DE112019000389T5

DE112019000389T5 - Instrumentierte Thermostat-Regelvorrichtung und Mischbatterie, die eine derartige Thermostat-Regelvorrichtung umfasst

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Publication number: DE112019000389T5
Application number: DE112019000389.5T
Authority: DE
Inventors: Christian Mace; Benoît Maugerard
Original assignee: Vernet SA
Current assignee: Vernet SA
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-09-17
Also published as: FR3076918B1; CN111247499A; US20200341497A1; FR3076918A1; WO2019138027A1

Abstract

Diese Thermostat-Regelvorrichtung (16) für eine Thermostat-Mischbatterie weist auf:- einen Temperatursensor (24), um die Temperatur (T2) des gemischten Fluids zu messen;- einen Durchflusssensor (26), um den Durchfluss (Q) des Stroms gemischten Fluids (Fmix) zu messen, wenn die Regelvorrichtung (16) in einem Durchflusszustand ist;- einen eingebauten elektronischen Schaltkreis (28), der umfasst:• einen programmierbaren elektronischen Rechner (30),• eine Kommunikationsschnittstelle (34) mit einer Funkantenne (46),• eine Reserve elektrischer Energie (38), die dazu geeignet ist, den elektronischen Rechner (30) und die Kommunikationsschnittstelle (34) elektrisch zu versorgen;Der elektronische Schaltkreis (28) ist zum Sammeln der von den Sensoren (24, 26) gemessenen Informationen geeignet und um diese Informationen mittels der Kommunikationsschnittstelle (34) nach außen zu übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine instrumentierte Thermostat-Regelvorrichtung, eine Thermostatbaugruppe, die diese Thermostat-Regelvorrichtung aufweist, sowie eine Thermostat-Mischbatterie, die mit einer derartigen Baugruppe ausgestattet ist.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Sanitärinstallationen zur Ausgabe eines Fluids, insbesondere zur Ausgabe von Wasser.
Thermostat-Mischbatterien erlauben, zwei Fluidströme zu mischen, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen, wie einen Strom warmen Fluids und einen Strom kalten Fluids. Aus diesem Gemisch resultiert ein Strom austretenden Fluids, der eine Übergangstemperatur aufweist. Der Wert der Übergangstemperatur ist von einem Benutzer einstellbar.
Um dies zu tun, weist die Mischbatterie eine Thermostat-Regelvorrichtung auf. Diese Thermostat-Regelvorrichtung weist Mischmittel der Fluide und Regelmittel der Temperatur des gemischten Fluids auf.
Ein Beispiel einer bekannten Thermostat-Regelvorrichtung ist im Patent FR-2821411-B1 beschrieben.
In typischer Weise erlauben diese Mischbatterien, eine Sanitäranlage wie eine Dusche, ein Waschbecken, einen Ausguss oder eine Badewanne mit Fluid zu versorgen.
Mit der Entwicklung von haustechnischen Anwendungen besteht jetzt ein Bedarf daran, dass diese Mischbatterien in der Lage sind, Nutzungsdaten zu sammeln, beispielsweise die verbrauchte Wassermenge oder die relevanten Fluidtemperaturen, und diese Daten an einen Empfänger außerhalb der Mischbatterie, vorzugsweise über eine drahtlose Verbindung, zu übertragen. Diese neuen Funktionen dürfen jedoch nicht die Funktion der Mischbatterie beeinträchtigen, insbesondere was ihre Langlebigkeit und die Sicherheit der Benutzer betrifft, und die Integration der Mischbatterie in die vorhandenen Anlagen nicht verkomplizieren.
Es besteht demzufolge ein Bedarf an einer instrumentierten Thermostat-Regelvorrichtung für eine Mischbatterie, die dazu eingerichtet ist, die vorgenannten Bedarfe zu erfüllen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Thermostat-Regelvorrichtung für eine Thermostat-Mischbatterie, wobei die Regelvorrichtung geeignet ist, einen Strom gemischten Fluids aus einem Strom warmen Fluids und einem Strom kalten Fluids zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung instrumentiert ist und zu diesem Zweck aufweist:

- einen Temperatursensor, um die Temperatur des gemischten Fluids zu messen;
- einen Durchflusssensor, um den Durchfluss des Stroms gemischten Fluids zu messen, wenn die Regelvorrichtung in einem Durchflusszustand ist;
- einen elektronischen Verarbeitungsschaltkreis, der im Inneren der Regelvorrichtung untergebracht ist und umfasst:
- • einen programmierbaren elektronischen Rechner,
- • eine Kommunikationsschnittstelle mit einer Funkantenne,
- • eine Reserve elektrischer Energie, die dazu geeignet ist, den elektronischen Rechner und die Kommunikationsschnittstelle elektrisch zu versorgen;

Dank der Erfindung ist die Thermostat-Regelvorrichtung in der Lage, Nutzungsdaten zu sammeln und diese Daten an einen äußeren Empfänger zu übertragen. Diese Sammel- und Übertragungsfunktionen erfolgen damit integriert in der Vorrichtung, ohne Notwendigkeit des Rückgriffs auf eine Kabelverbindung und/oder der physischen Verbindung der zusätzlichen Ausrüstungen außerhalb der Mischbatterie.
Gemäß vorteilhaften, aber nicht obligatorischen Aspekten der Erfindung kann eine derartige Thermostat-Regelvorrichtung eins oder mehrere der folgenden Merkmale integrieren, die allein oder in allen zulässigen technischen Kombinationen herangezogen werden:

- Der Durchflusssensor ist eine hydraulische Turbine, die zur elektrischen Versorgung der Energiereserve geeignet ist, wie beispielsweise eine axiale Mikroturbine.
- Die Regelvorrichtung weist eine hydraulische Turbine auf, wie beispielsweise eine axiale Mikroturbine, die zur elektrischen Versorgung der Energiereserve geeignet ist und der Durchflusssensor unterscheidet sich von der hydraulischen Turbine.
- Die Kommunikationsschnittstelle ist mit einer Hertzschen Kommunikationstechnologie kurzer Reichweite kompatibel.
- Die Regelvorrichtung weist ferner einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des kalten Fluids auf.
- Der elektronische Verarbeitungsschaltkreis ist programmiert, um die Energie zu berechnen, die notwendig ist, um ein Volumen kalten Fluids stromaufwärts von der Thermostat-Regelvorrichtung in Abhängigkeit insbesondere vom gemessenen Durchfluss, von der Temperatur des gemischten Fluids und von der Temperatur des kalten Fluids, gemessen von dem Temperatursensor, zu erwärmen.
- Der elektronische Verarbeitungsschaltkreis ist programmiert, um die Energie zu berechnen, die notwendig ist, um ein Volumen kalten Fluids stromaufwärts von der Thermostat-Regelvorrichtung in Abhängigkeit insbesondere vom gemessenen Durchfluss, von der Temperatur des gemischten Fluids und von einem vorher festgelegten Temperaturwert des kalten Fluids zu erwärmen.
- Die Energiereserve weist einen oder mehrere Super-Kondensatoren auf.
- Der elektronische Schaltkreis ist mindestens zum Teil im Inneren einer inneren Aufnahme untergebracht, die von einem Teil eines Körpers der Regelvorrichtung begrenzt ist, wobei diese Aufnahme von den Fluidströmen dicht geschützt ist.
- Der elektronische Rechner ist programmiert, um eine Angabe oder mehrere der Nutzungsdaten zu übertragen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die die folgenden Daten enthält:
- - die Entwicklung der Temperatur des gemischten Fluids im Laufe der Zeit, hervorgegangen aus der Messung durch den Temperatursensor;
- - die Ausgabe einer Warnung, wenn die Temperatur des gemischten Fluids einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet;
- - die Entwicklung des Durchflusses des gemischten Fluids, hervorgegangen aus der Messung durch den Durchflusssensor;
- - die Ausgabe einer Warnung, wenn der Durchfluss des gemischten Fluids einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet;
- - die thermische Leistung, die von einer zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung von warmem Fluid bereitgestellt wird, um kaltes Wasser zu erwärmen;
- - die thermische Energie, die der thermischen Leistung entspricht, die von der Erzeugungsvorrichtung während eines Benutzungszyklus der Mischbatterie bereitgestellt wird;
- - eine Schätzung der finanziellen Kosten, die der Erzeugung der thermischen Energie E für den Benutzungszyklus zugeordnet sind,
- - Datum und Uhrzeit des Beginns und/oder des Endes des Benutzungszyklus;
- - Dauer des Benutzungszyklus;
- - Mittel-, minimaler und maximaler Wert der Temperatur des gemischten Fluids während des Benutzungszyklus;
- - Mittel-, minimaler und maximaler Wert des Durchflusses des gemischten Fluids während des Benutzungszyklus;
- - verbrauchtes Wasservolumen während des Benutzungszyklus.
- Der elektronische Rechner ist programmiert, um im Permanentspeicher statistische Daten zu speichern, die für die Verwendung der Mischbatterie repräsentativ sind.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Thermostat-Regelbaugruppe für eine Thermostat-Mischbatterie, wobei diese Baugruppe umfasst:

- eine Thermostat-Regelvorrichtung zur Erzeugung eines Stroms gemischten Fluids aus einem Strom warmen Fluids und einem Strom kalten Fluids;
- eine Durchfluss-Regelvorrichtung gemischten Fluids;

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Thermostat-Mischbatterie, umfassend:

- einen Mischbatterie-Körper;
- einen Einlass warmen Fluids, einen Einlass kalten Fluids und einen Auslass gemischten Fluids;
- eine Thermostat-Regelvorrichtung, die im Inneren des Körpers angeordnet ist und mit den Fluid-Einlässen und dem Fluid-Auslass fluidisch verbunden ist;

Gemäß vorteilhaften, aber nicht obligatorischen Aspekten der Erfindung kann eine derartige Thermostat-Mischbatterie eins oder mehrere der folgenden Merkmale integrieren, die allein oder in allen zulässigen technischen Kombinationen herangezogen werden:

- Die Regelvorrichtung ist in eine Baugruppe integriert, die einen Hauptkörper und eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses einschließt, wobei die Baugruppe im Inneren des Mischbatterie-Körpers koaxial mit diesem Mischbatterie-Körper angeordnet ist, wogegen der Hauptkörper von den inneren Wänden des Mischbatterie-Körpers durch eine trockene Zone getrennt ist, und die Vorrichtung eine elektrische Verbindung aufweist, die den elektronischen Schaltkreis mit den Sensoren verbindet, wobei diese elektrische Verbindung in der trockenen Zone angeordnet ist.
- Die Regelvorrichtung ist in eine Baugruppe integriert, die einen Hauptkörper und eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses einschließt, wobei die Baugruppe im Inneren des Mischbatterie-Körpers angeordnet ist, und der der Regelvorrichtung zugeordnete elektronischen Verarbeitungsschaltkreis ist im Inneren des Hauptkörpers.

