CN101842761A - 加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种加热系统。加热系统(10)包括至少一个呈无线应答机形式的温度感测装置(26)。较佳地，该温度感测装置(26)包括RFID应答机，其可呈基本上平面贴片的形式。较佳地，所述至少一个温度感测装置(26)布置成通过无线链路与至少一个通信中继节点(30)通信。使用时，所述或每个温度感测装置(26)可将指示传感器所测量的温度的信息和较佳地标识符发送到所述或每个中继节点(30)，所述标识符唯一地标识相应的温度传感器。

Description

加热系统

技术领域

本发明涉及加热系统，具体来说，涉及多区域的加热系统。

背景技术

最近政府建筑立法支持这样的理解，即，加热系统需要日益响应和有效地满足目前和将来的需求和预期。

标准的家用系统通常具有一个闭环部件，该闭环部件控制供应到居住空间内的能量。双态(开/关)的温度调节装置固定在建筑内的某个地方，通常在厅或起居室。当达到设定温度时，温度调节装置就使加热关闭。典型的机电型温度调节装置具有固有的控制滞后现象，由此，假如启动基本定时控制器，则超过滞后值(通常为0.5℃)的室温的下跌使得加热系统重新开启。

近年来，在基于辐射器的系统中配置了TRV(热调节阀)，以便通过启动房间内一定程度的就地控制反馈来提高系统性能和效率，而不借助于由温度调节装置本身提供的控制。

此外，近来的立法提出要提供附加的温度调节控制区域，这些区域与所要被加热的房产的地板面积成比例。

地热加热系统的出现提高了对多区域温度调节控制的使用。通常，每个个别的管道回路由歧管分配系统馈送，流动由固定转速的电动机或泵提供，电动机或泵又连接到双态温度调节装置。就基于辐射的系统来说，控制机构仅使输入到对应控制回路的固定能量启用或停止。

所有双态温度调节装置控制器必然具有显著的滞后现象，且生成的温度控制是围绕目标温度振荡的。对于该振荡的大小，考虑到装置的滞后现象和预期的热动态和延迟，通常是超过2℃，在任何开关事件之后形成不足和过头的效果。

通过通讯测量值和待导出的误差或偏差值，而不是简单地开或关该加热系统，数字电子技术可提供改进的热反馈控制形式。如果该系统允许的话，则因此能够通过使用气体锅炉调制来调制能量输入或使用动力的混合阀来调制流动温度来改进热控制。该类型量化的反馈可通常将热振荡减小到约在±0.25℃内。

使用传统技术将改进的数字控制方法应用于多区域在技术上是可行的，但既复杂成本又高。可构思多种可能性，包括带有相关热测量装置的多个动力阀。为了能达到必要的通讯，每个测量装置可要求与动力源和/或通讯线实体地连接。如果考虑使用无线的方法，则用于无线收发机或无线应答机的电源要求就成为一个问题，尤其是对于电池的封装和更换。

需要缓解上述的诸多问题。

发明内容

因此，本发明的第一方面提供一种加热系统，其包括至少一个温度感测装置，该装置呈无线应答机的形式，较佳地是RFID应答机。在优选实施例中，所述至少一个温度传感器呈大致平面贴片的形式。

较佳地，所述至少一个温度感测装置布置成与至少一个通信中继节点通信，较佳地通过无线链路通信。使用时，所述或每个温度感测装置向该或每个中继节点发送指示传感器测得的温度的信息，且最好也发送唯一地识别对应温度传感器的识别符。

所述至少一个通信中继节点有利地布置成与控制器通信，最好通过无线链路或选择性地通过有线链路通信。

在优选实施例中，所述至少一个中继节点被包含在插座组件内，该插座组件方便地安装在房间或建筑物结构的墙壁、地板或天花板表面上。有利地是，插座组件可连接到电源，特别是电网电源。方便地，插座组件包括电气插头插座，和/或天线插座和/或计算机终端。通常地，该插座组件包括饰板，中继节点集成在该饰板的反面内或由该反面承载。

在优选实施例中，控制器布置成根据从节点接受到信息来控制一个或多个控制装置的运行，其中，该控制装置或每个控制装置控制一个或多个热辐射装置的运行。较佳地，该控制装置或每个控制装置包括比例控制阀，或类似装置，例如，泵或其它带有流动控制能力的装置，比如可变速度泵。

