DE29620440U1

DE29620440U1 - Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses

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Publication number: DE29620440U1
Application number: DE29620440U
Authority: DE
Original assignee: Graesslin GmbH
Current assignee: Graesslin GmbH
Priority date: 1996-11-23
Filing date: 1996-11-23
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2006-11-24

Description

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GM-126/96-GKG

Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Heizenergiekosten und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten der Räume eines Hauses, ist es erforderlich, daß der Heizenergieverbrauch der einzelnen Räume zur gerechten Kostenverteilung nicht nur hinreichend präzise ermittelt wird, sondern auch, daß die dazu geeignete Vorrichtung technisch einfach, wirtschaftlich und leicht bedienbar ist. Dabei soll sichergestellt sein, daß die Vorrichtung zweckmäßig einsetzbar und den jeweiligen räumlichen und heiztechnischen Verhältnissen optimal anpaßbar ist.

Die bekanntgewordenen Vorrichtungen zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten insbesondere von Wohnräumen bestehen überwiegend aus sogenannten Wärmekostenverteilern nach dem Verdunstungsprinzip, die aus einem, mit einer Spezialflüssigkeit gefüllten, Meßröhrchen bestehen, das in einem Gehäuse zwischen den Rippen der Radiatoren befestigt wird. Die, im Laufe einer Heizperiode im Röhrchen verdunstete, Flüssigkeit ist ein Maß für die von den Heizkörpern abgegebene Wärme. Diese Geräte sind keine eigentlichen Wärmezähler, sondern im weitesten Sinne Heizkostenverteiler zur relativen Aufteilung der Betriebskosten von Zentralheizungen. Dabei sind zur Berücksichtigung der Heizkörperfläche verschiedene Meßzahlen erforderlich.

Diese bekannte Heizkostenverteilung ist nicht nur relativ ungenau, sondern der ablese- und umlegungstechnische, insbesondere manuelle Aufwand ist erheblich und unwirtschaftlich. Außerdem ist dort eine Korrektur bei verschiedenenartigen Heizkörpern in einer zu messenenden Anlage äußerst schwierig.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtung im wesentlichen beseitigt und die nicht nur hinsichtlich der Meßgenauigkeit verbessert, sondern deren Ergebnis rationeller und wirtschaftlicher ermittelt, verwaltet und umgelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 gelöst und in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Einzelheiten beansprucht.

Vorteilhaft bei der neuen Vorrichtung insbesondere zur relativen Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur mittelbaren Ermittlung und Verteilung der Heizkosten der einzelnen Räume eines Hauses ist nicht nur, daß diese in einer funktionstechnischen Verbindung mit einem elektronischen Raumtemperaturregler erfolgt, der zu diesem Zweck in jedem zu erfassenden Raum bzw. Haus installiert ist und mit dem die Einschaltzeiten der jeweiligen Heizung über einen zu erfassenden Abrechnungszeitraum gemessen werden, sondern auch, daß diese Vorrichtung zweckmäßigerweise, insbesondere unmittelbar, mit einer Einrichtung, insbesondere einem elektronischen Programmspeicher, zweckmäßigerweise einem EEPROM, ausgestattet ist, in den die spezifischen Faktoren der jeweils zu berücksichtigenden Bausubstanzen, der jeweiligen raumspezifischen Wärmequelle bzw. Radiators, insbesondere in Form einer Kenngröße K eingegeben sind.

Vorteilhaft ist ferner die technisch relativ einfache und wirtschaftliche Ausführung der neuen Vorrichtung, sowohl als Einzelgerät, als auch in unmittelbarer bautechnischer Verbindung mit einem elektronischen Raumtemperaturregler.

Von Vorteil ist desweiteren die, mit der neuen Vorrichtung vorgesehenen zentrale Heizkostenerfassung mehrerer Räume bzw. Häuser, deren Einzeldaten über einen vorgesehenen elektrischen Installationsbus einer zentralen Heizkostenerfassungs- und -verteilungsstelle mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung zufUhrbar ist, die die Einzelabrechnung bzw. den jeweiligen Geldwert ermittelt und dem einzelnen Verbraucher zustellt.

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Ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht auf einen Raumtemperaturregler mit integrierter Hei zkostenermi ttlungsvorri chtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild auf eine Einzelraumtemperaturregelung mit einer Heizkostenermittlungsvorrichtung und mit einer Schnittstelle zu einem Datenbus für die Heizkostenzentralerfassung,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht der Einrichtungen nach Fig. 2 Fig. 4 zeigt den Temperaturverlauf in einem Raum und

Fig. 5 zeigt ein Diagramm der Kenngröße eines Raumes zur Einschaltdauer der Heizung.

