DE19600694C2 - climate system - Google Patents

climate system

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DE19600694C2
DE19600694C2 DE1996100694 DE19600694A DE19600694C2 DE 19600694 C2 DE19600694 C2 DE 19600694C2 DE 1996100694 DE1996100694 DE 1996100694 DE 19600694 A DE19600694 A DE 19600694A DE 19600694 C2 DE19600694 C2 DE 19600694C2
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Thomas Nitsche
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    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices including control or safety methods
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices including control or safety methods for water heating systems
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    • F24F11/61Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication using timers

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein programmierbares Klimasystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so wie ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14. The present invention relates to a programmable air conditioning system according to the preamble of patent claim 1 as well as a corresponding method according to the preamble of patent claim 14.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft auf ein Heizungssystem. The following description is an example of a heating system. Das System ist jedoch zur Steuerung be liebiger Temperaturen verwendbar, beispielsweise zur Steue rung der Kühlleistung einer Klimaanlage. However, the system is suitable for controlling temperatures liebiger be, for example, for Steue tion of the cooling capacity of an air conditioner.

Aus dem Stand der Technik sind Zentralheizungen bekannt, bei denen in einem Heizkessel auf eine Vorlauftemperatur erwärmtes Wasser über Leitungen in einzelne Heizkörper ge leitet wird, in denen das transportierte Wasser seine Wärme abgibt und mit einer niedrigeren Rücklauftemperatur zum Heizkessel zurückfließt. From the prior art central heating systems are known in which heated in a boiler to a flow temperature water through lines into individual radiators ge passes is in which the transported water gives up its heat and flows back at a lower return temperature to the boiler. Typischerweise ist jeder Raum ei nes Gebäudes mit einem oder mehreren Heizkörpern ausgestat tet. Typically, each egg space nes building is equipped kitchens tet with one or more radiators.

Es sind gleichfalls Heizungssysteme bekannt, bei denen je der Raum ein individuelles, unabhängiges Heizungselement aufweist, zum Beispiel einen Ölofen. There are also known heating systems in which each of the space has an individual, independent heating element, for example, an oil furnace.

Bei sämtlichen Heizungsarten stellt sich das Problem der Steuerung bzw. Regelung der Raumtemperatur. In all types of heating is the problem of controlling the room temperature.

Es sind Systeme bekannt, bei denen der Benutzer den Zufluß des wärmetransportierenden Mediums mittels eines Stellers direkt einstellt. Systems are known in which the user adjusts the inflow of the heat-transporting medium by means of an actuator directly. Hierzu zählen beispielsweise die Steue rung bzw. Regelung des Zuflusses von warmem Wasser in einen Heizkörper mittels einer Stellschraube, oder die Steuerung bzw. Regelung des Zulaufes von Gas oder Öl in ein entspre chendes Heizungselement. These include, for example, the Steue tion or regulation of the inflow of warm water in a radiator by means of a screw, or the control of the inflow of gas or oil in a entspre and fair heating element. Insbesondere bei moderneren Zen tralheizungssystemen finden Thermostatventile Verwendung, mit denen eine gewünschte Raumtemperatur dauerhaft einge stellt werden kann. can tralheizungssystemen especially in modern Zen find use thermostatic valves, which represents a desired room temperature permanently be. Nach Über- bzw. Unterschreiten der ein gestellten Raumtemperatur wird hierbei ein Regelungsmech nismus (Ventil) aktiviert, der die Heizleistung entspre chend verringert oder erhöht. After exceeds or falls below the room temperature provided a Regelungsmech mechanism (valve) is thereby enabled, the entspre the heating output accordingly decreased or increased. Beim dauerhaften Verlassen oder Betreten eines Raumes muß der Mechanismus bzw. das Ventil auf- bzw. abgedreht werden. When permanent leaving or entering a room, the mechanism or the valve must be ascending or turned off.

Als nachteilig bei diesen bekannten Systemen wird ihr gro ßer Bedienungsaufwand angesehen. A disadvantage of these known systems, their large SSSR operator intervention is considered.

So muß bei einer einfachen Steuerung der Heizleistung mit tels eines Stellmechanismus ständig auf- und abgeregelt werden, da dieses System nicht in der Lage ist, eine dauer haft konstante Temperatur herzustellen. It must with means of an actuating mechanism continuously move up with a simple control of the heating power and be regulated down, since this system is not in a position to produce a constant temperature permanent adhesive.

Ein Thermostatventil kann zwar eine konstante Temperatur aufrecht erhalten, muß jedoch bei Verlassen des Raumes von Hand heruntergeregelt werden, wenn Heizenergie gespart wer den soll. Although a thermostatic valve can receive a constant temperature, but it must be turned down when leaving the room by hand when heating energy saved who is the. Die Erfahrung lehrt, daß dieses Herunterdrehen von Benutzern häufig vergessen wird. Experience shows that this turning down of users is often forgotten. Wird nach Verlassen des Raumes die Heizung nicht abgedreht, führt dies zu nutz losem Energieverbrauch, und selbstverständlich zu hohen Ko sten. Is not turned off the heater after leaving the room, this leads to nutz Wi energy consumption, and of course most high co.

In jüngster Zeit sind prozessorgesteuerte Heizungsrege lungssysteme bekannt geworden, bei denen explizite Zeitvor gaben eines Benutzers eingegeben werden können. Recently, processor-controlled heating Rege treatment systems are known, in which explicit Zeitvor gave a user can be entered. So kann der Benutzer die Temperatur an einem peripheren Heizkörper (oder auch an einer zentralen Heizungseinheit) zeitbezogen einstellen. So the user can adjust time-related, the temperature at a peripheral radiator (or at a central heating unit).

Aus der DE 40 09 774 C2 ist ein Verfahren zur Eingabe von Programmdaten in einen Heizungsregler für das Erstellen ei nes während der täglichen Nutzungsdauer einer Heizungsanla ge veränderlichen Raumtemperaturprofils bekannt. From DE 40 09 774 C2 discloses a method for inputting program data into a heating controller for creating ei nes during the daily life of a Heizungsanla ge variable room temperature profile is known. Hierbei muß der Betreiber der Anlage während eines Tagesverlaufs zu festgelegten Zeitpunkten gewünschte Temperaturwerte an ei nem Einstellgerät eingeben, wobei der Heizungsregler anhand der eingestellten Werte ein Tagesbasisprofil erstellt. Here, the operator of the plant has to input desired temperature values ​​ei nem setter during course of a day at fixed times, regardless of the heating control based on the set values ​​creates a daily basis profile. Die ses Tagesbasisprofil wird nach einer Lernphase von einigen Tagen festgeschrieben, wenn an einem der folgenden Tage et wa um dieselbe Zeit derselbe Temperaturwert erneut eingege ben (Bestätigung) oder durch einen anderen Temperaturwert ersetzt wird (Korrektur), oder wenn nach Ablauf einer be stimmten Zeit keine Bestätigung oder Korrektur erfolgte. The ses a daily basis profile is committed after a learning phase of several days, if at one of the following days et wa about the same time the same temperature value again eingege ben (confirmation) or replaced by a different temperature value (correction), or if agreed to a BE after time was no confirmation or correction. Nach Abschluß der Lernphase eingegebene Werte werden nur dann zur Korrektur des Tagesbasisprofils berücksichtigt, wenn dem Regler eine ausdrückliche Anweisung gegeben wird. After completion of the learning phase input values ​​of the daily base profile are taken into account only for the correction, if the controller an explicit instruction is given.

