsnummern gehö­ renden Verbrauchswerte annimmt. Vorteilhaft kann dabei jede lokale Empfangseinrichtung derart aufgebaut sein, daß sie an­ fänglich in einem Lernlauf die zutreffenden Identifikations­ nummern selbst einspeichert.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, daß die lokale Empfangseinrichtung als Zwischen­ speicher der übertragenen Daten für die Weiterleitung an eine daran angeschlossene Datenübertragungsstrecke zu einer weite­ ren Auswerteeinheit dient.

Statt einer Ablesung am Ort der lokalen Empfangsein­ richtung wird hierdurch also in weitergehender Automati­ sierung des Ableseverfahrens eine automatische Erfassung für eine große Anzahl von Gebäuden in der zentralen Auswerte­ einheit möglich. Als Datenübertragungsstrecke kommen sowohl drahtlose als auch drahtgebundene Systeme in Betracht. Insbe­ sondere steht die bekannte Übertragung mit Modem zur Verfü­ gung.

In allen Ausführungsformen, bei denen jede Verbrauchs­ wert-Erfassungseinrichtung einen deren Betrieb steuernden Mikroprozessor aufweist, läßt sich die Erfindung ganz beson­ ders einfach dadurch verwirklichen, daß die Verbrauchswert- Übertragung durch eine aus der Taktfrequenz des Mikropro­ zessors abgeleitete und unter Programmsteuerung durch den Mikroprozessor mit dem jeweiligen Verbrauchswert modulierte Trägerfrequenz erfolgt.

Insbesondere sind elektronische Heizkostenverteiler von vornherein mit einem Mikroprozessor ausgerüstet. Durch die Gewinnung der Trägerfrequenz direkt aus der Taktfrequenz des Mikroprozessors und die Modulation per Software besteht dann der zusätzliche Aufwand für die Sendeeinrichtung nur noch aus einem Transistor und einem Antennenschwingkreis.

Da die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen, insbe­ sondere Heizkostenverteiler, preiswerte Großseriengeräte sind, ist die Möglichkeit einer nachträglichen einfachen Auf­ rüstung zu einem fernablesbaren Gerät von besonderer Bedeu­ tung. In diesem Zusammenhang ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Sendeeinrichtung als ein in jede Verbrauchswert- Erfassungseinrichtung einsetzbares Steckmodul ausgebildet ist.

Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung stellt das Gebiet der Heizkostenab­ rechnung dar. Dabei ist die Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tung jeweils durch einen in Wärmekontakt an der Oberfläche eines Heizkörpers angeordneten elektronischen Heizkostenver­ teiler gebildet. Bei dieser Anwendung sind die mit der Erfin­ dung erzielten Vorteile besonders deutlich. Da die Heizko­ stenverteiler auf den Heizkörperoberflächen angeordnet sind, würde eine drahtgebundene Übertragung des Verbrauchswertes eine sich jeweils vom Heizkörper frei durch den Raum bis zur nächstgelegenen Wand erstreckende Leitung erfordern, was hin­ sichtlich der Betriebs- und Fälschungssicherheit sowie auch aus optischen Gründen besonders ungünstig ist.

Üblicherweise beträgt bei der Heizkostenabrechnung die Ableseperiode jeweils ein Jahr, so daß bei einer unmittelba­ ren Ablesung der Heizkostenverteiler eine jährliche optische Kontrolle vor Ort stattfindet. Da letztere bei der Fernable­ sung entfällt, ist gemäß einem weiteren Gedanken der Erfin­ dung vorgesehen, daß jeder Heizkostenverteiler eine eine Stö­ rung seiner ordnungsgemäßen Anordnung in Wärmekontakt mit dem Heizkörper registrierende elektromechanische Einrichtung auf­ weist, deren eine Störung anzeigendes Signal gespeichert und bei der Verbrauchswert-Übertragung mitübertragen wird.

