DE8813323U1

DE8813323U1 - Elektronischer Heizkostenverteiler

Info

Publication number: DE8813323U1
Application number: DE8813323U
Authority: DE
Original assignee: Kalorimeta AG & Co 2000 Hamburg De
Current assignee: Kalorimeta AG & Co 2000 Hamburg De
Priority date: 1988-10-22
Filing date: 1988-10-22
Publication date: 1988-12-15

Description

UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE

BESELERSTRASSE 4 D-2OOO HAMBURG 52

11 It

BJROPEAN PATENTATTORNEYS

DR. J-D. FRHR. von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAF STOLBERG PIPL.-ING. JÖRGEN SUCHANTKE DIPU-ING. ARNULF HUBER DR. ALLARD von KAMEKE DlIPU-BlOL. INGEBORG VOELKER DR. PETER FRANCK

KALORIMETA AG & CO Sperberhorst 6-8

2000 Hamburg 61

Oktober 1988 25686 hu/co

Elektronischer HeizkostenverteiJLer

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Heizkostenverteiler zur Erfassung der Wärmeabgabe von Heizkörpern, mit einem Gehäuse bestehend aus einem Genau?-^Vorderteil und einem Gehäuserückteil für die Aufnahme der Elektronik, der Batterie sowie gegebenenfalls des Meßfühlers, und mit einer optischen Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des ermittelten Meßwertes.

Derartige Heizkostenverteiler sind bereits seit einigen Jahren bekannt. Beispielsweise vertreiben die Firmen Techem und ista GmbH elektronische fletzkoetenvertoiler mit einem Gehäuse, das ein Sichtfenster für das Anzeigen des Meßwertes aufweist. Der Meßwert wird in Form von Zahlen von einer Flüssigkristall-Anzeige in 7-Segme.it-Form angezeigt. Derartige Flüseigkristall-Anzeigen werden auch Üblicherweise mit ihrem englischen Ausdruck "liquid crystal display" abgekürzt als LCD-Anzeigen bezeichnet. Das Gehäuse wird

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üblicherweise bei Heizkörper-Temperaturen bis 90° am Heiakörper direkt bei höheren Temperaturen im Abstand zum Heizkörper aufgehängt, um seine Elektronik und Batterie vor zu hohen Temperaturen zu schützen. Die Meßfühler sind temperaturabhängige (NTC)-Widerstände, deren Widerstandswert sich bei ändernder Temperatur verändert. Dadurch ändert sich auch der Spannungsabfall an den NTC-Widerständen und die Elektronik des Heizkostenverteilers erzeugt ein &bgr; ich analog veränderndes Signal, das aufbereitet und auf an sich bekannte Weise elektronisch ausgewertet wird.

Ein Nachteil des bekannten Heir.kostenverteilers besteht darin, daß die dabei, verwendbaren temperaturabhängigen Widerstände nicht genau genug arbeiten, um eine den heutigen Anforderungen entsprechende Meßwertgenauigkeit zu liefern. Aus diesem und weiteren Gründen sind elektronische Heizkostenverteiler heute noch nicht weit verbreitet. Weite Verbreitung haben hingegen nach dem Verdunstungsprinzip arbeitende Heizkostenverteiler gefunden, wie sie beispielsweise in dem DE-GM 86 90 029 beschrieben sind;

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Heizkostenverteiler der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß seine Meßwert-Genauigkeit, -Stabilität und -Auflosung zur Ermittlung von Energiekosten wesentlich verbessert ist.

Zur Losung dieser Aufgabe dient der elektronische Heizkostenverteiler der eingangs genannten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist» daß der Meßfühler einen temperaturabhängigen Quarzoszillator als Temperaturfühler aufweist, bei dem die Temperaturmessung durch Messung der Periodendauer des Quarzoszillators erfolgt.