Die Erfindung wird besser verstanden werden und ihre weiteren Vorteile werden durch die folgende Beschreibung einer Ausführungsform einer instrumentierten Thermostat-Regelvorrichtung klarer, die ausschließlich beispielhaft gegeben wird und sich auf die Zeichnungen in der Anlage bezieht, von denen:

- die 1 eine schematische Darstellung einer Mischbatterie ist, die mit einer instrumentierten Thermostat-Regelvorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung ausgestattet ist;
- die 2 ein synoptisches Schema einer Thermostat-Regelvorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist;
- die 3 und 4 Schnittansichten eines Abschnitts einer Thermostat-Regelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- die 5 und 6 Schnittansichten eines Abschnitts einer Thermostat-Regelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind;
- die 7 und 8 Schnittansichten eines Abschnitts einer Thermostat-Regelvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind.

Die 1 zeigt ein Beispiel einer Thermostat-Mischbatterie 2 für die Ausgabe eines Fluids wie Wasser.
Das ausgegebene Fluid, bezeichnet als „gemischtes Fluid“ oder „Mischfluid“, wird durch Mischen eines Stroms warmen Fluids und eines kalten Fluids erhalten.
Beispielsweise ist die Mischbatterie 2 zum Anbringen in einer Anlage zur Ausgabe von Brauchwasser wie eine Dusche, eine Badewanne, ein Ausguss oder ein Waschbecken bestimmt.
Bei dieser Ausführungsform weist die Mischbatterie 2 einen Körper 4, einen Einlass warmen Fluids 6, einen Einlass kalten Fluids 8 und einen Auslass gemischten Fluids 10, einen Drehknopf 12 zum Einstellen der Temperatur und einen Drehknopf 14 zum Einstellen des Durchflusses gemischten Fluids auf, das aus dem Auslass 10 austritt.
Beispielsweise weist der Körper 4 eine hohle rohrförmige Form auf, die sich entlang einer Längsachse erstreckt. Die Knöpfe 12 und 14 sind an den Enden des Körpers 4 angebracht, koaxial zum Körper 4, und sind um diese Längsachse rotatorisch bewegbar.
Optional ist der Knopf 12 mit einem Verriegelungsorgan 13 versehen, das manuell betätigbar ist und erlaubt, die Rotation des Knopfs 12 selektiv zu blockieren. Der Knopf 14 kann ebenfalls mit einem ähnlichen Verriegelungsorgan versehen sein.
Die Mischbatterie 2 kann alternierend in einem als „durchflossen“ bezeichneten Zustand sein, in dem das gemischte Fluid durch den Auslass 10 austritt, oder in einem als „nicht durchflossen“ bezeichneten Zustand, in dem kein Fluid durch den Auslass 10, austritt, obwohl die Mischbatterie 2 durch die Einlässe 6 und 8 mit Fluid versorgt wird.
Die Mischbatterie 2 umfasst zu diesem Zweck eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses, die von dem Drehknopf 14 gesteuert wird, die erlaubt, das Fließen von Fluid in der Mischbatterie 2 zu unterbrechen oder, alternierend, zu gestatten, um diese selektiv zwischen den Zuständen durchflossen und nicht-durchflossen umzuschalten. Beispielsweise ist die Durchfluss-Regelvorrichtung ein Keramikscheibensystem.
Die Mischbatterie 2 weist ebenfalls eine Thermostat-Regelvorrichtung 16 auf, die im Inneren der Mischbatterie 2 untergebracht ist, beispielsweise im Körper 4.
Die Vorrichtung 16 erlaubt, die Ströme warmen und kalten Fluids zu mischen, die von den Einlässen 6 und 8 kommen, um einen Strom gemischten Fluids zu erhalten, dessen Temperatur einer eingestellten Temperatur entspricht, die von einem Benutzer mittels des Knopfs 12 gewählt wurde.
Die Vorrichtung 16 wird als „Thermostatvorrichtung“ in dem Sinne bezeichnet, dass sie erlaubt, die Temperatur des gemischten Fluids auf einen konstanten und regulierbaren Wert einzustellen, unabhängig von den jeweiligen Druck- und Temperaturschwankungen des eintretenden warmen und kalten Fluids und vom Durchfluss des austretenden Fluids, und dies in einem bestimmten Druck- und Durchflussbereich.
Die 2 zeigt ein Beispiel der Vorrichtung 16 in vereinfachter Darstellung.
Die Vorrichtung 16 umfasst einen Einlass warmem Fluids, einen Einlass kalten Fluids und einen Auslass gemischten Fluids. Diese Einlässe und dieser Auslass werden jeweils mit den Einlässen 6, 8 und dem Auslass 10 in Fluidkommunikation versetzt, wenn die Vorrichtung 16 im Inneren der Mischbatterie 2 angebracht ist.
Im Folgenden entsprechen die Fluideinlässe der Mischbatterie 2 denen der Regelvorrichtung 16, um die Beschreibung zu vereinfachen. Letztere haben demzufolge kein numerisches Bezugszeichen und werden nicht detailliert beschrieben.
„Fhot“ ist der Strom warmen Fluids aus dem Einlass 6, „Fcold“ der Strom kalten Fluids aus dem Einlass 8 und „Fmix“ der Strom gemischten Fluids, der sich aus dem Gemisch der Ströme Fhot und Fcold ergibt, wobei der Strom Fmix bestimmt ist, aus dem Auslass 10 auszutreten.
In Erweiterung wird die Unterscheidung zwischen durchflossener und nicht-durchflossener Zustand in der restlichen Beschreibung ebenfalls auf die Vorrichtung 16 angewendet.
Gemäß Ausführungsformen weist die Vorrichtung 16 einen länglichen Körper auf, der sich gemäß einer Längsachse X16 erstreckt. Beispielsweise, wenn die Vorrichtung 16 im Körper 4 eingebaut ist, ist die Längsachse X16 parallel zu oder fällt mit der Längsachse des Körpers 4 zusammen.
Beispielsweise ist der Körper der Vorrichtung 16 aus Kunststoffmaterial hergestellt.
Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung 16 bestimmt, der zuvor definierten Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses zugeordnet zu sein, um eine Thermostatbaugruppe oder Thermostateinheit zu bilden, die bestimmt ist, die Mischbatterie 2 auszustatten.
Die Vorrichtung 16 weist eine Apparatur 20 zum Mischen der Ströme Fhot und Fcold und Einstellen der Temperatur des gemischten Fluids Fmix auf.
Die Apparatur 20 ist hier mechanisch an den Knopf 12 gekoppelt, um die Auswahl einer Einstelltemperatur durch einen Benutzer zu erlauben.
Beispielsweise ist diese Apparatur 20 aus Thermostat-Regelkomponenten thermomechanischen Typs wie beispielsweise mittels einer vormontierten Thermostatkartusche hergestellt.
Die Aufgabe und die Funktion derartiger Thermostat-Regelkomponenten thermomechanischen Typs sind bekannt und in den Patenten FR2774740 , FR2869087 und FR2921709 beschrieben, die im Namen der Firma VERNET SA eingereicht wurden.
Die Vorrichtung 16 ist hier instrumentiert, wie man sagt, was bedeutet, dass sie ferner elektronische Mess- und Verarbeitungsmittel aufweist, um Daten zu sammeln und zu übertragen, die sich auf die Verwendung der Mischbatterie 2 beziehen.
Die Vorrichtung 16 weist somit einen ersten Temperatursensor 22 auf, um die Temperatur T1 des Stroms kalten Fluids Fcold zu messen, einen zweiten Temperatursensor 24, um die Temperatur T2 des gemischten Stroms Fmix zu messen, einen Sensor 26, um den Durchfluss Q des gemischten Stroms Fmix zu messen, sowie einen elektronischen Verarbeitungsschaltkreis 28.
Der elektronische Schaltkreis 28 umfasst einen programmierbaren elektronischen Rechner 30, einen Stromversorgungskreis, auch als Leistungsstufe 32 bezeichnet, und eine Funk-Kommunikationsschnittstelle 34 sowie eine elektrische Verbindung 36.
Die Leistungsstufe 32 weist eine Energiereserve 38 auf. Der Rechner 30 weist hier eine logischen Recheneinheit 40, einen Informatikspeicher 42 und eine elektronische Uhr 44 auf. Die Schnittstelle 34 weist eine Funkantenne 46 auf. Die Schnittstelle 34 erlaubt insbesondere, eine Kommunikation zwischen dem Schaltkreis 28 und einem Benutzer-Endgerät 48 oder mit einen entfernten IT-Server 50 zu gewährleisten.
Im Folgenden wird der Begriff „Benutzervorrichtung“ verwendet, um entweder das Benutzer-Endgerät 48 oder den entfernten IT-Server 50 zu bezeichnen.
Der Schaltkreis 28 ist zum Sammeln der von den Sensoren der Vorrichtung 16 gemessenen Informationen und zur Übertragung dieser Informationen nach außerhalb der Mischbatterie 2 bestimmt, beispielsweise zu den Vorrichtungen 48 oder 50, mittels der Kommunikationsschnittstelle 34.
Die elektrische Verbindung 36 verbindet den Schaltkreis 28 mit mindestens einem Teil der Sensoren, die dem Schaltkreis 28 zugeordnet sind, elektrisch, insbesondere mit den Sensoren 24 und 26. Sie erlaubt insbesondere, Energie zu befördern und Daten zu übertragen.
Somit bilden die Sensoren 22, 24 und 26 und der Schaltkreis 28 gemeinsam die erwähnten elektronischen Mess- und Verarbeitungsmittel.
Damit wird insbesondere verständlich, dass der Schaltkreis 28 hier nicht die Thermostatregelung übernimmt, da diese von der Apparatur 20 gewährleistet wird.
Die Komponenten des Schaltkreises 28 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 detaillierter beschrieben.
Vorzugsweise ist der zweite Temperatursensor 24 eine Keramiktechnologie-Temperatursonde mit negativem Temperaturkoeffizienten. Diese Technologie hat den Vorteil, zuverlässig und wirtschaftlich zu sein.
Gemäß Ausführungsvarianten kann der erste Temperatursensor 22 weggelassen werden. Wenn er jedoch verwendet wird, nutzt der Temperatursensor 22 vorzugsweise eine Technologie, die zu der des Temperatursensors 24 analog ist.
In einer Variante ist der Temperatursensor 24 ein Thermoelement.
Der zweite Temperatursensor 24 befindet sich hier nach der Apparatur 20, wogegen sich der erste Temperatursensor 22 vor der Apparatur 20 nach dem Einlass 8 befindet. Die Begriffe „nach“ und „vor“ sind in Bezug auf die Fließrichtung der Fluidströme zum Auslass 10 definiert.
