CN110476013B - 具有集成式电加热器、风扇和控制器的顶灯或壁灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种顶灯或壁灯，该顶灯或壁灯与日常的照明电源电路连接，并且具有集成的加热扇功能、出于容易操作的智能控制以及用于节能的功能。建筑物的很多空间仅能够在限制的时间内被加热，或者温度仅短暂地升高。为了避免加热可能发生的事情的繁琐变化(例如，加热器的安装，额外的加热器的更换，现有加热器的控制的修改)，通常已经存在的照明的替代品取代所述功能。另外，在共同的壳体内，使用的设备包括至少一个灯元件、至少一个电加热元件、至少一个风扇、以及至少一个可编程的电子控制器，通过至少一个可编程的电子控制器，灯、风扇和加热器能够被一起和/或彼此独立地控制和/或调节。具有灯并且仅在限制的时间内将被加热的建筑物的所有空间可以是本应用范围的一部分。

Description

具有集成式电加热器、风扇和控制器的顶灯或壁灯
技术领域
为了建筑物中小空间的短时加热，经常使用电加热器。照明和电加热的智能组件能够提供很多优点。
背景技术
对于室内空间的照明，LED灯是当前的现有技术状态。对于室内空间的短时加热，电阻加热器是当前的现有技术状态。
用于入墙式安装(找平安装)但不具备两种功能的集成控制的加热扇和灯的组件也在应用。
不具备LED技术和两种功能的集成控制的红外线加热灯和普通灯的组件也在应用。
现有技术的缺点
根据现有技术，电加热器作为单独的挂墙(表面)式安装设备被提供用作墙壁或天花板的安装配置。这样导致空间需求增大以及必须连接单独的电源。照明和加热需要单独操作并且不能提供用于节能的集成功能。另外，大多数恒温器针对关闭温度不是非常精确。
在LED不作为安装的光源或者没有用于空气循环的风扇以及没有集中控制的情况下，电加热器和灯的现有组件几乎不可能作为入墙(找平)式设备。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于构建一种为建筑物的空间配备灯并且还能够为建筑物的空间提供加热功能的设备。用户能够尽可能容易且直观地操作设备。用户能够根据他或她的需求调整功能。安装应该尽可能简单。另外，应该集成有节能功能。
解决方案
通过方案1的设备实现本发明的目的。所述设备与通用电源电路连接，其中，在共同的壳体内，所述设备包括至少一个灯元件、至少一个电加热元件、至少一个风扇、以及至少一个可编程的电子控制器，所述灯、所述风扇和所述加热器能够通过所述至少一个可编程的电子控制器一起控制和/或调节，和/或所述灯、所述风扇和所述加热器能够通过所述至少一个可编程的电子控制器彼此独立地控制和/或调节。
以下描述本发明的有利结构：
对于所述设备的构造，用户根据他或她的需求调整设备的光强度。通过控制器减少单个光源或多个光源内流通的电流。这样，光强度能够适应空间的大小、空间的使用现状和个人喜好。
加热阶段的一种变形方式是通过加热器不连续地运行来实现的。可替代地，控制器在用户不能检测到的短的间隔时间内打开和关闭加热器。用户指定平均加热功率。平均加热功率优选在0.3-3kW范围内。这样，设备的平均加热功率能够适应空间的大小、空间的使用现状和个人喜好。
气流的强度在不同阶段由用户构造。这样，气流能够适应空间的大小、空间的使用现状和个人喜好。
待实现的目标温度由用户设定。这样，目标温度能够适应空间的使用现状和个人喜好。
可编程控制器：
特别地，可编程控制器能够由用户灵活地预先配置可变的操作模式以及对设备的所有功能的精确的控制和/或调节。
加热器和/或灯以时序控制或事件控制来关闭或者减小能够节约能源并且提供额外的安全性。可编程控制器包括至少一个节能功能，该至少一个节能功能在用户指定的一段时间之后减小或关闭灯和/或加热器。可选择地，也可以在已经至少达到一次目标温度时关闭加热器。这能够防止用户忘记关闭加热器或灯。
优选地，智能的电子控制器由微处理器实现，并且借助于显示器示出信息。集成的软件(固件)根据内部参数和外部参数控制光强度、加热器和风扇。处理输入信息的各种算法用于实现此目的。
可编程控制器的输入变量：
外部参数可以是传感器数值或也可以是通过接口控制的指令。
传感器的示例可以包括：
·温度
·空气湿度
·存在(红外传感器、挡光件、扩音器)
·光线
·用于监控门+窗的终端开关(闭合电路)
·用于用户指令的输入的按钮
·用于检测主电源电路是否还连接于栅极电压的电压测量(例如，用于选择操作模式的电源开关的多次激活)
接口的示例可以包括：
·有线接口，例如，以太网
·无线接口，例如，无线个域网、红外线寻标器、蓝牙、无线局域网
当设备的功能由中心局操作时(例如，宾馆、青年旅社、住宅楼、轮船)接口是特别有利的。
内部参数可以是实时计时器或固件中执行的算法和函数的结果。
内部参数的示例可以包括：
