DE102005038406A1 - Process to supply hot water for washing purposes by monitoring discharge temperature at user points - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Bereitstellung von Warmwasser, insbesondere in einer sanitären Installation, wobei Warmwasser in einem Speicher mit einer bestimmten Temperatur bereitgehalten wird und wobei das Warmwasser über ein Leitungsnetz an mehrere Warmwasserzapfstellen geleitet wird, aus denen es bei Bedarf entnommen werden kann und wobei die Temperatur des Warmwassers durch Sensoren überwacht wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.The The invention relates to a method for operating a system for Provision of hot water, in particular in a sanitary installation, wherein Hot water kept in a store with a certain temperature is and where the hot water is over a pipeline network is routed to several hot water taps, from which it can be taken if necessary and where the temperature of the hot water monitored by sensors will, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a corresponding device according to the generic term of claim 18.
In der Praxis kommen derartige Einrichtungen z.B. bei Wohngebäuden bzw. Einfamilienhäusern zum Einsatz. Ein grundsätzliches Problem der bekannten Einrichtungen besteht darin, dass das im Speicher bzw. im Leitungsnetz bereitgehaltene Warmwasser sich mit der Zeit abkühlt. Dies führt dazu, dass das aus der Zapfstelle entnommene Wasser zunächst nicht die gewünschte Temperatur aufweist. Dies hat zur Folge, dass der Benutzer das Wasser erst einige Zeit laufen lassen muss, bis aus dem Speicher wärmeres Wasser mit einer entsprechenden Temperatur bis zur Zapfstelle gelangt ist. Derartige Lösungen sind insgesamt nicht akzeptabel, da Wasser verschwendet wird und der Komfort für den Benutzer leidet.In In practice such devices come e.g. in residential buildings or single-family homes for use. A fundamental Problem of the known devices is that in the memory or kept in line network hot water with time cools. this leads to that the water taken from the tap is not the desired Temperature has. As a result, the user first releases the water has to run for some time, until warmer water from the store with a corresponding temperature has reached the tap. Such solutions altogether are not acceptable, since water is wasted and the comfort for the user suffers.
Um das vorstehend erörterte Problem zu lösen, wird in modernen Anlagen eine Umwälz- bzw. Zirkulationspumpe an das Leitungsnetz angeschlossen. Diese Pumpe sorgt dafür, dass das Warmwasser in der Leitung zirkuliert und sich somit stets ausreichend warmes Wasser im Leitungsnetz befindet. Es ist auch bekannt, die Pumpe nur zu bestimmten Zeiten zu betreiben, in denen üblicherweise Warmwasser benötigt wird. Hierzu ist es üblich, die Betriebszeiten der Pumpe über eine Tages- oder Wochenzeitschaltuhr vorzugeben. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass die Betriebszeiten der Pumpe nicht flexibel sind.Around that discussed above Solve a problem, In modern plants, a circulating or circulation pump is connected to the pipeline network connected. This pump ensures that the hot water in the Line circulates and thus always enough warm water in the mains network. It is also known to only use the pump operate at certain times, in which hot water is usually required. For this it is customary the operating times of the pump over specify a daily or weekly timer. This approach However, has the disadvantage that the operating times of the pump is not are flexible.
Bei herkömmlichen Anlagen wird in der Regel die Temperatur im Warmwasserspeicher überwacht, indem entsprechend angeordnete Sensoren zum Einsatz kommen. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Soll-Temperatur wird das Wasser im Speicher entsprechend aufgeheizt. Diese Vorgehensweise ist jedoch wenig effektiv, da das Wasser auch dann aufgeheizt wird, wenn kein tatsächlicher Bedarf vorhanden ist. Zur Verbesserung ist oftmals wiederum eine Schaltuhr vorgesehen, mit der die Zeitintervalle in denen geheizt wird, vorgegeben werden können. Diese Maßnahme führt aber zu einer gewissen Einschränkung des Benutzungskomforts.at usual Plants, the temperature in the hot water tank is usually monitored, by appropriately arranged sensors are used. at Falling below a predetermined target temperature, the water heated up in the store accordingly. This procedure is however less effective, because the water is heated even if no actual need is available. To improve is often again a timer provided, with the time intervals in which is heated, given can be. This measure but leads to a certain extent of the comfort of use.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Verfahren und Einrichtungen der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, insbesondere im Hinblick auf eine Reduzierung der Energie- bzw. Heizkosten unter Beibehaltung des Komforts für den Benutzer.Of these, Based on the invention, the object is based, known methods and to develop facilities of the type mentioned in the introduction, especially with regard to a reduction of the energy or Heating costs while maintaining the comfort for the user.