Der Durchflusssensor 26 ist zum Messen des Durchflusses Q des Stroms gemischten Fluids Fmix im Auslass der Apparatur 20 geeignet, bevor dieser Strom aus dem System 16 und der Mischbatterie 2 durch den Auslass 10 austritt.
Vorzugsweise ist der Sensor 26 ein Turbinen-Durchflussmesser, der in der Vorrichtung 16 derart eingerichtet ist, dass er von dem Fluidstrom Fmix durchquert wird, wenn die Mischbatterie 2 im Durchflusszustand ist.
Die Verwendung eines Turbinen-Durchflussmesser ist besonders vorteilhaft, da dies erlaubt, auf der Basis des Fließens von Fluid Fmix Energie zu erzeugen. Mit anderen Worten, der Sensor 26 dient sowohl als Durchflusssensor als auch als Energieerzeuger. Die derart erzeugte Energie wird verwendet, um die Stufe 32 zu versorgen und insbesondere, um die Energiereserve 38 aufzuladen.
Beispielsweise erzeugt die Turbine 26 eine elektrische Spannung „Vt“, wenn der Fluidstrome Fmix durch die Turbine 26 zirkuliert. Diese Spannung wird sowohl als Stromquelle als auch als Signal verwendet, das eine Information über den Durchfluss Q gibt, wie später erklärt werden wird.
In der folgenden Beschreibung wird der Sensor 26, wenn er ein Turbinen-Durchflussmesser ist, mit dem Begriff „Turbine 26“ bezeichnet.
In besonders bevorzugter Weise ist die Turbine 26 eine axiale Mikroturbine.
Beispielsweise umfasst eine derartige axiale Mikroturbine einen hohlen zylindrischen Körper, der einen Stator bildet und einen Rotor, der mit einer oder mehreren Schaufeln versehen ist, der im Inneren des Stators eingerichtet ist und um eine Rotationsachse dreht, die der Längsachse des Stators entspricht. Der Rotor wird also dann in Rotation versetzt, wenn das Fluid Fmix durch die Mikroturbine zirkuliert. Die Mikroturbine umfasst ebenfalls einen elektromagnetischen Schaltkreis, um eine elektrische Auslassspannung zu erzeugen, wenn der Rotor dreht. Die Rotationsachse des Rotors fällt hier mit der Längsachse X16 zusammen.
Vorzugsweise ist der zweite Temperatursensor 24 im Inneren der Turbine 26 integriert.
Ein Beispiel für eine derartige Turbine 26 vom Typ axiale Mikroturbine ist die axiale Mikroturbine, die von der Firma TOTO hergestellt wird und in der Patentschrift JP 2007 - 274858 A beschrieben ist.
Die Verwendung einer axialen Mikroturbine ist vorteilhaft, da sie einen guten Kompromiss zwischen dem Platzbedarf der Turbine 26 und der Qualität des von der Turbine bereitgestellten elektrischen Spannungssignals bietet, insbesondere beim Erhalt einer zufriedenstellenden Linearität des Signals trotz Durchflussschwankungen und hydraulischen Fluid-Lastverlusts.
Beispielsweise erfolgt die Messung des Durchflusses Q indirekt durch Berechnungen auf der Basis von Merkmalen des durch die Turbine 26 gemessenen elektrischen Signals (von Merkmalen wie z. B. Frequenz und/oder Amplitude und/oder Momentanleistung) und/oder von Merkmalen der von der Leistungsstufe 32 erhaltenen Ladeleistung, wobei diese Berechnungen vorher festgelegte Gleichungen verwenden, beispielsweise algebraische Gleichungen oder zuvor gespeicherte Kartographien.
Beispielsweise wird die Berechnung mittels des Rechners 30 durchgeführt.
In einer Variante wird diese Verarbeitung durch einen speziellen logischen oder analogen Schaltkreis durchgeführt, der in der Turbine 26 derart integriert ist, dass ein Signal, das für den Durchfluss Q repräsentativ ist, einfach auf einem geeigneten Auslass der Turbine 26 unabhängig von der Spannung Vt gesammelt wird.
Gemäß alternativen Ausführungsvarianten der Erfindung wird die Turbine 26 weggelassen. Der Durchflusssensor 26 ist demzufolge nicht notwendigerweise zur Energieerzeugung imstande.
Gemäß anderen, nicht veranschaulichten Varianten weist die Regelvorrichtung eine hydraulische Turbine auf, die beispielsweise der zuvor beschriebenen Turbine ähnelt, die nur zur Bereitstellung einer elektrischen Versorgung dient, um die Energiereserve 38 mit Strom zu versorgen, wobei die Durchflussmessung von einem speziellen Durchflusssensor 26 durchgeführt wird, der sich von der Turbine unterscheidet.
Beispielsweise ist der Sensor 26 ein Ultraschall-Durchflussmesser oder ein elektromagnetischer Durchflussmesser oder ein Differentialdrucksensor in Kombination mit einer Vorrichtung vom Typ „Pitotrohr“ oder „Venturirohr“.
Optional kann die Vorrichtung 16 einen nicht dargestellten zusätzlichen Durchflusssensor aufweisen, der dazu eingerichtet ist, den Durchfluss Q zu messen und den Sensor 26 unterstützt. In der Praxis kann es nämlich vorkommen, dass, wenn eine Turbine als Sensor 26 verwendet wird, die Turbine nicht dreht, wenn der Durchfluss des Stroms Fmix unter einer Anlaufschwelle liegt, die insbesondere vom speziellen elektromagnetischen Drehmoment der Turbine abhängt. Es gibt Mittel, um diese Anlaufschwelle abzusenken, die jedoch die Reduzierung der von der Turbine bereitgestellten elektrischen Leistung zur Folge haben.
Somit erlaubt der zusätzliche Durchflusssensor, wenn kein zufriedenstellender Kompromiss gefunden werden kann, den Durchfluss Q während der Startphasen zu messen, bei denen sich die Turbine 26 nicht dreht. Vorzugsweise wird dieser zusätzliche Sensor dann nicht mehr verwendet, wenn der Durchfluss des Stroms Fmix ausreicht, dass sich die Turbine 26 dreht. Der Schaltkreis 28 ist demzufolge zur Verarbeitung des zusätzlichen Signals geeignet, das von diesem Durchflusssensor bereitgestellt wird.
Beispielsweise ist dieser zusätzlich Durchflusssensor bei Nutzung des Durchflusssensors hergestellt, der in der Anmeldung FR 3019876 A1 beschrieben ist. In einer Variante kann man eine der oben beschriebenen alternativen Durchflussmessertechnologien verwenden. Der zusätzliche Durchflusssensor ist beispielsweise in Bezug auf das Fließen des Fluids Fmix in Reihe mit der Turbine 26 platziert.
Jetzt wird die Leistungsstufe 32 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Sie ist zur elektrischen Versorgung der Komponenten des elektronischen Schaltkreises 28 und insbesondere zur elektrischen Versorgung des Rechners 30 und der Schnittstelle 34 mit einer konditionierten und stabilisierten elektrischen Spannung wie einer Gleichspannung, beispielsweise einer Gleichspannung mit einer Amplitude von gleich 3,3 Volt, bestimmt.
Zu diesem Zweck weist die Leistungsstufe 32 mindestens einen Stromwandler auf, um die von der Turbine 26 empfangenen Wechselspannungen in Gleichspannungen umzuwandeln, die in der Energiereserve 38 speicherbar sind und/oder die anderen Komponenten des Schaltkreises 28 direkt versorgen können.
Beispielsweise umfasst die Leistungsstufe 32 einen ersten AC/DC-Stromwandler vom Typ Gleichrichter, um die von der Turbine 26 bereitgestellte elektrische Spannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, die die Energiereserve 38 versorgt, und einen zweiten DC/DC-Stromwandler vom Typ Lift, um die an den Klemmen der Energiereserve 38 verfügbare elektrische Spannung in eine stabilisierte Gleichspannung umzuwandeln, die zur Versorgung des restlichen Schaltkreises 28 bestimmt ist.
In einer Variante kann der Stromwandler / können die Stromwandler in einen speziellen Leistungsschaltkreis integriert sein, der der Turbine 26 zugeordnet ist.
Bei den Ausführungsformen, bei denen der Sensor 26 keine Turbine ist und nicht imstande ist, Energie zu erzeugen, sind die Leistungsstufe 32 und der oder die Stromwandler entsprechend angepasst.
Bei diesem Beispiel weist die Energiereserve 38 mindestens einen Super-Kondensator 381, vorzugsweise mehrere Super-Kondensatoren 381 auf.
Die Verwendung von Super-Kondensatoren ist vorteilhaft, da sie platzsparend sind und eine längere Lebensdauer aufweisen als Akkubatterien. In der Praxis wird nämlich die Energiereserve 38 im Laufe der Zeit einer großen Anzahl von Lade- und Entladezyklen unterzogen, wobei diese Zyklen mit einer hohen Benutzungsfrequenz wiederholt werden, die der Benutzungsfrequenz der Mischbatterie 2 entspricht. Bei einer häuslichen Sanitäranlage kann eine derartige Mischbatterie 2 beispielsweise mehrere Dutzend Male, ja sogar mehrere Hundert Male in nur einem Tag geöffnet und dann wieder geschlossen werden. Die Lebensdauer der Super-Kondensatoren wird durch eine derartige Wiederholung von Zyklen weniger beeinträchtigt als die Lebensdauer der bekannten Batterien.
Darüber hinaus weist die Reserve 38 gemäß optionalen und vorteilhaften Ausführungsformen ferner eine nicht wieder aufladbare Batterie 382 auf, die bestimmt ist beansprucht zu werden, um die Versorgung wesentlicher Funktionen des Schaltkreises 28 zu sichern, wenn der oder die Super-Kondensatoren entladen sind.
Eine derartige Batterie bietet den Vorteil eines geringen Platzbedarfs. Dass sie nicht wieder aufladbar ist, ist nicht nachteilig, da sie nur als Pannenhilfe vorgesehen ist, wenn der oder die Super-Kondensatoren entladen sind, und darüber hinaus zur Versorgung des Schaltkreises 28, wenn er wesentliche Funktionen erfüllt, die weniger Energie benötigen als die eigentlichen Funktionen des Schaltkreises 28.
