DE102017218221A1 - thermostat - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Thermostat (1) zur Messung der Umgebungstemperatur zur Regelung einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage, umfassend ein Gehäuse (30, 40) mit einem darin angeordneten Umgebungstemperaturfühler (60), mindestens ein Wärme erzeugendes elektronisches Bauelement (70, 73) und eine Platine (50), und wobei das Wärme erzeugende elektronische Bauelement (70, 73) auf der Platine (50) angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Umgebungstemperaturfühler (60) auf der gleichen Platine (50), wie das Wärme erzeugende elektronische Bauelement (70, 73), angeordnet ist, und dass die Platine (50) einen ersten Bereich (52) und einen zweiten Bereich (54) umfasst, wobei in dem ersten Bereich (52) der Umgebungstemperaturfühler (60) angeordnet ist, und wobei in dem zweiten Bereich (54) das Wärme erzeugende elektronische Bauelement (70, 73) angeordnet ist, und wobei zwischen den beiden Bereichen eine Ausnehmung (56) in der Platine (50) ausgebildet ist. The invention relates to a thermostat (1) for measuring the ambient temperature for controlling a heating, ventilation and / or air conditioning system, comprising a housing (30, 40) with an ambient temperature sensor (60) arranged therein, at least one heat-generating electronic component (70 , 73) and a circuit board (50), and wherein the heat-generating electronic component (70, 73) is arranged on the circuit board (50). It is proposed that the ambient temperature sensor (60) is disposed on the same board (50) as the heat generating electronic component (70, 73), and that the board (50) has a first area (52) and a second area (54), wherein in the first region (52) of the ambient temperature sensor (60) is arranged, and wherein in the second region (54), the heat-generating electronic component (70, 73) is arranged, and wherein between the two areas Recess (56) in the board (50) is formed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Thermostat zur Erfassung einer Umgebungstemperatur.The invention relates to a thermostat for detecting an ambient temperature.
Stand der TechnikState of the art
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Thermostat weist einen Umgebungstemperaturfühler zur Ermittlung der Umgebungstemperatur auf, insbesondere zur Messung der Temperatur der Luft, welche den Thermostat umgibt. Ist der Thermostat in einem Raum angeordnet, so ermittelt der Umgebungstemperaturfühler die Umgebungstemperatur des Thermostat, welche der Raumtemperatur, also der Temperatur der Luft in einem Raum, entspricht. Ist der Thermostat in einem Raum angeordnet, erfasst der Umgebungstemperaturfühler insbesondere die Raumtemperatur. Der Umgebungstemperaturfühler kann insbesondere als Raumtemperaturfühler bezeichnet werden. Die Umgebungstemperatur wird insbesondere zur Regelung einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage verwendet. Die erfasste Umgebungstemperatur stellt beispielsweise die Ist-Temperatur in einer Regelung dar.The thermostat according to the invention has an ambient temperature sensor for determining the ambient temperature, in particular for measuring the temperature of the air surrounding the thermostat. If the thermostat is arranged in a room, the ambient temperature sensor determines the ambient temperature of the thermostat, which corresponds to the room temperature, ie the temperature of the air in a room. If the thermostat is arranged in a room, the ambient temperature sensor detects in particular the room temperature. The ambient temperature sensor can be referred to in particular as a room temperature sensor. The ambient temperature is used in particular for controlling a heating, ventilation and / or air conditioning system. The detected ambient temperature represents, for example, the actual temperature in a control.
Weiterhin weist der Thermostat mindestens ein Gehäuse, mindestens ein Wärme erzeugendes elektronisches Bauelement und eine Platine auf. Das mindestens eine elektronisches Bauelement, die Platine und der Umgebungstemperaturfühler sind zumindest teilweise von dem Gehäuse umgeben. Das mindestens eine elektronisches Bauelement, die Platine und der Umgebungstemperaturfühler sind innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Wärme erzeugende elektronische Bauelement und der Umgebungstemperaturfühler sind auf der gleichen Platine angeordnet. Die Platine umfasst einen ersten und einen zweiten Bereich, wobei unter einem Bereich insbesondere ein Teilabschnitt bzw. ein Teil der Fläche der Platine zu verstehen ist.Furthermore, the thermostat has at least one housing, at least one heat-generating electronic component and a circuit board. The at least one electronic component, the circuit board and the ambient temperature sensor are at least partially surrounded by the housing. The at least one electronic component, the circuit board and the ambient temperature sensor are arranged within the housing. The heat generating electronic component and the ambient temperature sensor are arranged on the same board. The circuit board comprises a first and a second region, wherein a region is to be understood in particular as a partial section or a part of the surface of the circuit board.
