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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Wärmeverbrauchszähler (bzw.
ein Wärmeverbrauchsmeßgerät) zum Aufzeichnen
der von Radiatoren verbrauchten Wärmemenge, aufweisend ein Gehäuse mit
einer Berechnungseinheit und mit damit verbundenen Temperatursensoren
für Radiator-
und Raumtemperaturen, wobei die Berechnungseinheit zum Zweck des
Berechnens der Wärmeemission
aus dem Radiator auf der Grundlage der gemessenen Temperaturen vorgesehen
ist.
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Wärmeverbrauchszähler für Radiatoren
werden insbesondere für
Zental- und Bezirksheizungseinrichtungen für die Verteilung der gesamten
Heizkosten im Verhältnis
zum Wärmeverbrauch
verwendet. Die Wärmeemission
eines Radiators ist proportional zur wirksamen Heizungsoberfläche multipliziert mit
einer Funktion aus der Differenz zwischen den Temperaturen des Radiators
und der Umgebungsluft. Damit dient in Wirklichkeit der Zähler dazu,
diese Funktion über
die Zeit zu integrieren, und eine Anzahl unterschiedlicher Typen
von Wärmeverbrauchszählern sind
bekannt, von denen einige die Temperatur der Umgebungsluft nicht
heranziehen, sondern die Messung ausschließlich auf die Temperatur des
Radiators stützen
wie etwa Verdunstungsmeßgeräte, während andere
wohlbekannte Typen die beiden Temperaturen mittels Thermoelementen
messen und wobei der hervorgerufene Thermostrom mittels eines Ah-Zählers gemessen
wird, welcher z.B. aus einem irreversiblen Elektrolytzähler bestehen
kann, der Quecksilber in einer der Wärmeemission des Radiators entsprechenden
Menge freigibt.
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Obwohl
Radiatoren mit Dualsensorzählern zum
Messen des Radiators als auch der Raumtemperatur eine relativ genaue
Messung des Wärmeverbrauchs
liefern, sind die bekannten Konstruktionen solcher Zähler jedoch
mit einer Anzahl von Nachteilen, wie etwa verschiedenen Möglichkeiten
zum Manipulieren (cheating) des Wärmeverbrauchszählers, z.B.
durch Abdecken, Aufheizen oder Kühlen
der Temperatursensoren, und Beschränkungen bezüglich der Genauigkeit der Grenzbereiche
für die auftretenden
Temperaturen oder bezüglich
atypischer Betriebsbedingungen verbunden. Daher kann, um die Aufzeichnung
eines „Leerlauf“-Verbrauchs
ohne der Emission von Wärme
durch den Radiator zu vermeiden, der Zähler mit einer solchen grundlegenden
Beschränkung
versehen sein, dass der Zähler
keinen Verbrauch aufzeichnet, bis sich der Radiator über einer
gewissen Minimaltemperatur befindet. Wenn sie jedoch zu hoch angesetzt
ist, kann das bedeuten, daß Wärmeemission
aus dem Radiator, welche gemessen werden hätte sollen, nicht gemessen
wird. Es kann auch auftreten, dass der Zähler eine Wärmeemission aus dem Radiator
misst, welche tatsächlich stattfindet,
jedoch nicht gemessen werden soll, da die emittierte Wärme nicht
Teil der zu verteilenden Heizkosten ist, da der Radiator auf irgendeine
andere Weise als durch die Zuführrohre
beheizt worden ist, insbesondere in sehr heißen Sommern und/oder mittels
direkt einstrahlendem Sonnenlicht auf den Radiator oder mittels
gleichzeitiger Verwendung einer anderen Wärmequelle.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und einen Wärmeverbrauchszähler für einen
Radiator zum Aufzeichnen der in einem Radiator verbrauchten Wärme vorzusehen,
welcher die Möglichkeit
einer genaueren Messung relativ zum tatsächlichen Wärmeverbrauch im Vergleich mit
den existierenden Zählern
vorsieht.
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Dies
wird mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 und mittels der Verwendung
des Zählers nach
Anspruch 8 erzielt. Hierdurch wird nämlich erzielt, dass eine Wärmemenge,
welche von dem Radiator an den Raum abgegeben wird, wenn der Radiator
abgeschaltet ist, nicht als Wärmeverbrauch
aufgezeichnet wird, wenn sich innerhalb z.B. eines 24-Stunden-Zyklusses
eine hohe Raumtemperatur insbesondere aufgrund von Aufheizung mittels
der Sonne oder einer anderen Wärmequelle
eingestellt hat, wobei die Kompensation mittels des berechneten
negativen Wärmeverbrauchs
während
dem wärmsten
Teil des 24-Stunden-Zyklusses durchgeführt wird.
