DEVICE FOR DETERMINING THE DISTRIBUTION OF HEATING AND WARM WATER COSTS AS WELL AS HEATING-COST DISTRIBUTOR THEREFOR

Abstract: 1. Device for determining the distribution of heating and warm-water costs in buildings with central of district-heating systems by means of continuous sensing of a time integral of the reported temperature and of the time integral of the temperature, with the aid of a mechanical temperature sensor and two slotted discs that can rotate with respect to each other and which are coaxially mounted with respect to the center axis and act as cam disks (4, 5) and which, on their circumferences, have sectors with smaller radii (r4, r5) and which, in the direction of their circumferences, are able to form a common slot that depends on the temperature, and by means of a sensing apparatus which, if it is incident on the slot, drives an indicator, characterized in that the large radius (R5) of the fixed slotted disc (5) is significantly larger than the large radius (R4) of the rotating slotted disc (4), and that the scanning apparatus (7 to 10, 18) is equipped with at least one periodically scanning arm (7) attached flexibly to the circumferences of the slotted discs (4, 5), and that, moreover, a coupling device (11, 12) is mounted between the scanning apparatus (7 to 10, 18) and a counting mechanism, the coupling device being able to control, through the scanning apparatus, the duration of the counter offset per scanning period in such a fashion that the scanning apparatus (7 to 10, 18) frees the counting mechanism only as long as the arm (7) of the scanning apparatus simultaneously touches the sectors on the circumferences of the slotted discs with the smaller radii (r4, r5), while blocking the counter otherwise.

Description: Verfahren zur Bestimmung der Verteilunq von Heizund Warmwasserkosten sowie Heizkostenverteiler dafür Die Erfindunq befasst sich mit einem Verfahren zur Bestimmung der Verteilunq von Heiz- und Warmwasserkosten gemäss dem Oberbeqriff des Anspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Vr- fahrens. Bei der Aufteilunq der Heiz- und Warmwasserkosten in zentral- und fernbeheizten Gebäuden stützt man sich üblicherweise auf ein Hilfsmessverfahren mit sogenannten Heiz- bzw. Warmwasserkostenverteilern, Dies sind einfache Apparaturen, in denen sich ein mit einer Verdampfunqsflüssiqkeit gefülltes Röhrchen befindet. Der Heizkostenverteiler wird so am Heizkörper befestigt, dass das Röhrchen eine mittlere Heizkörpertemperatur annimmt. Die Verdampfungsqeschwindie keit dPr FlÜssigkeit ist in grober Näherunq eine Funktion der Temperatur. Die verdampfte Menge ist infolqedessen eine Funktion des zeitlichen Temperaturintegrals. Die Messwerterfassunq qeschieht durch Ablesen des Plüssiqkeitsspiegels än einer über die Länge des Röhrchens verlaufenden Skala der Apparatur. Die abgegebene Wärmemenge errechnet sich durch Multiplikation mit einem für jeden Heizkörpertyp und seine Grösse spezifischen Leistunqsfaktor. Dieses im Prinzip einfache Messverfahren beinhaltet andererseits einige wesentliche Nachteile, die den Anwendungsbereich einschränken und die Handhabunq aufwendiq machen. Dazu gehören im wesentlichen: - Die Unlinearität infolqe der Änderung der Zu sammensetzung der Verdampferflüssigkeit, welche im Verlauf der Zeit auftritt; - die Beeinflussung des Messergebnisses von geringen Lageänderungen des Röhrchens; - die qrosse subjektive Ablesefehlermöglichkeit; - die umständliche Ablesung an schwer zugänqlichen Stellen; - keine Möglichkeit dpr Messwertfernübertraqung z.B. für die zentrale Datenerfassunq; - das jährlich erforderliche Auswechseln des Röhr chens; - die Manipulierbarkeit des Messergebnisses durch Verzönerung der Verdampfunq; - Verfälschung der Anzeige durch Wärmestau; - die Abfallbeseitigung der zum Teil giftige Be standteile enthaltenden Restflüssigkeit; - die Bruchgefahr des Röhrchens angesichts der giftige Bestandteile enthaltenden Messflüssigkeit; - die fehlende Möglichkeit der Differenztemperatur messung. Der Erfindung liegt die Aufqabe zugrunde, eine preisgünstige und für die Massenfertigung geeignete. Temperaturintegration zur Verwendung bei der Heizund Warmwasserkostenverteilung zu ermöglichen, welche hinreichend genau, bequem ablesbar bzw. auswertbar und genen Manipulierbarkeit sicherbar ist. Die