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Dadurch wird ein äußeret stromsparendes, preiswertes, hoahgertaues und auf Mikroprozessorbasis arbeitendes Gerät zur hoöhgenauen und damit hödhauflöaenden Ermittlung von Energiekosten geschaffen, das außerdem den neuesten Vorstellungen und Festlegungen der DIN 4713, Teil 3, für Heizkostenverteiler mit Hilfsenergie entspricht. Die Temperaturmessung erfolgt dabei mit einem hochgenauen Quarzsensor, wobei die temperaturabhängige Frequenzänderung durch die Messung der Periodendauer über die Korrektur bzw. Verarbeitung über einen Mikroprozessor erfolgt. Die Temperaturänderung verhält sich proportional zur Frequenzänderung, die wiederum komfortabel und stromsparend mit Hilfe des Mikroprozessors zu verarbeiten ist. Die Quarztechnik sichert dabei eine temperatürunabhängige, geringe Alterung und eine hohe Meßstabilität, die typischerweise über viele Jahre anhält.

In einer Ausführungsform ist der Meßfühler in dem Gehäuse des Heizkostenverteilers untergebracht, so daß der Heizkostenverteiler unmittelbar an einem Heizkörper zu montieren ist. Dies ist dann möglich, wenn die Heizkörpertemperatur nicht höher als 90°c ist. Bei höheren Temperaturen als 9Q°C besteht eine Gefahr der Beschädigung der Elektronik und der im HKV-Gehäuse untergebrachten Batterie.

In einem anderen Ausführungsbeispiel, das für Heizkörpertemperaturen von mehr als 90⁰C gedacht ist, ist der Meßfühler in einem eigenen Fernfühlergehäuse untergebracht, das mit dem Gehäuse des HKV über eine Zweidrahtleitung verbunden ist. Der Fernfuhler ist dann am Heizkörper montiert, während der HKV im Abstand dazu an anderer Stelle positioniert ist. Die vom HKV zum Fernfuhler führende Zweidrahtleitung dient nicht nur der Signalübertragung, sondern auch zur Stromversorgung des Fernfühlers.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren
erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen elektronischen Heizkostenverteiier mit Fernfühler;

Figur 2 eine geschnittene Seitenansicht des Fernfühlers \jr\n Sinn»· 1 ·

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Figur 3 eine auseinandergezogene Darstellung eines direkt am Heizkörper montierten Heizkostenverteilers ohne Fernfühler; und

Figur 4 ein Blockschaltbild der in den Heizkostenverteiler nach Figur 1 und 3 verwendeten elektronischen Schaltung.

Figur 1 zeigt einen Teilschnitt eines Heizkörpers 20, von dem nur zwei Rippen 21 und 22 in der Ansicht erkennbar sind, zwischen denen ein Fernfühler 5 auf übliche Wesie montiert ist. Die Montage erfolgt so. wie dies der Fachmann yo*- der Anbringung von Heizkostenverteilern kennt, die nach dem Verdunstungsprinzip arbeiten. Der Fernfühler 5 ist über eine Zweitdrahtleitung 18 mit einem Heizkostenverteiler 1 verbur-äsn, der auf einem Wandchassis 25 im Abstand zum Heizkörper 20 montiert ist. Die Anordnung Heizkostenverteiler 1 mit Fernfühler 5 wird dann gewählt, wenn zu erwarten ist, daß die Temperatur des Heizkörpers 20 hoher als 90⁰C wird. Derartig hohe Temperaturen konnten nämlich die im Heizkostenverteiler 1 untergebrachte Elektronik 8 und Batterie 10 (vgl. Figur 3) beschädigen.

Der in Figur 1 in der Ansicht dargestellte Heizkostenverteiler 1 besitzt in seinem Gehäusevorderteil 4 ein Fenster 7, durch das eine Flüssigkristall-Anzeige 9 ablesbar

let. Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle einer Flüssig- krietall-Anaei^e auch jede andere Art optischer Anzeige» beispielsweise mit Leuahtdioden etc:., verwendet werden kann. Im unteren Bereich des Heizkostenverteilers 1 ist eine Plombe 11 vorgesehen, welche das öffnen des HKV-Gehäuses 2 nur dann zuläßt, wenn sie zerstört wird.

