DE3243198A1 - Method for determining the heat consumption of heaters and device for carrying out the method for the purposes of heating cost allocation - Google Patents
Method for determining the heat consumption of heaters and device for carrying out the method for the purposes of heating cost allocationInfo
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Abstract
Description
Bezeichnung: Verfahren zur Ermittlung des Wärmeverbrauchs vonDesignation: Procedure for determining the heat consumption of
Heizkörpern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Zwecke der Heizkostenverteilung. Radiators and apparatus for carrying out the method for the purpose the distribution of heating costs.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Wärmeverbrauchs von Heizkörpern-mit Vor- und RücklaufTeitung und je einem Ventil in einer der beiden Leitungen und einer Meß- und Auswerteeinrichtung des Wärmeverbrauchs zum Zwecke der Heizkostenverteilung. Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens zum Zwecke der Heizkostenverteilung.The invention relates to a method for determining the heat consumption of radiators - with supply and return lines and a valve in each of the two Lines and a measuring and evaluating device for heat consumption for the purpose the distribution of heating costs. The invention also relates to an implementation device of the procedure mentioned for the purpose of heating cost allocation.
Es ist bekannt, die verbrauchte Wärmemenge von Heizkörpern mittels Verdunstungsmessern zu messen, wobei derartige Heizkostenverteiler nach der sogenannten luftseitigen Methode arbeiten. Die Erfassung der Heizkosten ist weitgehend in der DIN-Norm 4704 beschrieben. Die Heizkostenverteilung nach der Verdunstungsmethode ist jedoch mit großen Fehlern behaftet, daneben sind derartige Geräte nicht manipulationssicher.It is known the amount of heat consumed by radiators by means of To measure evaporation meters, such heat cost allocators according to the so-called working airside method. The recording of heating costs is largely in the DIN standard 4704 described. The distribution of heating costs according to the evaporation method However, it is fraught with major errors, and such devices are not tamper-proof.
Daneben gibt es Geräte, die elektrisch oder elektromechanisch aus der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur des Heizmediums und dem Volumen des durchströmten Heizmediums den Energieverbrauch errechnen. Desweiteren gibt es Geräte, die im wesentlichen aus der Differenz der meßbaren Temperaturen Verbrauch- bzw. Vergleichswerte ableiten.There are also devices that are electrical or electromechanical the temperature difference between the supply and return temperatures of the heating medium and calculate the energy consumption based on the volume of the heating medium flowing through it. Further there are devices that essentially consist of the difference in measurable temperatures Derive consumption or comparison values.
Bisher bekannte Thermostatventile bedienen sich in der Regel der Tatsache, daß sich Flüssigkeiten oder Bimetalle in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehen. Ober eine geeignete Vorrichtung wird dadurch der Ventilstift betätigt, der im Ventil den Stellkegel verschiebt. Nachteilig bei diesen Ventilen ist die Tatsache, daß bei Lüftung des Raumes und der damit im Winter zwangsläufig verbundenen Abkühlung das Ventil geöffent wird. Es wird also Energie verschwendet.Previously known thermostatic valves usually make use of the fact that liquids or bimetals expand depending on the temperature. The valve pin in the valve is actuated by means of a suitable device moves the adjusting cone. The disadvantage of these valves is the fact that when the room is ventilated and the associated cooling in winter the valve is opened. So energy is wasted.