较佳的加热系统包括多个加热回路，每个回路包括至少一个辐射装置，并与所述控制装置中的至少一个和所述温度感测装置中的至少一个相关联，其中，控制器根据所述温度感测装置测得的温度和目标温度之间的比较来控制所述至少一个控制装置。这使多区域的加热系统能够实施成对每个区域的温度分别且有效地。

本发明的第二方面提供一种通信中继节点，尤其是但不排外地用于加热系统内，该节点被包含在插座组件内，而插座组件方便地安装在房间或建筑物结构的墙壁、地板或天花板表面上。

本发明的第三方面提供一种加热系统，该加热系统包括多个加热回路，每个回路包括至少一个辐射装置，并与至少一个控制装置和至少一个温度感测装置相关联，其中，控制器根据所述温度感测装置测得的温度和目标温度之间的比较来控制所述至少一个控制装置。

本技术领域内的技术人员在参照附图并阅读以下对具体实施例的描述后，将会明白到本发明其它有利的方面。

附图说明

现参照附图并借助于实例来描述本发明的实施例，附图中：

图1是实施本发明第一方面的加热系统的示意图；以及

图2是适用于图1加热系统的加热系统的局部示意图。

具体实施方式

现参照附图中的图1，图中示出实施本发明第一方面的加热系统10。该系统10包括用来储存流体加热介质的容器12，流体加热介质通常是水或其它液体。容器12可包括一个或多个储罐或其它储存装置。一个或多个加热装置或能源联接到该容器12，以便加热介质。通常地，加热装置包括锅炉14，例如，传统的烧油或烧气的锅炉。附加的锅炉和/或一个或多个可再生能源(未示出)，例如太阳能系统，也可联接到容器12。

容器12联接到热载荷16上，热载荷包括一个或多个热辐射装置18(图2)，例如，辐射器或地板下的加热元件。热载荷16通常包括一个或多个加热回路，每个回路供给一个或多个辐射装置18。

设置控制单元20用来控制系统10的运行，尤其是，能源的运行和包括在该系统10内或与系统10相关的任何泵、阀、电动机或其它可控装置的运行。在所示的实施例中，可以看到，控制器20与锅炉14通信，以便能在两个装置之间进行参数数据的交换，并传送一体的控制行为。控制器20还与热载荷16通信，或更具体地与关联到热载荷16的任何可控装置(例如，图2中所示的泵22)通信，以便控制其辐射装置18的运行。控制器20还可以传统方式与温度调节装置24通信。控制器20和系统10的各种其它部件之间的通信可用适于传送必要信号的任何传统的装置来实现，该通讯通常是硬线的连接，但也可采用无线通信。控制器20通常包括合适编程的微处理器、微控制器或其它可编程处理器或控制器。

加热介质围绕系统10的流动可用任何合适的传统方式来实现，通常是管子或其它流体导管，它们在图1和2中用箭头示意地指示，除非另有所述。

系统10尤其往往用作多区域的加热系统，在多区域加热系统中，根据区域的需要，可独立地控制不同区域内的加热。例如，区域可以包括单个房间、一组房间、多层建筑的一层或多层，或由系统10提供服务的建筑物内的任何其它限定的区域。为此目的，系统10还包括至少一个但通常为多个温度感测装置26。例如，对各个区域可提供相应的温度感测装置26。

在优选实施例中，每个温度感测装置26包括无线应答机，该无线应答机响应于接受问询信号，发送携带指示所测温度的信息的信号。此外，发送的信号最好包括对于装置26为唯一的标识符。有利地是，温度感测装置26能够借助于无线通讯链路发送和接收这种信号。为此目的，装置26包括无线收发机(未示出)，通常包括联接到天线的集成电路。装置26还包括用来储存其唯一标识符的装置和处理器(未示出)，处理器通常呈集成电路的形式，用来控制装置26的运行，处理器可与收发机集成为一体也可不集成。

温度感测装置26尤其较佳地呈大致平面的形式，例如可呈贴片的形式。这使装置26能够不显眼地包含到建筑内。例如，装置26可固定到内墙并在其上涂漆或贴纸。在这种情形中，天线方便地包括平面的天线，例如，扁平线圈的天线。预组装的热传感器装置以全集成的硅器件的形式存在(例如，微型芯片TC77)，其设计成利用串行协议与主处理器进行通信。这种器件可无缝地集成成硅模具格式，或较佳地集成到主处理器电路外围的公共硅基底上。