erfindungsqemässe Lösunq dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1. Die erfindungsgemässe Vor richtunq dazu ist Geqenstand des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weitorbildunsen der Erfindunq sind Gegenstand der jeweiliqen Unteransprüche. Die Erfindung nutzt die Temperaturmessung mit mechanischen Temperaturfühlern wie Dehnstofftemperaturfühlern oder Bimetalltemperaturfühlern Diesen ist qemeinsam, dass zur Temperaturmessung der Ausdehnungskoeffizient von Stoffen ausgenutzt wird; der Ausdehnungskoeffizient ist im interessierenden Temperaturbereich zwischen 200C und 1000C hinreichend linear. Das Temperatursiqnal solcher Fühler ist eine Weg- oder Winkeländerung eines mechanischen Bauteils. Diese Weq- oder Winkeländerung wird periodischabge- tastet (gemessen) und fortlaufend in einem Zählwerk summiert. Dort kann es bequem numerisch abgelesen und mit einem für die jeweiliqe Messstelle vorqegebenen Leistungsfaktor, welcher die Heizkörpergrösse und -bauart berücksichtigt, multipliziert und in die Heizkostenabrechnunq eingegeben werden. Die Multiplikation mit dem Leistungsfaktor kann aber mit Vorteil auch schon vor dem Summieren der Abtastsignale im Zählwerk erfolgen, sei es dadurch, dan die Abtastperiode entsprechend kurz oder lanq gewählt wird, sei es durch Einstellung eines Anpassungsgetriebes bei Verwendung mechanischer Zählwerke (Ansprüche 2 bis 5). Die benötiqten mechanischen Temperaturfühler sind einfach und preiswert herzustellen und da rüberhinaus alterungsbeständig, zuverlässiq und wartungsfrei. Auch entzieht sich die Wärme dehnung des Temperaturfühlers sehr weitgehend der Manipulation zum Zweck der Erniedrigung des Messwertes, denn die Messstelle selbst kann abge- schirmt und verplombt werden. Entsprechendes ailt für das Zählwerk. Die Verwendung eines Zählwerks erlaubt auch die Messwertfernübertragung zu einer Datensammelstation. Zählwerke, die sich dazu eianen, zum Zwecke der Kernübertraqung des Zählwerkstandes abqefraqt zu werden, sind Stand der Technik. Als Zählwerke werden zweckmässig mechanische Zählwerke verwendet (Ansprüche 2 und 11), da sie sehr zuverlässig und preiswert sind. Bei mechanischen Zählwerken und mechanischer Abtastung lässt sich auch mit Vorteil für die Abtasteinrichtung und für das Zählwerk ein gemeinsamer Antrieb verwenden (Anspruch 12). Bei Verwendung eines batterieqespeisten Zäh > trkantriebs lassen sich Batterielebensdauern von mehr als einem Jahr ohne weiteres erzielen. Ein Unterbrechen oder Blockieren des Antriebs der integrierenden Vorrichtung bei elektrischem Anr trieb z.B. durch Unterbrechen der Stromversorgung, kann dadurch überwacht werden, dass man ein Hilfszählwerk vorsieht, welches die Gesamteinschaltdauer der Vorrichtung registriert (Anspruch 7). Auf diese Weise lassen sich sowohl unzu,lässige Manipulationen als auch ein Defekt aufdecken. Durch Verwendunq von zwei gleichartigen mechanischen Temperaturfühlern, deren Temperatursignale durch eine gemeinsame Abtasteinrichtung abgettet werden, lässt sich ohne qrossen zusätzlichen Aufwand auch eine Temperaturdifferenz integrieren (Anspruch 8), z.B. die Differenz zwischen der Heizkörpertemperatur und der Raumtemperatur, wodurch sich der Wärmeverbrauch wesentlich genauer ermitteln lässt. Bewohner von Räumen, in denen solche Vorrichtungen installiert sind, welche eine Differenztemperaturintegration ermöglichen, könnten versucht sein, das Messergebnis dadurch zu manipulieren, dass sie die Messstelle für die Raumtemperatur (Vergleichsmessstelle), welche üblicherweise kälter ist als der Heizkörper, künstlich erwärmen, um auf diese Weise die von den beiden Temperaturfühlern gemessene Temperaturdifferenz zu verkleinern. Um dem zu begegnen, kann man vorsehen, die Einschaltdauer der Vorrichtung mittels eines gesonderten Zählwerks, welches dasselbe Zählwerk sein kann, welches oben im Zusammenhanq mit dem Anspruch 7 erwähnt wurde, zu registrieren und gleichzeitig'einen Schwellwertschalter für dieses Zählwerk vorzusehen, über welchen das Zählwerk immer dann abgeschaltet wird, wenn die Temperatur der Vergleichsmessstelle einen vorwählbaren Grenzwert überschreitet (Anspruch 9). Für diesen Grenzwert wählt man eine Temperatur, welche üblicherweise als Raumtemperatur nicht erreicht -wird, zum Beispiel 300 C. Werden bei der jährlichen Zählerablesunq