Darüber hinaus besitzen alle Methoden zur Heizkostenverteilung den Nachteil, daß die heizkörperspezifischen Daten der einzelnen Heizkörper identifiziert und somit bekannt sein müssen. Die Ermittlung dieser heizkörpers.pezifischen Daten ist zum einen kostenintensiv, zum anderen können Fehler nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden.In addition, they all have methods of distributing heating costs the Disadvantage that the radiator-specific data of the individual radiators is identified and therefore must be known. The determination of these radiator-specific data is on the one hand costly, on the other hand errors cannot be ruled out in principle will.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches eine genaue Erfassung des Wärmeverbrauchs und damit eine genaue Heizkostenverteilung mit geringen Fehlern ermöglicht, ohne daß der Benutzer eine Manipulation am Gerät vornehmen kann, wobei das Verfahren gleichzeitig eine Regelung des Heizkörperventils ermöglichen soll.The invention is therefore based on the object of a method of To create the type mentioned at the beginning, which provides an accurate recording of the heat consumption and thus enables an exact distribution of heating costs with few errors, without that the user can manipulate the device, the method at the same time should allow control of the radiator valve.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Kombination folgender Merkmale: a) Die Stellung des Drosselzustandes des Ventils wird als Maß für die Durchflußmenge des Heizmediums benützt und daraus eine elektrische Größe gewonnen b) Die Vorlauf- und die Rücklauftemperaturen des Heizmediums werden gemessen und daraus ebenfalls elektrische Größen abgeleitet, c) Aus der Differenz der Vorlauf- und Rücklauftemperatur wird ein elektrisches Differenzsignal gewonnen und mit dem aus dem Drosselzustand abgeleiteten elektrischen Signal multipliziert, wobei dieser Wert über die Betriebszeit integriert, bespeichert und angezeigt wird d) Dieser Wert steht für den relativen Wärmeverbrauch des Heizkörpers in Bezug auf den Gesamtwärmeverbrauch unter Berücksichtigung der Summe aller anderen in der Nutzereinheit gewonnenen Werte aller Heizkörper.According to the invention, this object is achieved in the combination the following features: a) The position of the throttling state of the valve is used as a measure used for the flow rate of the heating medium and from this an electrical variable obtained b) The flow and return temperatures of the heating medium are measured and electrical quantities derived from this, c) From the difference between the flow and return temperature, an electrical difference signal is obtained and with the multiplied by the electrical signal derived from the throttle state, this being Value is integrated, stored and displayed over the operating time d) This Value stands for the relative heat consumption of the radiator in relation to the total heat consumption taking into account the sum of all other values obtained in the user unit all radiators.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens, wobei das Ventil des jeweiligen Heizkörpers ein Regelventil ist, wird der Stellwert des Reglers in eine elektrische Größe über führt, die gemäß der Drossel charakteristik proportional dem -Drosselzustand des Regelventils ist. Als Auswerteeinrichtung wird ein Mikrocomputer verwendet, der die Stellwerte des Reglers fUr das geschlossene und das maximal geöffente Regelventil nach erfolgter Montage in entsprechender Stellung des Sollwertgebers speichert zum Zwecke der Kalibrierung; die elektrischen Werte aus der Temperaturmessung von Vor-und Rücklauf werden von einem Analog-Digital-Wandler digitalisiert, der vom Mikrocomputer gesteuert wird-.In a preferred embodiment of the method, the valve of the respective radiator is a control valve, the control value of the controller in an electrical variable that is proportional to the throttle characteristic the throttle state of the control valve. A microcomputer is used as the evaluation device used, which controls the control values for the closed and the maximally open Control valve in the appropriate position of the setpoint device after installation stores for calibration purposes; the electrical values from the temperature measurement of the forward and reverse are digitized by an analog-to-digital converter, the controlled by the microcomputer.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Mikrocomputer und einen davor geschalteten Analog-Digital-Wandler umfaßt, der die elektrischen Werte des Drossel zustandes des Ventils bzw. des Regelventils und der Vor- und der Rücklauftemperatur digital darstellt, diese Werte im Mikroprozessor rechnerisch über die Zeit integriert, speichert und anzeigt, wobei die Grenzstellungen des Ventils bzw. Regelventils als elektrische Grenzwerte dem Mikrocomputer eingegeben sind.A device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the evaluation circuit has a microcomputer and a upstream connected analog-to-digital converter, which the electrical values of the Throttle state of the valve or the control valve and the flow and return temperatures digitally, these values are mathematically integrated in the microprocessor over time, stores and displays, the limit positions of the valve or control valve as electrical limit values are entered into the microcomputer.