Die elektromechanische Einrichtung erfaßt also etwaige Manipulationsversuche, wie ein Öffnen oder Demontieren des Heizkostenverteilers, und macht einen derartigen Manipula­ tionsversuch durch das mitübertragene, die Störung anzeigende Signal erkennbar.

Eine in dieser Hinsicht besonders einfach aufgebaute Ausführungsform besteht darin, daß die elektromechanische Einrichtung durch ein Prüfkontakte des Heizkostenverteilers im geschlossenen Zustand seines Gehäuses überbrückendes, beim Öffnen des Gehäuses unterbrechendes Leitgummiteil gebildet ist und das eine Störung anzeigende Signal durch Abfragen der Prüfkontakte gebildet wird.

Wenn bei dieser Ausführungsform das Leitgummiteil in­ folge einer Entfernung des Heizkostenverteilers von der Heiz­ körperoberfläche oder infolge eines unbefugten Öffnens des aus einem Vorderteil und einem zum Heizkörper weisenden Rück­ teil zusammengesetzten Gehäuses die Kontaktgabe zwischen den Prüfkontakten unterbricht, läßt sich dies leicht durch das Abfragen, etwa auch in zeitlichen Abständen von beispielswei­ se 0,5 Sekunden, mittels der Elektronik des Heizkostenvertei­ lers erfassen. Statt des Zusammenwirkens der Prüfkontakte mit dem Leitgummiteil sind alternativ auch andere Möglichkeiten denkbar, beispielsweise die geeignete Anordnung eines Mikro­ schalters, dessen Schaltzustand durch Manipulationen geändert wird.

Soweit vorstehend der in jeder Verbrauchswert-Erfas­ sungseinrichtung jeweils gespeicherte und zur Übertragung vorgesehene Verbrauchswert angesprochen ist, muß es sich da­ bei keinesfalls nur um einen einzelnen Wert handeln. Vielmehr kann dieser Verbrauchswert aus einem Satz mehrerer, bei­ spielsweise in monatlichen Abständen abgespeicherter Einzel­ werte bestehen. Die drahtlose Ablesung liefert dann nicht nur einen die gesamte Abrechnungsperiode von beispielsweise einem Jahr wiedergebenden Verbrauchswert, sondern auch monatliche Stützwerte, so daß beispielsweise bei einem Mieterwechsel in­ nerhalb einer Abrechnungsperiode auch eine anteilige Abrech­ nung, beispielsweise nach Monaten, erfolgen kann. Schließlich wird darauf hingewiesen, daß beispielsweise eine zweitägige Bemessung der Länge des Zeitfensters nach dem Ablesestich­ punkt ausreicht, etwaige Gangungenauigkeiten der Zeitgeber auch über hinreichend viele Jahre auszugleichen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfin­ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der ein­ zigen Figur der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfin­ dungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung zum Ablesen von Verbrauchswerten in einem Gebäude anfallender Verbrauchsmengen weist eine an einer geeigneten Stelle des Gebäudes angeordnete lokale Empfangseinrichtung 1 auf, an die eine Anzahl von Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2, im dargestellten Beispiel Heizkostenverteiler, den relativen Wärmeverbrauchsmengen der Heizkörper entsprechende Ver­ brauchswerte in noch zu erläuternder Weise drahtlos übermit­ teln. Im Falle der Heizkostenverteiler werden diese relativen Verbrauchswerte aus der an einer bestimmten Stelle der Heiz­ körperoberfläche herrschenden Temperatur ermittelt, die von dem jeweils an der Oberfläche des betreffenden Heizkörpers in Wärmekontakt festgelegten Heizkostenverteiler gemessen wird. Eine in dem Heizkostenverteiler vorgesehene Elektronik, bei­ spielsweise ein Mikroprozessor, berechnet aus dem gemessenen zeitlichen Temperaturverlauf den Verbrauchswert und speichert ihn jeweils in einer Speichereinrichtung des Heizkostenver­ teilers ab. Außerdem wird der ermittelte Verbrauchswert auf einer an dem Heizkostenverteiler vorgesehenen Sichtanzeige 3 angezeigt. Die für den Betrieb der Bausteine des Heizkosten­ verteilers erforderliche elektrische Energie wird von einer in dem Heizkostenverteiler angeordneten Batterie geliefert, so daß dieser von einer äußeren Elektrizitätsversorgung unab­ hängig ist. Da die Heizkostenverteiler über einen sehr langen Betriebszeitraum, in der Größenordnung von zehn Jahren, be­ triebsfähig bleiben sollen, muß der für seinen Betrieb erfor­ derliche Stromverbrauch in Ansehung der beschränkten Lei­ stungsfähigkeit der Batterie möglichst klein gehalten werden.