Abschaltunqen festgestellt, so deutet dies auf Manipulation hin. Ein weiterer Vorteil der Erfindunq liegt darin, dass die integrierende Vorrichtung nicht unbedinqt an der Messstelle (am Heizkörper) anqebracht sein muss. Vielmehr kann z.B. bei Verwendung eines Dehnstoff Temperaturfühlers eine Kapillare vom Messort zu einer bequem zuqänqlichen Stelle geführt werden, an welcher sich der Integrator befindet. Soll die Vorrichtung jedoch unmittelbar am Messort befestigt werden, so verwendet man als Temperaturfühler am zweckmässigsten einen ssimetalltemperaturfühler, welcher bei kleinsten Abmessungen grosse Auslenkungen ermöglicht, welche sich bequem mechanisch abtasten lassen. Eire solchp Vorrichtung ist als besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel Gegenstand der Ansprüche 14 bis 22. Bei Verwendunq von Temperaturfühlern, welche auf eine Temperaturänderung mit einer Winkeländerung reagieren, sind gemäss Anspruch 15 vorzuqsweise zwei Kulissen oder Nockenscheiben vorgesehen, welche ge meinsam abgetastet werden. Die eine Kulisse ist mit dem Temperaturfühler verbunden und macht dessen Winkeländerung mit. Die andere Kulisse ist demgegen über während der Temperaturmessung unverdrehbar und repräsentiert eine Ausgangstemperatur, während die Länge der Kulissenausschnitte (der Umfangsbereiche mit dem kleineren Radius) den Messbereich bestimmt. Die beiden Kulissen und ihre Ausschnitte werden so angeordnet und justiert, dass unterhalb einer unteren Grenztemperatur, z.B. unterhalb von 300C, der Arm der Abtasteinrichtung in keine der beiden Kulissenausschnitte eintauchen kann, sodass das Zählwerk blockiert ist. Erst oberhalb dieser Grenztemperatur kann der Arm in beide Ausschnitte eintauchen, wobei der Winkel, den er bei der Abtastung darin überstreichen kann, mit steiqender Temperatur bis zum oberen Ende des Messbereichs zunimmt. Bei konstanter Abtastgeschwindigkeit ist daher die Dauer des Eintauchens des Arms in die Kulissenausschnitte und damit auch die Dauer der Freigabe des Zählwerks der Temperatur proportional, sodass bei konstanter Zählrate die Zunahme des Zählerstandes je Abtastperiode der Temperatur proportional ist. Die periodische Abtastung erzielt man am ein,fachsten, indem man den Arm der Abtasteinrichtung so antreibt, dass er die Kulissen periodisch umrundet (Anspruch 16), wobei durch Verstellung der Drehzahl ein Leistungsoder Eichfaktor berücksichtiqt werden kann. Bei Verwendung eines mechanischen Zählwerks kann man dieses am einfachsten dadurch steuern, dass man den Arm der Abtasteinrichtung auf ein Zahnrad des Zählwerkqetriebes einwirken lässt, am besten in der Weise, dass der Arm dann, solanqe er in die beiden Ausschnitte der Kulissen eintaucht, auch in das Zahnrad eintaucht und es um denselben Winkel mitnimmt, den der Arm in den Kulissenausschnitten zurückleqt, sodass die Zählerfortschaltung je Abtastperiode diesem Winkel proportional ist. Der Zählerantrieb erfolqt auf diese Weise mittelbar durch den Antrieb des Arms der Abtasteinrichtung. Will man eine Differenztemperatur messen, so benötigt man einen zweiten gleichartigen Temperaturfühler, welcher dieselbe Abhänqigkeit des Winkels von der Temperatur aufweist wie der erste Temperaturfühler. Dem zweiten Temperaturfühler wird in entsprechender Weise eine eigene Kulisse zugeordnet, welche koaxial zur Kulisse des ersten Temperaturfühlers angeordnet ist. Diese Kulisse des zweiten Temperaturfühlers kann die oben beschriebene "voreinstellbare" Kulisse sein, wobei deren Voreinstellung eben durch die Temperatur an der Vergleichsmessstelle erfolgt, welche die Basis der zu messenden und zu integrierenden Temperaturdifferenz bildet. Es kann aber auch eine dritte Kulisse vorgesehen werden, welche mit dem zweiten Temperaturmessfühler in entsprechender Weise wie die erste Kulisse mit dem ersten Temperaturfühler verbunden wird (Anspruch 17). Mit Vorteil ist der grosse Radius (Rg) der feststehen 5 den Kulisse etwas grösser als der grosse Radius (R4) der am Temperaturfühler befestigten Kulisse (Anspruch 18), weil dann bei jedem Abtastzyklus die am Temperaturfühler befestiqte Kulisse belastungsfrei eine der jeweiligen Temperatur entsprechende Stellunq einnehmen kann, solange der abtastende Arm den Sektor der feststehenden Kulisse mit dem qrossen Radius (R5) überstreicht. Bei der Anordnunq nach