Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Luftmengenerfas- sungs- und Abrechnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentan- spruch 1. Üblicherweise werden Ventilatoren eingesetzt, um Luft in lufttechnischen Anlagen zu bewegen und einen Luftvolumenstrom bereit zu stellen. Es ist dabei gängige Praxis, dass der Anlagenbetreiber die dazu benötigten Ventilatoren oder Luftfördereinrichtungen erwirbt und in eigener Verantwortung betreibt und hierzu die Geräte auch körperlich besitzen muss oder kaufen muss.

In der Regel benötigen diese Anwender allerdings nicht zwingend einen Ven- tilator als solchen, sondern es besteht lediglich ein Bedarf nach bewegter Luft. Im Stand der Technik fehlt es derzeit an geeigneten Vorrichtungen, um einem Anwender oder einem Kunden eine bestimmte von diesem Anwender benötigte Luftmenge zur Verfügung zu stellen, ohne dass der Kunde hierfür technische Komponenten wie Ventilatoren oder Luftfördereinrichtungen er- werben müsste. Für manche Anwender wäre es daher vorteilhaft, wenn die- se die für ihre Applikation erforderliche Luftmenge, das heißt das dazu erforderliche bewegte Luftvolumen, als eine Art Dienstleistung von einem Anlagenbetreiber erhalten könnten. Es bedarf daher einer technischen Lösung, bei der die Menge der bewegten Luft über einen bestimmten Zeitraum erfasst und dann zur Abrechnung gegenüber dem Verwender gebracht werden kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Vorrich tung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, über einen definierten Volumenstrom über eine bestimmte Zeitspanne eine jeweils für einen Anwender erforderliche Luftmenge bereitzustellen und ferner diese bereitgestellte Luftmenge gegenüber dem Anwender abrechnen zu können.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine Luftmengenerfassungs- und Abrech nungsvorrichtung bereitgestellt umfassend eine Luftfördereinrichtung zum Erzeugen eines Luftvolumenstroms durch einen Luftdurchtritt, eine Messeinrichtung ausgebildet zum Messen von lufttechnischen Parametern des jewei- ligen Luftvolumenstroms, eine Auswerteeinheit zum Auswerten der gemes- senen Parameter, um daraus das gesamte Luftvolumen, das über einen Zeitraum T durch den Luftdurchtritt von der Luftfördereinrichtung gefördert wur- de, zu ermitteln, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des von der Auswerteeinheit ermittelten Wertes für das Luftvolumen an eine Validie- rungseinrichtung und eine Validierungseinrichtung, welche dem Luftvoiu- menstrom oder dem ermittelten Luftvolumen einen wirtschaftlichen Wert zu- ordnet bzw. mit diesem verknüpft, um daraus einen Abrechnungswert für das erzeugte Luftvolumen zu erhalten und gegebenenfalls eine Rechnung bereitzustellen.