Der Farnfilhier 5 ist ebenfalls mit einer Plombe 11 gegen unbefugtes öffnen seines Fernfühlergehäuses 3 gesichert.

PIGUR 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Fernfühlers 5 von Figur 1 im Schnitt, wobei man erkennt, daß das Fernfühlergehäuse 3 mit einem Klemmstück 13 als Gehäuserückteil versiegelt ist. In dem Fernfühlergehäuse 5 ist ein Temperaturfühler 12 untergebracht, und zwar als Quarzoszillator 14, der in Kontakt mit dem Heizkörper 20 gebracht wird, indem er durch eine öffnung des Klemmstücks 13 ragt. Der Quarzoszillator 14 ist über Leitungen 15 mit einer Platine 17 verbunden, welche mit einer Verarbeitungsschaltung für die Q'uarzoszillatorsignale bestüc)*t ist. Die Verarbeitungsschaltung teilt das Quarzoszillatorsianal in einer

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Ausführung durch 2 und überträgt es über die Zweidrahtleitung 18 zum Heizkostenverteiler 1. Einzelheiten der auf der Platine 17 vorgesehenen Signalverarbeitungsschaltung werden anhand von Figur 4 erläutert.

FIGUR 3 zeigt die Kompaktversio... des erfindungsgemäßen Heizkostenverteilers, und zwar aus Gründen der Übersichtlichkeit in auseinandergezogener Darstellungsweise. Man erkennt im linken Teil von Figur 3 wiederum schematisch ei^f Rippe 22 eines Heizkörpers 20, an der der Heizkoste"-verteiler 1 in an sich bekannter Weise montiert Der Heizkostenverteiler 1 besitzt ein Gehäuse 2 bestehend aus einem Gehäusevorderteil 4 und einem Gehäuserückteil 6. Das Gehäuserückteil 6 ist eine Metallplatte, und zvsar zweck-

mäfiigerweise ein stranggepreßtes oder stranggezogenes Profil aus einer Aluminiumlegierung. Mit dem Gehäuserückteil 6 wird das Gehäusevorderteil 4 verriegelt, und zwar durch Einhaken und Sichern mit einer Plombe 11. Das Gehäusevorderteil 4 I besteht aus temperaturbeständigem Kunststoff, der bis minde- jj stens 90⁰C temperaturbeständig ist. In dem Gehäusevorderteil 4 ist das Fenster 7 vorgesehen. Das Gehäusevorderteil 4 wird mit einer an seinem oberen Ende angeordneten Nase 24 in bzw. hinter das Gehäuserückteil 6 gehakt und an dieses angeklappt, worauf ein Verrvegelungsstück 26 von unten einführbar ist, das ebenfalls mit einer Nase 27 hinter das Gehäuserückteil 6 faßt und mit Vorsprüngen 28 verriegelnd in das Gehäusevorderteil 4 eingreift. Das Einschieben des Verriegelungsstücks 26 ist in Figur 3 durch den Doppelpfeil &Aacgr; dargestellt. Im verriegelten Zustand gemäß linkem Teil von Figur 3 wird eine Plombe 1t eingesetzt, die nur nach Zerstörung entfernt werden kann.

Im mittleren Teil von Figur 3 ist ein Subchassis 30 aus Kunststoff erkennbar, welches die Elektronik 8, den Quarzoszillator 14 und die Batterie 10 trägt. Man erkennt, daß der Quarzoszillator 14 in einer Vertiefung des Subchassis 30 angeordnet ist und zur Rückseite des HKV-Gehäuses 2 zeigt, so daß er im montierten Zustand das aus Metall bestehende Gehäuserückteil 6 berührt und damit die vom Gehäuserückteil 6 vom Heizkörper 20 übertragene Wärme aufnimmt und dementsprechend seine Schwingungsperiode verändert. Die Elektronik 8 ist auf einer Platine 19 angeordnet und über die Leitungen 15 mit dem Quarzoszillator 14 und über zweite Kabel 32 mit der Batterie &Iacgr;0 verbunden. Die Platine 19 trägt auch die Flüssigkristallanzeige 9, die bei geschlossenem HKV-Gehäuse 2 durch das Fenster 7 abgelesen werden kann. Zur Halterung des euboha§»is 30 in dom oehäusavorderteil 4 sind im Inneren · von de§een oberer Wand 33 Fortsätze 35 angeformt, die den oberen Teil dee Subchaseis 30 halten. Unten ruht das I