Anspruch 19 hingegen drückt der abtastende Arm die am Temperaturfühler befestigte Kulisse zeitweise gegen den Ansatz der Wärmebrücke und arretiert dadurch diese Kulisse durch Reibung, sodass diese durch die Abtastbewequng des Arms nicht mitqenommen wird. Der Temperatur fühler wird zweckmässig wärmestrahlungsgeschützt in einem Gehäuse untergebracht (Anspruch 13). Bei Verwendunq von Rimetallspiralen als Temperaturfühler werden diese vorzugsweise in ein solches wärmeabschirmendes Gehäuse eingebracht und mit ihrem äusseren Ende daran befestigt, während das innere Ende an der Wärmebrücke befestigt wird, sodass die Spirale deren Temperatur annehmen kann. Die zugehörige Kulisse wird bevorzugt auf dem Mantel dieses Gehäuses angeordnet (Ansprüche 20 und 21). Wird anstelle eines Temperaturfühlers, der auf eine Temperaturänderunq mit einer Winkeländerung antwortet, ein solcher verwendet, der mit einer Längenänderung antwortet, so kann man diese Längenänderung entweder über Lenker in eine Winkeländerung überführen und dann wie beschrieben abtasten oder man kann die Längenänderung unmittelbar abtasten, und zwar z.B. elektrisch oder optisch, vorzuqsweise aber mechanisch, und mit der Längenänderung periodisch ein Zählwerk ansteuern. Dazu geeignete Zählwerke sind Stand der Technik. Der Antrieb für die ständige Kulissenabtastung ist in der einfachsten Ausführung mit einem elektrisch betriebenen Uhrwerksmotor realisierbar. Wird ein batteriebetriebener Motor verwendet,so kann bei angemessener Batteriekapazität von einer mindestens 5-jähriqen Laufzeit ohne Batteriewechsel ausgegangen werden. Ausserdem besteht die Möglichkeit, mit einem vom mechanischen Temperaturqeber betätiqten Schalter das Laufwerk unterhalb einer Minimaltemperatur zur Batterieschonung abzuschalten (Anspruch 22). Eine andere Antriebsalternative ist ein herkömmliches Federwerk mit automatischem Aufzug. Die Auf zugsenerqie wird aus der Wärmeenerqie des Heizkörpers über einen thermomechanischen Wandler (Bimetall- oder Dehnstoffelement) gewonnen. Dieser thermomechanische Wandler beweqt sich durch seine eigene Formänderung (Weq oder Winkel) zwischen zwei Wärmekontaktstellen unterschiedlicher Temperatur hin und her. Die eine Wärmekontaktstelle ist zweckmässig die ohnehin vorhandene Wärmebrücke, die andere Wärmekontaktstelle ist temperaturseitig mit einem Körper verbunden, der annähernd Raumtemperatur hat. Dies kann z.B. eine Metallplatte sein, die der Verbrauchsstelle, z.B. dem Heizkörper abgewandt und frei liegt und zum Heizkörper hin qut isoliert,ist (Anspruch 23). Der thermische Arbeitspunkt, das ist die Mittentemperatur zwischen den Tempcraturen der beiden Wärmekontaktstellen, kann in den meisten Fällen in guter Näherung bei 300C angenommen werden. Der thermomechanische Wandler ist auf eine entsprechende Arbeitstemperatur einzustellen. Eine zu starke Verschiebung des Arbeitspunktes durch Änderung der Temperaturverhältni sse an den Wärmekontaktstellen kam die Funk ton des thermomechanischen Wandlers beeinträchtigen. Dem kann man mit Vorteil dadurch begegnen, dass der Arbeitspunkt durch einen oder mehrere weitere thermomechanische Wandler, welche auf die Temperatur der Wärmekontaktstellen ansprechen, nachgestellt wird (Anspruch 24). Bei Verwendunq einer Bimetallspirale (Anspruch 26) als thermomechanischen Wandler für das Aufziehen des Federwerks, wobei diese Spirale mit ihrem inneren Ende an einer Welle befestigt ist und am äusseren Ende den hin- und hergehenden Wärmekontakt träqt, verwendet man zum Nachstellen des Arbeitspunktes der Bimetallspirale z.B. eine koaxial dazu angeordnete zweite Bimetallspirale, deren äusseres Ende festgelegt ist und deren inneres Ende an der Welle befestigt ist und diese bei Temperaturänderungen entsprechend verdreht und damit auch die Bimetall-' spirale für den Aufzug des Federwerks verdreht. Zur Sicherstellung ausreichender Gangreserven kann das Federwerk unterhalb einer minimalen Heizkörpertemperatur blockiert werden (Anspruch 15) und zwar kann dies mit Vorteil durch denselben thermomechanischen Wandler geschehen, welcher gemäss Anspruch 24 gleichzeitig zum Nachstellen des Arbeitspunktes vorgesehen ist. Vorzugsweise dient als Wandler eine Bimetallspirale, deren freies Ende zwischen zwei Wärmekontaktstellen unterschiedlicher Temperatur oszilliert (Anspruch 26), wobei