Die durch die Heizkostenverteiler gebildeten Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 weisen jeweils eine Sendeeinrichtung für den jeweils gespeicherten Verbrauchswert auf. Diese Sendeeinrichtung wird jeweils nur innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters, das nur eine im Vergleich zur Ge­ samtbetriebszeit sehr kurze Zeitdauer aufweist, jeweils nach dem Stichtag eines gewünschten Abrechnungszeitraumes, bei­ spielsweise eines Jahreszeitraumes, durch eine in dem Heiz­ kostenverteiler vorgesehene Zeitgebereinrichtung aktiviert, so daß nur während dieser kurzen Dauer des Zeitfensters ein elektrischer Energieverbrauch der Sendeeinrichtung erfolgt. Innerhalb dieses Zeitfensters überträgt jeder Heizkostenver­ teiler den in seiner Speichereinrichtung abgespeicherten Ver­ brauchswert durch Funk an die lokale Empfangseinrichtung 1. Die in der Zeichnung dargestellten Linien zwischen den Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtungen 2, d. h. den Heizkosten­ verteilern, und der lokalen Empfangseinrichtung 1 stellen also keine Drahtverbindung dar, sondern symbolisieren ledig­ lich die Funkverbindung.

Am einfachsten erfolgt die drahtlose Übertragung des Verbrauchswertes in einem rein unidirektionalen Betrieb, in dem der Zeitgeber jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung 2 innerhalb des vorgesehenen Zeitfensters autonom den Sende­ vorgang einschaltet. Alternativ könnte jede Verbrauchswert- Erfassungseinrichtung 2 zusätzlich einen einfachen Signal­ empfänger enthalten, der mit einer Empfangsbereitschafts­ schaltung versehen ist, welche innerhalb des vorbestimmten Zeitfensters von dem Zeitgeber in ihren Empfangsbereit­ schaftsbetrieb geschaltet wird. Das eigentliche Einschalten der Sendeeinrichtung jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tung 2 kann dann durch ein während der Dauer des Empfangsbe­ reitschaftsbetriebs per Funk, beispielsweise von der geeignet ausgestatteten lokalen Empfangseinrichtung 1 aus, einge­ strahltes Abfragesignal ausgelöst werden, wodurch der Über­ tragungszeitpunkt der Verbrauchswerte innerhalb des Zeitfen­ sters von außen gesteuert werden kann. Auch bei dieser besonderen Art des bidirektionalen Betriebs kann wegen der verwendeten Zeitfenstertechnik und der Maßnahme des Empfangs­ bereitschaftsbetriebs die für eine hinreichend lange Gesamt­ betriebszeit erforderliche Energieersparnis erreicht werden.

