DE3050923C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der Patentanmeldung P 30 44 262.7 und dient dazu, Eingriffsmöglichkeiten in die Wärmeverbrauchsmessung durch Unbefugte auszuräumen, wie sie bei einer bekannten Wärmeverbrauchsmeßvorrichtung nach der DE-OS 27 11 437 gegeben sind: Dort wird in einem einem Mikroprozessor zugeordneten Speicher eine digitale Zahl abgelegt, welche dem momentanen Wärmeverbrauch entspricht, welcher vom Mikroprozessor aus Signalen berechnet wird, welche der Vorlauftemperatur, der Rücklauftemperatur und dem Durchsatz an Heizmedium bei der betrachteten Meßstelle entsprechen. Der Inhalt dieses Speichers dient zur Ansteuerung eines Frequenzgenerators, dessen Ausgangsimpulse auf ein herkömmliches Zählwerk gegeben werden. Durch Unterbrechen der Leitung zwischen Frequenzgenerator und Zählwerk kann das Zählergebnis verfälscht werden.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches gemäß Anspruch 1 dahingehend weitergebildet werden, daß ein leichtes dezentrales Auslesen des Schreib/Lesespeichers möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt das Auslesen des das Ergebnis der Wärmeverbrauchsmessung enthaltenden Schreib/Lesespeichers ohne Zutun des Bedieners des Auslesegerätes. Die vom letzteren aufgezeichneten Meßergebnisse lassen sich leicht in einem zentralen Rechner weiterverarbeiten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß das Auslesegerät besonders kompakt gebaut und nur geringes Gewicht aufweist. Da Daten auf magnetischen Datenträgern in hoher Packungsdichte aufgezeichnet werden können, können die Ableseergebnisse einer Vielzahl von Wohnungen leicht auf dem Postwege an die Zentrale der Abrechnungsgesellschaft überstellt werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ermöglicht es, die zunächst noch nicht direkt den Wärmeverbrauch wiedergebenden ausgelesenen Meßergebnisse in Wärmeverbrauchswerte umzurechnen. Außerdem kann der Rechner direkt überprüfen, ob sämtliche Meßeinheiten, die zu einer Wohnung gehören, überprüft wurden, und kann gegebenenfalls speziell angeben, welche Wärmemeßeinheiten noch abzulesen sind.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 4 kann dem Auslesegerät leicht die jeweilige Meßstelle in Form alphanumerischer Daten eingegeben werden. Es können auch weitere Bemerkungen und Daten, welche für die Abrechnung von Bedeutung sein können, eingegeben werden.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 5 kann man die einzelnen Meßeinheiten, welche Schwingquarze mit fertigungsbedingter Schwankung des Temperaturganges der Frequenz enthalten, leicht noch an Ort und Stelle eichen, wobei dann der Korrekturfaktor entweder auf dem Aufzeichnungsgerät des Auslesegerätes zur späteren zentralen Berücksichtigung aufgezeichnet wird oder in zusätzliche Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers eingelesen wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß der Korrekturfaktor für den wirklichen Temperaturgang der Frequenz des Schwingquarzes der betrachteten Meßeinheit zugleich mit dem Ablesen des Wärmeverbrauches überprüft werden kann. Der jeweils neu gemessene Temperaturfaktor kann dann im zentralen Rechner zusammen mit dem vor Beginn der Ablesungsperiode gemessenen Korrekturfaktor zur noch genaueren Bestimmung des Wärmeverbrauches verwendet werden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß die Referenz-Meßeinheit und die an dem wärmeabgebenden Teil angebaute Meßeinheit in gutem wärmeleitendem Kontakt sind, also gleiche Temperatur haben.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf das Vermeiden von Temperaturgefällen zwischen Referenz-Meßeinheit und abzulesender Meßeinheit von Vorteil.

Gemäß Anspruch 9 wird auf einfache Weise eine leicht lösbare, thermisch gut leitende Verbindung zwischen Referenz- Meßeinheit und abzulesender Meßeinheit erhalten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf einen einfachen Aufbau des Steckers, auf ein einfaches Anbringen der Referenz-Meßeinheit im Stecker und auf eine gleichzeitige gute thermische Kopplung zwischen der Referenz-Meßeinheit und der abzulesenden Meßeinheit von Bedeutung.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird erreicht, daß die Referenz-Meßeinheit und der Übertragungsblock rasch auf eine Temperatur aufgewärmt werden können, welche nahe bei der Temperatur der abzulesenden Meßeinheit liegt. Bei abgeschaltetem Heizwiderstand läßt man dann den Temperaturausgleich vollends ablaufen. Das Abschalten des Heizwiderstandes zum richtigen Zeitpunkt kann leicht unter Vergleich der Ausgangssignale der Referenz-Meßeinheit und der abzulesenden Meßeinheit vom Auslesegerät bewerkstelligt werden.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 12 kann man schon im Auslesegerät die den Wärmeverbrauch implizit wiedergebende "Wärmezeit" durch Vergleich mit einem Zeitnormal in eine den Wärmeverbrauch besser charakterisierende Zahl umrechnen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick auf eine weitgehende Standardisierung von Vorrichtungsteilen und auf ein direkt vergleichbares Arbeiten des Zeitmessers und der Meßeinheiten von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wird erreicht, daß man die sowieso vorhandenen Wärmemesser zugleich als mit sehr hoher Auflösung arbeitende Temperaturfühler einsetzen kann.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist im Hinblick auf besonders niedere Gestehungskosten der in großen Stückzahlen benötigten Wärmemeßeinheiten von Vorteil. Man braucht nämlich die Schwingquarze nicht präzise abzustimmen, kann diese vielmehr direkt mit den fertigungsbedingten Toleranzen verwenden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 wird auf einfache Weise und ohne bauliche Maßnahmen eine sehr präzise Abrechnung des Wärmeverbrauches möglich, welche auch den Wärmeströmen innerhalb eines Gebäudes zwischen verschiedenen Wohnungen durch Wände und Decken und der Außentemperatur Rechnung trägt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 bei a) eine schematische Ansicht einer an einem Heizkörper angebrachten Wärmemeßeinheit, bei b) eine schematische Ansicht eines Raumes eines Gebäudes, dessen Wände mit mehreren Wärmemeßeinheiten versehen sind, und bei c) eine Aufsicht auf ein Gerät zum Auslesen der Wärmemeßeinheiten;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Wärmemeßeinheit und eines mit ihr zusammenarbeitenden Auslesegerätes;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Wärmemeßeinheit und des mit ihr zusammenarbeitenden Auslesegerätes;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiter abgewandelten Wärmemeßeinheit;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiter abgewandelten Wärmemeßeinheit; und