In der einfachsten Ausführung kann auch auf die Messung der Temperatur verzichtet werden, wobei nur die Stellung des Drosselzustandes des Ventils al-s Maß für die Durchflußmenge gilt und analog die dergestalt gewonnene elektrische Größe im Mikrokomputer erfaßt, gespeichert und angezeigt wird und dieser Wert für den relativen Wärmeverbrauch des Heizkörpers stets in Bezug auf den Gesamtwärmeverbrauchs unter Berücksichtigung der Summe aller anderen in der Nutzereinheit gewonnenen Werte aller Heizkörper. In einer Vorrichtung zur Durchführung dieser Erfindungsvariante ist somit ebenfalls ein Mikrocomputer als Auswerteeinrichtung vorhanden, dem ein Analog-Digital-Wandler vorgeschaltet ist, der die elektrischen Werte des Drosselzustandes des Ventils bzw. des Regelventils digital darstellt und diese Werte im Mikrocomputer rechnerisch über die Zeit integriert, speichert und anzeigt, wobei die Grenzstellungen des Ventils bzw. des Regelventils als elektrische Grenzwerte dem Mikrocomputer eingegeben sind.In the simplest version it is also possible to measure the temperature can be dispensed with, only the position of the throttle state of the valve al-s The measure for the flow rate applies and, analogously, the electrical power obtained in this way Size is recorded, stored and displayed in the microcomputer and this value for the relative heat consumption of the radiator in relation to the total heat consumption taking into account the sum of all other values obtained in the user unit all radiators. In one device to carry out this The variant of the invention is thus also a microcomputer as an evaluation device available, which is preceded by an analog-to-digital converter, the electrical Digitally represents values of the throttle state of the valve or the control valve and these values are mathematically integrated in the microcomputer over time, stored and indicates, the limit positions of the valve or the control valve as electrical Limit values have been entered into the microcomputer.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, die hiermit in die Beschreibung einbezogen sind.Further refinements of the invention are set out in the subclaims which are hereby included in the description.
Die Erfindung besitzt eine Reihe von hervorstechenden Vorteilen gegenüber den bekannten Heizkostenverteilungsverfahren.The invention has a number of salient advantages over the known heating cost allocation method.
Der Meßfehler des erfindungsgemäßen Verfahrens ist um ein Vielfaches geringer, als bei der Methode mittels Verdunstungsmessern. Die systematische Fehlerbandbreite ist abhängig von Bauteiletoeranzen und vor allen Dingen statistisch verteilt, was den Verteilungsfehler reduziert. Als einziges System entspricht das Verfahren gleichzeitig den Erfordernissen der Heizkostenverordnung und der Heizungsanlagenverordnung, weil zusätzlich zur Erfassung eine Regelung stattfinden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden alle denkbaren Fälle abgedeckt, einschließlich Fußbodenheizung, Heizkörper mit künstlicher Konvektion und Wärmestrahler (für die bis heute Verdunstungsmeßgerate nicht eingesetzt werden dürfen). Denn ein entscheidender Vorteil besteht darin, daß keine spezifischen Heizkörperdaten mehr benötigt werden und schon von daher das Ve-rfahren absolut manipulationssicher ist.The measurement error of the method according to the invention is many times over lower than with the method using evaporation meters. The systematic error range depends on component tolerances and, above all, statistically distributed what reduces the distribution error. The procedure is the only system that corresponds to the same time the requirements of the heating costs ordinance and the heating system ordinance, because a regulation can take place in addition to the acquisition. With the invention Procedures are covered in all conceivable cases, including underfloor heating, Radiators with artificial convection and radiant heaters (for the evaporation measuring devices to this day may not be used). Because a decisive advantage is that no specific radiator data are needed any more and therefore the process is absolutely tamper-proof.
Dadurch entfallen auch die Kosten der Identifizierung der Heizkörperdaten sowie die Fehlermöglichkeiten bei der Identifizierung derselben.This also eliminates the cost of identifying the radiator data as well as the possible errors in identifying the same.
Dadurch wird ein Preis/Leistungsverhältnis erreicht, welches weit besser ist, als das eines einzelnen Thermostaten mit einzelnen elektronischen Heizkostenverteilern, bei zusätzlich höherer Qualtität.This achieves a price / performance ratio that is far is better than that of a single thermostat with individual electronic heat cost allocators, with additionally higher quality.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung bassieren auf dem Gedanken, daß der Drosselzustand eines Ventils bzw. eines Thermostatventils als Maß für den Durchsatz des Heizkörpers gilt. Somit wird aus der Stellung des Ventilstiftes auf den Durchsatz des Heizkörpers geschlossen. Der Drosseizustand des Ventils (Thermostatventil oder Thermostatregelventil) ist in erster (und genügend genauer) Näherung durch die Betätigungstiefe des Ventilstiftes gekennzeichnet: Stift eingedrückt: Volumenstrom = 0% Stift frei : Volumenstrom = loo% die Zwischenwerte werden analog der Drossel charakteristik des Ventils gewonnen. Bei Abtastung der Stifttiefe ist das Ergebnis somit ein Maß für den Volumenstrom des Heizmediums. Denn Druckschwankungen betreffen alle Nutzer gleichermaßen und halten sich darüber hinaus in Grenzen. Bei vorschriftsmäßiger Auslegung ist sowieso der Differenzdruck an verschiedenen Heizkörpern vergleichbar groß.The method according to the invention and the device for carrying it out based on the idea that the throttling state of a valve or a thermostatic valve as a measure of the throughput of the radiator. Thus, the position of the Valve pin closed on the throughput of the radiator. The throttle state of the valve (thermostatic valve or thermostatic control valve) is first (and sufficient more precisely) approximation characterized by the actuation depth of the valve pin: pin pressed in: volume flow = 0% pin free: volume flow = loo% the intermediate values are obtained analogously to the throttle characteristics of the valve. When scanning the Pen depth, the result is a measure of the volume flow of the heating medium. Because pressure fluctuations affect all users equally and remain above them beyond within limits. If it is designed according to regulations, the differential pressure is anyway Comparably large on different radiators.
