DE102014204735A1

DE102014204735A1 - Steuergerät, Steuersystem, Thermoanlage sowie Verfahren zum Betrieb solch einer Thermoanlage

Info

Publication number: DE102014204735A1
Application number: DE102014204735.8A
Authority: DE
Inventors: Marcel Schneider; Mark Hoenig; Michael Arndt; Monika Scherer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, ein Steuersystem, eine Thermoanlage sowie ein Verfahren zur Steuerung solch einer Thermoanlage, wobei wenigstens ein Bestandteil eines in einem Raum eines Gebäudes vorhandenen Fluids erfasst wird und dem Steuergerät zum erfassten Bestandteil korrespondierendes Sensorsignal bereitgestellt wird und/oder eine Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers erfasst wird und ein zu der Feuchtigkeit korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät bereitgestellt wird, wobei das Sensorsignal erfasst wird und ein Steuersignal zur Steuerung der Thermoanlage auf Grundlage des erfassten Sensorsignals ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 1, ein Steuersystem gemäß Patentanspruch 8, eine Thermoanlage gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Steuerung solch einer Thermoanlage gemäß Patentanspruch 12.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2005 032 042 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Energieeintrags in einen Raum durch eine Strahlungsquelle bekannt, wobei ein Strahlungssensor vorgesehen ist, der in Richtung wenigstens einer Raumaußenseite, welche wenigstens ein Fenster aufweist, ausgerichtet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung, welche mit den Strahlungssensoren verbindbar ist, wobei die Auswerteeinrichtung aus der mit den Strahlungssensoren ermittelten Strahlungsleistung, welche über die Zeit integriert wird, und der Fensterfläche den Energieeintrag berechnet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuergerät, ein verbessertes Steuersystem, sowie ein Verfahren zur Steuerung der Thermoanlage bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mittels eines Steuergeräts gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Steuergerät für eine Thermoanlage dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Steuergerät eine Steuereinrichtung und eine einen Eingang und einen Ausgang umfassende Schnittstelle umfasst. Die Steuereinrichtung ist mit der Schnittstelle verbunden. Der Ausgang ist mit einer Thermoeinrichtung der Thermoanlage verbindbar. Der Eingang ist mit einem Sensor verbindbar und ausgebildet, ein Sensorsignal des Sensors, das wenigstens eine Information über einen Bestandteil eines Fluids in einem Raum eines Gebäudes und/oder einer Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers beinhaltet, zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, in Abhängigkeit des Sensorsignals ein Steuersignal am Ausgang zur Steuerung der Thermoeinrichtung bereitzustellen.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Benutzer ein unbewusstes Nutzerfeedback über Wohlbefinden des Nutzers in dem Raum des Gebäudes bereitstellt, nach der das Steuergerät die Thermoanlage steuern kann. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass sich der Nutzer in dem Raum besser wohlfühlt als bei herkömmlichen Steuerungen von Thermoanlagen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Steuergerät einen Speicher. Der Speicher ist mit der Steuereinrichtung verbunden. In dem Speicher ist ein Klimatisierungsparameter abgelegt. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, auf Grundlage des Sensorsignals und des Klimatisierungsparameters das Steuersignal zu ermitteln. Zusätzlich oder alternativ ist in dem Speicher ein Vorlaufparameter für ein Wasserbereitstellungssystem der Thermoanlage abgelegt. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, auf Grundlage des Steuersignals und des Vorlaufparameters das Steuersignal zu ermitteln. Dadurch kann beispielsweise erfasst werden, wenn ein Nutzer stark schwitzt, dass eine Temperatur des Wassers zum Duschen geringer sein soll, um ein angenehmes Duschgefühl zu erhalten, als wenn der Nutzer kühl ist und er wärmer duschen möchte. Dann steuert das Steuergerät die Thermoanlage derart an, dass die Thermoanlage die Vorlauftemperatur des Warmwassers zum Duschen erhöht, und somit zum einen Energie zum Erwärmen des Wassers eingespart werden kann, da die Wassertemperatur flexibel geändert wird, zum anderen das Wohlbefinden des Nutzers beim Duschen verbessert wird. Auch wird vermieden, dass der Nutzer vor dem Duschen seine Wunschwarmwassertemperatur einstellen muss und somit Warmwasser zum Einstellen der Wunschtemperatur vergeudet wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein mit der Steuereinrichtung verbundener Speicher vorgesehen. In dem Speicher ist ein vordefinierter Schwellenwert abgelegt. Der vordefinierte Schwellenwert entspricht einem vordefinierten Steuersignal. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, das ermittelte Steuersignal mit dem vordefinierten Schwellenwert in einem Vergleich zu vergleichen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs das ermittelte Steuersignal durch den vordefinierten Schwellenwert zu ersetzen und die Thermoanlage in Abhängigkeit des ersetzten und das ersetzte Steuersignal am Ausgang zur Steuerung der Thermoeinrichtung bereitzustellen. Dadurch wird vermieden, dass die Steuereinrichtung bei Vermeidung einer Transpiration des Nutzers eine Temperatur des Fluids im Raum so weit abkühlt, dass diese zu einem Frieren des Nutzers führen würde.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schnittstelle mit einer Datenbank verbindbar. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, über die Schnittstelle ein Datensignal zu senden und/oder zu empfangen. Das Datensignal beinhaltet wenigstens eine Wetterinformation. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, das Steuersignal auf Grundlage des Datensignals und den Sensorsignals zu ermitteln. Dadurch kann das aktuelle Wetter, beispielsweise eine Luftfeuchtigkeit des Wetters, mitberücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, einen Zusatzwärmeeintrag in den Raum zu erfassen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, das Steuersignal auf Grundlage des ermittelten Zusatzwärmeeintrags und des Sensorsignals zu ermitteln. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Raum bei starker Sonneneinstrahlung nicht durch die Thermoanlage überhitzt wird und somit der Nutzer zuerst in eine Transpirationsphase gerät und dann anschließend die Thermoanlage wieder den Raum herunterkühlt, sodass starke Temperaturschwankungen im Raum vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, ein Verbrauchsverhalten und die Sensorsignale über ein vordefiniertes Zeitintervall zu erfassen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die erfassten Sensorsignale in Relation zum erfassten Verbrauchsverhalten zu setzen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, auf Grundlage des ermittelten Verbrauchsverhaltens ein zukünftiges Nutzerverhalten zu ermitteln. Die Steuereinrichtung ermittelt auf Grundlage des ermittelten zukünftigen Nutzerverhaltens und des Sensorsignals das Steuersignal. Dadurch kann ein selbstlernendes Steuergerät bereitgestellt werden, das sich flexibel an das Nutzerverhalten anpasst.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Eingang mit einem weiteren Sensor verbindbar und ausgebildet, ein weiteres Sensorsignal eines weiteren Sensors, das wenigstens eine Information einer Feuchtigkeit einer Haut eines weiteren Nutzers beinhaltet, zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Information des Sensorsignals und die Information des weiteren Sensorsignals zu mitteln und auf Grundlage der gemittelten Information das Steuersignal zu ermitteln. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass auch mehrere Personen in einem Raum, die unterschiedlich das Raumklima bewerten, ausgewertet werden können und für alle Nutzer möglicher Kompromiss automatisch durch das Steuergerät gefunden werden kann.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Steuersystem gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist in dem abhängigen Anspruch angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Steuersystem dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Steuersystem ein Steuergerät, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, und einen Sensor aufweist. Der Sensor ist ausgebildet, wenigstens einen Bestandteil eines in einem Raum eines Gebäude vorhandenen Fluids zu erfassen und dem Steuergerät zum erfassten Bestandteil korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ erfasst der Sensor eine Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers und stellt ein zu der Feuchtigkeit korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät bereit.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn der Sensor ausgebildet ist, wenigstens einen der folgenden Bestandteile des Fluids zu erfassen: Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser, Stickstoff, Methan, Wasserstoff, Distickstoffoxid, Chloroxid, Iodoxid, Bromoxid, Stickoxid, Schwefeldioxid, Ozon, Alkohol, Duftstoff, Kohlenwasserstoff, Brennstoff. Diese Bestandteile wirken sich direkt auf das Wohlbefinden des Nutzers aus, sodass das Steuersystem das Wohlbefinden durch Erfassung wenigstens eines der Bestandteile des Fluids und einer entsprechenden Steuerung, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, verbessern kann.