Als lufttechnische Parameter eignen sich z. B. die Parameter Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, welche dann auch mittelbar zur Validierung heran ge- zogen werden können. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dabei die Validierungseinrichtung so ausgebildet ist, dass aus dem ermittelten, insbesondere gesamten Luftvolumen und der entsprechenden Messdauer der Luftfördereinrichtung auch eine Restlebensdauer berechnet werden kann. Hierzu können insbesondere Kennwerte, Kennlinien und Erfahrungswerte in einer Datenbank für jeden Ventilatortyp hinterlegt werden, so dass für den jeweils im Einsatz befindlichen Ventilator, ausgehend aus dem ermittelten Luftvolumen und dem für diesen Ventilator insgesamt förderfähigen Luftvolumen, die Restlebensdauer zum jeweiligen Zeitpunkt ermittelt werden kann, und zwar aus der Differenz des geförderten Luftvolumens und des durch- schnittlich über die Lebensdauer durchschnittlich förderbaren Luftvolumens.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Validierungseinrichtung auf Kundendaten in einer Datenbank eines Rechenzentrums zugreifen kann, um dem erfassten Luftvolumenstrom ent- sprechend einem in der Datenbank hinterlegten kundenspezifischen Wert einen Abrechnungsbetrag zuzuweisen und daraus eine analoge oder digitale Rechnung zu erstellen. Kundendaten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind gleichsam Daten eines bestimmten Anwenders, Kunden oder eines Ab- nehmers eines Luftvolumens in einer oder in mehreren Anlagen.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn ferner eine Übermittlungseinrichtung vorgesehen ist, um den ermittelten Abrechnungswert oder eine Rechnung basie rend auf dem Abrechnungswert an eine externe Schnittstelle, zum Beispiel eine Kundenschnittstelle, oder eine speziell dazu definierte Schnittstelle zu übertragen. Auf diese Weise ist es möglich, dass zu festen Abrechnungszeit- räumen die jeweils bis zu diesem Zeitraum verbrauchte Luftmenge bzw. das verbrauchte Luftvolumen unmittelbar gegenüber dem Anwender abgerechnet werden kann. Es ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Übermittlungseinrichtung ausgebildet ist, um die ermittelte Restlebensdauer an eine externe Schnittstelle zu übertragen. Auf diese Wei- se ist es nicht nur möglich, eine bereits von der Luftfördereinrichtung geför- derte Luftmenge zu ermitteln, wertmäßig zu validieren und über eine Abrech- nungsfunktion an den Anwender zu fakturieren, sondern auch möglich, die verbleibende Standzeit der Luftfördereinrichtung regelmäßig zu bestimmen, um denjenigen Zeitpunkt festzustellen bzw. Vorhersagen zu können, wann die Luftfördereinrichtung auszuwechseln oder zu warten ist. Mit Vorteil kann ferner vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung ausgebildet ist, einen Druckabfall oder insbesondere den Wirkdruck als lufttechnischen Parameter zu erfassen, und zwar an einer Messposition, vorzugswei se am Luftdurchtritt, zur Bestimmung des Luftvolumens, welches zur Ab rechnung gebracht werden soll. Denkbar sind auch andere digitale oder ana- löge Messeinrichtungen, die dazu geeignet sind, einen solchen lufttechni- sehen Parameter des Volumenstroms zu erfassen, aus dem sich die geför- derte Luftmenge ermitteln lässt.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die Messeinrichtung ausgebildet ist, den oder die lufttechnischen Parameter über einen gewünschten Zeitraum konti- nuierlich oder zumindest in diskreten aufeinanderfolgenden, insbesondere festen Zeitabständen zu erfassen. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass im Minutentakt die Messeinrichtung einen spezifisch ausgewählten lufttechnischen Parameter, wie zum Beispiel den Druckabfall, am Luftdurchtritt des Ventilators misst und aus den aufeinanderfolgenden gemessenen Daten die geförderte Luftmenge bzw. das verbrauchte Luftvolumen erfasst wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit einen Rechenoperator, vorzugsweise einen digita- len Integrator, aufweist, der ausgebildet ist, durch Integration über einen be- stimmten Zeitraum T aus den gemessenen zeitlich aufeinanderfolgenden lufttechnischen Parametern ein Gesamtvolumenstrom zu berechnen. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Zeitspanne frei skalierbar und wählbar ist, um auf diese Weise Abrechnungszeiträume mit dem Anwender abstimmen und definieren zu können.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die Auswerteeinheit einen Mikrocontroller aufweist, um auf diese Weise mit standardisierten Con trollerprozessen die Auswerteaufgabe zu bewerkstelligen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass die Übermittlungseinrichtung ausgebildet ist, die Daten drahtlos oder drahtgebunden über eine Netzwerktopologie, vorzugsweise über eine herkömmliche Netzwerktopologie, zu übertragen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Abrechnen eines von einer Luftfördereinrichtung erzeugten Volumenstroms, und zwar vorzugsweise mit einer Luftmengenerfassungsund Abrechnungsvorrichtung, wie diese zuvor beschrieben ist. Dieses Ver- fahren umfasst dabei die folgenden Schritte:

a) Erzeugen eines Luftvolumenstroms durch einen Luftdurchtritt einer Luftfördereinrichtung,

b) Erfassen von lufttechnischen Parametern des Luftvolumenstroms über einen vordefinierten Zeitraum T am Luftdurchtritt, und zwar mittels der Messeinrichtung,

c) Auswerten der gemessenen Parameter, um daraus das gesamte Luft- volumen, das über den Zeitraum T durch den Luftdurchtritt von der Luftfördereinrichtung gefördert wurde, zu ermitteln,

d) Übertragen des von der Auswerteeinheit ermittelten Wertes für das Luftvolumen an einer Validierungseinrichtung und