So wird verständlich, dass bei einigen Ausführungsformen die Reserve 38 aus der Kombination mehrerer Energiespeichermittel unterschiedlicher Technologie gebildet ist, die voneinander unabhängig in Abhängigkeit von den Umständen beanspruchbar sind, um einen Teil oder den gesamten Schaltkreis 28 zu versorgen.
In vorteilhafter Weise weist die Leistungsstufe 32 eine nicht dargestellte Energieverwaltungsvorrichtung auf, die zur Steuerung des Zugriffs und der Funktion der Reserve 38 bestimmt ist, insbesondere während der Wiederaufladephasen der Reserve 38. Die Energieverwaltungsvorrichtung ist beispielsweise mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung ausgeführt, beispielsweise durch einen programmierbaren logischen Schaltkreis oder durch jedes andere äquivalente Mittel, das sich vorzugsweise von dem Rechner 30 unterscheidet.
In einer Variante werden diese Funktionen von dem Rechner 30 gewährleistet.
In vorteilhafter Weise ist der Schaltkreis 28 zwischen einem normalen Betriebsmodus normal und einem Standby-Modus umschaltbar, in dem bestimmte Funktionen des Schaltkreises 28 deaktiviert sind, um den Stromverbrauch zu reduzieren.
Dies erlaubt, den Stromverbrauch des Schaltkreises 28 zu optimieren und demzufolge die Autonomie der Energiereserve 38 zu schonen.
Der Standby-Modus ist aktiviert, sobald die Mischbatterie 2 nicht verwendet wird, beispielsweise nach Ablauf einer Zeit nach dem Wechsel in den nicht-durchflossen Zustand jenseits eines vorher festgelegten Grenzwerts. Jedoch sind weitere Verwaltungsstrategien möglich.
Damit kann der Schaltkreis 28 „geweckt“ werden, das heißt, automatisch aus seinem Standby-Modus in seinen normalen Betriebsmodus wechseln, wenn die Mischbatterie 2 aus dem nicht-durchflossenen Zustand in den Durchflusszustand wechselt.
Gemäß einem Beispiel werden die Verwaltungsfunktionen des normalen oder Standby-Betriebsmodus von der zuvor beschriebenen Energieverwaltungsvorrichtung gewährleistet.
Beispielsweise ist diese Energieverwaltungsvorrichtung geeignet, um den durchflossenen oder nicht-durchflossen Zustand auf der Basis von Durchfluss-Informationen Q zu ermitteln, die von der Turbine 26 oder allgemeiner von dem Sensor 26 bereitgestellt werden.
Gemäß anderen Ausführungsvarianten der Erfindung werden die Super-Kondensatoren 381 weggelassen. Die Energiereserve 38 weist anstelle einer Batterie wiederaufladbarer elektrischer Akkumulatoren auf, beispielsweise der Lithium-Ionen-Technologie oder der Nickel-Metallhydrid-Technologie. Diese Batterie wird vorzugsweise gemeinsam mit der Turbine 26 derart verwendet, dass sie von der Turbine 26 wiederaufgeladen wird. Sie kann jedoch in einer Variante mit anderen Wiederauflademitteln kombiniert werden.
Gemäß weiteren Varianten ist die Energiereserve 38 eine nicht wieder aufladbare elektrische Batterie wie eine elektrische Batterie der Lithium-MnO₂-Technologie oder der Lithium-SOCl₂-Technoiogie. Mit anderen Worten, die Energiereserve 38 kann dann nicht wieder aufgeladen werden.
Gemäß einer anderen Variante ist die Leistungsstufe 32 für eine elektrische Versorgung durch ein elektrisches Netz vom Typ Stromnetz geeignet. Wenn die Energiereserve 38 mindestens teilweise wiederaufladbar ist, wird die erneute Aufladung dank der Energie durchgeführt, die von diesem elektrischen Netz bereitgestellt wird.
Jetzt wird ein Beispiel des elektronischen Rechners 30 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Die logische Einheit 40 ist hier ein Mikroprozessor oder ein programmierbarer Mikrocontroller.
Bei diesem Beispiel umfasst der Speicher 42 einen nicht flüchtigen Speicher, beispielsweise ein Speichermodul vom Typ Flash oder einer anderen äquivalenten Technologie. Der Speicher 42 kann ferner einen flüchtigen Arbeitsspeicher vom Typ RAM für „Random Access Memory“ auf Englisch einschließen.
Der Speicher 42 speichert ausführbare Softwarebefehle, um den Betrieb des Rechners 30 und des Schaltkreises 28 zu sichern, wenn diese Befehle von der logischen Einheit 40 ausgeführt werden. Beispielsweise bilden diese ausführbaren Befehle eine Mikro-Software oder eine eingebaute Software des Rechners 30.
Allgemein ist der Rechner 30 programmiert, um die Daten zu sammeln, die von den Sensoren kommen und sie im Speicher zu speichern und sie sogar zu verarbeiten, bevor Sie an die Vorrichtung 48 oder 50 weitergeleitet werden.
Gemäß einem Aspekt ist der Rechner 30 vorzugsweise mindestens programmiert, um Werte der folgenden physikalischen Größen auf der Basis der Rohdaten bereitzustellen, die mit Hilfe der Sensoren 22, 24 und 26 gemessen wurden: die Temperatur T2 des gemischten Fluids, den Durchfluss Q des gemischten Fluids, ja sogar die Temperatur T1 des kalten Fluids, und dies für jedem Moment t, in welchem die Vorrichtung 16 im Durchflusszustand ist.
Diese Werte sind beispielsweise Momentanwerte oder Mittelwerte über ein vorher festgelegtes Zeitintervall, beispielsweise über einen Benutzungszyklus der Mischbatterie 2.
Im Sinne der vorliegenden Beschreibung wird mit „Benutzungszyklus“ eine Abfolge von durchflossenen und nicht-durchflossenen Zuständen der Mischbatterie 2 bezeichnet, wobei diese Abfolge beispielsweise von einem Benutzer durchgeführt wird, um eine spezielle Verwendung durchzuführen.
Beispielsweise beginnt ein Benutzungszyklus, wenn die Mischbatterie 2 in den Durchflusszustand betätigt wird, nachdem sie während einer Dauer über einem vorher festgelegten Grenzwert, bezeichnet als „Grenzwert der Stoppdauer“, im nicht-durchflossen Zustand war. Der Benutzungszyklus endet am Ende des letzten Durchflusszustands, das heißt, des ersten Durchflusszustands, dem ein nicht-durchflossener Zustand einer Dauer folgte, die größer oder gleich dem Stoppdauer-Grenzwert ist.
Anders gesagt, zwei aufeinanderfolgende Verwendungen der Mischbatterie 2, die durch eine Pause getrennt sind, in der die Mischbatterie nicht verwendet wird, das heißt, in der sie im nicht durchflossenen Zustand ist, werden als Teil desselben Benutzungszyklus betrachtet, wenn die Dauer der Pause ausreichend kurz ist.
Veranschaulicht wird das durch das Beispiel eines Benutzungszyklus, der einer Dusche entsprechen kann, die ein Benutzer nimmt, wobei diese Dusche durch punktuelle Stopps begrenzter Dauer unterbrochen sein kann.
Die Berechnung der Messmomente t und das Zählen der Dauern werden hier anhand der Uhr 44 durchgeführt.
Gemäß einem anderen Aspekt ist der Rechner 30 in vorteilhafter Weise programmiert, um die Berechnung in Echtzeit der Energiemenge, bezeichnet als E, zu erlauben, die notwendig ist, um das warme Fluid für eine bestimmte Verwendung zu erwärmen, beispielsweise, um eine Dusche zu ermöglichen.
Die Energie E entspricht beispielsweise der Energie, die notwendig ist, um ein Volumen kalten Wassers zu erwärmen, um genug warmes Wasser zu haben, damit ein Benutzer eine Dusche nehmen kann.
Es ist klar, dass für die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen der Fall einer Dusche ein nicht beschränkendes Beispiel ist und dass der Rechner 30 ebenfalls programmiert sein kann, um derartige Berechnungen für andere Arten der Anwendung als eine Dusche durchzuführen und insbesondere für andere Fluide als Wasser.
Diese Funktion ist besonders vorteilhaft, wenn die Mischbatterie 2 als Teil einer Wasserverteilungsanlage vorgesehen ist, die eine Vorrichtung zum Erzeugen von warmem Brauchwasser aufweist wie ein Wassererhitzer oder ein Warmwasserspeicher, die von einem beispielsweise haustechnischen Steuerungssystem gesteuert wird.
Eine derartige Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung erwärmt kaltes Wasser, das in typischer Weise von derselben Quelle stammt, die auch den Einlass 8 versorgt. Damit wird verständlich, dass sich diese Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung vor dem Einlass 8 der Mischbatterie 2 befindet.
Die mit der Vorrichtung 16 gesammelten Informationen werden somit von dem haustechnischen Steuerungssystem verwendet, um die Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung so zu steuern, dass der Energieverbrauch optimiert wird.
Gemäß einer ersten Möglichkeit berechnet der Rechner 30 direkt die Energie E in Echtzeit auf der Basis der gemessenen Daten und in Abhängigkeit von vorher festgelegten Formeln.
Gemäß einer anderen Möglichkeit berechnet der Rechner 30 nicht direkt die Energie E, sondern eher Übergangsgrößen. Diese Übergangsgrößen werden dann von einer äußeren Rechenvorrichtung, beispielsweise innerhalb des haustechnischen Steuerungssystems, verwendet, um die Energie E zu berechnen.
Beispielsweise werden die nachfolgend definierten Größen X und Y von dem Rechner 30 automatisch berechnet, beispielsweise in Echtzeit für jeden Benutzungszyklus: $X = \sum_{i = 1}^{n} T m_{i} \times Q_{i}$
und $Y = \sum_{i = 1}^{n} Q_{i}$
wobei „i“ ein Index ist, der jede Messprobenahme identifiziert, „n“ eine Zahl gleich der Gesamtanzahl von Messproben für den Benutzungszyklus ist, „Tmi“ der Temperaturwert T2 für den Moment ist, der der Messprobe i entspricht, und „Qi“ der Wert des Durchflusses Q für den Moment ist, der der Messprobe i entspricht.
Die Energie E wird dann auf der Basis dieser Größen X und Y und auf der Basis einer Information über den Kaltwasser-Temperaturwert vor der Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung separat berechnet.
Beispielsweise wird die Energie E mittels der folgenden Formel berechnet:

