DE2931979C2 - Anordnung zur zentralen Erfassung der von mehreren Wärmeverbrauchern bezogenen Wärmeenergie - Google Patents

Description

lung /.um betreffenden Wärmeverbraucher und in einer Rücklaufleitung zur Wärmequelle fließt
liin Rcchenglied 9 ermittelt z. B. nach der Formel

Q=JtJ V(T_V-T_r)df

die vom Verbraucher bezogene Wärmeenergie Q und erzeugt an seinem Ausgang jeweils nach dem Verbrauch einer vorgegebenen Energiefestmenge einen Energiefestmpngenimpuls. Ein Sendeglied 10 formt jeden Energiefestmengenimpuls in ein die Adresse des Energieverbrauchers enthaltendes Codewort der Art A um und sendet dieses Codewort, falls die Sammelleitung 4 nicht bereits durch eine der anderen Meßeinrichtungen 2 oder 3 belegt ist, in Form eines Impulstelegramms über die Sammelleitung 4 zu einem Auswerteglied 11 des Zentralgerätes 5. Ist die Sammelleitung 4 bereits belegt, so wird mit der Übertragung des Codewortes zugewartet, bis sie wieder frei ist Solche Übertragungsverfahren haben den Vorteil, daß ein Aufruf zur Meß-Wertübertragung durch das Zentralgerät 5 und somit ein Empfänger in den einzelnen Meßeinrichtungen 1 bis 3 nicht erforderlich sind. Als Sammelleitung 4 kann eine Zweidrahtleitung verwendet werden, die zugleich zur Spannungsversorgung der Meßeinrichtungen 1 bis 3 dient.

Das Zentralgerät 5 weist mehrere Wärmemengenzählwerke 12 bis 14 auf, von denen jedes einer der Meßeinrichtungen 1 bis 3 zugeordnet ist Trifft ein Codewort der Art Λ im Zentralgerät 5 ein, so gibt das Auswerteglied 11 entsprechend der Adresse des Codewortes einen Energiefestmengenimpuls an das betreffende Wärmemengenzählwerk 12,13, oder 14 ab. In diesen werden die Energiefestmengenimpulse aufsummiert, und die von den verschiedenen Verbrauchern bezogene Warmeenergie wird angezeigt

In jeder der Meßeinrichtungen 1 bis 3 ist ein Zeitglied 15 angeordnet, das durch jeden vom Rechenglied 9 abgegebenen Energiefestmengenimpuls zurückgestellt wird und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne T₁₁ periodisch die Übertragung eines die Adresse des Verbraucher enthaltenden Codewortes der Art B zum Zcntralgerät 5 auslöst. Wenn innerhalb einer Zeitspanne Tb, die entsprechend den möglichen Verzögerungen etwas länger als T_a zu wählen ist, im Zentralgerät 5 von einer Adresse weder das Codewort der Art A noch das Codewort der Art B eintrifft, gibt das Auswerteglied 11 ein Steuersignal an ein Alarmglied 16 ab, wodurch Alarm ausgelöst wird, was auf eine Störung in der betreffenden Meßeinrichtung oder auf einen Betrugsversuch, beispielsweise durch Unterbrechung der Spannungsversorgung, hinweist. Vorteilhaft weist das Zentralgerät 5 ein Anzeigeglied auf, in dem die Adresse der funktionstüchtigen Meßeinrichtung angezeigt w ird.

Zur Überwachung der zeitlichen Abstände der empfangenen Codeworte kann das Auswerteglied 11 für jede Adresse ein Zeitglied aufweisen, das durch jedes eintreffende Codewort der Art A oder B der betreffenden Adresse erneut gestartet wird und nach Ablauf der Zeitspanne Tb Alarm auslöst. Vorteilhaft dient jedoch als Auswerteglied 11 ein Microcomputer, der für jede Adresse den Zeitpunkt des Eintreffens des letzten Codewortes in einen Speicher einschreibt und Alarm auslöst, sobald ein im Speicher festgehaltener Zeitpunkt die Zeitspanne Tb überschritten hat.

Das Zeitglied 15 der Meßeinrichtungen 1 bis 3 kann auch so betrieben werden, daß es unabhängig von den Energiefestmengenimpulsen periodisch die Übertragung eines Codewortes der Art B zum Zentralgerät 5 auslöst In diesem Fall hat das Auswerteglied 11 Alarm auszulösen, wenn innerhalb der Zeitspanne Tb von einer der verschiednen Adressen im Zentralgerät 5 kein Codewort der Art B eintrifft Die zuvor erwähnte Möglichkeit, ein Codewort der Art ßerst auszusenden, nachdem während der Zeitspanne T₃ kein Energiefestmengenimpuls aufgetreten ist, hat jedoch den Vorteil daß die Sammelleitung 4 weniger häufig belegt wird.

