CH668827A5

CH668827A5 - System zur beheizung, kuehlung und energieverwaltung in gebaeuden.

Info

Publication number: CH668827A5
Application number: CH1345/86A
Authority: CH
Inventors: Richard D Jones
Original assignee: Uhr Corp
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1989-01-31
Also published as: CA1248201A; EP0191801A4; EP0191801A1; WO1986000976A1; ATA902585A; AU585245B2; DE3590371C2; JPS61502906A; US4645908A; EP0191801B1; DE3590371T; IL75918A0; GB2177496B; AT392154B; IE56688B1; GB2177496A; IE851874L; AU4639585A; IL75918A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wohnraumbeheizung, der Belüftung und Klimatisierung (HVAC) und insbesondere auf ein häusliches HVAC-System, das mit einer Energieverbrauchssteuerung für das Haus integriert ist.

Das Anwachsen der Energiekosten ist nicht ein zeitliches oder zyklisches Phänomen, sondern ein ständiges. Obwohl von Zeit zu Zeit Veränderungen auftreten, ist es Tatsache, dass sich nicht erneuerbare Energiequellen im zunehmendem Masse erschöpfen. Mit dem Verschwinden billiger Energiequellen und dem Hinzukommen teurerer Quellen bleibt der Kostenzuwachs für den Verbraucher und für die Energielieferanten, d.h. der öffentlichen Einrichtungen. Es ist daher nicht mehr länger logisch, bisher gebräuchliche Tarifstrukturen zu verwenden, in denen der Verbraucher für einen höheren Energieverbrauch «belohnt» wurde. Wenn z.B. bei der Betrachtung elektrischer Energie grosse Fluktuationen des Energieverbrauches auftreten, muss die Versorgungseinrichtung entweder ausreichend Energieerzeugungskapazität aufbauen, um den Spitzenverbrauch an Kilowatt zu befriedigen oder muss Energie von anderen Einrichtungen kaufen. Da derartige Bedarfsspitzen häufig zur gleichen Zeit in benachbarten Versorgungsnetzwerken auftreten, ist es nicht immer möglich, zu kaufen und sofern diese vorhanden ist, ist es immer kostspieliger.

Da der Durchschnittswert des Energieverbrauches ansteigt, steigen die Spitzen im allgemeinen stärker an, so dass die öffentlichen Einrichtungen dazu benötigt sind,

grosse Kapitalinvestitionen für Erzeugungseinrichtungen einzusetzen. Da es höchst wünschenswert ist, dieses zu vermeiden, folgt daraus, dass Schritte zu unternehmen sind, Spitzen und Täler des Bedarfs auszugleichen, insbesondere den Energieverbrauch während Spitzenintervallen herabzusetzen. Es ist natürlich ausserdem bedeutsam, die Effektivität jedes Heizungs- und Kühlungssystems im Netz zu maxi-mieren.

Die häusliche elektrische Energieverwendung hat am Spitzenbedarf in vielen Bereichen einen grösseren Anteil. Wenn ein Wohnraum allein betrachtet wird, hat dieser zwar keinen bedeutenden Anteil an den Spitzenbedarfskurven der Energie, es ist jedoch erwiesen, dass Energieverwender in Wohnungen bestimmten Mustern folgen, die statistisch sehr signifikant sind und dass diese Muster in einem gegebenen Bereich einen grösseren Effekt auf den Spitzenenergiebedarf in diesem Bereich haben. Beim Versuch diese Kenntnisse zu nutzen, haben die Versorgungsunternehmen in vielen Bereichen Tarifstrukturen entwickelt, die auf den maximalen Energieverbrauch einer Wohnung während Teilintervallen zwischen Spitzenbedarfszeiten abgestellt sind. Eine übliche Technik besteht darin, den Verbrauch für halbstündige Intervalle zwischen jeder Stunde und jeder halben Stunde (z. B. 10.00 Uhr und 10.30 Uhr) während der Spitzenverbrauchszeit von z. B. 9.00 Uhr und 21.00 Uhr zu überwachen. Obwohl dies ein Schritt in die richtige Richtung ist, ist es für die meisten Hausbesitzer schwierig, effektiven Gebrauch von derartigen Tarifstrukturen zu machen, da für sie kein praktischer Weg besteht zu erkennen, wann die Energie von automatisch betriebenen Einrichtungen in ihren Wohnungen oder in welcher Höhe gebraucht wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein häusliches HVAC-System anzugeben, das äusserst effektiv arbeitet.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein häusliches Heizungs-H VAC-Pumpensystem anzugeben, das ein Steuersystem zur Überwachung des gesamten Energieverbrauches des Gebäudes zur Überwachung des Laufes der Heizungs- und Kühlungseinrichtung aufweist, so dass der maximale KVA-Verbrauch während Spitzenbedarfszeiten verringert werden kann.

Ein weiterer Zweck ist es, eine Computersteuerung für ein HVAC-Heizungspumpensystem anzugeben, das Software zur Steuerung zur Heizungs- und Kühlungsfunktionen aufweist, um sowohl Komfort als auch Energieverbrauchskriterien zu erfüllen.

Um die Art und Weise, in der die vorstehenden und weitere Aufgaben und Zwecke der Erfindung gemäss der Erfindung erreicht werden, im Detail zu verstehen, wird nachfolgend ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Hinblick auf die Zeichnungen näher erläutert, die einen Teil der Beschreibung bilden und in denen

Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise in Blockform, eines Systems gemäss der Erfindung ist,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Steuerpultes einer Hausbe-sitzer-Console ist, verwendbar in dem System von Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer mit dem System nach Fig. 1 verwendbaren Steuereinrichtung ist,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Ver-schiebe(Offset)-Funktionen des Systems ist,

Fig. 5 ein schematisches elektrisches Diagramm des Lei-stungs-Überwachungsschaltkreises eines Systems gemäss der vorliegenden Erfindung ist, und

Fig. 6 eine Übersicht der Software-Organisation darstellt.

Kurz ausgedrückt beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Raumklimatisierungssystems zur Beeinflussung der Temperatur des Raumes innerhalb einer s

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Struktur, die mit elektrischer Energie in Intervallen von Spitzenverbrauch und Nichtspitzenverbrauch an elektrischer Energie versorgt wird, und wobei das System eine thermische Speichermasse aufweist zur selektiven Übertragung von Hitze zwischen der Speichermasse und der umgebenden Atmosphäre, Mittel zur selektiven Übertragung von Hitze zwischen der Speichermasse und dem Raum und Mittel zur Überwachung der elektrischen Energie, die der Struktur zugeführt wird. Das Verfahren beinhaltet die Schritte, eine Solltemperatur festzulegen, auf der der Raum gehalten werden soll, einen Temperaturbereich anzugeben, innerhalb dessen die Speichermasse gehalten werden soll, um durch Verwendung der Speichermasse den Raum klimatisieren zu können, Beeinflussung der Speichermasse während Perioden des Nichtspitzen Verbrauches durch Übertragung von Hitzeenergie zwischen der Speichermasse und der umgebenden Atmosphäre, Ermittlung der Temperatur des Raumes und Beeinflussung des Raumes durch Übertragung von Wärmeenergie zwischen der Speichermasse und dem Raum, wenn die Temperatur des Raumes von dem voreingestellten Punkt durch einen gewählten Wert abweicht, ohne Rücksicht darauf, ob die Raumklimatisierungszeit während des Spitzenbedarfs oder des Nichtspitzenbedarfsintervalls stattfindet.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet die Erfindung ein System zur Veränderung der Temperatur des Inneren eines Gebäudes, das ein Verteilungskanalsystem zur Verteilung von Luft von einem Wärmeaustauscher auf verschiedene Flächen des Gebäudes und ein Luftrückleitungs-kanalsystem aufweist, das einen Wasserspeichertank enthält, d. h. einen Wasser-zu-Luftaustauscher an der Wärmeaustauschstelle.

Eine Pumpe lässt Wasser von dem Tank durch die Wärmeaustauscher zirkulieren und ein Lüfter führt Luft von dem Luftzurückführungskanalsystem durch den Austauscher in die Verteilungskanäle. Eine Wärmepumpeneinrichtung verändert die Temperatur des Wassers im Tank. Eine Steuereinrichtung steuert den Betrieb des Lüfters und der Wärmepumpe. Die Steuereinrichtung gibt einen Temperatursollpunkt für den Raum vor. Die Temperatur der Rückkehrluft wird beim Eintritt in die Wärmeaustauscher von verschiedenen Bereichen des Gebäudes erfasst. Die Steuereinrichtung steuert die Energiezufuhr zum Lüfter und betätigt selektiv die Wasserpumpe, um Wasser durch die Wärmeaustauscher zirkulieren zu lassen, während die Luft durch die Austauscher strömt, um den Raum zu klimatisieren, wenn die erfasste Temperatur der rückkehrenden Luft von einem vorbestimmten Wert in fallender Richtung vom Sollpunkt abweicht.

Das System ist in Fig. 1 gezeigt mit einem Umkehrventil, das in einer Stellung zum Kühlen eines Innenraumes steht und zunächst in dieser Stellung beschrieben wird. Das System, das als Luft-Wasser-Luftsystem angesehen werden kann, enthält eine im Freien angeordnete Luftschlange 10, die einen Ventilator 11 zum Hindurchleiten von Aussenluft durch die Schlangen aufweist. Die Schlange 10 ist ein üblicher Kühlschlangenluftwärmeaustauscher einer Art, die von verschiedenen Firmen im HVAC-Bereich angeboten wird. Im vorliegenden System ist diese physikalisch und ther-modynamisch in einer Weise aufgestellt, wie sie durch dieses Element normalerweise eingenommen wird. Die Struktur, die durch das System aufzuheizen und zu kühlen ist, ist durch die unterbrochene Linie 12 dargestellt, die schematisch als Grenzen eines Wohnraumes betrachtet werden kann. Ein Ende der Schlange 10 ist mit einer Leitung 13 verbunden, die in die Struktur führt und in ein Modul, das als Generatormodul 14 bezeichnet ist, deren sämtliche Komponenten physikalisch innerhalb dieses Moduls innerhalb eines einzigen Gehäuses im vorliegenden System angeordnet sind, im Gegensatz zur früheren Praxis. Die Leitung 13 ist mit einem thermostatischen Expansionsveniii 16 verbunden. In Reihe damit auf das Expansionsventil folgend sind ein Trok-kenfilter 17, ein Sammler 18 und ein Ende der Kühlseite eines Kühler-Wasserwärmeaustauschers HX-1 angeordnet. Das andere Ende des Kühlteils des Austauschers HX-1 ist über eine Leitung 19 mit einem üblichen Zweistellungen-Vierwegerückkehrventil verbunden, das allgemein mit 20 bezeichnet ist. Das Ventil 20 ist vorzugsweise durch einen Hubmagnet betätigt, dessen Steuerung später erörtert wird.

Das Ventil 20 ist in einer Position dargestellt, in der es im Kühlbetrieb arbeitet, in der die Leitung 19 über das Ventil mit einer Leitung 21 verbunden ist, die zu einem Sammler 22 führt, und von der anderen Seite des Akkumulators zur Saugseite eines üblichen Kompressors 24 führt.

Der Kompressor 24 befindet sich in einer Stellung im Kühlsystem, die vom thermodynamischen Standpunkt als normal betrachtet werden kann. Die physikalische Anordnung ist jedoch ungewöhnlich, in der Weise, dass der Kompressor innerhalb des Behälters 14 in dem klimatisierten Raum 12 selbst angeordnet ist. Der Kompressor ist mit der üblichen Kurbelkastenheizung 26 versehen. Die Druckseite des Kompressors 24 ist über eine Leitung 27 mit der Kühlseite eines Kühler-Wasserwärmeaustauschers HX-2 verbunden, dessen andere Seite über die Leitung 29 zum Umkehrventil führt.

Im Kühlbetrieb ist wiederum die Leitung 29 mit einer Leitung 30 verbunden, die zur anderen Seite der sich aussen befindlichen Luftschlange führt.

Wie aus der schematischen Darstellung des Ventils 20 leicht erkannt werden kann, ist die Leitung 29 im Aufheizbetrieb mit der Leitung 19 und die Leitung 21 mit der Leitung 30 verbunden.

Der Wasserkreislauf, der mit der Wasserseite des Austauschers HX-1 verbunden ist, enthält eine Pumpe PI, eine im Innenraum befindliche Schlange, die mit 32 bezeichnet ist, und in Reihe dazu einen Heiz/Kühlwasser-Speicher Sl. Die Innenraumschlange 32 ist mit einem Lüfter oder Gebläse 34 versehen, durch die Rückkehrluft hindurchgezogen und über die Schlangen des Austauschers 32 für einen geeigneten Wasser-zu Luft-Wärmeaustausch geführt wird.

Die Wasserseite des Austauschers HX-2 enthält eine Pumpe P2, die angeschlossen ist, um Wasser durch die Wasserseite des Austauschers HX-2 zu ziehen und Wasser zum untersten Teil eines häuslichen Heisswasserspeicherbehäl-ters S2 zu führen. Die andere Seite der Wasserschlange des Austauschers HX-2 ist mit einer Grundwasserversorgung und einer Leitung 36 verbunden, die zum Boden des Containers S2 führt. Am oberen Ende des Containers S2 ist ein Heisswasserauslass 37 angeordnet, der über ein Ablassventil 38 mit der Heisswasserversorgungsleitung 39 verbunden ist. Die Leitung 36 ist ausserdem mit dem Auslassventil verbunden, so dass das Ventil eine geeignete Mischung von heissem und Grundwasser bereitstellen kann, um Heiss-wasser einer gewünschten Temperatur zu erreichen. Die Container S1 und S2 sind ausserdem mit Widerstandsheizelementen 40 und 42 versehen, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt, so dass in bestimmten Umständen zusätzliche Energie zu dem System hinzugeführt werden kann, um das Wasser in einem oder beiden Containern aufzuheizen. Das Element 40 besteht vorzugsweise aus zwei parallelgeschalteten Elementen, wie dargestellt.

Es ist zu erkennen, dass der Austauscher HX-2 an der Ausgangs* oder Druckseite des Kompressors 24 angeordnet ist, so dass der Austauscher immer mit Kühlmittel erhöhter Temperatur versorgt werden kann, die die Energie ergibt zur Aufheizung des Wassers im Container S2 entweder im Auf5

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heiz- oder im Kühlbetrieb, oder wenn gewünscht, wenn das System nicht zum Heizen oder Kühlen verwendet wird. Jeder der Container S1 und S2 ist vorzugsweise ein 450-1-Heisswas-serlank, wobei der Container S1 mit zwei 4,5 kW Heizelementen und der Container S2 mit einem 4,5 kW Heizelement versehen ist.

Beim vorliegenden System, das sich von bekannten Systemen durch die Anordnung der Komponenten zueinander und der nachfolgend beschriebenen Steuerungselemente unterscheidet, erlaubt das System, die Grösse des Austauschers HX-2 so zu vergrössern, dass er gleich der des Austauschers HX-1 ist. Dies ermöglicht es, dass das Kühlmittel in HX-2 vollständig kondensiert, ohne zu aussergewöhnlichen Effektivitätsverlusten zu führen. Dieses Merkmal ermöglicht die Erzeugung von häuslichem Heisswasser im Container S2 mit einer Mindesttemperatur von etwa 49 0 bis etwa 55 ° über das Jahr, wobei die äussere Umgebungsluft oder das Wasser, das im Container S1 gespeichert ist, als Quelle der Energie für den Verdampfer dient. Es ist daher möglich, Heisswasser zur Verfügung zu stellen, auch wenn der Raum innerhalb der Anordnung 12 nicht zum Heizen oder Kühlen verwendet wird, und das Heisswasser kann durch das System mit einem augenblicklichen Wirkungsgrad von grösser als 1 zur Verfügung gestellt wird.

Wie bereits vorgeschlagen, dient der Container S1 als Speicher für Kaltwasser im Kühlbetrieb und als Speicher für Heisswasser im Heizungsbetrieb. Das Wasser in diesem Behälter kann nur durch das Wärmepumpensystem gekühlt werden, es kann jedoch entweder durch die Wärmepumpe oder durch eine übliche Widerstandsheizung aufgeheizt werden. Wie dargestellt wird, werden die Widerstandselemente durch das System, wenn erforderlich mit voller Leistung ausserhalb der Spitzenbedarfszeiten und während Spitzenzeiten in einem geringen Masse verwendet, nur um eine minimale Raumklimatisierung zu erhalten.