Eine gattungsgemäße Steuer- und Regelvorrichtung für eine Anlage zur Raumheizung, die wenigstens eine Zentralheizung zum Übertragen von Wärmeenergie auf ein Medium und eine Vielzahl von Heizkörpern aufweist, die jeweils in einem entsprechenden Raum angeordnet sind und mit dem Heizmedium von der Zentralheizung versorgt werden, ist aus der DE 31 21 596 A1 bekannt. A generic control and regulating device for a plant for space heating, comprising at least a central heating system for transferring heat energy to a medium and a plurality of radiators, each disposed in a respective area and are supplied with the heating medium from the central heating is from DE 31 21 596 A1. Hierbei sind ein Speicher für eine Viel zahl von vorbestimmten und sich auf gewünschte Raumtempera turen als auch auf Anwesenheits- oder Abwesenheitsperioden des Benutzers in dem Raum während eines vorbestimmten Zeit raumes beziehende Basisdaten für jeden Raum, eine Program miereinheit für sich auf Änderungen der gewünschten Werte hinsichtlich der Raumtemperatur und der Anwesenheit- oder Abwesenheitsperioden des Benutzers in dem Raum beziehende Zufallsdaten für jeden Raum, eine Verarbeitungseinrichtung, die die in dem Speicher gespeicherten Basisdaten mit den Zufallsdaten, eingegeben über die Programmiereinheit, ver gleicht und Stelleinrichtungen für den Durchlaß des Heizme diums durch jeden Heizkörper vorgesehen, die über von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte Ausgangssignale gesteuert werden, vorgesehen. Here are a memory for a lot of number of predetermined and structures on desired room temperature as well as presence or absence of periods of the user in the room during a predetermined time, space relating baselines for each room, a Program ming unit itself to changes in the desired values ​​with respect the room temperature and the Anwesenheit- or absence of periods of the user in the space relating random data for each room, a processing device which is similar to the data stored in the memory-based data with the random data, entered via the programming unit, ver and adjusting devices for the passage of Heizme diums by each radiators provided, which are controlled by processing means generated by the output signals, is provided. Aus der EP 0 631 219 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Temperatursteuerung und -regelung in ein zelnen Wohn- oder Arbeitsräumen bekannt. From EP 0631219 A1 a method for temperature control and regulation in an individual living or working spaces finally is known. Gemäß diesem Ver fahren sollen konstante Lebensgewohnheiten von Bewohnern berücksichtigt, jedoch gleichzeitig ein ausreichender Kom fort so wie ein Maximum an Energieersparnis erzielt werden. to drive in accordance with this constant Ver habits of residents considered, but at the same time a sufficient com fort as a maximum can be achieved to save energy. Dies wird gemäß dem dortigen Verfahren dadurch erreicht, daß ein eingestellter Zeitplan anhand durch Anwesenheits felder erfaßten Anwesenheitszeiten an den folgenden Tagen nach einem Fuzzy-Algorithmus an die sich einstellenden Re gelmäßigkeiten der Raumbenutzung angepaßt wird. This is achieved in accordance with the local method is that a set schedule based fields detected by presence the presence of times on the following days for a fuzzy algorithm to the autogenous Re larities the space use is adjusted.

Bei herkömmlichen Verfahren wird als nachteilig empfunden, daß vom Benutzer bzw. Betreiber der Heizung eine hohe Auf merksamkeit verlangt wird, da er zu verschiedenen, regelmä ßigen Zeiten Temperatureingaben machen muß, nach welchen dann ein Temperaturprofil erstellt wird. In conventional methods is found to be disadvantageous that high on is attention required by the user or operator of the heating, since it has to make various regelmä lar time temperature inputs, after which then a temperature profile is created. Ein solches Ver fahren ist ferner sehr unflexibel, da ein Umstellen des Sy stems wieder mit Programmieraufwand verbunden ist. take such Ver is also very inflexible, since moving the Sy stems is reconnected to programming. Erfah rungsgemäß wird in einem solchen Falle dann ein bereits ge speichertes Temperaturprofil, welches den aktuellen Anfor derungen nicht mehr ganz entspricht, in Kauf genommen, um sich diesem Programmieraufwand zu entziehen. Experi has shown is then taken in such a case an already ge-stored temperature profile requirements no longer corresponds to the current Anfor very purchase in order to escape this programming.

Insbesondere in großen Bürogebäuden treten die oben be schriebenen Nachteile offensichtlich zutage. Especially in large office buildings, the above be signed disadvantages are obviously evident. Da durch Un achtsamkeit der Benutzer unnötige Heizkosten entstehen, wird hier vielfach versucht, feste Einstellungen einer Zen tralheizung vorzusehen. Since by the user Un attentiveness unnecessary heating costs arise, attempts are often made here of a fixed settings Zen tralheizung provided. Eine solche feste Einstellung geht jedoch nur sehr ungenügend auf die moderne Arbeitswelt (flexibel Arbeitszeiten usw.) ein. However, such a fixed setting is only very inadequately to the modern world of work (flexible working hours, etc.). Je nach Arbeitsbeginn des einzelnen Mitarbeiters wird in einem Zimmer zu früh, in einem anderen zu spät geheizt. Depending on the start of work of each employee is too early in a room heated in another too late.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Klimasystems, das möglichst einfach bedienbar ist, so daß die Aufmerksam keit eines Benutzers möglichst wenig beansprucht wird. The object of the invention is to provide an air conditioning system that is easy to use as possible so that the attention of a user as little as possible ness claimed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Klimasystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by an air conditioning system having the features of claim 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Klimasystem kann das Raumklima auf die Bedürfnisse einer oder mehrerer Personen eingestellt werden. The inventive air conditioning system the indoor environment can be adjusted to the needs of one or more persons.

Ferner ist eine hohe Bedienerfreundlichkeit gewährleistet. Further, a high ease of operation is assured. Der Benutzer muß keine komplizierte Programmierung vorneh men. The user does men no complicated programming vorneh. Lediglich durch konkrete Benutzereingaben bzw. -anwei sungen ist das System steuerbar. Only by specific user input or -anwei solutions, the system is controllable.

Je nach Ausführung des Systems sind verschiedene Benut zereingaben vorgegeben: Depending on the design of the system are different Benut zereingaben given:

Bei der einfachsten Ausführungsform sind lediglich die An weisungen "anwesend" bzw. "abwesend" vorgesehen. In the simplest embodiment only the instructions to be "present" or "absent" is provided. Entspre chend der eingegebenen Anweisung regelt das System auf eine voreingestellte Temperatur. Accordingly the statement entered governs the system to a preset temperature.

Gemäß einer bevorzugten, in der Fig. 1 dargestellten Ausführungs form, sind "Wärmer"- und "Kälter"-Eingaben möglich. . According to a preferred, in Figure 1 shown execution form, "warmer" are - and "colder" inputs possible. Diese Anwei sungen können zusammen mit den oben genannten "Anwesend"/"Abwe send"-Anweisungen vorgesehen sein, es ist jedoch auch ausrei chend, lediglich diese "Wärmer"- bzw. "Kälter"-Anweisungen zuzu lassen. leave and "Colder" statements zuzu - can these solutions Anwei along with the aforementioned "Present" / "Save The Date sent" statements be provided, but it is also suffi cient only these "warmer". Das System ist in der Lage, allein aufgrund dieser "Wär mer"- bzw. "Kälter"-Anweisungen sowohl eine Anwesenheitsprognose als auch eine Prognose bezüglich eines gewünschten Temperaturver laufs zu erstellen. The system is able to solely based "Were mer" - or create run "Colder" statements both a presence forecast and a forecast regarding a desired Temperaturver.

Das erfindungsgemäße Klimasystem ist sowohl bei Zentral heizungen, als auch bei Nicht-Zentralheizungen, wie etwa lokalen Wärmestrahlern usw., verwendbar. The climate system of the invention is heating both at central, as well as in non-central heating systems, such as local heat lamps, etc. are usable. Bei einer Zentralheizung kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl an der zentralen Einheit (zum Beispiel Heizkessel), sowie an individuellen Heiz körpern vorgenommen werden. In a central heating process of the invention can be carried out both bodies to the central unit (for example, boiler), as well as individual heating.

Das erfindungsgemäße Klimasystem ist in der Lage, indi viduelle Benutzergewohnheiten, wie zum Beispiel Küchenbenutzung nur zu Essenszeiten, Badbenutzung nur morgens und abends, Schlaf zimmerbenutzung nur während der Nacht zu berücksichtigen. The climate system of the invention is able, indi vidual user habits, such as use of kitchen only at meal times to consider shared bathroom only in the morning and evening, sleeping room Use only during the night.

Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, daß das erfindungsge mäße System ohne größeren Aufwand an herkömmlichen Heizungssyste men nachgerüstet werden kann. Particularly advantageous is considered that the erfindungsge Permitted system can be retrofitted without much effort on conventional Heizungssyste men.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Abwandlungen sind Gegen stand der Unteransprüche. Advantageous further developments and modifications are subject-matter of the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beige fügten Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying attached drawings.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Klimasystems nämlich den Aufbau eines Heizungssystems, Fig. 1 shows schematically a preferred embodiment of to the invention OF INVENTION climate system namely the construction of a heating system,

Fig. 2a eine Anwesenheitsprognose für einen typischen Wochen tag, Fig. 2a is a presence prognosis for a typical week day,

Fig. 2b eine Anwesenheitsprognose für einen Feiertag, FIG. 2b shows a presence prognosis for a holiday,

Fig. 3 einen Wunschtemperaturverlauf und einen tatsächlichen Temperaturverlauf beim Vorsehen einer automatischen Her unterregelung der Temperatur. Fig. 3 is a desired temperature curve and an actual temperature curve in providing an automatic regulation of the temperature forth below.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Klimasystem am Bei spiel eines peripheren Heizkörpers einer Zentralheizung darge stellt. In Fig. 1, air conditioning system according to the invention is most Darge In play a peripheral radiator of a central heating up.

Ein Heizungsventil K ist mittels eines Stellmotors L steuerbar. A heating valve K is controllable by means of a servomotor L. Das erfindungsgemäße Klimasystem ist in der Umgebung des Heizungsventils K, beispielsweise direkt am Heizkörper, ange bracht. The climate system of the invention is K in the area of ​​the heating valve, for example, directly on the radiator, is introduced.

Das System weist einen Single-Chip-Micro-Prozessor A auf. The system includes a single-chip micro-processor A. Dieser Mikroprozessor umfaßt einen (nicht dargestellten) ROM (Programm speicher). This microprocessor includes a ROM (not shown) (program memory). Mikroprozessor A ist mit einem Timer-Baustein B, einem RAM-Baustein C und AD-Wandlern E, F, G verbunden. A microprocessor is connected to a timer module B, RAM-C and block D converters E, F, G connected. Die AD-Wandler E, F, G empfangen jeweils Signale von einem Wärmer-/ Kälter-Schalter H, einem Temperaturfühler I und einem Schwell wertregler (S-Wert-Regler) J. Die von den AD-Wandlern E, F, G über die Leitungen 1.1 , 1.2 , 1.3 empfangenen Signale werden an den Mikroprozessor A über die Leitungen 2.1 , 2.2 , 2.3 weitergege ben. The AD converter E, F, G respectively receive signals from a Warmer / colder switch H, a temperature sensor I and a threshold value controller (S-value controller) J. The over of the AD converters E, F, G the lines 1.1, 1.2, 1.3, received signals are ben to the microprocessor A via the lines 2.1, 2.2, 2.3 further gege. Ein verarbeitetes Signal wird über die Leitung 4.1 an einen DA-Wandler D gegeben. A processed signal is sent via the line 4.1 to a DA converter D. Das von diesem DA-Wandler D erzeugte Sig nal steuert den Stellmotor L, der den Öffnungszustand des Heizungsventils K regelt. The Sig produced by this DA converter D nal controls the servo motor L, which controls the opening state of the heating valve K.

Eine Neueinstellung des Datums bzw. der Zeit ist über einen Schalter O möglich. Readjustment of the date or time is possible via a switch O.

Optional können weitere Eingänge vorgesehen sein. Optional additional inputs may be provided. Beispielhaft ist in der Fig. 1 ein Feuchtigkeitsfühler N dargestellt, der über eine Leitung 1.4 mit einem weiteren AD-Wandler M verbunden ist. A humidity sensor N is exemplified in Fig. 1, which is connected via a line 1.4 to a further ADC M. Das von diesem AD-Wandler M erzeugte Signal wird über eine Leitung 2.4 an den Mikroprozessor A gegeben. The signal generated by this AD converter M is provided on a line 2.4 to the microprocessor A.

Als weitere Möglichkeit eines optionalen Meßfühlers sei beispiel haft eine Außentemperatur-Meßvorrichtung erwähnt. As another option, an optional probe an outside temperature measuring device was mentioned as examples.

Das System steuert die Heizungstätigkeit mit Hilfe einer Progno se über die Anwesenheit eines Benutzers. The system controls the heating activity using a Progno se about the presence of a user.

Es soll im folgenden zunächst beschrieben werden, in welcher Wei se das erfindungsgemäße Klimasystem eine Prognose über die Anwesenheit einer Person in dem zu heizenden Raum erstellt. It should be described in the following first in which Wei climate system of the invention se a forecast about the presence of a person in the room to be heated creates.

Der Zustand des Heizungssystems wird über die Zeit t (z. B. abso lute Zeit t bzw. Datum und Tageszeit) und alle Außeneingänge vollständig beschrieben. The condition of the heating system over the time t (z. B. abso lute time t or the date and time of day), and all external inputs fully described. Die Zeit t wird hierbei vom Timer-Bau stein B zur Verfügung gestellt. The time t is in this case provided by the timer building stone B available. Diese Zustandsparameter werden im folgenden "Grundzustand" genannt. These state parameters are hereinafter referred to as "ground state".

Der Benutzer gibt über den Schalter H dem System je nach Wunsch meist in unregelmäßigen Abständen, Anweisungen ein. The user inputs via switch H system as desired usually at irregular intervals, statements shown here. Im Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind nur die Eingaben "wärmer" bzw. "kälter" möglich. In exporting approximately example of FIG. 1, only the entries "warmer" or "colder" possible. Das System enthält hierdurch Informationen bezüglich der Eingabezeit und der gewünschten Temperaturrege lung. thus, the system contains information on how to enter time and the desired temperature Rege development.

In einer vereinfachten Ausführungsform ist es auch möglich, die Eingabe "Anwesenheit des Benutzers" bzw. "Abwesenheit des Benut zers" vorzusehen. In a simplified embodiment, it is also possible to provide the input "user presence" or "absence of Benut dec".

Es ist möglich, die somit eingegebene Zeit diskreten Zeitinter vallen zuzuordnen. It is possible the time thus entered discrete time Inter vallen associate. Teilt man beispielsweise die 24 Stunden des Tages in 96 15 Minuten-Intervalle, wird eine eingegebene Zeit jeweils einem solchen 15 Minuten-Interval zugeordnet. When dividing, for example, 24 hours of the day in 96 15 minute intervals, an input time is in each case assigned to such a 15-minute interval. Die Inter valle müssen nicht notwendigerweise gleiche Länge haben. The Inter valle do not necessarily have the same length. Es ist beispielsweise möglich, in den frühen Morgenstunden auch Ein- bis Zwei-Stunden-Intervalle vorzusehen. It is for example possible to provide one-to two-hour intervals in the early morning hours.

Weitere Parameter, die aus dem Grundzustand für die Prognose grundlage abgeleitet werden, sind zum Beispiel Tageszeit, Jahres zeit, Wochentag bzw. das Vorliegen eines Sonn- oder Feiertags. Other parameters, which are derived from the ground state for the forecast basis, are, for example, time of day, time of the year, day of week, or the presence of a Sunday or a holiday.

Die abgeleiteten Parameter zusammen mit dem Grundzustand werden im folgenden als "abgeleiteter Zustand" bezeichnet. The derived parameters along with the ground state will be hereinafter referred to as "derived" state.

Alternativ können die abgeleiteten Parameter als Koeffizienten von Fourier-Funktionen, trigonometrischen Funktionen, Polynomen oder Taylorreihen bestimmt werden. Alternatively, the derived parameters as coefficients of Fourier functions, trigonometric functions, polynomials or Taylor series can be determined. Dies erweist sich als vorteil haft, wenn ein periodisches Verhalten mit einer Periodendauer von z. This proves to be advantageous if a periodic behavior with a period of z. B. einem Tag prognostiziert werden soll. to be projected as one day.

Das System speichert in RAM C die Benutzereingaben jeweils zusam men mit dem aktuellen Grundzustand, das heißt bezüglich der Benutzereingabe wird ein n-Tupel, bestehend aus der Benutzerein gabe und den Parametern Zeit und Temperatur angelegt. The system stores in RAM C, the user inputs each men together with the current basic state, that is with respect to the user input is an n-tuple consisting reproducing from the user intervention and is applied to the parameters of time and temperature. Eine solche "Gedächtniseinheit" bestehend aus Benutzeranweisung und Grundzustand wird im folgenden "Anweisung" genannt. Such a "memory unit" consisting of user's instruction, and the ground state is hereinafter referred to as "instruction". Die gesam melten Anweisungen bilden das Gedächtnis des "lernenden" Heizungsregelungssystems und stellen die Basis für weitere Berechnungen dar. The purpose of accumulating instructions form the memory of the "learning" heating control system and provide the basis for further calculations.

Bei Überlauf des Gedächtnisses können die ältesten Anweisungen gelöscht bzw. überschrieben werden. In case of overflow of memory, the oldest statements can be deleted or overwritten.

Auf der Basis aller gespeicherten Anweisungen wird die Prognose über die Anwesenheit des Benutzers gestellt. On the basis of all the instructions stored prognosis about the presence of the user is provided. Diese Anwesenheits prognose wird mit jeder Benutzereingabe neu erstellt bzw. aktua lisiert. This attendance forecast is created with each new user input or aktua lisiert. Sie erfolgt im Hintergrund, das heißt quasi parallel (Multitasking). It takes place in the background, that is quasi-parallel (multitasking).

Der Mikroprozessor A berechnet nun auf der Grundlage der gespei cherten Anweisungen für das folgende Zeitintervall (z. B. 1-5 Std.), beispielsweise minutenweise diskretisiert, die Anwesen heitswahrscheinlichkeit eines Benutzers. The microprocessor A now calculated on the basis of vomit cherten instructions for the next time interval (eg., 1-5 hrs.), For example per minutes discretized, the property uniform probability of a user. Hierbei wird ein Wahr scheinlichkeitswert im Intervall von 0 bis 1 berechnet. Here, a true is calculated scheinlichkeitswert in the interval from 0 to the first

Es können ferner über eine allgemeine Anwesenheitsfunktion noch kontinuierliche Anwesenheitswahrscheinlichkeiten bestimmt wer den, welche aber wieder diskret abgetastet werden. It may also have a general presence function nor continuous presence probabilities determined who the, but which are discretely sampled again.

Die Intervall-Länge des Prognostizierintervalls sollte zumindest gleich lang wie die Zeitdauer sein, die die Heizung für das Hoch heizen auf eine maximale Temperatur im Mittel benötigt (Heizungs vorlaufdauer). The interval length of the Prognostizierintervalls should be at least the same length as the length of time that heat the heating for the high to a maximum temperature in the means needed (heating flow duration).