e) Validieren eines wirtschaftlichen Wertes mittels der Validierungsein richtung korrespondierend zum erfassten Luftvolumen, um daraus einen Abrechnungswert für das erzeugte Luftvolumen zu berechnen. In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist vorgesehen, dass ergänzend zum Erfassen und Abrechnen eines Luftvolumens auch die Restlebensdauer der Luftfördereinrichtung aus dem in den Schritten b) und c) ermittelten Luftvolumen durch die Auswerteeinheit ermittelt wird und diese über eine insbesondere externe Schnittstelle an eine zum Empfang der Daten geeignete Empfangseinheit übertragen wird.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind dabei beliebig kombinierbar, soweit dies technisch bei der Umsetzung der Erfindung sinnvoll möglich ist und diese nicht im technischen Widerspruch zueinanderstehen, auch wenn diese Kombination der Merkmale nicht ausdrücklich offenbart ist. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be- schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Systemaufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ähnlich dem Aus führungsbeispiel aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ventilators in einem System gemäß den Figuren 1 und 2.

Die Figuren sind lediglich beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 anhand beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert.

Gezeigt ist jeweils eine Luftmengenerfassungs- und Abrechnungsvorrichtung 1 jeweils umfassend eine Luftfördereinrichtung 10, eine Messeinrichtung 20, eine Auswerteeinrichtung 30, eine Übertragungseinrichtung 40 und eine Va lidierungseinrichtung 50.

Die Luftfördereinrichtung 10 ist zum Beispiel ein Ventilator und dient zum Erzeugen eines bestimmten Volumenstroms durch den ebenfalls dargestellten Luftdurchtritt 11. Dies soll vereinfacht eine anwendungsbezogene Einbausituation darstellen, bei dem einem Anwender ein bestimmtes Luftvolu- men über einen definierten Volumenstrom durch den Luftdurchtritt 11 (wie in Figur 3 dargestellt) zur Verfügung gestellt werden soll.

Die lediglich beispielhaft dargestellte Messeinrichtung 20 ist ausgebildet zum Messen von wenigstens einem lufttechnischen Parameter P des jeweiligen Luftvolumenstroms Q, der durch den Luftdurchtritt 11 hindurchtritt. Der hierzu ausgewählte lufttechnische Parameter P ist ein solcher, der jeweils im Zu- sammenhang mit dem Luftvolumenstrom Q eine unmittelbare Berechnungsmöglichkeit des über einen Zeitraum T durch den Luftdurchtritt 11 hindurchtretenden Luftvolumens ermöglicht.

Die Auswerteeinheit 30 ist ausgebildet zum Auswerten der gemessenen Pa rameter P, um daraus das gesamte Luftvolumen, das über einen Zeitraum T durch den Luftdurchtritt 11 von der Luftfördereinrichtung 10 gefördert wurde, zu ermitteln.

Zur Messung eines lufttechnischen Parameters kann zum Beispiel die Mes sung des Druckabfalls an einer ringförmigen Düse am Luftdurchtritt 11 genutzt werden. Der so gemessene Druckabfall kann mit einem Korrekturfaktor in einen Volumenstrom umgerechnet werden.

Zur Ermittlung des Volumenstroms kann der Zusammenhang zwischen dem statischen Druck und dem Wirkdruckverhalten herangezogen werden. Der Volumenstrom lässt sich aus dem Wirkdruck (Differenzdruck der statischen Drücke) nach folgender Gleichung berechnen: q = K /APW

Hierbei stellt K einen Faktor dar, der die spezifischen Düseneigenschaften der ringförmigen Düse berücksichtigt. APw stellt dabei den Differenzdruck der statischen Drücke dar. Q bestimmt den Volumenstrom. Vorteilhaft ist es, wenn die Druckabnahme an zum Beispiel vier Stellen am Umfang der Einströmdüse E erfolgt. Ein kundenseitiger Anschluss kann über eine eingebaute T-Schlauchverbindung 14 erfolgen. Eine solche Schlauch- Verbindung 14 ist zum Beispiel geeignet für den Anschluss von

Pneumatikschläuchen, um mit standardisiertem technischem Equipment die Messung vollziehen zu können.

