DE102006037996A1 - Sensor unit for measuring temperature of e.g. office room, has temperature measuring sensor arranged in interior of box, and temperature conducting unit provided in direct contact with sensor and protruding from box - Google Patents

Sensor unit for measuring temperature of e.g. office room, has temperature measuring sensor arranged in interior of box, and temperature conducting unit provided in direct contact with sensor and protruding from box Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The sensor unit (100) has a box (150) for a wall fixture in a wall of a room of a building, and a temperature measuring sensor e.g. positive temperature coefficient (PTC) or negative temperature coefficient (NTC) sensor, arranged in the interior of the box. A temperature conducting unit (110) made of steel is in direct contact with the sensor. The conducting unit has a surface area of 50 square millimeters and protrudes from the box. An electronic unit includes a micro controller or a logic unit, and display units (130, 140) e.g. LCDs, display actual or target temperature of the room. An independent claim is also included for a method for controlling heat of a room of a building.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit für eine Heizungssteuerung mit einem verbesserten Ansprechverhalten. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoreinheit für eine Heizungssteuerung mit Kommunikationsmitteln. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit zur Messung der Temperatur zur Steuerung der Temperatur eines Raumes eines Gebäudes, eine Heizungssteuerung für Gebäude mit Räumen und ein Verfahren zur Heizungssteuerung für Räume eines Gebäudes.The The invention relates to a sensor. In particular, the invention relates a sensor unit for a Heating control with improved response. Farther The present invention relates to a sensor unit for a heating control with means of communication. In particular, the invention relates to a Sensor unit for measuring the temperature for controlling the temperature a room of a building, a heating control for building with rooms and a method of heating control for rooms of a building.

Bekannte Anwendungen, Vorrichtungen und Verfahren verwenden manuell einstellbare Thermostate oder eine zentrale Einzelraumregelung für die Heizungssteuerung in Wohn- oder Büroräumen. Bei Letzterem werden einerseits Funksysteme verwendet und andererseits kabelgebundene Systeme verwendet. Die Ventile der individuellen Heizkörper werden über elektrische Aktuatoren betrieben. Eine Steuerung, d.h. ein Öffnen und Schließen, wird von einer zentralen Kontrollstation initiiert. Durch die zentrale Steuerung können Funktionen wie Nachtabsenkung der Temperatur (z.B. für Büroräume), Tagabsenkung der Temperatur (z.B. für Wohnräume berufstätiger Personen), Feiertagsregelungen (Tagabsenkung entfällt), Urlaubsregelungen oder sonstige Programme einfach gesteuert werden. Hierdurch ist eine erhebliche Einsparung der Heizkosten zu erwarten, da eine gute Regelung ohne manuellen Eingriff des Benutzers stattfinden kann.Known Applications, devices, and methods use manually adjustable ones Thermostats or a central individual room control for the heating control in living or office space. In the latter on the one hand radio systems are used and on the other hand wired Systems used. The valves of the individual radiators are connected by electrical Operated actuators. A controller, i. an opening and closing will initiated by a central control station. By the central Control can Functions such as lowering of the night temperature (for example for office space), daytime lowering the temperature (e.g. living rooms professional Persons), holiday regulations (day reduction not applicable), holiday regulations or other programs are easily controlled. This is a Considerable savings in heating costs, as a good regulation can take place without manual intervention of the user.

Für die Regelung der Heizungssteuerung können einer Vielzahl von Eingansdaten verwendet werden. Hierzu kann zum Beispiel eine Wetterprognose über Funk oder über Internet an den Heizkessel gesendet werden, um so ein Aus- oder Anschalten bei zu erwartenden Temperaturänderungen zu verhindern oder zu initiieren. Ein weiteres Einganssignal wird durch die mit einem Sensor gemessenen Raumtemperaturen gebildet. Hierzu werden in der Regel Temperaturmessfühler verwendet, die von der Raumluft des zu messenden Raumes umströmt werden.For the scheme the heating control can a variety of input data can be used. This can be for Example a weather forecast via Radio or over Internet to be sent to the boiler, so an off or Turn on when expected to prevent temperature changes or to initiate. Another input signal is through with a Sensor measured room temperatures formed. This will be done in the Usually temperature sensor used, which are flowed around by the room air of the space to be measured.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Messung einer Raumtemperatur, eine Heizungssteuerung und ein Verfahren zur Heizungskontrolle zur Verfügung zu stellen, die die vorgenannten Systeme verbessern.Of the The present invention is based on the object, a device for measuring a room temperature, a heating control and a method for heating control available to provide, which improve the aforementioned systems.

Diese Aufgabe wird durch die in Ansprüchen 1 und 20 angegebenen Vorrichtungen sowie das in Anspruch 23 angegebene Verfahren gelöst.These The object is achieved by the in claims 1 and 20 specified devices and that specified in claim 23 Procedure solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den beigefügten Zeichnungen sowie der Beschreibung.advantageous embodiments emerge from the subclaims, the attached drawings as well as the description.

Gemäß einem Aspekt wird eine Sensoreinheit zur Messung der Temperatur zur Steuerung der Temperatur eines Raumes eines Gebäudes zur Verfügung gestellt. Die Sensoreinheit ist in einer Unterputzdose für den Wandeinbau integriert. Die Sensoreinheit beinhaltet einen Temperaturmessfühler, der nicht direkt von Luft in dem Raum umströmt werden kann, und ein Temperaturleitelement, das mit dem Temperaturmessfühler in unmittelbarem Kontakt steht. Das Temperaturleitelement hat eine Oberfläche von mindestens 15 mm2 und ragt aus der Unterputzdose oder schließt die Unterputzdose zur Raumseite ab.In one aspect, a temperature sensing unit is provided for controlling the temperature of a room in a building. The sensor unit is integrated in a flush-mounted box for wall mounting. The sensor unit includes a temperature sensor that can not be directly bypassed by air in the room, and a temperature baffle that is in direct contact with the temperature sensor. The Temperaturleitelement has an area of at least 15 mm 2 and projects out of the flush box or closes the wallbox from the room side.

Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, eine Sensoreinheit zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Temperaturmessung durchführt und eine Anordnung derart überflüssig macht, dass der Temperaturmessfühler von der Raumluft umströmt wird.According to this Aspect it is possible a sensor unit available to provide an improved temperature measurement and performs makes an arrangement so superfluous that the temperature sensor flows around from the room air becomes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Heizungssteuerung für Gebäude mit Räumen zur Verfügung gestellt. Die Heizungssteuerung enthält zumindest eine Kontrollstation, eine Mehrzahl der oben beschriebenen Sensoreinheiten oder eine Mehrzahl von Sensoreinheiten, die zumindest eine Ist-Temperatur und eine Soll-Temperatur an die Kontrollstation übermitteln können, und eine Mehrzahl von Ventilen. Die Heizungssteuerung kann über ein Gateway externe Daten wie zum Beispiel Wetterprognosen erfassen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können Daten von Temperaturen innerhalb eines Raumes gespeichert werden und für einen zukünftigen Steuervorgang eines Ventils berücksichtigt werden.According to one another embodiment will be a heating control for building with rooms to disposal posed. The heating control contains at least one control station, a plurality of the above-described sensor units or a plurality of sensor units having at least an actual temperature and a Target temperature can transmit to the control station, and a plurality of valves. The heating control can be via a gateway capture external data such as weather forecasts. According to one another embodiment can Data from temperatures within a room can be stored and for a future one Control process of a valve considered become.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Heizungssteuerung für Räume eines Gebäudes zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet detektieren einer Temperatur eines Raumes, übermitteln der Temperatur des Raumes an eine Kontrollstation, vergleichen einer Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur und erzeugen eines Steuersignals für ein Ventil durch eine Berechnung, wobei für die Berechnung in einem Speicher gespeicherte Werte für einen zeitlichen Temperaturverlauf in dem Raum verwendet werden.According to one Aspect becomes a method for heating control for rooms of a building to disposal posed. The method includes detecting a temperature a room, transmit the Temperature of the room to a control station, compare one Actual temperature with a set temperature and generate a control signal for a valve by a calculation, where for the calculation in a memory stored values for a temporal Temperature history can be used in the room.

Die vorliegende Erfindung erlaubt eine verbesserte Heizungssteuerung durch eine verbesserte Temperaturmessung von Räumen eines Gebäudes und durch Datenaustausch, z.B. zur zentralen Überwachungs- bzw. Kontrollstation von Raumtemperaturen. Diese Überwachung kann durch die Zentralisierung zum Beispiel eventgesteuert sein.The The present invention allows for improved heater control through improved temperature measurement of rooms of a building and through data exchange, e.g. to the central monitoring or control station from room temperatures. This monitoring can be event driven by the centralization, for example.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen:following Become embodiments of the Invention illustrated with reference to the drawings in a schematic manner. Show it:

1 zeigt eine Ausführungsform einer Sensoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 shows an embodiment of a sensor unit according to the present invention;

2 zeigt eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform; 2 shows a side view of in 1 illustrated embodiment;

3 zeigt eine Rückansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform; 3 shows a rear view of the in 1 illustrated embodiment;

4 zeigt eine Schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Sensoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung; und 4 shows a schematic view of an embodiment of a sensor unit according to the present invention; and

5 zeigt eine schematische Ansicht einer eine Kontrollstation beinhaltende Heizungssteuerung. 5 shows a schematic view of a heating station including a control station.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist den 1, 2 und 3 dargestellt. Dabei zeigt 2 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Aufsicht. 3 ist eine Rückansicht. Die Sensoreinheit 100 ist in ein Gehäuse integriert. Das Gehäuse ist in Form einer Dose 150 zur Verfügung gestellt, die zum Wandeinbau geeignet ist. Das bedeutet ein wesentlicher Teil der Dose befindet sich in einem hierfür in der Wand zur Verfügung gestellten Loch. Die Dose muss somit nicht weit in den Raum ragen indem sie auf der Wand eines Raumes eines Gebäudes montiert ist. Das Beispielhaft kann es sich hierbei um eine Unterputzdose handeln, wie sie in Wohnräumen auch für Steckdosen und Schalter verwendet wird. Die Sensoreinheit 100 beinhaltet Messanordnungen, Anzeigevorrichtungen und Bedienelemente.An embodiment of the invention is the 1 . 2 and 3 shown. It shows 2 a side view of in 1 represented supervision. 3 is a rear view. The sensor unit 100 is integrated in a housing. The housing is in the form of a box 150 provided, which is suitable for wall installation. This means that a substantial part of the can is located in a hole provided for this purpose in the wall. Thus, the box does not have to protrude far into the room by being mounted on the wall of a room of a building. The example of this can be a flush-mounted box, as it is used in living rooms for sockets and switches. The sensor unit 100 includes measuring arrangements, display devices and controls.

Die Messvorrichtung beinhaltet einen Temperaturmessfühler 210. Dieser kann in Form eines NTC- oder PTC-Elementes vorliegen. Typischerweise kann ein Sensor auch in Form eines Widerstandsthermometers oder eines Thermoelementes vorliegen. Es kann beispielsweise ein PT 100 verwendet werden. Der Temperaturmessfühler 210 misst die Temperatur des Temperaturleitelementes 112. Der Temperaturmessfühler 210 wandelt die Temperatur in ein elektrisches Signal um, das an die Elektronikeinheit 260 übertragen wird.The measuring device includes a temperature sensor 210 , This may be in the form of an NTC or PTC element. Typically, a sensor may also be in the form of a resistance thermometer or a thermocouple. It can, for example, a PT 100 be used. The temperature sensor 210 measures the temperature of the temperature control element 112 , The temperature sensor 210 converts the temperature into an electrical signal to the electronics unit 260 is transmitted.