Diese Annahme ist innerhalb geringer Fehlergrenzen deshalb zulässig, weil der Druck in einem Heizungssystem innerhalb gewisser Grenzen konstant ist. Da der Strömungswiderstand des Heizkörpers selbst vernachlässigbar gering ist, ist der Strömungswiderstand des Ventils die maßgebliche Größe für den Durchsatz. In gleichen Anlagen muß demzufolge bei gleichen Drossel zuständen der gleiche Durchsatz vorhanden sein. In einer Abrechnungseinheit ist dies auf jeden Fall gewährleistet.This assumption is therefore admissible within a small margin of error, because the pressure in a heating system is constant within certain limits. Since the flow resistance of the radiator itself is negligibly small the flow resistance of the valve is the decisive variable for the throughput. In The same systems must therefore have the same throughput with the same throttle conditions to be available. This is guaranteed in any case in a billing unit.
Da zur Abrechnung der Heizkosten keine absolute Messung notwendig ist, vielmehr ein relativer Vergleich gemacht werden kann, kann zum Zwecke der Heizkostenabrechnung erfindungsgemäß dieses Verfahren eingesetzt werden.Since no absolute measurement is required for billing the heating costs is, rather a relative comparison can be made, for the purpose of heating billing this process can be used according to the invention.
Sind unterschiedliche Ventile mit unterschiedlichem Ventildurchmesser und unterschiedlichen Kenndaten vorhanden, so können diese als Variable eingesetzt werden.Are different valves with different valve diameters and different characteristics are available, they can be used as variables will.
In einfachster Ausführung kann allein mit Hilfe des aus der Kenntnis des Drosselrustandes abgeleiteten Volumenstromes auf die Heizkosten des Nutzers gschlossen werden, da über den Volumenstrom ein Zusammenhang mit dem Energieverbrauch besteht.In its simplest form, it can only be done with the help of knowledge the volume flow derived from the throttle state on the heating costs of the user be inferred because the volume flow is related to the energy consumption consists.
Es ist jedoch vorzuziehen, den aus dem Drosselzustand gewonnenen Wert init der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Heizmediums am Heizkörper zu multiplizieren und somit einen genauen Wert zu erhalten. Zusätzlich wird dieses Produkt mit einem Anpassungsfaktor F multipliziert, der einen Multiplikator darstellt entsprechend den verschiedenen Größen und Daten der einzelnen Ventile. Diese Unterschiede können beispielsweise aus unterschiedlichen Ventilquerschnitten herrühren.However, it is preferable to use the value obtained from the throttling state init the temperature difference between the flow and return of the heating medium on the radiator to multiply and thus get an exact value. Additionally this will Product multiplied by an adjustment factor F, which is a multiplier according to the different sizes and data of the individual valves. Those differences can, for example, come from different valve cross-sections.
Damit ergibt sich als Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende Gleichung: Q = S (tv-tr) # F hierin bedeuten: Q = Energiemenge tv= Vorlauftemperatur des Heizkörpers r= Rücklauftemperatur des Heizkörpers F = Anpassungsfaktor an verschiedene Ventile S = Stellung des Ventilstiftes (beispielsweise zwischen O 0 ......100).This results in the following as the basis of the method according to the invention Equation: Q = S (tv-tr) # F here mean: Q = amount of energy tv = flow temperature of the radiator r = return temperature of the radiator F = adjustment factor to various Valves S = position of the valve pin (for example between O 0 ...... 100).