Auf der anderen Seite sind der Container S2 und seine zugehörigen Kreisläufe der Teil des Systems, der häusliches Trinkwasser enthält, das entweder durch die Wärmepumpe oder die Widerstandselemente aufgeheizt werden kann, jedoch in keiner Weise durch mechanische Mittel abgekühlt werden kann.

Es ist ebenfalls zu bemerken, dass die Luftschlange 32 und der zugehörige Lüfter 34 als einziger Austauscher dargestellt sind, die Wärme an den zu steuernden Raum abgeben oder daraus entziehen. In dem beschriebenen System können jedoch zusätzliche Luftkühlschlangen in paralleler Anordnung mit der Schlange 32 angeordnet werden, wobei jede ein eigenes Gebläse aufweist. Dies ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, da das Abgrenzen von Bereichen in einem 1-Familienhaus mit verschiedenen Lüfterschlangen bei bekannten Systemen eine Vielzahl von Kühlkreisläufen für jede Zone erfordert.

In einer speziellen Ausführung des Systems kann auch auf die Lüftung 34 verzichtet werden. Vorzugsweise werden dann mehrere Wärmetauscher 32 in - wie vorangehend erwähnt - paralleler Anordnung an verschiedenen Stellen eines Gebäudes installiert, wobei die Wärmetauscher über im wesentlichen geschlossenen Kreisläufe mit dem Behälter S1 verbunden sind. Dadurch ist es möglich, grundsätzlich denselben Systemaufbau und dieselbe Systemsteuerung beispielsweise für eine Niederteqiperaturheizung verwendet werden.

Das System enthält ausserdem eine Vielzahl von Sensoren, die an verschiedene analoge Eingänge des Steuersystems angeschlossen sind, wobei diese Sensoren und deren ungefähre Orte durch mit Kreis versehene Grossbuchstaben neben den verschiedenen Orten in dem schematischen Diagramm von Fig. 1 angedeutet sind.

Der Sensor A gibt ein Signal ab, das der Temperatur des flüssigen Kühlmittels nahe dem Wassereinlass des Wärmeaustauschers HX-1 entspricht, wobei diese Temperatur durch das Zeichen THX-1 angegeben ist. Diese Temperatur zeigt die Temperatur der ablaufenden Flüssigkeit im Aufheizmodus und der Verdampfungstemperatur im Abkühlbetrieb an.

Der Sensor B gibt ein analoges Eingangssignal ab, das die Temperatur der Flüssigkeit aussen (TLIQ) darstellt, die durch Messung der Temperatur des flüssigen Kühlmittels am Flüssigkeitsverteiler der Aussenschlange ermittelt wird.

Diese repräsentiert die Verdampfungstemperatur im Aufheizbetrieb und der ablaufenden Flüssigkeitstemperatur im Kühlbetrieb.

Der Sensor C ermittelt die Kompressorentladetemperatur (TDIS) und misst die Temperatur des unter Hochdruck stehenden Kühlmittelgases, wie es den Kompressor verlässt, während der Zeiten, während der Kompressor in Betrieb ist.

Der Sensor D misst die Speicherwassertemperatur (TSTO) durch Messung der Temperatur des Wassers, das in den Austauscher HX-1 eintritt. Daraus ergibt sich die Temperatur des Speicherwassers oben im Tank S1.

Der Sensor F misst ein häusliches Heisswassertemperatur-signal (TDH W), wobei dieser Sensor die Temperatur des Wassers misst, das in die Wasserseite von HX-2 eintritt.

Der Sensor G misst die Temperatur der umgebenden Luft (TAMB) durch Ermittlung der Temperatur an der Einlassseite des Austauschers 10.

Der Sensor H ermittelt ein Mass für die Temperatur des überwachten Raumes durch Messung der Umlufttemperatur (TRETA), wobei diese Temperatur die mittlere Lufttemperatur im Raum während des Lüfterbetriebes angibt und die zu dieser Zeit für thermostatische Zwecke verwendet werden kann. Da der Sensor H auf der Eintrittsseite des Austauschers 34 angeordnet ist, kann die durch den Sensor H ermittelte Temperatur nur dann als gültige verwendbare Temperatur angesehen werden, wenn der Lüfter 34 in Betrieb ist und eine Zeitlang gelaufen ist. Zu anderen Zeiten kann die Temperatur des Sensors H sich über einen weiten Bereich ändern und wird unberücksichtigt gelassen. Durch Anordnung des Sensors H an dieser Stelle wird ein besonderer Vorteil erreicht, da die Umluft zu dem Sensor von verschiedenen Teilen der Anordnung 12 zugeführt wird und vermischt ist, so dass der Sensor H einer Temperatur ausgesetzt ist, die der Temperatur der gesamten Anordnung wesentlich besser entspricht als sie durch einen einzelnen Thermostat ermittelt werden kann, wobei es nicht darauf ankommt, wie genau man die Stelle des Thermostaten bestimmt. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin, dass die Steuereinheit für das vorliegende System in jedem Bereich des Hauses angeordnet werden kann, wobei dies unter ästhetischen Gesichtspunkten, Bequemlichkeit oder anderen Faktoren gewählt werden kann und nicht mehr auf Orte beschränkt ist, die für das Temperaturerfassungselement geeignet sind.

Ergänzend zur Darstellung in Fig. 1 enthält das System der vorliegenden Erfindung Eingänge für Strom und Spannungssensoren, die mit der Stromversorgung für den Raum 12 verbunden sind. Natürlich sind die gemessenen Ströme und Spannungen in dieser Verbindung nicht nur die Spannungen und Ströme des Luftklimatisierungssystems selbst, sondern die gesamten Strom- und Spannungsmengen, die zum gesamten Haus geführt werden. Durch Messung dieser Mengen und geeigneter Anwendung in Verbindung mit dem Betrieb des Wechselspannungssystems, kann der effektivste Energieverwaltungsbetrieb erreicht werden.

Andere Eingangswerte zum System werden später beschrieben.

Der Betrieb des Kompressors, der Pumpen und Lüfter wird durch ein Steuergerät kontrolliert, das physikalisch in

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einem Produktsteuergerät 45 eingebunden ist, das zusammen mit dem Bedienungspult (HOC) 44 des Hausbesitzers zusammenwirkt, das innerhalb der Wohnung 12 dargestellt ist. Das Steuergerät 45 ist in dem Modul 14 angeordnet und durch eine geeignete Kabelverbindung mit den genannten Systemsensoren und den zu betätigenden Komponenten verbunden, wobei diese Kabelverbindungen aus Vereinfachungsgründen in Fig. 1 ausgelassen sind.

Das Pult 44 kann verschiedene Formen aufweisen, es enthält jedoch vorzugsweise verschiedene Steuerglieder, die durch den Hausbesitzer eingestellt werden können, um Betriebsarten, Zeiten und Temperaturen zu wählen, die in der Wohnung eingehalten werden sollen und Anzeigen, die ihm oder ihr den Zustand in dem System anzeigen. Dies bildet die Kommunikationsart zwischen dem Systemsteuergerät und dem Hausbesitzer.

Bevor näher auf das Steuergerät und seine Programmierung eingegangen wird, werden einige grundsätzliche Konzepte der Systembedienung besprochen. Das erste Konzept ist der «Schwungrad»-Effekt, der durch ein Speichertanksystem in der Anordnung nach Fig. 1 erreicht werden kann. Es ist zu beachten, dass sowohl der häusliche Heisswasser-speichertank S2 (DHW) und der Speichertank S1 auf der Belastungsseite des Kompressors liegen, welches eine ungewöhnliche Anordnung ist. Normalerweise liegt nur ein Wärmeaustauscher, wie HX-1 oder Austauscher 32 (abhängig vom Systemtyp) auf der Belastungsseite des Kompressors und einige Speichermittel, sofern sie existieren, würden auf der Quellenseite liegen. Das Vorsehen des Speichers S1 auf der Belastungsseite zusammen mit S2 ermöglicht es, dass der Kompressor das Wasser im Tank S2 erwärmt, sowohl im Heizungs- als auch Kühlbetrieb, und das Wasser im Tank S1 nach Bedarf aufzuheizen oder abzukühlen.

Ein zweites Konzept beinhaltet den Schwungrad-Effekt, hängt jedoch auch von der Überwachung der dem Haus zugeführten Energie ab. Wie bereits ausgeführt, gibt es verschiedene Stunden des Tages, die Spitzenbedarfsstunden für die Versorgungsunternehmen zur Zuführung elektrischer Energie sind, und jedes Versorgungsunternehmen muss Erzeugerkapazität aufbauen und alternative Energiequellen aufgrund dieser Spitzen planen. Zur Zeit sind viele Versorgungstarife während Spitzenstunden höher als während der Nichtspitzenstunden und es ist klar, dass solche Tarifstrukturen in naher Zukunft in allen Metropolen vorhanden sind. Die Tarifstrukturen sind derart ausgebildet, dass der Leistungsverbrauch jedes Haushalts wiederholt über eine halbstündliche Periode, und die maximale Verbrauchsleistungsmessung als Grundlage zur Ermittlung des zu zahlenden Tarifs für den Haushalt verwendet wird, d. h. sowohl Verbrauch als auch Bedarf werden berücksichtigt.

Es ist für die Bewohner eines Haushalts natürlich notwendig, verschiedene elektrische Verbraucher in dem Haushalt (ausser dem Heizungs- und Kühlungssystem) zu bestimmten Stunden während der Spitzenperioden zum Kochen, Lesen, Kühlen, Reinigen oder zur Ausführung anderer Aufgaben zu verwenden. Ökonomisch wäre es wünschenswert, wenn die Heizungs- und Kühlungsbelastung auf Zeiten gelegt werden könnte, in denen der Leistungsverbrauch anderer Anwendungen ein Minimum ist, oder auf Nichtspitzenstunden, oder beides. Dies würde nicht nur die Kosten der Elektrizität für den Hausbesitzer verringern, sondern würde auch den Versorgungsunternehmen zugute kommen, da dadurch ein verringerter Bedarf an aufzubauender zusätzlicher Erzeugungskapazität erreicht werden könnte.

Normalerweise ist eine solche Anordnung nicht möglich ohne einschneidende Änderungen des Lebensstils der Hausbesitzer. Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, den Energieverbrauch eines gesamten Haushalts zu überwachen, und das Heizungs- und Kühlungssystem zu betätigen (und insbesondere den Kompressor und/oder die Widerstandsheizungen) für Zeiten, in denen die sonstige Hausleistung am geringsten ist. Dies ist ausserdem möglich, weil das Einbringen oder das Herausziehen von Energie in/ oder aus den Tanks S1 und S2 im wesentlichen unabhängig von dem augenblicklichen Raumklimatisierungsbedarf des Haushalts und dem Betrieb des Lüfters 34 ist. Wenn daher sogar die Widerstandselemente 40,42 wegen extrem kalter Bedingungen verwendet werden müssen, können diese Elemente zu den vorteilhaftesten Zeiten aus der Sicht der Energieverteilung heraus betrieben werden.

Das Bedienungspult 44 ist ausserdem mit einem Indikatorlicht für «Spitze» und einem hörbaren Signal versehen, das dem Besitzer erlaubt, durch Vermeidung des Spitzenzeiten-Verbrauchs von starken Stromverwendern, wenn möglich, sparsam zu sein.

Aufgrund der etwas vereinfachten Darstellung im vorhergehenden wird dessen Basis und die Systemanwendung aus folgendem klarer.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bedienungspults 44 ist in Fig. 2 dargestellt und enthält die folgenden Einsteller und Anzeigen:

a) einen Betriebsartschalter 48, der zur Einstellung und Anzeige eines Heizungsbetriebes, eines Kühlbetriebes oder «Aus» verstellbar ist,

b) einen Schalter 49, um «nur Lüfter» während des «Aus» Betriebes einzustellen und anzuzeigen,

c) Schalter 50 und 51, um Tag- und Nachtverschiebungen einzustellen und anzuzeigen (d. h. Ein oder Aus),

d) ein Wählrad 53, das mit einem Potentiometer verbunden ist, das dem Hausbesitzer ermöglicht, eine gewünschte Temperatur einzustellen, auf die das Wohnungsinnere aufgewärmt oder gekühlt werden soll,

e) ein Wählrad 55, das mit einem Potentiometer verbunden ist, das dem Hausbesitzer/Inhaber ermöglicht, eine Verschiebung einzustellen, d. h. eine Gradzahl, durch die die eingestellte Temperatur während gewählter Intervalle entweder im Aufwärm- oder im Kühlbetrieb verändert wird,

f) Wählräder 57 und 58 (ebenfalls mit Potentionmetern verbunden), um die Zeiten einzustellen und anzuzeigen, zu denen das System eine Verschiebung vornimmt (d. h. Anheben oder Absenken) bei Nacht und während des Tages,

g) Wähler 60 und 61 mit Potentiometern, um die Zeiten einzustellen, zu denen das Verschieben beendet wird,

h) ein «Bestätigungs»-Licht 63, um dem Verwender zu informieren, dass neue Bedienungseinstellungen durch das System akzeptiert wurden,

i) Leuchten 64 bis 69 zur entsprechenden Anzeige, dass das System betätigt wird, dass Service benötigt wird, dass es für elektrische Energie in einem Zeitraum des Spitzentarifs arbeitet, der Betriebsbereitschaft, um anzuzeigen, dass das System sich im Verschiebetrieb befindet, und um Komfortbereitschaft anzuzeigen, wie noch beschrieben wird,

j) einen Tageslicht/Normalzeitschalter 70,

k) einen Spitzenvermeidungsschalter 72, der die Auswahl entweder der ökonomischen Methode des Betriebs (HI) oder des grössten Komfortbetriebes (LO) ermöglicht,

1) einen Audio-Ein-(Aus-Schalter 73,

m) einen Lautstärkeschalter 74,

n) einen Betriebswechselschalter 76, der zur Änderung der Verschiebebedingung verwendet werden kann und o) ein Heisswasser-Ersparniswählrad 78.

Selbstverständlich können verschiedene dieser Steuerungen kombiniert oder anders angeordnet sein, die grund5

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sätzlichen Funktionen sollten jedoch beibehalten bleiben.

Fig. 3 zeigt in sehr vereinfachter Blockform die Daten-flussverbindungen zwischen den Komponenten. Das Hausbesitzer-Bedienungspult 44, das nicht nur die Anzeigetafel enthält, die in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist, sondern auch einen Grad an Datenverarbeitungskapazität, ist mit dem Steuergerät 45 durch einen bi-direktionale serielle Leitung 80 verbunden, das sich vorzugsweise innerhalb oder auch ausserhalb des Generators 14 befindet. Das Produktsteuergerät liefert Ausgangssignale, um die H VAC-Komp-nenten zu betätigen, die in Fig. 3 zusammen als Block 82 gruppiert sind. Die Eingangssignale des Produktsteuergerätes 45 schliessen diejenigen ein, die von der Hausbesitzer-Kon-sole 44 auf der Leitung 80 empfangen werden und ebenfalls die Eingangssignale von 11 Sensoren, die zusammen als Block 84 gruppiert sind. Zum Zweck des Services und der Wartung einiger Eichfunktionen kann eine Monitoreinheit 86 mit dem Steuergerät verbunden sein.

Das Hausbesitzer-Bedienungspult enthält Software, um die Stellungen der verschiedenen Schalter und Wähler zu überprüfen und diese Information zum Produktsteuergerät auf der Leitung 80 zu übertragen, und enthält ebenfalls die notwendige Software, um Meldungen von dem Produktsteuergerät zu empfangen und Meldungen zur Übertragung zu dem Produktsteuergerät vorzubereiten. Die Produktsteuergerät-Software arbeitet, wie weiter beschrieben wird, auf der Basis von Zeitabschnitten (Epochen), die etwa 4 Sekunden lang sind und während denen verschiedene Schritte ausgeführt werden. Während jedes Zeitabschnittes wird durch die Software des Produktsteuergerätes eine Bedienungsabfrage-Meldung erstellt und auf das HOC übertragen, wo die Meldung dazu benutzt wird, den Status der Indikatorlampen und des Audioalarms neu einzustellen. Als Antwort auf den Empfang einer Meldung von PCON erstellt HOC eine Meldung und gibt sie an PCON zurück, die eine Information über neue Wähler- oder Schaltereinstellungen enthält, die getätigt wurden. Diese Meldung wird dann von PCON in der Epoche verwendet, die derjenigen folgt, in der sie empfangen wurde. Die Meldung von HOC nach PCON enthält den Status von 7 der Schalter (alle ausser dem Audioschalter 73) und verwendet 8 Bit für diesen Zweck. Der Betriebsartschalter 48 und der Lüfterschalter 49 verwenden zusammen 3 Bit, weil der Betriebsartenschalter ein 3-Positionsschalter ist und der Lüfterschalter durch seine «Aus»-Position bestimmt ist.