Der Temperaturmessfühler selbst, hat eine kleine Oberfläche. Das Temperaturleitelement 112, das in 2 als Halbkugel dargestellt ist, hat eine zumindest um das fünffache größere Oberfläche. Die Oberfläche beträgt zum Beispiel mindestens 1,5 cm2, bevorzugt mindestens 4,5 cm2. Gemäß anderen Ausführungsformen sind auch Temperaturleitelemente anderer Geometrie möglich, wie zum Beispiel ein Würfel, ein Quader, ein Ellipsoid oder ein Teil eines Ellipsoids.The temperature sensor itself has a small surface area. The temperature control element 112 , this in 2 is shown as a hemisphere, has an at least five times larger surface. The surface is, for example at least 1.5 cm 2, preferably at least 4.5 cm 2. According to other embodiments, temperature control elements of other geometry are possible, such as a cube, a cuboid, an ellipsoid or a part of an ellipsoid.

Das Temperaturleitelement ist aus einem wärmeleitendem Material hergestellt. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Wärmeleitfähigkeit zumindest 40 W/m K. Beispielsweise kann das Temperaturleidelement aus rostfreiem Stahl hergestellt sein. Das Temperaturleitelement 110 kann gemäß einer anderen Ausführungsform aus Kupfer oder Aluminium bestehen.The temperature guide is made of a thermally conductive material. According to one embodiment, the thermal conductivity is at least 40 W / m K. For example, the temperature-sensitive element may be made of stainless steel. The temperature control element 110 may be made of copper or aluminum according to another embodiment.

Das Temperaturleitelement überträgt die Temperatur des Raumes, die durch Luftströmung oder Strahlungswärme auf das Temperaturleitelement übertragen wird, von dessen Vorderseite, das heißt seiner raumseitigen Oberfläche, zu seiner Rückseite, das heißt zum Temperaturmessfühler. In Abhängigkeit der spezifischen Wärmekapazität (die im Folgenden für 20°C angegeben wird) ändert sich die Temperatur des Temperaturleitelementes mit einer kürzeren oder längeren Verzögerungszeit. Die Verzögerungszeit kann dazu verwendet werden, das Ansprechverhalten in der Heizungssteuerung zu verändern. Gemäß einer Ausführungsform besteht das Temperaturleitelement aus einem Material mit einer spezifischen Wärmekapazität von maximal 0.9 kJ/(kg K).The Temperature control element transmits the temperature of space caused by air flow or radiant heat transferred to the temperature control is from the front, that is its room-side surface, too his back, this means to the temperature sensor. Dependent on the specific heat capacity (in the Following for 20 ° C indicated will) change the temperature of the temperature control with a shorter or longer Delay Time. The delay time Can be used to control the response in the heating control to change. According to one embodiment the temperature-directing element consists of a material with a specific Heat capacity of maximum 0.9 kJ / (kg K).

Das Temperaturleitelement ist derart in der Dose angeordnet, dass es die Raumtemperatur gut an den in der Sensoreinheit bzw. der Dose für den Wandeinbau angeordneten Temperaturmessfühler leitet. Das Temperaturleitelement kann, wie in 2 dargestellt aus der Dose ragen oder es kann die Dose, z.B. bei Verwendung anderer Temperaturleitelementgeometrien, nach Außen zum Raum hin abschließen. Der Temperaturmessfühler 210 misst die Temperatur des Temperaturleitelementes, die die Temperatur des Raumes widerspiegelt.The temperature-conducting element is arranged in the can in such a way that it conducts the room temperature well to the temperature sensor arranged in the sensor unit or the box for wall installation. The temperature control element can, as in 2 protrude out of the box or it can complete the can, eg when using other Temperaturleitelementgeometrien, outward to the room towards. The temperature sensor 210 Measures the temperature of the temperature control element, which reflects the temperature of the room.

Das elektrische Signal des Temperaturmessfühlers 210 wird an einen Mikrokontroller, eine Logikeinheit oder ähnliches in der Elektronikeinheit 260 übertragen. Der Mikrokontroller oder die Logikeinheit erfasst ferner Signale von den Bedienelementen 122 und 124 und steuert die Anzeigeelemente 130 und 140.The electrical signal of the temperature sensor 210 is sent to a microcontroller, a logic unit or the like in the electronics unit 260 transfer. The microcontroller or the logic unit further detects signals from the controls 122 and 124 and controls the display elements 130 and 140 ,

Zur Anzeige der aktuellen Temperatur, der Soll-Temperatur oder des Betriebszustandes kann das Display 130 und die LED, zum Beispiel eine Duo-LED, verwendet werden.The display can be used to display the current temperature, the setpoint temperature or the operating status 130 and the LED, for example a duo LED, can be used.

In einem Betriebsmodus zeigt das Display 130 die aktuelle Temperatur an. Hierfür kann zum Beispiel eine 7-Segmentanzeige verwendet werden. Gemäß anderen Ausführungsformen können auch andere Flüssigkristallanzeigen oder andere Displays verwendet werden. Die Anzeige kann in einem anderen Betriebsmodus umgestellt werden, um die Soll-Temperatur in dem Raum, indem sich die Sensoreinheit 100 befindet, neu zu definieren. In einem weiteren Betriebsmodus kann Display 130 den Wert der Abweichung der Raumtemperatur von der Solltemperatur anzeigen.In an operating mode the display shows 130 the current temperature. For example, a 7-segment display can be used for this purpose. According to other embodiments, other liquid crystal displays or other displays may be used. The display may be changed over in another operating mode to set the target temperature in the room by the sensor unit 100 is to redefine. In another operating mode, display 130 indicate the value of the deviation of the room temperature from the set temperature.