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Subchassis 30 auf einer Querwand 34 mit hakenartigem Halterand 36.

FIGUR 4 zeigt Einzelheiten der verwendeten Elektronik 8 in Form eines Blockschaltbildes. Man erkennt den Quarzoszillator 14 in üblicher Darstellung, der in der gezeigten Ausführungsform eine Ausgangsfrequenz von 262.144 Hz hat. Ober die Leitungen 15 ist der Quarzoszillator 14 mit einem Oszillatorbaustein 38 verbunden, der eine integrierte Schaltung des Typs HC4060 ist. Der Oszillatorbaustein 38 teilt das Signal vom Quarzoszillator 14 durch 2 und gibt es an einen Impulsformer 40 weiter. Der Impulsformer formt das Signal vom Oszillatorbaustein 38 so um, daß es fur die Aufnahme von einem Mikroprozessor 42 geeignet ist, und zwar auch dann, wenn es über längere Leitungen übertragen werden muß. Der Mikroprozessor 42 ist in einer Ausführung vom Typ NEC7514. Er verarbeitet die aufgenommenen Signale und bestimmt die raumseitige Wärmeabgabe von Heizkörpern aus den Veränderungen der Periodendauer des Quarzoszillators 14. Programme für diese Umrechnung sind an sich bekannt und nicht Gegenstand dieses Schutzrechts. Letztlich erzeugt der Mikroprozessor 42 eine Verbrauchsanzeige, die von der Flüssigkristall»Anzeige 9 zur Anzeige gebracht wird. Zu diesem Zweck ist die Flüssigkristall-Anzeige 9 mit dem Mikroprozessor 42 galvanisch verbunden.

Figur 4 zeigt noch weitere Schaltungseinheiten, nämlich die Verbindung des Mikroprozessors 42 Alt einer seriellen Schnittstelle 44, die dazu dient, die ermittelten Werte zu anderen Verarbeitungseinheiten, beispielsweise einem Auewertungecomputer zu übertragen. Ferner ist der Mikroprozessor 42 mit einem Zeitquarz 46 gekoppelt, der als Taktbaeis für jeden Mikroprozessor unerläßlich ist. Zu servicezwecken let außerdem noch ein Reed-Kontakt 48 vorgesehen, der ebenfalls nicht Gegenstand dieses Schutzrechtes ist.

Claims

Schutzansprüche

1. Elektronischer Heizkostenverteiler zur Erfassung der Wärmeabgabe von Heizkörpern, mit einem Gehäuse (2) bestehend aus einem Gehäusevorderteil (4) und einem Gehäuserückteil (6) für die Aufnahme der Elektronik (8), der Batterie (10) sowie gegebenenfalls des mindestens einen Meßfühlers und mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (9) zum Anzeigen des ermittelten Meßwertes, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Meßfühler einen temperaturabhängigen Quarzoszillator (14) als Temperaturfühler (12) aufweisen, bei dem die Tempe- -aturmessung durch Messung der Periodendauer des Quarzoszillators (14) erfolgt.

2. Elektronischer Heizkostenverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) in dem Gehäuse (2) untergebracht ist.

3. Elektronischer Heizkostenverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) in einem eigenen Fernfühlergehäuse (3) untergebracht ist, das mit dem Gehäuse (2) des HKV (1) über eine Zweidrahtleitung (18) verbunden ist.