In dem ersten Bereich der Platine ist der Umgebungstemperaturfühler und in dem zweiten Bereich das elektronische Bauelement angeordnet. Die Position des elektronischen Bauelements ist insbesondere unabhängig von der Wärmeentwicklung im zweiten Bereich wählbar. Die Platine trägt den Umgebungstemperaturfühler und das elektronische Bauelement.In the first region of the board, the ambient temperature sensor and in the second region, the electronic component is arranged. The position of the electronic component can be selected in particular independently of the heat development in the second region. The board carries the ambient temperature sensor and the electronic component.
Erfindungsgemäß ist die Anzahl der elektronischen Bauelemente nicht auf eines beschränkt. Unter elektronischen Bauelementen sind Mikroprozessoren, Kommunikationsmitte zur drahtlosen und drahtgebundenen Kommunikation, Energieregler, Wiederstände, Kondensatoren, Spulen, Halbleiterbauelement usw. zu verstehen. Die beiden Bereiche sind durch eine Ausnehmung in der Platine zumindest teilweise getrennt. Die Ausnehmung ist zwischen den beiden Bereichen ausgebildet.According to the invention, the number of electronic components is not limited to one. Electronic components are to be understood as meaning microprocessors, communication means for wireless and wired communication, energy regulators, resistors, capacitors, coils, semiconductor components, etc. The two areas are at least partially separated by a recess in the board. The recess is formed between the two areas.
Der erfindungsgemäße Thermostat hat den Vorteil, dass eine vereinfachte Montage und ein vereinfachtes Design möglich sind. Die Platine trägt vor der Montage in das Gehäuse alle elektronischen Bauelemente und den Umgebungstemperaturfühler des Thermostats. Ferner ist die Platzierung des Umgebungstemperaturfühlers innerhalb des Gehäuses bei der Montage vereinfacht. Auch ist die Anzahl der einzelnen Komponenten bei der Montage begrenzt. Der Raumbedarf ist aufgrund des entfallenen Schachts gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Ausführung minimiert. Die Beeinflussbarkeit der Temperaturmessung durch die Wärme erzeugenden Bauelemente ist reduziert.The thermostat according to the invention has the advantage that a simplified installation and a simplified design are possible. The board carries all electronic components and the ambient temperature sensor of the thermostat before mounting in the housing. Furthermore, the placement of the ambient temperature sensor within the housing during assembly is simplified. Also, the number of individual components during assembly is limited. The space requirement is minimized due to the lost shaft compared to a known from the prior art embodiment. The influenceability of the temperature measurement by the heat-generating components is reduced.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch gegebenes Merkmal.The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim given feature.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Bereiche durch mindestens einen Stege miteinander verbunden. Der Steg ist Teil der Platine. Der Steg wird durch einen Teilabschnitt der Platine gebildet. Vorzugsweise ist die Breite des Stegs kleiner als der Abstand zwischen den beiden Bereichen. Die vorteilhafte Ausbildung, insbesondere nur einen einzigen, Stegs zwischen den Bereichen, ermöglicht die Wärmeübertragung auf die/den Stege/Steg zu begrenzen. Dennoch ist der zweite Bereich durch den Steg mit dem ersten Bereich der Platine verbunden. Vorteilhaft ist, dass die Erstreckung der Ausnehmung größer als die Erstreckung des Stegs ist.In a preferred embodiment, the two areas are interconnected by at least one webs. The bridge is part of the board. The bridge is formed by a section of the board. Preferably, the width of the web is smaller than the distance between the two areas. The advantageous embodiment, in particular only a single, web between the areas, allows the heat transfer to the / the webs / bridge to limit. Nevertheless, the second area is connected by the web to the first area of the board. It is advantageous that the extent of the recess is greater than the extension of the web.
In einer Weiterbildung der Erfindung führt der Steg mindestens eine Leiterbahn, vorzugsweise zwei Leiterbahnen. Die Leiterbahn verbindet den Umgebungstemperaturfühler elektrisch mit dem elektronischen Bauelemente. Der Steg bildet durch die Führung der Leiterbahn eine Möglichkeit den Umgebungstemperaturfühler elektrisch mit dem elektronischen Bauelement zu verbinden. Die Leiterbahn kann zur Versorgung des Umgebungstemperaturfühlers oder zur Kommunikation mit dem elektronischen Bauelement verwendet werden.In a further development of the invention, the web leads at least one printed conductor, preferably two printed conductors. The trace electrically connects the ambient temperature probe to the electronic component. The web forms by the leadership of the trace a way to connect the ambient temperature sensor electrically connected to the electronic component. The conductor track can be used to power the ambient temperature sensor or to communicate with the electronic component.
Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse mindestens zwei Teile umfasst, nämlich eine Rückgehäuseteil und ein Frontgehäuseteil.It is advantageous that the housing comprises at least two parts, namely a rear housing part and a front housing part.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass das Gehäuse im Bereich des Temperaturfühlers eine Öffnung aufweist. Die Öffnung ist insbesondere in der Wandung des Gehäuses, insbesondere im Rückgehäuseteil, ausgebildet. Die Öffnung kann vorzugsweise schlitzförmig, kreisrund, rechteckig, dreieckig usw. ausgebildet sein. Die Öffnung ermöglicht der umgebenden Luft vereinfacht den Umgebungstemperaturfühler zu erreichen. Eine verbesserte Temperaturmessung ist gegeben. Auch können mehrere Öffnungen ausgebildet sein. Vorteilhaft sind drei schlitzförmige Öffnungen ausgebildet, deren Längsrichtung parallel zueinander verlaufen.Another embodiment is that the housing has an opening in the region of the temperature sensor. The opening is formed in particular in the wall of the housing, in particular in the rear housing part. The opening may preferably be slot-shaped, circular, rectangular, triangular, etc. The opening allows the surrounding air to easily reach the ambient temperature sensor. An improved temperature measurement is given. Also, a plurality of openings may be formed. Advantageously, three slot-shaped openings are formed, whose longitudinal direction parallel to each other.
Das Gehäuse weist eine zweite Öffnung auf. Die zweite Öffnung ist im Bereich des Umgebungstemperaturfühlers ausgebildet. Die Öffnung ermöglicht der umgebenden Luft vereinfacht den Umgebungstemperaturfühler zu erreichen. Eine verbesserte Temperaturmessung ist gegeben. Die zweite Öffnung ist vorzugsweise im Rückgehäuseteil ausgebildet. Die zweite Öffnung weist insbesondere mindestens die Ausmaße des ersten Bereichs der Platine auf. Vorzugsweise ist die zweite Öffnung rechteckig ausgebildet.The housing has a second opening. The second opening is formed in the region of the ambient temperature sensor. The opening allows the surrounding air to easily reach the ambient temperature sensor. An improved temperature measurement is given. The second opening is preferably formed in the rear housing part. In particular, the second opening has at least the dimensions of the first area of the board. Preferably, the second opening is rectangular.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die beiden zuvor genannten Öffnungen in dem Gehäuse, insbesondere im Rückgehäuseteil, ausgeführt. Es ist eine Zirkulation der Luft möglich. Es kann beispielsweise ein fehlerhafte Messung aufgrund von Stauwärme innerhalb des Gehäuses verhindert werden.In a further development of the invention, the two aforementioned openings in the housing, in particular in the rear housing part, executed. It is possible a circulation of the air. For example, erroneous measurement due to accumulation heat within the housing can be prevented.
Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse eine erste und/oder eine zweite Trennwand aufweist. Die erste und/oder die zweite Trennwand sind im Bereich des Umgebungstemperaturfühlers. Die Trennwände sind im Bereich des zweiten Bereichs der Platine ausgebildet. Vorzugsweise ist zumindest ein Teilbereich einer der Trennwände angrenzend an den Steg ausgebildet. Die erste und/oder zweite Trennwand erstreckt sich zumindest über die Erstreckung des Umgebungstemperaturfühlers. Insbesondere erstreckt sich die erste und/oder zweite Trennwand über die Erstreckung des ersten Bereichs der Platine. Vorzugsweise erstreckt sich eine, insbesondere die zweite Trennwand über Länge, der zweiten Öffnung, wenn diese ausgebildet ist.It is advantageous that the housing has a first and / or a second partition wall. The first and / or the second partition are in the range of the ambient temperature sensor. The partitions are formed in the region of the second area of the board. Preferably, at least a portion of one of the partitions is formed adjacent to the web. The first and / or second partition extends at least over the extent of the ambient temperature sensor. In particular, the first and / or second partition wall extends over the extension of the first region of the board. Preferably, one, in particular the second partition wall extends over the length of the second opening, if this is formed.