Bei Verwendung einer Duo-LED oder alternativ mehreren LEDs, kann die LED 140 zur Anzeige des Vorzeichens der Temperaturabweichung verwendet werden. Die Duo-LED zeigt an, ob die aktuelle Raumtemperatur oberhalb oder unterhalb der Soll-Temperatur liegt. Störungen innerhalb der Sensoreinheit oder der Heizungssteuerungen können durch blinken oder andere Anzeigeformen ebenfalls mit der LED 140 dargestellt werden. Durch das zusätzliche Anzeigeelement, das in den 1 und 2 als LED dargestellt ist, kann dem Bediener der aktuelle Betriebszustand signalisiert werden. Vor allem bei Störungen der gesamten Heizungsanlage oder Teilen der Heizungsanlage stellt dies eine Form der Anzeige von Störungen innerhalb des Raumes dar. Insbesondere bei einer Kommunikationsmöglichkeit mit einer zentralen Kontrollstation bietet dies eine Möglichkeit, den Benutzer darauf aufmerksam zu machen, die Heizungsanlage oder Komponenten der Heizungsanlage zu kontrollieren. Eine mögliche Störung besteht auch in einer fehlerhaften Kommunikation zwischen der Sensoreinheit und einer zentralen Kontrollstation.When using a duo LED or alternatively several LEDs, the LED can 140 used to indicate the sign of the temperature deviation. The duo LED indicates whether the current room temperature is above or below the setpoint temperature. Faults within the sensor unit or the heater controls may be indicated by flashing or other forms of display also with the LED 140 being represented. By the additional display element, which in the 1 and 2 is shown as an LED, the operator can be signaled the current operating state. Especially in case of disturbances of the entire heating system or parts of the heating system, this represents a form of display of disturbances within the room. Especially with a communication option with a central control station, this provides a way to make the user aware of the heating system or components of the heating system to control. One possible failure is also a faulty communication between the sensor unit and a central control station.

Die Bedienelemente 122 und 124 sind in den 1 und 2 als Taster dargestellt. Die Taster dienen auf der einen Seite dazu, zwischen den verschiedenen Modi der Anzeige 130 umzuschalten. Darüber hinaus ist es möglich, die Taster zur Veränderung der Soll-Temperatur zu verwenden. Die Taster 122 und 124 sind über dünne Stäbe z.B. über einen herkömmlichen Kugelschreiber zu bedienen. Dadurch ist eine unbeabsichtigte Verstellung der Soll-Temperatur verhindert. Die Taster, die durch einen spitzen Gegenstand verstellt werden können, bilden somit im Vergleich zu herkömmlichen Drehschaltern eine einfache und kostengünstige Art der Kindersicherung. Hierdurch ist es möglich, die Heizkosten weiter zu senken.The controls 122 and 124 are in the 1 and 2 shown as a button. On the one hand, the buttons are used to switch between the different modes of the display 130 switch. In addition, it is possible to use the buttons to change the setpoint temperature. The buttons 122 and 124 are to be operated over thin rods eg over a conventional ballpoint pen. As a result, an unintentional adjustment of the desired temperature is prevented. The buttons, which can be adjusted by a sharp object, thus forming a simple and inexpensive way of parental control compared to conventional rotary switches. This makes it possible to further reduce the heating costs.

Eine Rückansicht der Sensoreinheit 100 ist in 3 dargestellt. In der Dose 150, die in Form eines einer Unterputzdose dargestellt ist, sind Halteklemmen 370 zur Verfügung gestellt. Mit diesen Halteklammem kann die Dose in der Wand befestigt werden. Die Elektronikeinheit 260 ist über eine Kommunikationsschnittstelle 380 mit einer Kontrollstation der Heizungssteuerung verbunden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Schnittstelle durch ein COM-Interface zur Verfügung gestellt. Die Kommunikation kann seriellbidirektionale durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Kommunikation über eine 1-Draht-Schnittstelle stattfinden, wodurch insgesamt ein handelsübliches Installationskabel mit lediglich drei Verbindungsdrähten (Versorgungsspannung, Masse, und Signalleitung) verwendet werden kann. Drei Anschlüsse 381 sind in 3 dargestellt. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) können auch elektronische Elemente zur Funkübertragung in der Dose integriert sein oder mit der Dose verbunden sein. Eine Funkübertragung kann zusätzlich oder alternativ eine Kommunikation mit dem Kontrollstation oder Thermostaten übernehmen.A rear view of the sensor unit 100 is in 3 shown. In the can 150 , which is shown in the form of a flush-mounted box, are holding clamps 370 made available. With these Halteklammem the box can be mounted in the wall. The electronics unit 260 is via a communication interface 380 connected to a control station of the heating control. According to one embodiment, the interface is provided by a COM interface. Communication can be serial bi-directional. For example, the communication can take place over a 1-wire interface, whereby a total of a commercial installation cable with only three connecting wires (supply voltage, ground, and signal line) can be used. Three connections 381 are in 3 shown. According to another embodiment (not shown) also electronic elements for radio transmission can be integrated in the box or connected to the box. A radio transmission may additionally or alternatively take over communication with the control station or thermostat.

Die Kommunikation ermöglicht die Speicherung von Soll- und/oder Ist-Temperaturen in einem Speichermedium zur Verwendung der Daten in einer Kontrollstation.The Communication is possible the storage of set and / or actual temperatures in a storage medium to use the data in a control station.