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch einen Stecker, über welchen das Auslesegerät mit den Wärmemeßeinheiten verbindbar ist.

In Fig. 1 erkennt man zwei Rippen 10 und 12 eines Heizkörpers einer Zentralheizungsanlage. An die Heizkörperrippen 10 und 12 sind Schenkel 14 einer Halterung 16 aus Blech angeschweißt. Letztere weist ferner von einem plattenförmigen Bodenabschnitt 18 umgekantete Ränder 20, 22 auf.

In dem durch die Schenkel 14, den Bodenabschnitt 18 und die Ränder 20, 22 begrenzten wannenförmigen Raum findet eine insgesamt mit 24 bezeichnete Wärmemeßeinheit Aufnahme (vgl. auch Fig. 6). Durch eine an nicht gezeigten Nasen der Ränder 20, 22 abgestützte gewellte Feder 26 wird die ebene Rückseite des aus wärmeleitendem Material gefertigten Gehäuses der Wärmemeßeinheit 24 in flächiger Anlage am ebenen Bodenabschnitt 18 der Halterung 16 gehalten, ggf. unter Zwischenschaltung einer plastisch verformbaren Schicht aus gut wärmeleitendem Material, wenn die beiden Berührflächen von Halterung 16 und Wärmemeßeinheit 24 nicht genau plan bearbeitet sind. Ein durch eine Plombe 28 geschlossener Plombierdraht 30 verhindert ein nicht autorisiertes Entnehmen der Meßeinheit 24 aus der Halterung 16.

Der Bodenabschnitt 18 weist zum Rauminneren und ist auf seiner Außenseite mit einer die Meßstelle charakterisierenden eingeprägten Kennzeichnung 32, z. B. einer Buchstaben/Zahlenkombination versehen. Im Bodenabschnitt 18 ist ferner eine gestreckte Ausnehmung 34 vorgesehen, durch welche in der Wärmemeßeinheit 24 vorgesehene Steckbuchsen 36 zugänglich sind. Einzelheiten der Wärmemeßeinheit 24 werden später unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 noch genauer beschrieben.

In die Steckbuchsen 36 passen Kontaktstifte 38 eines Steckers 40, dessen Einzelheiten später unter Bezugnahme auf Fig. 6 besprochen werden. Der Stecker 40 ist an einem Verbindungskabel 42 befestigt, über welches ein intelligentes tragbares Auslesegerät 44 mit einer Wärmemeßeinheit 24 verbunden werden kann. Der elektronische Aufbau des Auslesegerätes 44 wird ebenfalls später genauer beschrieben. In Fig. 1 ist erkennbar, daß das Auslesegerät 44 ein Schreibmaschinen-Tastenfeld 46 zur Eingabe von Daten, einen Nadeldrucker 48 zur Ausgabe von Ableseprotokollen, ein Magnetaufzeichnungsgerät 50 zur Aufzeichnung der Meßergebnisse für eine Weiterverarbeitung in einem Rechner und eine elektrisch beheizte Eichplatte 52 aus gut wärmeleitendem Material aufweist.

Die Eichplatte 52 ist über eine isolierende Schaumstoffwanne 54 in das Gehäuse des Auslesegerätes 44 eingebaut. Eine als normal dienende Wärmemeßeinheit 56 ist über eine Halterung 58 fest auf der Eichplatte 52 angebracht. Die Wärmemeßeinheit 56 ist in der Halterung 58 genauso durch eine Feder fixiert und durch eine Verplombung gesichert, wie dies obenstehend für die Wärmemeßeinheit 24 unter Bezugnahme auf die Halterung 16 schon beschrieben wurde. Für die Wärmemeßeinheit 56 ist die Temperaturabhängigkeit der Frequenz eines in ihr enthaltenen Schwingquarzes, welcher als eigentlicher Temperaturfühler dient, im Labor genau bestimmt worden. Die Eichplatte 52 trägt ferner eine zweite Halterung 60, in welche eine zu eichende Wärmemeßeinheit in genau gleicher Weise eingesetzt werden kann wie die Wärmemeßeinheit 56 in die Halterung 58.