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Es ist demnach vorgesehen, dass die Warmwassertemperatur jeweils unmittelbar im Bereich der Warmwasserzapfstellen durch Sensoren überwacht wird und dass die Anlage nach Maßgabe der an den Warmwasserzapfstellen gemessenen Warmwassertemperaturen derart betrieben wird, dass an allen durch Sensoren überwachten Warmwasserzapfstellen eine minimale vorgegebene Wassertemperatur nicht unterschritten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kehrt damit von bekannten anlagenbezogenen Steuerungen ab. Vielmehr erfolgt die Steuerung der Warmwassererzeugung aus Sicht des Benutzers. Für den Benutzer ist es im Prinzip egal, welche Temperaturen das Warmwasser im Leitungsnetz oder im Speicher aufweist, solange er an der Zapfstelle Wasser mit ausreichender Temperatur entnehmen kann. Insofern kehrt das erfindungsgemäße Verfahren auch von den aus dem Stand der Technik bekannten Messmethoden ab, bei denen die Warmwassertemperatur im Speicher gemessen wird. Die Steuerung der Anlage erfolgt vielmehr so, dass das Warmwasser direkt an der Zapfstelle eine bestimmte Temperatur aufweist. Entsprechend ist jeder oder zumindest jeder zu überwachenden Warmwasserzapfstelle, die in das System eingebunden ist, ein Sensor zugeordnet. Sobald der Sensor ein Absinken der Warmwassertemperatur unter einen Minimalwert feststellt wird dafür gesorgt, dass das Wasser erhitzt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Umwälz- bzw. Zirkulationspumpe (sofern vorhanden) betätigt wird und/oder dadurch, dass das Wasser im Speicher und/oder im Leitungsnetz erhitzt wird bzw. dass dem System auf andere Weise wärmeres Wasser zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich somit auch bei älteren Anlagen einsetzen, bei denen keine Pumpe zur Zirkulation des Wassers vorhanden ist.One inventive method has the features of claim 1. It is therefore intended that the hot water temperature is directly within the range of Hot water taps is monitored by sensors and that the Plant according to specification the hot water temperatures measured at the hot water taps is operated so that at all monitored by sensors Hot water taps a minimum predetermined water temperature not fallen below. The inventive method thus returns known plant-related controls from. Rather, the Control of hot water production from the user's point of view. For the user is In principle, it does not matter which temperatures the hot water in the mains or in the storage, as long as he at the tapping point with water can remove sufficient temperature. In this respect, the inventive method returns also from the measuring methods known from the prior art, where the hot water temperature in the storage tank is measured. The Control of the system is rather such that the hot water directly at the tap has a certain temperature. Corresponding is everyone or at least each hot water tap to be monitored, which is integrated in the system, a sensor assigned. As soon as the sensor drops the hot water temperature below a minimum value is determined for taking care that the water is heated. This can be, for example be done by having a circulation or circulation pump (if any) is actuated and / or thereby that the water in the storage and / or in the mains network is heated or that the system is supplied in any other way warmer water. The inventive method let yourself thus also with older ones Use plants where there is no pump to circulate the water is available.
Vorzugsweise wird die an den durch Sensoren überwachten Wasserzapfstellen gemessenen Wassertemperatur durch eine zentrale Steuereinheit überwacht. Die zentrale Steuereinheit dient in diesem Fall dazu die Zirkulationspumpe und/oder eine Heizungsanlage bzw. einen Wärmetauscher zu steuern.Preferably will be the one monitored by the sensors Water taps measured water temperature through a central Control unit monitored. The central control unit is used in this case to the circulation pump and / or to control a heating system or a heat exchanger.
Die Warmwassertemperatur wird durch die Sensoren bevorzugt nicht dauerhaft gemessen, sondern in bestimmten festlegbaren Intervallen. Die so gewonnen Daten können von den Sensoren an die zentrale Steuereinheit übermittelt werden. Dies kann vorzugsweise per Funk erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das System auch auf einfache Weise nachträglich in bestehende Einrichtungen integrieren. Zudem ist auf diese Weise eine Fernwartung der Sensoren möglich.The hot water temperature is determined by the Sensors prefer not permanently measured, but at certain definable intervals. The data thus obtained can be transmitted from the sensors to the central control unit. This can preferably be done by radio. In this way, the system can also be integrated easily into existing facilities in a simple manner. In addition, a remote maintenance of the sensors is possible in this way.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass alternativ und/oder zusätzlich auch noch die Zeitpunkte erfasst werden, zu denen jeweils an den einzelnen überwachten Warmwasserzapfstellen Wasser entnommen wird. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass die den einzelnen überwachten Warmwasserzapfstellen zugeordneten Sensoren nicht nur die Warmwassertemperatur, sondern auch noch den Durchfluss in der Warmwasserleitung erfassen. Werden auch diese Daten an die zentrale Steuereinheit übermittelt, so kann dort separat für jede überwachte Warmwasserzapfstelle ein Nutzungsprofil erstellt werden. Beispielsweise kann auf diese Weise aufgezeichnet werden, wie viel Wasser mit welcher Temperatur zu welcher Zeit vom Benutzer entnommen wurde. Dieses Nutzungsprofil kann für jede mit Sensoren bestückte Warmwasserzapfstelle separat bereitgestellt werden.at A preferred embodiment of the invention is further provided that alternatively and / or additionally even the times are recorded, to which each of the individual monitored Hot water tap water is removed. This can be z. B. thereby done that assigned to the individual monitored hot water taps Sensors not only the hot water temperature, but also the Record flow in the hot water pipe. Become this data too transmitted to the central control unit, so can be there separately for each monitored Hot water tap a usage profile to be created. For example can be recorded in this way, how much water with which Temperature at which time was taken by the user. This usage profile can for Each hot water tap equipped with sensors be provided separately.