Allerdings weisen die die Zeitfenster bestimmenden Zeitgeber, die beispielsweise durch die Taktgeneratoren von die Heizkostenverteiler steuernden Mikroprozessoren gegeben sind, auch bei Stabilisierung durch Uhrenquarze Gangungenau­ igkeiten auf, die bei den vorgesehenen jahrelangen Betriebs­ dauern eine nennenswerte Größe, beispielsweise in der Grö­ ßenordnung von Stunden, annehmen. Jedenfalls bei der rein unidirektionalen Betriebsweise kann daher der genaue Übertra­ gungszeitpunkt der Verbrauchswerte nicht festgelegt werden. Daher kann es vorkommen, daß mindestens zwei der Verbrauchs­ wert-Erfassungseinrichtungen 2 ihre Verbrauchswerte in zeit­ licher Überlappung aussenden, so daß diese beiden Verbrauchs­ werte von der lokalen Empfangseinrichtung 1 nicht ungestört empfangen werden können. Daher werden die zu übertragenden Verbrauchswerte von jeder Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tung 2 innerhalb des Zeitfensters mit zufälliger zeitlicher Verteilung mehrmals ausgesendet. Hierdurch wird die Wahr­ scheinlichkeit dafür, daß zumindest einmal eine ungestörte Übertragung des Verbrauchswertes jeder Verbrauchswert-Erfas­ sungseinrichtung 2 erfolgt, so stark erhöht, daß die erfor­ derliche Übertragungssicherheit gewährleistet ist. Die verbleibende sehr kleine Restwahrscheinlichkeit für eine Übertragungsstörung kann in Kauf genommen werden, weil die lokale Empfangseinrichtung 1 die empfangenen Verbrauchswerte unter Zugrundelegung eines Prüfkodes prüft und nur solche Verbrauchswerte als richtig annimmt, die die Prüfung bestan­ den haben. In dem sehr unwahrscheinlichen Fall, daß die Prü­ fung nicht bestanden wird, liegt dann zwar kein gültig über­ tragener Verbrauchswert des betreffenden Heizkostenverteilers vor, doch wird dadurch die Ablesung und Erfassung nicht voll­ ständig vereitelt. Da nämlich der betreffende Verbrauchswert in der Speichereinrichtung der betreffenden Verbrauchswert- Erfassungseinrichtung 2 jedenfalls gespeichert ist, kann in diesem Ausnahmefall der betreffende Verbrauchswert durch Ab­ lesung oder sonstige Entnahme am Ort der Verbrauchswert- Erfassungseinrichtung 2 erhoben werden.

Ebenso wie die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 ist auch die lokale Empfangseinrichtung 1 autonom durch eine interne Energiequelle, d. h. eine geeignete Batterie, mit der zu ihrem Betrieb erforderlichen elektrischen Leistung ver­ sorgt. Dies ermöglicht insbesondere deren Montage an den dafür geeigneten Stellen des Gebäudes ohne die Notwendigkeit eines Netzanschlusses und vermeidet auch Betriebs- und Fäl­ schungssicherheitsprobleme infolge Unterbrechungen der äuße­ ren Leistungszufuhr. Zur gebotenen Energieeinsparung weist zweckmäßigerweise auch die lokale Empfangseinrichtung 1 eine Zeitgebereinrichtung auf, durch die ein die Zeitfenster der Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 überdeckendes Zeit­ fenster gesetzt wird, wobei die lokale Empfangseinrichtung 1 nur während dieses Zeitfensters in ihren Empfangsbetrieb ge­ schaltet wird. Wegen der bereits erwähnten unvermeidlichen Gangungenauigkeit der Zeitgeber und zur Ermöglichung einer möglichst kleinen Bemessung der Länge jedes Zeitfensters ist in der lokalen Empfangseinrichtung 1 eine geeignete Einrich­ tung vorgesehen, die jeweils die zeitliche Lage der Ver­ brauchswert-Übertragung von den Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtungen 2 her erfaßt und die zeitliche Lage des Zeitfen­ sters der lokalen Empfangseinrichtung 1 in Abhängigkeit von dieser Erfassung geeignet anpaßt. Auf diese Weise wird die Zeitfensterlage bei jeder Verbrauchswert-Übertragung zwischen der lokalen Empfangseinrichtung 1 und den Verbrauchswert- Erfassungseinrichtungen 2 synchronisiert, wodurch ein schäd­ liches Auseinanderlaufen auch über lange Betriebszeiten sicher verhindert wird.

