DE19700762A1 - Raumthermostat für Heizungs- oder Klimaanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Raumthermostaten für Heizungs- oder Klimaanlagen mit einem Thermofühler, einem Sollwertgeber und einem Vergleicher, der an seinem Ausgang ein Stellsignal zum Steuern der Heizungs- oder Klimaanlage abgibt.

Heizungsanlagen für Wohn- oder Bürogebäude enthalten üblicherweise einen Heizkessel, dessen Vorlauftemperatur von der Außentemperatur gesteuert wird, sowie warmwasserbeheizte Heizkörper in den einzelnen Räumen, deren Leistungs­ abgabe durch Heizkörper-Thermostatventile einzeln geregelt werden. Solche Heizkörper-Thermostatventile sind gelegentlich mit Fernfühlern ausgestattet oder als elektronisch gesteuerte Thermostatventile von einem Zeitprogramm gesteuert (z. B. Honeywell-Raumtemperaturregler EV 300).

Darüber hinaus sind zum Verbessern des Komforts einzelne Räume auch durch Raumthermostaten in der Temperatur regelbar, wobei durch solche Raumthermo­ staten entweder die gesamte Heizungsanlage oder aber einzelne Heizkreise geregelt werden. Solche Raumthermostaten sind üblicherweise mit einem Bimetallkörper ausgestattet, wobei gleichzeitig eine thermische Rückführung vorgesehen ist, um die Schwankungsbreite der geregelten Temperatur zu reduzieren. Auch sind elektronisch gesteuerte Raumthermostaten bekannt, die häufig mit einer Zeit­ programmsteuerung versehen sind, um die Raumtemperatur zeitabhängig zu verändern (z. B. Euro-Thermostat 091 der Fa. Conrad Electronic und Computer- Thermostat TH 3021 der Fa. Frontier).

Schließlich sind noch neben normalen Zimmerthermometern auch elektronische Thermometer bekannt, mit denen die Raumtemperatur und evtl. zusätzlich auch die Außentemperatur über einen oder mehrere Meßfühler gemessen und digital angezeigt werden können. Solche elektronischen Thermometer sind häufig auch mit einer akustischen Signalgabe ausgestattet, die beim Unter- oder Überschreiten von eingestellten Grenzwerten anspricht (z. B. LCD Digital Thermometer "digi-thermo").

Die Nachteile der vorstehend besprochenen Raumthermostaten, und zwar sowohl der mit einem Bimetallkörper als auch mit elektronischen Mitteln aufgebauten Raumthermostaten besteht jedoch darin, daß sie für eine feste Wandinstallation vorgesehen und über entsprechende Anschlußleitungen mit der Heizungsanlage zu verbinden sind. Stellt sich nun heraus, daß die räumliche Anordnung des Raum­ thermostaten, also die Meßstelle für die zu regelnde Temperatur, wegen einer ursprünglich falschen Planung oder wegen Umbauten ungünstig ist, so muß eine Leitungsverlegung zum Anschluß des Raumthermostaten erfolgen, was in den meisten Fällen höchst unerwünscht ist. Es bleibt auch bei solchen Raumthermo­ staten nur die Möglichkeit der Anbringung an Wänden, so daß also eine freie Aufstellung im Raum aus praktischen Gründen nicht möglich ist. Insbesondere ist es in Wohnräumen nicht möglich, den Raumthermostaten nach entsprechenden Ver­ suchen an der thermisch optimalen Stelle zu plazieren oder einfach dort auf­ zustellen, wo die erwünschte Raumtemperatur eingehalten werden soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Nachteile der bekannten Raumthermostaten zu vermeiden und eine freie Aufstellung des Thermostaten an beliebiger, thermisch optimaler Stelle ohne die Notwendigkeit von Leitungsverlegungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Raumthermostat aus einer batteriegespeisten Mobileinheit und einer an die Heizungs- oder Klimaanlage angeschlossenen Stationäreinheit besteht, daß in der Mobileinheit mindestens der Thermofühler sowie ein Fernsteuersender vorgesehen sind, daß die Stationäreinheit einen Fernsteuerempfänger sowie die übrigen Teile des Raumthermostaten enthält, und daß vom Fernsteuersender der Mobileinheit zum Fernsteuerempfänger der Stationäreinheit ein vom Thermofühler abgegebenes Temperatursignal oder das vom Vergleicher abgegebene Stellsignal drahtlos übertragen wird.