Die auf diese Weise gewonnen Daten können gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch die Steuereinheit automatisch statistisch ausgewertet werden, um die Anlage nach Maßgabe der auf diese Weise ermittelten wahrscheinlichen Nutzungsdaten derart zu betreiben, dass an den einzelnen überwachten Warmwasserzapfstellen zu jeder Zeit jeweils Warmwasser mit der jeweils vorgegebenen minimalen Wassertemperatur abgerufen werden kann. Bei dieser Ausgestaltung kann es sich auch um eine eigenständige Lösung der eingangs genannten Aufgabe handeln.The In this way, data can be gained according to a Particularly preferred embodiment of the invention by the control unit automatically evaluated statistically to the plant in accordance with the thus determined probable usage data to operate that at the individual monitored hot water taps each time hot water with the specified minimum Water temperature can be accessed. In this embodiment It can also be an independent solution of the aforementioned Act task.
Mit anderen Worten wird aus den ermittelten Daten eine Vorhersage getroffen, zu welcher Zeit der Benutzer Wasser einer bestimmten Temperatur an einer gegebenen Warmwasserzapfstelle abrufen wird. Aufgrund dieser Vorhersage kann in die Steuerung der Anlage eingegriffen werden, sodass zum vorausberechneten Zeitpunkt das Warmwasser mit entsprechender Temperatur an der Warmwasserzapfstelle abgerufen werden kann. Die Anlage "lernt" demnach aufgrund des Nutzungsverhaltens des Benutzers. Je größer dabei der überwachte Zeitraum ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Vorhersagen eintreffen. Die Steuerung passt sich auf diese Weise an das Verhalten des Benutzers an.With In other words, a prediction is made from the data obtained, at which time the user water of a certain temperature at a given hot water tap. Based on these Prediction can be intervened in the control of the plant, so that at the precalculated time the hot water with appropriate Temperature at the hot water tap can be retrieved. The Investment "learns" accordingly due the usage behavior of the user. The larger the supervised Period is the greater the probability that the predictions will arrive. The control adapts in this way to the behavior of the user.
Vorzugsweise kann in der zentralen Steuereinheit für jede Warmwasserzapfstelle eine separate Minimaltemperatur vorgegeben werden. Besonders bevorzugt können für verschiedene Zeitzonen (eines Tages) separate Minimaltemperaturen vorgegeben werden. Beispielsweise können für jeden Tag drei Zeitzonen individueller Länge vorgegebenen werden, insbesondere eine Hauptzone, eine Nebenzone und eine Nachtzone, für die der Benutzer jeweils individuelle Minimaltemperaturen vorgeben kann. Eine derartige Vorgabe ist insbesondere dann sinnvoll, wenn auf eine Vorhersage der Temperatur des voraussichtlich abgerufenen Warmwassers verzichtet werden soll, oder wenn ein solches System unterstützt werden soll. Der Grundgedanke dieser Lösung besteht im Prinzip also darin, dass der Benutzer selbst für unterschiedliche Tageszeiten unterschiedliche Temperaturen vorgibt. So wird beispielsweise die minimale Wassertemperatur der Hauptzone vergleichsweise hoch liegen, weil beispielsweise entsprechendes Warmwasser zum Duschen benötigt wird. In der Nachtzone wird die minimale Warmwassertemperatur hingegen relativ niedrig angesetzt werden, da in der Regel allenfalls lauwarmes Wasser zum Händewaschen benötigt wird.Preferably can in the central control unit for each hot water tap a separate minimum temperature can be specified. Especially preferred can for different Time zones (one day) separate minimum temperatures are given. For example, you can for each Day three time zones of individual length are given, in particular a main zone, a secondary zone and a night zone, for which the Users can specify individual minimum temperatures. Such a specification is particularly useful if on a prediction of the temperature of the anticipated hot water be waived or if such a system is supported should. The basic idea of this solution In principle, therefore, is that the user himself for different Times of day different temperatures pretends. For example the minimum water temperature of the main zone comparatively high lie, for example, appropriate hot water for showers needed becomes. In the night zone, however, the minimum hot water temperature becomes are relatively low, as usually lukewarm at best Water for washing hands needed becomes.