Eine Ausführungsform einer Sensoreinheit ist in 4 schematisch dargestellt. Die Sensoreinheit 200 enthält einen Mikrocontroller 462 bzw. eine Logikeinheit, der Daten vom den damit verbundenen Komponenten erhält oder diese mit Daten versorgt. Das Bedienteil 420, das bevorzugt mit einer Kindersicherung ausgestattet ist, gibt Eingaben eines Bedieners an den Mikrocontroller 462 weiter. Anzeigeeinheit 430, die zusätzlich zu den in 4 angedeuteten 7-Segmentsanzeigen weitere Anzeigeelement wie LEDs enthalten kann, zeigt die vom dem Mikrokontroller zur Verfügung gestellten Signale an. Die Temperatur eines Raumes eines Gebäudes wird durch die Kombination von Temperaturmessfühler 463 und Temperaturleitelement 461 gemessen und als Signal an den Mikrokontroller gegeben. Das Temperaturleitelement ragt in den zu messenden Raum des Gebäudes oder schließt das Gehäuse der Sensoreinheit zumindest gegenüber dem Raum ab. Durch die Oberfläche, die Geometrie und das Material des Temperaturleitelements kann es die vom Raum durch Raumluft und Strahlungswärme übertragene Temperatur an den Temperaturmessfühler weitergeben. Der Temperaturmessfühler 463 wandelt die Temperatur des Temperaturleitelements in ein elektrisches Signal um, das an den Mikrokontroller 462 übermittelt wird. Der Temperaturmessfühler kann, gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen, mit dem Temperaturleitelement verschraubt, verklebt, verlötet oder in eine rückseitige Bohrung im Temperaturleitelement eingeführt sein.An embodiment of a sensor unit is in 4 shown schematically. The sensor unit 200 contains a microcontroller 462 or a logic unit that receives data from the associated components or supplies them with data. The control panel 420 , which is preferably equipped with a child safety device, gives inputs from an operator to the microcontroller 462 further. display unit 430 , in addition to the in 4 indicated 7-segment displays may contain other display element such as LEDs, indicates the signals provided by the microcontroller available. The temperature of a room of a building is determined by the combination of temperature sensors 463 and temperature control element 461 measured and given as a signal to the microcontroller. The temperature guide protrudes into the space to be measured of the building or closes the housing of the sensor unit at least from the room. Through the surface, the geometry and the material of the temperature-guiding element, it can pass on the temperature transmitted by the room through room air and radiant heat to the temperature sensor. The temperature sensor 463 converts the temperature of the Temperaturleitelements into an electrical signal to the microcontroller 462 is transmitted. The temperature sensor can be screwed, glued, soldered or inserted into a back-hole in the temperature control element, according to different embodiments, with the temperature.

Eine Ausführungsform für die Anordnung einer Heizungssteuerung ist in 5 dargestellt. Die Heizungssteuerung beinhaltet die Kontrollstation 520, die Sensoreinheiten 510 und die Ventile 530.An embodiment for the arrangement of a heating control is in 5 shown. The heating control includes the control station 520 , the sensor units 510 and the valves 530 ,

Die Kontrollstation 540 hat eine Schnittstelle für eine Kommunikation 540. Dies kann zum Beispiel eine Ethernetschnittstelle sein. Ferner existieren mehrere Sensorschnittstellen, mehrere Ventilschnittstellen, Regler und Speicher, wie zum Beispiel ein permanent Massenspeicher (Multimedia Card). Weiter können eine Uhr (z.B. eine Echtzeituhr) und optional ein Bedienteil mit Anzeige- und Eingabeelementen vorhanden sein.The control station 540 has an interface for communication 540 , This can be, for example, an Ethernet interface. Furthermore, there are several sensor interfaces, several valve interfaces, controllers and memory, such as a permanent mass storage (Multimedia Card). Furthermore, a clock (eg a real-time clock) and optionally a control panel with display and input elements can be present.

Für eine Steuerung einer Heizung für ein Gebäude existieren zum Beispiel zumindest 4 Sensoreinheit, zumindest 4 Ventile und zumindest eine Kontrollstation. Hierbei kann wie unten im Detail beschrieben, eine Sensoreinheit auch gleichzeitig Kontrollstation sein.For controlling a heater for a building, for example, there are at least 4 sensor units, at least 4 valves, and at least one control station. This can be as below in detail be wrote a sensor unit also simultaneously control station.

Im Falle einer Heizungssteuerung mit mehreren Kontrollstationen wird über die Ethernet Schnittstelle eine Kommunikation mit dem Gateway hergestellt. Das Gateway kann selbst eine Kontrollstation sein. Im Falle einer Heizungssteuerung mit nur einer Kontrollstation oder im Falle das die in 5 gezeigte Kontrollstation selbst als Gateway für andere Kontrollstationen dient, stellte die Kontrollstation über die Verbindung 540 eine Verbindung mit dem Internet her. Hierdurch können die aktuellen Wetterdaten, bzw. die Daten für die Wetterprognose der nächsten Tage empfangen werden. Als Protokoll kann TCP/IP verwendet werden Alternativ kann auch eine Funkverbindung hergestellt werden, wenn zum Beispiel Wetterdaten analog zu Funkuhren über Langwellensender übertragen werden.In the case of heating control with several control stations, communication with the gateway is established via the Ethernet interface. The gateway itself may be a control station. In the case of a heating control with only one control station or in the case of 5 shown control station itself serves as a gateway for other control stations, put the control station on the connection 540 connect to the internet. As a result, the current weather data, or the data for the weather forecast of the next few days can be received. TCP / IP can be used as the protocol. Alternatively, a radio connection can be established if, for example, weather data is transmitted analogue to radio clocks via long-wave transmitters.