Die Aufgabe wird aber auch durch eine Thermoanlage gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Thermoanlage dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Thermoanlage ein Steuersystem, wie oben beschrieben, und eine Thermoeinrichtung umfasst. Das Steuersystem ist mit der Thermoeinrichtung verbunden. Die Thermoeinrichtung ist ausgebildet, das Steuersignal des Steuergeräts zu erfassen und auf Grundlage des Steuersignals das im Raum angeordnete Fluid zu erwärmen und /oder abzukühlen und/oder eine Zusammensetzung des Fluids zu verändern. Zusätzlich oder alternativ ist die Thermoeinrichtung mit einem Wasserbereitstellungssystem verbindbar. Die Thermoeinrichtung ist ausgebildet, eine Vorlauftemperatur eines in dem Wasserbereitstellungssystem anordenbaren Wassers auf Grundlage des Steuersystems anzupassen.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Thermoeinrichtung wenigstens einen Wärmepumpenkreislauf mit wenigstens einem Wärmetauscher umfasst, wobei der Wärmetauscher mittels eines Zulaufkanals mit dem Raum verbindbar ist. Der Sensor ist in dem Zulaufkanal angeordnet. Dadurch kann der Sensor besonders zuverlässig das Fluid analysieren.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Steuergeräts einer Thermoanlage dadurch bereitgestellt werden kann, dass wenigstens ein Bestandteil eines in einem Raum eines Gebäudes vorhandenen Fluids erfasst wird und dem Steuergerät zum erfassten Bestandteil korrespondierendes Sensorsignal bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich wird eine Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers erfasst und ein zu der Feuchtigkeit korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät bereitgestellt. Das Sensorsignal wird erfasst und ein Steuersignal zur Steuerung der Thermoanlage auf Grundlage des erfassten Sensorsignals ermittelt.
Ferner ist von Vorteil, wenn ein Datensignal mit einer Information eines aktuellen Wetters und/oder einer Information einer Wettervorhersage aus der Datenbank erfasst wird, wobei die Thermoanlage in Abhängigkeit des Datensignals und des Sensorsignals gesteuert wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verbrauchsverhalten und das Sensorsignal über ein vordefiniertes Zeitintervall erfasst, wobei das erfasste Verbrauchsverhalten in Relation zu den über das Zeitintervall erfassten Sensorsignalen gesetzt wird, wobei auf Grundlage der ermittelten Verbrauchsverhalten ein zukünftiges Nutzerverhalten ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit des erfassten Sensorsignals und des ermittelten Nutzerverhaltens die Thermoanlage gesteuert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Thermoanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines Steuersystems der in 1 gezeigten Thermoanlage;
3 eine schematische Schnittansicht durch eine Thermoeinrichtung der in den 1 und 2 gezeigten Thermoanlage; und
4 eine schematische Darstellung einer Thermoanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Thermoanlage 10. Die Thermoanlage 10 weist eine Thermoeinrichtung 15 und ein Steuersystem 20 mit einem Steuergerät 21 auf. Das Steuergerät 21 ist mittels einer ersten Verbindung 25 mit der Thermoeinrichtung 15 verbunden. Die Thermoeinrichtung 15 dient dazu, wenigstens einen Raum 30 eines Gebäudes 40 zu beheizen und/oder abzukühlen. Das Gebäude 40 weist in 1 beispielhaft nur einen Raum 30, in dem sich Personen 45 aufhalten, auf. Dabei ist in dem Raum 30 ein Fluid 50 angeordnet. Das Fluid 50 ist im Wesentlichen gasförmig.
In der Ausführungsform weist die Thermoeinrichtung 15 einen Wärmepumpenkreislauf 60 auf. Der Wärmepumpenkreislauf 60 umfasst einen erste Wärmetauscher 65, der in einer Klimatisierungseinrichtung 140 (vgl. 3) in dem Raum 30 angeordnet sind. Die ersten Wärmetauscher 65 sind über eine Leitung 70 mit einem zweiten Wärmetauscher 75 des Wärmepumpenkreislaufs 60 verbunden. Der zweite Wärmetauscher 75 ist dabei außerhalb des Raums 30 angeordnet und mit einer Umgebung 80 fluidisch verbunden. Der zweite Wärmetauscher 75 ist in einem Heizbetrieb des Wärmepumpenkreislaufs 60 ausgebildet, Wärmeenergie aus der Umgebung 80 zu entnehmen und über den Wärmepumpenkreislauf 60 zu den ersten Wärmetauschern 65 zu führen. Der erste Wärmetauscher 65 gibt dabei die durch den zweiten Wärmetauscher 75 aufgenommene Wärme an das Fluid 50 im Raum 30 ab und erwärmt dieses.