Vorzugsweise werden die von den Sensoren gemessenen Daten per Funk an die zentrale Steuereinheit übermittelt. Die zentrale Steuereinheit kann auch die Funktionstüchtigkeit der Sensoren überwachen, insbesondere dann wenn die Sensoren nicht innerhalb einer vorgebbaren Zeit Daten an die Steuereinheit übermitteln.Preferably The data measured by the sensors are transmitted by radio to the central Control unit transmitted. The central control unit can also be functional monitor the sensors, especially if the sensors are not within a predefinable Time data to the control unit.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur der Lösung der eingangs gestellten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 18 auf.A inventive device to the solution The object set out has the features of the claim 18 on.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung im Übrigen.Further Details of the invention will become apparent from the dependent claims and the description by the way.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein zentraler Warmwasserspeicher vorhanden, der über Leitungen, die zusammen ein Leitungsnetz bilden, mit mehreren Warmwasserzapfstellen verbunden ist. Gegebenenfalls kann das Leitungsnetz auch als Speicher für das Warmwasser herangezogen werden, sodass auf einen separaten Speicher verzichtet werden kann. Weiterhin ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, die dem Leitungsnetz bzw. dem Speicher Warmwasser zuführen kann, oder die das im Speicher bzw. in dem Leitungsnetz vorhandene Warmwasser erhitzen kann. Denkbar ist hier beispielsweise ein geeigneter Wärmetauscher. Weiterhin ist vorzugsweise eine Umwälzpumpe in das Leitungsnetz integriert. Ferner ist eine zentrale Steuereinheit vorgesehen, mit der die Heizeinrichtung und ggf. die Umwälzpumpe betätigbar ist.In a preferred embodiment of Invention is a central hot water tank is present, via lines, which together form a pipeline network with several hot water taps connected is. Optionally, the piping network as a memory for the Hot water can be used, so on a separate storage can be waived. Furthermore, a heating device is provided, which can supply hot water to the mains network or the storage, or the existing in the memory or in the mains network hot water can heat up. It is conceivable, for example, a suitable heat exchanger. Farther is preferably a circulation pump integrated into the pipeline network. Furthermore, it is a central control unit provided with the heating device and possibly the circulation pump actuated is.
Vorzugsweise jeder Warmwasserzapfstelle ist ein Sensor zugeordnet. Mit diesem kann die Temperatur des Warmwassers im Bereich bzw. kurz vor der Warmwasserzapfstelle gemessen werden. Dies erfolgt möglichst nahe an der Übergabestelle an den Benutzer, also möglichst kurz vor dem Hahn, beispielsweise im Anschlussbereich der Leitung an die Armatur. Mit den Sensoren wird die Temperatur des Warmwassers in der Leitung gemessen. Zudem wird weiterhin auch noch der Durchfluss bzw. die Durchflussmenge gemessen. Die gemessenen Daten werden vorzugsweise per Funk an die zentrale Steuereinheit übermittelt, die die Daten auswertet und die Anlage steuert.Preferably, each hot water tap is associated with a sensor. With this, the temperature of the hot water in the area or shortly before the hot water tap. This is done as close to the transfer point to the user, so as close to the tap, for example, in the connection area of the line to the valve. The sensors measure the temperature of the hot water in the pipe. In addition, the flow or flow rate is still measured. The measured data are preferably transmitted by radio to the central control unit, which evaluates the data and controls the system.
Jeder Sensor verfügt über eine eigene, autarke Stromversorgungseinheit. Diese kann beispielsweise aus einer leistungsfähigen Batterien oder einem Akkumulator erfolgen. Um die Lebensdauer zu erhöhen ist vorgesehen, dass die Sensoren ihre Messungen innerhalb von vorgebbaren Intervallen von einigen Sekunden, beispielsweise alle 10 Sekunden, tätigen. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Sensoren nur dann Daten an die zentrale Steuereinheit übermitteln, wenn sich die Messwerte im Vergleich zur letzten Messung signifikant verändert haben. Ein entsprechender Schwellwert kann vorgegebnen werden, sodass nicht jede geringfügige Temperaturänderung eine Übertragung von Daten auslöst. Auf diese Weise kann Strom gespart und die Lebensdauer der Stromversorgungseinheit erhöht werden.Everyone Sensor has one own, self-sufficient power supply unit. This can for example from a powerful Batteries or a rechargeable battery. To increase the life is provided that the sensors make their measurements within predeterminable Intervals of a few seconds, for example, every 10 seconds, make. Preferably is further provided that the sensors only data to the central Transmit the control unit, if the measured values are significant compared to the last measurement changed to have. An appropriate threshold can be specified so that not every slight one temperature change a transmission of data. In this way, power can be saved and the life of the power supply unit elevated become.
Um die Funktionsweise der Sensoren überprüfen zu können ist vorgesehen, dass die Sensoren wenigstens einmal innerhalb eines vorgebbaren Zeitraums Daten an die zentrale Steuereinheit übertragen, selbst wenn keine Temperaturänderung gemessen wurde. Dieser vorgebbare Zeitraum kann beispielsweise mehrere Minuten betragen. Empfängt die zentrale Steuereinheit innerhalb dieses Zeitraumes keine Daten von einem Sensor, so ist zu vermuten, dass eine Störung vorliegt. Die zentrale Steuereinheit kann dann ein Störungssignal auslösen, sodass eine Wartung erfolgen kann.Around to be able to check the functioning of the sensors provided that the sensors at least once within a predetermined data transfer to the central control unit, even if no temperature change was measured. This predeterminable period, for example, several Minutes. Receives the central control unit within this period no data from a sensor, it can be assumed that there is a fault. The central Control unit can then receive a fault signal trigger, so that a maintenance can be done.
Auf ähnliche Weise kann vorgegangen werden, um Ladungszustand der Stromversorgungseinheit zu überwachen. Beispielsweise kann bei jeder Messung der Warmwassertemperatur auch die Batteriespannung gemessen und zusammen mit den anderen Daten an die zentrale Steuereinheit übermittelt werden. Diese kann dann rechtzeitig ein Störungssignal auslösen, um eine Wartung bzw. den Austausch der Batterie zu veranlassen. Denkbar ist auch, dass der Sensor nur noch die Spannungsdaten der Batterie und keine Temperaturdaten mehr an die zentrale Steuereinheit übermittelt, sobald die Spannung der Batterie einen bestimmten Sollwert unterschreitet. Auf diese Weise kann eine "Restlaufzeit" der Batterie erhöht werden, bevor die Spannungsversorgung endgültig nicht mehr gewährleistet ist. Auf diese Weise ist die Fernwartung der Sensoren noch über einen längeren Zeitraum möglich.On similar Way can be taken to charge state of the power supply unit to monitor. For example, with each measurement of the hot water temperature too the battery voltage measured and along with the other data be transmitted to the central control unit. This can then trigger a fault signal in time to to arrange a maintenance or replacement of the battery. Conceivable is also that the sensor only the voltage data of the battery and no more temperature data transmitted to the central control unit, as soon as the voltage of the battery falls below a certain nominal value. On this way, a "remaining life" of the battery can be increased before the power supply is finally guaranteed is. In this way, the remote maintenance of the sensors is still over a longer period possible.
Die Übertragung der Daten von den Sensoren an die zentrale Steuereinheit erfolgt per Funk. Diese Lösung wird bevorzugt, da auf diese Weise keine zusätzlichen Installationen bzw. Leitungen erforderlich sind. In einem weitverzweigten oder sich weiträumig erstreckenden Leitungsnetz kann es von Vorteil sein an einigen Stellen Repeater aufzustellen, um auf diese Weise die Reichweite zu vergrößern.The transfer the data from the sensors to the central control unit takes place by radio. This solution is preferred, since in this way no additional installations or Lines are required. In a wide-ranged or wide-extending Line network may be beneficial in some places Repeater in order to increase the range.
Zudem ermöglicht der Einsatz der Funkübertragung auch eine "Fern"-Wartung der Sensoren. Mit einem entsprechenden Empfänger können die übertragenen Daten ausgewertet werden, sodass die Wartungseinheit nicht direkt an die zentrale Steuereinheit angeschlossen werden muss. Denkbar ist natürlich auch, dass die zentrale Steuereinheit selbst über Fernwartung beaufsichtigt wird. Aus Sicherheitsgründen sollte die Übertragung der Daten von den Sensoren zur zentralen Steuereinheit codiert werden. Auf diese Weise kann auch vermieden werden, dass zwei in räumlicher Nähe zueinander betriebene Anlagen sich gegenseitig beeinflussen. Dies könnte beispielsweise dann der Fall sein, wenn in benachbarten Doppelhaushälften jeweils eine erfindungsgemäße Einrichtung betrieben wird.moreover allows the use of radio transmission also a "remote" maintenance of the sensors. With a corresponding receiver can the transferred ones Data are evaluated so that the maintenance unit is not directly must be connected to the central control unit. Conceivable is natural Also, the central control unit itself oversees remote maintenance becomes. For safety reasons should the transfer the data from the sensors to the central control unit are encoded. In this way it can also be avoided that two in spatial Close to each other operated plants influence each other. This could be, for example then be the case if in adjacent semi-detached houses respectively an inventive device is operated.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt werden, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass alle Zapfstellen bzw. Warmwasserzapfstellen einen Sensor aufweisen. Der Benutzer kann hier natürlich eine Auswahl treffen und beispielsweise Nebenräume, die von untergeordneter Bedeutung sind, nicht mit Sensoren ausstatten, sodass diese auch nicht überwacht werden. Bevorzugt werden aber alle Warmwasserzapfstellen in das System eingebunden. Insofern wird im Folgenden von den überwachten Warmwasserzapfstellen gesprochen.Of the completeness half should be mentioned be that it is not mandatory that all taps or hot water taps have a sensor. The user of course, here make a selection and, for example, adjoining rooms that are of subordinate Meaning, do not equip with sensors so they too not be monitored. Preferably, however, all hot water taps are integrated into the system. In this respect, the following is the monitored hot water taps spoken.
