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Die
Erfindung betrifft eine Heizkörperanordnung
mit einem Heizkörper,
der einen Vorlaufanschluß und
einen Rücklaufanschluß aufweist,
und mit einer Temperatursensoranordnung, die mit dem Vorlaufanschluß und dem
Rücklaufanschluß wärmeleitend
verbunden ist.
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Im
Zuge eines zunehmend verantwortungsvolleren Umgangs mit Energie
möchte
man den Wärmeverbrauch
an einem Heizkörper
möglichst
genau erfassen können.
Die Wärmeverbrauchserfassung dient
u.a. dazu, die beim Heizen mit dem Heizkörper entstandenen Kosten möglichst
nach der verbrauchten Wärme
auf einzelne Nutzer umlegen zu können.
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Bei
einer Heizkörperanordnung
der eingangs genannten Art, die beispielsweise aus
DE 32 43 198 A1 bekannt
ist, hat man einen Temperatursensor am Vorlauf, einen Temperatursensor
am Rücklauf
und einen Raumtemperatursensor vorgesehen. Zusätzlich ist ein Sensor vorhanden,
der die Öffnungsstellung eines
Ventils ermittelt, das den Durchfluß von Wärmeträgerflüssigkeit durch den Heizkörper steuert.
Mit Hilfe der von den Sensoren gelieferten Daten und Meßwerte läßt sich
der Wärmeverbrauch
am Heizkörper
relativ genau erfassen. Allerdings ist hier eine relativ aufwendige
Verdrahtung notwendig. Die Sensoren am Vorlauf und am Rücklauf müssen jeweils über Leitungen
mit einem A/D-Wandler und einem Mikrocomputer verbunden werden.
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Eine ähnliche
Ausgestaltung ist aus
DE
41 31 563 C2 bekannt. Auch hier ist ein Rechner mit einem
Raumluft-Temperaturfühler, einem
Meßfühler, der
die Vorlauftemperatur erfaßt,
und einem Meßfühler, der
die Rücklauftemperatur
erfaßt,
verbunden.
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DE 197 49 623 A1 zeigt
eine weitere Heizkörperanordnung
der eingangs genannten Art, bei der ein Gerät zum Steuern des Heizkörpers vorgesehen
ist, das Mittel zum Messen der Temperatur der den Heizkörper umgebenden
Luft und Mittel zum Regeln der in den Heizkörper strömenden Flüssigkeitsmenge aufweist. Ferner
sind Mittel zum Messen der Temperatur der in den Heizkörper und
aus dem Heizkörper
strömenden
Flüssigkeit
vorgesehen. Das Gerät
kann ferngesteuert sein, beispielsweise mit einer Verkabelung nach
zentralem oder dezentralem System.
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Die
Erfassung der Temperaturen von Vorlauf und Rücklauf erlaubt es zwar, den
Wärmeverbrauch zu
bestimmen. Dieser Vorteil ist aber verbunden mit einem unschönen Aussehen
und einem erhöhten Aufwand
bei der Montage. Zur Verbindung der Sensoren mit einem Steuer- oder
Auswertegerät
sind Leitungen erforderlich.
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DE 296 19 790 U1 zeigt
eine Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers.
Diese Vorrichtung kann in den Vorlauf und den Rücklauf eingebaut werden. Eine
Auswerteeinheit ist in die Vorrichtung integriert.
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DE-AS
18 070 04 zeigt eine Einrichtung zum Messen der abgegebenen Wärmemenge
eines im geschlossenen Leitungssystem einer Heizungsanlage umlaufenden
Wärmeträgers, also
ein Meßgerät, das irgendwo
in ein Heizungssystem eingebaut werden kann. Als Beispiel wird hier
der Wasseranschluß für eine Etagenwohnung
genannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage einfacher zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Heizkörperanordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Vorlaufanschluß und der
Rücklaufanschluß durch
eine Anschlußeinheit
geführt
sind und die Temperatursensoranordnung mit der Anschlußeinheit
in wärmeübertragender
Verbindung steht, wobei eine Auswerteeinrichtung lösbar an
der Anschlußeinheit befestigt
ist.