Jeder der anderen Schalter verwendet 1 Bit.

Der HOC-Softwarecode ist in einem ROM-Speicher (read only memory) gespeichert und das gleiche Programm wird zyklisch wiederholt.

Die Software übernimmt die Funktionen des Lesens der Wähler und Schalter, die durch den Besitzer gesetzt sind, und das Schreiben dieser Werte zum PCON in der vorstehend beschriebenen Meldung. Die Software ermöglicht ausserdem ein schnelles feadback zum Hausbesitzer durch Aufleuchten der Bestätigungslampe 63, wenn eine Wähler- oder Schalterstellung verändert wurde. Diese Rückkopplung wird erreicht, wenn der Wechselschalter 76 gedrückt wird, indem die Verschiebe-Lampe 68 für eine vorbestimmte Zeit blinkt. Die Software überwacht Sicherheitsbedingungen und akzeptiert LED- und Audiosteuerwerte von der PCON. Auf der Basis der von der PCON empfangenen Werte werden die verschiedenen Leuchten 64-69 gesteuert und die Software ist ausserdem in der Lage mit PCON zusammenzuwirken, um verschiedene Eichprozeduren durchzuführen, obgleich die Software ihre Funktionen auch erfüllt, wenn oder wenn nicht Eichfunktionen ausgeführt werden. Daraus ist zu entnehmen, dass die HOC-Software als Interface zum Hausbesitzer dient und Informationen an PCON ermöglicht und damit im wesentlichen ein Puffer zwischen PCON und dem Hausbesitzer ist.

Zurückkommend auf das Zeitsegmentkonzept enthält der PCON zwei Taktgeber, von denen einer als Relativzeitgeber (ER) Zählimpulse mit einer Rate von 12 pro Sekunde von einem Systemtaktoszillator empfängt, der die grundsätzliche Taktung ergibt, die erforderlich ist, um die verschiedenen Anwendungen zu koordinieren. Der Relativzeittakt erzeugt ein Rechtecksignal, das Low für eine sechzigstel Sekunde ist und High für vier sechzigstel Sekunden ist. Die fallende Flanke jedes Rechtecksignals wird gezählt und 48 solcher Rechteckwellen werden verwendet, um eine Zeitperiode zu definieren, die daher 4 Sekunden dauert. Das System enthält auch einen relativen Starttakt (SR), der zu Beginn jedes Zeitsegments neu gesetzt wird, der jedoch einen Takt aufweist, der ein Vielfaches von 4 ist. Der Relativstarttaktgeber wird niemals zurückgesetzt.

Der ersten zwölf Impulse des relativen Zeittaktes werden verwendet, um ein Intervall zu definieren, während dem eine Information vom HOC empfangen wird und während dem ein grösserer Teil der Informationsverarbeitung durch die Produktanwendungs-Software (PAS) aufgeführt wird. Die Kommunikation innerhalb des Systems folgt der PAS-Verar-beitung. Das verbleibende Intervall wird auch zur Kommunikation innerhalb des Systems und für andere Funktionen verwendet.

Es ist notwendig, das Verschiebekonzept anzuführen, um die Funktion des Schaltknopfes am HOC 44 zu erklären. In Fig. 4 ist eine Zeitskala dargestellt mit 12.00 Uhr Mitternacht, 12.00 Uhr mittags und 12.00 Uhr Mitternacht eines dargestellten Tages. Zwei Verschiebeintervalle sind über der Zeitlinie dargestellt, wobei die Verschiebung 1 vom frühen Morgen bis gerade nach Mittag läuft und die Verschiebung 2 sich vom späten Nachmittag bis gerade vor Mitternacht erstreckt. Es gibt keinen Grund, warum diese Intervalle nicht entweder länger oder kürzer sein können und keinen Grund, warum diese sich nicht überlappen können. Zum Zwecke der Illustration ist jedoch die dargestellte Anordnung geeignet. Diese Intervalle werden durch Setzen der Anfangs- und Endzeiten der Verschiebewähler 57, 58, 60 und 61 für die Perioden 1 und 2 und Schalten der Schalter 51 und 52 in ihre Ein-Stellungen erzeugt. Während dieser Perioden liegt eine Verschiebung vor, deren Werte durch Einstellen des Wählers 55 bestimmt ist, der eine Zahl von höheren oder tieferen Geraden entweder im Kühl- oder Heizbetrieb zeigt als die Grundtemperatureinstellung, die durch die Stellung des Wählers 53 eingestellt ist. Wenn das System in einer der Verschiebeperioden arbeitet, ist die Verschiebelampe 68 beleuchtet.

Wenn aus irgendeinem Grund der Hausbesitzer entscheidet, dass die Verschiebung nicht länger in Betrieb sein soll oder wenn eine Verschiebung nicht in Betrieb ist und der Hausbesitzer entscheidet, dass diese sein sollte, dann wird der Änderungsknopf gedrückt. Das System folgt dem Protokoll zur Erkennung lediglich des Beginns einer Verschiebung, die als erstes eingegeben ist. Wenn angenommen ist, dass der Änderungsknopf zur Zeit A in Fig. 1 betätigt wird, wird die vordere Kante der Verschiebung 1 auf Position A gesetzt, wobei das System in die Verschiebung gesetzt wird und darin belassen wird, bis das Ende der Verschiebung 1 erreicht ist. An diesem Punkt verlässt das System die Verschiebung und verbleibt ausserhalb der Verschiebung bis zum Beginn des Verschiebeintervalls 2. In der nächsten 24-Stunden-Periode wird jedoch die Zeit A nicht wiedererkannt ; die Verschiebung 1 beginnt zu der Zeit, die durch den Wähler 57 eingestellt ist.

Wenn der Änderungsschalter zur Zeit B betätigt wird, verlässt das System die Verschiebung 1 und verbleibt ausserhalb

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der Verschiebung bis zum Beginn des Verschiebeintervalls 2. In jedem Fall blinkt die Verschiebelampe, wenn der Änderungsschalter herunterdrückt wird, für eine vorbestimmte Zahl von Sekunden, um anzuzeigen, dass die Änderung gemacht wurde.

Die HOC-Software überwacht, wie bereits genannt, auch die Sicherheitsverhältnisse. Wie bereits angedeutet, ist PCON programmiert, um eine Meldung zum HOC in jeder Epoche zu übertragen. Wenn keine Meldung vom PCON in einem vorbestimmten Intervall von z. B. 12 Sekunden empfangen wird, erlöscht die Betriebsleuchte 64 und die Serviceleuchte 65 wird beleuchtet, wodurch dem Hausbesitzer angezeigt wird, dass etwas nicht richtig arbeitet und das System Wartung erfordert. Alle anderen Lampen sind gelöscht.

Wie aus dem Vorhandensein eines Äudioschalters und eines Lautstärkestellers erkennbar ist, wird ein Audiosignal als Antwort zu einer Nachricht vom PCON von der Hausbesitzerkonsole erzeugt, dass Bereichsgrenzen überschritten sind, welches dem Hausbesitzer die Möglichkeit gibt, die Betriebsart des Systems zu ändern, um unnötige Kosten zu vermeiden.

Eine Beschreibung der Software-Organisation und deren Einsatz ist in Beschreibungsform vorgesehen, in der Erwägung, dass die spezifischen Programmschritte, die zur Ausführung der Details verwendet werden, aus diesem Bericht in jeder geeigneten Sprache abgeleitet werden können, mit denen ein erfahrener Programmierer vertraut ist. Die gewählte Programmiertechnik für das Steuergerät ist modular und enthält eine Software-Interrupt-Technik.

Der Betrieb der Software-Module wird nicht sequentiell ausgeführt, sondern normalerweise gleichzeitig und generell unabhängig voneinander.

In einem «Prüfung, Initialisierung»-Modul werden die grundsätzlichen Zeitfunktionen für den Software-Betrieb festgelegt und überprüft. Wie bereits angedeutet, verwendet die Software ein Intervall, das Epoche genannt wird, das Segmente enthält, während denen bestimmte Vorgänge durchgeführt werden oder können. Der Betrieb wird mit einer Startepoche begonnen, die 4 Sekunden läuft und eine Initialisierungsperiode, die 134 Epochen aufweist. Diese unterscheiden sich von allen anderen Epochen dadurch, dass einem Zweig eines bedingten Übertragungsstatements gefolgt wird, wenn die Anlage das erste Mal in Betrieb gesetzt wird, während in folgenden Epochen dem anderen Zweig gefolgt wird. Während der ersten Epoche werden Anfangsbedingungen für verschiedene Werte gesetzt und Anfangs-Lesungen ausgeführt. Danach ist die normale Epochenlänge 4 Sekunden, wie bereits beschrieben, von der etwa 1 Sekunde zur Ausführung verschiedenerTeile der Software benötigt wird und in der ein Wort gebildet ist, das die gewünschten Handlungen identifiziert. Das Wort wirkt nach einer besonderen Prioritätsart in einem getrennten Software-Modul. Die verbleibenden 3 Sekunden werden verwendet für die Kommunikation. In diesem Zusammenhang beinhaltet Kommunikation die Übertragung der Werte zu und von HOC 44 und das Aktivieren oder Deaktivieren der Komponenten des Systems. Während der ersten Sekunde jeder Initialisierungsepoche durchläuft das System die Module der Software, um diese nach Flags abzusuchen, die eine besondere Handlung erfordern.

In diesem System werden norminiert Werte anstelle von absoluten Werten verwendet. In einem Modul, das «normiere AD gewandelte Zähltakte» genannt wird, werden alle analogen Sensormessungen in eine digitale Form durch Verwendung eines Spannungsfrequenzwandlers umgewandelt und die rohen Zähltakte, die aus dieser Umwandlung resultieren, werden während eines 4/60-Sekunden-Leseintervalls empfangen. Diese Zähltakte werden dann normiert oder auf einer Basis skaliert von z. B. 0-4.000 Zähltakte entsprechend 0 bis 5 Volt. Der Umwandlungsprozess ergibt ein hohes Mass von Rauschimmunität für das System, ein bedeutender Punkt in einem Wohnraum, der eine elektrisch stark rauschende Umgebung ist.

Ein bedeutender Teil des vorliegenden Systems ist die Überwachung von Strom und Spannung, d. h. der Leistung, die der Wohnung oder dem anderen Raum, in dem das System installiert ist, zugeführt wird. Die Leistungsüberwachung wird, wie oben genannt, verwendet, um zu entscheiden, wann es ökonomisch am sinnvollsten ist, Komponenten des HVAC-Systems zu betätigen und diese Komponenten zur sinnvollsten Zeit zu betätigen, wobei Komfortkriterien berücksichtigt werden. Die Leistungsüberwachung wird ebenfalls verwendet, um zu sehen, wenn eine Komponente des Systems nach Abgabe eines «Start»-Kommandos betätigt wird, und einen geeigneten Betrieb zu entwickeln, z. B. durch Prüfen des Stromes, der durch einen Lüftermtor nach seiner Betätigung gezogen wird. Zusätzlich wird das Anwendungslicht 67 am HOC 44 betätigt, um den Hausbesitzer darüber zu informieren, dass der Raum über ein vorgewähltes Niveau des elektrischen Verbrauches betrieben wird und dass die Kosten der verwendeten Energie durch Ausschalten oder Nichtverwenden von Anwendungen zu dieser Zeit, z. B. durch Auslassen des Betriebes eines Geschirrspülers reduziert werden können.

Um den Strom zu überwachen, ist ein Ringkerntransformator mit jedem Zweig der Kraftleitungen verbunden, die die Wohnung gemäss Schematisierung in Fig. 5 versorgen. Dabei enthält die Leitung Li einen damit gekoppelten Transformator 88 und ein ähnlicher Transformator 89 ist mit der Leitung L: gekoppelt. Ein geeigneter Transformator hat ein Stromübersetzungsverhältnis von etwa 20 :5. Die Ausgänge der Transformatoren 88 und 89 sind mit Stromspannungskonvertern 90 und 91 verbunden. Diese Konverter sind identisch, wobei jeder Konverter ein Eingangswiderstandsnetzwerk Rn aufweist, um eine Eingangsimpedenz gemäss den Spezifikationen des Herstellers vorzusehen, um die Ausgangsströme des Transformators innerhalb der Konstruktionscharakteristiken zu halten. Die Spannung über Rn wird an den Eingang eines Verstärkers 92 angeschlossen, der eine Verstärkung von etwa 12,5 aufweist, wobei der Ausgang des Verstärkers über einen Strombegrenzungs-Reihenwiderstand 94 auf einen Gleichrichter 96 geleitet ist. Die gleichgerichtete Spannung wird in einem Kondensator 98 gespeichert, der zwischen dem Diodenausgang und der Masse geschaltet ist, wobei der Kondensator einen Ableitwiderstand 99 aufweist, der damit parallel geschaltet ist.

Die Spannungsausgänge der Schaltungen 90 und 91 sind über einen Multiplexschaltkreis (MUX) 100 mit dem Eingang eines Analog/Digitalwandlers 101 verbunden, der den Spannungsfrequenzwandler darstellt, und der ein Ausgangssignal erzeugt, das aus einer Zahl von Pulsen besteht, die proportional der Amplitude der gemessenen Spannung sind. Die Werte des Kondensators und der Ableitwiderstände 98,99 sind derart gewählt, dass der Spannungswert lange genug gehalten wird, um ihn zu lesen und durch MUX und ADC 100, 101 auszulesen und umzuwandeln, jedoch so, dass der Wert am Kondensator 98 sich ändert, wenn der Stromeingang plötzlich abfällt.

Fig. 5 zeigt schematisch ebenfalls die Spannungsmesstechnik, die in der Praxis etwas einfacher ist. Die Untersetzungstransformatoren, die generell mit 103, 104 bezeichnet sind, verbinden die Spannungen, die proportional zu den Leitungsspannungen Vi und V> sind, mit Spannungsteilern, die die Widerstände 106, 107, 108 und 109 aufweisen. Jedes Paar Widerstände 106,107 und 108, 109 liegt im Wert um 1 Megaohm oder mehr. Die Spannung, die an der Verbin5

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dung zwischen den Widerständen 106 und 107 erscheint, ist mit dem Vorbereitungsschaltkreis 111 verbunden. Die Schaltungen 110 und 111 sind ebenfalls gleich und enthalten einen Strombegrenzungswiderstand 113, eine Gleichrichterdiode 114 und einen parallelen Schaltkreis mit einem Kondensator 116 und einem Ableitungswiderstand 117. Wiederum speichert jede Kapazitäts-Widerstandschaltung eine Spannung, die über den MUX lOOmitdem ABD 101 zur Umwandlung verbunden ist. Daher empfängt ADC 101 eine Spannung Ei proportional zu Vi, und in einem anderen Zeitspalt eine Spannung E? von der Schaltung 111, die proportional zur Spannung V> ist. Im normalen Betrieb sollten die Spannungen, die gegen Masse gemessen sind auf den Schienen Li und Li im wesentlichen gleich sein und die PCON Software ermittelt dies, um zu bestimmen, ob die Lesesignale, die vom Konverter 101 empfangen werden, als gültige Werte anzusehen sind. Wenn dies so ist, können diese Werte durch Festlegen eines Korrekturfaktors in einer Tabelle geeicht werden, so dass es nicht notwendig ist, irgendwelche Werte im Schaltkreis physikalisch einzustellen.

Die Eichung der Spannungslesesignale Ei und E2 wird durch Aufstellen der Beziehung festgelegt, dass, wenn Vi = 138 V effektiv ist, Ei = 5 Volt ist, und wenn Vi = 0 ist, Ei = 0 ist. Der Wert von Ei bei jedem V1 kann dann durch Verwendung folgender Gleichung gefunden werden:

\r c 138 **

Vi = Ei • -J-. M

wobei M ein Korrekturfaktor in der Nähe von 1 ist. Die Software führt diese Veränderung während des Eichvorganges aus und vergleicht das Ergebnis mit einem durch die Bedienungskraft gemessenen Wert. Wenn ein Unterschied besteht, wird ein neuer Wert M erzeugt und zur nachfolgenden Verwendung abgespeichert.