E = Q x Cv x (X - Y x Tfe), wobei Cv die volumenmäßige thermische Kapazität des Wassers ist.

Gemäß einer Variante ist der Rechner 30 in vorteilhafter Weise programmiert, um die Kaltwasser-Temperatur „Tfe“ vor der Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung zu schätzen.
In der Praxis kann sich diese Temperatur Tfe von der Kaltfluid-Temperatur T1 unterscheiden, die vom ersten Temperatursensor 22 gemessen wird, insbesondere, wenn die Mischbatterie 2 lange im nicht durchflossenen Zustand war, woraus das Interesse resultiert, sich nicht mit der Messung der Temperatur T1 zufriedenzugeben.
Aufgrund des thermischen Austauschs mit der Umgebung kann nämlich das kalte Wasser, das in der Mischbatterie 2 im Bereich des Sensors 22 vorhanden ist, eine Temperatur aufweisen, die sich spürbar von der des kalten Wassers unterscheidet, das oberstromig zu der Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung gelangt, insbesondere zu Beginn einer Benutzungsphase der Mischbatterie 2.
Gemäß einem ersten Beispiel wird geschätzt, dass die Temperatur Tfe für einen Benutzungszyklus gleich dem Mindest-Temperaturwert T1 während dieses Benutzungszyklus ist.
Gemäß einem zweiten Beispiel wird geschätzt, dass die Temperatur Tfe gleich dem Mindest-Temperaturwert T1 ist, gemessen während aller Benutzungszyklen der Mischbatterie 2 während einer vorher festgelegten Dauer, wobei diese Dauer von einem Tag bis zu einigen Monaten reichen kann.
In einer Variante kann anstelle der Schätzung ein vorher festgelegter Temperaturwert Tfe herangezogen werden, beispielsweise ein von einem Benutzer eingegebener Parameter, oder ein regionaler, werksseitig vorher festgelegter Parameter. In einer Variante, wenn dem haustechnischen Steuerungssystem der Temperaturwert Tfe des kalten Wassers bekannt ist, das in die Erzeugungsvorrichtung eintritt, beispielsweise weil diese mit einem speziellen Temperatursensor gemessen wird, kann dieser Wert dem Rechner 30 bereitgestellt werden; eine Schätzung ist dann nicht mehr notwendig.
Somit ist der elektronische Verarbeitungsschaltkreis 28 programmiert, um die Energie E in Abhängigkeit insbesondere vom gemessenen Durchfluss, der Temperatur des gemischten Fluids und der Temperatur des kalten Fluids zu berechnen. Die Temperatur des kalten Fluids kann je nach Fall von dem ersten Temperatursensor 22 gemessen werden oder ein vorher festgelegter Wert sein, der im Speicher gespeichert ist, beispielsweise wenn die Regelvorrichtung 16 keinen ersten Temperatursensor 22 hat.
Gemäß einem anderen Aspekt ist der Rechner 30 in vorteilhafter Weise programmiert, um zusammenfassende Daten und Benutzungsstatistiken der Mischbatterie 2 zu berechnen, insbesondere auf der Basis der in Abhängigkeit von der Zeit gemessenen Durchfluss- und Temperaturdaten. Diese Berechnungen werden in Abhängigkeit von vorher festgelegten Regeln und in Abhängigkeit von Parametern durchgeführt, die von dem Benutzer veränderbar sind.
Beispielsweise ist der Rechner 30 dazu eingerichtet, im Hinblick auf eine Übertragung über die Schnittstelle 34 alle oder einen Teil der folgenden Daten zu speichern und/oder zu berechnen, die sich auf die Funktion in Echtzeit der Vorrichtung 16 beziehen:

- die Entwicklung der Temperatur T2 im Laufe der Zeit, hervorgegangen aus der Messung durch den zweiten Sensor 24;
- die Ausgabe einer Warnung, wenn die Temperatur T2 einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet;
- die Entwicklung des Durchflusses Q, hervorgegangen aus der Messung durch den Sensor 26;
- die Ausgabe einer Warnung, wenn der Durchfluss Q einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet;
- die von der Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung bereitgestellte Ia thermische Leistung P zum Erwärmen des kalten Wassers, wobei diese Leistung P mit der folgenden Formel berechnet wird:
- P = Q x Cv x (T2-Tfe), wobei Cv die volumenmäßige thermische Kapazität des Wassers ist, wobei diese Leistung momentan oder über eine vorher festgelegte Dauer gemittelt sein kann;
- die thermische Energie E, die der thermischen Leistung P entspricht, die von der Erzeugungsvorrichtung während eines Benutzungszyklus bereitgestellt wird;
- eine Schätzung der finanziellen Kosten, die der Erzeugung der thermischen Energie E für den Benutzungszyklus zugeordnet sind, wobei diese Schätzung auf der Basis des verbrauchten Wasservolumens, der verbrauchten Energie E und einer vorher festgelegten und dem Rechner 30 bekannten Stückkostenskala berechnet wird.

Beispielsweise ist der Rechner 30 ebenfalls geeignet, um alle oder einen Teil der folgenden zusammenfassenden Daten zu speichern und/oder zu berechnen, die sich auf einen Benutzungszyklus beziehen:

- Datum und Uhrzeit des Beginns und/oder des Endes des Benutzungszyklus;
- Dauer des Benutzungszyklus;
- Mittel-, minimaler und maximaler Wert der Temperatur T2 während des Benutzungszyklus;
- Mittel-, minimaler und maximaler Wert des Durchflusses Q während des Benutzungszyklus;
- verbrauchtes Wasservolumen während des Benutzungszyklus.

Beispielsweise können die so genannten Echtzeit-Daten während eines Benutzungszyklus kontinuierlich nach außen übertragen, aber auch vor einer späteren Übertragung gespeichert werden. Dem gegenüber können die Synthesedaten, die sich auf einen Benutzungszyklus beziehen, erst dann vollständig berechnet und dann übertragen werden, wenn der Benutzungszyklus beendet ist.
Damit wird verständlich, dass der Rechner 30 allgemein Daten in Echtzeit oder zeitversetzt nach außen schicken kann.
Wenn Daten nicht in Echtzeit übertragen werden, werden sie von dem Rechner 30 im Speicher zwecks einer späteren Übertragung gespeichert. Vorzugsweise werden sie nach dem Versand gelöscht, um ein Überlaufen des Speichers 42 zu vermeiden.
Gemäß einem anderen Aspekt ist der Rechner 30 in vorteilhafter Weise programmiert, um eine Funktion vom Typ „Blackbox“ zu implementieren, durch Speichern, in einem Permanentspeicher, beispielsweise im Speicher 42, der statistischen Daten, die für die Benutzung der Mischbatterie repräsentativ sind. Diese Daten sind zur späteren Verwendung bestimmt, wenn der Rechner 30 und/oder die Vorrichtung 16 ausfallen sollten, beispielsweise, um Ausfallmodi der Vorrichtung 16 bei Havarie zu analysieren, oder auch, um Angaben im Fall eines Vorkommnisses zu bestätigen oder aufzuheben, an dem ein Benutzer der Mischbatterie 2 beteiligt war, beispielsweise bei Verbrennung aufgrund einer zu hohen Fluidtemperatur.
Bei diesem Beispiel weisen die von dem Rechner 30 gespeicherten Daten auf:

- eine einzige Kennung des Rechners 30, umfassend beispielsweise eine Seriennummer, eine Nummer der Herstellungspartie, ein Herstellungsdatum;
- eine Kennung der Version der eingebauten Software, die von dem Rechner 30 verwendet wird;
- den maximalen und minimalen Wert der gemessenen Temperaturen T2 und gegebenenfalls T1 für verschiedene Messmomente im Laufe der Zeit;
- den maximalen und minimalen Wert des gemessenen Durchflusses Q für verschiedene Messmomente im Laufe der Zeit;
- die Anzahl der Benutzungszyklen der Vorrichtung 16.