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Hierdurch
wird es verhindert, dass der Wärmeverbrauchszähler einen
nicht tatsächlich
vorliegenden Wärmeverbrauch
während
des Sommers aufzeichnet, wenn die Heizungsanlage ansonsten ausgeschaltet
ist.
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Die
Formel zum Berechnen positiven oder negativen Wärmeverbrauchs (Modus 3)
kann unter einer Anzahl von unterschiedlichen Berechnungsformeln
ausgewählt werden
und kann diejenige sein, die in einem anderen Modus von der Erfindung
bevorzugt ist.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung verwenden diesen Modus (Modus 3) nur, wenn die
numerische Differenz zwischen der berechneten Raumtemperatur und
der berechneten Radiatortemperatur sich unterhalb eines vorbestimmten
Grenzwertes befindet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Zähler nicht
dahingehend manipuliert werden kann, einen sehr großen negativen
Wärmeverbrauch zu
berechnen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Zähler
einen alternativen Wärmeaufzeichnungsmodus
(Modus 1, 2) auf, bei welchem keine Aufzeichnung
negativen Verbrauchs ausgeführt
wird, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes
ist und in dem die Berechnung des Wärmeverbrauchs durch Messung
einer vorbestimmten Ersatzraumtemperatur anstatt der berechneten
Raumtemperatur ausgeführt
wird.
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Die
Erfindung wird nun mehr im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, wobei
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1 eine Ausführungsform
eines Wärmeverbrauchszählers nach
der Erfindung in Vorderansicht veranschaulicht,
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2 ein eine vertikale Schnittansicht
entlang der Linie II – II
in 1 desselben ist,
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3 eine Perspektivansicht
einer gedruckten Karte in dem in 1 und 2 gezeigten Zähler ist,
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4 eine erste Ausführungsform
eines Anschlußstücks für einen
Wärmeverbrauchszähler in Vorderansicht
ist,
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5 eine Seitenansicht der
in 4 gezeigten Ausführungsform
ist,
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6 eine Vorderansicht einer
alternativen Ausführungsform
eines Anschlußstücks ist,
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7 eine vom Ende her gesehene
Seitenansicht der in 6 gezeigten
Ausführungsform
ist,
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8 ein Diagramm zur Veranschaulichung der
Berechnung des Wärmeverbrauchs
unter verschiedenen Temperaturbedingungen ist, und
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9 ein Flußdiagramm
zur Berechnung des Wärmeverbrauchs
durch den Zähler
ist.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte elektrische Wärmeverbrauchszähler weist
ein Gehäuse 1 aus
einem thermisch und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise
Kunststoff, auf, welches aus einem unteren Bereich 2 und
einer oberen sowie einer unteren Abdeckung 3 bzw. 4 besteht.
Durch ein Fenster in der obersten Abdeckung 3 kann eine
LCD-Anzeige 5 gesehen werden, wie aus 1 hervorgeht. Die oberste Abdeckung 3 wird
an dem Zähler
mittels einer Bleiversiegelung 6, welche zerstört werden
muß, um
Zugang zum Inneren des Gehäuses 1 zu
erlangen, gesichert. Der oberste Deckel sichert den untersten Deckel 4 auf
einer nicht speziell veranschaulichten Weise, was bedeutet, dass
er auch nicht entfernt werden kann, ohne die Bleiversiegelung 6 aufzubrechen.
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Die
Anzeige 5 ist auf einer beidseitigen Schaltungsplatte 7,
welche in dem Gehäuse
gesichert ist, befestigt. Auf der der Anzeige gegenüberliegenden
Seite ist eine Berechnungseinheit in der Form eines Mikroprozessors 8 befestigt
und die gleiche Seite der Platte 7 trägt auch einen Radiatortemperatursensor 9 und
drei Rückseitenelementanzeigeschalter 17,
von denen nur einer in 2 sichtbar
ist. Auf der Vorderseite der Schaltungsplatte 7 ist auch ein
Raumtemperatursensor 10 und ein Vielfachstecker 11,
welcher Stromversorgung von einer externen Stromquelle und RF-Kommunikation mittels
Programmier- und Dateneingangs- und Ausgangslesegeräten über Drahtverbindungen
ermöglicht,
vorgesehen. Eingang und Ausgangslesen kann darüber hinaus über eine optische Infrarotkommunikationsschnittstelle 15 mit
Dioden 15A durch Fenster 16 in der obersten Abdeckung 3 ausgeführt werden.