Die Stromsensoren werden durch die Kenntnis über die Widerstandswerte der häuslichen Heisswasser- und Speicherwiderstandsheizelemente 40 und 42 geeicht. Die Eichung erfolgt während der Initialisierungsperiode und kann ausserdem zu einer Zeit erfolgen, wenn es unwahrscheinlich ist, das andere Anwendungen im Haus verwendet werden, z. B. am Sonntagmorgen um 3.00 Uhr. Das Verfahren, die gesamte HVAC-Einrichtung abzuschalten, betätigt das DHW-Ele-ment 52 und ermittelt den Strom in jeder Schiene, wobei dieser gemessene Strom als «Aus»-Wert identifiziert wird. Das Widerstandselement 40 im Speicherbehälter S1 wird dann eingeschaltet und die différentielle Stromstärke in jeder Schiene wird zusammen mit dem absoluten «Ein»-Amperewert gespeichert. Das Widerstandselement wird wieder ausgeschaltet und die Differenz zwischen den Strömen in den zwei Schienen wiederum aufgezeichnet zusammen mit dem neuen «Aus»-Ampere-Wert. Wenn die «Ein-/Aus»-und «Aus-/Ein»-Differentialwerte in jeder Schiene innerhalb von 0,2 Ampere zueinander liegen, dann wird angenommen, dass der einzige Stromwert, der während dieses Vorganges gelesen wird, aus der Betätigung des Einschalten des Heizelementes 40 resultiert und der Eichungs-prozess kann fortgeführt werden. Wenn eine grössere Differenz auftritt, dann wird das Eichverfahren nicht weiter durchgeführt.

Wenn die kleine Differenz erhalten wird, kann die tatsächliche Ampere-Zahl, die das Heizelement ziehen sollte, bei Kenntnis des Spannungsabfalls über das Element und den bekannten Widerstand berechnet werden. Die Spannung wird durch Addieren der Li und L:-Spannungen erhalten und der «tatsächliche Ampere-Wert» wird durch Teilung dieses Wertes durch den bekannten Widerstand errechnet, der für zwei 4,5 kw-Elemente parallel etwa 6,4 Ohm beträgt. Es können dann zwei Einstellfaktoren durch Teilung der «tatsächlichen Ampere-Zahl» durch die durchschnittlichen «Ein-/Aus» und «Aus-/Ein»-Differentialwerte für jede Schiene erzeugt werden. Diese Faktoren werden von Routinen verwendet, die die Leistungssensorwerte in jeder nachfolgenden Epoche umwandeln.

Der totale Systemleistungsverbrauch kann bestimmt werden durch Addition der Leistungswerte, die für jede Schiene berechnet sind. Zu beachten ist, dass die schliessliche Leistung tatsächlich ein VA-Wert ist, weil angenommen ist, dass alle Belastungen tatsächlich Widerstandsbelastungen sind. Der Algorthythmus zur Ausführung dieser Berechnung ist wie folgt:

Li-Wattzahl = Li-Spannung • Li-Ampere,

Li-Wattzahl = L>-Spannung • L>-Ampere SYS-KVA-INST = (Li-Wattzahl + Lj-Wattzahl),

wobei SYS-KVA-INST die augenblickliche Systemleistung in VA ist, eine Ziffer, die für die meisten Wohnungen ausreichend nahe der Kilowattenergie kommt, die gewöhnlich als Wattzahl-Ziffer verwendet wird.

Die Übersichtsorganisation der Software für das System ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Blöcke 123 und 124 aus einem Software-Urlader bestehen, der während der ersten Epoche aktiv ist, während der Anfangswerte für Variablen festgelegt werden und die Ein-Ausgangskonfiguration festgelegt wird. Der Block 125 gibt eine Verbindung zu Interruptfolgen an, einschliesslich eines Interrupt-Interfaces (CIPIF) 126, einem Taktinterruptprozessor, der den auf die Epoche bezogenen Takt, wie bereits dargestellt, auffrischt und einen auf Start bezogenen Takt enthält und Analog/Digitalumwandlungs-folgen (PAD) 128. Die Software weist auch eine Systemtakt-änderungsprozedur 129 auf (up date), dië Hauptproduktan-wendungs-Software 130 und Kommunikation PCOMS 131. Die oben angegebenen Routinen zum Prüfen der Initialisierung, der Normierung des Zähltaktes und der Berechnung der Leistung sind tatsächlich ein Teil der Produktanwendungssoftware. Andere Teile dieser Software werden nun beschrieben.

Eine Prozedur wird zum Umwandeln der Temperaturmessung und zum Erhalten eines verwendbaren Wertes benötigt. Die Temperatursensoren selbst sind Widerstände mit negativer Temperaturcharakteristik, die als Thermistoren bekannt sind. Der tatsächliche Messwert ist daher ein Widerstandswert und der Widerstandswert wird anfänglich durch einen Spannungsfrequenzwandler zu einem Zählwert umgewandelt.

Aus den Herstellerdaten wird eine ROM-Tabelle erzeugt für einen idealen Thermistor, in der die Temperaturwerte und die entsprechenden Widerstandswerte gespeichert sind. Wenn ein tatsächlicher Messwert erzeugt wird, wird ein Widerstandswert als Spannung gelesen, die in einen Zählwert umgewandelt wird. Da der Wert des Widerstandes zu einer gegebenen Temperatur für einen speziellen realen Thermistor nicht notwendigerweise der gleiche ist wie für einen theoretisch idealen Thermistor, wird ein Korrekturfaktor für jeden Thermistor während seiner Eichung erzeugt, der dem Zählwert hinzugefügt wird, und es wird ein Widerstandswert R errechnet. Dieser Wert wird dann verwendet, um den Wert T aus der Tabelle zu entnehmen. Der Sensorschaltkreis selbst ist ganz üblich und enthält eine Reihenschaltung eines festen Vorwiderstandes RBIAS und des Thermistors R (T), die zwischen eine positive Gleichspannung V0, wie z. B. 5 Volt und Masse, geschaltet sind. Das Signal VIN (T) wird von der Verbindung zwischen diesen Widerstandselementen abgenommen. Der Vorwiderstand RBI AS dient als Strombegrenzer, um das Weglaufen des Thermistors zu vermeiden, und bildet weiter den Teiler, der es ermöglicht, die Spannung

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VIN (T) an der Verbindung zu einer vernünftigen linearen Funktion des Widerstandes innerhalb des bestimmten Bereiches zu bilden. Der Algorhythmus zur Umwandlung zu einer Zahl von Zählwerten ist wie folgt:

VIN (T) = VO • (R (T) / (R (T) + RBIAS) )

Zählwerte (T) = VIN (T) • VCOK,

wobei VCOK ein Faktor für die Grösse zur Amplitudeumwandlung für den Spannungsfrequenzwandler, in diesem Fall 400, darstellt. Daher ist

Zählwerte (T) = 400 • VO • (R (T) / (R (T) + RBIAS) )

Grundsätzlich gesprochen unterscheiden sich die Charakteristiken eines realen Thermistors von der eines idealen Thermistors durch einen Faktor, der Beta genannt wird, der eine Winkeldrehung der charakteristischen Steilheit eines realen zu einem idealen bei einer bekannten Temperatur von z. B. 25 °C darstellt. Daher ist Beta = 0 bis 25 °C und kann + oder - bei irgendeiner anderen Temperatur sein, d. h. die Drehung um den 25 °-Punkt kann im Uhrzeigeroder gegen den Uhrzeigersinn für irgendeinen gegebenen Thermistor sein. Zusätzlich kann die Steilheit der Charakteristik seitlich verschoben sein, wodurch eine konstante Differenz von dem Idealen erzeugt wird, die zum Betafaktor hinzuaddiert wird. Es würde natürlich möglich sein, einen einstellbaren Widerstand als RBIAS zu verwenden, jedoch hat dies eine Reihe von Nachteilen einschliesslich der Notwendigkeit, präzise Eicheinheiten zu haben, die an der Installationsanlage zur Verfügung stehen müssen und ausserdem die grösseren Kosten eines einstellbaren Elementes gleichartiger Qualität. In diesem System werden generell Temperaturdifferenzen verwendet anstelle absoluter Temperaturmessungen ausser für den Rückkehrluftsensor H. Eine Eichung ist in jedem Fall notwendig, derart, dass das System, wenn zwei Sensoren auf die gleiche Temperatur ansprechen, eine Information erhält, die diese Tatsache berücksichtigt.

Die oben angegebene Gleichung für die Zählwerte (T) kann umgestellt werden, um diese für entweder R (T) oder RBIAS zu lösen. Die Eichung kann ohne teure Einrichtungen durch Betrieb bei 0 °C erfolgen. Der zu kalibrierende Thermistor kann leicht auf diese Temperatur gebracht werden, indem er einfach in ein Eiswasserbad eingetaucht wird. Die Spannung des Thermistors wird ermittelt und in Zählwerte gewandelt. Angenommen, dass beispielsweise ein perfekter RBIAS einen Wert von 7,320 Ohm hat und ein «perfekter» Thermistor bei 0 °C eine Spannung erzeugt, die 1,633 Zähl werten entspricht. Es ist weiter angenommen, dass ein zu kalibrierender Thermistor Y bei 0 °C eine Spannung produziert, die zu 1,594 Zählwerten umgewandelt wird. Mit dieser Information nimmt die Software dann an, dass der Thermistor Y perfekt ist, jedoch der Vorwiderstand fehlerhaft ist. Die Gleichung wird dann für RBIAS berechnet. RBIAS = R (T) • (VO • 400 - Zählwerte)/Zählwerte RBIAS = 32,650 • (5 x 400 - 1,594)/1,594 RBIAS = 8,316 Ohm.

Dieser Wert für RBIAS wird zu einer Stelle im Speicher als richtiger Wert übergeben und wird nachfolgend für spätere Ermittlungen von Einheitenumwandlungen der Zählwerte verwendet, die von diesem speziellen Thermistor empfangen wurden. Es ist zu beachten, dass der RBIAS-Wert (der tatsächliche Wert des RBIAS-Widerstandes) tatsächlich 7,320 Ohm beträgt, jedoch der berchnete Wert wird verwendet, wodurch der Thermistorfehler kompensiert wird.

Als Beispiel für diese Umwandlung sei angenommen, dass zwei Thermostoren C und Y genau 7,320 Ohm RBIAS-Widerstände sind und dass Thermistor Y derjenige ist, für den oben vorgenommene Kalibrierung vorgenommen wurde. Es sei weiter angenommen, dass beide Thermistoren sich bei - 10 °C befinden. Bei dieser Temperatur würden die folgenden Zustände für einen perfekten Thermistor und für die Thermistoren X und Y bestehen wenn alle perfekte RBIAS-Widerstände aufweisen.

Thermistor Zählwerte tatsächl. Widerstand perfekt 1,765 55,330 Ohm

X 1,788 61,740 Ohm

Y 1,737 48,350 Ohm

Die unkalibrierte Auswertung der obgenannten Werte würde bei der Konversion zu Werten von - 12,1 °C für den Thermistor X und - 7,7 °C für den Thermistor Y führen. Diese Werte zeigen tatsächliche Beispiele von extremen Abweichungen und liegen an den Grenzen, in beiden Richtungen, die üblicherweise durch den Hersteller noch akzeptiert sind. Diese Abweichung ist nicht akzeptabel, wenn beide bei -10 °C sind. Die technische Umwandlung wird wie folgt vorgenommen.

Wenn die Software annimmt, dass der Thermistor X richtig ist und ein Vorwiderstand = 7.320 Ohm vorliegt, berechnet sie R (T) durch Verwendung der Gleichung, so dass die obgenannte Antwort 61,740 ist. Es wird dann zwischen den Werten von R (T) im ROM interpoliert, um zu einer Thermistortemperatur von - 12,1 °C zu gelangen.

Die Software verwendet dieselbe Gleichung zur Berechnung des Widerstandes des Thermistors Y. Die Zählwerte sind diejenigen, die für Y aufgezeichnet sind, und der Wert von RBIAS ist 8,316 Ohm, wobei der kalibrierte Wert in den Speicher übertragen wird. Das resultierende Ergebnis ist 54,924 Ohm und die Software interpoliert wiederum, um zu bestimmen, dass dies einer Temperatur von - 9,84 °C entspricht. Die Differenz ist nun 0,16 "C, die innerhalb eines akzeptablen Rahmens liegt. Eine ähnliche Kalibrierung wird dann für den Thermistor X vorgenommen.

Das Ergebnis wird im Pufferspeicher zur Verwendung durch andere Routinen gespeichert. Dieses Verfahren wird natürlich für jeden der Temperatursensoren wiederholt durchgeführt. Ob der Wert der erhaltenen Temperatur gültig ist oder verwendbar ist, hängt von anderen Faktoren ab.

Es erfolgt eine Routine zur Erhaltung der Haustemperatur. Wie bereits angedeutet, wird die Temperaturmessung (die etwa gleich der Messung ist, die von einem Temperatursensor in einem Thermostaten in einem konventionelleren System gemessen ist) beim vorliegenden System an der Stelle des Luftrücklaufs vorgenommen. Dies ist die Stelle nahe und vor dem Austauscher 32 an der Stelle H (Fig. 1 ) an der die Luft aus allen der Rückkehrkanäle zusammentrifft. Daher ist die an diesem Punkt gemessene Temperatur die Temperatur einer Mischung von Luft, die aus verschiedenen Teilen des kontrollierten Gebäudes strömt. Es ist jedoch ausserordentlich wichtig, dass der Hauslüfter 34 läuft, bevor eine durch den Sensor an der Stelle H gemessene Temperatur für igendeinen Zweck verwendet wird. Wenn der Lüfter 34 nicht für einige Zeit gelaufen ist, könnte der Sensor eine Temperatur messen, die einfach die Temperatur des Erdgeschosses oder eine andere Stelle für den Wärmeaustauscher selbst ist. Die Temperatur könnte künstlich hoch oder künstlich niedrig sein, aber ist normalerweise bedeutungslos. Daher beginnt die Routine damit, zu prüfen, ob der Lüfter läuft. Falls nicht, werden keine weiteren Schritte unternommen.

Nach einem 3-Minuten-Intervall des Lüfterbetriebes wird die Rückkehrlufttemperatur TRETA als gültiger Wert betrachtet und das übrige der Routine kann ablaufen. Ein Langzeitdurchschnittswert (LTA) von TRETA wird berechnet und der Verlauf der Werte von LTA für die letzten 15 Epochen wird berechnet. Die Routine prüft den Verlauf auf der Grundlage der Solltemperatur und setzt ein positives Flag, wenn die Temperatur niedriger und ein negatives Flag,

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wenn die Lufttemperatur sich erhöht.

"Der Zweck der Routine «Halten der Speichertemperatur» ist es, die Temperatur des Speichertanks S1 auf dem gewünschten Niveau zu halten, entweder heiss oder kalt, abhängig von der Wahl eines Heiz- oder Kühlbetriebes. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist die Temperaturkonstanz durch den 120-Gallonen-Tank signifikant. Daher wird die Temperatur an der Stelle D (TSTO) so wie sie gerade nach letztem Abschalten der Pumpe gemessen wird, als die Temperatur des Tanks S1 angesehen und als gültig betrachtet, unabhängig davon, ob die Pumpe P1 läuft oder gerade gelaufen ist, bis P1 für über zwei Stunden ausgeschaltet ist. Wenn daher keine andere Routine P1 für z. B. zwei Stunden zum Laufen gebracht hat, betätigt diese Routine PI, empfängt eine neue Temperaturmessung vom Sensor D (TSTO) und speichert diese Messung als Ersatz für den früheren Wert. Ein Flag wird dann gesetzt, das anzeigt, dass diese Temperatur entweder innerhalb oder ausserhalb eines gültigen Bereiches liegt.