Vorzugsweise ist der Rechner 30 programmiert, um die Verfälschung dieser gespeicherten Daten durch einen nicht autorisierten Benutzer zu verhindern.
Der Rechner 30 kann ebenfalls Daten, die sich auf die elektrische Versorgung beziehen, versenden, wie Statistiken, die sich auf die Funktion der Leistungsstufe 32 oder auf ein Ladeniveau der Energiereserve 38 und spezieller das Ladeniveau des oder der Super-Kondensatoren und/oder der nicht wiederaufladbaren Batterie, sofern zutreffend, beziehen.
Gemäß einem anderen Aspekt ist der Rechner 30 in vorteilhafter Weise programmiert, um eine Benutzerzugriffsschnittstelle zu implementieren, die erlaubt, den Datenaustausch zwischen dem Rechner 30 und dem Endgerät 48 oder dem Server 50 zu organisieren und zu regulieren, wenn mittels der Schnittstelle 34 eine Verbindung hergestellt ist. Damit erlaubt die Benutzerzugriffsschnittstelle einem autorisierten Benutzer und/oder oder einem Wartungsmechaniker, auf gemessene Daten zuzugreifen und/oder Parameter zu ändern, und zwar über eine Webseite (bei einem Fernserver 50) oder eine spezielle Anwendung (im Fall des Endgeräts 48).
Jetzt wird die Kommunikationsschnittstelle 34 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Die Schnittstelle 34 ist dank der Antenne 46 gemäß einem oder mehreren drahtlosen Kommunikationsprotokollen Hertzschen Typs kurzer Reichweite zur Kommunikation geeignet. Vorzugsweise wird hier das Protokoll „Bluetooth Low Energy“ verwendet, das den Transfer eines großen Datenvolumens erlaubt und mit einer großen Anzahl mobiler Kommunikationsvorrichtungen kompatibel ist.
Auf diese Weise kann sich die Schnittstelle 34 direkt mit einem Endgerät 48 verbinden, um Daten auszutauschen, sofern dieses Endgerät 48 eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle mit einer kompatiblen Technologie aufweist und sich dieses Endgerät 48 in einem Abstand von der Vorrichtung 16 befindet, der kleiner oder gleich der maximalen Reichweite der verwendeten Technologie ist.
Beispielsweise ist das Endgerät 48 ein mobiles Kommunikationsgerät wie ein Mobiltelefon oder ein Tablet oder ein tragbarer Computer.
In einer Variante ist das Endgerät 48 ein spezielles Endgerät, das in der Nähe der Fluidausgabeanlage installiert ist, beispielsweise ein Endgerät, das in einer Duschkabine installiert ist, in welcher die Mischbatterie 2 installiert ist. Dieses Endgerät ist dann vorzugsweise mit einem Anzeigebildschirm ausgestattet, um in Echtzeit Daten anzuzeigen, die sich auf die Verwendung der Mischbatterie 2 beziehen, insbesondere ausgewählt aus den zuvor festgelegten Daten wie Leistung P, Energie E oder finanzielle Kosten.
Gemäß anderen Varianten ist das Endgerät 48 ein in eine haustechnische Anlage integrierbares Modul und beispielsweise in die zuvor beschriebene Warmwasser-Erzeugungsvorrichtung oder in das Steuerungssystem integrierbar, das dieser zugeordnet ist. Diese Integration erlaubt, den Datenaustausch zu erleichtern, beispielsweise um Funktionsparameter der Vorrichtung 16 wie die Temperatur Tfe anzupassen.
In der Praxis kann die Schnittstelle 34 gleichzeitig mit mehreren Vorrichtungen 48 und/oder 50 verbunden sein.
Die Schnittstelle 34 gestattet ebenfalls eine Verbindung des Rechners 30 mit dem Fernserver 50 über eine zwischengestellte Verbindungsvorrichtung oder Konzentrator, der die Aufgabe eines Relais zwischen der Schnittstelle 34 und diesem Fernserver 50 übernimmt.
Beispielsweise ist das bei einem Fernserver 50 nützlich, der über das Kommunikationsprotokoll kurzer Reichweite nicht direkt erreichbar ist, jedoch über ein oder mehrere andere Datenaustauschnetzwerke erreicht werden kann, mit dem/denen die zwischengestellte Verbindungsvorrichtung verbunden ist. Hierbei kann es sich um das Internet oder ein Maschine-zu-Maschine-Kommunikationsnetzwerk vom Typ LoRaWAN oder vom Typ „ultra-narrow band“ wie das Protokoll SIGFOX® handeln. Die zwischengestellte Verbindungsvorrichtung ihrerseits ist mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle mit einer Technologie versehen, die mit der Schnittstelle 34 kompatibel ist, um mit dieser kommunizieren zu können.
In bestimmten Fällen kann das Endgerät 48 die Aufgabe einer zwischengestellten Verbindungsvorrichtung übernehmen.
Beispielen zufolge ist der Server 50 zum Sammeln und Analysieren der Daten geeignet, die von der Vorrichtung 16 übertragen werden, mit dem Ziel, die Verbrauchsgewohnheiten der Benutzer zu analysieren. Diese Analyse wird beispielsweise von einem Hersteller der Mischbatterie oder der Vorrichtung 16 oder von einem Diensteanbieter oder, bei einer Verwendung in einer kollektiven Wohneinrichtung, von einem Verwalter des Gebäudes durchgeführt.
Die Aufgabe dieser Analyse ist beispielsweise, einem Hersteller oder einem Betreiber Informationen bereitzustellen, die erlauben, ihre Produkte und Services zu verbessern, oder auch, Benutzern Informationen über ihren Verbrauch mit der Maßgabe bereitzustellen, diese zur Optimierung ihres Wasserverbrauchs anzuregen.
Gemäß einem anderen Beispiel erlaubt diese Analyse, häuslichen Unfällen vorzubeugen und/oder bei einem derartigen Unfall einzuschreiten. So wird in vorteilhafter Weise, wenn von dem Rechner 30 ein Alarm ausgelöst wird, beispielsweise bei einer zu hohen Temperatur T2, ein Warnsignal an das Endgerät 48 oder an den Server 50 geschickt. Als Antwort informiert dieses/dieser automatisch eine Personen-Assistenzeinheit.
In der Praxis kann der Datenaustausch zwischen dem Rechner 30 und einer Benutzervorrichtung 48 oder 50 allgemein entweder in einem eindirektionalen Kommunikationsmodus (hier vom Rechner 30 zu einer Vorrichtung 48 oder 50) oder in einem zweidimensionalen Kommunikationsmodus erfolgen.
Jetzt werden allgemein Ausführungsformen der physischen Integration des Schaltkreises 28 in die Vorrichtung 16 beschrieben. Besondere Ausführungsformen sind im Rahmen der Beispiele der 3 bis 8 beschrieben.
Vorzugsweise weist der Rechner 30 ebenfalls eine elektronische Karte 45 auf, die ein Substrat vom PCB umfasst, auf der die Komponenten des Rechners 30 angebracht sind, wie der Rechner 40, der Speicher 42 und die Uhr 44, ja sogar ebenfalls Komponenten der Leistungsstufe 32 und insbesondere die Komponente(n), die die Energiereserve 38 bildet/bilden.
Beispielsweise ist der Schaltkreis 28 in den Körper der Vorrichtung 16 integriert. Insbesondere ist der Schaltkreis 28 in vorteilhafter Weise im Inneren einer Aufnahme angeordnet, die Bereich eines Halters des Drehknopfs 12 eingerichtet ist.
Beispielsweise weist das Substrat, das in der elektronischen Karte 45 verwendet wird, eine Scheibenform mit einer zentralen Öffnung auf. Als veranschaulichendes Beispiel liegt der Durchmesser des Substrats in Scheibenform zwischen 3 cm und 5 cm. Der Durchmesser der zentralen Öffnung liegt zwischen 1 cm und 2 cm.
Gemäß Ausführungsformen weist die Vorrichtung 16 eine zylindrische Form mit einer Längsachse X16 auf. In einer montierten Konfiguration ist die Karte 45 senkrecht zu dieser Längsachse X16 ausgebildet. Die zentrale Aussparung erlaubt den Durchgang von Komponenten der Vorrichtung 16. Beispielsweise ist die Karte 45 koaxial um die Längsachse X16 angebracht, mit einem rotatorisch beweglichen Kopplungsabschnitt, der dem Drehknopf 12 zugeordnet ist, wobei dieser Abschnitt in der zentralen Öffnung verlaufen kann.
Die Verbindung 36 ist vorzugsweise eine Kabelverbindung. Sie kann Kabel oder eine starre vorgeformte Zunge aufweisen, in der Leiter eingerichtet sind.
Beispielsweise weist die Verbindung 36 vier Leiter auf. Zwei dieser Leiter verbinden die Turbine 26 mit dem elektronischen Schaltkreis 28, beispielsweise einer für die elektrische Masse und einer für die elektrische Phase, um einen elektrischen Strom bereitzustellen, der die Leistungsstufe 32 versorgt und aus dem eine Information über den Durchfluss Q extrahiert wird. Zwei andere dieser Leiter verbinden den Sensor 22 mit dem Schaltkreis 28, beispielsweise um eine Widerstandsmessung an den Klemmen des Sensors 22 durchzuführen, wenn der Sensor 22 eine Sonde mit negativem Temperaturkoeffizienten ist. Alternativ umfasst die Verbindung 36 einen drahtgebundenen Feldbus, beispielsweise vom Typ LIN für „Local Interconnect Network“.
Die Verbindung 36 ist in Öffnungen eingesetzt, die im Körper der Vorrichtung 16 ausgebildet sind. Alternativ wird sie bei der Herstellung der Vorrichtung 16 überformt.
Gemäß Varianten ist der Sensor 22 direkt auf der Karte 45 verbunden. Damit ist der Sensor 22 mit dem Rechner 30 unabhängig von der Verbindung 36 verbunden.
Die Abmessungen der Antenne 46 sind in Abhängigkeit von der Technologie angepasst, die verwendet wird, um mit den Vorrichtungen 48 und 50 zu kommunizieren.
Beispielsweise wird eine Halbwellen-Dipol-Antenne oder eine Viertelwellen-Antenne verwendet. Für eine Technologie vom Typ Bluetooth Low Energy, die mit einer Frequenz von 2,4 GHz arbeitet, beträgt die Länge der Antenne gleich 62,5 mm oder 31,25 mm.
Die Anordnung der Antenne 46 in der Vorrichtung 16 ist derart gewählt, dass vermieden wird, dass die Funkwellen von dem Metall blockiert werden, das Teil der Mischbatterie 2 ist, wodurch die Herstellung einer Kommunikation mit einer Vorrichtung 48, 50 verhindert werden würde, die sich außerhalb der Mischbatterie 2 befindet.
Vorzugsweise ist die Antenne 46 auf der Karte 45 angebracht. In einer Variante jedoch kann sie außerhalb der Vorrichtung 16 angebracht sein. Eine derartige Variante kann sich als notwendig erweisen, wenn die Vorrichtung 16 zu einer Verwendung in einer Mischbatterie 2 bestimmt ist, deren Körper 4 und/oder die Knöpfe 12 und 14 mit einem dekorativen Metall wie Chrom oder Gold beschichtet sind.
Die 3 und 4 zeigen eine Thermostat-Regelvorrichtung 16' gemäß einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung.
Die Elemente der Thermostat-Regelvorrichtung 16', die analog zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Thermostat-Regelvorrichtung 16 sind, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht detailliert beschrieben, wenn die obige Beschreibung auf sie übertragbar ist.
Genauer entsprechen die 3 und 4 Längsschnittansichten der Vorrichtung 16' in verschiedenen Schnittebenen.
Der Körper der Vorrichtung 16' trägt hier das Bezugszeichen 60. Er umfasst eine erste Muffe 62 und eine zweite Muffe 64, zwischen denen die Misch- und Thermostatregelungsapparatur 20 angeordnet ist. Die Muffen 62, 64 und die Apparatur 20 sind koaxial in Bezug auf die Achse X16 angeordnet und mechanisch miteinander verbunden.
Beispielsweise sind die Muffen 62 und 64 aus Kunststoffmaterial hergestellt.
Die Apparatur 20 liegt hier in Form einer vormontierten Kartusche mit einem Gehäuse vor, in dessen Inneren die inneren Komponenten angeordnet sind, die die Thermostatregelung durchführen. Die Apparatur 20 ist hier mittels einer bekannten Thermostatkartusche ausgeführt, die in dem Patent FR2869087 auf den Namen der Firma VERNET SA beschrieben ist.