Vorteilhaft ist dafür gesorgt daß das Alarmglied 16 auch anspricht wenn der Vorlauftemperaturfühler 7, der Rücklauftemperaturfühler 8 und/oder andere Zustandsfühler irreguläre Zustände oder Änderungen erfassen. Hierzu sind in den Meßeinrichtungen 1 bis 3 ein Detektor 17 zur Überwachung der Änderungsgeschwindigkeit der von den Temperaturfühlern 7, 8 ermittelten Meßwerten T, und T_n ein Detektor 18 zur Überwachung der Differenz der Meßwerte 7"„ und T_r sowie ein Druckwächter 19 vorgesehen, die über ein ODER-Gatter 20 das Sendeglied 10 ansteuern und die Übertragung eines Codewortes der Art C zum Zentralgerät 5 auslösen. Trifft im Auswerteglied 11 ein Codewort der Art C ein, wird sogleich das Alarmglied 11 angesteuert

Der Detektor 17 besteht im dargestellten Beispiel aus Differenzgliedern 21, 22 zur Bildung der zeitlichen Ableitungen

d/

und

<JT_r dt

und aus Schwellenschaltern 23,24, die ansprechen, wenn die zeitliche Ableitung des Meßwertes T_r bzw. T_r einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Ändert der Meßwert T_v bzw. T_r infolge einer Störung oder eines Betrugsversuches z. B. durch Unterbrechung der Fühlerzuleitung oder Entfernung des Temperaturfühlers von der Meßstelle schneller, als dies im regulären Betrieb aufgrund der Zeitkonstanten möglich ist, so wird Alarm gegeben.

Der Detektor 18 ist durch ein Differenzglied 25 und einen Schwellenschalter 26 gebildet Er spricht an, wenn die Temperaturdifferenz AT = T_v— T_r einen vorgegebenen, auf die Meßgenauigkeit der Temperaturfühler 7, 8 abgestimmten negativen Wert überschreitet, was auf eine Störung oder einen Betrugsversuch hinweist.

Der vorteilhaft im Durchflußmesser 6 angeordnete Druckwächter 19 überwacht den statischen Druck im Wärmeleitungsnetz und löst Alarm aus, wenn der statische Druck einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. Dadurch wird auch Alarm gegeben, wenn ein Konsument den Durchflußmesser 6 in betrügerischer Absicht aus dem Wärmeleitungsnetz entfernt.

Ist die Aussendung der Codeworte der Art B von der Abgabe von Energiefestmengenimpulsen unabhängig, so kann die Alarmweitergabe vom ODER-Gatter 20 zum Alarmglied 16 auch dadurch erfolgen, daß das ODER-Gatter 20 die Aussendung des Codewortes der Art B sperrt, so daß nach Ablauf der Zeitspanne Tb das Alarmglied 16 anspricht.

Die Erzeugung der Energiefestmengenimpulse aus den Meßwerten des Volumendurchflusses V, der Vorlauftemperatur T_x. und der Rücklauftemperatur T_r kann auch anstatt in jeder einzelnen Meßeinrichtung 1 bis 3 erst im Auswerteglied 11 des Zentralgerätes 5 erfolgen. Die F i g. 2 zeigt eine für diesen Fall bestimmte Meßeinrichtung 27, deren Durchflußmesser 6 jeweils nach dem Durchfluß einer vorgegebenen Durchflußmenge des

5

Wärmeträgers einen Durchflußfestmengenimpuls er- ■ zeugt. Ein Sendeglied 28 formt jeden Durchflußfestmengenimpuls in ein Codewort der Art A um und sendet ;, dieses über die Sammelleitung 4 zum Zentralgerät 5 (F i g. 1). Das Zeitglied 15 wird durch jeden Durchfluß-

festmengenimpuls zurückgestellt und löst nach Ablauf ■

der Zeitspanne T_a periodisch die Übertragung eines Co- _:

dewortes der Art B aus. Die von den Temperaturfühlern ft

7,8 ermittelten analogen Meßwerte T_v und T_r werden in g

einem Analog-Digital-Wandler 29 in digitale Signale un- io |

geformt und über das Sendeglied 28 in die Sammellei-

tung 4 eingekoppelt.