die Kontaktgabe in den beiden Endlagen durch eine auf den Wärmekontakt am beweglichen Ende der Spirale einwirkende Druckfeder, z.B. eine Wendelfeder, unterstützt wird, welche zusammen mit der Spirale eine Schnappschaltung bildet (Anspruch 31). Die oszillierende Bewegung des Wärmekontakts kann in einer aus der UhrwerEtechnik-bekannten Weise dazu ausgenutzt werden, um über ein Gesperre auf das Spannrad der Zugfeder des Federwerks einzuwirken. Die erfindungsqemässe Vorrichtung eignet sich für eine Vielzahl von Anwendunqen, vor allem für: - Heiz- oder Warmwasserkostenverteiler mit direkt wirkendem Temperaturfühler und Registrierung am Messort; - Heiz- oder Warmwasserkostenverteiler, installiert an beliebigem, gut zugänglichem Ort, mit Fernfühler an der Messstelle; - Heizkostenverteiler mit direktwirkenden Differenz temperaturfühlern und Registrierung am Messort; - Heizkostenverteiler mit direktwirkendem Heiz körpertemperaturfühler und Referenztemperatur fernfühler, mit Registrierung am Messort; - Heizkostenverteiler mit Heizkörpertemperaturfern fühler und direktwirkendem Referenztemperatur fühler, mit Registrierung an der Referenztemperatur messstelle; ; - Heizkostenverteiler, mit Fernfühlern für Heiz körpertemperatur und Referenztemperatur, in stalliert an beliebigem, gut zugänglichem Ort. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungs qemässen Vorrichtung ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschieben. Figur 1 zeigt die Ansicht eines längs geschnittenen Heizkostenverteilers mit Bimetallspirale, Figur 2 zeigt die Schnittansicht II-II gemäss Figur 1, und Figur 3 zeigt einen thermomechanischen Wandler zur Verwendunq in einem solchen Heiz kostenverteiler. Bei dem dargestellten Heizkostenverteiler wurde auf die Wiederqabe des Zählers und des Laufwerks verzichtet, da beide für sich genommen dem Stand der Technik angehören. Eine Wärmebrücke 1 überträgt die Temperatur eines Verbrauchers, z.B. eines Heizkörpers, direkt auf den als Bimetallspirale ausgeführten mechanischen Temperaturfühler 2. Die Bimetallspirale 2 ist mit ihrem innen liegenden Ende unverschieblich auf einem hohlzylindrischen Ansatz 15 der Wärmebrücke 1 befestigt und ist wärmestrahlungsgeschützt in einem zylindrischen Gehäuse 6 unterqebracht, das am freien, sich bewegenden Ende 3 der Bimetallspirale befestigt ist und gleichzeitig auf ihrem Mantel eine rinq- förmige Kulisse d (Nockenscheibe) träqt. Der gesamte Messtemperaturbereich überstreicht einen Kulissen 0 winkel von ca. 120 , d. h. die Kulisse 4 besitzt über einen Umfangswinkel von 120 einen kleineren Radius 4 als über den verbleibenden Umfangswinkel von 2400 r wo der grössere Radius R4 vorliegt. Steigende Temperatur bewegt die Kulisse 4 bei Blickrichtung in Richtunq des Pfeils 16 entgegen dem Uhrzeiqersinn. Eine feste, ringförmige Kulisse 5 mit ebenfalls 1200 Kulissenwinkel (d.h. die Kulisse 5 besitzt über 0 einen Umfangswinkel von 120 einen kleineren Radius r5 als über den verbleibenden Umfangswinkel von 0 240 , wo der grössere Radius R5 vorliegt) ist mittels eines in den Ansatz 15 gesteckten Trägers 17 mit festem Sitz in der Wärmebrücke 1 verankert. Sie ist hinsichtlich ihrer Winkellage so einaestellt, dass sich unterhalb einer vorwählbaren minimalen Messtemperatur zusammen mit der beweglichen Kulisse 4 ein geschlossener Kreis mit den Radien R4 und R5 .5 entsprechend der "Aus"-Stellung bildet, in welcher das zugehörige Zählwerk blockiert werden soll. Der grössere Radius R5 der feststehenden Kulisse ist grösser als der (R) der beweglichen Kulisse 4, so dass die beweqliche Kulisse 4 während jeden Umlaufes eines die Kulissen 4,5 abtastenden Armes 7 eine der Temperatur entsprechende Stellung drehmomentfrei einnehmen kann. Für die Kulissenradien qilt die Bezeichnung r4 L r5 C R4 ± R5 Der Arm 7 wird mittels einer angetriebenen Welle 8 bei Blickrichtung in Richtung des Pfeils 16 im Uhrzeigersinn bewegt. Der achsparallel zu den Kulissen 4,5 angeordnete Arm 7 ist am einen Ende einer Blattfeder 10 befestigt, deren anderes Ende am Umfang eines drehfest mit der Welle 8 verbundenen Rades 18 befestigt ist. Auf dem Arm 7 ist frei drehbar eine Walze 9 gelagert, welche von der Blattfeder 10 leicht gegen die beiden Kulissen 4 und 5 qedrückt wird. Die Walze 9 wird zunächst über die grössere feststehende Kulisse 5 geführt und