Die von den Sensoren gemessenen Daten werden wie bereits beschrieben an die zentrale Steuereinheit übermittelt. Diese sorgt durch Betätigung der Umwälzpumpe (sofern vorhanden) und/oder der Heizeinrichtung dafür, dass an jeder überwachten Warmwasserzapfstelle eine vorgebbare Minimaltemperatur vorhanden ist. Diese vorgebbare Minimaltemperatur ist in der zentralen Steuereinheit gespeichert und kann über eine geeignete Bedieneinheit vom Benutzer eingestellt werden. Theoretisch denkbar ist auch, dass die vorgebbare Minimaltemperatur direkt am Sensor einstellbar ist. Bevorzugt wird jedoch die zentrale Eingabe der Minimaltemperaturen, zumal weiterhin vorgesehen ist, dass für unterschiedliche Zeitzonen eines Tages verschiedene Minimaltemperaturen vorgegeben werden können. Unterschieden wird hier insbesondere zwischen einer Hauptzone, einer Nebenzone und einer Nachtzone, für die für jede Zapfstelle ein individueller Wert festgelegt werden kann. Sofern erforderlich können auch noch weitere Zeitzonen eingerichtet werden, um das System zu verfeinern. Auf diese Weise kann durch die zentrale Steuereinheit die jeweilige Ist-Temperatur an der Zapfstelle überwacht werden und bei Unterschreiten des Minimalwerts für eine entsprechende Steuerung der Anlage gesorgt werden, sodass die Unterschreitung des Minimalwerts ausgeglichen wird.The data measured by the sensors are transmitted to the central control unit as already described. By operating the circulating pump (if present) and / or the heating device, this ensures that a predefinable minimum temperature is available at each monitored hot water tapping point. This predeterminable minimum temperature is stored in the central control unit and can be set by the user via a suitable control unit. Theoretically, it is also conceivable that the predeterminable minimum temperature can be set directly at the sensor. Preferably, however, the central input of the minimum temperatures, especially since it is further provided that different minimum temperatures can be specified for different time zones one day. In particular, a distinction is made here between a main zone, a secondary zone and a night zone, for which an individual value can be determined for each tapping point. If necessary can also even more time zones are set up to refine the system. In this way, the respective actual temperature at the tapping point can be monitored by the central control unit and be provided for below the minimum value for a corresponding control of the system, so that the undershooting of the minimum value is compensated.
Weiterhin kann die zentrale Steuereinheit dazu benutzt werden, um das gesamte Leitungssystem, beispielsweise einmal pro Tag, mit heißem Warmwasser durchzuspülen, um Keime abzutöten und die Gefahr von Legionellose zu verhindern. Im Unterschied zu bestehenden Systemen kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung überprüft werden, ob auch in jedem Bereich des Leitungsnetzes die zur Abtötung der Keime erforderliche Temperatur, beispielsweise 70°, erreicht wird. Bei herkömmlichen Systemen, die nur einen Temperaturfühler im Warmwasserspeicher aufweisen, kann nicht sichergestellt werden, dass an entfernten Stellen des Netzes aufgrund von Zirkulationsverlusten die Temperatur des Warmwassers unter den erforderlichen Wert absinkt. Es muss daher bei derartigen Systemen mit einem Sicherheitszuschlag gearbeitet werden, der bei dem erfindungsgemäßen System nicht erforderlich ist. Auch dies trägt zur Reduzierung der Heizkosten bzw. Energiekosten bei.Farther the central control unit can be used to control the whole Line system, for example, once a day, with hot hot water flush, to kill germs and to prevent the danger of legionellosis. Unlike existing ones Systems can be checked with the device according to the invention, whether also in every area of the pipeline network to kill the Germs required temperature, for example, reached 70 ° becomes. In conventional systems, the only one temperature sensor in the hot water tank, can not be ensured that at remote locations of the network due to circulation losses the temperature of the hot water drops below the required value. It must therefore in such systems with a security surcharge be worked, which is not required in the system according to the invention is. This also contributes to reduce heating costs or energy costs.
Das erfindungsgemäße System lässt sich nicht nur im Zusammenhang mit der Warmwasserbereitung in Ein- bzw. Mehrfamilienhäusern einsetzen, sondern auch bei industriellen Anlagen. Das System funktioniert sowohl im Zusammenhang mit einem einfachen Leitungsnetz, als auch bei verzweigten Leitungsnetzen, die mehrere unabhängige Stränge aufweisen.The inventive system can not be only in connection with the hot water in single or multi-family homes use, but also in industrial plants. The system works both in the Connection with a simple pipeline network, as well as with branched pipeline networks, the several independent Have strands.
Grundsätzlich sind auch Variationen des Systems möglich. So kann beispielsweise auf die Durchflussmessung durch die Sensoren auch verzichtet werden. Das Betätigen der Warmwasserzapfstelle kann beispielsweise auch dadurch detektiert werden, dass sich im Zuge der Warmwasserentnahme eine Temperaturdifferenz einstellt. Es ist somit nicht erforderlich, dass unbedingt die entnommene Wassermenge ermittelt wird, sondern es kann auch ausreichen, dass lediglich das Ereignis "Wasserentnahme" detektiert wird. Bevorzugt wird aber auch die Erfassung der Durchflussmengen angestrebt.Basically also variations of the system possible. For example, the flow measurement by the sensors also be waived. Pressing the hot water tapping point can also be detected, for example, by that in the course of hot water withdrawal, a temperature difference established. It is therefore not necessary that necessarily the amount of water removed is determined, but it may also be sufficient only the event "water extraction" is detected. Preferably, however, the detection of the flow rates is also desired.