Vorteilhaft ist, dass die erste Trennwand an dem Rückgehäuseteil ausgebildet ist und/oder dass die zweite Trennwand an der Frontgehäuseteil ausgebildet ist. Weiterhin ist vorteilhaft ist, dass die Platine an der ersten und/oder der zweiten Trennwand anliegt, bzw. diese berührt, insbesondere führt. Die Trennwände unterstützen das Gehäuse bei der Anordnung der Platine innerhalb des Gehäuses. Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, dass zumindest ein Teil der Platine, insbesondere ein Teil des zweiten Bereichs der Platine, zwischen der ersten und der zweiten Trennwand angeordnet ist.It is advantageous that the first partition wall is formed on the rear housing part and / or that the second partition wall is formed on the front housing part. Furthermore, it is advantageous that the board rests against the first and / or the second partition, or touches these, in particular leads. The partitions support the housing in the arrangement of the board within the housing. It is to be regarded as particularly advantageous that at least a part of the board, in particular a part of the second area of the board, is arranged between the first and the second partition wall.
Vorteilhaft ist, dass der erste Bereich der Platine am Rand der Platine ausgebildet ist. Vorzugsweise ist mindestens ein Teilabschnitt, vorzugsweise sind zwei Teilabschnitte, des Randes der Platine von dem ersten Bereich der Platine umfasst. Hierdurch ist der Umgebungstemperaturfühler im Randbereich ausgebildet. Eine möglichst maximal entfernte Position gegenüber der elektronischen Bauelemente ist gegeben. Die Ausnehmung kann in ihrer Gesamtabmessung gering gehalten werden ohne einen nachteiligen Effekt aufzuweisen.It is advantageous that the first region of the board is formed on the edge of the board. Preferably, at least one subsection, preferably two subsections, of the edge of the board are encompassed by the first area of the board. As a result, the ambient temperature sensor is formed in the edge region. A maximum possible remote position relative to the electronic components is given. The recess can be kept small in their overall dimensions without having an adverse effect.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Ausnehmung L-förmig ausgebildet ist. Unter dem, in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff „L-förmig“ ist eine Struktur zu verstehen, die dem Buchstaben „L“ des deutschen Alphabets ähnlich ist. Die Schenkel der L-förmigen Ausnehmungen müssen hierbei weder geradlinig verlaufen, noch müssen sie zu einander senkrecht zusammenlaufen. Der Steg durchschneidet die L-förmige Ausnehmung.It is particularly advantageous that the recess is L-shaped. The term "L-shaped" as used in the present application means a structure similar to the letter "L" of the German alphabet. The legs of the L-shaped recesses need to be neither straight, nor do they have to converge perpendicular to each other. The web cuts through the L-shaped recess.
Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich Ende der „L-förmigen“ Ausnehmung bis zum Rand der Platine. Ferne bildet insbesondere der Steg ein Teil des Randes der Platine.According to a development, the end of the "L-shaped" recess extends to the edge of the board. In particular, the bridge forms part of the edge of the board.
Vorteilhaft ist, dass die Platine einteilig ausgebildet ist. Hierdurch kann die Herstellung vereinfacht werden.It is advantageous that the board is formed in one piece. As a result, the production can be simplified.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist, dass das elektronischen Bauelemente ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungstemperatur ein Steuersignal zur Steuerung einer Regelung einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage bereitzustellen und mittels einer Kommunikationseinrichtung an eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage zu übertragen. Gemäß der Weiterbildung bildet der Thermostat einen Temperaturregler.A further advantageous embodiment is that the electronic components is designed to provide a control signal for controlling a regulation of a heating, ventilation and / or air conditioning system depending on the determined ambient temperature and by means of a communication device to a heating, ventilation and / or Air conditioning system to transfer. According to the development of the thermostat forms a temperature controller.
Unter einem Temperaturregler kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Thermostat verstanden werden, der es erlaubt, mit Hilfe eines Temperaturfühlers den Ist-Temperaturwert zu erfassen, mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen und über ein Aktor den gewünschten Sollwert einzustellen. Ein solcher Temperaturregler findet im Rahmen der Erfindung insbesondere im Bereich der Hauswärmetechnik zur Regelung der Umgebungstemperatur Anwendung. Hierbei kann der Temperaturregler zur Steuerung eines Hausheizgerätes einer in einem Gebäude eingesetzten Heizung, wie beispielsweise einer Zentralheizung verwendet werden. Neben der Steuerung eines Heizgerätes kann der Temperaturregler auch zur Steuerung eines Klimageräts und/oder einer Belüftungsanlage zur Steuerung der Luftfeuchtigkeit eingesetzt werden. Mit anderen Worten in allen Bereichen der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnikanwendungen in einem Gebäude. Unter einem Aktor kann ein Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage oder ein Teilelement zur Steuerung einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage verstanden werden.In the context of the present invention, a temperature controller can be understood to mean a thermostat which makes it possible to detect the actual temperature value with the aid of a temperature sensor, to compare it with a predetermined desired value and to set the desired desired value via an actuator. Such a temperature controller is within the scope of the invention, in particular in the field of House heating technology to control the ambient temperature application. Here, the temperature controller can be used to control a home heater of a heater used in a building, such as a central heating. In addition to the control of a heater, the temperature controller can also be used to control an air conditioner and / or a ventilation system for controlling the humidity. In other words, in all areas of heating, ventilation and air conditioning applications in a building. An actuator can be understood as a heating, ventilation and / or air-conditioning system or a sub-element for controlling a heating, ventilation and / or air-conditioning system.
Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei einem solchen Temperaturregler weiterhin um ein elektronisches Steuergerät mit zusätzlichen Funktionalitäten, wie voreingestellten Zeitschaltuhren und modulierten Steuereinrichtungen handeln. Erfindungsgemäß kann es sich bei einem Temperaturregler der hier zur Rede stehenden Art um einen Temperaturregler handeln, welcher mit externen Geräten kommunizieren kann.In the context of the invention, such a temperature controller can furthermore be an electronic control unit with additional functionalities, such as preset timers and modulated control devices. According to the invention, a temperature controller of the type in question may be a temperature controller which can communicate with external devices.
Ein Thermostat kann sowohl einen Temperaturregler mit Stellglied und/oder Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage bezeichnen als auch nur eine Einrichtung mit einem Temperaturfühler ohne Stellglied und/oder Steuersignalerzeugung und/oder Kommunikationsmittel. Insbesondere kann der Thermostat ein Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatechnikanlage aufweisen.A thermostat may designate both a temperature controller with actuator and / or communication means for communication with a heating, ventilation and / or air conditioning system and only one device with a temperature sensor without actuator and / or control signal generation and / or communication means. In particular, the thermostat may have a communication means for communication with a heating, ventilation and / or air conditioning system.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem an die Ausnehmung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgende Beschreibung nähert erläutert. Es zeigen:
-
1 einen beispielhaftenThermostat 1 zur Messung der Umgebungstemperatur, -
2 die Rückseite des Frontgehäuseteils mit angebrachter Platine, -
2a einen Ausschnitt des Frontgehäuseteils ohne Platine -
3 den Verlauf der Leiterbahnen im Bereich des Umgebungstemperaturfühlers und -
4 das Rückgehäuseteil.
-
1 anexemplary thermostat 1 for measuring the ambient temperature, -
2 the back of the front housing part with attached board, -
2a a section of the front housing part without circuit board -
3 the course of the tracks in the area of the ambient temperature sensor and -
4 the rear housing part.
Das Display
In der in
Zur einfacheren Anschauung ist in
Die beiden Gehäuseteile
Das in
Zur Verarbeitung der erfassten Umgebungstemperatur ist der Mikroprozessor vorgesehen. Die Verarbeitung kann insbesondere daraus bestehen, dass die erfassten Umgebungstemperaturwerte aufbereitet und an einen weiteren Thermostat, insbesondere an ein Steuergerät oder einen Thermostat einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, gesendet werden.For processing the detected ambient temperature of the microprocessor is provided. The processing can consist in particular in that the detected ambient temperature values are processed and sent to a further thermostat, in particular to a control unit or a thermostat of a heating, ventilation and / or air conditioning system.
Auch kann die erfasste Umgebungstemperatur in dem Display
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Thermostat
Der, insbesondere als Temperaturregler ausgebildete, Thermostat
Beispielhaft sind in
Die elektronischen Bauelemente
Der Umgebungstemperaturfühler
Der Umgebungstemperaturfühler
Die Platine
Der erste Bereich
Der erste Bereich
Zumindest ein Steg ist insbesondere so ausgebildet, dass in oder auf ihm eine elektrische Leiterbahn verlaufen kann. Vorzugsweise ist der Steg zumindest so ausgebildet das zwei elektrische Leiterbahn von dem Umgebungstemperaturfühler zu dem elektronischen Bauelemente
In
In
In
Gemäß einer Weiterbildung weist die Platine
Die Leiterflächen
Gemäß einer Weiterbildung weist die Platine mehrere Leiterflächen
In
Im Bereich des Umgebungstemperaturfühlers
Gemäß einer Weiterbildung können die erste Öffnung
Ferner weist das Rückgehäuseteil
Das Rückgehäuseteil
Das erste und das zweite Trennelement erstrecken sich vorteilhaft zumindest über die Ausdehnung des Umgebungstemperaturfühlers
In dem Rückgehäuseteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |