DE10107564A1 - Elektronischer Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung für Heizkörper in Wohnräumen o. dgl., bestehend aus einer programmierbaren Verarbeitungselektronik (25), einem Steuermodul (23) zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur nach einem von einer Uhr (26) gesteuerten Zeitprogramm und einem eingebauten Temperaturfühler (27), der die Raumtemperatur mißt und den Meßwert an den Steurmodul (23) übermittelt, der ein Stellglied (10) für den Heizkörper (11) betätigt. DOLLAR A Um den Bedienungskomfort weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen, zur Zeitsteuerung eine durch Funk gesteuerte Uhr (26) zu verwenden.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung findet Anwendung bei der Regelung der Raumtemperatur bei zentralen Heizanlagen, bei denen mehrere Räume einer Wohnung, eines Gebäudes od. dgl. mit Heizenergie versorgt werden, wobei sich in jedem Raum wenigstens ein Heizkörper befindet. Sie ist sowohl bei Warmwasser- als auch bei Elektroheizungen anwendbar.

Es ist bekannt, zur Energieeinsparung die Heizleistung während der Nachtstunden durch entsprechende Steuerung z. B. des Heizkessels für alle Verbraucher zu reduzieren. Der frühestmögliche Zeitpunkt für diese sogenannte Nachtabsenkung richtet sich dabei nach dem Raum, der tagsüber am längsten beheizt werden muß; die Rücksetzung auf den Tagesbetrieb orientiert sich an dem Raum, in dem am frühesten wieder Heizenergie benötigt wird. Bei Räumen, die nicht so früh oder nicht so lange beheizt werden müssen, wird auf diese Weise Heizenergie verschwendet.

An den Heizkörpern werden heutzutage überwiegend Thermostatventile verwendet, die auf einen bestimmten Temperaturbereich einstellbar sind. Die Regelgenauigkeit dieser Thermostatventile ist nicht sehr hoch, obwohl eine solche Regelgenauigkeit von großer Bedeutung wäre. Eine Temperaturerhöhung beispielsweise um 1 Grad ergibt nämlich einen Mehrverbrauch an Energie von ca. 6%. Mit einem solchen Thermostatventil ist eine genaue Einstellung nicht ohne weiteres möglich. Auch ist es nicht möglich, unterschiedliche Temperaturen sowohl unter der Woche als auch am Wochenende einzustellen.

Zur Vermeidung unnötiger Beheizung von Räumen sind Geräte entwickelt worden, mit denen die Raumtemperatur der an die zentrale Heizanlage angeschlossenen Räume einzeln gemäß einem Zeitprogramm, das sich täglich und/oder wöchentlich periodisch wiederholt, eingeregelt werden kann.

So ist ein elektronischer Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung für sowohl Elektro- als auch Warmwasserheizungen bekannt, bestehend aus einem Steuermodul zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur nach einem Zeitprogramm und einem eingebauten Temperaturfühler, der die Temperatur mißt und den Meßwert an das Steuermodul übermittelt, das ein Stellglied (z. B. bei Warmwasserheizungen ein Stellventil am Heizkörper) betätigt. Der Temperaturfühler kann je nach Ausführung im Gerät angeordnet - oder zur Messung der Temperatur im Fußboden - als externer Fernfühler am Gerät angeschlossen sein. Die eingebaute Digitaluhr erlaubt es, täglich zweimal von Warm- auf Absenktemperatur umzuschalten, d. h. es können bis zu zwei verschiedene Warm- und Absenkphasen festgelegt werden. Weiterhin können die Arbeitstage (z. B. Montag bis Freitag) und die Ruhetage (Samstag und Sonntag) verändert und eingestellt werden. Der Regler ist bereits ab Werk für bestimmte Zeiten und Temperaturen programmiert, er kann jedoch den ganz individuellen Ansprüchen des Wohnungsbesitzers angepaßt werden. Zu diesem Zweck ist das Gerät an der Bedienungsseite mit Tasten zum Programmaufruf und zur Veränderung der Einstellgrößen (+/-), mit Schiebeschaltern zum Ein- und Ausschalten der Heizung und zum Wechsel des Zeitprogramms in Dauerbetrieb und umgekehrt, einem Stellrad zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur sowie einer LED-Anzeige versehen. Auf einem Display können neben der jeweiligen Uhrzeit die Warm- und Absenkzeiten, die Tagesgruppen (Arbeits- oder Ruhetage) sowie die Wochentage abgelesen werden.