Ein bevorzugtes Verfahren zur Erstellung der Prognose ist die Regressionsanalyse. A preferred method for creating the forecast is the regression analysis. Dieses Verfahren ist aus dem Bereich der Sta tistik und Prognosetechnik wohl bekannt. This process is tistik from the area of ​​Sta and forecasting techniques well known.

Alternativ zur Regressionsanalyse können auch Elemente der neu ronalen Netze, varianzreduzierende Verfahren oder ein Fuzzy- Logic-Verfahren verwendet werden. Alternatively, the regression analysis also elements of the new ronalen networks Variance method or fuzzy logic techniques can be used.

Es ist in diesem Zusammenhang bezüglich der Kombination der Grundparameter (im allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, eine Linearkombination), lediglich wichtig, daß deren Gewichte so geschätzt werden, daß sie möglichst gut die Zielgröße (Anwe senheit des Benutzers) prognostizieren. It is in this context with respect to the combination of the basic parameters (generally, but not necessarily, a linear combination), only important that the weights are estimated to be as good as possible predict the target size (applicatio ence of the user).

Die Regressionsanalyse ermittelt die Gewichte der Parameter des abgeleiteten Zustands, so daß diese gewichtet kombiniert den Schätzwert über die Anwesenheitswahrscheinlichkeit ergeben. The regression analysis determines the weights of the parameters of the derived state, so that these weighted combined yield the estimated value about the presence probability.

Dies soll anhand eines Beispiels im einzelnen erläutert werden: This will be explained in detail by way of example:

Es soll im folgenden Beispiel über eine Woche die Anwesenheit in einem typischen Rechtsanwaltsbüro prognostiziert werden. It is to be anticipated in a typical lawyer's office in the following example for a week presence.

Es werden folgende Bezeichnungen eingeführt: The following designations are introduced:
t: Zeitpunkt t auf einer unendlichen Zeitachse, t: time t on an infinite time axis,
f(t): Anwesenheitsfunktion zum Zeitpunkt t, wobei f(t) = 0 anzeigt, daß der Benutzer zu einem Zeitpunkt t abwesend ist, und f(t) = 1 anzeigt, daß ein Benutzer zum Zeit punkt t anwesend ist f (t): the presence function at the time t, where f (t) = 0 indicates that the user at a time t is absent, and f (t) = 1 indicates that a user is present to the time t
R(t): aktuelle Raumtemperatur zum Zeitpunkt t einer Benutzer eingabe R (t): current room temperature at the time of user input t

Der Grundzustand des Systems ist durch die Werte t und R(t) bestimmt. The ground state of the system is determined by the values ​​t and R (t).

Eine "Anweisung" ist definiert durch ein Tupel (t, R(t), f(t)). An "instruction" is defined by a tuple (t, R (t), f (t)). Das heißt, ein Anweisungstupel besteht aus der Zeit t, der Tempe ratur C und der Stellung des Schalters H (f(t) = 0 oder 1) zum Zeitpunkt t. That is, a Anweisungstupel consists of the time t, the Tempera ture C and the position of the switch H (f (t) = 0 or 1) at time t.

Für den Fall weiterer Meßfühlereingänge, z. In the event of further Meßfühlereingänge such. B. des Luftfeuchtig keitsmessers N, wird das Anweisungstupel entsprechend erweitert. B. the Luftfeuchtig keitsmessers N, the Anweisungstupel is extended accordingly. Im Falle eines zusätzlichen Luftfeuchtigkeitsmessers N würde es dann lauten: (t, R(t), f(t), N(t)). In the case of additional air humidity meter N would then be: (t, R (t), f (t), N (t)).

Von einem gegebenen Grundzustand zum Zeitpunkt t wird nun der abgeleitete Zustand, bestehend aus einer Menge F 1 (t) bis F n (t) erzeugt. The derived condition, consisting of an amount of F 1 (t) to F n (t) from a given initial state at time t then be created.

Die Funktionen F 1 bis F n können entweder diskret (Werktag Ja/ Nein, Feiertag Ja/Nein, usw.) oder stetig (Sinusfunktion, Cosi nusfunktion, usw.) sein. The functions F 1 to F n can be either discrete (working day Yes / No, Holiday Yes / No, etc.) or continuous (and so sine function Cosi nusfunktion,).

Um einen wiederkehrenden Tagesverlauf prognostizieren zu können, bieten sich die Fourier-Basisfunktionen (sin x, cos x, sin 2x, cos 2x, . . .) an mit einer Transformation der Tageszeit von 0:00 Uhr bis 24:00 Uhr auf das Intervall 0 bis 2π. To predict a recurrent course of the day, the Fourier basis functions offer (sin x, cos x, sin 2x, cos 2x,...) With a transformation of the time of day from 0:00 am to 24:00 pm at the interval 0 to 2π. Sollen weite re Regelmäßigkeiten prognostiziert werden, etwa über eine Woche (Monat, Jahr), so wird das entsprechende Intervall auf (0-2π) abgebildet, also etwa Montag 0 00 auf 0 und Samstag 24 00 auf 2 π. Shall wide re regularities are forecast about a week (month, year), the corresponding interval is mapped to (0-2π), or about Monday 0 00 to 0 and Saturday π 2 24 00th Ansonsten bieten sich für eine weitergehende Prognose der Benutzeranwesenheit, die nicht allein durch die Tageszeit gege ben ist, wie etwa das Nutzen eines Raumes an Werktagen (Montag bis Freitag), sowie eingeschränkt am Samstag, nicht aber an Sonn- oder Feiertagen etc., bieten sich diskrete, vom Datum abge leitete Funktionen an (Feiertag Ja/Nein mit entsprechenden Funk tionswerten 1 bzw. 0), die mit den stetigen Funktionen überla gert werden. Otherwise, offer themselves for further prognosis of user presence, gege not only by the time of day is ben, such as the benefits of a room on weekdays (Monday to Friday) and limited on Saturday, but not on Sundays or public holidays, etc., offer be discreet which eclip from the date headed functions (holiday Yes / No with the corresponding radio tion values ​​1 and 0, respectively), which are the continuous functions Überla siege.

Im vorliegenden Beispiel wird mit den folgenden abgeleiteten Funktionen prognostiziert, wobei mit t' die Transformation des Tageszeitintervalls (0:00, 24:00) nach (0, 2π) definiert ist: In the present example, is predicted with the following secondary functions, with t ', the transformation of the daily interval of time (at 0:00, 24:00) to (0, 2π) is defined:

AL=L<. AL = L '. . , . ,

Werktag Ja/Nein (1, 0) Day Yes / No (1, 0) F 1 (t) F 1 (t)
Feiertag Ja/Nein (1, 0) Holiday Yes / No (1, 0) F 2 (t) F 2 (t)
Sin t' Sin t ' F 3 (t) F 3 (t)
Cos t' Cos t ' F 4 (t) F 4 (t)
Sin 2t' Sin 2t ' F 5 (t) 5 F (t)
Cos 2t' Cos 2t ' F 6 (t) 6 F (t)
Sin 11t' Sin 11t ' F 23 (t) F 23 (t)
Cos 11t' Cos 11t ' F 24 (t) F 24 (t)
1 1 F 25 (t) (Konstanter Wert) F 25 (t) (constant value)

Mit den abgeleiteten Funktionen F 1 (t) bis F n (t) und der Anwesen heitsfunktion f(t) wird das im folgenden beschriebene lineare Regressionsmodell nach der "Methode der kleinsten Quadrate" auf gebaut. With the derived functions F 1 (t) to F n (t) and the property uniform function f (t) is built on the method described in the following linear regression model for the "least squares method".

In Tabelle 1 sind die Tageszeiten, zu denen ein Benutzer dem System eine Anweisung eingibt, mit Kreuzen markiert. In Table 1 are the times of day at which a user enters the system, an instruction marked with crosses. Die in Tabelle 1 dargestellten Anweisungen können halbstündig vom Benut zer über Schalter H eingegeben worden sein. The instructions shown in Table 1 may have been entered by the users through commuted switch H. Es ist aber eben falls möglich, daß der Benutzer nur jeweils zu Beginn und zum Ende seiner Anwesenheit den Schalter H jeweils mit "Wärmer/Käl ter" anweist, bzw. dem System mitteilt, daß er anwesend/abwesend ist. However, it is precisely if possible, that the user instructs only at the beginning and the end of its presence the switch H each having "warmer / Käl ter," and notifies the system that he is present / absent. In einem solchen Falle wird der zwischen diesen beiden Zeit punkten liegende Zeitraum in einer frei wählbaren Weise, nicht notwendigerweise äquidistant, diskretisiert, und es wird zu jedem erzeugten diskreten Zeitpunkt t der zugehörige Zielfunk tionswert bzw. Anwesenheitswert f(t) dergestalt erzeugt, daß f(t) = 1, wenn t in der Anwesenheitsphase liegt, und anderen falls gleich Null ist. In such a case, the discretized between these two time points lying period in an arbitrary manner, not necessarily equidistant, and it will each generated discrete time t, the associated destination radio tion value or presence value f (t) so generated that f (t) = 1 if t is in the presence of phase, and otherwise is equal to zero.