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Mit
dieser Ausgestaltung konzentriert man die Temperatursensoranordnung
an der Anschlußeinheit,
so daß die
Temperatursensoranordnung räumlich
eng zusammengefaßt
angeordnet werden kann. Dadurch werden auffällige und störende Bauteile
vermieden, die die äußerliche
Erscheinung der Heizkörperanordnung
negativ beeinflussen könnten. Der
bauliche Aufwand wird gering gehalten. Man muß lediglich die Temperatursensoranordnung
mit der Anschlußeinheit
wärmeleitend
verbinden. Dies ist eine relativ einfache Maßnahme, die einen Eingriff
in den Vorlaufanschluß und
den Rücklaufanschluß an anderer
Stelle entbehrlich macht. Wenn eine Auswerteeinrichtung an der Anschlußeinheit
lösbar
befestigt ist, werden die Temperatursignale "vor Ort" ausgewertet, d.h. es sind überhaupt
keine externen Leitungen zwischen der Temperatursensoranordnung
und der Auswerteeinrichtung erforderlich. Die Auswerteeinrichtung
enthält
dann alle für
die Bestimmung des Wärmeverbrauchs
notwendigen Komponenten. Diese Komponenten können einen Mikroprozessor oder eine
andere Recheneinheit aufweisen. Es ist aber auch möglich, hier
eine elektronische Schaltung zu verwenden, die auf analoge oder
digitale Weise den Wärmeverbrauch
aus den von der Temperatursensoranordnung gelieferten Signalen ermittelt.
Man kann die Auswerteeinrichtung von der Anschlußeinheit abnehmen, um beispielsweise
eine Batterie zu wechseln oder ein Ablesen des Wärmeverbrauchs vorzunehmen.
Auch wird die Montage vereinfacht. Man kann die Auswerteeinrichtung
getrennt von der Anschlußeinheit
fertigen und später
an der Anschlußeinheit
befestigen.
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Vorzugsweise
ist die Anschlußeinheit
als H-Stück
ausgebildet. Ein H-Stück
ist eine gemeinsame Anschlußeinheit
für den
Vorlaufanschluß und
den Rücklaufanschluß, die bereits
vielfach verwendet wird, um einen Heizkörper mit Leitungen zu verbinden,
die in einem Gebäude
verlegt sind. Ein derartiges H-Stück kann zusätzlich noch ein Ventil enthalten,
das zur Steuerung der den Heiz körper
durchströmenden
Flüssigkeit
oder eines anderen Wärmeträgermediums
verwendet wird.
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Vorzugsweise
ist die Auswerteeinrichtung mit Hilfe einer Schnappverbindung an
der Anschlußeinheit
befestigt. Eine Schnappverbindung, die auch als Rastverbindung bezeichnet
werden kann, enthält beispielsweise
zwei Arme, die gegeneinander federnd bewegbar sind. Diese Arme können beispielsweise
einen Vorsprung klemmend umfas sen, der an der Anschlußeinheit
ausgebildet ist. Es ist auch möglich,
daß die
Schnappverbindung Anschlußrohre
teilweise umgreift und nach Überwinden
eines Druckpunkts hinter den Anschlußrohren einrastet.
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Bevorzugterweise
weist die Auswerteeinrichtung einen Raumluftsensor auf. Wenn man
einen Raumluftsensor verwendet, dann kann man die Temperatur der
Raumluft für
die Wärmeverbrauchsmessung
verwenden. Eine Möglichkeit
für diese
Vorgehensweise ist beispielsweise in
DE 197 49 623 A1 dargestellt. Man benötigt in
diesem Fall nicht mehr die Position eines Ventils, das die Durchflußmenge der
Wärmeträgerflüssigkeit
durch den Heizkörper steuert.
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Vorzugsweise
ist der Raumluftsensor an der von der Anschlußeinheit abgewandten Seite
der Auswerteeinrichtung angeordnet. In diesem Fall wirkt die Auswerteeinrichtung
thermisch als Wärmesperre, d.h.
der Raumluftsensor wird nur in einem geringen Maße von der Temperatur des Heizkörpers beaufschlagt.
Eine thermische Isolierung ist zwar vorzuziehen, wird in der Regel
aber nicht erreicht werden. Sie ist auch nicht erforderlich. Wenn
der Raumluftsensor durch die Auswerteeinrichtung mit einem vorbestimmten
Abstand zur Anschlußeinheit
gehalten wird, ist eine ausreichend genaue Temperaturbestimmung der
Raumluft möglich.