Bei diesem bekannten Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung ist bei der Inbetriebnahme die Uhrzeit und der aktuelle Wochentag manuell einzustellen, damit ein funktionsbereiter Zustand gegeben ist.

Im Falle eines Netzausfalles oder einer Unterbrechung der Fühlerleitung wird bei diesem bekannten Gerät die Heizung abgeschaltet. Die Uhrzeit im Display wird dann zwar noch ca. zwei Tage angezeigt, nach Ablauf dieser Zeitspanne muß bei Wiederinbetriebnahme jedoch die Uhrzeit und der Tag erneut manuell eingestellt werden.

Weiterhin ist bei dieser bekannten Ausführung nicht ohne größeren Aufwand festzustellen, welches Zeit- und Temperaturprogramm gerade eingestellt ist. Es bedarf hierzu einer besonderen Merktabelle oder es sind Bedienungshandgriffe notwendig, die Programmierkenntnisse erfordern.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, den bekannten Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung noch weiter zu verbessern, so daß der Bedienungskomfort weiter erhöht wird.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß zur Zeitsteuerung eine durch Funk gesteuerte Uhr verwendet wird.

Wie bekannt, wird z. B. von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt ein Funkzeitsignal ausgesandt, das von der Uhr des Raumtemperaturreglers empfangen und verarbeitet wird. Der Regler stellt sich bei der ersten Inbetriebnahme und während des Betriebs durch Funkempfang von selbst auf die aktuelle Uhrzeit und den entsprechenden Wochentag ein. Dadurch vereinfacht sich die Programmierung der Steuerung sehr wesentlich.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die durch Funk gesteuerte Uhr entweder direkt mit einer in der Uhr integrierten Empfangsantenne oder - wenn mit Problemen der Abschirmung zu rechnen ist - mit einer am Ende eines Leitungsstückes angebrachten Empfangsantenne verbunden sein.

Im letzteren Fall sitzt die Empfangsantenne am Ende eines etwa 50 cm langen Leitungsstückes, das im Rahmen der Geräteinstallation unter Putz so in die Wand gelegt wird, daß sein Ende mit der Antenne einen Abstand von mindestens 30 cm von allen Leitungen hat, die Netzspannung führen können. Die Empfangsantenne darf sich nicht in einem Metallrohr befinden.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist es möglich, am Leitungsstück nicht nur die Empfangsantenne, sondern auch gleich den Empfangsmodul der Uhr und/oder auch die Elektronik der Uhr anzuordnen. Diese Lösungen haben den Vorteil, daß einerseits das Leitungsstück für die Antenne beliebig lang ausgebildet werden kann, und daß andererseits der Raumbedarf für den eigentlichen Raumtemperaturregler reduziert werden kann.

In ungünstigen Lagen, z. B. in Kellerräumen o. ä., kann das Funkempfangsignal für eine Synchronisierung - auch bei Verwendung einer längeren Antenne - möglicherweise nicht ausreichen. In diesem Fall ist ein Betrieb des Raumtemperaturreglers ebenfalls möglich, nur muß die Synchronisation, d. h. die reglerinterne Einstellung von Uhrzeit und Wochentag, manuell erfolgen. Dazu wird die Resettaste an einem bestimmten Wochentag, zu einem bestimmten Zeitpunkt ein- oder mehrmals betätigt. Erreicht die Feldstärke des Funkempfangsignals gelegentlich doch ausreichende Werte, erfolgt automatisch eine Nachsynchronisierung.

Um auf einen Blick das eingestellte Temperaturprogramm des jeweiligen Wochentags feststellen zu können, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Display vorgesehen, das längs einer Zeitachse ein Balkendiagramm mit Balken unter­ schiedlicher Länge anzeigt. Die Balken weisen dabei entsprechend den zu den jeweiligen Zeitpunkten des Tages eingestellten Temperaturen unterschiedliche Längen auf. Das Balkendiagramm ist so gestaltet, daß lange Balken Warmtemperatur und kurze Balken Absenktemperatur anzeigen. Auf einen Blick kann somit der jeweilige Zustand festgestellt werden.