Der Wärmepumpenkreislauf 60 kann aber auch in einem Kühlbetrieb geführt werden, wobei die ersten Wärmetauscher 65 ausgebildet sind, Wärmeenergie dem Fluid 50 zu entziehen und über die Leitung 70 hin zum zweiten Wärmetauscher 75 zu fördern. Der zweite Wärmetauscher 75 gibt die Wärme an die Umgebung 80 ab.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Steuersystems 20 der in 1 gezeigten Thermoanlage 10.
Das Steuergerät 21 umfasst eine Steuereinrichtung 85, eine Schnittstelle 90 und einen Speicher 95. Die Schnittstelle 90 ist über eine zweite Verbindung 100 mit der Steuereinrichtung 85 verbunden. Der Speicher 95 ist über eine dritte Verbindung 105 mit dem Speicher 95 verbunden.
Die Schnittstelle 90 weist einen Eingang 110 und einen Ausgang 115 auf. Der Eingang 110 ist mit einem Sensor 120 des Steuersystems 20 über eine vierte Verbindung 125 verbunden. Über die erste Verbindung 25 ist der Ausgang 115 mit der Thermoeinrichtung 15 verbunden. Ferner kann die Schnittstelle 90 über eine fünfte Verbindung 130 mit einer Datenbank 135 verbunden sein.
Die Schnittstelle 90 ist in der Ausführungsform als mechanische Anbindung der Verbindungen 125, 130, 25 ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Schnittstelle 90 eine eigene Logik aufweist und beispielsweise als Analog-Digital-Wandler ausgebildet ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Thermoeinrichtung 140, in dem der erste Wärmetauscher 65 angeordnet ist. Die Thermoeinrichtung 140 umfasst den ersten Wärmetauscher 65. Ferner ist ein Zulaufkanal 145 und ein Ablaufkanal 150 vorgesehen. Über den Zulaufkanal 145 wird das Fluid 50 aus dem Raum 30 zum ersten Wärmetauscher 65 geführt und über den Ablaufkanal 150 vom ersten Wärmetauscher 65 wieder zurück in den Raum 30 rückgeführt. Im Zulaufkanal 145 ist der Sensor 120 angeordnet.
Der Sensor 120 ist ausgebildet, einen Bestandteil des Fluids 50 zu erfassen. Insbesondere ist der Sensor 120 ausgebildet, wenigstens einen der folgenden Bestandteile des Fluids 50 zu erfassen: Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser, Krypton, Radon, Helium, Cäsium, Stickstoff, Methan, Wasserstoff, Distickstoffoxid, Hydroxyl-Radikal, Peroxyacetylnitrat, Chloroxid, Iodoxid, Bromoxid, Stickoxid, Schwefeldioxid, Ozon, Alkohol, Duftstoff, Kohlenwasserstoff, Brennstoff.
In der Ausführungsform soll beispielhaft der Sensor 120 als Feuchtigkeitssensor ausgebildet sein. Der Sensor 120 erfasst somit das Vorhandensein von Wasser in dem Fluid 50. Durch die Anwesenheit der Personen 45 im ersten Raum 30 wird je nach Wohlbefinden der Personen 45 ein für Menschen typischer Feuchtigkeitseintrag in das Fluid 50 erbracht. Die Personen 45 können dabei Wasser mittels Atmung und/oder Transpiration in das Fluid 50 einbringen so dass sich über ein Zeitintervall die Menge von Wasser im Fluid verändert. Der Sensor 120 stellt ein korrespondierend zur erfassten Menge von Wasser ein entsprechendes Sensorsignal bereit. Das Sensorsignal wird über die vierte Verbindung 125 durch den Eingang 110 des Steuergeräts 21 erfasst. Die Schnittstelle 90 stellt das erfasste Sensorsignal über die zweite Verbindung 100 der Steuereinrichtung 85 bereit, die dieses erfasst.
Im Speicher 95 sind ein Klimatisierungsparameter und ein vordefinierter Schwellenwert abgelegt. Der Schwellenwert korreliert mit einem Anstieg der Feuchtigkeit des Fluids 50 über ein vordefiniertes Zeitintervall. Dabei kann der Schwellenwert an eine übliche in dem Raum vorhandene Anzahl von Personen 45 angepasst sein.