Der Raumluftsensor kann auch an anderen Positionen angeordnet werden, wenn
dort die gleichen oder ähnlich
günstige
Bedingungen herrschen.
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Bevorzugterweise
ist die Temperatursensoranordnung fest mit der Auswerteeinrichtung
verbunden und durch das Befestigen der Auswerteeinrichtung an der
Anschlußeinheit gegen
die Außenseite der
Anschlußeinheit
gedrückt.
Bei der Fertigung der Auswerteeinrichtung wird die Temperatursensoranordnung
gleich mit eingebaut. Dies hat den Vorteil, daß man die Temperatursensoranordnung
gemeinsam mit der Auswerteeinrichtung testen kann. Die wärmeübertragende
oder sogar wärmeleitende
Verbindung zwischen der Temperatursensoranordnung und der Anschlußeinheit
wird einfach dadurch realisiert, daß die Temperatursensoranordnung
durch die Haltekraft, mit der die Auswerteeinrichtung an der Anschlußeinheit
festgehalten wird, gegen die Außenseite
der Anschlußeinheit
gedrückt
wird. Der dadurch erfolgende Wärmeübergang
von der Anschlußeinheit auf
die Temperatursensoranordnung reicht für eine Wärmeverbrauchsmessung ohne weiteres
aus.
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In
einer alternativen Ausgestaltung dazu kann auch vorgesehen sein,
daß die
Temperatursensoranordnung in die Aschlußeinheit integriert ist. In diesem
Fall muß man
beim Befestigen der Auswerteeinrichtung an der Anschlußeinheit
lediglich eine Möglichkeit
vorsehen, mit der die Signale von der Temperatursensoranordnung
auf die Auswerteeinrichtung übertragen
werden können.
Eine derartige Möglichkeit
besteht beispielsweise darin, daß bei der Montage der Auswerteeinrichtung
an der Anschlußeinheit
eine Steckverbindung eingerichtet wird.
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Vorzugsweise
weist die Temperatursensoranordnung für den Vorlaufanschluß und für den Rücklaufanschluß getrennte
Sensoren auf. In diesem Fall kann man ein erstes Signal gewinnen,
das die Temperatur im Vorlaufanschluß angibt, und ein zweites Signal,
das die Temperatur im Rücklaufanschluß angibt.
Dadurch läßt sich
eine relativ genaue Wärmeverbrauchsmessung
realisieren.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Temperatursensoranordnung für den Vorlaufanschluß und den
Rücklaufanschluß einen
gemeinsamen Sensor aufweist, der wärmemäßig in der Mitte zwischen dem
Vorlaufanschluß und dem
Rücklaufanschluß angeordnet
ist. Mit anderen Worten soll der gemeinsame Sensor den Mittelwert der
Temperatur zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur
ermitteln können.
Dies läßt sich
bei einer symmetrischen Ausgestaltung der Anschlußeinheit
beispielsweise dadurch realisieren, daß der Sensor geometrisch in
der Mitte zwischen dem Vorlaufanschluß und dem Rücklaufanschluß angeordnet
ist. Wenn sich aus baulichen Gründen
Unsymmetrien ergeben, beispielsweise eine größere Materialstärke im Bereich
des Vorlaufanschlusses vorhanden ist, dann muß man diese Unsymmetrien bei
der konstruktiven Anordnung des Sensors berücksichtigen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Heizkörperanordnung,
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2 eine erste Ausgestaltung einer Anschlußeinheit,
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3 eine
zweite Ausgestaltung einer Anschlußeinheit und
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4 eine dritte Ausführungsform einer Anschlußeinheit.
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1 zeigt
eine Heizkörperanordnung 1 mit einem
Heizkörper 2,
der einen Vorlaufanschluß 3 und einen
Rücklaufanschluß 4 aufweist.
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Aus
einer Wand oder einem Fußboden 5 kommt
eine Versorgungsleitungsanordnung mit einer Zuflußleitung 6 und
einer Abflußleitung 7.