trifft von hier bei weiterer Drehung des Arms 7 auf die "Aus"-Fläche (Radius R4) der beweglichen Kulisse 4, die wiederum radial leicht gegen den Träger 17 der feststehenden Kulisse 5 gedrückt und damit arretiert wird. Bei ge öffnetem Kulissenwinkel, d.h. wenn die Umfangsabschnitte mit den kleineren Radien r4 und r5 wenigstens teilweise fluchten, taucht die Walze 9 bei weiterer Drehung in die fluchtenden Ausschnitte (Radien r4 und r5) ("Ein"-Stellung) der Kulissen 4 und 5. Dabei taucht der über die Blattfeder 10 hinaus verlängerte Arm 9 mit seinem als Mitnehmer wirkenden verlängerten Endabschnitt 11 in die dafür vorgesehene feine Verzahnung eines Kupplunqszahnrades 12 ein, das über den qemeinsamen "Ein > '-Winkel der Kulissen d und 5 bei weiterer Drehung der Welle 8 mitqenommen wird. An der durch die feste Kulisse 5 bestimmten Minimaltemperaturstelle taucht der Mitnehmer 11 wieder aus dem Kupplungszahnrad 12 auf. Das Kupplungszahnrad 12 ist frei drehbar auf der Welle 8 gelagert. Es ist das erste Zahnrad eines Getriebes, von welchem noch ein weiteres Zahnrad 19 angedeutet ist, über welches ein mechanisches Rollenzählwerk antreibbar ist. Der entsprechend der Temperaturhöhe unterbrochen fortschreitende Drehwinkel des Kupplungszahnrades 12 wird über das Getriebe auf das Rollenzählwerk übertragen. In Erweiterung dieser einfachsten Form des Heiz kostenverteilers kann durch Hinzufügen einer weiteren temperaturabhängigen Kulisse die Differenztemperaturintegration z.B. unter Berücksichtigung der Raumtemperatur bei der Heizkostenverteilung durchgeführt werden. Für den Antrieb der Welle 8 und damit für den Antrieb des abtastenden Arms 7 und des Zählwerks eignet sich ein Federwerk mit Selbstaufzug, wobei in vorteilhafter Weise die Aufzugsenergie der Wärme der Wärmeverbrauchsstelle, deren Temperatur registriert werden soll, entnommen werden kann. Einen dazu geeigneten thermomechanischen Wandler zeigt schematisch die Fig. 3. Er besteht im wesentlichen aus eirw Bimetallspirale 21, welche zwischen einer Raumtemperaturwärmebrücke 23 und einer Heizkörpertemperaturwärmebrücke 22 angeordnet ist. Diese drei Elemente 21 bis 23 sind durch thermisch isolierende Wände 24 und ein die Spirale 21 umqebendes Gehäuse 25 thermisch gut gegeneinander isoliert. Die Bimetallspirale ist an ihrem inneren Ende mit einem Widerlager 26 fest verbunden. An ihrem freien Ende trägt sie einen Wärmekontakt 27, Mittels einer Schnappschaltunq kann der Wärmekontakt 27 als Endlagen nur jene beiden Lagen einnehmen, in welchen er einer der beiden Anschläge 29 bzw. 30 anliegt, welche wärmeleitend mit der Raumtemperaturwärmebrücke 23 bzw. der Heizkörpertemperaturwärmebrücke 22 durch die isolierenden Wände 24 hindurch verbunden sind. Die Schnappschaltung ist verwirklicht mittels einer Druckfeder 28, welche mit ihrem einen Ende am Wärmekontakt 27 angelenkt und mit ihrem anderen Ende an einem Widerlager 31 befestigt ist, welches auf der Winkelhalbierenden des maximalen Schwenkwinkels des Wärmekontakts 27 liegt. Der Schaltpunkt der Schnappschaltung liegt bei ungefähr 300C. Im Ausqangszustand liegt der Wärmekontakt 27 infolge der kalten BimEallspirale 21 immer am An schlaq 29. Bei Heizkörpertemperaturen über 300C wird Wärme über die Wärmebrücke 22, den Anschlag 29 und den Wärmekontakt 27 auf die Zimetallspirale 21 geleitet. Das dadurch entstehende Drehmoment wirkt infolge der erfindungsqemässen Auslegunq dem Dreh moment der Druckfeder 28 entgegen. Nach Wärmeaustausch der Bimetallspirale 21 auf 300C überwindet das Drehmoment der Bimetallspirale 21 das der Druckfeder 28 und sie beweqt sich in die andere Endlage am Anschlaq 30. Dadurch erhält die Bimetallspirale 21 über die Wärmebrücke 23 Raumtemperatur, die in 0 der Regel deutlich unter 30 C liegt. Nach Wärmeaus- tausch der Bimetallspirale 21 auf nunmehr 300C überwindet ihr Drehmoment das der Druckfeder 28 in umgekehrter Richtung und der Wärmekontakt 27 bewegt sich in seine Ausgangslage am Anschlaq 29 zurück. Der Vorgang wiederholt sich. Die dadurch entstehende oszillierende Bewegung kann an geeigneter Stelle, beispielsweise am Wärmekontakt 27, ausgekoppelt und zum automatischen Aufzug des Federwerkes benutzt werden. Die Mittel zur Über traguna der Bewegungsenergie über ein Gesperre auf die Zugfeder eines Federwerks sind aus der Uhrwerkstechnik bekannt.