·用户的参数规范，例如，加热和风扇功能的持续时间、加热功能的目标温度、存储在非临时存储器内的光强度等。
·通过无线电或以太网同步的实时计时器
·导致设备停机的故障算法
操作模式：
可编程电子控制器可以使几个不同的操作模式来适应用户。一个操作模式包括相对于光强度的预设值、包括目标温度的加热功能、风扇功能以及两种功能的时间控制或事件控制的变化或关闭、以及额外的参数。以下微用于操作模式的预设参数的示例：
·显示器打开或关闭
·显示器亮度
·显示器上的操作状态的指示
·显示器上的传感器数值的指示
·改变显示器上的单位(例如，温度以摄氏度或华氏度为单位)
·激活后的光强度
·经过特定时间后的光强度
·灯的时间切换功能
·激活后的目标温度
·加热功能滞后的值
·经过特定时间后的目标温度
·加热器的时间切换功能
·光的色温(暖白色LED和冷白色LED的混合)
·光色(对于红绿蓝LED)
具有时间控制程序序列的通用操作模式的示例：
·灯开关用于选择操作模式。在几秒内发生：灯以最大亮度的50％打开。风扇以最大强度的30％打开。加热器打开。
·在首次达到目标温度之后，加热器关闭，风扇继续运转几秒，直到加热模块已经大概冷却至室温。如果测量值低于减去滞后的目标温度，先再次打开风扇，然后打开加热器。
·在加热功能已经经过30分钟后，通过智能控制器维持加热功能关闭。
·在加热功能已经经过60分钟后，光强度以维持的基础减小至15％。
·保持加热器、风扇和灯的现状，直到选择新的操作模式。
具有事件控制程序序列的通用操作模式的示例：
·灯开关用于选择操作模式。在几秒内发生：灯以最大亮度的50％打开。风扇以最大强度的30％打开。加热器打开。
·在首次达到目标温度之后，加热器关闭，风扇继续运转几秒，直到加热模块已经大概冷却至室温。如果测量值低于减去滞后的目标温度，先再次打开风扇，然后打开加热器。
·在第五次达到目标温度之后，加热器维持关闭。风扇继续运转几秒，直到加热模块已经大概冷却至室温。
·保持加热器、风扇和灯的现状，直到选择新的操作模式。
用户对设备的控制：
对于用户的控制，在最简单的情况下，利用灯开关来激活就足够了。例如，能够通过多次激活灯开关或者提供根据时间来改变灯开关的激活以选择操作模式。如果灯开关正常激活，选择第一操作模式。
为了选择下一个操作模式，再次关闭灯开关并且例如，在一定时间内再次打开灯开关。通过重复这个过程额外的次数，选择额外的操作模式。
可选择地，灯开关第一次关闭和最新打开之间的时间可以用于选择操作模式。
可以使用有线接口或无线接口作为其他可能的控制接口。
这样，可编程控制器能够实现特别简单且非常方便的控制设备的模式。
电力供应：
在最简单的情况下，仅需要顶灯的电源连接。通过至少一个额外的连接，例如加热和通风或冻结保护监控等功能能够通过中心系统激活。这样，例如，宾馆、夏季，可以不激活加热功能，或者，在冬季，可以激活冻结保护监控功能。
材料：
对于材料的选择，没有特殊的要求。壳体部件的材料仅需要满足工艺性、防火安全、防腐蚀、电绝缘、导热和温度的要求。漫射器也只需要满足适当的光学要求。
以上所述的、要求的并在具体实施方式中描述并且根据本发明将使用的组件在其尺寸、形状、构造、材料选择和技术设计方面不受任何特殊的异常条件限制，因此它们可以在已知选择标准的应用范围内发现其用途不受限制。
部件可以通过例如螺栓、夹子、铆钉、粘合剂粘合、夹具、压制、铆接、焊接彼此连接。
本发明的优点
由于根据本发明的设备，因此不需要操作两种独立的设备。
智能控制器能够精确调节电加热器，因此能够准确地达到期望的目标温度。
智能控制器能够使光强度精确地适应空间的大小和用户的个人喜好。
智能控制器能够使平均加热功率精确地适应空间的大小和用户的个人喜好。
智能控制器能够使气流精确地适应空间的大小和用户的个人喜好。
智能控制器能够使加热功能的滞后精确地设定为适应空间的大小。
通过选择不同的操作模式，功能能够适应用户的需求。
通过操作模式的配置，功能能够适应空间和用户的个人喜好。
加热器和/或灯以时间控制或事件控制来关闭或减小，能够节约能源并且提供额外的安全性。
可以使用现有的隐藏式布线。
固定安装防止被盗窃。
在天花板或墙上安装时特别节约空间和安全的配置。
不会在地面绊到电线。
不会再弄翻或无意地覆盖加热器，例如，用衣服或毯子。
根据本发明的设备能够简单地安装，因为可以使用现有的电源电路。
通过灯开关的操作非常方便和简单，并且该操作能够通过在限时切换序列内按钮的二进制状态改变来使用，以选择不同的预设值。
与额外的接口的可选连接能够实现由一个中心点方便地控制多个设备。
附图说明
以下将参照附图所示的示例性实施方式更详细地说明本发明。
所示为：
图1：设备整体，
图2：贯穿设备的简化剖视图，
图3：组装或维修/保养状态的设备，
图4：整个设备的简化的爆炸图。
具体实施方式