Als eine dritte nicht gezeigte Option kann der Dateneingang und
das Datenausgangslesen über
einen Radiotransmitter / -empfänger
erzielt werden, welcher in diesem Fall in dem Gehäuse 1 angeordnet
ist und mit der elektrischen Schaltung über den Vielfachstecker 11 verbunden
ist.
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In
der 2 ist unterhalb
der untersten Abdeckung eine Batteriepackung 12 zum Zuführen von Energie
an den Zähler über Batterieklemmen 13 gezeigt.
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Der
im Vorstehenden beschriebene Wärmeverbrauchszähler ist
zum Befestigen auf einem Radiator über einem in 2 gezeigten Anschlußstück 14, welches vorzugsweise
an einem nicht gezeigten Befestigungsstift befestigt ist, welcher
wiederum an dem Radiator gesichert ist und sich durch eine Öffnung 18 in
dem Anschlußstück und auch
durch eine Öffnung 19 in
dem unteren Bereich 2 des Zählers erstreckt, vorgesehen.
In 2 ist das Anschlußstück 14 auch
als eine Vertiefung 20 aufweisend gezeigt, in welcher der
Wärmeverbrauchszähler 9 für einen
Radiator angeordnet ist, wenn der Zähler auf dem Anschlußstück befestigt
ist. Der Sensor 9 besteht, wie der Raumsensor 35,
vorzugsweise aus NTC-Widerständen,
deren Widerstandswerte ein Maß der
Temperaturen, die sie auslesen sollen und der Temperatur des Anschlußstücks 14 bzw.
der Temperatur des Raumes darstellen. Die mittels der Temperatursensoren
bestimmten Werte sind nicht korrekt, aber sie werden mittels der
elektrischen Schaltungen 7, 8 auf der Grundlage
von in klimatisierten Räumen
für die einzelnen
Radiator- und Anschlußstücktypen
bestimmten Konstanten berechnet.
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Da
große
Anzahlen von Radiatortypen mit vielen unterschiedlichen Konstruktionen
verfügbar sind,
ist es notwendig, viele verschiedene Anschlußstücktypen zu verwenden, um gute
und verläßliche Übertragung
von Wärme
von dem Radiator an den Zähler
zu erlangen, wobei die Anschlußstücktypen auf
die jeweiligen Radiatorkonstruktionen abgestimmt sind. Zwei unterschiedliche
Anschlußstückkonstruktionen
sind in den 4 bis 7 gezeigt. Das in den 4 und 5 gezeigte Anschlußstück 21 ist für die Befestigung
an einer ebenen Radiatoroberfläche mit
seiner ebenen Seite gedacht, während
die entgegengesetzte Seite mit einer Anzahl von Rillen 22 und Führungen
profiliert ist. Abhängig
von dem Ort der Rillen werden die Anschlußstückanzeigeschalter 17 mittels
der Führungen
betätigt,
wenn der Zähler
in dem Anschlußstück befestigt
wird. Bei Verwendung dreier Schalter 17 können unterschiedliche
Breiten und Orte der Rillen 22 eine, zwei oder drei der
Schalter 17 betätigen,
was bedeutet, dass insgesamt sieben Kombinationen für die Betätigung möglich sind, wobei
die achte Kombination, bei welcher keine der Schalter betätigt wird,
anzeigt, dass der Zähler
nicht auf einem Anschlußstück befestigt
ist. Die verschiedenen Kombinationstypen sind mit z.B. A, B, C...
bezeichnet und die Kombination betätigter Schalter 17 zeigt
den Anschlußstücktyp an,
welcher mittels der elektrischen Schaltung auf der Anzeige 5 angezeigt wird.
Damit wird ein eindeutiges Auslesen und eine andere eindeutige Anzeige
des Anschlußstücktyps erzeugt,
wobei sofort verifiziert werden kann, dass das korrekte Anschlußstück A, B,
C... in Verbindung mit dem entsprechenden Radiator verwendet wurde.
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6 und 7 veranschaulichen ein zweites Anschlußstück 24 zum
Befestigen an einem anderen Radiatortyp und hier weisen die Rillen 25 und
die Führungen 26 eine
andere Breite auf und sind an einem anderen Ort angeordnet als an
dem Anschlußstück 21 in
den 4 und 5. Bei dem Anschlußstück 24 ist
zusätzlich
zur Befestigungsöffnung 18 die
Vertiefung 20 zum Aufnehmen des Wärmeverbrauchssensors 9 gezeigt.