Der Klimatisierungsparameter kann beispielsweise als Heizkennlinie ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Klimatisierungsparameter als tabellarische Zuordnung, als Kennfeld oder andersartig im Speicher abgelegt ist. Dabei weist der Klimatisierungsparameter eine Zuordnung des Feuchtigkeitsgehalt zu einem Steuersignal zur Steuerung der Thermoeinrichtung 15 auf. Die Steuereinrichtung 85 liest den Klimatisierungsparameter aus dem Speicher 95 aus und ermittelt auf Grundlage des Sensorsignals und des Klimatisierungsparameters das Steuersignal zur Steuerung der Thermoeinrichtung.
In der Ausführungsform erfasst die Steuereinrichtung 85 einen zeitlichen Verlauf des Sensorsignals bzw. der Feuchtigkeit. Steigt die Feuchtigkeit in dem Fluid 50 an und überschreitet im Anstieg den Schwellenwert, so erfasst die Steuereinrichtung 85 einen zum normalen über die Atmung erfolgenden Feuchtigkeitseintrag mittels Transpiration durch die Personen 45. Transpirieren die Personen 45, wird davon ausgegangen, dass ihnen eine Temperatur des Fluids 50 im Raum 30 zu hoch ist. Dadurch kann ein Nutzerfeedback erfasst werden, ohne dass die Personen bewusst dies der Steuereinrichtung 85 mitteilten. Die Steuereinrichtung 85 steuert mittels des Steuersignals dann eine Heizleistung des ersten Wärmetauschers 65 in Abhängigkeit des Sensorsignals und des Klimatisierungsparameters, so dass eine Temperatur des Fluids 50 reduziert wird.
Zusätzlich ist in der Ausführungsform die Schnittstelle 90 mit der Datenbank 135 verbunden. Die Steuereinrichtung 85 fragt über die Schnittstelle 90 eine Wetterinformation ab. Die Wetterinformation wird dabei mittels eines Datensignals bereitgestellt. Dabei kann die Wetterinformation eine Information über ein aktuelles Wetter und/oder eine Information über eine Wettervorhersage beinhalten. Die Steuereinrichtung 85 zieht zusätzlich zu den Sensorsignalen die Wetterinformation für die Ermittlung des Steuersignals zur Steuerung der Thermoeinrichtung 15 hinzu. Die kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Klimatisierungsparameter verschiedene wetterabhängige Heizkennlinien aufweist. Dadurch kann beispielsweise bei einem schwülwarmen Wetter, bei der das Fluid 50 einen erhöhten Grundfeuchtigkeitsgehalt aufweist, der Feuchtigkeitseintrag der Personen 45 in das Fluid 50 in Abhängigkeit des erhöhten Grundfeuchtigkeitsgehalts ermittelt wird, ohne dass weitere Sensoren hierfür notwendig sind.
Ferner kann die Wetterinformation dahingehend genutzt werden, dass die Steuereinrichtung 85 einen Zusatzwärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung in dem Raum 30 ermittelt, und in Abhängigkeit des Zusatzwärmeeintrags sowie des Sensorsignals das Steuersignal zur Steuerung der Thermoeinrichtung 15 ermittelt.
Zusätzlich erfasst die Steuereinrichtung 85 einen Verbrauch der Thermoeinrichtung 15 an Energieressourcen zur Erwärmung oder Kühlung des Raums 30 und die zu dem Feuchtigkeitsgehalt korrigierenden Sensorsignale über einen vordefinierten weiteren Zeitraum. Die Steuereinrichtung 85 setzt den Feuchtigkeitsgehalt in Relation zum erfassten Verbrauch über das vordefinierte weitere Zeitintervall. Auf Grundlage des ermittelten Verbrauchsverhaltens ermittelt die Steuereinrichtung 85 ein zukünftiges Nutzerverhalten. Die Steuereinrichtung 85 ermittelt auf Grundlage des ermittelten zukünftigen Nutzerverhaltens und des aktuell gemessenen Sensorsignals das Steuersignal zur Steuerung der Thermoeinrichtung 15. Dadurch kann auf einfache Weise das Nutzerfeedback, erfasst durch den Feuchtigkeitssensor, genutzt werden, um ein zukünftiges Überheizen des Raums 30, 35 zu vermeiden.