Zur besseren Übersichtlichkeit ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Balkendiagramm in zwei übereinanderliegende Abschnitte unterteilt. Der obere Abschnitt stellt dabei den Zeitbereich von 0.00 bis 12.00 Uhr und der untere Abschnitt den Zeitbereich von 12.00 bis 24.00 Uhr dar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Balken, der der aktuellen Uhrzeit zugeordnet ist, blinkend ausgebildet ist, so daß eine zusätzliche Uhrzeitangabe entfallen kann.

Um feststellen zu können, ob ausreichender Funkempfang vom Funksender für die Zeitsteuerung besteht, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung im Display ein entsprechendes Symbol vorgesehen.

Der Raumtemperaturregler nach der Erfindung gestattet die Einstellung von zwei unterschiedlichen Zeitprogrammen. An Werktagen läuft automatisch das Programm Montag bis Freitag, an Wochenenden das Programm Samstag und Sonntag ab. Lediglich zur Kontrolle sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dazu punktförmige Markierungen am linken und rechten Rand des Displays vorgesehen.

An den Raumtemperaturregler nach der Erfindung kann bei Bedarf ein weitere Fühler für die Fußbodentemperatur angeschlossen werden, mit dessen Hilfe eine Überhitzung des Fußbodens verhindert werden kann. Zu diesem Zweck wird ein Grenzwert (z. B. 50° Celsius) einprogrammiert, der die Heizung abschaltet bis die Temperatur des Fußbodens wieder unter dem Grenzwert liegt.

Weiterhin ist es möglich, den erfindungsgemäßen Raumtemperaturregler als Masterregler auszubilden und daran eine beliebige Anzahl von sogenannten Slaves ohne Zeitsteuerung (z. B. über eine einadrige elektrische Leitung) anzuschliessen. Die Slaves, die z. B. an Heizkörpern in anderen zu beheizenden Räumen vorgesehen sind, können einfache Bimetallregler oder auch elektronische Regler ohne Zeitsteuerung sein.

Sie verfügen über einen eigenen Temperatureinstellknopf. Immer dann, wenn der Masterregler auf Absenkbetrieb schaltet, werden die Slaves in ihrem Temperatursollwert um einen bestimmten Betrag, z. B. 7°Celsius, abgesenkt.

Die Erfindung ist, wie eingangs bereits erwähnt, sowohl bei Warmwasserheizanlagen als auch bei Elektroheizanlagen einsetzbar. Das Stellglied kann durch einen motorischen, einen elektromagnetischen oder einen Thermoantrieb betätigt werden.

Weitere Änderungen oder Ergänzungen des Erfindungsgegenstandes sind möglich, ohne daß diese besonders aufgeführt werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und soll nachstehend näher beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizanlage mit dem erfindungsgemäßen Raumtemperaturregler und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Frontplatte des den Raumtemperaturregler aufnehmenden Gehäuses.

Der Raumtemperaturregler gemäß Fig. 1 dient - beim dargestellten Beispiel bei einer Warmwasserheizung - dazu ein Stellglied 10 des Heizkörpers 11 anzusteuern. Der Heizkörper 11 ist in einer zentralen Heizungsanlage mit einem zentralen Heizkessel 12 angeordnet, von dem über eine Pumpe 13 Warmwasser in eine Zuleitung 14 gepumpt wird, von der die Einzelleitung 15 abzweigt, die zum Heizkörper 11 führt. Die am Ausgang des Heizkörpers 11 anschließende Leitung 16 ist mit einer Rückleitung 17 verbunden, die wieder in den Heizkessel 12 einmündet. In der Einzelleitung 15 ist das Stellglied 10 angeordnet, das einen Elektromagneten 18 aufweist, an dem ein Kabelschwanz 19 angebracht ist, der mit einem Stecker 20 in eine Steckbuchse 21 einsteckbar ist. Die Steckbuchse 21 ist an einer Verbindungsleitung 22 angeschlossen, die zu einem Steuermodul 23 führt. Der Steuermodul 23 ist Teil des Raum­ temperaturreglers 24, der zusätzlich eine programmierbare Verarbeitungselektronik 25, einen Zeitgeber oder Uhr 26 und einen Temperaturfühler 27 aufweist. Der Zeitgeber oder Uhr 26 ist als eine durch Funk steuerbare Uhr ausgebildet, wobei die Empfangsantenne 28 für die Steuerung der Uhr außerhalb des Raumtemperaturreglers 24 am Ende eines separaten Leitungsstückes 28a angeordnet ist. Die Empfangsantenne 28 ist z. B. in bekannter Weise als ein Ferritstab mit einer darüber gewickelten Spule mit Kondensator ausgebildet. Der Temperaturfühler 27 kann in dem Raum­ temperaturregler 24 integriert oder an einer besonderen Stelle im zu beheizenden Raum untergebracht sein.