在某些情形中，可使温度感测装置26直接与控制器20通信，以便中继温度信息和对其的识别信息。然而，通常且尤其在采用低功率无线通信的情形中，通常系统10最好还包括一个或多个通信中继节点30。每个中继节点30包括收发装置，用来发送和接收节点30和控制器20之间以及节点30和至少一个温度感测装置26之间的信号。

在优选实施例中，节点30进行装备成与所述温度感测装置26或每个温度感测装置26进行无线通信。为此目的，每个节点30具有联接到天线32的收发机电路(未示出)。节点30还包括处理器(未示出)，该处理器通常呈集成电路的形式，用来控制节点30的运行，处理器可与收发机集成为一体也可不集成。

在使用中，节点30和与其相关的所述或每个温度感测装置26通信，以便确定由传感器26测得的温度。由传感器26提供的唯一标识符允许建立起节点30，传感器26从该节点发出给定的测量值。

在优选实施例中，节点30和传感器26布置成作为RFID(射频识别装置)来运行，其中传感器26包括RFID标记或无线应答机。一旦从节点30接收到问询信号，则传感器26就向该节点30发送其测得的温度和唯一标识符。该实施例的特别的优点在于，传感器26不需要内部电源，因为其电源可从接收到的问询信号中获得。

或者，传感器26可构造成对节点定期地或甚至连续地发送其数据，在此情形中，传感器不需要接收机。然而，这要求传感器26具有内部电源，或连接到外部电源，这两种情况都被认为是不理想的。还可替代的方案是，传感器26可通过有线链路与节点和/或控制器20通信，但就破坏建筑物这点上来说仍是不理想的。

节点30和控制器20之间的通信最好通过通常使用与传感器26通信所用不同的频率和天线的无线链路。如果认为是可行的，则节点30可使用为与传感器26通信而设置的收发机/天线电路。控制器20因此还可装备有联接到天线34上的收发机电路(未示出)。通常地，该布置使节点30和控制器20之间的无线链路成为优化为在建筑物结构内运行的中波范围的链路。这是与通常为短波范围的RFID无线链路相反的。或者，节点30和控制器20可通过有线链路进行通信。每个节点30可包括或可连接到诸如电池那样的电源上，或可连接到电网的电源上。

在优选实施例中，将每个节点30包含到插座组件内，插座组件诸如通常设置在房间墙壁、地板或天花板上的插座组件，例如，插头插座、天线插座或计算机网络插座(未示出)。这种插座组件通常包括饰板，使用时饰板位于房间墙壁、地板或天花板上或其内，通常由塑料制成。根据插座型号，各种电气的和/或机械的部件设置在饰板后面。通常地，插座提供通向电源(通常为电网电源)的通路，例如，插座连接到电源，或至少提供或可容易地适于提供与电源的连接。最为方便地是，节点30安装到饰板的反面。

将一个或多个节点30包含到插座内，可获得多个优点。首先，节点30不显眼，因为它包含在房间内已经存在的插座内。第二，节点30能够连接到电源并由电源供电，电源通常是在插座内可利用的电网电源。第三，在节点30和控制器20之间的较佳地有有线通讯链路的情形中，这还可设置成电网承载的通信链路即，通过电源线提供的导线。

在使用中，每个节点30和与其相关联的所述或每个传感器26通信，在优选实施例中，其位于近端处以便收集有关每个传感器26处测得的温度的信息。然后节点30将该信息中继到控制器20。该信息使控制器20能够响应于测得的温度来控制加热系统10的运行。具体地说，显然中继的信息允许该系统10作为多区域的加热系统运行，其中，至少一个温度传感器26与每个区域相连。在一个实施例中，至少一个温度传感器26与各个辐射装置18相关联，这使控制器20能够根据所述或各个相关的传感器26测得的温度来分别控制每个辐射装置18的运行。在这种实施例中，在诸区域和辐射装置18之间可有一对一的对应性，即，每个区域有一个辐射装置，反之亦然，或每个区域可与一个以上辐射装置相关联。

控制器20控制该系统10运行的能力取决于可控部件，例如，在其指令下的阀、电动机、泵等。在优选实施例中，该系统10包括用来控制每个区域运行的相应装置。该控制装置较佳地包括变速泵或比例控制阀。

现具体参照图2，图中示出适用于系统10的热载荷16的较佳结构。流动导管和返回导管呈流动集管40和返回集管42那样的优选形式，它们连接到容器12，以便将加热介质引导到容器12内和引出容器之外。在图2中，只示出一个主流动/返回回路/集管，但应该理解到，也可设置一个以上的数量。由于如此的多歧管可连接到储存容器12，根据需要，是闭路联接或与容器形成一体，或通过合适尺寸的流动和返回管子用电气/电子连接进行远程连接。