Im konkreten Beispiel werden die späten Abend- und Nachtstunden (ab 20 Uhr) stündlich, und die übrigen Zeiträume halbstündig dis kretisiert (siehe Tabelle 1). In this specific example, the late evening and night hours (from 20 am) per hour, and the remaining periods concretised half hour dis (see Table 1).

Beim erzeugten Anweisungen (direkte Benutzeranweisungen bzw. vom System erzeugte "Zwischenanweisungen") ergibt sich eine Matrix F mit den Elementen F i (t j ) mit i = 1, . When the generated instructions (direct user instructions or the system generated "intermediate instructions") a matrix F is obtained with the elements F i (t j) with i = 1,. . , . , n und j = 1, . n and j = 1,. . , . , m, dh eine Matrix mit m Zeilen und n Spalten. m, that is, a matrix with m rows and n columns.

Es ergibt sich der Zielvektor f mit den Elementen f(t j ) mit j = 1, . The result is the target vector f with the elements of f (t j) with j = 1,. . , . , m. m. Es ergibt sich ferner der Vektor mit den Gewichten der einzelnen F i , nämlich X mit den Elementen x i (i = 1, . . . n). It is also apparent, the vector with the weights of the individual F i, that is X with the elements x i (i = 1,... N).

Im vorliegenden Beispiel werden dem System die aus der Tabelle 1 ersichtlichen Anwesenheitszeitpunkte eingegeben, z. In the present example the system, the obvious from Table 1 the presence of time points are inputted, z. B. montags Anwesenheit von 8:30-11:30 Uhr sowie von 13:30-17:30 Uhr. B. Mondays presence of 8: 30-11: 30 am and from 13: 30-17: 30.

Auf der Grundlage dieser Daten werden nun die Gewichte x i , i = 1, . Based on these data, the weights x i, i = 1, now. . , . , n der Anwesenheitsprognosefunktion n the presence Prediction function

P(t j ): = Σx i F i (t j ) mit i = 1, . P (t j): = .SIGMA.X i F i (t j) with i = 1,. . , . , n und j = 1, . n and j = 1,. . , . , n n

so bestimmt, daß die Zielfunktion bzw. Anwesenheitsfunktion f(t) durch P(t) möglichst gut vorhergesagt wird. determined such that the objective function or the presence of the function f (t) by P (t) is as good as possible predicted. Dies geschieht nach der Methode der kleinsten Quadrate (Gauss'sches Verfahren, auch lineare Regressionsanalyse genannt). This is done by the method of least squares (Gaussian method, also known as linear regression analysis). Es ist hierfür das folgende lineare Gleichungssystem zu lösen: It is for this to solve the following linear system of equations:

F . F. F T . F T. X = f, X = F,

wobei mit F T die Transponierte der Matrix F definiert ist. wherein the transpose of the matrix F is defined as F T. Es ergibt sich folgende Lösung: This results in the following solution:

X = (F . F T ) -1 . X = (F. F T) -1. f f

Im gewählten Beispiel ergeben sich als Lösung die in der ober sten Zeile der Tabelle 2a angegebenen Werte, also z. In the example chosen the most in the upper row of the table arising as a solution parameters, 2a, ie z. B. x 1 = 0,19, x 2 = -0,18 usw. B. x 1 = 0.19, x 2 = -0.18, etc.

Der konkrete Prognosewert zum Zeitpunkt t ergibt sich dann als Ergebniswert der Prognosefunktion P(t) mit den berechneten x i . The concrete prediction value at time t is then given as the result value of the prediction function P (t) with the calculated x i.

In den Fig. 2a und 2b sind die mit den berechneten Gewichten ermittelten Anwesenheitsprognosen für einen typischen Wochentag ( Fig. 2a) bzw. einen Feiertag ( Fig. 2b) dargestellt. In FIGS. 2a and 2b, the presence prediction values with the calculated weights are for a typical day of the week (Fig. 2a) or a holiday (Fig. 2b), respectively.

Die Prognosewerte sind in der Spalte "Prognose" in den jeweili gen Tabellen 2a bzw. 2b explizit angegeben. The forecast values ​​are explicitly stated in the column "forecast" in the jeweili gen Tables 2a and 2b.

Mit der Einführung eines Schwellwertes (S-Wert) kann nun bestimmt werden, wann eine Anwesenheit zu prognostizieren ist, dh für welche Zeiten zu heizen ist. With the introduction of a threshold value (S value) can now be determined when a presence is to predict, that is for what times to heat.

Wird etwa, wie im vorliegenden Beispiel (siehe Fig. 2a und 2b), ein Schwellwert von 0,5 angenommen, so wird für alle Zeitinter valle mit einer prognostizierten Anwesenheitswahrscheinlichkeit von größer 0,5 die Anwesenheit, und für alle Anwesenheitswahr scheinlichkeiten von kleiner gleich 0,5 die Abwesenheit angenom men. Is about, as in the present example (see Fig. 2a and 2b), assuming a threshold of 0.5, it is for all time intervals Inter with a predicted presence probability greater than 0.5, the presence, and for the presence of true probabilities less than or equal 0.5 the absence of men angenom.

Die ermittelten Anwesenheitswahrscheinlichkeiten sind im vorlie genden Beispiel kontinuierliche Werte zwischen 0 und 1, wobei ein Wert von 0 eine sichere Abwesenheit darstellt, während eine 1 eine sichere Anwesenheit bedeutet. The presence probabilities determined are continuous values ​​between 0 and 1 in vorlie constricting example, in which represents a value of 0 secure absence, while a 1 indicates a secure attendance. Berechneten Werten, die kleiner als Null sind, wird ebenfalls eine sichere Abwesenheit zugeordnet. Calculated values ​​that are less than zero is assigned a secure absence, also.

In einem nachfolgenden Schritt werden die Anwesenheitsprognosen diskretisiert, dh entweder fest auf 0 oder fest auf 1 abgebil det. In a subsequent step, the presence of projections are discretized, ie either to 0 or to 1. abgebil det. Ist der Wahrscheinlichkeitswert größer als der Schwellwert, wird diese Wahrscheinlichkeit auf 1 abgebildet, ist die Wahr scheinlichkeit kleiner oder gleich dem Schwellenwert, wird sie auf 0 abgebildet. If the probability value is greater than the threshold value, this probability is mapped to 1, the true probability is less than or equal to the threshold, it is mapped to 0.

Über die Voreinstellung des Schwellwertes ist es möglich, die Heizungscharakteristik individuell, nämlich eher konservativ oder eher progressiv, zu steuern. Using the default setting of the threshold value, it is possible the heating characteristic individually, that more conservative or more progressive, to control.

Die Einstellung eines niedrigen Schwellwertes bedeutet, daß bereits bei kleinen Anwesenheitswahrscheinlichkeiten, dh bei Verdacht auf Anwesenheit, geheizt wird, während ein hoher Schwel lwert einen Heizvorgang erst bei sehr sicher angenommener Anwe senheit in Gang setzt. Setting a low threshold means that, already in small presence probabilities, ie in cases of suspected presence, heated during a high smoldering Mvalue a heating only at very safely assumed applicatio ence sets in motion.

Ein hoch angesetzter Schwellwert spart zwar Geld, bringt aber insofern Unannehmlichkeiten mit sich, als unter Umständen der Benutzer auf eine ungeheizte Umgebung trifft. Although a high set threshold saves money, but so far brings inconveniences, as is true in certain circumstances the user on an unheated environment.

Ein niedrig angesetzter Schwellwert bringt hingegen größere Bequemlichkeit, weil schon bei relativ niedriger Anwesenheits wahrscheinlichkeit die Heizung in Gang gesetzt wird. In contrast, a low threshold being set brings greater convenience, because the heating is initiated at relatively low attendance probability. Die Einstel lung eines niedrigen Schwellwertes ist natürlich mit höheren Heizkosten verbunden. The SET development of a low threshold is of course associated with higher heating costs. Der Schwellwertschalter ist auch als Ein-/ Aus-Schalter verwendbar. The threshold can also be used as an on / off switch. Wird der Schwellwert z. If the threshold value z. B. auf 0 einge stellt, wird bereits bei einer Anwesenheitswahrscheinlichkeit von 0, dh immer, geheizt. B. reset to 0 is, is already at a presence probability of 0, that is always heated.

In Fig. 2a erkennt man, daß die Anwesenheitswahrscheinlichkeit den Schwellwert, der hier beispielhaft auf 0,5 eingestellt ist, nur zu bestimmten Vormittags- bzw. Nachmittagszeiten übersteigt. In FIG. 2 it is seen that the presence probability exceeds the threshold value, which is exemplified here set to 0.5 only at certain morning or afternoon hours. An einem Feiertag bleibt die Anwesenheitswahrscheinlichkeit unterhalb des Schwellwertes, so daß die Heizung nicht hochregelt ( Fig. 2b). On a holiday, the presence probability remains below the threshold value, so that the heating is not high controls (Fig. 2b).