Die Kontrollstation 520 pollt die Sensoreinheiten 510, um deren Status abzufragen. Statuswerte können aus Soll-Temperatur, Ist-Temperatur, Status, etc. bestehen. Weiterhin ist es möglich Soll-Temperaturen der angewählten Sensoren zu setzten. Es kann die Konfiguration der Sensoren gesetzt werden oder diese können zu Gruppen zusammengefasst werden. Ferner können über die Kontrollstation auch Ventile gruppiert werden. Eine Gruppierung von Sensoreinheiten oder Ventilen kann insbesondere in größeren Räumen Verwendung finden, in denen mehrere Sensoreinheiten oder mehrere Ventile vorhanden sind.The control station 520 polls the sensor units 510 to query their status. Status values can consist of setpoint temperature, actual temperature, status, etc. Furthermore, it is possible to set target temperatures of the selected sensors. The configuration of the sensors can be set or they can be grouped together. Furthermore, valves can also be grouped via the control station. A grouping of sensor units or valves can be used in particular in larger rooms, in which a plurality of sensor units or a plurality of valves are present.

Eine Verbindung der Kontrollstation 520 mit einem Sensor kann zum Beispiel, wie im Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben, über ein COM-Interface stattfinden. Die Kontrollstation kann über die Kommunikationsleitung auch Sensorabgleichwerte setzen oder eine neue Softwareversion in den Sensor laden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Elektronik und die Hardware der Komponenten bei Fehlanschlüssen oder Kommunikationsfehler zerstörungssicher ausgeführt sind. Störungen etwa wie Protokollfehler werden in Speicher eingetragen und können zu einem späteren Zeitpunkt zur Fehlerrückverfolgung eingesetzt werden.A connection of the control station 520 with a sensor, for example, as with respect to the 1 to 3 described via a COM interface. The control station can also set sensor adjustment values via the communication line or load a new software version into the sensor. In this case, it is particularly advantageous if the electronics and the hardware of the components are designed to be non-destructive in the event of faulty connections or communication errors. Disturbances such as protocol errors are entered in memory and can be used later for error tracing.

Im Rahmen einer zunehmenden Miniaturisierung von integrierten Schaltungen, ist es gemäß einer Ausführungsform möglich, dass die Elektronikeinheit der Sensoreinheit die Funktionen der Kontrollstation beinhaltet. In diesem Fall kann die Sensoreinheit eine Kommunikationsschnittstelle, die direkt mit einem Ventil kommunizieren kann, haben. Gemäß einer Ausführungsform kann auch ein Speicher zur Protokollierung von Wetterdaten direkt in der Sensoreinheit vorhanden sein.in the Frame of increasing miniaturization of integrated circuits, is it according to one embodiment possible, that the electronic unit of the sensor unit performs the functions of Control station includes. In this case, the sensor unit a communication interface that communicate directly with a valve can have. According to one embodiment can also use a memory for logging weather data directly be present in the sensor unit.

Eine Kommunikation mit einer zentralen Einheit, die in diesem Fall auch eine Sensoreinheit sein kann, kann dann dazu verwendet werden, um eine Eventsteuerung (Tag-, Nacht-, Urlaubsschaltung, etc) an einer zentralen Einheit zu ermöglichen.A Communication with a central unit, which in this case too can be a sensor unit, can then be used to an event control (day, night, holiday circuit, etc) at one central unit.

Gemäß einer Ausführungsform können die Sensoreinheiten (mit Kontrollfunktion) aus Kontrollsicht gleichberechtigt sein, und einer Sensoreinheit kommt die Stellung als Gateway zu, um eine Kommunikationsfunktion für die Anlage zu übernehmen.According to one embodiment can the sensor units (with control function) have equal rights from a control viewpoint be, and a sensor unit comes to the position as a gateway, to a communication function for to take over the plant.

Die Ventile können analog zu den Sensoreinheiten mit der Kontrollstation über Kabelverbindung (z.B. Com-Interface) oder Funk kommunizieren und werden so geöffnet, geschlossen, bzw. gedrosselt.The Valves can analogous to the sensor units with the control station via cable connection (e.g. Com-Interface) or radio communicate and are opened, closed, or throttled.

Eine Speichereinheit 521 in der Kontrollstation, z.B. eine Speicherkarte (Media-Card) dient als Massenspeicher. Es werden sämtliche Schaltvorgänge, die Soll- und Ist-Temperaturen der einzelnen Sensoren, Störungen etc. mitprotokolliert. Somit steht nach einer gewissen Aufzeichnungszeit ein weiterer Parameter für eine Temperaturprognose in den einzelnen Räumen zur Verfügung. Weiterhin kann der Massenspeicher als Zwischenspeicher der Daten für ein Sensorupdate verwendet werden.A storage unit 521 in the control station, eg a memory card (media card) serves as mass memory. All switching operations, the setpoint and actual temperatures of the individual sensors, faults, etc. are logged. Thus, after a certain recording time, another parameter for a temperature forecast in the individual rooms is available. Furthermore, the mass storage can be used as a buffer of the data for a sensor update.

Die Uhr kann für den Zeitstempel der Protokollierung in dem Speicher verwendet werden. Im Falle einer Echtzeituhr kann diese vom Gateway entsprechend synchronisiert werden.The Clock can for the timestamp of logging can be used in the memory. In the case of a real-time clock, this can be synchronized by the gateway accordingly become.

Über die Verbindung 540 kann ferner mit einem Computer, z.B. in Form eines PC, kommuniziert werden, um Parameter der Heizungssteuerung, Einträge für Events, oder ähnliches zu setzen. Falls die Kontrollstation eine Bedienerschnittstelle hat, kann diese ebenfalls zur Parametrisierung der Heizungssteuerung verwendet werden.About the connection 540 may also be communicated with a computer, eg in the form of a PC, to set parameters of the heating control, events entries, or the like. If the control station has an operator interface, it can also be used to parameterize the heating control.