Weiterhin ist das Anschlußstück aus einem
guten Wärmeleiter,
vorzugsweise Aluminium hergestellt und weist eine relativ kurze
Länge, welche
vorteilhafterweise ein Drittel der Länge des Gehäuses ausmacht, auf, um zu vermeiden,
dass zuviel Wärme
an einen befestigten Zähler übertragen wird,
wobei sichergestellt wird, dass der letztere und damit auch der
Raumsensor 10 nicht übermäßig aufgeheizt
wird. Die Anschlußstücke sind
vorteilhafterweise symmetrisch um eine zentrale Achse, wodurch sichergestellt
wird, dass sie während
der Befestigung nicht invertiert werden.
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Wenn
die Anzahl von Schalterbetätigungskombinationen
unzureichend ist, können
mehr Rillen und Führungen
auf den Anschlußelementen
und weitere Schalter 17 auf dem Zähler vorgesehen sein oder es
können
Schalter 17 verwendet werden, welche mehrere Schalterpositionen
in Verbindung mit Führungen
und Rillen unterschiedlicher Tiefen aufweisen.
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Nun
wird auf 8 Bezug genommen,
welche verschiedene Temperaturbedingungen, die die Art und Weise,
auf welche die Aufzeichnung von Wärmeverbrauch zu berechnen und
aufzuzeichnen ist, bestimmen, im Diagramm veranschaulicht. In dem
Diagramm zeigt die horizontale Achse die Radiatortemperatur THB
an, welche mittels der elektrischen Schaltung auf der Grundlage
des von dem Radiatortemperatursensor 9 gemessenen Wertes
berechnet wird. Auf entsprechende Weise bezeichnet die vertikale
Achse die Raumtemperatur TRB, welche von der Schaltung auf der Grundlage
des mittels des Raumtemperatursensors 10 gemessenen Wertes
berechnet wird. In dem Diagramm sind die verschiedenen Temperaturmodi
als Modus 0, Modus 1, Modus 2 und Modus 3 bezeichnet.
Im Modus 0, welcher den Temperaturbereich abdeckt, in dem
die berechnete Radiatortemperatur unterhalb eines Grenzwerts THBG ist, wird keine Aufzeichnung von Wärmeverbrauch
vorgenommen, da hier angenommen wird, daß keine Wärme von dem Radiator abgegeben
wird. Diese Radiatoroberflächenstarttemperatur THBG kann z.B. auf 15°C eingestellt werden. Bei diesem
Betriebsmodus besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit der Verfälschung
des Meßergebnisses,
z.B. durch Kühlen
des Radiators um das Anschlußstück oder
durch intensives Aufheizen des Zählers
von seiner Vorderseite her, wodurch der Raumsensor eine zu hohe
Temperatur mißt.
Sollte dies über
eine ausgedehnte Zeitspanne während
der Heizsaison auftreten, wird die Berechnungseinheit des Zählers darauf eingestellt,
eine Referenztemperatur TRBE, die sogenannte Ersatzraumtemperatur,
welche z.B. auf 20°C
eingestellt werden kann, anstatt der berechneten Raumtemperatur
TRB zu verwenden. Jedoch würde
intensives Aufheizen des Zählers über eine gewisse
Zeit auch dazu führen,
dass der Radiatortemperatursensor aufheizt wird, wodurch die Berechnungseinheit
von Modus 0 auf eine der anderen Modi durch Überschreitung
des Grenzwertes THBG überwechseln
wird.
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Im
normalen Betriebsmodus während
der Heizsaison befinden sich die berechnete Radiator- und die Raumtemperatur
innerhalb des in dem Diagramm als Modus 1 definierten Bereichs
und der Energieverbrauch wird gemäß der Formel E = K* (THB – TRB) 1,33 berechnet, bei der K ein voreingestellter charakteristischer
Wert für
den entsprechenden Radiatortyp und die entsprechende Radiatorgröße ist und
die Potenz 1,33 ein allgemein bekannter Normalwert ist, welcher
in besonderen Fällen
einen leicht unterschiedlichen Wert aufweisen kann. Der Modus-1-Bereich
weist eine obere Grenze in Bezug auf die berechnete Raumtemperatur
mit einem Grenzwert TRBG auf, über
welchem die berechnete Raumtempertur TRB in dem Wärmeverbrauch
nicht benutzt wird, sondern die vorstehend definierte Ersatzraumtemperatur
TRBE. Wie im Modus 0 weist der Modus-1-Zustand nur eine
geringe Wahrscheinlichkeit einer Verfälschung des Meßergebnisses
auf. Daher würde,
obwohl der Raumtemperatursensor um ein paar Grad aufgeheizt werden
könnte,
wodurch die berechnete Raumtemperatur TRB zu niedrig wird, das Ergebnis
sehr leicht sein, daß die
Temperaturbedingungen Modus 1 verlassen, um die Grenze TRBG
zu überschreiten
und in Modus 2 einzutreten. Das andere, jedoch sehr unwahrscheinliche
Risiko einer Manipulation bezieht sich auf das Kühlen des Radiatortemperatursensors.