Aus verschiedenen Gründen kann es zweckmäßig sein, nicht alle Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 eines Ge­ bäudes mittels einer einzigen lokalen Empfangseinrichtung 1 abzulesen. Einer dieser Gründe liegt darin, daß die Entfer­ nungen zwischen den Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 und der ihnen zugeordneten lokalen Empfangseinrichtung 1 nicht allzu groß sein dürfen, damit die der Verbrauchswert- Übertragung dienenden Sendeeinrichtungen der Verbrauchswert- Erfassungseinrichtungen 2 sowohl im Hinblick auf die Kosten als auch den Energieverbrauch möglichst einfach gehalten wer­ den können. Weitere Gründe sind beispielsweise organisatori­ scher Art, wonach es etwa zweckmäßig sein kann, für jede Wohneinheit eines Gebäudes eine eigene lokale Empfangsein­ richtung 1 für die in dieser Wohneinheit vorgesehenen Ver­ brauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 vorzusehen.

Zur Sicherstellung dieser Zuordnung zwischen einer be­ stimmten lokalen Empfangseinrichtung 1 und den betreffenden Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 ist zweckmäßiger­ weise jeder der Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 eine Identifikationsnummer zugeordnet, die bei der Übertragung der Verbrauchswerte mitübertragen wird. In der lokalen Empfangs­ einrichtung 1 sind dann jeweils die Identifikationsnummern aller zugeordneten Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen vorgespeichert, so daß letztere durch Vergleich der jeweils empfangenen Identifikationsnummer mit allen vorgespeicherten Identifikationsnummern feststellen kann, ob der betreffende Verbrauchswert zur Übertragung an sie bestimmt ist. Die Ein­ speicherung der zugeordneten Identifikationsnummern in die betreffende lokale Empfangseinrichtung 1 kann zweckmäßiger­ weise in einem Lernlauf erfolgen.

Die lokale Empfangseinrichtung 1, die beispielsweise frei zugänglich im Treppenhaus des Gebäudes oder in einem un­ verschlossenen Eingangsbereich einer ihr zugeordneten Gebäu­ deeinheit angeordnet sein kann, kann unmittelbar vor Ort ab­ gelesen werden. Der Ableser kann hierzu, wie in der Zeichnung angedeutet, auch mit einem geeignet ausgebildeten Ablesegerät 4 ausgerüstet sein, in das die übertragenen Verbrauchswerte von der lokalen Empfangseinrichtung 1 über ein steckbares Kabel oder auch drahtlos auf optischem oder akustischem Wege ausgelesen werden. Dieses Ablesegerät 4 kann zusätzlich mit einem durch das Bezugszeichen 5 symbolisch angedeuteten Drucker und/oder einer Aufzeichnungseinrichtung 6 zur Auf­ zeichnung der Verbrauchswerte auf einem Datenträger versehen sein. Alternativ können die übertragenen Verbrauchswerte in der lokalen Empfangseinrichtung 1 auf eine steckbare EEPROM- Karte 8 aufgezeichnet werden, die von dem Ableser mechanisch ausgetauscht wird. In allen Fällen braucht also der Ort, an dem die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 installiert sind, nicht betreten zu werden.

Sofern die lokale Empfangseinrichtung 1, beispielsweise zum Schutz gegen anonyme Eingriffe, innerhalb einer abge­ schlossenen Wohneinheit angeordnet ist, kommt auch ein Abruf per Funk in Betracht, wobei das mobile Ablesegerät 4 des Ab­ lesers von außerhalb der Wohnung aus einen Funk-Abrufbefehl an die lokale Empfangseinrichtung 1 aussendet und letztere eine Sendeeinrichtung zur weiteren Übertragung der in ihr zwischengespeicherten Verbrauchswerte zu dem Ablesegerät 4 aufweist.