Mit der programmierbaren Verarbeitungselektronik 25 wird der Steuermodul 23 nach einem bestimmten Programm angesteuert, wobei im Steuermodul 23 - abhängig von der Uhr 26 - der durch die Verarbeitungselektronik 25 in bestimmter Weise eingestellte Temperatursollwert mit dem vom Temperaturfühler 27 gemessenen Temperaturistwert verglichen wird. Der Steuermodul 23 steuert dann entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches der Temperaturwerte den Elektromagnet 18 an, wodurch das Stellglied 10 geöffnet oder geschlossen und so die Zufuhr von Warmwasser in den Heizkörper 11 gesteuert wird.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Frontplatte 29 des nicht näher dargestellten Gehäuses, in dem die einzelnen Elemente des Raumtemperaturreglers 24 untergebracht sind. Es sind zu sehen: Ein Display 30, zwei Schiebeschalter 31 und 32, vier Drucktasten 33 bis 36 sowie ein Stellrad 37 und eine Leuchtdiode 38.

Im Display 30 sind oben und unten längs einer Zeitachse 39 bzw. 40 die die Uhrzeiten angebenden Zahlen von 0 bis 11 bzw. von 12 bis 24 angeordnet. Diesen Zeitachsen 39 bzw. 40 bzw. den jeweiligen Uhrzeiten zugeordnet sind Balkendiagramme 41 bzw. 42, wobei die Balken 43, 44 unterschiedliche Länge aufweisen. Die kürzeren Balken 43 symbolisieren die in dem Raumtemperarturregler 24 eingestellte Absenktemperatur, während die längeren Balken 44 die Warmtemperatur versinnbildlichen. Der Balken, der der aktuellen Tageszeit entspricht, blinkt jeweils. In der Mitte des Displays 30 ist ein Symbol 45 angeordnet, das einen ausreichenden Funkempfang der Uhr 26 anzeigt. An der rechten Seite des Displays 30 ist eine Markierung 46 vorgesehen, die aufleuchtet, wenn das Wochenendprogramm aktiviert ist; die Markierung 47 an der linken Seite des Displays 30 leuchtet auf, wenn das Werktagsprogramm aktiviert ist. Damit ist jederzeit eine Kontrolle des aktuellen Zustandes möglich.

Mit dem Schiebeschalter 31 kann die Heizung ein- oder ausgeschaltet werden, während mit dem Schiebeschalter 32 der Wechsel von Zeitprogramm zu Dauerbetrieb und umgekehrt vorgenommen werden kann.

Mit den Drucktasten 33 und 34 (+/-) können die Einstellgrößen verändert werden, mit der Drucktaste 36 kann das Programm aufgerufen werden und die versenkte Drucktaste 35 dient als Resettaste für die Löschung von Uhrzeit und Tag.

Das Stellrad 37 dient zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur und die Leuchtdiode 38 zeigt an, ob die Heizung ein- oder ausgeschaltet ist.

Die Inbetriebnahme bzw. Programmierung des erfindungsgemäßen Raum­ temperaturreglers geht wie folgt vor sich:
Nach der Installation wird das Netz aktiviert. Wenn ausreichender Funkempfang eines Funksenders für die Uhr 26 besteht, erscheint in der Mitte des Displays 30 das Symbol 45 und der der Tageszeit entsprechende Balken der Gruppe 43 bzw. 44 beginnt zu blinken. Das Gerät hat sich dann automatisch auf die aktuelle Uhrzeit und den bestimmten Wochentag eingestellt (synchronisiert).

Werkseitig sind bereits bestimmte Einstellungen vorgenommen, wie z. B.:
Montag bis Freitag:
6.00 . . . 22.00 Uhr Warmtemperatur
22.00 . . . 6.00 Uhr Absenktemperatur
Samstag und Sonntag:
6.00 . . . 22.00 Uhr Warmtemperatur
22.00 . . . 6.00 Uhr Absenktemperatur
Absenktemperatur 15°C

Sollen diese Werte übernommen werden, braucht lediglich am Stellrad 37 die gewünschte Warmtemperatur eingestellt zu werden und der Raumtemperaturregler 24 ist im funktionsbereiten Zustand.