Aus der Gleichung ist auch ersichtlich, daß bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren die Energiemenge ohne Kenntnis der technischen Daten des Heizkörpers ermittelt werden kann.From the equation it can also be seen that in this invention Procedure determines the amount of energy without knowing the technical data of the radiator can be.
Das bedeutet einen wesentlichen Vorteil hinsichtlich der Transparenz und auch der Gerechtigkeit der Heizkostenabrechnung, da die Identifikation des Heizkörpers üblicherweise eine bedeutende Fehlerquelle darstellt.This means a significant advantage in terms of transparency and also the fairness of the heating bill, since the identification of the radiator usually represents a significant source of error.
Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert auch die Realisierung des Heizkostenverteilung, weil eine Identifizierung des einzelnen Heizkörpers entfällt.The inventive method also facilitates the implementation of the Distribution of heating costs because there is no need to identify the individual radiators.
Es ist als besonderer Vorteil der Erfindung hervorzuheben, daß dieselbe zum ersten Mal eine gleichzeitige Heizkostenerfassung und Regelung des Ventils ermöglicht. Dadurch können unterschiedliche Heizgewohnheiten ausgeglichen werden, um den Wärmeverbrauch so gering wie möglich zu halten. Das erfindungsgemäße Verfahren spart somit technologisch bedingt Energie und gibt nicht nur eine Motivation zum Energiesparen.It should be emphasized as a particular advantage of the invention that the same for the first time enables heating cost recording and control of the valve at the same time. This means that different heating habits can be balanced out in order to reduce heat consumption to be kept as low as possible. The method according to the invention thus saves on technology requires energy and is not just a motivation to save energy.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An example of the invention is shown in the drawing.
Dabei zeigen: Figur 1 einThermostatregelventil mit Fremdenergieeinstellung und Ist-Wert Geber, Figur 2 ein einfaches Thermostatventil, in welchem der Ventilstift und das Ventil direkt über eine sich ausdehnende Flüssigkeit oder sich ausdehnende Bimetalle in Abhängigkeit der Temperatur verstellt.werden und die Stellung des Ventils als Ist-Wert über ein Potentiometer abgegriffen wird und Figur 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Auswertschaltung.They show: FIG. 1 a thermostatic control valve with external energy setting and actual value transmitter, Figure 2 a simple thermostatic valve in which the valve pin and the valve directly via an expanding fluid or expanding Bimetals are adjusted depending on the temperature and the position of the valve is tapped as the actual value via a potentiometer and figure 3 is a block diagram of the electrical evaluation circuit.
Gemäß Figur 1 kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Thermostatventil 1 verwendet werden, welches üblicherweise aus einem Thermostatkopf 2 und einem fest mit der Vorleitung 4 befestigten Unterteil 3 besteht. Innerhalb des Thermostatkopfes befinden sich beispielsweise ein Motor 8, der über ein Ritzel 9 und ein Zahnradgetriebe lo eine Exzenterscheibe 11 verstellt. Diese Exzenterscheibe 11 bewegt ein Potentiometer 5, an welchem der Ist-Wert abgegriffen wird. Die Exzenterscheibe 11 ist mit der Ventilstange 6 des Thermostatventils 1, verbunden, an der Ventilstange 6 ist das in die Vorlaufleitung 4 eintauchende Ventil 7 befestigt.According to FIG. 1, for carrying out the method according to the invention a thermostatic valve 1 can be used, which usually consists of a thermostatic head 2 and a lower part 3 firmly attached to the preliminary line 4. Within of the thermostatic head is, for example, a motor 8, which has a pinion 9 and a gear mechanism lo an eccentric 11 adjusted. This eccentric disc 11 moves a potentiometer 5, from which the actual value is tapped. The eccentric disc 11 is connected to the valve rod 6 of the thermostatic valve 1, on the valve rod 6, the valve 7 immersed in the flow line 4 is fastened.