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In
dem Modus-2-Bereich, welcher sich in dem Diagramm oberhalb des Modus-1-Bereichs
befindet, wird der Wärmeverbrauch
gemäß der Formel E
= K* (THB – TRBE)1,33 berechnet, welche dem vorstehend definierten
Ausdruck entspricht, wobei der einzige Unterschied darin besteht,
dass anstatt der berechneten Raumtemperatur TRB die Ersatzraumtemperatur
TRBE verwendet wird. Der Modus-2-Zustand ist dadurch charakterisiert,
dass der Radiator angeschaltet ist, während eine sehr hohe berechnete Raumtemperatur
TRB aufgezeichnet wird. Das kann z.B. an einer Abdeckung des Radiators
oder einfallender Sonne liegen oder es können besondere Gründe für eine hohe
Raumtemperatur vorliegen. Ein Abdecken des Radiators oder einfallende
Sonne wird bewirken, dass die gemessene Raumtemperatur zu hoch ist,
und die gemessene Radiatortemperatur wird auch zu hoch sein. Der
berechnete Wärmeverbrauch
wird zu niedrig sein, wenn die Formel von Modus 1 für die Berechnung
verwendet wird. Es ist nicht möglich,
zwischen einem Abdecken und einfallender Sonne zu unterscheiden,
da die Temperaturkurven für
diese beiden Situationen sehr ähnlich
sind, jedoch wird einfallende Sonne oft in kurzen Intervallen auftreten
und nur in dem Fall von Zählern,
welche einem Fenster gegenüberliegend
befestigt wurden, auftreten. Einfallende Sonne kann auch bedeuten,
dass das Thermostatventil des Radiators den Wasserfluß abschaltet.
Wenn die Ersatzraumtemperatur zur Berechnung des Wärmeverbrauchs
verwendet wird, werden mögliche
unangenehme Nebeneffekte aus unerwünschten Manipulationen vermieden.
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In
dem mit Modus 3 bezeichneten geneigten Bereich im Diagramm
in 8 zeigt die unterbrochene
Mittellinie den Modus an, in welchem die berechnete Raumtemperatur
mit der berechneten Radiatortemperatur identisch ist. Der Modus-3-Bereich ist mittels
Linien, welche parallel zu der Mittellinie sind und welche in einem
Abstand TBG davon angeordnet sind, begrenzt, wobei TBG z.B. 5° über und
unter der Mittellinie sein kann, d.h. die berechnete Raumtemperatur
kann 5° auf
jede Seite der Radiatortemperatur hin variieren.
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Es
ist eine Voraussetzung für
Modus 3, dass der Radiator abgeschaltet ist oder dass zumindest durch
die zum Radiator führenden
Leitungen keine Wärme
dem Radiator zugeführt
wird oder von dem Radiator entfernt wird. In diesem Zusammenhang besteht
die Voraussetzung, dass die Berechnungseinheit in Modus 3 eintritt
darin, dass die berechnete Raumtemperatur sich über die berechnete Radiatortemperatur
erhöht.
Der Wärmeverbrauch
wird auch in Modus 3 gemäß der für Modus 1 angegebenen Formel
berechnet, jedoch wird hier der Verbrauch mit Vorzeichen berechnet
und in einem separaten Modus-3-Register aufsummiert. Wenn daher
die Raumtemperatur höher
als die Radiatortemperatur ist, wird die von dem Radiator von der
Umgebung empfangene Wärme
als ein negativer Wärmeverbrauch
berechnet.