至少一个但通常是多个回路44连接到歧管40、42，每个回路44包括至少一个对应的辐射装置18。每个回路44提供从容器12的流动出口46到容器12的返回入口48的流体流动路径。每个回路44包括控制流入相应辐射装置18内的加热流体流动的装置，或与该装置相关联。在所示实施例中，控制装置呈对于每个区域44的相应泵22的形式。每个泵22例如可以位于流动歧管40对相应回路44的分接点处。有利地，每个泵22可运行以控制供应到相应辐射装置18的加热流体的流动液位。为此目的，泵22可包括比例控制阀或其它比例控制装置。在替代的实施例中(未示出)，泵可被相应的比例控制阀或其它比例控制装置代替，在此情形中，单个泵可设置在主流动/返回回路内，以驱动加热的介质。

泵22或其它控制装置可响应于从一个或多个相关联的传感器26中接收到的温度信息由控制器20分别控制。在优选实施例中，每个回路44对应于相应的加热区域，于是，泵22或其它控制装置使控制器20能够分别地控制每个区域。

此外，在优选实施例中，系统10能够操作对应于每个回路44和因此对应于每个区域的相应的闭路反馈系统，在所述每个区域中可以任何方便的方式对每个区域设定目标温度(例如，由使用者手工地设定，和/或由控制器20根据其它系统设定或诸如温度调节装置设定那样的测量值或测得的环境条件自动地进行设定)，由相应的传感器26测量实际的温度值，根据两者之间的误差信号来控制泵22或其它控制装置。这能够相当精确地有衰减地控制区域的温度，于是导致更有效地使用该加热系统10。

本发明不局限于这里所述的实施例，其可以进行修改或改变而不脱离本发明的范围。

Claims (15)

1.一种加热系统，包括呈无线应答机形式的至少一个温度感测装置。

2.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述温度感测装置包括RFID应答机。

3.如上述权利要求中任一项所述的加热系统，其特征在于，所述至少一个温度传感器呈大致平面贴片的形式。

4.如上述权利要求中任一项所述的加热系统，其特征在于，所述至少一个温度感测装置布置成通过无线链路与至少一个通信中继节点通信。

5.如权利要求4所述的加热系统，其特征在于，使用时，所述或每个温度感测装置向所述或每个中继节点发送指示由所述传感器测得的所述温度的信息，且最好也发送唯一地识别对应温度传感器的识别符。

6.如权利要求5或6所述的加热系统，其特征在于，所述至少一个通信中继节点布置成与控制器通信。

7.如权利要求4至6中任一项所述的加热系统，其特征在于，所述至少一个中继节点包含在插座组件内，所述插座组件方便地安装在房间或建筑物结构的墙壁、地板或天花板表面上。

8.如权利要求7所述的加热系统，其特征在于，所述插座组件可连接到电源，特别是电网电源。

9.如权利要求8所述的加热系统，其特征在于，所述插座组件包括电气插头插座和/或天线插座和/或计算机终端。

10.如权利要求7至9中任一项所述的加热系统，其特征在于，所述插座组件包括饰板，所述中继节点集成在所述饰板的反面内或由所述反面承载。

11.如权利要求6所述的加热系统，其特征在于，所述控制器布置成根据从所述节点接受到所述信息来控制一个或多个控制装置的运行，其中，所述控制装置或每个控制装置控制一个或多个热辐射装置的运行。

12.如权利要求11所述的加热系统，其特征在于，所述控制装置或每个控制装置包括：诸如比例控制阀的流动控制装置或类似装置，诸如可变速度泵的泵或其它带有流动控制能力的装置。

13.如权利要求11或12所述的加热系统，其特征在于，还包括多个加热回路，每个回路包括至少一个辐射装置，并与所述控制装置中的至少一个和所述温度感测装置中的至少一个相关联，其中，所述控制器根据所述温度感测装置测得的温度和目标温度之间的比较来控制所述至少一个控制装置。

14.一种用于加热系统中的通信中继节点，所述节点包含在插座组件内，所述插座组件可安装在房间或建筑物结构的墙壁、地板或天花板表面上。

15.一种加热系统，包括多个加热回路，每个回路包括至少一个辐射装置，并与至少一个控制装置和至少一个温度感测装置相关联，其中，所述控制器根据所述温度感测装置测得的所述温度和目标温度之间的比较来控制所述至少一个控制装置。

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