Die Eintauchtiefe des Ventils 7 bzw. der Drosselzustand des Ventils ergeben somit einen eindeutig zugeordneten Ist-Wert des Potentiometers 5, der mit dem Soll-Wert des Reglers verglichen wird und der seinerseits einen Steuerimpuls an den Motor 8 liefert. Dadurch kann in bekannter Weise eine echte Regelung des Thermostatventils durchgeführt werden. Es können natürlich auch die üblichen Thermostatventile mit Ist-Wert-Geber verwendet werden, bei denen der Ventilstift und das Ventil in bekannter Weise über die Ausdehnung von Bimetallen oder von Flüssigkeiten bewerkstelligt wird.The immersion depth of the valve 7 or the throttling state of the valve thus result in a clearly assigned actual value of the potentiometer 5, which with the target value of the controller is compared and in turn a control pulse supplies to the motor 8. As a result, a real regulation of the Thermostatic valve can be carried out. The usual thermostatic valves can of course also be used can be used with actual value encoder, where the valve pin and the valve are in accomplished in a known manner via the expansion of bimetals or liquids will.
Gemäß Figur 2 besitzt ein derartiges Thermostatventil 21 eine Ventilstange 22, an der das Ventil 23 angeordnet ist. Ober eine Zahnung 24 der Ventilstange 22 wird das Antriebsrad 25 eines (nicht gezeigten) Schleifpotentiometers betätigt, welches seinerseits den Ist-Wert des Thermostatventils liefert, der hier ausschließlich zur Ermittlung der Heizkostenverteilung verwendet wird.According to FIG. 2, such a thermostatic valve 21 has a valve rod 22 on which the valve 23 is arranged. Above a toothing 24 of the valve rod 22 the drive wheel 25 of a (not shown) grinding potentiometer is actuated, which in turn supplies the actual value of the thermostatic valve, which here is exclusively is used to determine the distribution of heating costs.
Figur 3 zeigt nun ein Blockschaltbild einer Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Heizkostenverteilung und gegebenenfalls gleichzeitig zur Regelung des Thermostatventils.FIG. 3 now shows a block diagram of an evaluation device to the Determination of the heating cost distribution and, if necessary, at the same time for regulation of the thermostatic valve.
Ein Heizkörper 12 besitz eine Vorlaufleitung 13 und eine Rücklaufleitung 14, wobei in beiden Leitungen bevorzugt nahe am Heizkörper die Temperatur des Heizmediums mittels eines elektrischen Temperaturgebers gemessen wird. Desweiteren ist in der Vorlaufleitung 13 ein Ventil angeordnet, welches beispielsweise ein Themlostat-Regelventil 1 oder ein einfaches Thermostatventil 21 sein kann. In beiden Fällen besitzt das Ventil einen Ist-Wert-Geber, wie er unter den Figuren 1 und 2 beschrieben ist.A radiator 12 has a flow line 13 and a return line 14, the temperature of the heating medium in both lines preferably close to the radiator is measured by means of an electrical temperature sensor. Furthermore, in the Flow line 13 arranged a valve, which for example a Themlostat control valve 1 or a simple thermostatic valve 21 can be. In both cases, the Valve has an actual value transmitter, as described under FIGS. 1 and 2.
Die Meßeinrichtung besteht somit aus den beiden Temperaturgebern in den Vor- und Rücklaufleitungen und dem Ist-Wert-Geber bezüglich der Ventilstellung, wobei dieser Ist-Wert ein direktes Maß für den Drosselzustand des Ventils ist.The measuring device thus consists of the two temperature sensors in the supply and return lines and the actual value transmitter with regard to the valve position, this actual value is a direct measure of the throttling state of the valve.
Die Auswerteeinrichtung besteht aus einem Analog-Digital-Wandler 15, der sämtliche elektrischeyi- Meßwerte, die Temperaturen und den Ist-Wert des Drosselzustandes, digitalisiert und die dergestalt ungewandelten Werte digital einem Mikrocomputer 17 zuführt. Dieser Mikrocomputer 17 besitzt- gleichzeitig einen Programspeicher, einen Datenspeicher, einen Anzeigespeicher und einen Rechenwert, wobei der Mikrocomputer die angezeigten Daten gemäß der oben genannten Gleichung rechnerisch auswertet, integriert, speichert und in einer Anzeige 20 anzeigt. Diese Anzeige 20 ist vorteilhafterweise eine LCD-Anzeige. Das bis hierher beschriebene Blockschaltbild ist vollständig zur Erfassung der Heizdaten und zur Berechnung der Heizkostenverteilung bei der Verwendung von einfachen Thermostatventilen mit Ist-Wert-Geber bezüglich des Drosselzustandes.The evaluation device consists of an analog-to-digital converter 15, the all electrical yi measured values, the temperatures and the actual value of the throttle state, digitized and the thus unconverted values digitally to a microcomputer 17 feeds. This microcomputer 17 has at the same time a program memory, a data memory, a display memory and a calculation value, the microcomputer computationally evaluates the displayed data according to the above equation, integrated, stores and displays in a display 20. This display 20 is advantageous an LCD display. The block diagram described so far is complete for Acquisition of heating data and for calculating the distribution of heating costs when used of simple thermostatic valves with actual value transmitter with regard to the throttle status.