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Wenn
die Raumtemperatur daraufhin unter die Radiatortemperatur fällt, was
bewirkt, dass der Radiator Wärme
an die Umgebung abgibt, wird ein positiver Wärmeverbrauch berechnet. Wenn
der Zähler
Modus 3 verläßt, wird
der Inhalt des separaten Modus-3-Registers zum Gesamtverbrauch hinzu
addiert und das Register wird wieder auf Null gesetzt. Der Modus-3-Zustand
kann z.B. während
einer heißen
Periode des Jahres auftreten, bei der die Raumtemperatur die Radiatortemperatur
zur Tageszeit übertreffen
kann, jedoch Nachts darunter absinkt. Damit verhindert der Modus-3-Zustand,
dass der positive „Wärmeverbrauch" während der
Nacht als tatsächlicher
Verbrauch aufgezeichnet wird, jedoch wird in diesem Fall diesbezüglich mittels
einem negativen Wärmeverbrauch
während
dem Tag kompensiert. Der Verbrauch in dem Modus-3-Register, welcher sehr
oft Null ist, wird einmal während
24 Stunden zum gesamten Verbrauch hinzu addiert, wahlweise nach
einem Vielfachen von 24 Stunden, um einen plötzlichen Sprung in der Zählung zu
vermeiden. Es sollte angemerkt werden, dass es wichtig ist, dass
ein Zyklus von 24 Stunden oder eine Vielzahl von 24 Stunden verwendet
wird, wobei periodisch abgeschätzt
wird, ob ständig
eine negative Zählung
vorliegt, was ein Anzeichen für
Manipulation sein kann. Dies könnte
mit einer sehr guten Isolierung des Zählers erreicht werden, jedoch
wäre dies
in der Praxis wahrscheinlich mit viel Mühe verbunden. Der Temperaturzustand
oberhalb des Modus-3-Bereichs ist mit Modus 2 in dem Diagramm
wie der Bereich unterhalb des Modus-3-Bereichs bezeichnet. Der Wärmeverbrauch
wird gemäß der gleichen
Formel, wie vorstehend in Verbindung mit dem anderen Modus-3-Bereich
erwähnt,
berechnet und es ist für
diesen oberen Modus-2-Bereich charakteristisch, dass die berechnete
Raumtemperatur sich beträchtlich über der
berechneten Radiatortemperatur befindet.
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In
der Praxis würde
dieser Zustand kaum auftreten, außer als eine Folge von unbeabsichtigter Manipulation,
wie etwa intensiver Aufheizung des Zählers von seiner Vorderseite
her. Damit wird bei der Berechnung des Wärmeverbrauchs die Ersatzraumtemperatur
verwendet, um unrichtige Aufzeichnung eines negativen Verbrauchs
zu verhindern. Wenn in Modus 3 kontinuierlich ein negativer
Verbrauch gemessen wird, wird auf Modus 2 umgeschaltet.
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Das
in 9 enthaltene Flußdiagramm
zeigt die Bestimmung des tatsächlichem
Moduses durch den Wärmezähler durch
Berechnung des Wärmeverbrauchs
gemäß dem in
Verbindung mit 8 vorstehend
beschriebenen Berechnungsverfahren. Der in 8 gezeigte Pfeil 30 zeigt die
Abfolge der Entscheidungen in dem Flußdiagramm an und die kurzen
dick eingezeichneten Linien 31, 32 und 33 zeigen die
Bereichsgrenzen an, bei welchen Fragen in dem Flußdiagramm
von 9 gestellt werden.
Der Zähler kann
nur in Modus 3 eintreten, wenn die Raumtemperatur die Radiatortemperatur übertrifft
(TRB>THB). Für diesen
Zweck wird die Markierung 3 (flag 3), vgl. 9, verwendet, welche angewendet
wird, wenn diese Bedingung erfüllt
wurde. Wenn der Zähler
in andere Modi eintritt, wird Markierung 3 zurückgesetzt.
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Aus
der vorstehend in Verbindung mit 8 gegebenen
Erklärung
zeigt es sich, dass in dem Fall von natürlich auftretenden Temperaturfluktuationen, insbesondere
wenn das Wetter heiß ist,
eine ungefähr
richtige Aufzeichnung des Wärmeverbrauchs
erzielt wird, da es mit dem Zähler
möglich
ist, einen positiven, nicht tatsächlichen
Verbrauch mittels einem entsprechenden negativen Verbrauch zu kompensieren.
Bei abnormalen Betriebsbedingungen, welche gewöhnlich aufgrund der Manipulation
des Zählers auftreten,
wurden Maßnahmen
zum Begegnen gefälschter
Aufzeichnungen getroffen, wobei aus einem gesamtheitlichen Gesichtspunkt
ein Zähler
vorgesehen ist, welcher in allen Betriebsbedingungen eine befriedigende,
ungefähr
korrekte Aufzeichnung des Wärmeverbrauchs
liefert.
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Auf
der Anzeige 5 auf dem Zähler
können
die aufgezeichneten Wärmeverbrauchseinheiten
und der Verbrauch des vorherigen Jahres vorteilhafterweise in einem
Informationszyklus gezeigt werden als auch eine Installationsnummer
und eine Maßstabsgröße, welche
den für
den entsprechenden Radiator in der Berechnung der Wärmeverbrauchseinheiten
verwendeten Gewichtungsfaktor anzeigt.
