Die Erfindung bezieht sich auf die Raum-Aufheizeinheit
und das Aufheizelement aus der Anmeldung DE 100 16 098,
sowie auf ein Verfahren zur Aufheizung eines Raumes in
einer Aufheizphase und auf ein Steuergerät.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene
Ausführungsformen von Raum-Aufheizeinheiten bekannt. Es
sind dabei generell im Zuge verschiedener
Energiesparbemühungen heutzutage die Heizanlagen von
Gebäuden auf geringem Energieverbrauch bei einer
gleichmäßigen Nutzung der Gebäude optimiert. So gibt es
in der Regel keine überdimensionierten Heizanlagen mehr
und die Verluste beim Transport der Wärmeenergie vom
Heizraum zum Wohnraum werden in der Regel durch möglichst
geringe Wärmedifferenzen minimiert. Es sind diese
bekannten Anordnungen insbesondere dann sinnvoll, wenn
eine regelmäßige oder vorhersehbare Nutzung der Räume
vorliegt. Nachteilig sind die bekannten Anordnungen
insbesondere in den Fällen, wenn z. B. in Hotels oder dgl.
Räume unvorhergesehen genutzt werden sollen, weil die
Aufheizzeit eines solchen Raumes unverhältnismäßig lang
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher
bekannten Raum-Aufheizeinheiten unter Beibehaltung der
bisherigen Vorteile in der Weise zu verbessern, daß die
Raum-Aufheizzeit in den Fällen, wenn Räume kurzfristig
unvorhergesehen genutzt werden sollen, wesentlich
verkürzt wird. Die gewünschte Raum-Aufheizeinheit soll
dabei einfach und wirtschaftlich herstellbar sein, sowie
gut in den Funktionseigenschaften und einfach in der
Handhabung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß neben der Raum-
Aufheizeinheit und dem Aufheizelement aus der Anmeldung
DE 100 16 098 durch ein Verfahren zur Aufheizung eines
Raumes in einer Aufheizphase gelöst, bei dem neben einer
Heizeinrichtung einer Raum-Aufheizeinheit zusätzliche
Aufheizelemente zur zusätzlichen Aufheizung eines Raumes
eingesetzt werden, die zu Beginn der Aufheizphasen
aktiviert und nach Beendigung der Aufheizphasen
deaktiviert werden.
Des weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein
Steuergerät für mindestens ein Aufheizelement nach
Anmeldung DE 100 16 098 oder einer der Ansprüche 9 bis 14
gelöst, das die Mittel zur Aktivierung/Deaktivierung
umfaßt.
Wie die Raum-Aufheizeinheit und das Aufheizelement aus
der Anmeldung DE 100 16 098 so erlauben auch das
erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße
Steuergerät eine wesentliche Reduzierung der Aufheizzeit
einzelner Räume, indem sie ermöglichen, daß die reguläre
Erwärmung eines Raumes durch die Heizeinrichtung einer
Raum-Aufheizeinheit während einer Aufheizphase durch
zusätzliche Aufheizelemente unterstützt wird.
Die zusätzlichen Aufheizelemente können mit der
vorhandenen Raum-Aufheizeinheit fest verbunden werden
oder ihr lediglich räumlich in geeigneter Weise
zugeordnet werden. Sind die zusätzlichen Aufheizelemente
als Luftventilator ausgebildet, so können sie
beispielsweise in eine Konvektor-Heizeinrichtung der
Raum-Aufheizeinheit integriert oder an der
Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit befestigt werden.