Die Turbine 26 ist mit der zweiten Muffe 64 fest verbunden. Die Muffe 64 schließt ebenfalls den zweiten Temperatursensor 24 ein und optional den ersten Temperatursensor 22.
Die erste Muffe 62 weist einen Endabschnitt 63 auf, der eine innere Aufnahme V12 begrenzt. Mit anderen Worten, die Aufnahme V12 ist von einem Teil des Körpers der Regelvorrichtung begrenzt. Die Aufnahme V12 ist vor den Fluidströmen Fmix, Fcold, Fhot dicht geschützt. Der Schaltkreis 28 ist im Inneren dieser Aufnahme V12 untergebracht. Die Karte 45 ist beispielsweise auf dem Boden der Aufnahme V12 angebracht.
Die Verbindung 36 ist im Inneren der Muffen 62 und 64 eingerichtet. Wie zuvor angemerkt, kann die Verbindung 36 entweder in eine Aufnahme eingesetzt sein, die zu diesem Zweck bei der Konstruktion der Muffen 62 und 64 vorbereitet wurde, oder im Inneren der Muffen 62 und 64 durch Überformen bei der Konstruktion der Muffen 62 und 64 integriert sein.
Vorzugsweise ist eine Dichtung 66, beispielsweise eine torische Dichtung aus einem Elastomermaterial, an der Verbindung zwischen dem Endabschnitt 63 und dem Rest der Muffe 62 derart angeordnet, dass Wasserdichtigkeit gewährleistet ist.
Analog sind nicht dargestellte Dichtungselemente im Bereich der Verbindung der Muffen 62 und 64 ausgebildet, um zu vermeiden, dass das Fluid mit der Verbindung 36 in Kontakt kommt.
Der Endabschnitt 63 dient als Halter für die Montage des Drehknopfs 12. Jedoch dreht der Endabschnitt 63 nicht mit dem Knopf 12 und bleibt ohne Freiheitsgrad mit dem restlichen Körper 62 fest verbunden.
Dem gegenüber wird der Endabschnitt 63 von einem Kopplungsabschnitt durchquert, der den Drehknopf 12 mit einem rotierenden Steuerorgan der Apparatur 20 derart verbindet, dass die mechanische Kopplung zwischen dem Drehknopf 12 und der Apparatur 20 gesichert ist. Die zentrale Öffnung der Karte 45 wird von diesem Kopplungsabschnitt durchquert.
Abgesehen von diesen konstruktiven Unterschieden ist alles, was zuvor in Bezug auf die Arbeit des Schaltkreis 28 und der Sensoren 22, 24 und 26 beschrieben wurde, auf diese Ausführungsform übertragbar.
Die 5 und 6 zeigen eine Thermostat-Regelvorrichtung 16" gemäß einer zweiten besonderen Ausführungsform der Erfindung.
Die Elemente der Thermostat-Regelvorrichtung 16", die analog zu einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Thermostat-Regelvorrichtung sind, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht detailliert beschrieben, wenn die obige Beschreibung auf sie übertragbar ist.
Genauer entsprechen die 5 und 6 Längsschnittansichten der Vorrichtung 16" in verschiedenen Schnittebenen.
Der Körper der Vorrichtung 16" trägt hier das Bezugszeichen 70. Der Körper 70 umfasst eine erste Muffe 72 und eine zweite Muffe 74. Die Muffen 72 und 74 sind fest miteinander verbunden und sind koaxial in Bezug auf die Achse X16 angeordnet.
Analog sind nicht dargestellte Dichtungselemente im Bereich der Verbindung zwischen den Muffen 72 und 74 ausgebildet, um zu vermeiden, dass Fluid mit der Verbindung 36 in Kontakt kommt.
Die zweite Muffe 74 schließt die Turbine 26 und den zweiten Temperatursensor 24 ein. Die Muffe 74 ist damit eine so genannte instrumentierte Muffe.
Analog zur Muffe 62 der zuvor beschriebenen Vorrichtung 16' begrenzt die Muffe 72 eine innere Aufnahme V12, in deren Innerem der Schaltkreis 28 untergebracht ist. Auch hier, in dem veranschaulichten Beispiel, wird die zentrale Öffnung der Karte 45 von dem zuvor definierten Kopplungsabschnitt durchquert. Weitere Anordnungen sind jedoch möglich.
Ferner begrenzt die Muffe 72 in Innenvolumen V20, das zur Aufnahme der Apparatur 20 bestimmt ist.
Die inneren Komponenten, die die Apparatur 20 bilden und die die Thermostatregelung und die Fluidmischung gewährleisten, sind hier direkt im Inneren des Volumens V20 verteilt. Mit anderen Worten, die Apparatur 20 liegt im Gegensatz zum Fall der vorher beschriebenen Vorrichtung 16' hier nicht in Form einer vormontierten Kartusche vor.
Die Aufgabe und die Funktionsweise dieser Komponenten sind gut bekannt und werden im Folgenden nicht detaillierter beschrieben. Sie sind beispielsweise in dem Patent FR2869087 auf den Namen der Firma VERNET SA beschrieben.
Der Sensor 22 ist beispielsweise in der Muffe 72 untergebracht.
Abgesehen von diesen konstruktiven Unterschieden ist alles, was zuvor in Bezug auf die Arbeit des Schaltkreis 28 und der Sensoren 22, 24 und 26 beschrieben wurde, auf diese Ausführungsform übertragbar.
Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist es die zweite Muffe 74, die das Volumen V20 definiert und die die Komponenten der Apparatur 20 aufnimmt. Die Abmessungen der Muffen 72 und 74 sind entsprechend angepasst. Insbesondere ist die zweite Muffe 74 hier länger als die erste Muffe 72.
Die 7 und 8 zeigen eine Thermostat-Regelvorrichtung 16''' gemäß einer dritten besonderen Ausführungsform der Erfindung.
Die Elemente der Thermostat-Regelvorrichtung 16''', die analog zu einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Thermostat-Regelvorrichtung sind, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht detailliert beschrieben, wenn die obige Beschreibung auf sie übertragbar ist.
Genauer entsprechen die 7 und 8 Längsschnittansichten der Vorrichtung 16''' gemäß verschiedenen Schnittebenen, wobei die Vorrichtung 16''' in eine Thermostatbaugruppe integriert ist, die selbst in einen Körper 4 einer Mischbatterie 2 integriert ist.
Bei diesem Beispiel ist die Vorrichtung 16''' direkt in eine Baugruppe integriert, die einen Hauptkörper 80 einschließt und ebenfalls eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses einschließt, die hier das Bezugszeichen 90 trägt. Der Körper 80 hat hier eine im Wesentlichen zylindrische Form, die sich entlang der Achse X16 erstreckt. Der Körper 80 ist beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt.
Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die Vorrichtung 90 an einem Ende des Körpers 80 angeordnet und ist mit dem Knopf 14 gekoppelt, wogegen die Vorrichtung 16''' an einem entgegengesetzten Ende des Körpers 80 angeordnet und mit dem Knopf 12 gekoppelt ist. Genauer ist das Steuerorgan der Apparatur 20 an den Knopf 12 über einen Kopplungsabschnitt gekoppelt.
Der Körper 80 ist von den inneren Wänden des Körpers 4 durch eine trockene Zone 82 getrennt, das heißt eine Zone, durch die kein Fluid unter normalen Betriebsbedingungen der Mischbatterie 2 hindurchfließen kann. Die Zone 82 ist beispielsweise mit Luft gefüllt.
Beispielsweise ist für eine direkte Fluidverbindung der eine oder der andere der Einlässe 6 und 8 der Mischbatterie 2 gegenüber einem entsprechenden Fluideinlass der Vorrichtung 16''' angeordnet, wogegen der andere Fluideinlass der Mischbatterie 2 (im vorliegenden Fall hier der Einlass 6 warmem Fluid) mit dem entsprechenden Einlass der Vorrichtung 16''' über einen Zufuhrkanal 84 fluidisch verbunden, der im Körper 80 ausgebildet ist.
Analog ist der Auslass gemischten Fluids der Vorrichtung 16''' mit dem Auslass 10 über einen Auslasskanal 86 fluidisch verbunden, der im Körper 80 ausgebildet ist.
Somit können die verschiedenen Fluidströme im Inneren der Mischbatterie 2 zwischen den Einlässen 6, 8 und dem Auslass 10 und der Vorrichtung 16''' zirkulieren, ohne in die Zone 82 einzudringen.
Die Turbine 26 ist im Inneren des Körpers 80 eingerichtet. Der Auslass der Turbine 26 mündet in eine Fließzone 88 aus, die im Körper 80 ausgebildet ist, beispielsweise im Zentrum dieses Körpers 80. Diese Zone 88 führt das gemischte Fluid Fmix zur Vorrichtung 90. Am Auslass der Vorrichtung 90 zirkuliert dann der Bruchteil des gemischten Fluids Fmix, dem es von der Vorrichtung 90 gestattet ist auszutreten, im Kanal 86. Mit anderen Worten, der Kanal 86 mündet am Auslass der Vorrichtung 90 aus.
Die Verbindung 36 ist in vorteilhafter Weise in der Zone 82 eingerichtet. Auf diese Weise kann die Verbindung 36 nicht mit den Fluiden in Kontakt treten. Mit anderen Worten, die Dichtigkeit und der Schutz der Verbindung 36 sind auf intrinsische Weise gesichert.
Bei diesem Beispiel sind die Fluid-Einlässe 6 und 8 jeweils mit einem Rücklaufsperrventil 92 und 94 versehen. Das Bezugszeichen 96 bezeichnet eine Trennwand, die die Einlässe warmem und kalten Fluids im Bereich der Apparatur 20 trennt. Bei dieser Ausführungsform kann die Apparatur 20 entweder in Form einer Kartusche ausgeführt sein, die analog zu der zuvor beschriebenen ist, oder durch direkten Einschluss der inneren Regulationskomponenten im Körper 80.
Abgesehen von diesen konstruktiven Unterschieden ist alles, was zuvor in Bezug auf die Arbeit des Schaltkreis 28 und der Sensoren 22, 24 und 26 beschrieben wurde, auf diese Ausführungsform übertragbar.
Diese dritte Ausführungsform kann unabhängig von den vorangehenden Ausführungsformen ausgeführt sein. Diese dritte Ausführungsform kann insbesondere mit einer Thermostat-Regelvorrichtung ausgeführt sein, die nicht instrumentiert ist, das heißt einer Thermostat-Regelvorrichtung, die analog zu der Vorrichtung 16 ist, aber in welcher der Schaltkreis 28 und die Sensoren 22, 24, 26 sowie die Verbindung 36 weggelassen sind.
Somit erlauben die Ausführungsformen der Erfindung, eine besonders vorteilhafte instrumentierte Thermostat-Regelvorrichtung zu erhalten. Da der Schaltkreis 28 in die Vorrichtung 16 integriert ist, ist es nicht notwendig, die Größe der Mischbatterie 2 zu verändern, was ihre Integration in eine vorhandene Sanitäranlage erleichtert. Die Anwesenheit des Schaltkreises 28 ist für den Benutzer der Mischbatterie 2 transparent. Sie behindert insbesondere nicht die Thermostatregelung. Der Datenaustausch erfolgt ausschließlich drahtlos, so dass keine Kabelverbindungen im Bereich der Mischbatterie verbunden werden müssen, was Integrationsprobleme und Sicherheitsprobleme für die Benutzer verursachen würde. Die hergestellte Dichtigkeit im Bereich des Schaltkreises 28 und der Verbindung 36 begrenzt die Gefahr einer Beschädigung der Elektronik durch das in der Vorrichtung 16 zirkulierende Fluid und reduziert ebenfalls das Risiko eines Stromschlags für die Benutzer der Mischbatterie 2.
Gemäß anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen befindet sich der elektronische Schaltkreis 28 im Inneren des Körpers 80, beispielsweise zwischen der Kartusche 20 und der Vorrichtung 90. Mit anderen Worten, die Verbindungen zwischen dem Schaltkreis 28 und den Sensoren sind nicht notwendigerweise in dichten Zonen platziert und können in einer Zone sein, die dem Fluid ausgesetzt ist. In diesem Fall sind die elektrischen Verbindungen vorzugsweise dicht ausgeführt, beispielsweise mit Dichtungen und/oder dichten Verbindern.
Die oben genannten Ausführungsformen und Varianten können miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen zu schaffen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