Die Aufrechterhaltung der Temperatur des Tanks S2 (TDHW) ergibt ein etwas anderes Problem, weil die Temperatur dieses Tanks, die an der Stelle F gemessen ist, nur als gültig erkannt wird, wenn die Pumpe P2 gelaufen ist. Es gibt verschiedene Faktoren, die zu Veränderungen der Wassertemperatur des Tanks S2 führen, einschliesslich der Temperatur des Grundwassers, der Verwendung von heissem Wasser in unvorhersehbarer Weise und der Tatsache, dass Wasser durch die Pumpe P2 fliessen kann, auch wenn die Pumpe nicht betätigt ist. Wenn daher die Pumpe P2 läuft, fliesst Wasser hinter den Sensor F (TDHW) durch die Wasserseite des Austauschers HX-2, durch die Pumpe, zum Boden des Tanks, durch die Leitung 36 und zurück zu HX-2. Wenn daher die Pumpe für eine vorbestimmte Zeit, z. B. 2 Minuten gelaufen ist, wird ein Flag gesetzt, das anzeigt, dass die gemessene Temperatur als gültiger Messwert der Temperatur des Bodens des Tanks S2 gilt.

Für bestimmte Berechnungen ist es notwendig, die Grundwassertemperatur zu kennen und diese Temperatur wird wie folgt ermittelt. Die Grundwassertemperatur ändert sich normalerweise nicht in starker oder plötzlicher Weise, jedoch ändert sie sich. Wegen bestimmter Schwierigkeiten der direkten Messung, die als zuverlässig angesehen werden kann, wurde eine Technik, genannt «Rückwärtssuche» entwickelt. Ein «beliebiger» Temperaturwert wird gewählt und an einem ersten Ort im Speicher abgespeichert, wobei dieser Wert höher gewählt wird, als ein erwarteter Wert der Grundwassertemperatur (GWT). Wenn in irgendeiner Epoche der Wert der Temperatur, die durch den Sensor F gemessen ist, als niedriger gefunden wird, als der gespeicherte beliebige Wert, wird der gemessene Wert für den beliebigen Wert gesetzt. In der Annahme, dass der beliebige Wert oberhalb des tatsächlichen GWT beginnt, nähert sich der beliebige Wert asymptotisch dem wahren GWT.

Bei jedem Übergang innerhalb/ausserhalb Spitze wird der letzte (untere) beliebige Wert als der beste GWT in einer zweiten Speicherstelle gespeichert und der beliebige Wert an der ersten Stelle wird zurückgesetzt auf seinen höheren Wert, z. B. 27 °C. Wenn zusätzlich die durch den Sensor F gemessene Temperatur als niedriger als der gespeicherte GWT-Wert gefunden wird, wird der gemessene Wert für den gespeicherten GWT-Wert zusammen mit dem beliebigen Wert ersetzt. Wenn der gemessene Wert bei F geringer als der gespeicherte GWT + 27 °C ist, wird ein Flaggesetzt, das «Grundwasser fliesst» bedeutet. Das Programm ermöglicht es daher, den gespeicherten GWT-Wert in einer Zeitperiode einer Saison zu erhöhen, wenn der tatsächliche GWT-Wert erhöht ist.

Um einen Wert für die Energie (KVA)zu erhalten,.die durch das Gebäude verbraucht wird, werden die Spannungsund Stromwerte VI, V2,11 und 12 an den Eingangsleistungsleitungen gemessen. Der KVA-Wert wird dann durch Multiplikation der Spannungen und Ströme errechnet, wobei die s Werte addiert und durch 1,000 geteilt werden, um die gesamte KVA-Zahl zu erreichen. Durch Subtrahierung eines als «Anwendung KVA» genannten Wertes von der gesamten KVA wird dann ein Wert ermittelt für die durchschnittliche KVA, die durch die HVAC-Systemkomponenten verbraucht io werden, die dauernd laufen. Eine Einstellung an der Konsole des Hausbesitzers setzt einen Wert für KVA fest, der nicht überschritten werden sollte, um die Einsparungen zu maxi-mieren. Wenn der «Anwendung KVA»-Wert den Wert überschreitet, der von HOC 44 gelesen wird, wird ein Flag gesetzt. 15 Die Kalibrierung der Temperatursensoren ist einfach ein Vorgang der Normalisierung der umgebenden Temperatur an die Kompressorflüssigkeitstemperatur zu einer Zeit und unter Bedingungen, die derart sind, dass von der Flüssigkeitstemperatur angenommen werden kann, dass sie etwa der 20 umgebenden entspricht. Dies wird zu Mitternacht erreicht, wenn der Kompressor für einige Minuten nicht mehr betätigt wurde.

Der gespeicherte Wert der umgebenden Temperatur wird geändert, bis er mit der gemessenen an der Stelle B überein-25 stimmt. Zu dieser Zeit wird ein neuer Vorwiderstandswert (RBIAS) berechnet und mit dem früheren RBIAS-Wert verglichen, der in einem nichtflüchtigen Speicher abgespeichert ist. Dies kann zur Prüfung der Funktion des Sensors B verwendet werden; wenn die Werte sehr stark voneinander 30 abweichen, wird ein schlechter Temperatursensor angezeigt und ein Service-Flag wird gesetzt.

Ein ähnlicher Vorgang wird zur Eichung der Temperatur des Speichertanks S1 vorgenommen. Wenn der Kompressor oder die Pumpe P1 für einige Minuten nicht gelaufen sind, 35 kann angenommen werden, dass die S1-Temperatur die Temperatur an den Stellen D und A ist und es ist daher möglich, die Speichertanktemperatur TSTO auf die Austauschertemperatur THX-1 zu normieren.

Dieser Vorgang wird auch vorgenommen, um die Tempe-40 ratur der Wasserleitung, die in HX-2 eintritt, wie sie bei F gemessen wird, auf die Temperatur der Wasserleitung, die in HX-1 eintritt, wiesie bei D gemessen wird, zu normieren, wenn der Kompressor und die Pumpe P2 für eine Reihe von Minuten gelaufen sind und ausserdem das Grundwasser 45 einige Zeit nicht gelaufen ist.

In ähnlicher Weise kann die Abgabetemperatur des Kompressors auf die Temperatur des Wärmeaustauschers HX-1 normiert werden, solange wie der Kompressor und die Pumpe PI nicht betätigt wurden.

so Es wurde bereits ausgeführt, dass die Produktsteuerungs-Software eine Meldung an HOC 44 zu Beginn jeder Epoche abgibt. In Antwort zu dieser Meldung schreibt HOC 44 eine Meldung zum Produktsteuergerät, einschliesslich der Daten über Schaltstellungen usw. Die Meldung enthält drei Bits, die 55 die Stellungen des Betriebsartenschalters 48 und des Lüfterschalters 49 anzeigen. Vier Möglichkeiten dieser Bits werden erkannt für die Angabe des Heizbetriebes, des Kühlbetriebes, des Aus-Betriebes ohne Lüfter und des Aus-Betriebes mit konstantem Lüfter. Wenn zusätzlich erkannt wird, dass die 60 Meldung einen Betriebswechsel von der vorhergehenden Epoche anzeigt, wird die Änderungszeit für diagnostische Zwecke aufgezeichnet.

Verschiebungen können definiert werden als Steuerabweichungen von einer vorgewählten Solltemperatur. Normaler-65 weise werden diese vorübergehende Abweichungen betrachtet und sie können verwendet werden, um Intervalle eines Tages anzugeben, während der ein geringerer Bedarf an das HVAC-System gestellt wird. Als Beispiel könnte der

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Hausbesitzer im Heizbetrieb mit einem Sollpunkt von 21 °C, eingestellt durch den Wähler 53, ein Verschiebeintervall festlegen, das um 8.00 Uhr morgens beginnt und um 4.30 Uhr nachmittags endet, während der eine Verschiebung von 5 °C vorliegt, wodurch ein Sollpunkt von 16 °C während des Intervalls eingestellt wird, wenn der Raum nicht besetzt ist. Dieselbe Verschiebung könnte zwischen 22.00 Uhr und 6.00 Uhr morgens verwendet werden, während die Besitzer schlafen.

Um dies einzurichten, ist das generelle Vorgehen so, dass eine Tabelle von Zeit-sortierten «Verschiebungen» aufgebaut wird, die eine 3-Tage-Periode enthält, die gestern, heute und morgen beinhaltet. Eine Verschiebung ist definiert als Beginn oder Ende einer Verschiebeperiode. Deren Zeiten werden zu den PCONS vom HOC 44 als Sekunden nach Mitternacht übertragen und in der Tabelle als Sekunden nach dem Systemstart in gleicher Weise wie die relative PCONS-Startzeit gespeichert. Der Hausbesitzer kann die Wähler 57, 58,60 und 61 wählen, um über einen weiten Bereich veränderbare Kombinationen von Zeiten für Verschiebungen einzustellen. Um Schwierigkeiten der Handhabung damit zu vermeiden, wird folgenden Regeln in der Routine gefolgt.

Zu jedem Zeitpunkt wird nur eine Verschiebung als vorherrschend angesehen. Die vorherrschende Verschiebung ist diejenige, die als letzte einen Übergang in den Verschiebemodus aufweist. Dies wurde bereits in Verbindung mit Fig. 4 erläutert. Die vorherrschende Verschiebung ist diejenige von zwei überlappenden Verschiebungen, die durch Drücken des Änderungsknopfes beeinflusst würde.

Wenn die Start- und Endzeiten für die gleiche Verschiebung, bestimmt durch Einstellen der Wähler 47 und 60 oder 58 und 61, weniger als 15 Minuten auseinanderliegen, betrachtet das System dies als innerhalb eines dauernden Off-Sets. Die kürzeste Verschiebeperiode ist daher 15 Minuten. Die längste begrenzte Verschiebeperiode ist 23 Stunden und 45 Minuten. Die Verschiebeperioden werden als überlappend betrachtet, wenn die Startzeit eine Verschiebung zwischen der Start- und Endzeit einer anderen Verschiebung liegt.

Wenn die Startzeit für eine Verschiebung weniger als 30 Minuten später als die Endzeit für die andere Verschiebung liegt, werden die beiden Zeiten als gleich betrachtet und daher überlappen sich die beiden Verschiebungen. In einem solchen Fall wird die Endzeit der früheren Verschiebung auf die Startzeit der späteren Verschiebung (Off-Set) gesetzt.

Das Drücken des Änderungsknopfes 76 beeinflusst den Vorgang von der Zeit, zu der dieser gedrückt wird, bis zum nächsten Übergang in eine oder aus einer vorherrschenden Verschiebung. Eine Änderung vorherrschender Verschiebungen ist gleich einem solchen Übergang.

Die Ausgänge dieses Codes sind ein Flag, das anzeigt, ob sich oder ob sich das System nicht in einer Verschiebung befindet und wenn es ist, die Zeit, zu der erwartet wird, dass die Verschiebung endet. Diese Information wird in anderen Routinen verwendet, um das System für das nächste Nicht-verschiebeintervall vorzubereiten.

Um die Rückkehr aus einer Verschiebung einzurichten, ist es zunächst notwendig, den tatsächlichen Sollwert des Lebensraumes, wie er von dem HOC-Input bestimmt ist, zusammen mit vorgenommenen Änderungen zu bestimmen. Angenommen, dass der Änderungsknopf 76 nicht gedrückt worden ist, ist die Gradzahl der Verschiebung, die durch das Wählrad 55 eingestellt ist, die Verschiebeperiode, die als nächstes zu einem Zeitpunkt erreicht wird. Es ist dann notwendig, die Anlaufzeit zur Wiedereinstellung des Wohnraumes und des Speichertanks S1 zu errechnen. Das Konzept der Anlaufzeit zur Wiederherstellung beinhaltet die Ermittlung der Differenz der Temperatur zwischen der derzeitigen Temperatur des Lebensraums, wie durch die letzte Rückkehrluftmessung ermittelt ist, und der Temperatur des nächsten Nichtverschiebeintervalls, wodurch ein Anstiegswert gebildet wird, der begründet ist auf vorbestimmte Charakteristiken des Raumes als Funktion der Aussentemperatur und der derzeitigen Temperatur des Wassers im Speichertank S2, und Ermittlung, welche Zeit benötigt wird, um den Lebensraum von der derzeitigen Temperatur auf die gewünschte Temperatur zu ändern. Dies ist die Vorlaufzeit zur Wiederherstellung.

Es ist dann notwendig, die tatsächliche Zeit mit der Verschiebezeit - der Vorlaufzeit zu vergleichen, in anderen Worten, ein Intervall festzulegen, in dem die Umstellung beginnen muss, um die nächste benötigte Temperatur zur richtigen Zeit zu erreichen. Wenn daher die Verschiebezeit -der Vorlaufzeit gleich der Realzeit ist, wird ein Flag gesetzt, das anzeigt, dass etwas getan werden muss, um den Raum zu konditionieren. Es ist leicht verständlich, dass das Wasser im Tank S1 innerhalb eines gewünschten Bereiches der Temperatur liegen muss, um die notwendige Raumklimatisierung zu erreichen.

Eine Routine zur Ermittlung von Änderungen wird verwendet, in der die Flags gesetzt werden im Falle einer Änderung im Sollpunkt oder einer Änderung in der Position des Betriebsartenschalters 48, wie von der HOC-Meldung bestimmt ist. Das Setzen dieser Flags ist gegenüber allen anderen Dingen für die Betätigung der Wiederherstellung von der Verschiebung vorrangig, da eine Änderung in dem Sollwert eine Berechnung eines neuen effektiven Sollwertes, der Verschiebezeit und der Vorlaufzeit erfordert. Die Einstellung eines Betriebsartwechselflags ist vorrangig für verschiedene Routinen einschliesslich der Erstellung einer Rücksetzroutine und der Erhaltung der Speichertemperatur von S1. Ein Änderungsintervall wird als beendet betrachtet, wenn der Raum den Anforderungen genügt und eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.

EineThermalparameterroutine für den Lebensraum wird verwendet, um eine Differentialziffer (ein Delta) zu entwik-keln, die durch andere Routinen verwendet werden kann, um zu entscheiden, ob und wie der Lebensraum zu klimatisieren ist.

Vom HOC 44 wird eine Sollpunkttemperatur empfangen, wie sie durch den Wähler 53 eingestellt ist. In das System ist ein bekannter Hysteresefaktor eingebaut, der ein konstanter Wertebereich von 0,15 °C um den Sollpunkt herum ist.

Ein genügender Punkt wird als eine absolute Zahl durch algebraische Kombination des Sollwertes und der Hysteresekonstante gebildet. Dieser genügende Punkt wird dann von der bekannten gültigen Raumtemperatur abgezogen. Die resultierende Deltaziffer wird in einen Pufferspeicher als Ausgang dieser Routine gespeichert und wird als Degradata-tion bezeichnet.

Wenn z. B. der Sollwert 22 °C im Kühlbetrieb ist, ist der ausreichende Wert 220 -0,15 ° = 21,85 °C. Wenn TRETA = 23 °C ist, ist Delta + 1,15 °C, welches die Degradation ist und durch andere Routinen derart erkennbar ist, dass der Raum Klimatisierung erfordert. Die Degradation kann positiv oder negativ sein. Eine Grenze der Degradation kann festgelegt sein.

Das System der vorliegenden Erfindung erlaubt es, die Speicherung herabzusetzen, wenn der Raum sich in einem Zustand befindet, der als «über erfüllt» für einige Starts des Lüfters 34 betrachtet werden kann. Wie bereits angedeutet, wird, da kein Thermostat im üblichen Sinne vorhanden ist, der Lüfter 34 von Zeit zu Zeit betätigt und eine Rückkehrluftmessung ausgeführt. Wenn das System Wärme fordert und der Sollpunkt des Wählers 53 21 °C ist ohne Verschiebung, und wenn verschiedene aufeinander folgende Rück-kehrluftmessungen eine Temperatur von 24 °C bei jeder dieser Messungen ergaben, ist es offensichtlich, dass zusätz-

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liehe Wärmeeingabe vom System völlig unnötig ist und dies wird für einige Zeit vermutlich so sein. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, die Reservespeicherabweichungs-grenze auf eine Temperatur zu setzen, die beträchtlich von derjenigen abweicht, die verwendet wird, wenn zusätzliche Wärme für jeden Lüfterstart benötigt wird. Zusätzlich existiert eine Wärmereserve in dem Lebensraum selbst, die erreicht werden kann. Es ist möglich, zu bestimmen, wieviel Reservewärme bei der maximal erlaubten Herabsetzung im Speicherbehälter verfügbar ist, wobei berücksichtigt wird, wieviel Reserve in Zukunft notwendig ist. Auf Basis dieser 1 nformation kann ein ausreichender Speicherwert errechnet werden und es ist dann möglich, zu errechnen, wieviel der Speichertank vom ausreichenden Wert abgewichen ist. Der ausreichende Wert würde normalerweise eine Temperatur von z. B. 9 °C für Kühlzwecke und 34 °C für Heizzwecke sein. In der Annahme, dass der Hausbesitzer dem System keine besondere Beachtung während der Übergangssaison schenkt und den Betriebsartenschalter in der Heizposition im späten Frühling belässt, wenn die Aussentemperatur ein mildes Niveau von z. B. 21 °C erreicht hat, schützt die ansteigende erlaubte Abweichung das System davor, unnötiger Weise die Temperatur des Tanks S1 auf einem hohen Niveau zu halten. Dies kann auch die mögliche Änderung des Betriebsartenschalters von Heizen auf Kühlen vorhersehen, wodurch die Notwendigkeit des Aufheizens des Speichertanks und nachfolgendes Abkühlen des Tanks in relativ kurzen Zeitintervallen vermieden wird.

Wie bereits angedeutet, enthält HOC 44 ein in Fig. 2 nicht sichtbares Potentiometer, das nicht mit einem vom Hausbesitzer zu betätigenden Wähler verbunden ist, durch das ein Anwendungsbedarfsniveau oder ein Verbrauchsniveau eingestellt werden kann. Eine Routine erhält Kurz- oder Langzeit-Durchschnittswerte der verbrauchten Haushaltsenergie, liest die Anwendungs-kWE-Grenze, die in HOC 44 eingestellt ist, vergleicht den Kurzzeitdurchschnitt mit der Grenze und setzt ein Flag, wenn der Kurzzeitdurchschnitt grösser als die Grenze für fünf aufeinander folgende Epochen ist. Es sollte beachtet werden, dass es möglich ist, zwei Grenzen zu setzen, eine für höchstmöglichen Komfort und die andere für «normale» odergrösste Einsparungen und der Hausbesitzer kann diese durch Bewegen des Schalters 72 einstellen. Es ist der Kurzzeit-Durchschnittsverbrauch kWE, der mit dem vorgewählten der Werte verglichen wird. Setzen des Flags am Ende dieser Routine führt in der nächsten Meldung zum HOC 44 zum Einfügen einer Anweisung, die «Anwen-dungs»-Leuchte 67 zu beleuchten.

Die erlaubte Laufdauergrenze des Kompressors wird durch Auswahl verschiedener Grenzen auf der Grundlage berechnet, ob die Zeit während oder ausserhalb der Spitzenzeit liegt. Es sollte erwähnt werden, dass der Kompressor immer eine minimale Laufzeit von z. B. 10 Minuten hat, die eingestellt ist, um Schäden am Kompressor durch zyklisches Ein- und Ausschalten zu vermeiden. Die maximale Zeit wird während des Intervalls ausserhalb der Spitzenzeit durch Verwendung der summierten Periode erreicht. Während der Spitzenzeit wird die Grenze festgelegt durch das Maximum der Grenze auf der Grundlage der Minimierung des Bedarfs, der Maximierung des Komforts oder der Speicherreserve, wobei deren Wahl durch die Position des Schalters 72 bestimmt ist.

Um Bedingungen einzustellen, unter denen das Widerstandselement, als «I2R» bezeichnet, nicht betätigt werden soll, wird eine Routine verwendet. Ein Flag wird gesetzt, das anzeigt, dass das Widerstandselement 40 im Speichertank S1 nicht betätigt werden soll, wenn das System sich im Kühlbetrieb befindet, wenn der Lüfter 34 ausgeschaltet ist odersich für weniger als 10 Minuten im ausgeschalteten Zustand befindet oder wenn die Raumtemperatur sich zur ausreichenden Klimatisierung hin verändert und das System sich nicht in einem Rückschlag befindet.

Um Temperatursollwerte einzustellen, die als ausreichend für den häuslichen Heisswasserspeichertank S2 angesehen werden können, wird das grundsätzliche Einstellen als Funktion der Grundwassertemperatur und der Einstellung des Wählers 78 am HOC 44 bestimmt. Der meiste Heisswasser-verbrauch erfolgt durch Mischung von etwas heissem Wasser aus dem Speichertank mit dem Grundwasser. Je geringer die Temperatur des Grundwassers ist, desto mehr heisses Wasser aus dem Speichertank muss verwendet werden, um eine gewünschte gemischte Wassertemperatur zu erreichen.

Wenn daher die Grundwassertemperatur hoch ist, braucht das häusliche Heisswasser nicht über einen bestimmten Wert erhöht werden und es kann Energie gespart werden. Der Bereich der DHW-Solltemperaturen liegt vorzugsweise zwischen 43° und 66 °C.

Wenn die Aussentemperatur derart ist, dass der Kompressor nicht läuft, um die Wohnung zu heizen oder zu kühlen, wobei das häusliche Heisswasser nicht erwärmt wird, kann eine separate Routine verwendet werden, um das Wasser durch ein Widerstandselement 42 zu erhitzen.

Bestimmte Bedingungen werden verwendet, um die Länge der Zeit zu bestimmen, in der der Lüfter 34 ausgeschaltet sein kann. Wie bereits angedeutet, muss der Lüfter 34 laufen, um eine gültige Temperatur für das System zu erhalten, die für den zu steuernden Raum steht. Daher ist es notwendig, den Lüfter von Zeit zu Zeit einzuschalten, um die Raumbedingungen nachzuprüfen. Wenn aber die Aussentemperatur 21 °C ist, die Solltemperatur 21 °C ist und keine anderen ungewöhnlichen Bedingungen herrschen, braucht der Raum ersichtlich weder aufgeheizt oder gekühlt werden und es würde energiemässig uneffizient, den Lüfter alle paar Minuten einzuschalten, nur um zu sehen, welche Temperatur vorliegt. Es ist daher ein Zweck dieser Routine, die Umstände zu ermitteln und den Lüfter in längeren Intervallen zu betätigen, je mehr die Raumbedingungen erfüllt sind, sowie die Lüfterbetätigung in Abhängigkeit von anderen Bedingungen zu steuern.

Daher bleibt der Lüfter während der Initialisierung ausgeschaltet, um dem System zu ermöglichen, durch verschiedene Initialisierungs- und Stabilisierungsprozesse ohne Störungen zu gehen. Zusätzlich bleibt der Lüfter für 5 Minuten nach dem ersten Klimatisieren des Lebensraumes ausgeschaltet, wenn dies benötigt wurde, im Anschluss an eine Änderung der Position des Betriebsartenschalters 48.

Wenn eine beträchtliche Veränderung der Lebensraumtemperatur von der Sollwerttemperatur während der laufenden Betätigung des Lüfters 34 auftritt und ausserdem eine beträchtliche Veränderung während der vorhergehenden Betätigung erfolgte, wird das Lüfter-Aus-Intervall auf 10 Minuten gesetzt. Während dieser Routine wird eine minimale Ausschaltzeit von 3 Minuten verwendet. Wenn jedoch die laufende Betätigung anzeigt, dass die Temperatur des Raumes leicht zu einer beträchtlichen Abweichung in dieser Zeit heruntergeht, dass jedoch im vorangegangenen Zeitraum der Raum überklimatisiert war, wird die Ausschaltzeit auf 10 Minuten gesetzt. Wenn die Erniedrigung in dieser Zeit beträchtlich ist, jedoch nur gering in der vorhergehenden Zeit war, werden 10 Minuten gesetzt. Wenn ein leichter Abfall in zwei aufeinanderfolgenden Einschaltperioden auftritt, wird ein Intervall von 3 bis 30 Minuten gesetzt, und wenn der Raum in zwei aufeinanderfolgenden Betätigungsperioden überklimatisiert war, wird ein Intervall zwischen 30 und 120 Minuten gesetzt. Die Wahl einer Zeit innerhalb dieser Intervalle ist im wesentliche eine lineare Funktion der Lüfterausschaltzeit der letzten Zeit und des Wertes der aufge5

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tretenen Erniedrigung. Es ist zu beachten, dass wenn das System nicht ausgeschaltet ist, der Lüfter wenigstens alle 120 Minuten läuft. Das wird als notwendig angesehen, um an plötzliche Wetteränderungen anzupassen, und an Änderungen, die sich im Laufe des Tages in der Aussentemperatur auswirken, aber auch um einen minimalen Grad von Luftzirkulation zu erreichen.

Eine ähnliche Routine enthält die Art, mit der die Temperatur des Lebensraumes ermittelt wird. Unter Bezug auf Fig. 1 ist erkennbar, dass der Lüfter 34 entweder mit oder ohne Raumklimatisierung betätigt werden kann, d.h. entweder mit oder ohne Betätigung der Pumpe PI. Die Ermittlung wird mit Klimatisierung durchgeführt, wenn eine Änderung in der Position des Betriebsartenschalters 48 entweder vom Heiz- zum Kühlbetrieb oder vom Kühl- zum Heizbetrieb aufgetreten ist und wenn die Lebensraumtemperatur geringer wurde, jedoch die Speichertemperatur nicht beträchtlich abgesunken ist. Es ist zu beachten, dass dieses Setzen der Bedingungen besonders bedeutend ist, wenn das System z. B. im Heizbetrieb bisher eine beträchtliche Zeit betätigt wurde und die Temperatur im Tank S1 relativ hoch ist, um den Raum aufzuheizen und dann der Schalter auf den Kühlbetrieb umgeschaltet wird. Ersichtlich kann der Tank S1 nicht bei einer geeigneten Kühltemperatur sein, um eine Klimatisierung des Raumes im Kühlbetrieb zu ermöglichen. Daher würde die Ermittlung unter diesen Umständen mit Klimatisierung ausgeführt.

Wenn die Betriebsartänderung von Aus auf entweder Heiz- oder Kühlbetrieb erfolgte und der Speicher nicht beträchtlich abgesunken ist, wird die Ermittlung mit Klimatisierung ausgeführt. In ähnlicher Weise, wenn eine Sollpunktänderung erfolgte und erwartet wird, dass der Lebensraum aufgrund der letzten gespeicherten Temperatur (TRETA) abweicht, wird die Ermittlung mit Klimatisierung durchgeführt. Wenn schliesslich der Lüfter für 30 Minuten oder mehr abgeschaltet war, jedoch weniger als 120 Minuten, wird die Ermittlung mit Klimatisierung durchgeführt.

Die Ermittlung wird ohne Klimatisierung ausgeführt, wenn eine Klima-zu-Klima-Änderung durchgeführt wurde und der Speicher nicht beträchtlich abgesunken ist oder wenn die Betriebsartänderung von Aus auf eine Klimatisierungsposition erfolgte und der Speicher abgesunken ist. Wenn eine Sollpunktänderung erfolgte, aber nicht erwartet wird, dass der Lebensraum abweicht auf Grundlage der letzten TRETA-Aufzeichnung, dann wird die Ermittlung ohne Klimatisierung durchgeführt. Wenn schliesslich der Lüfter 34 auf Aus für eine minimale berechnete Zeit von 30 Minuten oder mehr jedoch weniger als 120 Minuten stand, wird eine Klimatisierung nicht verwendet. Es ist ersichtlich, dass zur Speicherung von Energie eine Klimatisierung nicht durchgeführt wird, ausser wenn es notwendig ist.

Eine separate Routine bestimmt die grundsätzlichen Umstände, unter denen der Raum klimatisiert wird oder nicht. Der Raum wird nicht klimatisiert, wenn der Betriebsartenschalter in Aus-Stellung steht und keine Klimatisierung erfolgt, wenn die Lebensraumtemperatur nicht bekannt ist oder zwar bekannt aber nicht vom Sollpunkt abgewichen ist. Wenn keine dieser negativen Bedingungen existiert und wenn dieTemperatur des Speichertanks S1 nicht beträchtlich abgewichen ist, werden die Pumpe PI und der Lüfter 34 betätigt, bis die Lebensraumtemperatur erfüllt ist. Wie angedeutet ist, ist «erfüllt» definiert durch Solltemperatur + oder - 0,15 °C. Daher ist im Heizbetrieb eine erfüllte Bedingung für einen Sollpunkt von 21 °C, 21,5 °Cund im Kühlbetrieb für den gleichen Sollwert eine erfüllte Bedingung 20,85 °C.

Es wird eine Routine verwendet, um den Lüfter nur zu betätigen als Reaktion darauf, dass der Schalter 49 in EinPosition gestellt wird. Wenn das System in einer normalen Epoche läuft und die Meldung vom HOC 44 zum Steuergerät nur die Lüfterkomponente enthält, wird der Lüfter betätigt. Wenn jedoch die Aussentemperatur weniger als 0 °C beträgt und das System versucht, den Speicher S1 zu klimatisieren, wird der Lüfter gestoppt. Wie bei den anderen Modulen wird ein positives. Flag durch diese Routine gesetzt, wenn die Bedingungen zur Lüfterbetätigung erfüllt sind.

Diese Routine bezieht sich auf Umstände, unter denen der Speichertank S1 durch den Kompressor konditioniert wird. Ein fundamentaler Zustand ist der, dass, wenn der Speicher abgewichen ist, der Speichermodus der gleiche ist wie der Lebensraummodus. Der Speichermodus wird nicht gesetzt, d. h., wenn er keine Zustandsverbesserung erfordert, bis die Temperatur des Wassers in dem Tank von dem Speichertank-Sollwert um mehr als 2,5 °C abgewichen ist.

Wenn der Speichertank zum Kühlen des Lebensraums klimatisiert wird, ist es notwendig, auf Einfrierbedingungen im Wärmeaustauscher zu achten. Wenn das System sich daher im Kühlbetrieb befindet und der Kompressor läuft, wird der Kompressor angehalten, wenn die Aussentemperatur weniger als 18 °C beträgt, wenn nicht der Kompressor für weniger als 10 Minuten eingeschaltet ist, in welchem Fall er dieses 10-Minuten-Intervall beenden kann. Der Kompressor wird nicht gestartet, wenn die Aussentemperatur weniger als 20 °C beträgt, wenn sich das System im Kühlbetrieb befindet.

Wenn zusätzlich die Zeit während des Spitzenintervalls liegt, läuft der Kompressor nur bis zur Grenze, wie durch die vorhergehend erörterte Kompressorbedarfsparameterrou-tine bestimmt ist, aber er wird auf Ein belassen, solange als die erlaubte Laufzeit grösser ist als die kumulierte Zeit in dieser Summierungsperiode. Weiterhin startet der Kompressor nur, wenn die in der Summierungsperiode verbleibende Zeit, die zur eventuellen Laufzeit hinzugerechnet wird, die bereits in dieser Summierungsperiode erfolgte, weniger als oder gleich der Laufgrenze ist. Die Summierungsperiode ist das 0,5-Stunden-Intervall, das verwendet wird zur Bestimmung des Spitzenbedarfs, wie er unter der Tarifstruktur des Bedarfs nach dem Integrationstyp auftritt.

Die erlaubte Laufzeit wird ständig neu berechnet als Funktion der elektrischen Belastung, die in dem Haushalt ein- und ausgeschaltet wird, ausser den HVAC-Komponenten. Es ist wünschenswert, die Startzahlen des Kompressors zu minimieren und ebenfalls die Anfänge und Enden der Summie-rungsperioden mit betätigtem Kompressor zu strecken. Diese Betrachtungen zusammengenommen ermöglichen den Zustand, dass der Kompressor erneut betätigt werden kann, wenn während der Spitzenzeit die berechnete erlaubte Laufzeit grösser als die Summe der vorhergehenden kumulierten Laufzeit in dieser Summierungsperiode + der verbleibenden Zeit in dieser Summierungsperiode ist. Noch einmal, der Kompressor kann immer für ein Minimum von 10 Minuten laufen, wenn er gestartet wurde oder er läuft für 10 Minuten nicht, unabhängig von anderen Erfordernissen, die durch Klimatisierungsanforderungen des Systems gesetzt sind.