Soll das gerade laufende Zeitprogramm geändert werden, dann kann durch Drücken der Drucktaste 33 bzw. 34 der Balken zum Blinken gebracht werden, der von Warm- auf Absenktemperatur oder umgekehrt umgeschaltet werden soll. Durch Antippen der Drucktaste 36 wird der Balken umgeschaltet. Gleichzeitig wird der nächste Balken zum Blinken gebracht, der durch Antippen der Drucktaste 36 ebenfalls umgeschaltet wird. Dies wird gegebenenfalls weiter fortgesetzt bis das gewünschte Programm eingegeben ist. Nach Abschluß der Änderungen schaltet der Raumtemperaturregler nach einer bestimmten Zeit automatisch in den gewählten Betriebsmodus und der der Tageszeit entsprechende Balken blinkt auf.

Zur Veränderung der Absenktemperatur wird mit dem Stellrad 37 die gewünschte Absenktemperatur eingestellt und anschließend werden die beiden Drucktasten 33 und 34 gleichzeitig gedrückt.

Wie bereits erwähnt, kann mit dem Schiebeschalter 32 vom Zeitprogramm auf Dauerbetrieb umgeschaltet werden. Die Warmtemperatur sowohl für die Warmtemperatur-Phase als auch für den Dauerbetrieb kann mit dem Stellrad 37 eingestellt werden.

Durch das gleichzeitige Drücken der Drucktasten 33, 34 und 35 wird die werkseitige Einstellung des Programmes wieder hergestellt.

Sollte in ungünstigen Fällen ein ausreichender Funkempfang - auch trotz Verlängerung der Funkantenne - nicht gewährleistet sein, so ist ein Betrieb des Raum­ temperaturreglers trotzdem möglich. In diesem Fall müssen zu einem bestimmten Zeitpunkt Einstellungen von Hand vorgenommen werden. Nach kurzer Zeit geht das Gerät von selbst in den normalen Betriebsmodus.

Claims (14)

1. Elektronischer Raumtemperaturregler mit Zeitsteuerung für Heizkörper in Wohnräumen od. dgl., bestehend aus einer programmierbaren Verarbeitungselektronik, einem Steuermodul zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur nach einem von einer Uhr gesteuerten Zeitprogramm und einem eingebauten Temperaturfühler, der die Raumtemperatur mißt und den Meßwert an den Steuermodul übermittelt, der ein Stellglied für den Heizkörper betätigt, gekennzeichnet durch die Verwendung einer durch Funk gesteuerten Uhr (26).

2. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch Funk gesteuerten Uhr (26) eine Empfangsantenne (28) integriert ist.

3. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Funk gesteuerte Uhr (26) mit einer am Ende eines Leitungsstückes (28a) angebrachten Empfangsantenne (28) verbunden ist.

4. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Leitungsstück (28a) für die Empfangsantenne (28) der Empfangsmodul der Uhr (26) angeordnet ist.

5. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Leitungsstück (28a) für die Empfangsantenne (28) auch die Elektronik der Uhr (26) angeordnet ist.

6. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Display (30) vorgesehen ist, das längs einer Zeitachse (39, 40) ein Balkendiagramm (41, 42) mit Balken (43, 44) unterschiedlicher Länge anzeigt.

7. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend den zu den einzelnen Zeitpunkten des Tages eingestellten Temperaturen durch Balken (43, 44) unterschiedlicher Länge angezeigt werden.

8. Elektronischer Raumtemperaturregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Balken (43) der Absenktemperatur und die langen Balken (44) der Warmtemperatur zugeordnet sind.

9. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Balkendiagramm in zwei übereinanderliegende Abschnitte (41 bzw. 42) unterteilt ist.

10. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Display (30) der der aktuellen Uhrzeit entsprechende Balken (43, 44) blinkend ausgebildet ist.

11. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Display (30) ein Symbol (45) vorgesehen ist, das ausreichenden Funkempfang zur Zeitsteuerung anzeigt.

12. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Display (30) aufscheinende Markierungen (46 bzw. 47) vorgesehen sind, die anzeigen, welches Tagesprogramm gerade aktiviert ist.

13. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Temperaturfühler für die Ermittlung der Fußbodentemperatur vorgesehen ist.

14. Elektronischer Raumtemperaturregler nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumtemperaturregler (24) als Masterregler ausgebildet ist, an dem Slaves ohne Zeitsteuerung angeschlossen sind.