Darüber hinaus kann bei der Verwendung eines Thermostatregelventils 1 innerhalb der Vorlaufleitung 13 dieses Thermostatregelventil 1 mittels des Mikrocomputers 17 geregelt werden.In addition, when using a thermostatic control valve 1 within the flow line 13 of this thermostatic control valve 1 by means of the microcomputer 17 are regulated.
Dazu steuert der Mikrocomputer 17 eine Motorsteuerung und Treiberschaltung 19 an, die über eine Leitung 26 ein Differenzsignal zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert auf den Motor 1 des Thermostatregelventils 1 gibt. In diesem Falle wird die Temperatur als Raumtemperatur mittels eines temperaturabhängigen Potentiometers 16 gemessen, wobei dieser elektrische Wert mittels des Analog-Digital-Wandlers ebenfalls digitalisiert und als Führungsgröße verwendet wird.For this purpose, the microcomputer 17 controls a motor controller and driver circuit 19 to which, via a line 26, a difference signal between the target value and the Actual value on motor 1 of thermostatic control valve 1 gives. In this case it will the temperature as room temperature using a temperature-dependent potentiometer 16 measured, this electrical value also using the analog-to-digital converter is digitized and used as a reference variable.
In vorteilhafter Weise ist die gesamte elektrische Schaltung batteriebetrieben und in dem Thermostatkopf des Ventils einyebaut. Die Anzeige 20 ist dann in die Oberfläche des Thermostatkopfes integriert und jederzeit sichtbar.The entire electrical circuit is advantageously battery-operated and built into the thermostatic head of the valve. The display 20 is then in the The surface of the thermostatic head is integrated and visible at all times.
Zur Inbetriebnahme werden nach der Montage des erfindungsgemäßen Ventils 1, 21 die Grenzwerte des Drossel zustandes des Ventils elektrisch festgelegt. Dazu wird zuerst das Ventil geschlossen, wobei dieser entsprechende elektrische Wert im Mikrocomputer gespeichert wird. Danach wird das Ventil vollständig geöffnet, wobei dieser elektrische Wert ebenfalls im Mikrocomputer als oberster Grenzwert gespeichert wird. Dazwischen liegend wird beispielsweise eine Lineareinteilung vorgenommen, wobei jede beliebige Stellung des Ventils einen elektrischen Ist-Wert erzeugt, der für die zugehörige Durchflußmenge steht.For commissioning after the assembly of the valve according to the invention 1, 21 the limit values of the throttle state of the valve are electrically defined. In addition the valve is closed first, this corresponding electrical value is stored in the microcomputer. Then the valve is fully opened, this electrical value also in the microcomputer as the upper limit value is saved. In between, for example, a linear division is made, wherein any position of the valve generates an electrical actual value that stands for the associated flow rate.
Darüber hinaus ist es aber aufgrund des Mikrocomputers auch möglich, diesem jede beliebige Drosselcharakteristik einzugeben, so daß auch beliebige Nichtlinearitäten in der Zuordnung des Drossel zustandes zum Durchsatz berücksichtigt werden können.In addition, due to the microcomputer, it is also possible to enter any desired throttle characteristic, so that any non-linearities can be taken into account in the assignment of the throttle state to the throughput.
Wird desweiteren ein Mikrocomputer verwendet, der als Zeit- basis eine Echtzeituhr 18 aufweist, so lassen sich weitere Vorteile der Erfindung erschließen. Beispielsweise kann über die Echtzeituhr eine Absenkung der Raumtemperatur während der Nachtstunden eingestellt werden.If a microcomputer is used as a time Base has a real-time clock 18, further advantages of the invention can be developed. For example, the real-time clock can be used to lower the room temperature during the night hours can be set.