Es ist notwendig, Kriterien zu setzen zur Bestimmung des Auftretens von Frost auf den äusseren Luftspulen, und die Länge der Zeit aufzuzeichnen, in der dieser Frost bestand. Die Zahl aufeinanderfolgender Epochen, während der Frostbedingungen existierten, wird gezählt und der Zählwert wird für spätere Verwendung gehalten. Es wird angenommen,

dass Frost existiert, wenn die Flüssigkeitstemperatur in der Spule 10 geringer als 0 °C ist und wenn die Aussen-Lufttem-peratur viel grösser als die Flüssigkeitstemperatur ist. Für diesen Modul bedeutet der Ausdruck «viel grösser» 6,5 °C bei 4 °C äussere Lufttemperatur oder 3 °C bei 6,5 °C äussere Lufttemperatur. Eine Kurve der Differenz (OA-TLIQ) der äusseren durchschnittlichen Temperatur gegen die Differenz

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ist eine parabelförmige Kurve. Dies kann jedoch durch eine lineare Funktion approximiert werden, die durch obige zwei Punkte geht. Wenn die Existenz von Frost bestimmt ist, ist es notwendig, diesen zu entfernen. Das Defrosten wird begonnen, wenn die Frostprüfroutine bestimmt hat, dass Frost für mehr als 5 Minuten bestand und wenn eine Summierungsperiode gerade begonnen hat. Das Defrosten wird nicht begonnen, wenn der Kompressor nicht läuft. Um zu defrosten wird der Kompressor mit Umkehrung des Ventils 20 in der Kühlposition betrieben und das Defrosten wird beendet, wenn die Flüssigkeitstemperatur über 10 °C geht oder wenn das Defrosten für mehr als 10 Minuten erfolgte oder wenn der Kompressor durch einen anderen Algo-rhythmus im System ausgeschaltet ist. Ein komplettes Defrosten wird gespeichert, wenn das Defrosten 10 Minuten gelaufen ist oder wenn die Flüssigkeitstemperatur 10 °C erreicht. Die Wärme wird dann von der Spule zurückgewonnen mit Umkehrung des Ventils 20 in die Heizposition und der Aussenlüfter 11 wird ausgeschaltet, bis die Flüssigkeitstemperatur geringer als die Umgebungstemperatur ist oder bis der Kompressor ausgeschaltet wird durch irgendeinen anderen Algorhythmus. Wenn TLIQ geringer wird als die Aussentemperatur bei laufendem Kompressor, wird der Lüfter 11 wieder eingeschaltet.

Es ist theoretisch möglich, dass der Speichertank S1 friert, wenn das System während des Winters ausgeschaltet ist und wenn das Gebäude für eine längere Zeit unbenutzt ist und die Aussentemperatur abfällt. Dies muss vermieden werden wegen der Schäden, die durch Platzen des Wassertanks mit 120 Gallonen Wasser entstehen würden. Der Algorhythmus dafür prüft die Temperatur von S1 um 1.00 Uhr wenn das System ausgeschaltet ist und die Aussenlufttemperatur geringer als 0 °C ist. Wenn die S1-Temperatur geringer als 10 °C ist, wird ein Flaggesetzt, um den Kompressor zu betätigen, um S1 auf 21 °C aufzuheizen. Im Fall dass der Kompressor aus irgendeinem Grund nicht betätigbar ist, werden die Widerstandsheizelemente für den gleichen Zweck verwendet.

Die Speichertemperatur-Information muss von Anfang an verfügbar sein, um verschiedene andere Algorhythmen in richtiger Weise zu betätigen. Wenn das System zuerst gestartet wird oder nach einer abgeschalteten Zeit erneut gestartet wird, ist es notwendig, diese Speichertemperatur zu bestimmen. Entsprechend enthält dieser Algorhythmus das Laufen der Pumpe PI für ein Intervall von 5 Minuten während der Initialisierungsepoche und zu einer Zeit, in der die Stromeichung nicht durchgeführt wird, dessen Zweck darin besteht, Störungen mit dem Ein-Aus-Zyklus zu vermeiden, der während des Eichungsprozesses auftritt. Nach 5minü-tiger Betätigung der Pumpe kann die Temperatur als geeignet zum Lesen durch den Sensor D betrachtet werden. Der Wert der Speichertemperatur wird auch ungültig nach 2 Stunden Nichtbetrieb der Pumpe PI, wenn der Betriebsartenschalter auf Heizen oder Kühlen steht. An diesem Punkt wird die Pumpe PI betätigt, um eine gültige Temperatur zu erhalten.

Die folgenden Kriterien sind diejenigen, die zur Steuerung der Betätigung der Widerstandsheizung des Speichers (I2R) verwendet werden. Ein Betätigungsflag wird vermieden,

wenn das System in der Aus- oder Kühlstellung steht, wenn dem Kompressor nicht erlaubt ist, 100% der Zeit zu laufen, oder wenn der Kompressor für weniger als 1 Stunde gelaufen ist. Wenn es betätigt ist, wird das Widerstandsheizelement für wenigstens 1 Minute eingeschaltet, und wenn es ausgeschaltet ist, bleibt es für wenigstens 1 Minute ausgeschaltet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Elemente in dieser Routine die Elemente 40 im Speichertank S1 sind.

Aus obgenannten Gründen in Verbindung mit dem Speicherbehälter S1 ist es notwendig, die häusliche Heisswas-

sertemperaturzu kennen, d.h. des Wassers im Tank S2. Für diesen Zweck wird die Pumpe P2 betätigt und Wasser zirkuliert durch P2, S2, Leitung 36 und die Wasserseite des Austauschers HS-2. Die Pumpe P2 wird nicht während Spitzenintervallen zum Zwecke des Erhaltens einer DHW-Temperatur gestartet, sie wird jedoch gestartet, wenn das System gerade daraus austritt, oder wenn das Widerstandsheizelement 42 eingeschaltet ist und die Temperatur für die letzten 15 Minuten nicht geprüft ist, oder wenn Grundwasser fliesst, oder wenn es ein Wochentagmorgen ist, d.h. ein Intervall, an dem ein grosser Heisswasserbedarf erwartet werden kann. Für die Zwecke dieser Routine ist damit 3 Stunden vor dem Übergang auf die Spitze gemeint. Die Pumpe P2 wird ausgeschaltet, sobald eine geeignete DHW-Temperaturmessung erreicht wurde.

Das häusliche Heisswasserheizelement 42 wird nur betätigt, wenn es absolut notwendig ist, um die Temperatur des häuslichen Heisswassers zu erhöhen, um den Bedarf des Hausbesitzers zu befriedigen. Dessen Verwendung wird vermieden, wenn es eben möglich ist, da es ein hohes Niveau von Strom zieht und die Betriebskosten des Systems erhöht. Entsprechend wird das Flag gesetzt, um die I2R-Einheit zu starten, wenn die häusliche Heisswassertemperatur bekannt ist und tiefer als ein effektiver Sollpunkt liegt, d.h. geringer als eine Temperatur, die als notwendig zur häuslichen Bedarfsdeckung bestimmt ist. Das Heizelement wird jedoch nicht während der Initialisierungsperiode eingeschaltet oder während Spitzenzeiten und ist auch nicht eingeschaltet,

wenn der Kompressor betätigt wird, ausser wenn sowohl der Kompressor als auch das Widerstandsheizelement als notwendig erscheinen, um die häusliche Heisswassertemperatur auf ein gewünschtes Niveau in der Zeit zu halten, bevor das Spitzenbedarfsintervall beginnt. Das Element wird ausgeschaltet, wenn die Temperatur bekannt ist und gleich oder grösser als der effektive Sollwert ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Temperatur nicht bekannt sein kann zur Zeit, wenn diese durch den Sollpunkt tritt wegen der 15minü-tigen Verzögerung, die in der Routine vorhanden ist, um die DH W Temperatur zu bestimmen.

Die Betätigung des Kompressors zum Zwecke der Aufhei-zung des häuslichen Heisswassers ist im wesentlichen unabhängig von der Widerstandsheizung. Die Pumpe P2 läuft, um die Überhitze durch HX-2 vom Kompressor abzuziehen, die Pumpe wird jedoch nur betätigt, wenn der Kompressor läuft. Aufgrund der relativen Wirtschaftlichkeit der Aufheizung von häuslichem Heisswasser mit einem Kompressor im Vergleich zu Widerstandselementen, ist es wünschenswert, dass der Kompressor läuft, bis die DHW Temperatur auf einem höheren Pegel ist, als die obere Grenze, die mit Widerstandselementen verwendet wird.

Einer der anfälligsten Teile des Systems, vom mechanischen Standpunkt aus gesehen, ist immer der Kompressor. Entsprechend ist es wünschenswert, den Kompressor zu überprüfen, um sicher zu sein, dass er richtig läuft, und Zuverlässigkeitsabweichungen zu erkennen, bevor ein katastrophaler Fehler auftritt. Wenn der Kompressor richtig läuft, sollte die Abgabetemperatur des Kompressors signifikant ansteigen, d. h. um etwa 8 °C in etwa 36 Sekunden, nachdem der Kompressor gestartet ist, und sollte signifikant über 36 Sekunden abfallen, nachdem der Kompressor anhält. Weiter sollte die Temperatur nicht abfallen, während der Kompressor läuft. Diese Routine enthält eine Aufzeichnung der Kompressorabgabetemperatur für die letzten 15 Epochen und vergleicht die letzte Messung mit einer 9 Epoche früheren, um zu sehen, ob eine Änderung zwischen diesen Epochen auftritt, und wenn dies so ist, um sicher zu sein, dass diese Temperaturänderungen in der richtigen Richtung erfolgen. Wenn dieses gewünschte Muster nicht erreicht

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wird, wird ein Kompressor-Sicherheitsflag gesetzt, das dazu führt, dass der Kompressor unwirksam gemacht wird. Zusätzlich führt das Flag zur Beleuchtung der Serviceleuchte 65 am H OC 44.

Es ist auch notwendig sicher zu sein, dass der Aussenlüfter läuft. Die Temperatur der Flüssigkeit an dem Ort D wird geprüft und ausserdem die Aussentemperatur an der Stelle G. Wenn die Flüssigkeitstemperatur sehr viel grösser ist als die Aussenlufttemperatur während des Kühlens, ist es ersichtlich, dass der Lüfter 11 nicht geeignet läuft. Wenn der Lüfter 11 in zwei aufeinanderfolgenden Epochen nicht läuft, wird ein Aussenluftsicherheitsflaggesetzt. Dies führt schliesslich zur Beleuchtung der Servicelampe 65 am HOC 44.

Die richtige Betätigung des Umkehrventils 20 kann überwacht werden durch Prüfen der Flüssigkeitstemperatur und der Umgebungslufttemperatur und vergleicht diesen Wert. Die Kriterien zur Prüfung der Funktion des Ventils sind wie folgt. Wenn während des Kühlbetriebs die Umgebungstemperatur grösser als die Temperatur der Flüssigkeit für ein relativ langes Zeitintervall ist wie z. B. 8 Minuten, kann angenommen werden, dass das Umkehrventil nicht richtig funktioniert und es wird ein Umkehrventil-Sicherheitsflag gesetzt. Wenn in ähnlicher Weise während des Heizbetriebes die Flüssigkeitstemperatur grösser als die Umgebungstemperatur für etwa 8 Minuten ist, wird ein Umkehrventil-Sicherheitsflag gesetzt.

Diese Routine wird während des Defrostens ausser Betrieb gesetzt. Ein Flag »Defrosten in Betrieb» wird durch die Defrostroutine gesetzt, welches für diesen Zweck erkannt wird.

Eine separate Routine überwacht die Spannung kontinuierlich und setzt das System ausser Betrieb, wenn es eine hohe oder niedrige Spannung jeweils für eine Minute feststellt. Das System wird nicht reaktiviert, wenn die Spannung nicht innerhalb eines akzeptablen Bereiches für 10 Minuten bleibt.

Unter bestimmten Bedingungen ist es möglich, dass der Austauscher HS-1 friert, welches eine geeignete Funktion des System ausschliesst. Deshalb wird die Temperatur am Sensor D ermittelt. Wenn im Kühlbetrieb die Temperatur am Sensor D weniger als z. B. -4°C für 30 Sekunden ist, wird ein HX-1 Frostflag gesetzt. Auch wenn im Heizbetrieb während des Defrostens die Sl-Temperatur geringer als 10 °C für eine Epoche ist, wird das HX-1-Frostflag gesetzt. Die Abgabetemperatur des Kompressors wird überwacht, um das Entstehen von aussergewöhnlich hoher Temperatur zu erkennen.

Wenn eine hohe Temperatur ermittelt wird, wird der Kompressor stillgesetzt zusammen mit den zugehörigen Einrichtungen bis die Temperatur am Sensor C auf z. B. 82 °C abgefallen ist, und zu dieser Zeit wird der Kompressor wieder in Betrieb gesetzt. Eine Marke wird für jedes derartiges Ausserbetriebsetzen während einer 24-Stunden-Periode gesetzt. Das System erlaubt dem Kompressor in dieser Periode sieben Mal ausser Betrieb gesetzt zu werden. Wenn aber die Temperatur ein achtes Mal zu hoch wird, wird eine starke Sicherheit gesetzt und der Kompressor kann nicht erneut betätigt werden.

Eine «Reduzier»-Routine erzeugt ein Wort im digitalen Code, das im wesentlichen eine Zusammenfassung der verschiedenen Anforderungen und Bedingungen ist, die aus gesetzten oder nicht gesetzten Flags durch die betrachteten Routinen ist. Zur Erzeugung dieses Wortes wirkt die Routine als Raster, um Anforderungen zum In-Betrieb oder Ausser-Betrieb-Setzen oder Flags auszusortieren, die zueinander im Widerspruch stehen, und erzeugt eine unzweifelhafte Beziehung, die durch das System erfüllt werden kann und die den Umständen angemessen ist.

Ein erster Schritt in der Routine ist es, nach irgendwelchen

«Sicherheiten» zu suchen, die angefordert wurden, und zu bestimmen, welche anderen Geräte von einer Einrichtung abhängig sind, für die eine Sicherheit angefordert ist.

Für diesen Zweck ist eine Tabelle von Abhängigkeiten in einem nichtflüchtigen Speicher abgespeichert. Diese Tabelle gibt einfach an, welche Geräte von welchem anderen Gerät, für die eine Sicherheit gesetzt werden kann, abhängig sind. Z. B. sind von der Pumpe PI abhängige Geräte der Kompressor, der Aussenlüfter und das Umkehrventil, weil keines dieser Geräte betätigt werden darf, wenn PI nicht in Betrieb ist. Sicherheiten sind auf allen Geräten gesetzt, die abhängig sind von einem Gerät, auf welches eine Sicherheit gesetzt ist.

Daraus folgt, dass Anforderungen zum In-Betrieb-Setzen für Geräte mit gesetzten Sicherheiten nicht ausgeführt werden sollen. Solche Anforderungen werden in Anforderungen zum Ausser-Betrieb-Setzen umgewandelt. Eine Geräteanforderung wird dann geprüft und es wird geschlossen, dass die Betätigung eines Gerätes veranlasst wird, wenn keine Sicherheit an diesem Gerät besteht und kein Ausser-Betrieb-Setzen veranlasst ist, und wenn dafür ein Inbetriebnahmebefehl vorliegt. Es ist zu beachten, dass dies eine Prioritätsfolge ist zusätzlich zu den notwendigen Bedingungen.

Diese Routine bewirkt weiterhin eine Leuchtanzeige,

wenn die Flags existieren, die diese Bedingungen anfordern. Es ist in Verbindung mit den Sicherheiten und Ausser-Betrieb-Setz-Befehlen, die oben diskutiert sind, zu beachten, dass eine Sicherheit auf einem Gerät bedeutet, dass das Gerät nicht erneut gestartet werden kann, ohne dass das System abgeschaltet und wieder in Betrieb genommen wird. Ein Aus-serbetriebsetzbefehl ist einfach einen Anforderung abzuschalten.

Für Vorgänge auf der Basis des oben angegebenen Prüfens wird der Kompressor zuerst abgeschaltet, wenn ein Befehl, dieses zu tun, empfangen ist, dann werden andere «Geräte-Aus»-Befehle befolgt. Danach werden die Geräte in einer spezifischen Reihenfolge in Betrieb gesetzt, nachdem angeforderte Lampen in Betrieb gesetzt sind und, wenn geeignet, das Ventil 20 umgeschaltet ist. «Ein»-Befehle werden zusammengefügt, um das digitale Ausgangswort zu ändern. Schliesslich wird die Zeit, zu der Einrichtungen an- oder abgeschaltet werden, in bezug zur relativen Startzeit abgespeichert.