Statt einer Ablesung vor Ort bzw. von einer Nahumgebung des Ortes der lokalen Empfangseinrichtung 1 aus kann letztere auch, beispielsweise über ein Bus-System, ein Datennetz oder Funk, innerhalb des Gebäudes an einen zentralen Empfänger 7 angekoppelt sein. Diese Maßnahme ist insbesondere dann zweck­ mäßig, wenn innerhalb des Gebäudes mehrere lokale Empfangs­ einrichtungen 1 vorgesehen sind. Neben einer Ablesung am Orte des zentralen Empfängers 7 ist auch eine Datenfernübertragung von dem zentralen Empfänger 7, beispielsweise über Modem, TEMEX oder Funktelefon, zu einer zentralen Verarbeitungsein­ richtung möglich. Hierdurch können die fernübertragenen Daten unmittelbar in der zentralen Verarbeitungseinrichtung einer zentralen Auswertung für eine große Anzahl abzulesender Ge­ bäude unterzogen werden.

Soweit die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 durch einen Mikroprozessor gesteuert sind, wie es bei elek­ tronischen Heizkostenverteilern der Fall ist, läßt sich die Sendeeinrichtung besonders einfach verwirklichen. Aus der Taktfrequenz des Mikroprozessors läßt sich unmittelbar die Trägerfrequenz für die Verbrauchswert-Übertragung gewinnen, wobei die Modulation mit den Verbrauchswerten, beispielsweise eine 100-%-Amplituden-Modulation durch Ein- und Ausschalten des Trägers, programmgesteuert erfolgen kann. Gegenüber her­ kömmlichen Heizkostenverteilern braucht dann nur ein Anten­ nenschwingkreis und ein zusätzlicher Transistor eingebaut zu werden. Vorteilhaft werden diese die Sendeeinrichtung bilden­ den Bauteile als Steckmodul ausgebildet, so daß eine Nach­ rüstung herkömmlicher Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 jederzeit leicht möglich ist.

Da somit in allen Fällen für die Ablesung ein Zutritt zu den einzelnen Verbrauchswert-Erfassungseinrichtungen 2 nicht erfolgt, entfällt auch die sonst mögliche optische Kon­ trolle der Unversehrtheit der Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtungen 2 durch die Ableseperson. Zweckmäßigerweise wird auch dies fernüberwacht. Beispielsweise könnte zu Manipula­ tionszwecken das aus einem zum Heizkörper weisenden Rückteil und einem dem Heizkörper abgewandten Vorderteil zusammenge­ setzte und durch eine Plombe verschlossene Gehäuse des Heiz­ kostenverteilers für den Versuch einer Verbrauchsfälschung geöffnet werden. Daher sind die Heizkostenverteiler mit einer elektromechanischen Einrichtung versehen, die bei einer Stö­ rung der ordnungsgemäßen Anordnung des Heizkostenverteilers in Wärmekontakt mit dem Heizkörper ein elektrisches Signal erzeugt und abspeichert, das bei der Verbrauchswert-Übertra­ gung mitübertragen wird. Dadurch kann auch bei der Fernab­ lesung ein Fälschungsversuch erkannt werden. Eine wegen ihrer Einfachheit nicht besonders dargestellte elektromechanische Einrichtung, die dem gewünschten Zweck genügt, besteht bei­ spielsweise aus einem Leitgummiteil, das bei ordnungsgemäß geschlossenem Zustand des Gehäuses Prüfkontakte des Heiz­ kostenverteilers überbrückt. Beim Öffnen des Gehäuses werden die Prüfkontakte unterbrochen, was beispielsweise durch fort­ währendes Abfragen der Prüfkontakte mittels des Mikropro­ zessors des Heizkostenverteilers in kurzen Zeitabständen erkannt werden kann, so daß das die Störung anzeigende Signal ohne weiteres durch den Mikroprozessor gebildet werden kann.