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Bestimmung der Verteilung von Heiz- und Warmwasserkosten in' zentral- oder fernbeheizten Gebäuden durch andauerndes Erfühlen der Temperatur einer Verbrauchsstelle, Bilden eines zeitlichen Integrales der erfühlten Temperatur und Anzeiqen dieses zeitlichen Temperaturinteqrals, gekennzeichnet durch - die Verwendung eines mechanischen Temperatur fühlers, welcher die erfühlte Temperatur der Verbrauchsstelle in einen Weg oder einen Winkel als Temperatursiqnal umformt, - ein zeitlich periodisches Abtasten dieses Tem peratursignals unter Bildung eines zeitlich periodischen Abtastsiqnals, - fortlaufendes Eingeben des Abtastsignals in ein Zählwerk, und - fortlaufendes Summieren des Abtastsignals im Zählwerk. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Temperatursignal mechanisch abgetastet und als Zählwerk ein mechanisches Zählwerk verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Abtastsignal vor dem Summieren im Zählwerk mit einem konstanten, aber vorwählbaren Leistungsfaktor multipliziert wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorwahl des Leistungsfaktors durch Einstellen der Abtastperiode erfolgt. 5. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch qe- kennzeichnet, dass die Vorwahl des Leistungsfaktors durch Einstellen eines dem Zählwerk vorgeschalteten Anpassungsgetriebes erfolgt. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung des Temperatursignals nur oberhalb einer vorwählbaren Grenztemperatur erfolgt. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdauer der Integration registriert wird. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch qekennzeichnet, dass zur Differenztemperaturmessung zwei Temperaturfühler vorgesehen sind, deren Temperatursignale gemeinsam unter Bildung eines Abtastsignals abgetastet werden, welches ein Mass für die Temperaturdifferenz ist. 9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Registrierung der Gesamtdauer der Integration unterbrochen wird, solange die Temperatur jener Messstelle, welche üblicherweise die niedrigere Temperatur aufweist, einen vorgewählten oberen Grenzwert überschreitet. 10. Vorrichtung zur Bestimmung der Verteilung von Heiz- und Warmwasserkosten in zentral- oder fernbeheizten Gebäuden durch andauerndes Erfühlen der Temperatur einer Verbrauchsstelle, Bilden eines zeitlichen Integrals der'erfühlten Temperatur und Anzeiqen dieses zeitlichen Temperaturinteqrals, gekennzeichnet durch - weniqstens einen mechanischen Temperaturfühler (2), welcher die Temperatur in einen Weg oder (vorzugsweise) in einen Winkel umformt, - eine Wärmebrücke (1), welche den Temperaturfühler (2) wärmeleitend mit der Verbrauchsstelle ver bindet, - eine den Temperaturfühler (2) zeitlich periodisch abtastende Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18), - ein Zählwerk, - und eine zwischen der Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) und dem Zählwerk anqeordnete Kopplungs einrichtung (11,12), über welche von der Abtast einrichtung (7 bis 10 und 18) die Dauer des Zähler vorlaufs pro Abtastperiode steuerbar ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, da durch gekenn zeichnet, dass die Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18), das Zählwerk und die Kopplungseinrichtung (11,12) jeweils mechanisch sind. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekenn zeichnet, dass der Antrieb (8) der Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) über die Kopplungseinrichtung (11,12) das Zählwerk antreibt. einem der 13. Vorrichtung nach/Anspruche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der emperaturfühler (2) wärmestrahlunqsqeschützt in einem Gehäuse (6) untergebracht ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatur fühler (2) eine Bimetallspirale ist. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens zwei koaxial zuqin- ander angeordnete und relativ zueinander verdrehbare Kulissen oder Nockenscheiben (4,5) vorgesehen sind, von denen die eine (4) starr mit dem Temperaturfühler (2) verbunden ist und dieselben Winkelbe wegungen ausführt wie dieser, während die Winkellage der zweiten Kulisse (5) relativ zur Ausgangs- lase der ersten Kulisse (4) voreinstellbar, danach, aber unveränderlich ist, dass die beiden Kulissen (4,5) je zwei Umfangsbereiche mit unterschiedlich grossen Radien (r4, R4; ; r5, R5) aufweisen, und dass die Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) wenigstens einen dem Umfang der Kulissen (4,5) federnd anliegenden und die Umfangsflächen der Kulissen (4, 5) periodisch abtastenden Arm (7) aufweist, wobei die Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) das Zählwerk nur freigibt, solange zugleich an beiden Kulissen (4,5) der Arm (7) dem Umfangsbereich mit dem kleineren Radius (r4, r5) anliegt, sonst aber das Zählwerk blockiert. 