Darüber hinaus ist bei der Verwendung eines Thermostatregelventils und der Oberwachung der Temperatur der Raumluft eine weitere Energieeinsparung in der Weise möglich, daß bei Oberschreitung eines vorgegebenen negativen Temperaturgradienten der Mikrocomputer einen Steuerbefehl veranlaßt, der das Regelventil für eine vorgegebene Zeitdauer schließt. Beispielsweise kann dadurch die Zeit der Lüftung von Räumen vorgegeben werden, so daß während dieser Zeit keine unnötige Energie nach außen abgegeben wird.In addition, when using a thermostatic control valve and the monitoring of the temperature of the room air is another energy saving the way possible that when a predetermined negative temperature gradient is exceeded the microcomputer causes a control command, the control valve for a given Duration closes. For example, this can reduce the time it takes to ventilate rooms can be specified so that no unnecessary energy to the outside during this time is delivered.
Prinzipiell eignet sich somit das erfindungsgemäße Verfahren für den Einsatz in einfachen Thermostatventilen, die über einen geeigneten Mechanismus, beispielsweise einen Hebelmechanismus, ein Schleifpotentiometer betätigen zur Abgabe des Ist-Wertes des Drossel zustandes.In principle, the method according to the invention is therefore suitable for Use in simple thermostatic valves which, via a suitable mechanism, For example, actuate a lever mechanism or a grinding potentiometer to dispense the actual value of the throttle state.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eignet sich das Verfahren zum Einsatz bei Thermostatregelventilen, wobei gleichzeitig mit der Erfassung, Verarbeitung und Anzeige der Heizdaten zur Heizkostenverteilung eine Regelung des Regelventils erfolgt. In diesem Falle wird somit die Temperatur der Umgebungsluft als Führungsgröße in den Mikrocomputer gegeben, der als Regelstrecke verwendet wird und ein Stellsignal abgibt, welches unmittelbar auf den Drossel zustand des Regelventils einwirkt.In a preferred embodiment of the invention, the method is suitable for use in thermostatic control valves, while simultaneously with the detection, processing and display of the heating data for heating cost distribution a regulation of the control valve he follows. In this case, the temperature of the ambient air is used as a reference variable given into the microcomputer, which is used as a controlled system, and a control signal emits, which acts directly on the throttle state of the control valve.
Im Falle, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb des Themiostatkopfes eines Ventils integriert ist, muß von der Rücklaufleitung des Heizkörpers eine Temperatur-Meßleitung zum Thermostatkopf gezogen werden.In the event that the device according to the invention is inside the thermiostat head a valve is integrated, a temperature measuring line must be provided from the return line of the radiator pulled towards the thermostatic head.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Thermostatregelventil genügen gleichzeitig den Erfordernissen der Heizkostenverordnung und der Heizungsanlagenverordnung.The method according to the invention and the thermostat control valve according to the invention meet the requirements of the heating costs ordinance and the heating system ordinance at the same time.
Liste der Bezugszeichen 1 Thermostatregelventil 2 Thermostatkopf 3 Unterteil 4 Vorlaufleitung 5 Ist-Wert-Potentiometer 6 Ventilstange 7 Ventil 8 Motar 9 Ritzel lo Getriebe 11 Exzenterscheibe 12 Heizkörper 13 Vorlaufleitung 14 Rücklaufleitung 15 Analog-Digital-Wandler 16 Temperaturabhängiges Potentiometer zur Erfassung der Raumteperatur 17 Mikrocomputer 18 Echtzei tuhr 19 Motorsteuer und Treiberschaltung 20 Anzeige 21 Thermostatventil 22 Ventilstift 23 Ventil 24 Zahnung 25 Ritzel des Potentiometers 26 Verbindungsleitung der Motorsteuerung zum Motor des Ventil antriebs Leerseite List of reference symbols 1 thermostatic control valve 2 thermostatic head 3 lower part 4 supply line 5 actual value potentiometer 6 valve rod 7 valve 8 Motar 9 pinion lo gear 11 eccentric disc 12 heating element 13 supply line 14 Return line 15 Analog-digital converter 16 Temperature-dependent potentiometer for recording the room temperature 17 microcomputer 18 real time clock 19 motor control and driver circuit 20 display 21 thermostatic valve 22 valve pin 23 valve 24 Toothings 25 Pinion of the potentiometer 26 Connection line from the motor control to the Motor of the valve drive Blank page
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