Die beschriebene Erstellung der Anwesenheitsprognose ist bereits mit einem System möglich, welches nur die Benutzereingabe "anwe send" bzw. "abwesend" zuläßt. The preparation of the presence forecast described is already possible with a system which "applicatio send" only the user input or "absent" permits. Es ist bei einem solchen System beispielsweise möglich, daß bei prognostizierter Anwesenheit stets auf eine vorgegebene Temperatur geregelt wird. It is for example possible with such a system that is always controlled at predicted presence at a predetermined temperature. Diese vor eingestellte Temperatur kann entweder vom Benutzer, oder auch zentral für eine Gruppe von Heizungselementen eingestellt wer den. These prior set temperature either by the user or set centrally for a group of heating elements who the.

Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsge mäßen Klimasystems jedoch auch möglich, auf der Grundlage der Anwesenheitsprognose eine Prognose über eine gewünschte Tempera tur zu erstellen. However, it is also possible according to another embodiment of the erfindungsge MAESSEN climate system to create on the basis of the presence forecast a forecast of a desired tempera ture. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß der Benut zer über den Schalter H sowohl "Wärmer"- als auch "Kälter"-Anga ben in das System eingeben kann. For this purpose, it is provided that the Benut via the switch both H "warmer" zer - can enter and "colder" -Anga ben in the system. Hierbei wird analog zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel jede solche Eingabe zunächst als Anwesenheitseingabe interpretiert, und die oben beschriebene Rechnung durchgeführt. Here, each such input is analogous to the embodiment described above, initially interpreted as the presence of input, and performing the calculation described above.

Auf der Basis der Anwesenheitsprognose wird mit dem entsprechen den Vorlauf derart geheizt, daß zu den prognostizierten Anwesen heiten eine Temperatur erreicht wird, die durch eine Solltempera tur-Funktion (Wunschtemperatur) C(t) definiert ist. On the basis of the presence forecast is compared with the correspond to the flow heated such that units of the predicted property, a temperature is reached, by a predetermined tempera ture function (desire temperature) C (t) is defined.

C(t) wird analog zu P(t) ermittelt, wobei für die Berechnung von C(t) Werte c(t) herangezogen werden, die wie folgt erzeugt wer den: C (t) is determined similarly to P (t), wherein for the calculation of C (t) values ​​c (t) are used which are generated as follows who the:

Falls zu einem Zeitpunkt, an dem die Raumtemperatur R(t) größer gleich C(t) minus δT (delta T) ist, eine "Wärmer"-Anweisung ein gegeben wird, wird der neue Wunschtemperaturwert c(t) bestimmt als C(t) + δT. is appropriate to a time at which the room temperature is R (t) greater than or equal C (t) minus delta T (delta T), a "warmer" instruction a is given, the new desired temperature value c (t) is determined as C (t ) + delta T. Falls eine "Kälter"-Anweisung erfolgt, gilt ana log c(t): = C(t) minus δT. If a "colder" instruction is carried out, applies ana log c (t): = C (t) minus delta T. Hierbei ist δT eine frei wählbare Temperaturdifferenz, mit der die bisherige Wunschtemperatur C(t) korrigiert wird. Here, At is a freely selectable temperature differential with the desired temperature, the previous C (t) is corrected.

Es ist möglich, C(t) werkseitig, z. It is possible, C (t) at the factory, eg. B. mit konstanten 20°C, vor zugeben. B. admit at constant 20 ° C, above.

Falls die jeweiligen Bedingungen nicht erfüllt sind, werden keine neuen c(t) erzeugt. If the respective conditions are not satisfied, no new c (t) are generated.

Die Gewichte y i , i = 1 . The weights yi, i =. 1 . , . , n der Wunschtemperatur-Prognosefunk tion n the desire temperature forecast radio tion

C(t j ): = Σx i c i (t j ) mit i = 1 . C (t j): = .SIGMA.X i c i (t j) with i = first . , . , n und j = 1 . n and j =. 1 . , . , m m

sind derart zu bestimmen, daß die Zielfunktion c(t) durch C(t) möglichst gut vorhergesagt wird. are to be determined such that the objective function c (t) C (t) is as good as possible predicted. Eine solche Prognosefunktion wird analog zur oben beschriebenen Anwesenheitsprognosefunktion vorteilhafterweise mittels der Methode der kleinsten Quadrate ermittelt. Such a prediction function is determined analogously to the above-described presence Prediction function advantageously by the method of least squares. Es ist hierfür das folgende lineare Gleichungssystem It is noted in the following linear system of equations

F . F. F T . F T. Y = c Y = c

zu lösen, wobei mit F T die Transponierte der Matrix F definiert ist. to solve, with the transpose of the matrix F is defined as F T. Es ergibt sich die folgende Lösung: This results in the following solution:

Y = (F . F T ) -1 . Y = (F. F T) -1. f f

Ein konkretes Rechenbeispiel wird vorliegend nicht angegeben, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß eine solche Rechnung sich vollständig analog zu der Prognose der Anwesenheitswahrschein lichkeiten gestaltet, wobei lediglich f(t) durch c(t) ersetzt und geschätzt wird. A concrete calculation example is not herein specified, but it should be noted that such a statement is designed completely analogous to the prediction of the presence plausibility possibilities, with only f (t) is replaced by c (t) and estimated.

In einer Anlaufphase kann das System zunächst bei angenommener Anwesenheit des Benutzers eine voreingestellte Wunschtemperatur einnehmen. In a start-up phase, the system can first take a preset desired temperature, assuming the presence of the user. Diese voreingestellte Wunschtemperatur kann entweder werkseitig oder durch den Benutzer bestimmt werden. This preset desired temperature can be determined either at the factory or by the user.

Für den Fall einer Benutzeranweisung "wärmer" oder "kälter" erge ben sich zwei Fälle: "Colder" in case a user instruction "warmer" or erge to ben two cases:

  • 1. Das System stellt fest, daß es die bisher gültige Wunschtem peratur bereits erreicht hat. 1. The system notes that it has already reached the previously valid Wunschtem temperature. Die Benutzereingabe bedeutet somit, daß die bisherige Wunschtemperatur entweder zu hoch oder zu niedrig ist. Thus, the user input means that the previous request temperature is either too high or too low.
    In diesem Fall wird die Wunschtemperatur um einen Differenz betrag erhöht oder erniedrigt (beispielsweise zwischen 0,5 und 1°C), und zusammen mit dem Grundzustand (absolute Zeit und Außeneingänge) abgespeichert. In this case the desired temperature is increased or decreased by a differential amount (for example, between 0.5 and 1 ° C), and stored together with the ground state (absolute time and external inputs).
  • 2. Im zweiten möglichen Fall stellt das System fest, daß es die bisher gültige Wunschtemperatur noch nicht erreicht hat. 2. In the second possible case, the system determines that it has not yet reached the desired temperature previously valid. In diesem Falle kann aus einer Benutzeranweisung der Art "wär mer" nichts geschlossen werden. In this case, nothing can be inferred from a user's instruction of the kind "would mer". Hingegen kann hier aus einer Benutzeranweisung der Art "kälter" eine neue, niedrigere Wunschtemperatur zu diesem Zeitpunkt abgeleitet werden. By contrast, a new, lower desired temperature can here from a user's instruction of the type "colder" are derived at this time.

Insgesamt erzeugt das System also eine Anwesenheitsfunktion in Kombination mit einem Temperaturprofil. Overall, the system therefore generates a presence function in combination with a temperature profile. Wenn somit die Anwesen heitswahrscheinlichkeit des Benutzers den voreingestellten Schwellenwert bzw. Wahrscheinlichkeitswert überschritten hat, wird die Heizung auf einen entsprechenden Temperaturwert gere gelt, welcher anhand des gespeicherten Temperaturprofils progno stiziert wird. Thus, if uniform probability the property the user has exceeded the preset threshold value or probability value, the heating to an appropriate temperature value Gere gel which is stiziert from the stored temperature profile is PROGNO.

Es ist zum Zwecke eines flexiblen Heizungsbetriebes bzw. eines schnellen Umlernens des Klimasystems möglich, Benutzeranwei sungen entsprechend ihrer Aktualität zu gewichten. It is possible for the purpose of a flexible heating operation or a quick relearning of the climate system to weight Benutzeranwei solutions from the latest one. So können bei spielsweise die jüngsten Benutzereingaben stärker gewichtet wer den (exponentielle Gewichtung). Thus, the recent user input can greater weight who the (exponential weighting) in game wise.