Die von den verschiedenen Verbrauchern bezogene I

Wärmeenergie Q wird im Auswerteglied 11 (Fig. 1) ^;

z. B. nach der Forme! 15 L

Q = k J V(Ty-Tr)At

berechnet und im zugehörigen Wärmemengenzählwerk 12,13 oder 14 angezeigt. Vorteilhaft wird im Auswerteglied 11 auch geprüft, ob die von den Vorlauftemperaturfühlern 7 der verschiedenen Meßeinrichtungen erfaßten Meßwerte der Vorlauftemperatur 7V ähnlich sind. Überschreitet die Abweichung der Vorlauftemperaturen Tv einen vorgegebenen Wert, was wiederum auf eine Störung oder auf einen Betrugsversuch schließen läßt, so wird Alarm ausgelöst. Die anhand der F i g. 1 erläuterte Prüfung der Änderungsgeschwindigkeit der von den Temperaturfühlern 7,8 erfaßten Meßwerte und die Prüfung des Vorzeichens der Temperaturdifferenz ΔΤ = Ty- T_r kann ebenfalls im Auswerteglied 11 erfolgen.

Die Temperaturfühler 7,8 in den Messeeinrichtungen 27 können entfallen, wenn statt dessen die Vorlauftemperatur mit einem sämtlichen Verbrauchern gemeinsamen Vorlauftemperaturfühler gemessen wird und die Ermittlung der vom Konsumenten zu bezahlenden Wärmeenergie Q_v aufgrund einer fiktiven Rücklauftemperatur T_n, z. B. nach der Formel

40

Qv = k J V(Ty-T_n)Ot

erfolgt Die Substitution der tatsächlichen Rücklauf temperatur T_r durch die fiktive Rücklauftemperatur T_n wirkt sich auf das Meßergebnis so aus, daß Konsumenten, die ihre Wärmeverbraucher mit geringer Temperaturdifferenz ΔΤ betreiben, einen vergleichsweise höheren Energiepreis zu bezahlen haben als Konsumenten, die durch eine hohe Temperaturdifferenz AT zu einer optimalen Ausnutzung der Kapazität des Wärmeleitungsnetzes und einem guten Wirkungsgrad des Heizwerkes beitragen.

Die in den Meßeinrichtungen 1 bis 3 und 27 durchzuführenden digitalen Operationen lassen sich vorteilhaft | mittels eines Microcomputers verwirklichen. 55 ι?

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

60

Claims (6)

1 2 Es ist eine Anordnung der im Oberbegriff des An- Patentanspruche: spruchs 1 angegebenen Art bekannt (DE-OS 27 22 485),

1. Anordnung zur zentralen Erfassung der von bei der die dezentralen Meßeinrichtungen vom Zentralmehreren Wärmeverbrauchern bezogenen Wärme- gerät zyklisch abgefragt werden und hierbei die gemesenergie, mit mehreren, je einem der Verbraucher 5 sene Temperaturdifferenz über eine Sammelleitung an zugeordneten Meßeinrichtungen, die über eine ge- das Zentralgerät weiterleiten, falls ein Wassermengenineinsame Sammelleitung mit einem Zentralgerät kontakt des Durchflußmessers der Meßeinrichtung seit verbunden sind, wobei jede Meßeinrichtung einen der letzten Abfrage angesprochen hatte. Die Sammel-Durchflußmesser enthält und entweder in jeder leitung besteht aus einer Taktleitung, einer Adreßlei-Meßeinrichtung oder im Zentralgerät ein Rechen- io tung, einer Datenleitung und einer Spannungsversorglied angeordnet ist, das jeweils nach dem Ver- gungsleitung. Die Adressierung erfolgt dadurch, daß jebrauch einer Energiefestmenge einen Energiefest- de Meßeinrichtung ein Adreß-Flipflop aufweist, sämtlimengenimpuls erzeugt, der in einem dem Verbrau- ehe Flipflops zu einem Schieberegister geschaltet sind eher zugeordneten Wärmemengenzählwerk auf- und das Zentralgerät ein Signal durch dieses Schieberesummiert wird, wobei ferner die Energiefestmen- 15 gister schiebt Ist infolge einer Störung oder Unterbregenimpulse oder vom Durchflußmesser erzeugte chung der Spannungsversorgung eines dieser Flipflops Durchflußfestmengenimpulse in Form eines die nicht mehr funktionstüchtig, so wird das Schieberegister Adresse des Verbrauchers enthaltenen Codewortes unterbrochen und dadurch auch die Meßwertübertraeiner ersten Art von der Meßeinrichtung über die gung von an sich noch funktionstüchtigen Meßeinrich-Sammelleitung zum Zentralgerät übertragen wer- 20 tungen außer Betrieb gesetzt

den, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ferner ist eine elektronische Datenverarbeitungsan-Meßeinrichtung (1 bis 3; 27) ein Zeitglied (15) auf- lage bekannt (DE-OS 22 30 119), bei der Ereignisse, die weist, das durch jeden Energie- bzw. Durchflußmen- während der Durchführung einer Operation der Anlage genimpuls der betreffenden Meßeinrichtung zurück- überfällig werden, festgestellt und protokolliert werden, gestellt wird und nach Ablauf einer ersten vorgege- 25 Außerdem ist ein Verfahren zur selbsttätigen Überbenen Zeitspanne die Übertragung eines Codewor- prüfung von Energiezählern bekannt (DE-AS tes einer zweiten Art (B) zum Zentralgerät (5) aus- 26 31 509), bei dem in bestimmten Abständen ein Prüflöst, und daß im Zentralgerät (5) ein Alarmglied (16) programm durchgeführt und beim Erkennen eines Fehvorhanden ist, das entspricht, wenn innerhalb einer lers dieser gemeldet und die weitere Datenverarbeitung zweiten vorgegebenen Zeitspanne, die länger ist als 30 blockiert wird.

die erste Zeitspanne, von einer der verschiedenen Schließlich ist es bekannt (DE-OS 25 49 467), bei ei-

Adressen weder ein Codewort der ersten Art (A) nem Rechnersystem mit Sammelleitungen einen asyn-

noch ein Codewort der zweiten Art eintrifft. chronen Fehlerdetektor vorzusehen und periodisch

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- über die Sammelleitungen ein codiertes Signal zu überzeichnet, daß jede Meßeinrichtung (1 bis 3; 27) Mit- 35 tragen, bei dessen Ausbleiben im Fehlerdetektor ein tel (17 bis 26) aufweist, welche die Übertragung eines Alarmsignal ausgelöst wird.

Codewortes einer dritten Art (C) auslösen, wenn ein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An-Vorlauftemperaturfühler (7), ein Rücklauftempera- Ordnung zur zentralen Erfassung der von mehreren turfühler (8) und/oder andere Zustandsfühler (19) Wärmeverbrauchern bezogenen Wärmeenergie dahinder Meßeinrichtung (1 bis 3; 27) irreguiäre Zustände 40 gehend zu verbessern, daß ein Ausfall der Spannungsoder Änderungen erfassen, und daß das Alarmglied Versorgung oder andere Störungen \n einer der Meßein-(16) anspricht, wenn im Zentralgerät (E) ein Code- richtungen vom Zentralgerät angezeigt wird, ohne daß wort der dritten Art (C) eintrifft. dies einen Ausfall der Meßwertübertragung von den

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn- anderen Meßeinrichtungen zufolge hat; dabei soll aber zeichnet durch einen Detekor(17) zur Überwachung 45 keine sehr starke Belegung der Sammelleitung für die der Änderungsgeschwindigkeit der von Tempera- Überwachung der Meßeinrichtung und für die Übertraturfühlern (7; 8) der Meßeinrichtung (1, 2, 3; 27) gung etwaiger Fehlermeldungen stattfinden,
ermittelten Meßwerte (T, :T_r). Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den gekennzeichnet durch einen Detektor (18) zur Über- 50 Unteransprüchen.

wachung der Differenz der von Temperaturfühlern Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der

(7; 8) der Meßeinrichtung (1, 2, 3; 27) ermittelten Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es

Meßwerte (T_v\ T_r). zeigt

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Anordnung zur zengekennzeichnet durch einen im Durchflußmesser (6) 55 tralen Erfasseung der von mehreren Wärmeverbrauangeordneten Druckwächter (19). ehern bezogenen Wärmeenergie und

6. Anordnung nach einem der vorangehenden An- F i g. 2 ein Prinzipschaltbild einer Meßeinrichtung.
Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarm- In der Fig. 1 bedeuten 1,2 und 3 dezentrale Meßeinglied (16) beim Überschreiten eines vorgegebenen richtungen, die über eine gemeinsame Sammelleitung 4 Wertes durch die Abweichung der von den Vorlauf- 60 mit einem Zentralgerät 5 verbunden sind. Jede der temperaturfühlern (7) der verschiedenen Meßein- gleich aufgebauten Meßeinrichtungen 1 bis 3 ist einem richtungen (1 bis 3; 27) erfaßten Vorlauftemperatu- nicht gezeichneten Wärmeverbraucher zugeordnet ren (T₁) anspricht. weist einen Durchflußmesser 6, einen Vorlauftempera-Z.Anordnung nach einem der vorangehenden An- tür 7 und einen Rücklauftemperaturfühler 8 auf. Der

Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammel- 65 Durchflußmesser 6 mißt den Volumendurchfluß V, der

leitung (4) aus einer Zweidrahtleitung besteht, wel- Vorlauftemperaturfühler 7 die Vorlauftemperatur T,

ehe die Meßeinrichtungen (1 bis 3; 27) speist. und der Rücklauftemperaturfühler 8 die Rücklauftem-

peratur T_r eines Wärmeträgers, der in einer Vorlauflci-