Der, in der Fig. 1 dargestellte, Raumtemperaturregler besteht im wesentlichen aus einer an sich bekannten, insbesondere elektronischen zeitgesteuerten Raumtemperaturregeleinrichtung, bei der an den beiden Drehknopfen 2 und 3 die Tages- und/oder die Nachtemperatur individuell eingestellt werden kann. Diese Temperaturregeleinrichtung wirkt dabei entweder auf die im Raum vorgesehenen elektrisch betätigbaren Heizkörperventile der heizwassergespeisten Raumheizkörper oder auf eine elektrische Schalteinrichtung elektrisch beheizter Raumheizkörper oder dergl. Heizquellen bzw. Radiatoren.

Es liegt im Rahmen der Neuerung, daß der Raumtemperaturregler 1 in bekannter Weise auch unmittelbar auf ein Mischventil oder eine primäre bzw. zentrale Heizanlage wirken kann.

Wie aus der Fig. 2 näher ersichtlich wird, ist zweckmäßigerweise im Gehäuse des Raumtemperaturreglers 1 eine insbesondere elektronische Vorrichtung 4 mit einem gepufferten oder nichtflüchtigen Speicher 5, insbesondere einem EEPROM, einem Rechenwerk 6, einem optoelektronischen Display 7, einer Tastatur 8 und einem Digital-Analogwandler 9 vorgesehen.

Mittels dieser Vorrichtung 4 werden insbesondere die Einschaltzeiten der Heizung erfaßt, abgespeichert und zweckmäßigerweise auf einen bestimmten Erfassungszeitraum umgelegt und zur Abrechnung ausgegeben. Außerdem werden in den Speicher die zur Heizkostenerfassung bzw. -umlegung erforderlichen Kennwerte bzw. Kenngrößen K, aus den jeweiligen Bausubstanzen und den zu berücksichtigten Wärmequellen bzw. Radiatoren eingegeben.

Die Meßwertausgabe an der Vorrichtung 4 kann sowohl in einer bestimmten, dem jeweiligen Heizenergieverbrauch entsprechenden, Meßzahl oder in kcal, Kwh oder einem entsprechenden Geldwert erfolgen. Die Meßwertausgabe bzw. -anzeige kann dabei einzelraumspezifisch unmittelbar am Display 7 erfolgen und/oder über eine Schnittstelle 10 einer zentralen Heizkostenermittlungsstelle, beispielsweise der Hausverwaltung, oder dergl., zur Bearbeitung und/oder Anzeige bzw. Abrechnung übertragen werden, wie dies aus der Fig. 3 schematisch ersichtlich wird.

In der Fig. 3 bezeichnet 1 den Raumtemperaturregler mit den Temperature!nstell-Drehknöpfen 2 und 3. 7 bezeichnet das Anzeige-Display und 8 die Eingabetastatur. Die Tastatur 8 dient insbesondere zur Eingabe einer, im folgenden noch näher beschriebenen und raumspezifisch zu berücksichtigenden Kenngröße K. 11 kennzeichnet einen Datenbus, insbesondere einen Installations-Datenbus (EIB), über den u.a. die von der neuen Vorrichtung 4 erfaßten Einschaltzeiten der Heizung an eine zentrale Heizkostenermittlungsstelle 12 mit einem Computer 13 und einem Drucker 14 übertragen werden.

Zur präzisen Ermittlung und Umlegung der Heizkosten ist es erforderlich, daß neben der Einschaltzeitdauer der Heizung, die direkt proportional zum jeweiligen Wärmebedarf beispielsweise eines Raumes oder eines ganzen Hauses ist, insbesondere die jeweiligen Kennwerte bzw. die Kenngröße K aus der Bausubstanz und Größe eines Raumes bzw. Hauses in der Heizkostenermittlung hinreichend berücksichtigt wird.

Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, daß bei der Ermittlung der Heizkosten eines Hauses nicht nur in jedem Raum ein Raumtemperaturregler 1 mit einer neuen Vorrichtung 4 installiert ist, sondern auch, daß in die Heizkostenermittlung außerdem eine, insbesondere der jeweiligen Bausubstanz und dem

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Volumen eines Raumes entsprechende, Kenngröße K zu berücksichtigen ist, die in Form eines bestimmten Zahlenwertes in den elektronischen Speicher 5 der Vorrichtung 4 eingegeben wird. Insbesondere entspricht die Kenngröße K dort dem Wert des jeweiligen Raumvolumens oder bei einheitlicher Raumhöhe dem Wert der jeweiligen Raumfläche. Diese Vereinfachung leitet sich aus der folgenden Formel ab:

Q - Cy · m * &Lgr; 3

Q entspricht dabei dem Wärmebedarf (Verbrauch) eines Raumes. Cw entspricht der spezifischen Wärmekapazität der Luft bei konstantem Raumvolumen V, m bedeutet die Masse der Luft entsprechend

m =

und &Dgr; &ngr; die Temperaturdifferenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur.

Diese Formel kann umgestellt werden wie folgt:

Der erste Faktor (^j=r) kann als in allen Räumen gleich angenommen werden. Der zweite Faktor ( V ) ist als Kenngröße K einzuprogrammieren. Der dritte Faktor (a^) wird ersetzt durch die Einschaltdauer 4t des Thermostaten, wobei davon ausgegangen wird, daß grundsätzlich bei negativem 4&lgr; (Ist-Temperatur kleiner als Soll-Temperatur) der Thermostat einschaltet.

Es ergibt sich die Formel für Räume mit gleichem Faktor (-^): Q - V¹At; oder für Räume mit einheitlicher Raumhöhe: Q = F«4t

Die Fig. 4 zeigt den typischen Temperaturverlauf in einem Raum. Dabei bedeutet die Linie 15 den Ist-Temperaturwert und die punktierte Linie 16 den Soll-Temperaturwert eines Raumes.

Das Diagramm nach Fig. 5 zeigt die Kenngröße K bzw. das Volumen V oder die Fläche F in Ahängigkeit von der jeweiligen Einschaltdauer At der Heizung.

Nach diesem Diagramm bestimmt das Integral der Einschaltdauer über die Kenngröße des Raumes den Wärmebedarf eines Raumes.

Es liegt im Rahmen der Neuerung, daß zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung bzw. Umlegung der Heizkosten, insbesondere bei heizwassergespeisten Heizkörpern oder dergl. Radiatoren, die mit Heizkörperthermostatventilen oder Umwälzpumpen oder Mischern bzw. Reglerklappen oder unmittelbar durch die Brenndauer einer Brenners geregelt sind, insbesondere die Einschaltdauer dieser Heizkörperthermostatventile oder Umwälzpumpen oder Mischern bzw, Reglerklappen oder Brenner, anstelle ausschließlich eines Raumtemperaturreglers 1 bzw. eines entsprechenden Raumthermostaten gemessen und als Meßwert in die neue Vorrichtung 4 eingegeben wird.

Claims

GM-126/96-GKG Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Erfassung des Heizenergieverbrauchs und zur Ermittlung und Verteilung der Heizkosten eines Hauses, mit einem elektrisch oder elektronisch gesteuerten Raumtemperaturregler (1) oder mit einem Heizkörperthermostatventil reg!er, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumtemperaturregler (1) oder der Heizkörperthermostatventil regler mit einer elektronischen Vorrichtung (4) zur Messung insbesondere der Einschaltzeiten der Heizung versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe und Abspeicherung der Einschaltzeiten der Heizung und/oder einer Heizquellen- und/oder bausubstanzspezifischen Kenngröße (K) für einen, die Heizungsverbrauch bzw. die Heizkosten zu ermittelnden, Raum in der Vorrichtung (4) ein elektronischer Speicher (5), insbsondere mit einem elektronischen Rechenwerk (6), sowie eine Tastatur (8) und ein optoelektronisches Anzeige-Display (7) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngröße (K), entsprechend einer Wärmemenge (Q), insbesondere aus der spezifischen Wärmekapazität der Luft (Cy), der Masse (m) der Luft und der Temperaturdifferenz&Dgr; &Oacgr; zwischen der Soll- (16) und der Ist-Temperatur (15) zusammengesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, von der Vorrichtung (4) ermittelten, Meßwerte und/oder Daten über einen Datenbus (11) an eine zentrale Heizkostenermittlungsstelle (12) übertragen werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4) mit einer insbesondere elektronischen Schnittstelle (10) zum Anschluß der Vorrichtung (4) an einen Installations-Datenbus (EIB) versehen ist.