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Die
gemessenen und berechneten Werte der Raumtemperatur und der Radiatortemperatur
als auch die passenden Bezeichnungen A, B, C werden gewöhnlich in
dem Informationszyklus nicht gezeigt, können aber von den Benutzern
beim Ablesen des Zählers
während
dem Austausch der Batterie oder ähnlichem
zur Anzeige gebracht werden.
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Damit
sieht diese bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung einen elektrischen Wärmeverbrauchszähler für einen
Radiator zum Aufzeichnen von von einem Radiator verbrauchter Wärme vor,
wobei der Radiator ein Gehäuse
mit einem unteren Bereich und eine Abdeckung mit einer Berechnungseinheit
und damit verbundene Temperatursensoren für Radiator- und Raumtemperaturen
und eine Stromversorgung aufweist, wobei die Berechnungseinheit zum
Berechnen der Wärmeabgabe
von dem Radiator auf der Grundlage der voreingestellten Temperaturen
und eines Gesamtgewichtungsfaktors und einer Maßstabsgröße angeordnet ist und wobei
der Raumtemperatursensor unter der Abdeckung angeordnet ist.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform
für einen
elektrischen Wärmeverbrauchszähler für einen Radiator
sind der untere Bereich und die Abdeckung des Gehäuses aus
einem nicht leitenden Material hergestellt und der Radiatortemperatursensor
ist außerhalb
des unteren Bereichs des Gehäuses
angeordnet und in einem guten Wärmekontakt
an einem gut leitenden Anschlußstück befestigt,
welches an den Radiator angepaßt
ist und daran gesichert ist und welches an seiner Zählerbefestigungsoberfläche eine
Anzahl von Vorsprüngen
und / oder Vertiefungen aufweist, deren Gestaltung und Anordnungen
für das entsprechende
Anschlußstück charakteristisch
sind, wobei der Zähler
eine Anzahl von Schaltern aufweist, welche zum Anschlußstück hinweisen
und welche entsprechend der Vorsprünge / Vertiefungen des Anschlußstücks zum
Ablesen des Typs des Anschlußstücks bei
einem an den Radiator angepaßten
und daran gesicherten gut leitenden Anschlußstück betätigt werden können und
welches an seiner Zählerbefestigungsobertläche eine
Anzahl von Vorsprüngen und
/ oder Vertiefungen aufweist, deren Gestaltungen und Anordnungen
für das
entsprechende Anschlußstück charakteristisch
sind, wobei der Zähler eine
Anzahl von Schaltern aufweist, welche zum Anschlußstück hinweisen
und welche entsprechend der Vorsprünge / Vertiefungen des Anschlußstücks zum Erkennen
des Anschlußstückstyps
betätigt
werden können.
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Indem
die Abdeckung des Gehäuses
als auch sein unterer Bereich aus einem nicht leitenden Material
hergestellt werden, ist damit eine gute Abschirmung der Raumtemperatur
vorgesehen, was bedeutet, dass sie nicht unbotmäßig durch den Radiator beeinflußt wird
und durch diese als solches bekannte Anordnung des Raumtemperatursensors
in dem Zählergehäuse wird
gleichzeitig im wesentlichen verhindert, dass Manipulation des Zählers, wie etwa
Bedecken desselben, Aufheizen des Raumtemperatursensors oder Kühlen des
Radiatortemperatursensors die Differenz zwischen der Radiator- und
der Raumtemperatur und damit die Aufzeichnung des Verbrauchs ändert. Es
sollte angemerkt werden, dass die Sensoren und insbesondere der
Raumtemperatursensor bei normalen Bedingungen nicht die korrekten
Radiator- und Raumtemperaturen liefern, welche jedoch von der Berechnungseinheit
auf der Grundlage von vorbestimmten charakteristischen Werten für den Radiator
und den Zähler
berechnet werden. Durch diese Anordnung weist das gut leitende Anschlußstück dadurch
einen verläßlichen
und guten Kontakt mit dem Radiator auf, wodurch die berechnete Radiatortemperatur
immer richtig sein wird. Die in dem Anschlußstück vorgesehenen Vorsprünge / Vertiefungen
in Verbindung mit Kontaktmitteln auf der Rückseite des Zählers, welche
mittels des Anschlußstücks selektiv
betätigt
werden, dienen dazu, sicherzustellen, dass in Verbindung mit dem
entsprechenden Radiator das korrekte Anschlußstück dafür verwendet wird, welches über die
Schalter zum Darstellen auf einer Anzeige verwendet werden kann. Damit
ist zu einem hohen Ausmaß sichergestellt, dass
die Temperaturmessung und damit die Wärmeverbrauchsaufzeichnung korrekt
sind.