Ebenso können sie auch in der Nähe der Heizeinrichtung
befestigt oder hingestellt werden. Solche
Lüftungsventilatoren verstärken die Konvention der
Heizeinrichtung durch eine zwangsweise Luftbewegung. Wenn
sie als selbständiger Teil der Raum-Aufheizeinheit
ausgebildet sind, besitzen sie insbesondere eine eigene
kleine Steuerung, die dafür sorgt, daß der Ventilator nur
während der Aufheizphase arbeitet und sich danach wieder
abschaltet. Als Mittel zur Aktivierung eines als
Aufheizeinheit eingesetzten Luftventilators kann dieser
etwa eine Turbotaste aufweisen. Nach einer Aktivierung
schaltet sich der Lüftungsventilator automatisch wieder
ab, sobald eine vorgegebene Raumtemperatur erreicht wurde
oder sobald eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, s
daß in jedem Fall eine zeitliche Begrenzung des
Aufheizvorgangs gewährleistet ist.
Als Aufheizeinheit kann auch ein elektrischer Heizlüfter
eingesetzt werden, der eine mit einer Turbotaste
versehene Zusatzsteuerung aufweist. Wird diese Taste
gedrückt, so wird bewirkt, daß der Heizlüfter nur einen
einzigen Aufheizvorgang durchführt und sich danach
dauerhaft bis zum nächsten Drücken der Turbotaste wieder
abschaltet. Der Aufheizvorgang kann dabei zeitlich
entweder durch eine vorbestimmte Zeitdauer, eine
eingebbare Zeitdauer, eine vorbestimmte Temperatur oder
eine einstellbare Temperatur begrenzt sein. Für eine
kombinierte Nutzbarkeit als zusätzliches Aufheizelement
und als herkömmlicher elektrischer Heizlüfter kann die
Turbotaste auch eine Raststellung besitzen, wobei dann
durch Einrasten der Taste auf einen normalen Heizlüfter-
Betrieb geschaltet werden kann. Alternativ kann die
Aufheizeinheit auch lediglich als Zusatzsteuerung zu
einem herkömmlichen elektrischen Heizlüfter ausgebildet
sein. Eine solche Zusatzsteuerung kann etwa in einem
Zwischenstecker integriert sein, der auf Betätigung einer
an ihm befindlichen Turbotaste den Heizlüfter
einschaltet, bis dessen Thermostat oder ein Thermostat im
Zwischenstecker den Heizlüfter wieder abschaltet.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung sind die zusätzlichen Aufheizelemente als
zusätzliche Steuerung in einem Küchenherd ausgebildet.
Der Küchenherd umfaßt hierzu insbesondere eine neue
manuelle Bedienmöglichkeit, bei deren Betätigung die
Küche auf eine komfortable Temperatur aufgeheizt wird.
Dabei wird die Heizfunktion des Herdes selber für eine
zusätzliche Wärmezufuhr zu der Küche während einer
Aufheizphase genutzt. Hierzu kann vorgesehen werden, daß
die Herdklappe geöffnet werden muß oder daß sie nicht
geöffnet werden braucht. Ein Küchenherd ist als
Wärmequelle für die Aufheizphase gut geeignet, weil er in
der Lage ist, eine Wärmeleistung zu liefern, die weit
über der Wärmeleistung normaler Heizkörper liegt. Nach
Erreichen einer komfortablen Temperatur schaltet sich die
Heizfunktion des Herdes automatisch wieder aus.
Das erfindungsgemäße Steuergerät kann zusätzliche
Aufheizelemente, wie einen Lüftungsventilator oder eine
Zusatzheizung, ansteuern. Ebenso kann sie aber auch
selber ein zusätzliches Aufheizelement bilden, indem sie
die Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit in der
Aufheizphase ansteuert. Das Steuergerät kann insbesondere
auch ein Steuergerät sein, das alle Steuerfunktionen
sowohl für zusätzliche Aufheizelemente als auch für die
Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit übernimmt. Zur
Steuerung der Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit
kann das Steuergerät die Ventile der Heizeinrichtung oder
-einrichtungen eines Raumes steuern, beispielsweise mit
Hilfe eines elektrischen Stellantriebs, aber ebenso auf
jede andere bekannte Steuerungsmöglichkeit herkömmlicher
Heizeinrichtungen. Sowohl die Heizeinrichtungen als auch
zusätzliche Aufheizelemente können entweder drahtgebunden
oder über Funk mit dem Steuergerät verbunden sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausformung der Erfindung
wird das erfindungsgemäße Steuergerät zusätzlich mit
Funktionen herkömmlicher Raumthermostate ausgestattet,
vor allem mit der Möglichkeit, zeitliche Phasen für
unterschiedliche Raumtemperaturen einzustellen,
beispielsweise einen Tag/Nachtbetrieb. Hat ein derart
ausgebildetes Steuergerät dann steuernden Zugriff zu der
Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit, so ist es
möglich, die Ruhetemperatur des Raums zu beeinflussen,
von der aus die Aufheizphase beginnt. Dadurch kann die
Aufheizphase noch weiter verkürzt und/oder noch mehr
Energie eingespart werden, da so die Temperatur in einem
Raum zu Zeiten, in denen ein Nutzungsbeginn höchst
unwahrscheinlich ist, noch tiefer abgesenkt werden kann.