Für eine effektive Installation des Klimasystems sind verschiedene Möglichkeiten vorteilhaft verwendbar: For effective installation of the climate system, various possibilities are advantageously used:

Zunächst ist es möglich, das System bereits werkseitig mit einem Anwesenheitswahrscheinlichkeitsprofil sowie einem Temperaturpro fil zu versehen. First, it is possible to provide the system at the factory with a presence probability profile as well as a temperature pro fil. Hierbei können Standardprofile verwendet wer den, es könnten jedoch auch auf individuelle Angaben von Benut zern oder Käufern des Systems ausgerichtete Profile werkseitig erstellt werden. Here, standard profiles can use the who, but it could also be aligned to individual specifications of Group-Benut or purchasers of the system profiles are created in the factory.

Es ist gleichfalls möglich, ein vollständig unprogrammiertes bzw. uninitialisiertes System zu installieren. It is also possible to install a completely unprogrammed or uninitialized system. Dies führt natür lich insbesondere in der Anlaufphase des Systems dazu, daß eine noch völlig ungenügende Prognosegrundlage vorhanden ist. This leads natuer Lich in particular in the start-up phase of the system to the fact that even totally insufficient forecast basis is present. Der Benutzer muß dann dazu veranlaßt werden, Eingaben zu machen, auf welchen dann ein verläßliches Prognosesystem aufgebaut werden kann. The user must then be prompted to enter data on which a reliable forecasting system can then be established.

Ist das System mit einem Anwesenheits-/Abwesenheitsschalter aus gerüstet und in der Lage, zwischen einer Anwesenheitsanweisung und einer Abwesenheitsanweisung (dh bei Anwesenheit des Benut zers) von sich aus in diskreten Zeitintervallen Anweisungen zu erzeugen, wird das Prognoseverfahren in relativ kurzer Zeit auf eine ausreichende statistische Basis gestellt. If the system is equipped with a presence / absence switch, and in a position between a presence of instruction, and an absence of instructions (ie, in the presence of Benut decomp) by itself to generate instructions in discrete time intervals, the prediction methods in a relatively short time to a sufficient is provided statistical basis.

Für den Fall aber, daß nur konkrete Eingaben des Benutzers dem System als Prognosegrundlage zur Verfügung stehen, wird, in einer Anfangsphase, im allgemeinen nach Installation der Heizung, jede Prognose über die Benutzeranwesenheit bzw. über die gewünschte Temperatur mit erheblichen Unsicherheiten bzw. Schwankungen behaftet sein. In the event, however, that only specific inputs of the user available to the system as a forecast basis available, is subject in an initial phase, generally after installation of the heater, each projection about the user presence or above the desired temperature with considerable uncertainties and fluctuations be.

Zu diesem Zweck wird der Benutzer, abhängig von der Anzahl der vorhandenen Anweisungen, derart gereizt bzw. angeregt, daß er sich genötigt sieht, dem System des öfteren Anweisungen zu geben. To this end, the user, depending on the number of instructions is available, or are excited so irritated that he is compelled to give the system frequently instructions.

Dies geschieht dadurch, daß das System von sich aus die Tempera tur herunterregelt, so daß der Benutzer des öfteren die "Wär mer"-Anweisungen geben muß, wodurch dem System natürlich impli zit die Anwesenheit des Benutzers mitgeteilt wird. This is accomplished in that the system down regulates the tempera ture of from, so that the user often must enter the statements "Wär mer", thus the system of course Impli zit notified of the presence of the user.

Auch für den Fall, daß ein System von mehreren Benutzern bedient wird, wie es etwa in Büros typischerweise auftreten wird, ist es sinnvoll, die Anwesenheits- bzw. Wunschtemperatur-Prognose auf eine solide statistische Basis zu stellen. Also in the case that a system is operated by multiple users, as it will occur for example in offices, typically, it is useful to provide the presence or desired temperature forecast on a solid statistical basis.

Im folgenden wird mit einem Heizintervall derjenige Zeitab schnitt von t 0 bis t 1 bezeichnet, der mit dem Sprung der Anwesen heitsprognose von "abwesend" auf "anwesend" startet, und mit dem entsprechenden Sprung von "anwesend" auf "abwesend" endet. In the following is referred to as a heating interval one Zeitab cut from t 0 to t 1, the integrated forecast with the jump of the property of "absent" to "present" starts, and with the corresponding jump from "present" to "absent" ends.

Mit t i wird ein Zeitpunkt innerhalb eines solchen Intervalls bezeichnet (t 0 kleiner gleich t i kleiner gleich t 1 ) dh t i ist aus dem Bereich einer zusammenhängenden Zeitperiode, für die Anwesenheit prognostiziert ist. With t i is a time is referred to within one such interval (t 0 less than or equal t i less than or equal t 1) ie t i is in the area of a continuous period of time is predicted for the presence. t 0 wird mit jeder neuen Benutzer eingabe zum Zeitpunkt t aktuell neu auf den Zeitpunkt t aktuell gesetzt. t 0, with each new user input at time t currently re currently set at time t. Das Intervall t 0 bis t 1 verkürzt sich entsprechend auf das Intervall t aktuell bis t 1 . The interval t 0 to t 1 is shortened corresponding to the interval currently t to t. 1

Zur Erläuterung der Temperaturherunterregelung wird die Reizfunk tion Z(t i ) eingeführt: To illustrate the temperature ramp down the stimulus radio tion Z (t i) is introduced:

Z(t i ) = p . Z (t i) = p. (t i - t 0 ) (t i - t 0)

wobei p eine Funktion der Anzahl von Anweisungen dergestalt ist, daß sich Z(t i ) je Stunde z. where p is a function of the number of instructions is such that Z (t i) per hour z. B. um 2,4 Grad C für eine geringe Anzahl von Anweisungen, 1,0 Grad C für eine mittlere Anzahl von Anweisungen, 0,3 Grad C für eine große Anzahl von Anweisungen und 0,0 Grad C für eine sehr große Anzahl von Anweisungen erhöht. B. about 2.4 degrees C for a small number of instructions, 1.0 degrees C for an average number of instructions, 0.3 degrees C for a large number of instructions and 0.0 degrees C for a very large number of instructions increased.

Ist im System eine solche Reizfunktion vorgesehen, regelt das System effektiv nicht auf die berechnete Wunschtemperatur C(t), sondern um die um jeweils Z(t) erniedrigte Temperatur, dh auf C(t) - Z(t), wobei Z(t) jeweils wieder neu mit 0 dann startet, wenn entweder ein neues Anwesenheitsintervall beginnt, oder wenn der Benutzer eine Anweisung (wärmer oder kälter) gegeben hat. If such a stimulus function provided in the system, the system does not effectively regulates the calculated desired temperature C (t), but decreased to the order each Z (t) temperature, ie to C (t) - Z (t) where Z (t ) each new again then starts with 0 when either a new presence interval starts, or if the user has given an instruction (warmer or cooler).

Ein stark vereinfachter, aber im Prinzip typischer dynamischer Heizungsverlauf unter Berücksichtigung einer solchen Benutzerrei zung ist in Fig. 3 dargestellt. A highly simplified, but more typically in the principle of dynamic heating course by considering such Benutzerrei is shown in Fig. 3 Zung. Es wird hierbei davon ausgegan gen, daß im System nur eine geringe Gesamtanzahl von Benutzeran weisungen gespeichert ist. It is this gene ausgegan fact that transfers only a small total number of user at the system is stored.

Gemäß Fig. 3 sind folgende Systemparameter festgelegt: Referring to FIG. 3, the following system parameters are fixed:

Da nur eine geringe Anzahl von gespeicherten Anweisungen vor liegt, regelt das System je Stunde die Wunschtemperatur C(t) um 2,4°C ab. Since only a small number of stored instructions is available, the system per hour regulates the desired temperature C (t) by 2.4 ° C. C(t) beträgt zu Anfang 20°C. C (t) is initially 20 ° C. δT ist auf 1°C fest gelegt. delta T is set to 1. ° C. Das aktuelle Heizintervall reicht von 8:10 bis 13:10 Uhr. The current heating interval ranges 8:10 to 13:10.

Wie man ferner der Fig. 3 entnimmt, erfolgen Benutzereingaben des Typs "wärmer" zu den Zeitpunkten 8:50 Uhr, 9:30 Uhr, 9:50 Uhr, 10:50 Uhr, 11:30 Uhr und 12:40 Uhr. As can be seen further in Fig. 3, be made user input of the type "warmer" at the times 8:50, 9:30, 9:50, 10:50, 11:30 and 12:40.

Da in diesem Beispiel sehr stark heruntergeregelt wird, nämlich um 2,4°C/Stunde, ist der Benutzer zu häufigen Systemanweisungen genötigt. As is strongly down-regulated in this example, namely by 2.4 ° C / hour, the user is obliged to frequent system instructions.

In Fig. 3 zeigt die obere Linie die prognostizierte Wunschtempe ratur C(t), während die Sägezahnlinie den effektiven Temperatur verlauf darstellt. In Fig. 3, the upper line shows the predicted request Tempera ture C (t), while the sawtooth is extending the effective temperature. Die Benutzereingaben sind durch die Quadrate markiert. The user inputs are marked by the squares.