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In
einer Ausführungsform
des Radiatorzählers
nach der Erfindung ist das leitende Anschlußstück ein separates Element, welches
unabhängig von
dem Gehäuse
ist und dessen Länge
maximal ein Drittel der Länge
des Gehäuses
ausmacht. Dadurch wird die Abschirmung des Raumtemperatursensors weiter
verstärkt,
wodurch diese Messung nur zu einem kleinen Ausmaß durch direkte Aufheizung
von dem Radiator beeinflußt
wird.
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Die
Vorsprünge
oder Vertiefungen können jede
einer Zahl von Formen aufweisen, wie etwa Vorsprünge und Bohrungen (bosses and
bores) oder können durchgängige Rillen
mit dazwischenliegenden Materialführungen in der Zählerbefestigungsoberfläche des
Anschlußstücks sein.
Da viele unterschiedliche Typen und Konfigurationen von Radiatoren
verfügbar
sind, besteht Bedarf für
mehrere unterschiedliche Anschlußstücke, um gute verläßliche Wärmeübertragung über das
Anschlußstück zu erhalten.
Zum Erkennen des entsprechenden Anschlußstücktyps bestehen die Vorsprünge I Vertiefungen
des Anschlußstücks gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
nach der Erfindung aus zumindest zwei Rillen an jeder Seite, welche
symmetrisch angeordnet sind und der Zähler weist zumindest drei Schalter
auf, von denen jeder zumindest zwei Schaltfunktionen aufweist. Mittels
dieser Schalter ist eine Anzahl von Kombinationen verfügbar zum
in Abhängigkeit
von ihrer Betätigung
Anzeigen des Anschlußstücktyps,
und in dem Fall, in dem weitere Kombinationen benötigt werden,
kann jeder Schalter eine weitere Schaltfunktion aufweisen. Die symmetrische
Anordnung der Rillen in dem Anschlußstück verhindert natürlich, dass
es invertiert wird. Die zwischen den Rillen angeordneten Materialführungen,
mit welchen die Rückseite
des Zählers
in Kontakt steht, übertragen
die Radiatorwärme
direkt an das Zählergehäuse und
durch geeignete Dimensionierung dieser Materialführungen kann die Wärmezuführung an
den Zähler
ausgeglichen werden, um zu verhindern, daß unmäßige Wärmeübertragung, insbesondere an
den Raumtemperatursensor auftritt.
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Wie
vorstehend angegeben, weist die Berechnungseinheit einen Mikroprozessor
auf, welcher die tatsächlichen
Werte der Radiatortemperaturen und Raumtemperaturen auf der Grundlage
der zugeführten
Meßwerte
für die
Radiatortemperatur und die Raumtemperatur mittels vorbestimmter
charakteristischer Zahlen des entsprechenden Radiators gemäß der Erfindung
berechnet. Dies ist zweckmäßig, da dadurch
ein vielseitigerer Wärmeverbrauchszähler für einen
Radiator erlangt wird, welcher auch bei Installation in Verbindung
mit anderen Zählertypen
verwendet werden kann.
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Der
Mikroprozessor nach der Erfindung kann vorteilhafterweise an eine
optische Schnittfläche
(optical sectional plane) und einen Vielfachstecker zur Eingabe
und Ausgabe von Programmierdaten etc. angeschlossen sein. Mittels
einer optischen Programmierung und Eingangs- und Ausgangseinheiten oder über eine
Verdrahtung zum Vielfachstecker können in dem Mikroprozessor
enthaltene Informationen dadurch einfach modifiziert oder ausgelesen
werden. Darüber
hinaus weist der Zähler zweckmäßigerweise eine
LCD-Anzeige in Verbindung mit dem Mikroprozessor auf, was ermöglicht,
dass Informationen immer gelesen werden, selbst im Fall niedrigen
Stromverbrauchs.
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Es
stellt eine weitere Option dar, dass der Eingang und der Ausgang
von Daten etc. immer über einen
integral mit dem Zähler
ausgebildeten und mit dem Mikroprozessor verbundenen Radiotransmitter
/ -empfänger
bewirkt werden kann. Wenn der Zähler mit
einem solchen Radiotransmitter / -empfänger versehen ist, wird er
nur in langen Abständen
von z.B. 8–10
Jahren „überprüft" und daher weisen
die Schalter die weitere wesentliche Funktion auf, zu bewirken, dass
der Radiotransmitter sofort eine Nachricht in dem Fall überträgt, in dem
der Zähler
von dem Radiator abmontiert wird oder in dem Fall, in dem dieser auf
eine andere Weise betätigt
wird.