Ist beispielsweise der späteste vorgesehene Zeitpunkt für
den Beginn der Nutzung eines Partyraums 22 Uhr, so wird
die Ruhetemperatur in dem Raum bis 22 Uhr bei 15°C
gehalten, so daß der Raum im Falle einer kurzfristig
stattfindenden Party mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens sehr schnell nutzbar wird. Erfolgt bis 22 Uhr
jedoch keine Raumnutzung, so läßt das Steuergerät die
Temperatur bis zu einem Wert absinken, der nötig ist, um
ein Einfrieren der Rohre zu verhindern.
Ein weiterer Vorteil eines Steuergeräts, das sowohl mit
den erfindungsgemäßen Funktionen als auch mit den
Funktionen eines herkömmlichen Raumthermostats
ausgestattet ist, besteht darin, daß der Hersteller so
lediglich ein einheitliches Modell fertigen muß.
Gleichzeitig kann ein Nutzer eines solchen kombinierten
Steuergeräts den Einsatz der aktuellen Raumnutzung
anpassen. Sobald ein Raum regelmäßig genutzt wird, kann
der Nutzer zum Beispiel die herkömmliche Regelung wählen,
während für das Aufheizen eines Raums mit
unvorhersehbaren Nutzungszeiten die erfindungsgemäßen
Funktionen genutzt werden.
Für ein Umschalten zwischen der herkömmlichen Betriebsart
und der erfindungsgemäßen Betriebsart kann eine manuelle
Umschaltmöglichkeit, etwa durch einen Schalter,
vorgesehen werden. Eine solche Umschaltmöglichkeit ist
aber nicht unbedingt erforderlich, da bei herkömmlichem
Betrieb normalerweise keine Betätigungen an den
Raumthermostaten erfolgen. Deshalb kann eine manuelle
Betätigung am Raumthermostat, deren Ergebnis eine erhöhte
Soll-Raumtemperatur ist, als Kriterium dafür gewertet
werden, daß eine erfindungsgemäße, beschleunigte
Aufheizphase eingeleitet werden soll.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
sind die zusätzlichen Aufheizelemente als
Elektroheizungen ausgestaltet. Sind in einem Gebäude
mehrerer solcher zusätzlichen Aufheizelemente vorgesehen,
so kann es vorteilhaft sein, das Stromnetz des Gebäudes
oder einzelner Stromkreise in einem Gebäude vor einer
Überlastung zu schützen. Aus diesem Grund wird
vorgeschlagen, die gesamte Leistungsaufnahme der
Elektroheizungen in einem Gebäude oder in einem
Stromkreis daraufhin zu überwachen, daß ein Maximum nicht
überschritten wird.
Um das Überschreiten einer maximalen zugelassenen
Leistung zu verhindern, kann die Leistungsaufnahme aller
oder einzelner Elektroheizungen gedrosselt werden.