Das System regelt für 8:10 Uhr die Temperatur von 15°C auf die prognostizierte Wunschtemperatur von 20°C hoch, und um 13:10 Uhr wieder auf die Temperatur 15°C zurück. The system controls for 8:10, the temperature of 15 ° C to the predicted ideal temperature of 20 ° C high, and at 13:10 back to the temperature 15 ° C back.

Wenn zum Zeitpunkt einer Anweisung die Temperatur um einen Wert größer gleich δT abgefallen ist, wird im Falle einer Anweisung die prognostizierte Wunschtemperatur von 20°C wiederhergestellt. at the time of an instruction when the temperature has dropped to a value greater than or equal delta T, in the case of an instruction request, the predicted temperature of 20 ° C is restored.

Wenn allerdings, wie beispielhaft für den Zeitpunkt 9:50 Uhr in Fig. 3 dargestellt, die Temperatur noch nicht unter einen Wert C(t) - δT abgeregelt ist, weil seit der letzten Anweisung nicht genügend Zeit vergangen ist, wird eine neue Prognose über die Wunschtemperatur erstellt, und die neu errechnete Wunschtempera tur mit 21°C berechnet. . However, if, as illustrated by way of example for the time 9:50 in Figure 3, the temperature is not below a value C (t) - is governed .delta.T because since the last statement is not enough time has passed, a new forecast will be the desired temperature created, and calculates the newly calculated desired tempera ture of 21 ° C. Dieser Vorgang ist im vorliegenden Beispiel stark vereinfacht dargestellt. This process is illustrated in the present example is greatly simplified. Für eine konkrete Berech nung der neuen Wunschtemperatur ist natürlich wiederum eine Pro gnose nach der Methode der kleinsten Quadrate vorteilhaft anwend bar. For a specific calculation of the new required temperature voltage is of course again a Pro gnose by the method of least squares advantageous applic bar.

Wie aus Fig. 3 ferner hervorgeht, wird am Zeitpunkt 9:50 Uhr bei jeder Benutzeranweisung auf die neue Wunschtemperatur von 21°C hochgeregelt. As Figure 3 further apparent from Fig., At time 9:50 is highly regulated at each user's instruction to the new desired temperature of 21 ° C.

Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird die Temperatur im Falle einer Benutzereingabe nicht auf die Wunschtemperatur C(t) angehoben, sondern lediglich um einen Wert δT erhöht. According to a further embodiment not shown, the temperature in the case of a user input is not on the desired temperature C (t) is lifted, but merely increased by a value delta T. Bei einer solchen Ausführungsform müßte u. In such an embodiment would have u. U., um die Heizung wieder auf die Wunschtemperatur hochzuregeln, mehr mals eine Anweisung eingegeben werden. U. to rev up the heater back to the desired temperature, several times an instruction is entered.

Eine solche automatische Herunterregelung der Heizung ist auch vorteilhaft bei der Einsparung von Heizkosten verwendbar. Such automatic down-regulation of heating is also used advantageously in saving heating costs.

Das erfindungsgemäße Klima system ist, für sich genommen, vollständig in der Lage, eine effiziente und benutzerfreundliche Regelung durchzuführen. The climate system of the invention is, in itself, fully able to carry out an efficient and user-friendly control.

Es ist jedoch selbstverständlich gleichfalls möglich, das erfin dungsgemäße System zusammen mit herkömmlichen Systemen zu verwenden, so daß unter Umständen wahlweise auf eines der Systeme zurückgegriffen werden kann. However, it is of course also possible to use the dung OF INVENTION modern system along with conventional systems, so that the unit can be made of one of the systems may. Steht z. Is z. B. fest, daß an bestimmten Tagen oder zu einer gewissen Zeit eine völlig unübliche Belegung bzw. Benutzung eines Raumes ansteht, kann das erfindungsgemäße System vorübergehend ausgeschaltet wer den. B. found that is present on certain days or at a certain time a completely unusual availability or use of a room, the present system can be temporarily turned off to who.

Claims (14)

  1. 1. Programmierbares Klimasystem für wenigstens einen Raum, bei welchem die Anwesenheitswahrscheinlichkeit wenigstens eines Benutzers prognostizierbar und in Abhängigkeit von der prognostizierten Anwesenheitswahrscheinlichkeit ein Be triebszustand des Systems einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine die Anwesenheitswahrscheinlichkeit darstellende Anwesenheitsfunktion als Kombination, insbesondere Linear kombination, eines mittels Gewichtungskoeffizienten gewich teten Satzes von Basisfunktionen, insbesondere Fourier- Basisfunktionen, berechenbar ist. 1. A programmable air conditioning system for at least a room, in which the existence probability of at least one user to predict and depending on the predicted presence probability a loading operation state of the system is adjustable, characterized in that the presence probability representing presence function as a combination, combination in particular linear, a means of weighting coefficients weighting- ended set of basis functions, in particular Fourier basis functions can be calculated.
  2. 2. Klimasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungskoeffizienten über eine Angleichung an eine Anwesenheitsfunktion, welche bereits in das System eingege bene Anwesenheitseingaben beschreibt, bestimmbar sind. 2. Air system according to claim 1, characterized in that the weighting coefficients are determined via an adjustment to a presence function, which describes already in the system eingege bene presence inputs.
  3. 3. Klimasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichung Methoden der Regressionsanalyse verwendet. 3. Air system according to claim 2, characterized in that the approximation used methods of regression analysis.
  4. 4. Klimasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichung Methoden der Fuzzy-Logic verwendet. 4. Air system according to claim 2, characterized in that the approximation used methods of fuzzy logic.
  5. 5. Klimasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichung mit neuronalen Netzen arbeitet. 5. Air system according to claim 2, characterized in that the approximation works with neural networks.
  6. 6. Klimasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichung varianzreduzierende Verfahren verwendet. 6. Air system according to claim 2, characterized in that the approximation used Variance procedure.
  7. 7. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Anwesenheits wahrscheinlichkeit mit einem über einen Schwellwertsteller einstellbaren Schwellwert verglichen wird, wobei in Abhän gigkeit von einer Unterschreitung bzw. Überschreitung des Schwellwertes der Betriebszustand des Systems bestimmt wird. 7. Air System according to one of claims 1 to 3 and 5 or 6, characterized in that the presence calculated probability is compared with an adjustable over a Schwellwertsteller threshold, dependence determined in depen of a shortfall or excess of the threshold value of the operating state of the system becomes.
  8. 8. Klimasystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert zwischen 0 und 1 kontinuierlich einstellbar ist. 8. Air system according to claim 6, characterized in that the threshold value between 0 and 1 is continuously adjustable.
  9. 9. Klimasystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß während einer Anlaufphase vom Be nutzer Anwesenheits- bzw. Abwesenheitsanweisungen in das System eingebbar sind. 9. Air system according to any of the preceding claims, characterized by that can be entered during a start-up phase of Be user presence or absence of instructions in the system.
  10. 10. Klimasystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwesenheits- bzw. Abwesenheitsanweisungen über den Schwellwertsteller eingebbar sind. 10. Air system according to claim 9, characterized in that the presence or absence of instructions are input via the Schwellwertsteller.
  11. 11. Klimasystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß "Wärmer"-Anweisungen bzw. "Kälter"- Anweisungen in das System eingebbar sind, wodurch dem Sy stem sowohl Anwesenheitsanweisungen als auch Anweisungen bezüglich einer gewünschten Temperatur zur Verfügung ge stellt werden. 11. Air system according to any one of claims 9 or 10, characterized in that "warmer" statements and "colder" - instructions can be input into the system, which provides the Sy stem presence both instructions and instructions relating to a desired temperature ge available become.
  12. 12. Klimasystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anweisungen über Tasten eingebbar sind. 12. Air system according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the instructions via buttons can be input.
  13. 13. Klimasystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß zeitlich jüngere Benutzereingaben bei der Ermittlung der Anwesenheitswahrscheinlichkeit stär ker gewichtbar sind. 13. Air system according to any of the preceding claims, characterized by that time younger user input in determining the presence probability are Staer ker gewichtbar.
  14. 14. Verfahren zur Steuerung eines Klimasystems für wenig stens einen Raum, bei welchem die Anwesenheitswahrschein lichkeit wenigstens eines Benutzers prognostiziert und in Abhängigkeit von der prognostizierten Anwesenheitswahr scheinlichkeit ein Betriebszustand des Systems eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Anwesenheitswahrscheinlichkeit darstellende Anwesenheitsfunktion als Kombination, insbesondere Linear kombination, eines mittels Gewichtungskoeffizienten gewich teten Satzes von Basisfunktionen, insbesondere Fourier- Basisfunktionen, berechnet wird. 14. A method for controlling an air conditioning system for little least a room, in which the presence of: probability predicts at least one user and in dependence on the predicted presence of true probability of an operating state of the system is adjusted, characterized in that the presence probability representing presence function as a combination, particularly linear combination of a means of weighting coefficients weighting- ended set of basis functions, in particular Fourier basis functions is calculated.
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