Ein Regler in der Kontrollstation vergleicht für einen Sensor oder eine Sensorgruppe und ein zugeordnetes Ventil, zugeordnete Ventile oder eine Ventilgruppe die jeweilige Soll-Temperatur mit der Ist-Temperatur. Unter Berücksichtigung von Schaltschwellen (parametrierbar), Wetterprognose, und Historie (Daten aus dem Speicher) wird der jeweilige Heizkreis ein- oder ausgeschaltet bzw. mehr oder weniger gedrosselt.One Controller in the control station compares for a sensor or a sensor group and an associated valve, associated valves or a valve group the respective target temperature with the actual temperature. Taking into account switching thresholds (configurable), weather forecast, and history (data from the memory) the respective heating circuit is switched on or off or more or less throttled.

Die Wetterdaten können gemäß einer Ausführungsform aus der aktuellen Temperatur, der zu erwartenden Temperatur der nächsten 3 Tage und dem zu erwartenden Bedeckungsgrad der nächsten 3 Tage bestehen. Eine Prognosewert kann aus den zu prognostizierten Temperaturdaten (z.B. 4 Tageszeitwerte, Morgens, Mittags, Abends, Nacht) nach bekannten mathematischen Verfahren durch Ableitung und Gewichtung ermittelt werden.The Weather data can according to a embodiment from the current temperature, the expected temperature of the next 3 days and the expected coverage of the next 3 Days exist. A forecast value can be predicted from the forecast Temperature data (e.g., 4 time of day, morning, noon, evening, Night) according to known mathematical methods by derivation and Weighting can be determined.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Daten, die im Speicher über die Vergangenheit gespeichert worden sind in die Berechnung einbezogen. Die Daten werden verwendet, ein „Temperaturgedächtnis" eines Raumes zu berücksichtigen. In Abhängigkeit von Größe und Lage (Nord, Süd, Ost, West) des Raumes und in Abhängigkeit von Fenstern oder ähnlichem kann eine Änderung der Zimmertemperatur in einem Raum mit einer anderen Verzögerung oder einer anderen Amplitude stattfinden als dies in einem anderen Raum des Gebäudes geschieht. Zum Beispiel kann die Wetterprognose für starken Sonnenschein in einem Südzimmer dazu führen, dass die Heizung bereits früher ausgeschaltet werden kann als in einem Kelleraum oder einem nach Norden ausgerichteten Zimmer. Die Berücksichtigung der Daten aus der Temperaturhistorie der Kontrollstation stellt somit eine Lernfähigkeit für die Heizungssteuerung in einzelnen Räumen zur Verfügung. Gespeicherte Werte haben somit zumindest ein ursprüngliches Speicherdatum, das Tage oder Monate vor dem Verwendungsdatum liegt. Wird beispielsweise jede Stunde ein Temperaturstatus eines Sensors aufgezeichnet, d.h. Solltemperatur und Ist-Temperatur] und hat jeder Wert 2 Byte, folglich 4 Byte pro Status, so ergibt sich ca. 35Kbyte je Sensor pro Jahr, was bei einer 256MB Flashcard ca.650 Aufzeichnungsjahre ergibt, wenn alle Sensoren aufgezeichnet werdenAccording to one embodiment The invention stores the data stored in memory over the past have been included in the calculation. The data is used a "temperature memory" of a room too consider. Dependent on of size and location (North, South, East, West) of the room and in dependence of windows or similar can be a change the room temperature in a room with a different delay or take another amplitude than in another room of the building happens. For example, the weather forecast for strong Sunshine in a south room cause that the heater turned off earlier can be considered as in a basement room or a north-facing Room. The consideration the data from the temperature history of the control station thus a learning ability for the heating control in individual rooms to disposal. Stored values thus have at least an original one Storage date that is days or months before the usage date. For example, every hour becomes a temperature status of a sensor recorded, i. Target temperature and actual temperature] and everyone has Value 2 bytes, therefore 4 bytes per status, this results in approx. 35Kbyte per sensor per year, which amounts to approx. 650 recording years for a 256MB Flashcard results when all sensors are recorded

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen besitzen den Vorteil, dass eine Heizungssteuerung mit einer verbesserten Sensoreinheit zur Temperaturausnahme und einer verbesserten Kontrolle der einzelnen Steuervorgänge für individuelle Ventile oder Ventilgruppen in der Heizanlage vorgenommen werden kann.The Devices according to the invention have the advantage of having a heating control with an improved Sensor unit for temperature exception and improved control the individual tax processes for individual Valves or valve groups in the heating system can be made.

Claims (25)