Alternativ können einzelne Elektroheizungen zu bestimmten
Zeitpunkten ausgeschaltet bleiben. Die Drosselung bzw.
das Abschalten von Elektroheizungen kann auch in
Abhängigkeit von der bereits erreichten Raumtemperatur in
verschiedenen Räumen erfolgen, indem Elektroheizungen in
kalten Räumen eine höhere Leistungsaufnahme zugebilligt
wird als denen in Räumen, die bereits eine annähernd
komfortable Raumtemperatur erreicht haben.
Die notwendige Steuerung für eine solche
Leistungsregelung kann entweder durch ein übergeordnetes
Steuergerät erfolgen, oder durch Steuergeräte, die in die
einzelnen Elektroheizungen eingebaut sind. In letzterem
Fall werden dann sämtliche Elektroheizungen einer Gruppe
über Draht oder Funk miteinander verbunden, um eine
autarke Abstimmung der Elektroheizungen untereinander zu
ermöglichen. Die Abstimmung erfolgt so, daß in der Summe
eine manuell bei der Installation vorgegebene
Maximalleistung nicht überschritten wird. Die maximale
Gesamtleistung kann beispielsweise an jeder
Elektroheizung manuell einstellbar sein. Die einzelnen
Elektroheizungen stimmen sich dann entsprechend dieser
Maximalleistung so miteinander ab, daß die Gesamtleistung
die Maximalleistung nicht überschreitet.
Solche Steuergeräte für Elektroheizungen können durch die
Verdrahtung oder durch eine Wahl von Funkkanälen oder
durch Funkkodierungen so ausgestaltet werden, daß die
Elektroheizungen beliebig zu Gruppen zusammengestellt
werden können. Jede Gruppe ist dabei vorzugsweise
entsprechend der Aufteilung der Leistungsfähigkeit des
Stromnetzes in einem Gebäude zusammengestellt.
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden erfindungsgemäß eingesetzte zusätzliche
Aufheizelemente in gedrosselter Form auch nach Erreichen
einer eingestellten gewünschten Temperatur aktiv
gehalten, insbesondere so lange, bis die eigentliche
Raumheizung in der Lage ist, die gewünschte Temperatur zu
halten. Dies kann sinnvoll sein in Fällen, in denen die
zusätzlichen Aufheizelemente eine derartig schnelle
Raumaufheizung erzielen, daß die eigentliche Raumheizung
in dieser kurzen Zeit noch nicht warm genug geworden ist,
um die erzielte Temperatur aufrecht zu erhalten.
Es können verschiedene Möglichkeiten vorgesehen werden,
ein Aufheizung gemäß Erfindung in Gang zu setzen.
Beispielswiese kann vorgesehen sein, daß ein Nutzer
jeweils sowohl die herkömmliche Heizeinrichtung der Raum-
Aufheizeinheit als auch die zusätzlichen Aufheizelemente
von Hand aktivieren muß. Ebenso kann eine kombinierte
Aktivierung von Hand ermöglicht werden, etwa durch ein
Raumthermostat, über das bei Betreten eines Raumes sowohl
die herkömmliche Heizeinrichtung der Raum-Aufheizeinheit
als auch die zusätzlichen Aufheizelemente aktiviert
werden können. Des weiteren ist aber auch eine völlig
automatische Aktivierung sowohl der Heizeinrichtung der
Raum-Aufheizeinheit als auch der zusätzlichen
Aufheizelemente denkbar. So kann ein Bewegungsmelder in
Verbindung mit einem Temperaturfühler entscheiden, wann
die zusätzlichen Aufheizelemente und/oder die
herkömmliche Heizeinrichtung aktiviert werden sollen. Bei
einer erfaßten Bewegung in einem kalten Raum können etwa
beide Einheiten automatisch aktiviert werden.
Es existiert eine Vielzahl von Möglichkeiten, die
vorliegende Erfindung auszugestalten und weiterzubilden.
Hierzu wird beispielsweise einerseits verwiesen auf die
Unteransprüche, andererseits auf die folgende Darstellung
eines weiteren Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der
Zeichnung in Anmeldung DE 100 16 098. In der Zeichnung
zeigt die einzige Figur eine schematische, stark
vereinfachte und allgemeine Darstellung einer
erfindungsgemäßen Raum-Aufheizeinheit.
In dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung umfaßt die Raum-Aufheizeinheit 10
wie bereits in den Ausführungsbeispielen der Anmeldung DE
100 16 098 wenigstens eine mit einer Regeleinrichtung 12,
beispielsweise einem Thermostatventil, zusammenwirkende
Heizeinrichtung 11 zur Aufheizung von mit 15 bezeichneten
Räumen, wobei die Regeleinrichtung 12 Bedienelemente 13
aufweist. Die Raum-Aufheizeinheit 10 umfaßt außerdem als
zusätzliche Aufheizelemente 14 zur ergänzenden Aufheizung
während der Aufheizphasen einen Wasser/Luft-Wärmetauscher
und damit verbunden ein Steuergerät. Das Steuergerät
umfaßt seinerseits Mittel 16 zur Aktivierung/
Deaktivierung der zusätzlichen Aufheizelemente 14 sowie
einen Temperaturfühler 17.
Der Wärmetauscher ist in den Kreislauf der normalen,
wasserdurchströmten Heizeinrichtung 11 geschaltet. Als
Teil der zusätzlichen Aufheizelemente 14 ist dem
Wärmetauscher außerdem mindestens ein Luftventilator
zugeordnet, der die mittels des Wärmetauschers erwärmte
Luft unmittelbar in einen zu beheizenden Raum 15 blasen
kann. Während der Aufheizphase wird der Luftventilator
eingeschaltet, so daß die normale Heizeinrichtung durch
eine Luftheizung unterstützt wird. Ein solcher
ventilatorunterstützter Wärmetauscher als zusätzliche
Aufheizelemente 14 ist ideal für Fußbodenheizungen
geeignet, da gerade Fußbodenheizungen eine erhebliche
Trägheit und damit lange Aufheizzeiten aufweisen.
Gleichzeitig besteht aber meist kein Zugang zu den
Heizschlangen im Fußboden, so daß nicht unmittelbar ein
Ventilator darauf gerichtet werden kann. Der
erfindungsgemäße Wärmetauscher könnte aber ebenso in
Kombination mit anderen Arten von herkömmlichen Heizungen
eingesetzt werden.
Die Aktivierung und Deaktivierung der zusätzlichen
Aufheizelemente 14 erfolgt über die Mittel 16 zur
Aktivierung/Deaktivierung des Steuergeräts durch Ein-
bzw. Ausschalten des Luftventilators.
In dem Ausführungsbeispiel umfaßt das Steuergerät hierzu
zunächst eine Bedieneinheit mit Drehknöpfen und/oder
Tastern. Mit dieser Bedieneinheit kann entweder die
gewünschte Raumtemperatur wie bei herkömmlichen
Raumthermostaten manuell eingestellt werden. Alternativ
kann aber auch die Zeitdauer oder das geplante zeitliche
Ende der Raumnutzung manuell eingestellt werden.
Der Beginn der Raumnutzung und damit der Start der
Aufheizphase kann dem Steuergerät dann über die
Bedieneinheit auf unterschiedliche Weisen mitgeteilt
werden.