16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Arm (7) der Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) die Kulissen (4,5) und periodisch umrundet/in einer seiner beiden radial unterschiedlichen Lagen in ein Zahnrad (12) des Zählwerkgetriebes eingreift, welches koaxial zu den Kulissen (45) angeordnet ist. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Differenztemperatur messung ein zweiter gleichartiqer Temperaturfühler vorgesehen ist, welcher starr mit einer dritten drehbaren Kulisse (Nockenscheibe) verbunden ist, die koaxial zu den anderen beiden Kulissen (4,5) anqeordnet ist, ebenso wie diese zwei Umfangsbereiche mit unterschiedlichen Radien besitzt und ebenfalls durch den Arm (7) der Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) abgetastet wird. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der feststehenden Kulisse (5) der grosse Radius (R5) etwas grösser ist als der grosse Radius,(R4) bei der am 4 Temperaturfühler (2) befestigten Kulisse (4). 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die am Temperaturfühler i2) befestigte Kulisse (4) einen axialen Ansatz (17) der feststehenden Kulisse (5) mit wenig radialem Spiel umgibt. 20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch qekenn zeichnet, dass die Bimetallspirale (2) mit ihrem inneren-Ende an der Wärmebrücke (1) befestigt ist und an ihrem äusseren Ende (3) die ihr zugehörige Kulisse (4) trägt, welche die Bimetallspirale (2) umgibt. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, dass die Bimetallspirale (2) in einem drehbaren, zylindrischen, den Eintritt von Wärmestrahlung hemmenden Gehäuse (6) angeordnet ist, welches auf seinem Aussenmantel die erste Kulisse (4) trägt und am äusseren Ende (3) der Bimetallspirale (2) befestigt ist. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, da durch gekennzeichnet, dass bei batteriegespeistem Antrieb für die Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) ein vom mechanischen Temperaturfühler (2) betätiqter Schalter zur Abschaltung dieses Antriebs vorgesehen ist. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, da durch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Abtasteinrichtung (7 bis 10 und 18) ein Federwerk und ein thermomechanischer Wandler (Fig. 3) vorgesehen sind, welcher das Federwerk aufzieht. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, dass zum Nachstellen des Arbeitspunktes des thermomechanischen Wandlers (Fig. 3) wenigstens ein weiterer thermomechanischer Wandler vorgesehen ist, der mit wenigstens einer der beiden Wärmekontaktstellen unterschiedlicher Temperatur des den Aufzug des Federwerks bewirkenden Wandlers (Fig. 3) verbindbar ist. 25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, dass ausser dem zum Aufzug des Federwerks vorqesehenen thermomechanischen Wandler (Fig. 3) ein weiterer thermomechanischer Wandler vorgesehen ist; welcher mit der Verbrauchsstelle, deren Temperatur integriert werden soll, verbindbar ist und unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle das Federwerk blockiert. 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeich2t, dass der thermomechanische Wandler (Fig. 3) eine 13imetallspirale (21) enthält, deren inneres Ende ortsfest befestigt ist und deren äusseres Ende einen Wärmekontakt (27) trägt, der zwischen zwei eine unterschiedliche Temperatur aufweisenden Anschlägen (29, 30) hinund herbeweglich ist. 27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wärmekontakt (27) am Ende einer Druckfeder (28) angelenkt ist, deren anderes Ende an einem auf der Winkelhalbierenden des Schwenkwinkels des Wärmekontakts (2) lieqenden Widerlager (31) befestigt ist.

Inventors: HOPF, WOLFGANG
Applicants: MINOL MESSTECHNIK W. LEHMANN KG.
Application year: 1982
Main classification: G01K17
IPC codes: G01K17