FR 2821411 B1 [0005]
FR 2774740 [0038]
FR 2869087 [0038, 0166, 0184]
FR 2921709 [0038]
JP 2007 [0061]
JP 274858 A [0061]
FR 3019876 A1 [0071]

Claims

Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16''; 16''') für eine Thermostat-Mischbatterie (2), wobei die Regelvorrichtung (16; 16'; 16''; 16''') geeignet ist, einen Strom gemischten Fluids (Fmix) aus einem Strom warmen Fluids und einem Strom kalten Fluids (Fhot, Fcold) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') instrumentiert ist und zu diesem Zweck aufweist: - einen Temperatursensor (24), um die Temperatur (T2) des gemischten Fluids zu messen; - einen Durchflusssensor (26), um den Durchfluss (Q) des Stroms gemischten Fluids (Fmix) zu messen, wenn die Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') in einem Durchflusszustand ist; - einen elektronischen Verarbeitungsschaltkreis (28), der im Inneren der Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') untergebracht ist und umfasst: • einen programmierbaren elektronischen Rechner (30), • eine Kommunikationsschnittstelle (34) mit einer Funkantenne (46), • eine Reserve elektrischer Energie (38), die dazu geeignet ist, den elektronischen Rechner (30) und die Kommunikationsschnittstelle (34) elektrisch zu versorgen; und dadurch, dass der elektronische Schaltkreis (28) zum Sammeln der von den Sensoren (24, 26) gemessenen Informationen geeignet ist und um diese Informationen mittels der Kommunikationsschnittstelle (34) nach außen zu übertragen.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (26) eine hydraulische Turbine ist, die zur elektrischen Versorgung der Energiereserve (38) geeignet ist, wie beispielsweise eine axiale Mikroturbine.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine hydraulische Turbine wie beispielsweise eine axiale Mikroturbine aufweist, die zur elektrischen Versorgung der Energiereserve (38) geeignet ist und dass sich der Durchflusssensor (26) von der hydraulischen Turbine unterscheidet.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (34) mit einer Hertzschen Kommunikationstechnologie kurzer Reichweite kompatibel ist.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 ä 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') ferner einen Temperatursensor (22) aufweist, um die Temperatur (T1) des kalten Fluids zu messen.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Verarbeitungsschaltkreis (28) programmiert ist, um die Energie zu berechnen, die notwendig ist, um ein Volumen kalten Fluids stromaufwärts von der Thermostat-Regelvorrichtung in Abhängigkeit insbesondere vom gemessenen Durchfluss, von der Temperatur des gemischten Fluids und von der Temperatur des kalten Fluids, gemessen von dem Temperatursensor (T1), zu erwärmen.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Verarbeitungsschaltkreis (28) programmiert ist, um die Energie zu berechnen, die notwendig ist, um ein Volumen kalten Fluids stromaufwärts von der Thermostat-Regelvorrichtung in Abhängigkeit insbesondere vom gemessenen Durchfluss, von der Temperatur des gemischten Fluids und von einem vorher festgelegten Temperaturwert des kalten Fluids zu erwärmen.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiereserve (38) einen oder mehrere Super-Kondensatoren (381) aufweist.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltkreis (28) mindestens zum Teil im Inneren einer inneren Aufnahme (V12) untergebracht isst, die von einem Teil eines Körpers der Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') begrenzt ist, wobei diese Aufnahme von den Fluidströmen (Fmix, Fcold, Fhot) dicht geschützt ist.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Rechner (30) programmiert ist, um eine Angabe oder mehrere der Nutzungsdaten zu übertragen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die die folgenden Daten enthält: - die Entwicklung der Temperatur des gemischten Fluids (T2) im Laufe der Zeit, hervorgegangen aus der Messung durch den Temperatursensor (24); - die Ausgabe einer Warnung, wenn die Temperatur des gemischten Fluids (T2) einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet; - die Entwicklung des Durchflusses (Q) des gemischten Fluids, hervorgegangen aus der Messung durch den Durchflusssensor (26); - die Ausgabe einer Warnung, wenn der Durchfluss des gemischten Fluids (Q) einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet; - die thermische Leistung, die von einer zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung von warmem Fluid bereitgestellt wird, um kaltes Wasser zu erwärmen; - die thermische Energie, die der thermischen Leistung entspricht, die von der Erzeugungsvorrichtung während eines Benutzungszyklus der Mischbatterie (2) bereitgestellt wird; - eine Schätzung der finanziellen Kosten, die der Erzeugung der thermischen Energie E für den Benutzungszyklus zugeordnet sind, - Datum und Uhrzeit des Beginns und/oder des Endes des Benutzungszyklus; - Dauer des Benutzungszyklus; - Mittel-, minimaler und maximaler Wert der Temperatur (T2) des gemischten Fluids während des Benutzungszyklus; - Mittel-, minimaler und maximaler Wert des Durchflusses (Q) des gemischten Fluids während des Benutzungszyklus; - verbrauchtes Wasservolumen während des Benutzungszyklus.
Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Rechner (30) programmiert ist, um statistische Daten, die für die Verwendung der Mischbatterie repräsentativ sind, im Permanentspeicher zu speichern.
Thermostat-Regelbaugruppe für eine Thermostat-Mischbatterie, wobei diese Baugruppe umfasst: - eine Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') zur Erzeugung eines Stroms gemischten Fluids (Fmix) aus einem Strom warmen Fluids und einem Strom kalten Fluids (Fhot, Fcold); - eine Durchfluss-Regelvorrichtung (90) gemischten Fluids; dadurch gekennzeichnet, dass die Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
Thermostat-Mischbatterie (2), umfassend: - einen Mischbatterie-Körper (4); - einen Einlass warmen Fluids (6), einen Einlass kalten Fluids (8) und einen Auslass gemischten Fluids (10); - eine Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16"'), die im Inneren des Körpers (4) angeordnet ist und mit den Fluid-Einlässen (6, 8) und dem Fluid-Auslass (10) fluidisch verbunden ist; wobei die Mischbatterie (2) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Thermostat-Regelvorrichtung (16; 16'; 16"; 16''') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
Thermostat-Mischbatterie (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (16''') in eine Baugruppe integriert ist, die einen Hauptkörper (80) und eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses (90) einschließt, wobei die Baugruppe im Inneren des Mischbatterie-Körpers (4) koaxial mit diesem Mischbatterie-Körper (4) angeordnet ist, dass der Hauptkörper (80) von den inneren Wänden des Mischbatterie-Körpers (4) durch eine trockene Zone (82) getrennt ist, und dass die Vorrichtung (16''') eine elektrische Verbindung (36) aufweist, die den elektronischen Schaltkreis (28) mit den Sensoren (24, 26) verbindet, wobei diese elektrische Verbindung (36) in der trockenen Zone angeordnet ist.
Thermostat-Mischbatterie (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (16''') in eine Baugruppe integriert ist, die einen Hauptkörper (80) und eine Regelvorrichtung des Fluiddurchflusses (90) einschließt, wobei die Baugruppe im Inneren des Mischbatterie-Körpers (4) angeordnet ist, und dass der der Regelvorrichtung (16''') zugeordnete elektronische Verarbeitungsschaltkreis (28) im Inneren des Hauptkörpers (80) ist.