Zum einen kann die Aufheizphase mit dem Einstellen einer
komfortablen Raumtemperatur aktiviert werden. Des
weiteren kann die Aufheizphase mit der Eingabe einer
Zeitdauer oder einem zeitlichen Ende der Raumnutzung
aktiviert werden. Da aber eine komfortable Temperatur
bereits eingestellt sein kann, ist außerdem ein Ein-
/Ausschalter vorgesehen. Wird dieser Schalter ein erstes
mal geschaltet, so beginnt die Aufheizphase, für die
neben der normalen Heizeinrichtung 11 auch der
Luftventilator aktiviert wird. Wird der Schalter bei
Verlassen des Raumes wieder umgeschaltet, so wird die
normale Heizeinrichtung 11 wieder ausgeschaltet bzw. auf
eine niedrigere Temperatur eingestellt. Sollte der
Luftventilator beim Umschalten noch aktiviert sein, so
wird auch dieser ausgeschaltet. Der Ein-/Ausschalter ist
dabei wie ein Lichtschalter am Eingang des Raumes
angeordnet. Die Aufheizphase wird also im Kalten bei
Raumnutzung genau so eingeschaltet, wie im Dunkeln das
Licht eingeschaltet wird. Schließlich ist das Steuergerät
für eine weitere Einschaltmöglichkeit noch über Funk mit
einem Wecker eines Nutzers verbunden, der die normale
Heizeinrichtung 11 und die zusätzlichen Aufheizelemente
14 über das Steuergerät aktivieren kann. Stellt sich ein
Nutzer beispielsweise abends seinen Wecker, so wird am
nächsten Morgen die Aufheizphase mit dem Läuten des
Weckers oder kurz vorher automatisch gestartet.
Alternativ kann auch die Steuereinrichtung selber einen
Wecker umfassen, dessen Alarmzeitpunkt mit der
Aktivierung der zusätzlichen Aufheizelemente 14 gekoppelt
ist.
Sobald eine Aktivierung durch eine der aufgeführten
Möglichkeiten erfolgt, wird der mit dem Wärmetauscher
gekoppelte Luftventilator 14 in Betrieb gesetzt und die
Aufheizphase beginnt.
Das Ende der Aufheizphase und damit den Zeitpunkt für die
Deaktivierung des Luftventilators kann das Steuergerät
mit der erfolgten Benutzereingabe einer gewünschte
Endtemperatur oder einer gewünschten Zeitdauer der
Aufheizphase bestimmen.
Für den Fall, daß eine gewünschte Temperatur vorgegeben
wurde, wird der Temperaturfühler 17 zur Überwachung der
aktuellen Raumtemperatur eingesetzt, so daß der
Luftventilator bei Erreichen der Temperatur automatisch
deaktiviert werden kann.
Durch die erfindungsgemäß erheblich verkürzten
Aufheizzeiten für die Raumluft entsteht das Problem, daß
die Lufttemperatur sehr schnell erfaßt werden muß, damit
die Aufheizelemente korrekt angesteuert werden können.
Normale Raumthermostaten sind für diesen Zweck aber
häufig zu träge. Deshalb wird der Temperaturfühler 17 so
plaziert, daß er in den aus dem Raum angesaugten
Luftstrom des Luftventilators liegt. So wird er während
der gesamten Aufheizphase von Raumluft durchströmt und
mißt die schnell ansteigende Raumtemperatur mit
wesentlich geringerer Verzögerung als herkömmliche
Raumthermostaten. Ist eine entsprechende Anbringung des
Temperaturfühlers 17 nicht möglich, so wird ein separater
Luftventilator eingesetzt, der den Temperaturfühler 17
belüftet.
In dem Ausführungsbeispiel wird der Luftventilator
aufgrund der Meßergebnisse des Temperaturfühlers 17 erst
kurz nach Erreichen der gewünschten Temperatur durch das
Steuergerät deaktiviert. Auf diese Weise wird eine
zunächst etwas erhöhte Raumtemperatur erreicht, die die
anfangs noch kalte Strahlung von Wänden und Decken im
subjektiven Befinden des Raumnutzers kompensiert.
Zusätzlich erfolgt in dem Ausführungsbeispiel nach
Erreichen der erhöhten Temperatur zunächst noch keine
vollständige Deaktivierung des Luftventilators sondern
lediglich eine Drosselung, und zwar solange, bis die
Fußbodenheizung 11 in der Lage ist, die gewünschte
Temperatur alleine zu halten. Erst dann wird der
Luftventilator vollständig ausgeschaltet.
Die beschriebene Ausführungsform stellt nur eine von
verschiedenen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung
dar. Ebenso ist eine Vielzahl von anderen Kombinationen
einzelner Elemente und Funktionen bzw. Abwandlungen der
beschriebenen Elemente und Funktionen einsetzbar.