Es wurde herausgefunden, daß die fertigungsbedingte Abweichung des Temperaturganges der Frequenz einer Wärmemeßeinheit von einer Sollcharakteristik darin besteht, daß die entsprechende Frequenzkurve in Ordinatenrichtung parallel zur Sollkurve verschoben ist. Durch Berücksichtigung eines einzigen Korrekturwertes läßt sich somit ein mit fertigungsbedingten Fehlern behafteter Meßwert einer Wärmemeßeinheit auf den richtigen Meßwert einfach umrechnen. Dieser Korrekturwert läßt sich für jede Wärmemeßeinheit vor dem Einbau in die Halterung 16 unter Verwendung des intelligenten Auslesegerätes 44 bestimmen, wenn ein Betriebsartenschalter 62 in die Stellung "Grundeichung" gestellt ist. Die Temperatur der Eichplatte 52 für diese Grundeichung kann an einem Drehknopf 64 eingestellt werden.

Da die Wärmeabgabe eines Heizkörpers 66 in einem betrachteten Raum 68 nicht nur von der Temperatur des Heizkörpers selbst sondern auch von der Außentemperatur abhängt und für eine gerechte Abrechnung auch die Wärmeströme innerhalb des Gebäudes zu berücksichtigen sind, ist neben der vom Heizkörper 66 getragenen Wärmemeßeinheit 24 eine weitere Wärmemeßeinheit 70 an der Innenwand zum benachbarten Raum und eine weitere Wärmemeßeinheit 72 auf der Außenseite einer geeigneten, nicht direkt der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Gebäudewand angebracht. Diese Wärmeeinheiten werden beim Ermitteln des Wärmeverbrauches im Raum 68 mit abgelesen, und aus diesen drei Ablesewerten berechnet dann der zur Abrechnung verwendete Rechner den Wärmeverbrauch im Raum 68. Es versteht sich, daß die Wärmeeinheit 72 für jedes Gebäude oder sogar für eine Gruppe benachbarter Gebäude nur einmal vorgesehen zu werden braucht, und daß Wärmemeßeinheiten 70 nur in denjenigen Gebäudewänden (und ggf. Gebäudedecken) benötigt werden, welche verschiedene Wohnungen gegeneinander abgrenzen.

Wie Fig. 6 zeigt, hat der Stecker 44 ein durch einen aus schlecht wärmeleitendem Kunststoff gespritzten Deckel 74 verschlossenes Gehäuse 76, welches ebenfalls aus schlecht wärmeleitendem Kunststoff gespritzt ist. An die Umfangswand des Gehäuses 76 ist ein Vorsprung 78 angeformt, in welchen vergrößerten Durchmesser aufweisende Köpfe 80 der Kontaktstifte 38 und entsprechende Köpfe 82 weiterer, in entgegengesetzte Richtung weisender Kontaktstifte 84 eingebettet sind. An die Kontaktstifte 38 und 84 sind Einzelleiter 86 angeschlossen, welche ebenfalls in das Kunststoffmaterial des Gehäuses 76 eingebettet sind und an das Verbindungskabel 42 angeschlossen sind.

Ein Wärmeübertragungsblock 88 findet im Gleitsitz in Steckrichtung verschiebbar im Gehäuse 76 Aufnahme. Seine Abmessung in Steckrichtung ist geringfügig größer als die Abmessung des Vorsprunges 78 in dieser Richtung. Eine Ausnehmung 90 des Wärmeübertragungsblockes 88 übergreift den Vorsprung 78 formschlüssig im Gleitsitz. In dem Wärmeübertragungsblock 88 ist ein Heizwiderstand 92 formschlüssig in eine angesenkte Bohrung 94 eingesetzt und ist über flexible Leiter 96 ebenfalls an das Verbindungskabel 42 angeschlossen.

In in Steckrichtung verlaufenden, nach vorne frei auslaufenden Schlitzen 98 des Gehäuses 76 sind Schwenkriegel 100 vorgesehen, welche durch nicht gezeigte Drahtfedern in die in der Zeichnung wiedergegebene Sperrstellung vorgespannt sind, in welcher sie mit ihren Riegelabschnitten 102 die Ränder 20 und 22 der Halterung 16 übergreifen. Betätigungsabschnitte 104 der Schwenkriegel 100 stehen über die Außenfläche des Gehäuses 66 über.

Der Wärmeübertragungsblock 88 liegt mit seiner in der Zeichnung rechts gelegenen Stirnfläche an dem Bodenabschnitt 18 der Halterung 16 an. Mit seiner in der Zeichnung links gelegenen Stirnfläche liegt der Wärmeübertragungsblock 88 am Bodenabschnitt 18′ einer weiteren Halterung 16′ an, welche sich von der Halterung 16 nur dadurch unterscheidet, daß sie keine Schenkel 14 hat. In der Halterung 16′ ist eine Referenz- Wärmemeßeinheit 24′ durch eine Feder 26′ festgelegt, und die Steckbuchsen 38′ der Wärmemeßeinheit 24′ sind auf den Kontaktstiften 84 verschiebbar. Die Halterung 16′ und die Referenz- Wärmemeßeinheit 24′ sind durch eine elastische Gummischicht 106 in Steckrichtung vorgespannt. Auf diese Weise ist bei auf die Halterung 16 aufgesetztem Stecker 40 ein gut wärmeleitender Flächenkontakt zwischen der Referenz- Wärmemeßeinheit 24′ und dem Bodenabschnitt 18 der Halterung 16 gegeben, an welchem die Wärmemeßeinheit 24 ebenfalls flächig anliegt. Damit sind die beiden Wärmemeßeinheiten 24 und 24′ auf gleicher Temperatur.

Um nach dem Anbringen des Steckers 40 an der Halterung 16 möglichst rasch die Temperaturgleichheit zwischen den beiden Wärmemeßeinheiten 24 und 24′ herzustellen, wird unter Steuerung durch das intelligente Auslesegerät 44 der Heizwiderstand 92 solange geheizt, bis die Temperatur des Wärmeübertragungsblockes 88 und der Halterung 16′ sowie der Referenz- Wärmemeßeinheit 24′ im wesentlichen mit der Temperatur der Wärmemeßeinheit 24 übereinstimmt. Dies läßt sich leicht anhand der von den beiden Wärmemeßeinheiten abgegebenen Signale feststellen. Dann wird der Heizwiderstand 92 abgeschaltet, und nach Verstreichen einer mit Sicherheit zur Einstellung gleicher Temperaturverteilung ausreichenden vorprogrammierten Wartezeit leitet dann das Auslesegerät 44 die eigentliche Messung ein. Diese besteht in der Übernahme des Meßergebnisses und der Bestimmung des Korrekturfaktors für die jeweilige Wärmemeßeinheit 24 gegenüber der geeichten Referenz-Wärmemeßeinheit 24′. Beide Werte werden auf dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 zur Weiterverarbeitung abgespeichert.

Nach Drücken der Betätigungsabschnitte 104 läßt sich der Stecker 40 leicht von der Wärmemeßeinheit 24 abziehen und anschließend auf eine andere Wärmemeßeinheit aufschieben.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten des schaltungstechnischen Aufbaus der Wärmemeßeinheit 24 und des Auslesegerätes 44.

Ein Schwinggabel-Schwingquarz 108, welcher bei Raumtemperatur bei 32 kHz schwingt, ist so geschnitten, daß eine große Temperaturabhängigkeit seiner Eigenfrequenz erhalten wird. Der Ausgang des Schwingquarzes 108 ist mit einem Vorteiler 110 verbunden, dessen Ausgang ein Signal mit einer Frequenz von 128 Hz bereitstellt. Mit diesem Signal ist ein Zähler 112 beaufschlagt, welcher aus Einzelzählern 112 a-112 f zusammengesetzt gezeigt ist, welche an ihren Überlaufausgängen in Abständen von Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen, Monaten und Jahren Impulse abgeben.

Die Schaltkreise 110 und 112 sind in den in großen Stückzahlen hergestellten und daher preisgünstig erhältlichen integrierten Schaltkreisen für Quarzuhren enthalten, welche zur Realisierung der Wärmemeßeinheit 24 nach Fig. 1 verwendet werden können.

An den Ausgängen der Einzelzähler 112 a-112 f wird der jeweilige Zählerstand in Form zweistelliger BCD-codierter Zahlen bereitgestellt. Die Ausgänge der Einzelhändler 112 a-112 f sind mit einem 48 Bit langen Unterbereich 114 b eines Schieberegisters 114 verbunden. Dessen Gesamtlänge beträgt beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel 128 Bit. Hiervon ist ein 16 Bit großer Unterbereich 114 a aus einem Festwertspeicher 116 einlesbar, welcher eine Identifizierungsnummer enthält, die der betrachteten Wärmemeßeinheit 24 speziell zugeordnet ist. Ein weiterer, 64 Bit großer Unterbereich 114 c des Schieberegisters 114 dient zur Aufnahme variabler Information, z. B. der Korrekturfaktor für den jeweiligen Schwingquarz 108, die Größe des der Meßstelle zugeordneten Heizkörpers und Code-Information. Der 64 Bit lange Unterbereich 114 c des Schieberegisters 114 ist an einen Komparator 118 angeschlossen, welcher mit seinem zweiten Eingang an einen die Code- Information enthaltenden Festwertspeicher 120 angeschlossen ist. Der Komparator 118 kann über eine Steuerleitung 122 vom Auslesegerät 44 her aktiviert werden und setzt dann, wenn der Inhalt des Festwertspeichers 120 mit dem Codeinhalt des Unterbereiches 114 c des Schieberegisters 114 übereinstimmt, die Einzelzähler 112 a-112 f auf Null zurück, bzw.veranlaßt bei entsprechender Ausbildung der Einzelhändler dieselben zur Übernahme der zugeordneten Bits des Unterbereiches 114 b des Schieberegisters 114 als Ausgangszählerstand.

Das Schieberegister 114 ist so ausgebildet, daß es Daten an den in der Zeichnung oben liegenden Paralleldatenübertragungsklemmen DP parallel einlesen und ausgeben kann, wenn eine Paralleltaktsteuerklemme TP mit Signal beaufschlagt wird. Diese Klemme ist mit dem Ausgang des Einzelzählers 112 a verbunden, welcher in Abständen von 1 Sekunde einen Impuls abgibt.

Das Schieberegister 114 hat ferner eine Serielldatenübertragungsklemme DS, über welche Daten seriell ein- oder ausgelesen werden können, wenn eine Serielltaktsteuerklemme TS mit Signal beaufschlagt wird. Letztere ist mit dem Ausgang eines UND- Gliedes 124 verbunden, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Vorteilers 110 und dessen zweiter Eingang mit einer zum Auslesegerät 44 führenden Steuerleitung 126 verbunden ist. Eine Datenleitung 128 verbindet die Serielldatenübertragungsklemme DS des Schieberegisters 114 mit dem Auslesegerät 44.

Die drei Leitungen 122, 126 und 128 sind über das Verbindungskabel 42 mit einem Eingabe/Ausgaberegister 130 verbunden, welches einem Mikroprozessor 132 zugeordnet ist. Mit diesem sind als weitere periphere Geräte verbunden eine Echtzeituhr 134, die Referenz-Wärmemeßeinheit 24′, das Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 und der Nadeldrucker 48.

Die Echtzeituhr 134 hat gleichen Aufbau wie die durch den Schwingquarz 108, den Vorteiler 110 und den Zähler 112 gebildete "Wärmezeituhr", nur ist ihr Schwingquarz in für Quarzuhren üblicher Weise so geschnitten, daß seine Arbeitsfrequenz temperaturunabhängig ist. Falls gewünscht, kann die Echtzeituhr zusätzlich ein Rundfunkempfangsteil aufweisen und so automatisch in regelmäßigen Abständen auf die behördliche Normalzeit gestellt werden.

Die oben beschriebene, elektrisch durch eine eingebaute Batterie lautstarke Wärmemeßeinheit 24 und das oben beschriebene Auslesegerät 44 werden wie folgt verwendet:

Vor dem Einbau der Meßeinheit 24 in die Halterung 16 wird diese auf der Eichplatte 52 angebracht und der Schwingquarzkorrekturfaktor wird vom Auslesegerät 44 bestimmt und auf dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 abgespeichert. Danach wird die Meßeinheit 24 in die Halterung 16 eingesetzt, mit der Feder 26 festgeklemmt, und der Plombierdraht 30 und die Plombe 28 werden angebracht. Danach wird der Stecker 40 in die Meßeinheit 24 eingesteckt, und in das Schieberegister 114 wird vom Auslesegerät 44 die genaue Echtzeit zusammen mit der Code-Information, der Information über die Größe des Heizkörpers und dem Schwingquarzkorrekturfaktor eingegeben. Der nun an beiden Eingängen mit gleicher Codeinformation beaufschlagte Komparator 118 spricht nun an, und es wird dann der Unterbereich 114 b des Schieberegisters 114 als Ausgangszählerstand in den Zähler 112 übernommen. Hierauf wird das Schieberegister 114 vom Auslesegerät 44 mit beliebiger, nicht die Code-Information enthaltender Information überschrieben, und der Stecker 40 wird abgezogen.

Die Wärmemeßeinheit 24 stellt nun jede Sekunde den bisherigen Wärmeverbrauch in Form einer Zeitangabe im Schieberegister 114 bereit. Falls gewünscht, kann man die Klemme TP des Schieberegisters 114 auch mit dem Minutenausgang des Einzelzählers 112 b verbinden.

Nach Ablauf einer Heizperiode wird das Auslesegerät 44 wieder an die Wärmemeßeinheit 24 angeschlossen, und bei Bereitstellung eines Steuersignales auf der Steuerleitung 126 wird der Inhalt des Schieberegisters 114 seriell ausgelesen. Dies kann aus Sicherheitsgründen mehrfach erfolgen, wobei dann das Auslesegerät 44 die Kennung für die Wärmemeßeinheit 24, welche dem Festwertspeicher 116 entnommen ist, zugleich als Markierung für den Anfang des Inhaltes des Schieberegisters 114 benützt.

Soll der Inhalt des Schieberegisters 114 auch durch den Inhaber der Wohnung ausgelesen werden können, so kann man diesem ein einfaches Anzeigegerät zur Verfügung stellen, welches keine Code-Information enthält und nur zum Auslesen des Schieberegisters 114 befähigt ist und den Unterbereich 114 b in Form einer Zahl anzeigt.

Man kann eine an einer Raumwand angeordnete Wärmemeßeinheit 70 während der Ableseperiode auch zugleich als Temperaturfühler mit Einleitersignalübermittlung verwenden, indem man die in der Zeichnung untere Eingangsklemme des UND-Gliedes 124 an den Sekunden- oder Minutenausgang des Zählers 112 anschließt und die Leitung 128 mit einer Regeleinheit der Raumklimatisierungsanlage verbindet, welche entweder die Änderung der Inhaltes des Unterbereiches 114 b digital auswertet oder die Abweichung der Auslesetaktfrequenz von der exakten 128 Hz-Taktfrequenz ermittelt und als Maß für die Ist-Temperatur im Raum nimmt.

Zum Ablesen des Wärmeverbrauches nach einer Heizperiode wird nach Anbringen des Steckers 40 vom Auslesegerät 44 der Inhalt des Schieberegisters 114 ausgelesen und auf dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 festgehalten, und falls in den Stecker 40 eine Referenz-Wärmemeßeinheit 24′ integriert ist, wird zugleich in der schon beschriebenen Art und Weise der Korrekturfaktor für die Wärmemeßeinheit 24 neu bestimmt und ebenfalls magnetisch aufgezeichnet. Dann wird das Schieberegister 114 vom Auslesegerät 44 her mit der echten Uhrzeit gefüllt und der Stand des Zählers 112 entsprechend korrigiert, wie oben schon beschrieben wurde.

Das Auslesegerät 44 überprüft nach ihm über das Magnetaufzeichnungsgerät 50 eingegebenen Daten, ob sämtliche Wärmemeßeinheiten einer Wohnung bzw. eines Hauses überprüft wurden und druckt die Meßergebnisse auf dem Nadeldrucker 48 als Beleg aus.

Nach Ablesen aller Wärmemeßeinheiten eines Hauses oder einer Gruppe von Gebäuden wird die vom Magnetbandaufzeichnungsgerät 50 beschriebene Bandkassette entnommen und zur Erstellung der Endabrechnung an ein Rechenzentrum des Abrechnungsunternehmens gesandt, was einfach auf dem Postwege erfolgen kann. Die Aufzeichnungen auf der Magnetbandkassette können zugleich zur Kontrolle des Ablesers und zur Lohnabrechnung für den Ableser verwendet werden.

Man erkennt, daß bei dieser Art der Ermittelung des Wärmeverbrauches Manipulationen oder unbeabsichtigte Fehler ausgeräumt sind. Die Ablesung kann auch durch ungeübte Personen wie Hausmeister vorgenommen werden, und auch die Weiterverarbeitung der Meßergebnisse erfolgt ohne menschliches Zutun rein maschinell und fehlerfrei.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Wärmemeßeinheit 24*. Das Schieberegister 114 und die niedrfrequenten Zählerstufen sind hier durch einen Schreib-Lesespeicher (RAM) 136, welcher 2 ^N getrennt andressierbare Speicherzellen zu jeweils einem Bit aufweist, und durch einen Binäraddierer ersetzt, welcher zwischen die Datenausgangsklemme DO und die Dateneingangsklemme DI des Schreib/Lesespeichers 136 geschaltet ist und seinerseits einen Inverter 138, einen diesem nachgeschalteten Verzögerungskreis 140 und ein getakteten RS-Flipflop 142 (Carry-Flipflop) sowie ein exklusives ODER-Glied 144 aufweist. Die Eingänge des exklusiven ODER-Gliedes 144 sind mit der Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 bzw. dem "1"-Ausgang des Flipflops 142 verbunden. Dessen Rückstelleingang R ist über den Verzögerungskreis 140 und den Inverter 38 ebenfalls mit der Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden, sein Setzeingang S ist mit der Überlaufklemme O eines zur zyklischen Adressierung des Schreib/Lesespeichers 136 verwendeten Vorzählers 146 verbunden. Dieser erhält am Eingang ein Signal mit einer Frequenz von etwa 128 Hz, welches über einen Zwischenteiler 148 mit einem Teilfaktor zwei von einem ein 256 Hz-Signal abgeleitet ist, das ein Vorteiler 150 bereitstellt. Letzterer ist an den Ausgang eines Schwinggabel-Schwingquarzes 152 angeschlossen, welcher wieder so geschnitten ist, daß sich seine Eigenfrequenz stark mit der Temperatur ändert.

Das Ausgangssignal des Vorteilers 150 wird direkt auf die Einlesetaktklemme TI und über einen Inverter 154 auf die Auslesetaktklemme TO des Schreib-Lesespeichers 136 gegeben.

Eine Datenausgabeleitung 156 ist an die Datenausgangsklemme DO des Schreib/Lesespeichers 136 angeschlossen. Eine Dateneinleseleitung 158 ist mit einer Eingangsklemme eines UND- Gliedes 160 verbunden, dessen zweite Eingangsklemme mit einer Einlesesteuerleitung 162 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 160 ist über ein ODER-Glied 164 mit der Dateneingangsklemme DI des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden. Dessen zweite Eingangsklemme ist mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 166 verbunden, dessen einer Eingang über einen Inverter 168 ebenfalls mit der Einlesesteuerleitung 162 verbunden ist und dessen anderer Angang mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gliedes 144 verbunden ist. Das Signal auf der Einlesesteuerleitung 162 wird über eine schnelle monostabile Kippschaltung 167 auch zum Rückstellen der Teiler 148, 150 und des Vorzählers 146 verwendet.

Die oben beschriebene Meßeinheit 24* arbeitet folgendermaßen:
Die verschiedenen (bei den oben angegebenen Frequenzverhältnissen in der Praxis 128) Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers 136 werden in einer Sekunde ("Wärmezeit") einmal zyklisch durchadressiert. Jedes Adreßsignal steht für 1/128 Sek. an. Jede Sekunde wird durch einen Überlaufimpuls des Vorzählers 146 des Flipflop 142 gesetzt. Das exklusive ODER- Glied 144 setzt nun alle ankommenden binären Einsen in binäre Nullen um, ebenso wird die erste ankommende binäre Null in eine Eins umgesetzt. Die so umgesetzten Daten werden über die Dateneingangsklemme DI wieder in den Schreib/Lesespeicher 136 eingelesen. Alle nachfolgenden an der Datenausgangsklemme DO bereitgestellten Bits werden unverändert über das exklusive ODER-Glied 144 wieder über die Dateneingabeklemme DI des Schreib/Lesespeichers 136 eingelesen. Auf diese Weise erfolgt gleichzeitig ein periodisches Auslesen des Wärmeverbrauches ("Wärmezeit") und ein Addieren von Sekundenimpulsen zum Zwecke der Integration des Wärmeverbrauches. Die Schaltung erhält offensichtlich durch dieses Zusammenfassen von Schnittstellenfunktion und Zählfunktion im Schreib/Lesespeicher 136 einen besonders einfachen Aufbau.

Ein Schutz gegen Manipulation kann bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dadurch erhalten werden, daß man die Steckbuchse für die Einlesesteuerleistung 162 durch die Halterung 16 abdeckt und die jährliche Verbrauchsbestimmung unter Berücksichtigung der Ablesung der letzten Periode vornimmt. Eine erstes Einlesen des Schreib/Lesespeichers 136 ist nämlich nur nach einem Auswechseln der Batterie erforderlich, wozu die Plombe 28 der Halterung 16 sowieso zerstört werden muß und die Wärmemeßeinheit 24* der Halterung 16 entnommen werden muß.

Sollen im Schreib/Lesespeicher 136 zusätzliche Informationen über den Korrekturfaktor des Schwingquarzes 152 und/oder die Größe des der Meßeinheit zugeordneten Heizkörpers und/oder Code-Information gespeichert werden, die dann automatisch zusammen mit dem Wärmeverbrauch zyklisch ausgegeben werden, so kann man die Schaltung wie in Fig. 4 gezeigt abwandeln. Schon unter Bezugnahme auf Fig. 3 besprochene Schaltungsteile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen und brauchen nicht noch einmal im einzelnen erläutert zu werden.

Der Vorteiler 150, der Zwischenteiler 148 sowie der Vorzähler 46 sind als ein Vorzähler 170 zusammengefaßt gezeigt, dessen erste Ausgangsklemme zur Vorgabe des Auslesens bzw. Einlesens des Schreib/Lesespeichers 136 verwendet wird, dessen zweite Ausgangsklemme zum Takten des Flipflops 142 verwendet wird, dessen nachfolgende Ausgangsklemmen (in der Praxis bei den oben beschriebenen Frequenzverhältnissen 8) zum Adressieren des Schreib/Lesespeichers 136 verwendet werden und dessen letzte Ausgangsklemme zum Rückstellen des Vorzählers 170 beim Auslesen des Wärmeverbrauches verwendet wird, während die vorletzte Ausgangsklemme zum Zurückstellen des Vorzählers 170 beim normalen Meßbetrieb verwendet wird.

Hierzu sind die beiden letztgenannten Ausgangsklemmen mit ersten Eingängen von UND-Gliedern 172, 174 verbunden, deren Ausgänge über ein ODER-Glied 176 zusammengefaßt sind. Dessen Ausgang wird über ein weiteres ODER-Glied 178 mit dem Signal auf der Einlesesteuerleitung 162 zusammengefaßt; der Ausgang des ODER-Gliedes 178 ist mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 167 verbunden.

Der Schreib/Lesespeicher 136 hat 2 ^N+1 Speicherzellen, von denen aber wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nur 2 ^N zum Speichern der den Wärmeverbrauch charakterisierenden "Wärmezeit" verwendet werden. Die zweite, obere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 enthält die Informationen über Korrekturfaktor, Heizkörpergröße und Code-Information. Liegt kein Signal auf der Einlesesteuerleitung 162, so wird die obere Speicherhälfte überhaupt nicht adressiert und die Schaltung arbeitet genauso wie die Schaltung nach Fig. 3. Liegt ein Einlesesteuersignal an, so werden auch die Speicherzellen in der oberen Speicherhälfte adressiert, und ihr Inhalt wird auf der Datenausgabeleitung 156 zusammen mit dem Inhalt der unteren Speicherhälfte bereitgestellt. Die ausgelesenen Daten können im Auslesegerät 44 weiterverarbeitet werden und entweder unverändert (Fortschreibung der Verbrauchsmessung, keine Neubestimmung des Korrekturfaktors) wieder in den Schreib/Lesespeicher 136 zurückgeführt, wie durch die Schleife 180 im Auslesegerät 44 angedeutet, oder das Auslesegerät 44 füllt den Schreib/Lesespeicher neu, wobei die "Wärmezeit" wieder in Einklang mit der Echtzeit gebracht wird und/oder ein neuer Schwingquarzkorrekturfaktor eingegeben wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 enthält die untere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 die Information über den Wärmeverbrauch, die obere Hälfte des Schreib/Lesespeichers 136 Code-Information, den Schwingquarzkorrekturfaktor und Information über die Heizkörpergröße usw. Um Manipulationen am Inhalt des Schreib/Lesespeichers 136 weiter zu erschweren, kann man bei der Ausführungsform nach Fig. 5 die zusätzliche Information und die Information über den Wärmeverbrauch in von Wärmeeinheit zu Wärmeeinheit verschiedener Weise willkürlich auf beliebige Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers 136 verteilen.

Hierzu weist die in Fig. 5 gezeigte Wärmemeßeinheit 24*** einen Festwertspeicher 182 auf, der ebenso wie der Schreib/ Lesespeicher 136 einzeln adressierbare Speicherzellen zu einem Bit enthält und mit denselben Signalen vom Vorzähler 170 her adressiert wird. Dabei steht eine binäre Eins in einer Speicherzelle des Festwertspeichers 182 dafür, daß die entsprechende Speicherzelle des Schreib/Lesespeichers 136 arithmetisch zu verarbeitende Information über den Wärmeverbrauch enthält, eine binäre Null dafür, daß die entsprechende Speicherzelle des Schreib/Lesespeichers 136 Zusatzinformation enthält, die bei der Fortschreibung des Wärmeverbrauches nicht arithmetisch verarbeitet werden darf.

Die Datenausgangsklemme DO des Festwertspeichers 182 ist mit einer Eingangsklemme eines UND-Gliedes 184 verbunden, dessen andere Eingangsklemme mit dem Ausgang des Inverters 138 und dessen Ausgangsklemme mit dem Eingang des Verzögerungskreises 140 verbunden ist. Damit ist sichergestellt, daß nur solche vom Datenausgang DO des Schreib/Lesespeichers 136 ausgegebene binäre Nullen das Flipflop 142 zurückstellen können, welche zu arithmetisch zu verarbeitenden Bits des den Wärmeverbrauch charakterisierenden Teiles des Inhaltes des Schreib/Lesespeichers 136 gehören.

Der Datenausgang DO des Festwertspeichers 182 ist ferner mit dem Eingang eines weiteren UND-Gliedes 186 verbunden, welches am anderen Eingang mit der 256 Hz-Ausgangsklemme des Zählers 170 verbunden ist und welches am Ausgang mit der Einlesetaktsteuerklemme TI des Schreib/Lesespeichers 136 verbunden ist. Damit sind solche Speicherzellen bei der periodischen Durchadressierung des Schreib/Lesespeichers 136 gegen ein Überschreiben geschützt, welche Zusatzinformation enthalten, da bei der Adressierung dieser Speicherzellen eine binäre Null am Ausgang des Festwertspeichers 182 ausgegeben wird.