图1所示为设备整体，设备后续将会安装在例如天花板上。
图2所示为贯穿设备的简化剖视图。当风扇运行时，借助于安装外壳(1)和壳体部件(6，10，12)来引导气流(13)从空气入口(14)穿过加热器(4)和风扇(5)流至空气出口(15)。
特别地，对气流(13)的这种引导设置为能够使得吸入的空气不会沿安装表面直接流动并且不会在安装表面产生污物。
图3所示为组装或维修/保养状态的设备。安装外壳(1)用于将设备安装在例如天花板上。另外，电气连接的螺纹连接紧固件容纳在安装外壳内并且两根保持绳(2)附接于安装外壳(1)。在组装或维修/保养设备期间，两根保持绳(2)能够使得操作方便且安全。
图3可见壳体部件A(6)，该壳体部件具有铝片板(8)和接触保护件A(3)的凸出部件，接触保护件A(3)同时用作加热器和风扇的载体。还可见按钮的展示，按钮安装在设备的控制电路板(7)上。壳体的上部，即壳体部件A(6)和安装外壳(1)通过阳性配合锁止连接和/或阴性配合锁止连接彼此连接，该锁止连接可以通过安装件打开或关闭。
图4所示的风扇(5)和加热器(4)对空气提供加热和输送。壳体(1，6，10，11，12)用于保护电子元件免受接触、污染、潮湿和昆虫的侵害，并且还用于安装风扇和加热器。
铝片板(8)用于安装电子元件(7，9)和LED(16)并且还用于冷却电子元件(7，9)和LED(16)。
漫射器(11)是壳体的一部分并且位于离铝片板(8)约20mm处。其用于密封壳体并且为灯提供均匀的散射。
接触保护件A(3)和接触保护件B(12)用于防止加热器(4)和风扇(5)接触。这两种部件还能引导气流(13)。
设备内的LED(16)和控制器电子元件(7)的电力供应由电源(9)来保证。电子控制器(7)是基于微控制器，该微控制器控制加热功能、通风、显示和LED。
为了设置各种操作模式，可以使用人机界面，在本实施方式中，该人机界面由显示器和三个按钮(7)实现。在本实施方式中，通过一次或多次激活灯开关来选择操作模式。
在该实施方式中，显示器由四个所谓的七段式显示器来实现，在运行期间，该四个所谓的七段式显示器能够例如在交替循环内，显示当前温度或加热功能的剩余时间或其他信息。
为了开关加热器，优选使用半导体存储器。通风设备(5)借助于无刷直流电机实现与控制系统的配合。
图中：
图1：设备的整体视图，
图2：贯穿设备的剖视图，
图3：组装状态的设备，
图4：爆炸图。
附图标记说明
1.安装外壳
2.保持绳
3.接触保护件A
4.加热器
5.风扇
6.壳体部件A
7.具有显示器和按钮的控制器
8.铝片板
9.安装的电源
10.壳体部件B
11.漫射器
12.接触保护件B
13.气流
14.空气入口
15.空气出口
16.LED

Claims (34)

1.一种与通用电源电路连接的设备，其中，所述设备用作顶灯或壁灯，其特征在于，所述设备包括在共同的壳体（1，6，10，11）内的至少一个灯元件（16）、至少一个电加热器（4）、至少一个风扇（5）、以及至少一个可编程的电子控制器（7），通过所述至少一个可编程的电子控制器（7），所述灯元件（16）、所述风扇（5）和所述电加热器（4）能够被一起和/或彼此独立地控制和/或调节，
其中，所述设备能够通过反复接通和断开灯的电源电路来被改变，或者所述设备能够通过灯的电源电路的至少两个接通操作的时变序列来被改变，操作模式的选择受灯的电源电路的灯开关的多次致动或灯开关的致动的时间变化影响，其中操作模式至少包括对光强度、具有目标温度的加热功能、风扇功能以及光强度和目标温度的时间或事件控制的变化或关闭的预定义设置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备适用于挂墙式安装。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备适用于入墙式安装，以与墙面齐平。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个温度传感器。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个作为光源的LED。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个光学显示器，该至少一个光学显示器显示出用于展示的信息。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个声信号，该声信号代表信息。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个进气口（14），该至少一个进气口（14）距安装表面的最小距离为1mm，以防止所述安装表面的污染。