In der Ausführungsform ist die Thermoeinrichtung 15 mit einem Wasserbereitstellungssystem 155 verbunden. Das Wasserbereitstellungssystem 155 dient dazu, Wasser, kommend aus einem Reservoir (nicht dargestellt), zu erwärmen und es als Warmwasser zum Verbrauch im Gebäude 40, beispielsweise in einer Dusche und einer anderen Wasserentnahmestation 156, bereitzustellen. Im Speicher 95 ist dabei ein Vorlaufparameter für das Wasserbereitstellungssystem 155 vorgesehen. Der Vorlaufparameter kann dabei eine mathematische Funktion, eine Kennlinie, ein Kennfeld oder eine tabellarische Zuordnung sein. Die Steuereinrichtung 85 steuert in Abhängigkeit des Sensorsignals und des Vorlaufparameters mittels des Steuersignals eine Vorlauftemperatur des Wassers des Warmwasserbereitstellungssystems 155.
Zusätzlich ist auch denkbar, dass in dem Speicher 85 ein zweiter Schwellenwert abgelegt ist, der mit einem vordefinierten Steuersignal korreliert. Die Steuereinrichtung 85 vergleicht das ermittelte Steuersignal nach Ermittlung des Steuersignals mit dem vordefinierten zweiten Schwellenwert. Je nach Ergebnis des Vergleichs setzt die Steuereinrichtung 85, beispielsweise bei einem Unterschreiten des Schwellenwerts durch das Steuersignal, das ermittelte Steuersignal durch den vordefinierten zweiten Schwellenwert und steuert die Thermoeinrichtung 15 auf Grundlage des vordefinierten zweiten Schwellenwerts an. Dadurch wird beispielsweise vermieden, dass ein Steuersignal bereitgestellt wird, das eine massive Reduzierung der Temperatur des Fluids 50 in dem Raum zur Folge hätte. In diesem Fall wird die Temperatur des Fluids 50 nur auf den vordefinierten zweiten Schwellenwert reduziert.
In der Ausführungsform kann zusätzlich in dem Speicher 95 ein weiterer vordefinierter Schwellenwert abgelegt sein. Der Schwellenwert korrespondiert dabei mit einem Feuchtigkeitsgehalt des Fluids 50. Die Steuereinrichtung 85 vergleicht das Sensorsignal mit dem vordefinierten Schwellenwert. Überschreitet der Feuchtigkeitsgehalt dabei den vordefinierten Schwellenwert, so wird der erste Wärmetauscher 65 als Kondensator genutzt, sodass Feuchtigkeit am ersten Wärmetauscher 65 kondensiert und somit das Fluid 50 getrocknet wird bzw. Feuchtigkeit dem Fluid 50 entzogen wird. Dadurch wird auf einfache Weise die Zusammensetzung des Fluids 50 verändert.
In der Ausführungsform ist die Thermoeinrichtung 15 als Wärmepumpenkreislauf 60 ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Thermoeinrichtung 15 andersartig ausgebildet ist So kann beispielsweise anstatt oder zusätzlich des Wärmepumpenkreislaufs 60 ein Ölbrenner, ein Gasbrenner, eine thermische Solaranlage denkbar, um das Fluid 50 im Raum 30 zu erwärmen. Auch ist denkbar, dass der Sensor 120 räumlich getrennt zum ersten Wärmetauscher 65 angeordnet ist. Auch ist denkbar, dass der erste Wärmetauscher 65 als Heizkörper oder Fußbodenheizung ausgebildet ist.
4 zeigt eine Thermoanlage 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Thermoanlage 200 ist im Wesentlichen identisch zu der in 1 gezeigten Thermoanlage 10. Abweichend dazu ist der Sensor 120 in einem Kleidungsstück oder einem elektronischen Gerät, das die Personen 45 jeweils auf der Haut tragen, angeordnet. Der Sensor 120 ermittelt dabei eine Feuchtigkeit der Haut der jeweiligen Person 45. Der Sensor 120 ist mittels der drahtlosen ausgebildeten Verbindung 125 mit dem Eingang 110 des Steuergeräts 21 verbunden. Der Sensor 120 stellt über den Eingang 110 dabei ein Sensorsignal dem Steuergerät 21 bereit, das mit einer Feuchtigkeit der Haut der jeweiligen Person 45 korreliert. Die Steuereinrichtung 85 steuert die Thermoeinrichtung 15 wie in den 1 bis 3 beschrieben.