Die Verbindung zwischen der Zuflußleitung 6 und dem
Vorlaufanschluß 3 einerseits
und der Abflußleitung 7 und dem
Rücklaufanschluß 4 andererseits
wird durch eine Anschlußeinheit 8 vorgenommen,
die die Form eines sogenannten "H-Stücks" aufweist. Wenn,
wie in 1 dargestellt, der Vorlaufanschluß 3 und
der Rücklaufanschluß 4 sich
sozusagen geradlinig in der Zuflußleitung 6 und der
Abflußleitung 7 fortsetzen, dann
hat die Anschlußeinheit 8 tatsächlich die
Form eines H. In vielen Fällen
wird die Zuflußleitung 6 und die
Abflußleitung 7 aber
nicht aus dem Fußboden 5 herangeführt, sondern
aus der Wand. In diesem Fall weist die Anschlußeinheit 8 zum Anschluß der Zuflußleitung 6 und
der Abflußleitung 7 zur
Wand hin gerichtete Anschlüsse
auf, wie dies anhand der 2 bis 4 erläutert
werden wird.
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An
der Anschlußeinheit 8 ist
bei der Ausgestaltung nach 1 ein Thermostataufsatz 9 angeordnet,
mit dessen Hilfe man einen Sollwert für eine Raumtemperatur vorgeben
kann. Ferner ist an der Anschlußeinheit 8 ein
Vorlauftemperatursensor 10 und ein Rücklauftemperatursensor 11 angeordnet. Der
Vorlauftemperatursensor 10 ermittelt die Temperatur im
Vorlaufanschluß 3.
Der Rücklauftemperatursensor 11 ermittelt
die Temperatur im Rücklaufanschluß 4.
Auch wenn die beiden Temperatursensoren 10, 11 nicht
direkt die Temperatur des durch den Vorlaufanschluß 3 bzw.
den Rücklaufanschluß 4 strömenden Wärmeträgerfluids
ermitteln können,
reicht die Temperatur der die beiden Anschlüsse 3, 4 bildenden
Rohre aus, um eine Aussage treffen zu können, die später eine
Erfassung des Wärmeverbrauchs
ermöglicht.
Günstig
ist es hierbei, wenn die entsprechenden Rohre oder Teile der Anschlußeinheit 8 aus
einem gut wärmeleitenden
Material gebildet sind.
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An
der Anschlußeinheit
8 ist
ferner eine Auswerteeinrichtung
12 befestigt, die einen
Raumluftsensor
13 trägt
und mit dem Vorlauftemperatursensor
10 und dem Rücklauftemperatursensor
11 verbunden
ist. Anhand der Vorlauftemperatur, der Rücklauftemperatur und der Raumlufttemperatur
läßt sich der
Wärmeverbrauch
ermitteln, beispielsweise auf die Art, die in
DE 197 49 623 A1 angegeben
ist.
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2 zeigt nun eine erste Ausgestaltung einer
Anschlußeinheit 8.
Gleiche Teile wie in 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die
Anschlußeinheit 8,
die in 2a im Schnitt, in 2b in
Vorderansicht und in 2c in Draufsicht von unten dargestellt
ist, weist ein Gehäuse 14 auf,
das eine erste Anschlußgeometrie 15 zur Aufnahme
des Vorlaufanschluß 3 und
eine zweite Anschlußgeometrie 16 zur
Aufnahme des Rücklaufanschluß 4 aufweist.
Natürlich
ist es auch möglich, den
Vorlaufanschluß mit
der zweiten und den Rücklaufanschluß mit der
ersten Anschlußgeometrie (nicht
dargestellt) zusammenwirken zu lassen. Beide Anschlußgeometrien
sind beispielsweise mit einer Überwurfmutter 17 und
Dichtungen 18 versehen. Der Vor lauftemperatursensor 10 ist
im Bereich eines Vorlaufkanals 19 und der Rücklauftemperatursensor 11 ist
im Bereich eines Rücklaufkanals 20 angeordnet. Die
beiden Sensoren 10, 11 können dabei in das Gehäuse 14 integriert
sein. Sie können
beispielsweise dichtend in eine Bohrung eingesetzt sein, die im
Gehäuse 14 vorgesehen
ist.
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Der
Vorlaufkanal 19 geht in ein Ventil 21 über, das
die Steuerung der Wärmeträgerflüssigkeit, die
den Heizkörper 2 durchströmt, übernimmt.
Das Ventil 21 weist an seinem aus dem Gehäuse 14 vorstehenden
Ende eine Anschlußgeometrie 22 zur
Aufnahme des Thermostataufsatzes 9 auf.
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Die
Auswerteeinrichtung 12, die hier als Elektronikbox ausgebildet
ist, ist an das Gehäuse 14 angeklipst,
d.h. mit Hilfe einer nicht näher
dargestellten Schnappverbindung mit dem Gehäuse 14 verbunden.