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够通过至少一个挡光件来被控制和/或调节。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够通过至少一个运动检测器来被控制和/或调节。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够通过至少一个湿度计来被控制和/或调节。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够通过至少一个扩音器来被控制和/或调节。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够通过至少一个计时器来被控制和/或调节。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个额外的电源连接，该电源连接能够实现独立于照明的加热功能。
15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有合适的引导件，以使气流（13）通过所述引导件在空气出口（15）处被引导。
16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，灯光颜色是可改变的。
17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述灯元件（16）能够发射白光，所述白光的色温是可改变的。
18.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个额外的电源连接，该至少一个额外的电源连接仅响应于第二电源电路来开启加热功能。
19.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备根据至少一个内部输入变量通过程序改变其自身的状态，以能够改变至少一个可控制的功能。
20.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备根据至少一个外部输入变量通过程序改变其自身的状态，以能够改变至少一个可控制的功能。
21.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个微控制器。
22.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个计时处理器。
23.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个非易失性存储器。
24.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个固件单元。
25.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备通过内部电池和/或蓄电池使配置操作和/或内部计时功能不依赖于电网。
26.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，光强度的改变至少需要五步。
27.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个接口，所述接口包括无线局域网、蓝牙、无线个域网、红外寻标器、按钮、显示器。
28.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备能够由用户配置。
29.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少两种不同的操作模式，该至少两种不同的操作模式能够由用户选择。
30.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备执行事件控制程序序列。
31.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个节能功能。
32.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个风扇（5）由无刷直流电机实现。
33.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个电加热器（4）为电阻加热器。
34.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备通过半导体元件开启集成的电加热器（4）。
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