Es wird angenommen, dass der Betrieb des Systems aus dem Obengenannten klar ist, jedoch wird nachfolgend eine Zusammenfassung des Gesamtschemas gegeben. Wenn das System zunächst eingeschaltet wird, werden die Werte, die ursprünglich benötigt werden, gespeichert und wie beschrieben in Verbindung mit der Initialisierungsroutine berechnet. Der Hausbesitzer wählt eine Solltemperatur und die Verschiebezeiten und Temperaturen unter Verwendung der Steuerungen am HOC 44. Wenn eine Meldung formuliert ist und vom PCON 44 zum HOC 44 gesendet ist, antwortet die Konsole mit einer Meldung schliesslich der Information über die Sollwerte und der Information, die die Positionen der anderen Stellungen zusammenfasst.

Inzwischen werden alle Temperaturmessungen kontinuierlich ausgeführt und Spannung und Strom, die zur Wohnung geliefert werden, werden gemessen. Von Zeit zu Zeit, wie durch die beschriebenen Bedingungen bestimmt ist, wird die Lebensraumtemperatur ermittelt, mit oder ohne Klimatisierung. Die Speichertemperatur S1 wird geprüft und ausserhalb der Spitzenzeiten eingestellt, so dass dieser zur Abgabe von Wärme oder zur Aufnahme von Wärme aus dem Raum während der Spitzenzeiten mit minimaler Verwendung des Kompressors und der Widerstandselemente vorbereitet ist.

Aufgrund der Tatsache, dass die meisten der Routinen gleichzeitig ausgeführt werden, gibt es keine logische Art und Weise, in der ein Gesamtfortschritt von Vorgängen

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beschrieben werden kann. Es ist jedoch zu beachten, dass die meisten der Routinen entweder einen Wert angeben oder verändern, der das Ergebnis einer Messung und Berechnung oder eines Flags ist und dass diese Werte und Flags geprüft, verwendet und in einigen Fällen für andere Routinen für den letztendlichen Zweck der Erzeugung eines digitalen Wortes dienen, das in vorbestimmter Folge den Start, das Anhalten oder den kontinuierlichen Betrieb oder Nichtbetrieb aller der Motoren und anderen Komponenten des Systemes steuert.

Weiterhin werden diese Betätigungen in einem realen Zeitraum durchgeführt, der durch 4-Sekunden-Epochen innerhalb des Systems definiert ist.

Das System kann angesehen werden als dass es eine Raumklimatisierungsfunktion erfüllt in einer Weise, die nicht nur den Raum aufheizt oder kühlt, um ein gewünschtes Komfortniveau in effizienter Weise zu erhalten, sondern auch Bedarfsbegrenzungsfunktionen erfüllt. Dies ist von besonderer Bedeutung für die Versorgungsunternehmen, da, wenn eine entsprechende Zahl von Häusern in einem Versorgungsgebiet den individuellen Leistungsbedarf auf ein gewähltes Niveau begrenzt, die Spitzenkapazität der erzeugenden Anlagen des Versorgungsunternehmens reduziert oder wenigstens begrenzt werden kann. Ein Mass dafür ist der Belastungsfaktor, der definiert ist als die mittlere Belastung geteilt durch die Spitzenbelastung, bestimmt über ein ausgewähltes Zeitintervall, z. B. eine Stunde, einen Monat oder ein Jahr. Die Berechnung des Belastungsfaktors für ein Jahr z. B. würde die Integrierung der über das Jahr erzeugten Kilowatt, d.h. der totalen Kilowattstunden für dieses Jahr und Teilung dieser durch die Spitzenkilowatt, erzeugt über ein Zeitintervall wie eine Stunde, multipliziert mal 8,760, der Zahl der Stunden im Jahr beinhalten. Dies ist ein Faktor, der üblicherweise von Versorgungsunternehmen für verschiedene Zwecke verwendet wird.

Der Belastungsfaktor für ein konventionelles HVAC Heizpumpensystem ist häufig in der Grössenordnung von 0,2 bis 0.3, wodurch angedeutet ist, dass der Spitzenbedarf des Systems, der auf Grundlage einer Winterspitze berechnet ist, sehr hoch ist im Vergleich zur Durchschnittsbelastung. Weiterhin tendieren die Spitzen dazu, wetterabhängig zu sein und für Gruppen von Wohneinheiten zusammen zu erscheinen. Daher muss das Versorgungsunternehmen, das eine solche Region bedient, eine Anlagenkapazität aufweisen, um diese Spitzen zu decken oder andere Massnahmen zu treffen.

s Mit dem System der vorliegenden Erfindung werden die Spitzen im wesentlichen auf Zeiten verlegt, wenn der Bedarf gering ist. Weiterhin ist der Bedarf eines individuellen Systems geringer wahrscheinlich mit dem Bedarf einer signifikanten Zahl von anderen Systemen synchronisiert, da die io wesentliche Einstellung des Speichertanks S1 zu jederzeit ausserhalb der Spitzenstunden erfolgen kann. Daher sinkt der Belastungsfaktor für solch eine Wohneinheit beträchtlich. In idealer Weise sollte der Belastungsfaktor sich 1,0 annähern. In praktischen Systemen gemäss der vorlie-15 genden Erfindung kann der Belastungsfaktor zwischen 0,7 und 0,8 sein, eine sehr bedeutsame Verbesserung über frühere Systeme.

Die von den Versorgungsunternehmen aufgestellten Tarifstrukturen können von einem Ort zum andern stark variieren und können innerhalb eines Bereiches von Zeit zu Zeit sich ändern. Z. B. kann ein lokales Unternehmen sein Spitzenintervall zum Zwecke der Tarifstrukturerstellung von 9.00 bis 21.00 Uhr aufstellen und dann später dies auf zwei Spitzenintervalle von 7.00-11.00 Uhr und von 16.00-21.00 Uhr ändern. Für die vorliegende Erfindung bedeutet dies kein Problem, da es Intervalle ausserhalb der Spitzenzeiten vorteilhaft verwenden kann, wenn immer diese erscheinen. Der Beginn und das Ende dieser Intervalle werden durch Signale angezeigt, die über Leitungen zu Messgeräten geschickt werden, die durch die Versorgungsunternehmen installiert sind.

Das Steuergerät kann unter Verwendung von spezieller Hardware aufgebaut sein, am einfachsten ist jedoch die Implementierungeines 8088 Mikroprozessors.

Obgleich eine vorteilhafte Ausführungsform zur Darstellung der Erfindung gewählt wurde, ist jedoch von den Fachleuten erkennbar, dass verschiedenen Änderungen und Modifikationen darin gemacht werden können, ohne dass von der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen enthalten, abgewichen wird.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Ein System zur Veränderung der Temperatur des Innenraumes eines Gebäudes, bei dem eine Verteilungskanalanordnung zur Verteilung von Luft von einem Wärmeaustauscherort zu Bereichen des Gebäudes und eine Luftrückkehrkanalanordnung zur Ableitung der Luft von den Bereichen des Gebäudes zu einem Wärmeaustauscherort vorgesehen sind, das enthält:

einen Wasserspeichertank, einen Wasser-zu-Luft-Wärmeaus-tauscher an der Wärmeaustauscherstelle, Mittel einschliesslich einer Pumpe zur Zirkulation von Wasser aus dem Tank durch den Wärmeaustauscher, Lüfter zum Durchtreiben von rückkehrender Luft aus der Luftrückkehrkanalanordnung durch den Wärmeaustauscher in die Luftvertei-lungskanalanordnung eine Wärmepumpeneinrichtung zur Veränderung der Temperatur des Wassers im Tank, und Steuermittel zur Steuerung des Betriebes der Lüftermittel und der Wärmepumpeneinrichtung, wobei diese Steuermittel enthalten: Mittel zur Einstellung einer Solltemperatur, die eine gewünschte Temperatur für den Raum darstellt, Mittel zur Erfassung der Temperatur der rückkehrenden Luft, die von verschiedenen Bereichen des Gebäudes in den Wärmeaustauscher eintritt, Mittel zur Energieversorgung der Lüftermittel, Mittel zur selektiven Energieversorgung der Wasserpumpe, um Wasser aus dem Tank durch den Wärmeaustauscher zu zirkulieren, während Luft durch den Wärmeaustauscher tritt, um den Raum zu klimatisieren, wenn die gemessene Temperatur der Rückkehrluft um einen vorbestimmten Wert in fallender Richtung vom Sollpunkt abweicht.
2. System nach Anspruch 1, bei dem die Steuermittel enthalten : Taktmittel zur Erzeugung charakteristischer Kennzeichen, wenn das System während Intervallen von hohem Leistungstarif und niedrigem Leistungstarif betrieben wird.
3. System nach Anspruch 2, bei dem die Wärmepumpeneinrichtung einen aussenliegenden Wärmeaustauscher aufweist, ein Umkehrventil, einen Kompressor und Wärmeaustauschermittel, die mit dem Tank verbunden sind, um selektiv das Wasser im Tank aufzuheizen oder zu kühlen, und die Steuermittel Mittel zur Erfassung der Temperatur des Tankwassers enthalten, und Mittel zur Betätigung des Kompressors, wenn das Tankwasser von einer vorbestimmten Temperatur in fallender Richtung abweicht, aufweisen und das System während eines Intervalls eines niedrigen Leistungstarifes läuft.
4. System nach Anspruch 2, bei dem die Steuermittel Mittel aufweisen zur Anzeige der zum Gebäude geführten elektrischen Leistung und Mittel zur Betätigung eines Alarms, wenn die zugeführte Leistung ein vorgewähltes Niveau überschreitet.
5. System nach Anspruch 3, bei dem die Steuermittel Mittel enthalten zur Speicherung der durch dieses Mittel erfolgten Temperaturmessung der Rückkehrluft zur Erfassung jeder Zeit, zu der der Lüfter augenblicklich in Betätigunggesetzt wird, und Mittel die auf die Differenzen zwischen den Temperaturmessungen der Rückkehrluft und dem Sollwert bei zwei aufeinanderfolgenden Lüfterbetätigungen ansprechen, um ein Zeitintervall auszuwählen, während dessen die Mittel zur Betätigung der Lüftermittel es ermöglichen, dass die Lüftermittel unbetätigt bleiben.
6. System nach Anspruch 5, bei dem die Mittel, die auf die Differenz zwischen der Temperatur der Rückkehrluft und dem Sollwert ansprechen, ein Intervall auswählen das eine erste Dauer aufweist, wenn die Temperatur der Rückkehrluft in Relation zum Sollwert in zwei aufeinanderfolgenden Messungen beträchtlich abfällt, eine zweite längere Dauer, wenn der Abfall in zwei aufeinanderfolgenden Messungen gering ist und eine dritte Dauer, die länger als die zweite Dauer ist,

wenn die Messung anzeigt, dass der Raum in zwei aufeinanderfolgenden Messungen überklimatisiert ist.
7. System nach Anspruch 1, bei dem die Steuermittel Mittel zur Speicherung einer Temperaturmessung der Rückkehrluft aufweisen, die durch diese Mittel zur Erfassung jeder Zeit durchgeführt werden, zu der der Lüfter anfänglich betätigt wird, und Mittel, die auf die Differenzen zwischen den Temperaturmessungen der Rückkehrluft und dem Sollwert in zwei aufeinanderfolgenden Lüfterbetätigungen zur Auswahl eines Zeitintervalls, während dessen die Mittel zur Betätigung der Lüftermittel es ermöglichen, dass die Lüftermittel unbetätigt bleiben, ansprechen.
8. System nach Anspruch 1, bei dem die Wärmepumpeneinrichtung einen Kompressor enthält, der zur Änderung der Wassertanktemperatur auf ein Niveau betätigbar ist, das eine Klimatisierung des Raumes ermöglicht.
9. System nach Anspruch 8, bei dem die Einrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird entsprechend einer Tarifstruktur, die Spitzenbedarfstarifintervalle und Ausserspit-zenbedarfstarifintervalle aufweist, und die Steuermittel Mittel zur Betätigung des Kompressors während Spitzenintervallen für begrenzte Zeiten aufweisen, die als Funktion der Spitzentarifstruktur und des geforderten Komforts des Gebäudebesitzers bestimmt sind.
10. System zur Steuerung der Temperatur des Innenraums eines Gebäudes mit einer wärmetauschenden Flüssigkeit, enthaltend:

Mittel zur Temperaturregelung der wärmetauschenden Flüssigkeit;

eine Leitungsanordnung, um die wärmetauschende Flüssigkeit über im wesentlichen geschlossene Kreisläufe in die verschiedenen Teile des Gebäudes und wieder zurück zu den Mitteln zur Temperaturregelung zu führen, wobei die Leitungsanordnung einerseits einen FIüssigkeits-Rücklaufbe-hälter aufweist, in welchem die Flüssigkeit aus allen Teilen des Gebäudes zurückgeführt und in diesem vermischt wird und anderseits Wärmetauscher in den verschiedenen Teilen des Gebäudes umfasst, um Wärme zwischen der Leitungsanordnung und dem Gebäudeinnern zu übertragen; Temperaturfühler zur Bestimmung der Temperatur der vermischten Flüssigkeit im Rücklaufbehälter; sowie Steuermittel zur Steuerung des Betriebs der Mittel zur Temperaturregelung, wobei diese Steuermittel enthalten:

Mittel zur Einstellung einer Solltemperatur, auf welcher die Temperatur im Gebäudeinnern gehalten werden soll, Mittel, um zu bestimmten Zeitpunkten die von den Temperaturfühlern gemessene Temperatur der Flüssigkeit im Rücklaufbehälter abzufragen, sowie Mittel, um die Mittel zur Temperaturregelung zu betätigen, wenn die gemessene Temperatur die Solltemperatur um einen vorgegebenen Wert unterschreitet, so dass die Temperatur der Flüssigkeit und dadurch die Temperatur des Gebäudeinnern geändert wird.
11. System nach Anspruch 10, in welchen die Leitungsanordnung zudem selektiv betätigbare Fördermittel enthält, um die Flüssigkeit durch die Leitungsanordnung zu den verschiedenen Teilen des Gebäudes zu fördern, wobei die erwähnten Steuermittel die Fördermittel zu jedem der bestimmten Zeitpunkte einschalten, bevor die Temperatur der Flüssigkeit abgefragt wird.
12. Verfahren zur Steuerung eines Raumklimatisierungssystems zur Veränderung der Temperatur eines Raumes innerhalb eines Gebäudes, das mit elektrischer Energie während Intervallen des elektrischen Spitzen- und Nichtspitzen-verbrauches versorgt wird, wobei das System eine thermische Speichermasse aufweist, Mittel zur selektiven Übertragung von Wärme zwischen der Speichermasse und den Raum, und Mittel zur Überwachung der elektrischen Energie, die zum Gebäude geführt wird, wobei das Verfahren die Schritte auf5

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weist der Festlegung einer Soll werttemperatur, auf die der Raum zu halten ist, das Festlegen eines Temperaturbereiches, innerhalb dessen die thermische Speichermasse zu halten ist, um die Klimatisierung des Raumes unter Verwendung der thermischen Speichermasse zu ermöglichen, Nachregelung der thermischen Speichermasse während Perioden des Verbrauchs ausserhalb des Spitzenbedarfs, um deren Temperatur auf den festgelegten Bereich wieder herzustellen durch Übertragung von Wärme zwischen der thermischen Masse und der umgebenen Atmosphäre, wenn immer die Temperatur der Masse unter den festgelegten Bereich abfällt, und während begrenzten Zeiten zu Perioden des Spitzenverbrauches wodurch der Belastungsfaktor des Gebäudes nahe zu 1 gebracht wird, Bestimmung der Temperatur des Raumes und Klimatisierung des Raumes durch Übertragung von Wärme zwischen der thermischen Speichermasse und dem ■Raum, wenn die Temperatur des Raumes von dem Sollwert um einen gewählten Wert abweicht, ohne Rücksicht darauf, ob die Raumklimatisierungszeit innerhalb oder ausserhalb der Spitzenbedarfsintervalle liegt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Temperatur des Raumes durch Ermittlung der Temperatur zu bestimmten Zeiten erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, welches beinhaltet, dass, wenn die Raumtemperatur innerhalb eines gwählten Differenzbandes vom Sollpunkt liegt, der Lüfter wieder nach einem nichtbetätigten Intervall betrieben wird und eine neue Messung der Raumtemperatur zum Vergleich mit dem Sollpunkt erhalten wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14 und weiter beinhaltend eine Messung der Spannung und des Stromes, die zum Gebäude geführt werden und Berechnung der augenblicklichen zum Gebäude geführten Leistung, Auswählen eines für den gewünschten Verbrauch höchsten Leistungspegels und Aktivierung eines Alarms, wenn der errechnete Leistungsverbrauch das vorgewählte Niveau überschreitet.