Eine weitere Besonderheit, die unabhängig von dem Vorhandensein der übrigen Merkmale als schutzfähig erachtet wird, ist daran zu sehen, dass die Einrichtung in Abhängigkeit vom Nutzungsverhalten betrieben wird. Das Nutzungsverhalten kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit statistisch vorhergesagt werden. Hierzu kann auf die von den Sensoren ermittelten Nutzungsdaten zurückgegriffen werden. Mit Hilfe einer entsprechenden Programmierung der zentralen Steuereinheit kann vorhergesagt werden, zu welchen Zeitpunkten die Benutzer wahrscheinlich an einzelnen Zapfstellen Wasser entnehmen. Es kann dann durch entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung und/oder der Zirkulationspumpe dafür gesorgt werden, dass zu den errechneten Zeitpunkten jeweils Warmwasser mit der für die vorgegebene Zeitzone entsprechenden Minimaltemperatur abrufbar ist.A another special feature that is independent of the presence of the rest Characteristics as protectable is to be seen that the institution is dependent is operated by the user behavior. The usage behavior can with a certain probability to be statistically predicted. For this purpose, use can be made of the usage data determined by the sensors become. With the help of an appropriate programming of the central Control unit can be predicted at what times the Users are likely to take water from individual taps. It can then by appropriate control of the heater and / or the circulation pump for it be ensured that at the calculated times each hot water with the for the predetermined time zone corresponding minimum temperature retrievable is.
Hinsichtlich des Entnahmezeitpunkts ist es sinnvoll gewisse Toleranzbereiche anzunehmen, sodass auch bei Abweichungen innerhalb der statistischen Wahrscheinlichkeit, also beispielsweise bei etwas früher oder etwas später stattfindender Wasserentnahme, die Minimaltemperaturen eingehalten werden können. Andernfalls leidet der Komfort.Regarding At the time of removal, it makes sense to have certain tolerance ranges to accept, so even with deviations within the statistical Probability, for example, at something earlier or somewhat later taking place, the minimum temperatures are met can. Otherwise, the comfort suffers.
Die statistische Auswertung der Messdaten erfolgt in der zentralen Steuereinheit mittels einer geeigneten Programmierung in etwa wie folgt: Mittels der aufgenommenen Messdaten werden Zeitreihen basierend auf den statistischen Wahrscheinlichkeiten, die sich aus den auftretenden Ereignissen ergeben gebildet. Zur Hervorhebung und zur Analyse von Trends werden die Zeitreihen dann mittels geeigneter mathematisch-statistischer Verfahren (z.B. dem gleitenden Durchschnitt sowie der exponentiellen Glättung) geglättet. Die Erkennung von Periodizitäten der Ereignisse kann durch eine Fourier-Approximation erfolgen. Diese Ergebnisse gepaart mit dem Wissen um die jeweilige Zeitzone, in der eine Vorhersage für einen bestimmten Zeitpunkt zu erfolgen hat, führen dann in einer Entscheidungslogik (ähnlich Fuzzy) zu der Aussage, ob zum Beispiel innerhalb der nächsten Minuten mit dem Eintreten eines Ereignisses (der Wasserentnahme) zu rechnen ist oder nicht.The Statistical evaluation of the measured data takes place in the central control unit by means of a suitable programming approximately as follows: By means of recorded measurement data are time series based on the statistical Probabilities arising from the occurring events formed educated. To highlight and analyze trends the time series then by means of suitable mathematical-statistical methods (e.g., the moving average as well as the exponential smoothing). The Detection of periodicities the events can be done by a Fourier approximation. These Results paired with the knowledge of the respective time zone, in the one forecast for one time has to be determined, then lead in a decision logic (similar Fuzzy) to the statement, for example within the next few minutes to count with the occurrence of an event (the withdrawal of water) is or not.
Da exakte Vorhersagen zukünftiger Ereignisse nur in elementar-deterministischen Systemen wie z.B. im Bereich der Mechanik möglich sind, beinhalten diese Ergebnisse eine gewisse Unschärfe. Um diese Unschärfe weitestgehend zu minimieren, kommt neben den mathematisch-statistischen Verfahren auch die Anwendung eines Multilayer-Perzeptron Netzes zum tragen. Derartige Neuronale Netze eignen sich besonders zur Kurzfristvorhersage, insbesondere dann, wenn die Abhängigkeiten der Messwerte von den Parametern nicht ausreichend bekannt sind. Es kann beispielsweise ein "Multi Layer Feed Forward Neuronal Network" mit genau einer Eingangsschicht, einer verdeckten Schicht (hidden layer) und einer Ausgangsschicht zum Einsatz kommen. Trainiert wird das Netz in den Ruhephasen der Anlage.There exact predictions of future ones Events only in elementary-deterministic systems such as e.g. in the field of mechanics possible are, these results include some blurring. Around fuzziness Minimize as far as possible, in addition to the mathematical-statistical Process also the application of a multilayer perceptron network to carry. such Neural networks are particularly suitable for short-term prediction, in particular then, if the dependencies the measured values are not sufficiently known from the parameters. For example, it can be a "Multi Layer Feed Forward Neuronal Network "with exactly one input layer, one hidden layer and an output layer to the Use come. The network is trained in the resting phases of the system.
Das Vorhersageergebnis des Neuronalen Netzes zusammen mit dem aus den mathematisch-statistischen Verfahren gewonnenen Ergebnis liefert dann die Entscheidungsgrundlage für das Eingreifen der Steuerungseinrichtung in die Steuerung der Anlage, also beispielsweise die Betätigung der Umwälzpumpe und/oder der Heizeinrichtung.The prediction result of the neural network together with the result obtained from the mathematical-statistical methods then provides the basis for decision for the intervention of the control device in the control of the system, so for example, the operation of the circulation pump and / or the heater.
Der Anschluss der Sensoren erfolgt vorzugsweise lediglich an die zur Wasserzapfstelle führende Warmwasserleitung, nicht jedoch an die zur Zapfstelle führende Kaltwasserleitung. Der Sensor wird also vor der eigentlichen Armatur eingesetzt und misst ausschließlich die Temperatur in der Warmwasserleitung. Dies hat den Vorteil, dass standardgemäße Armaturen zum Einsatz kommen können.Of the Connection of the sensors is preferably only to the for Water tap leading hot water pipe, but not to the cold water pipe leading to the tap. Of the Sensor is therefore used in front of the actual fitting and measures only the Temperature in the hot water pipe. This has the advantage that standard fittings can be used.
Alternativ ließe sich der Sensor natürlich auch so in die Armatur integrieren, dass die tatsächlich vom Benutzer abgerufene Wassertemperatur erfasst wird, die sich aus dem Mischungsverhältnis von Warmwasser und Kaltwasser nach Maßgabe der Stellung der Mischbatterie ergibt. Auf diese Weise könnte die Steuerung der Anlage weiter verfeinert werden. Es bedürfte wahrscheinlich entsprechend angepasster Armaturen, sodass eine Zusammenarbeit mit einem entsprechenden Hersteller erforderlich wäre. Gegebenenfalls könnte der Sensor auch direkt im Bereich der Auslassöffnung des Hahnes eingebaut werden, beispielsweise durch Austausch des standardgemäßen Perlators, gegen ein modifiziertes Modell, das den Temperatur- und/oder Durchflusssensor aufweist. Gegebenenfalls können auch die Stromversorgung und/oder die Mittel zur Funkverbindung integriert sein. Die Stromversorgung und/oder die Mittel zur Funkverbindung können natürlich auch an anderer Stelle positioniert werden und gegebenenfalls durch eine durch die Armatur hindurchgeführte Verkabelung mit dem oder jedem Sensor in Verbindung stehen.alternative could of course the sensor too so integrate into the fitting that actually retrieved by the user Water temperature is recorded, resulting from the mixing ratio of hot water and cold water according to specification the position of the mixer tap results. That way, the Control system further refined. It probably would need correspondingly adapted fittings, so that cooperation with a corresponding manufacturer would be required. If necessary, the Sensor also installed directly in the area of the outlet opening of the tap be replaced, for example by replacing the standard perlator, against a modified model containing the temperature and / or flow sensor having. If necessary, you can also the power supply and / or the means for radio communication be integrated. The power supply and / or the means for radio communication can Naturally be positioned elsewhere and, where appropriate, by a guided through the fitting wiring with the or communicate with each sensor.
Bei der zentralen Steuerungseinrichtung kann es sich um eine aus herkömmlichen Heizungs- oder Warmwassererzeugungsanlagen bekannte Rechnereinheit handeln, deren Programmierung entsprechend erweitert wurde, um die Messergebnisse zu erfassen und statistisch auszuwerten. Beispielsweise kann es sich bei der Steuerungseinrichtung auch um einen PC oder einen Mikrocontroller handeln. Zum Empfang der Daten von den Sensoren ist ein geeigneter Funkempfänger vorgesehen. Die zentrale Steuereinheit kann zumindest die Heizeinrichtung und/oder die Umwälz- bzw. Zirkulationspumpe steuern. Die Steuerung dieser Einheiten kann kabelgebunden oder auch per Funk erfolgen.at the central control device may be one of conventional ones Heating or hot water generation systems known computer unit act whose programming has been extended accordingly to the Record measurement results and evaluate them statistically. For example It can also be a PC or act a microcontroller. To receive the data from the sensors is a suitable radio receiver intended. The central control unit can at least the heating device and / or the circulation or control circulation pump. The control of these units can wired or via radio.
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