Der Festwertspeicher 182 ist ein elektrisch programmierbarer Festwertspeicher (EPROM) und wird in der Fabrik für die verschiedenen Wärmemeßeinheiten unterschiedlich eingelesen. Die entsprechende Information wird nur im Rechner des Abrechnungsunternehmens gespeichert; sie kann weder aus der Wärmemeßeinheit, in welcher alle Teile mit Ausnahme der Batterie mit dem Gehäuse vergossen sind, noch beim Auslesen der Wärmemeßeinheit mit einem Auslesegerät bestimmt werden, da man es dann verschieden seriell ausgelesenen Bits nicht ansehen kann, ob sie Zusatzinformation oder einen Teil der den Wärmeverbrauch angebenden digitalen Zahl darstellen. Auf diese Weise sind Manipulationen an den Meßergebnissen in gezielter Weise nicht möglich.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Messen des Wärmeverbrauches, insbesondere zur Verwendung in einer Heizanlage, mit einer thermisch an ein wärmeabgebendes Teil ankoppelbarer Meßeinheit, welche einen mit temperaturabhängiger Frequenz arbeitenden Temperaturfühler und einen mit dessen Ausgangssignal beaufschlagten Zähler aufweist, wobei dem Zähler ein seriell auslesbarer Schreib/Lesespeicher zugeordnet ist, der eine größere Kapazität hat als zur Speicherung des Zählerstandes des Zählers notwendig, um Zusatzinformationen aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib/Lesespeicher (114; 136) über eine Steckverbindung (40) mit einem Auslesegerät (44) verbindbar ist, welches eine Einrichtung (50) zum Aufzeichnen des Inhaltes des Schreib/Lesespeichers (114; 136) auf einen Datenträger aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung (50) eine Magnetaufzeichnungseinrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslesegerät (44) einen Rechner (132) und einen Datenträger (50) für ein Rechnerprogramm aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslesegerät (44) ein Tastenfeld (46) zur Eingabe von Daten aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslesegerät (44) eine heizbare Eichplatte (52) aufweist, auf welcher eine geeichte Meßeinheit (56) angebracht ist und auf welcher eine zu eichende Meßeinheit (24) anbringbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Verbindung des Auslesegerätes (24) mit einer Meßeinheit (24) dienenden Stecker (40) eine Referenz-Meßeinheit (24′) integriert ist, welche beim Anschließen des Steckers (40) an eine Meßeinheit (24) in wärmeleitenden Kontakt zur auszulesenden Meßeinheit (24) gebracht wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Meßeinheit (24′) in Steckrichtung verschiebbar im Stecker (40) untergebracht ist und durch eine Feder (106) in Richtung auf das freie Steckerende zu vorgespannt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der die Referenz-Meßeinheit (24′) enthaltende Teil des Gehäuses (74, 76) des Steckers (40) aus schlecht wärmeleitendem Material gefertigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (40) federvorgespannte Klauen (102) aufweist, mit welchen er an der auszulesenden Meßeinheit (24) bzw. deren Halterung (16) verriegelbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch einen Übertragungsblock (88) aus gut wärmeleitendem Material, welcher eine Ausnehmung (90) aufweist, in welcher ein die Kontaktstifte (38, 84) für die auszulesende Meßeinheit (24) und die Referenz-Meßeinheit (24′) tragender Steckerabschnitt (78) im Gleitsitz Aufnahme findet, und welcher geringfügig größere Abmessung in Steckrichtung hat als dieser Steckerabschnitt (78).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übertragungsblock (88) ein Heizwiderstand (92) eingebaut ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslesegerät (44) einen Zeitmesser (134), vorzugsweise eine Echtzeituhr aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitmesser durch eine Standard-Meßeinheit (24) gebildet ist, bei welcher der mit temperaturabhängiger Frequenz arbeitende Schwingquarz (152) durch einen mit temperaturabhängiger Frequenz arbeitenden Schwingquarz ersetzt ist.

14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als mit der Regeleinheit einer Heizanlage oder Klimaanlage zusammenarbeitender Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß eine Datenausgangsklemme (156) der Meßeinheit (24), an welcher laufend vom Ausgangssignal des Schwingquarzes (152) abgeleitete Impulse bereitgestellt werden, mit einer Eingangsklemme der Regeleinheit verbunden ist und die Regeleinheit einen Frequenzmesser oder einen Rechenkreis, welcher zusammen eine Binärzahl darstellende aufeinanderfolgende Impulse zahlenmäßig auswertet, aufweist, und daß das Ausgangssignal des Frequenzmessers bzw. des Rechenkreises zur Steuerung der Heiz- oder Kälteleistung verwendet wird.

15. Verfahren zum Messen des Wärmeverbrauchs in geheizten Räumen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingquarze mit nur ungefähr mit dem Solltemperaturgang der Frequenz übereinstimmendem Temperaturgang verwendet werden und ein die Abweichung des Temperaturganges vom Solltemperaturgang charakterisierender Korrekturfaktor in die zusätzlichen Speicherzellen des Schreib/Lesespeichers eingegeben wird.

16. Verfahren zum Messen des Wärmeverbrauchs in geheizten Räumen und zur Verwendung mehrere Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßeinheit an der Innenseite einer Gebäudewand und/oder mindestens eine Meßeinheit an der Außenseite einer Gebäudewand angeordnet ist und daß in zusätzliche Speicherzellen der Schreib/Lesespeicher dieser Meßeinheiten Information zum Identifizieren der verschiedenen Meßstellen eingespeichert wird.