Sensoreinheit zur Messung der Temperatur zur Steuerung der Temperatur eines Raumes eines Gebäudes beinhaltend: eine Dose für den Wandeinbau in einer Wand des Raumes des Gebäudes; einen Temperaturmessfühler, der innerhalb der Dose für den Wandeinbau angeordnet ist; ein Temperaturleitelement, das mit dem Temperaturmessfühler in unmittelbarem Kontakt steht, wobei das Temperaturleitelement eine Oberfläche von mindestens 50 mm2 hat und wobei das Temperaturleitelement aus der Dose für den Wandeinbau ragt oder die Dose für den Wandeinbau zur Raumseite abschließt; eine Elektronikeinheit; und eine Kommunikationsschnittstelle.Sensor unit for measuring the temperature for controlling the temperature of a room of a building comprising: a box for wall installation in a wall of the room of the building; a temperature sensor disposed within the wall-mounting box; a Temperaturleitelement, which is in direct contact with the temperature sensor, wherein the Temperaturleitelement has a surface of at least 50 mm 2 and wherein the Temperaturleitelement protrudes from the box for wall installation or closes the box for wall installation to the room side; an electronic unit; and a communication interface. Sensoreinheit gemäß Anspruch 1, wobei das Temperaturleitelement in Form einer Halbkugel zur Verfügung gestellt wird.Sensor unit according to claim 1, wherein the temperature guide provided in the form of a hemisphere becomes. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Temperaturleitelement aus einem Material mit einer Wärmleitfähigkeit von mindestens 40 W/(m K) besteht.Sensor unit according to a of the preceding claims, wherein the temperature-directing element is made of a material having a thermal conductivity of at least 40 W / (m K). Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Temperaturleitelement aus einem Material mit einer spezifischen Wärmekapazität von maximal 0.9 kJ/(Kg K) besteht.Sensor unit according to a of the preceding claims, wherein the temperature control element of a material having a specific Heat capacity of maximum 0.9 kJ / (Kg K). Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Temperaturleitelement aus Stahl besteht.Sensor unit according to a of the preceding claims, wherein the temperature guide is made of steel. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperaturmessfühler ein NTC- oder PTC-Messfühler ist.Sensor unit according to a of the preceding claims, where the temperature sensor an NTC or PTC probe is. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter beinhaltend: ein Anzeigelement zur Anzeige einer Ist-Temperatur und/oder einer Soll-Temperatur in dem Raum.Sensor unit according to a of the preceding claims, further including: a display element for displaying an actual temperature and / or a target temperature in the room. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter beinhaltend: ein Leuchtelement zur Anzeige des Betriebszustandes in dem Raum.Sensor unit according to a of the preceding claims, further including: a lighting element for displaying the operating state in the room. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter beinhaltend: zumindest einen Taster zur Einstellung einer gewünschten Raumtemperatur.Sensor unit according to a of the preceding claims, further including: at least one button for adjustment a desired one Room temperature. Sensoreinheit gemäß Anspruch 10, wobei der zumindest einen Taster zur Einstellung einer gewünschten Raumtemperatur eine Kindersicherung beinhaltet.Sensor unit according to claim 10, wherein the at least a button to set a desired room temperature Child safety includes. Sensoreinheit gemäß Anspruch 11, wobei die Kindersicherung aus einem durch einen spitzen Gegenstand zu bedienende Drucktaster gebildet ist.Sensor unit according to claim 11, wherein the child safety device from a push-button to be operated by a pointed object is formed. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinheit einen Mikrokontroller oder eine Logikeinheit beinhaltet.Sensor unit according to one of the preceding claims, wherein the electronics unit a microcontroller or a logic unit includes. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Heizungssteuerungskontrollstation ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, wherein the communication interface is a communication interface for communication with a heating control control station. Sensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Ventil ist.Sensor unit according to one of claims 1 to 12, wherein the communication interface is a communication interface for communication with a valve. Sensoreinheit gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine Verbindung zu einer Speichereinheit zur Verfügung stellt oder wobei eine Speichereinheit in der Sensoreinheit zur Verfügung gestellt ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, wherein the communication interface connects to a memory unit for Or wherein a memory unit is provided in the sensor unit. Sensoreinheit gemäß Anspruch 1, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine 1-Draht-Verbindung zur Datenkommunikation aufweist.Sensor unit according to claim 1, wherein the communication interface a 1-wire connection for data communication. Sensoreinheit gemäß Anspruch 1, wobei die Kommunikationsschnittstelle, der Mikrokontroller, der zumindest eine Taster, das Leuchtelement, das Anzeigeelement, der Temperaturmessfühler und das Temperaturleitelement in der Dose integriert sind.Sensor unit according to claim 1, wherein the communication interface, the microcontroller, the at least one button, the lighting element, the display element, the temperature sensor and the temperature control integrated in the tin. Sensoreinheit gemäß Anspruch 1, wobei der Temperaturmessfühler und das Temperaturleitelement in der Dose integriert sind.Sensor unit according to claim 1, wherein the temperature sensor and the temperature control are integrated in the can. Sensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei das Gehäuse eine Unterputzdose ist.Sensor unit according to one of claims 17 or 18, the case a flush box is. Heizungssteuerung für Gebäude mit Räumen beinhaltend: zumindest zwei Sensoreinheiten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19; zumindest eine Kontrollstation; und zumindest zwei Ventile.Heating control for buildings with rooms including: at least two sensor units according to a the claims 1 to 19; at least one control station; and at least two valves. Heizungssteuerung gemäß Anspruch 20, weiter beinhaltend: eine Speichereinheit zur Speicherung der Mess- und Steuersignale, wobei die Speichereinheit bevorzugt in der Kontrollstation angeordnet ist.A heater controller according to claim 20, further including: a Storage unit for storing the measurement and control signals, wherein the storage unit is preferably arranged in the control station is. Heizungssteuerung gemäß Anspruch 21, wobei die Speichereinheit in Form einer Speicherkarte zur Verfügung gestellt ist.A heater controller according to claim 21, wherein the memory unit is provided in the form of a memory card. Verfahren zur Heizungssteuerung für Räume eines Gebäudes, beinhaltend: detektieren einer Temperatur eines Raumes; übermitteln der Temperatur des Raumes an eine Kontrollstation; vergleichen einer Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur; erzeugen eines Steuersignals für ein Ventil durch Berechnung, wobei für die Berechnung in einem Speicher gespeicherte Werte für einen zeitlichen Temperaturverlauf in dem Raum verwendet werden.Method for heating control for rooms of a building including: detecting a temperature of a room; to transfer the temperature of the room to a control station; to compare an actual temperature with a target temperature; generate one Control signal for a valve by calculation, wherein for the calculation in a memory stored values for a temporal temperature profile can be used in the room. Verfahren zur Heizungssteuerung gemäß Anspruch 23, wobei der zeitliche Temperaturverlauf einen Erfahrungswert der Vergangenheit ist.Method for heating control according to claim 23, wherein the temporal temperature history an empirical value of Is past. Verfahren zur Heizungssteuerung gemäß einem der Ansprüche 23 bis 24, wobei für die Berechnung Werte einer Wetterprognose verwendet werden.Method for heating control according to a the claims 23 to 24, where for The calculation values of a weather forecast are used.
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