Der Raumlufttemperatursensor 13 ist an der Seite der Auswerteeinrichtung 12 angeordnet,
die vom Gehäuse 14 am
weitesten entfernt ist. Damit ist sichergestellt, daß die Temperatur
des Gehäuses 14 den
Raumlufttemperatursensor 13 nur wenig beaufschlagt.
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Bei
der Ausgestaltung nach 3, die der Ansicht nach 2c entspricht,
werden gleiche und einander entsprechende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind der Vorlauftemperatursensor 10 und der Rücklauftemperatursensor 11 im
Gehäuse
der Auswerteeinrichtung 12 angeordnet. Sie werden durch
die Befestigung der Auswerteeinrichtung 12 am Gehäuse 14 der
Anschlußeinheit 8 in
wärmeleitendem
Kontakt mit einem Gehäuseteil 23,
das den Vorlaufanschluß umgibt,
bzw. einem Gehäuseteil 24,
das den Rücklaufanschluß umgibt,
gehalten, so daß man
auch auf diese Weise die Temperatur am Vorlaufanschluß und am
Rücklaufanschluß ermitteln
kann.
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Bei
der Ausgestaltung nach 4 ist nur ein einziger
Temperatursensor 25 vorgesehen. Der Temperatursensor 25 ermittelt
einen Mittelwert zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur.
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Bei
der Ausgestaltung nach 2 wird man beim
Befestigen der Auswerteeinrichtung 12 an der Anschlußeinheit 8 über eine
Steckverbindung oder ähnliches
den Kontakt zwischen der Auswerteeinrichtung 12 und den
Sensoren 10, 11 herstellen. Bei der Ausgestaltung
nach 3 und 4 ist nicht
einmal ein derartiger Kontakt erforderlich, weil die Temperatursensoren 10, 11 bzw.
25 in die Auswerteeinrichtung 12 integriert sind.
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Die
Schnappverbindung, mit der die Auswerteeinrichtung 12 an
der Anschlußeinheit 8 befestigt wird,
läßt sich
beispielsweise dadurch realisieren, daß die Auswerteeinrichtung 12 U-förmige Klemmbacken
(nicht näher
dargestellt) aufweist, die die Gehäuseteile 23, 24 und/oder
Gehäuseteile 26, 27,
also Teile in axialer Verlängerung
des Ventils 21, umgreifen.
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In
vielen Fällen
ist es günstig,
wenn die Auswerteeinrichtung 12 so montiert wird, daß eine Manipulation
oder ein Demontageversuch erkennbar wird. In diesem Fall kann die
Auswerteeinrichtung 12 nicht oder nur mit Spezialwerkzeug
abmontiert werden oder sie geht bei der Demontage kaputt. Damit
läßt sich
sicherstellen, daß die
Auswerteeinrichtung auch für
Abrechnungszwecke verwendet werden kann. Jeder Versuch, bei der
Verbrauchsabrechnung zu betrügen,
ist dann erkennbar.
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Wenn
dies erforderlich ist, kann die Auswerteeinrichtung auch noch zusätzlich einen
mechanischen Schutz aufweisen. Bei Heizkörpern, bei denen die Gefahr
besteht, daß sie
durch Vandalismus beschädigt
werden, ergibt sich dann eine ausreichende Sicherheit.
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Die
Auswerteeinrichtung 12 kann auch eine Ausrüstung zum
Fernablesen des registrierten Wärmeverbrauchs
aufweisen. Damit ist es nicht länger erforderlich,
daß eine
Person zum Zwecke des Ablesens den Heizkörper aufsuchen muß. Vielmehr
kann man sich den Wärmeverbrauch
an einer entfernten Position anzeigen lassen. Die ermittelten Werte
werden dann über
leitungsgebundene oder leitungslose Übertragungsstrecken zu einer
Anzeigeeinheit gesandt.
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Von
der dargestellten Ausführungsform
kann in vielerlei Hinsicht abgewichen werden. Statt eines thermostatischen
Aktuators mit einem Balgen wäre auch
ein anderer Aktuatortyp möglich,
z.B. ein Wachsaktuator. Der Raumtemperatursensor 13 kann auch
an einer anderen Position montiert werden, beispielsweise überall an
der Außenseite
der Auswerteeinrichtung 12.