Erfasst das Steuergerät 21 mehrere Sensorsignale unterschiedlicher Sensoren 120, so mittelt die Steuereinrichtung 85 die verschiedenen Informationen über die Feuchtigkeit. Beispielsweise kann ein arithmetischer Mittelwert aus den unterschiedlichen Werten der Feuchtigkeit der Haut der verschiedenen Personen 45 ermittelt werden. Auf Grundlage des gemittelten Feuchtigkeitsgehalts ermittelt dann die Steuereinrichtung 85 auf Grundlage des Klimatisierungsparameters das Steuersignal zur Steuerung der Thermoanlage 200.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005032042 A1 [0002]

Claims

Steuergerät (21) für eine Thermoanlage (10; 200) – mit einer Steuereinrichtung (85), und einer einen Eingang (110) und einen Ausgang (115) umfassende Schnittstelle (90), – wobei die Steuereinrichtung (85) mit der Schnittstelle (90) verbunden ist, – wobei der Ausgang (115) mit einer Thermoeinrichtung (15) der Thermoanlage (10; 200) verbindbar ist, – wobei der Eingang (110) mit einem Sensor (120) verbindbar und ausgebildet ist, ein Sensorsignal des Sensor (120)s, das wenigstens Information über einen Bestandteils eines Fluids (50) in einem Raum eines Gebäudes und/oder einer Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers beinhaltet, zu erfassen und der Steuereinrichtung (85) bereitzustellen, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Sensorsignals ein Steuersignal am Ausgang (115) zur Steuerung der Thermoeinrichtung (15) bereitzustellen.
Steuergerät (21) nach Anspruch 1, wobei ein Speicher (95) vorgesehen ist, – wobei der Speicher (95) mit der Steuereinrichtung (85) verbunden ist, – wobei in dem Speicher (95) ein Klimatisierungsparameter abgelegt ist, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, auf Grundlage des Sensorsignals und des Klimatisierungsparameters das Steuersignal zu ermitteln, – und/oder – wobei im Speicher (95) ein Vorlaufparameter für ein Wasserbereitstellungssystem (155) der Thermoanlage (10; 200) abgelegt ist, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, auf Grundlage des Sensorsignals und des Vorlaufparameters das Steuersignal zu ermitteln.
Steuergerät (21) nach Anspruch 1 oder 2, – wobei ein mit der Steuereinrichtung verbundener Speicher vorgesehen, – wobei in dem Speicher (95) ein vordefinierter Schwellenwert abgelegt ist, – wobei der vordefinierte Schwellenwert einem vordefinierten Steuersignal entspricht, – wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das ermittelte Steuersignal mit dem vordefinierten Schwellenwert in einem Vergleich zu vergleichen, – wobei Steuereinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs, das ermittelte Steuersignal durch den vordefinierten Schwellenwert zu ersetzten und das ersetzte Steuersignal am Ausgang (115) bereitzustellen.
Steuergerät (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – wobei die Schnittstelle (90) mit einer Datenbank (135) verbindbar ist, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, über die Schnittstelle (90) eine Datensignal zu senden und/oder zu empfangen, – wobei das Datensignal wenigstens eine Wetterinformation beinhaltet, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, das Steuersignal auf Grundlage des Datensignals und des Sensorsignals zu ermitteln.
Steuergerät (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, einen Zusatzwärmeeintrag in den Raum zu erfassen, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, das Steuersignal auf Grundlage des ermittelten Zusatzwärmeeintrags und des Sensorsignals zu ermitteln.
Steuergerät (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, ein Verbrauchsverhalten und die Sensorsignale über ein vordefiniertes Zeitintervall zu erfassen, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, die erfassten Sensorsignale in Relation zu dem erfassten Verbrauchsverhalten zu setzten, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, auf Grundlage des ermittelten Verbrauchsverhaltens ein zukünftiges Nutzerverhalten zu ermitteln, – wobei die Steuereinrichtung (85) ausgebildet ist, auf Grundlage des ermittelten zukünftigen Nutzerverhaltens und des Sensorsignals das Steuersignal zu ermitteln.