Verzeichnis der Bezugszeichen

1 lokale Empfangseinrichtung
2 Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung
3 Sichtanzeige
4 Ablesegerät
5 Drucker
6 Aufzeichnungseinrichtung
7 zentraler Empfänger
8 EEPROM-Karte

Claims (13)

1. Einrichtung zum Ablesen von Verbrauchswerten in einem Gebäude anfallender Verbrauchsmengen, insbesondere an Wärme, Wasser oder dgl., mit mindestens einer einem Ver­ braucher zugeordneten Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung, die eine Speichereinrichtung für den jeweils erfaßten Ver­ brauchswert und eine ihren elektrischen Leistungsbedarf lie­ fernde elektrische Energiequelle aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2) eine Sendeeinrichtung zur drahtlosen Übertragung des jeweils gespeicherten Verbrauchswertes an eine lokale Empfangsein­ richtung (1) des Gebäudes und eine Zeitgebereinrichtung auf­ weist, von der die Sendeeinrichtung jeweils außerhalb der Dauer eines vorbestimmten Zeitfensters, in dem der Ver­ brauchswert übertragen wird, abgeschaltet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung von der Zeitgebereinrichtung jeweils in dem vorbestimmten Zeitfenster zur Übertragung des Ver­ brauchswertes eingeschaltet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2) einen Si­ gnalempfänger mit einer Empfangsbereitschaftsschaltung auf­ weist, die von der Zeitgebereinrichtung jeweils nur für die Dauer des vorbestimmten Zeitfensters in den Empfangsbereit­ schaftsbetrieb geschaltet wird, in dem der Signalempfänger ansprechend auf ein externes Abfragesignal die Sendeeinrich­ tung in ihren Übertragungsbetrieb schaltet.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die lokale Empfangseinrichtung (1) eine Zeitgebereinrichtung aufweist, von der sie nur während der Dauer eines dem vorbestimmten Zeitfenster der Sendeein­ richtung angepaßten Zeitfensters in ihren Empfangsbetrieb ge­ schaltet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Empfangseinrichtung (1) eine die zeitliche La­ ge ihres Zeitfensters jeweils in Abhängigkeit von der zeit­ lichen Lage einer vorangegangenen Verbrauchswert-Übertragung anpassende Einrichtung aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit mehr als einer Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2), da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtung (2) eine Identifikationsnummer zugeordnet ist, die jeweils bei der Übertragung der Verbrauchswerte mitübertragen wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit mehr als einer Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2), da­ durch gekennzeichnet, daß innerhalb des vorbestimmten Zeit­ fensters jede Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2) die Übertragung ihres Verbrauchswertes zumindest einmal wieder­ holt und daß in der lokalen Empfangseinrichtung (1) die Über­ nahme der übertragenen Verbrauchswerte nur in Abhängigkeit von einer Fehlerprüfung mittels eines Prüfkodes erfolgt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die lokale Empfangseinrichtung (1) als Zwischenspeicher der übertragenen Daten für die Weiter­ leitung an eine daran angeschlossene Datenübertragungsstrecke zu einer weiteren Auswerteeinheit (4 bzw. 7) dient.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der jede Verbrauchswert-Erfassungseinrichtung (2) einen deren Betrieb steuernden Mikroprozessor aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbrauchswert-Übertragung durch eine aus der Taktfrequenz des Mikroprozessors abgeleitete und unter Programmsteuerung durch den Mikroprozessor mit dem jeweiligen Verbrauchswert modulierte Trägerfrequenz erfolgt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung ganz oder teilweise als ein in jede Verbrauchswert-Erfassungseinrich­ tung (2) einsetzbares Steckmodul ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrauchswert-Erfassungsein­ richtung (2) jeweils durch einen in Wärmekontakt an der Ober­ fläche eines Heizkörpers angeordneten elektronischen Heizko­ stenverteiler gebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Heizkostenverteiler eine eine Störung seiner ordnungsgemäßen Anordnung in Wärmekontakt mit dem Heizkörper registrierende elektromechanische Einrichtung aufweist, deren eine Störung anzeigendes Signal gespeichert und bei der Ver­ brauchswert-Übertragung mitübertragen wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektromechanische Einrichtung durch ein Prüf­ kontakte des Heizkostenverteilers im geschlossenen Zustand seines Gehäuses überbrückendes, beim Öffnen des Gehäuses un­ terbrechendes Leitgummiteil gebildet ist und das eine Störung anzeigende Signal durch Abfragen der Prüfkontakte gebildet wird.