Werden nun zum Beispiel ausreichend häufig in einem bestimmten Messtakt (zum Beispiel einmal pro Minute) die Messwerte des Volumenstroms Q er- fasst und gespeichert und über einen Integrator integriert, erhält man die in einer bestimmten Zeiteinheit bewegte Luftmenge, zum Beispiel in Kubikmeter pro Stunde. Dadurch lässt sich die zum Beispiel in einem Monat bewegte Luftmenge konkret bestimmen, die dann gegenüber dem Anwender oder Ab- nehmer abgerechnet werden kann. Um eine Abrechnung zu ermöglichen, verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine Einheit, die das Versenden der Daten in ein Rechenzentrum ermöglicht. Eine solche Übertragungs- einrichtung 40 ist beispielhaft in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Diese Übertra- gungseinrichtung 40 dient zum Übertragen des von der Auswerteeinheit 30 ermittelten Wertes für das Luftvolumen an eine gesonderte Validierungseinrichtung 50. Die Validierungseinrichtung 50 verknüpft das ermittelte Luftvo lumen mit einem für den Anwender bzw. Abnehmer hinterlegten wirtschaftli- chen Wert W, um daraus einen konkreten Abrechnungswert für das erzeugte Luftvolumen V zu erhalten.

Wie in der Ausführungsform der Fig. 2 ersichtlich, ist die Luftmengenerfas- sungs- und Abrechnungsvorrichtung 1 ferner so ausgebildet, dass die Vali- dierungseinrichtung 50 aus dem gesamten ermittelten Luftvolumen V und der entsprechenden Messdauer der Luftfördereinrichtung 10 eine Restlebens- dauer T _rest berechnen kann. Die Bestimmung einer zu erwartenden Restle- bensdauer kann vorzugsweise durch einen Mikrocontroller erfolgen.

Die Auswerteeinheit 30 kann ferner so ausgebildet sein, dass eine Digitalisierung bei analogem Messwert und Umrechnung des Volumenstroms (Kubik- meter pro Stunde) in bewegtes Luftvolumen (Kubikmeter) durch Integration über einen Messzeitraum des Volumenstroms in der Messeinrichtung erfolgt.

Wie ebenfalls in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, steht die Validierungseinrichtung 50 in Verbindung mit einer Datenbank 52 eines Rechenzentrums 51. Da die Validierungseinrichtung 50 auf diese Daten zugreifen kann, um dem erfassten Luftvolumenstrom entsprechend einem in dieser Datenbank hinterlegten kundenspezifischen Wert W einen Abrechnungsbeitrag zuzuweisen, lässt sich auf diese Weise eine analoge oder digitale Rechnung erstellen, ohne dass es einer weiteren manuellen Bearbeitung bedürfen würde.

Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das Erstellen einer Rechnung pro Zeiteinheit erfolgen kann, zum Beispiel pro Monat und darauf basierend eine automatische Übertragung der Rechnung über die Schnittstelle 70, 71 in ein zentrales Verwaltungssystem erfolgen kann oder an einem Endgerät.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann ferner vorgesehen werden, dass eine Austausch- oder Reparaturinformation bereitgestellt wird, die ebenfalls an die Schnittstelle 70, 71 geleitet wird, um anzuzeigen, dass der Ventilator demnächst seine Restlebensdauer erreicht hat. Abhängig von Beschaffungs- Zeiträumen kann man somit rechtzeitig vor Erreichen der prognostizierten Lebensdauer der Luftfördereinrichtung geeignete Maßnahmen ergreifen, um eine Betriebsunterbrechung der Anlage zu verhindern oder jedenfalls zu minimieren. Wie ferner den beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 zu ent- nehmen ist, verfügt die Auswerteeinheit 30 über einen speziellen Rechen- operator 31 , vorzugsweise einen digitalen Integrator, der ausgebildet ist, durch Integration über den Zeitraum T, aus den gemessenen zeitlich aufeinanderfolgenden lufttechnischen Parametern P ein Gesamtluftvolumen V zu berechnen. Die Auswerteeinheit 30 umfasst hier einen Mikrocontroller. Aller- dings können die Auswerteeinheit 30, die Übertragungseinrichtung 40 und die Validierungseinrichtung 50 auch mit anderen, hier nicht näher beschriebenen, technischen Mitteln umgesetzt werden. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung insofern nicht auf die beiden vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht, wie beispielsweise die Integration der Funktion eines Rechenzentrums in einer Recheneinheit der Luftmengenerfassungs- und Abrechnungsvorrichtung.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Übertragungseinrichtung 40 und die

Validierungseinrichtung 50 durch eine einzige kombinierte Einrichtung mit den entsprechenden technischen Funktionen bereitgestellt werden.