Steuergerät (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei – wobei der Eingang (110) mit einem weiteren Sensor (120) verbindbar und ausgebildet ist, ein weiteres Sensorsignal des weiteren Sensor (120)s, das wenigstens eine Information einer Feuchtigkeit einer Haut eines weiteren Nutzers beinhaltet, zu erfassen und der Steuereinrichtung (85) bereitzustellen, – wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Information des Sensorsignals und die Information des weiteren Sensorsignals zu mitteln und auf Grundlage der gemittelten Information das Steuersignal zu ermitteln.
Steuersystem (20) – mit einem Steuergerät (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – und wenigstens einen Sensor (120), der ausgebildet ist, wenigstens einen Bestandteil eines in einem Raum eines Gebäudes vorhandenen Fluids (50) zu erfassen und dem Steuergerät (21) zum erfassten Bestandteil korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät (21) bereitstellt und/oder eine Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers zu erfassen und ein zu der Feuchtigkeit korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät (21) bereitzustellen.
Steuersystem (20) nach Anspruch 8, wobei der Sensor (120) ausgebildet ist, wenigstens einen der folgenden Bestandteile des Fluids (50) zu erfassen: Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser, Stickstoff, Methan, Wasserstoff, Distickstoffoxid, Chloroxid, Iodoxid, Bromoxid, Stickoxid, Schwefeldioxid, Ozon, Alkohol, Duftstoff, Kohlenwasserstoff, Brennstoff.
Thermoanlage (10; 200) – mit einem Steuersystem (20) nach Anspruch 8 oder 9 und einer mit dem Steuersystem (20) verbundenen Thermoeinrichtung (15), – wobei die Thermoeinrichtung (15) ausgebildet ist, das Steuersignal des Steuergeräts (21) zu erfassen und auf Grundlage des Steuersignals das im Raum angeordnete Fluid (50) zu erwärmen und/oder abzukühlen und/oder eine Zusammensetzung des Fluids (50) zu verändern, – und/oder wobei die Thermoeinrichtung (15) mit einem Wasserbereitstellungssystem verbindbar ist, – wobei die Thermoeinrichtung (15) ausgebildet ist, eine Vorlauftemperatur eines in dem Wasserbereitstellungssystem anordenbaren Wassers auf Grundlage des Steuersignals anzupassen.
Thermoanlage (10; 200) nach Anspruch 10, – wobei die Thermoeinrichtung (15) wenigstens einen Wärmepumpenkreislauf mit wenigstens einem Wärmetauscher (65) umfasst, – wobei der Wärmetauscher (65) mittels eines Zulaufkanals (145) mit dem Raum (30) verbindbar ist, – wobei der Sensor (120) in dem Zulaufkanal (145) angeordnet ist.
Verfahren zur Steuerung eines Steuergeräts (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 einer Thermoanlage (10; 200) nach Anspruch 10 oder 11, – wobei wenigstens ein Bestandteil eines in einem Raum eines Gebäudes vorhandenen Fluids (50) erfasst wird und dem Steuergerät (21) zum erfassten Bestandteil korrespondierendes Sensorsignal bereitgestellt wird und/oder eine Feuchtigkeit einer Haut eines Nutzers erfasst wird und ein zu der Feuchtigkeit korrespondierendes Sensorsignal dem Steuergerät (21) bereitgestellt wird, – wobei das Sensorsignal erfasst wird und ein Steuersignal zur Steuerung der Thermoanlage (10; 200) auf Grundlage des erfassten Sensorsignals ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 12 – wobei ein Datensignal mit einer Information eines aktuelles Wetters und/oder einer Information einer Wettervorhersage aus der Datenbank (135) erfasst wird, – wobei die Thermoanlage (10; 200) in Abhängigkeit des Datensignals und des Sensorsignals gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, – wobei ein Verbrauchsverhalten und das Sensorsignal über ein vordefiniertes Zeitintervall erfasst wird, – wobei das erfasste Verbrauchsverhalten in Relation zu den über das Zeitintervall erfassten Sensorsignalen gesetzt wird, – wobei auf Grundlage des ermittelten Verbrauchsverhaltens ein zukünftiges Nutzerverhalten ermittelt wird, – wobei in Abhängigkeit des erfassten Sensorsignals und des ermittelten Nutzerverhaltens die Thermoanlage (10; 200) gesteuert wird.