Ein solcher Raumthermostat hat gegenüber den bisherigen drahtgebundenen Raumthermostaten den großen Vorteil, daß er an der thermisch optimalen oder erwünschten Stelle aufgestellt werden kann, um genau an diesem Ort die Isttemperatur des Raumes zu messen. Je nach Aufbau der Mobileinheit und der Stationäreinheit wird dann nur auf drahtlosem Wege der Meßwert des Thermofüh­ lers von der Mobileinheit zur Stationäreinheit übertragen und letzterer im Vergleicher mit dem Sollwert verglichen, oder die Mobileinheit enthält gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform neben dem Thermofühler und dem Fernsteuersender auch den Sollwertgeber und den Vergleicher, so daß zwischen dem Fernsteuersender und dem Fernsteuerempfänger nur das Stellsignal übertragen werden muß. Ist nun der Raumthermostat als Zweipunktregler ausgebildet, so ist das Stellsignal ein Schaltsignal zum Ein- und Ausschalten der Heizungs- und Klimaanlage. In diesem Fall muß also nur ein sehr einfaches Schaltsignal übertragen werden.

Als Übertragungsmedium zwischen dem Fernsteuersender und dem Fernsteuer­ empfänger wird zweckmäßigerweise Infrarotlicht verwendet, wie es z. B. aus Fernsteuerungen für Fernsehempfänger usw. bekannt ist. Es ist aber natürlich auch möglich, eine Hochfrequenz- oder Ultraschallübertragung vorzusehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt als Blockschaltbild den Raumthermostaten gemäß der vorliegenden Erfindung, bestehend aus einer Mobileinheit 10 und einer Stationärein­ heit 20, wobei letztere an eine Heizungs- oder Klimaanlage 30 angeschlossen ist.

Die Mobileinheit 10 enthält im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Thermofühler 1 zur Messung der Raumtemperatur und eine Auswerteschaltung 2, die ein entsprechendes Temperatursignal ausgibt. Außerdem ist ein Sollwertgeber 4 vorgesehen, der entweder von Hand eingestellt oder über eine Programmsteuerung 8 von einer Uhr 9 zeitabhängig, also abhängig von der Tageszeit und/oder dem Wochentag, verändert wird. Einem Vergleicher 3 werden das Temperatursignal der Auswerteschaltung 2 und der Sollwert des Sollwertgebers 4 zugeführt, um ein Fehlersignal als Stellsignal zu erzeugen. Wie bei Zweipunktreglern allgemein üblich, wird dieses Stellsignal am Ausgang des Vergleichers 3 über eine Rückführung 5 an den Eingang des Vergleichers 3 zurückgeführt, um die Schwankungsbreite der konstant zu haltenden Temperatur zu verringern.

Während bei (elektronischen) Raumthermostaten nach dem Stand der Technik das Stellsignal am Ausgang des Vergleichers 3 nun, z. B. über ein Relais, der Heizungs- oder Klimaanlage 30 zugeführt würde, steuert bei dem Raumthermostaten nach der vorliegenden Erfindung das Stellsignal einen Fernsteuersender 11 in der Mobileinheit 10. Es wird außerdem noch hinzugefügt, daß die Elektronik der Mobileinheit 10 durch eine Batterie 6 gespeist wird, so daß die Mobileinheit also autark stromver­ sorgt ist.

Die Stationäreinheit 20, die z. B. an einer Raumwand montiert und über Leitungen mit der Heizungs- oder Klimaanlage 30 verbunden ist, enthält einen Fernsteuer­ empfänger 21 zum Empfang der vom Fernsteuersender 11 der Mobileinheit 10 ausgesandten Signale. Der Fernsteuerempfänger 21 ist über eine Ausgangsstufe 22, die das Stellsignal in geeigneter Form aufbereitet, mit der Heizungs- oder Klimaanlage 30 verbunden.

Der Fernsteuersender 11 und der Fernsteuerempfänger 21 sind im vorliegenden Beispiel zur drahtlosen Übertragung von Infrarotlichtsignalen ausgebildet, wobei beide so dimensioniert sein müssen, daß eine Signalübertragung im Raum auch bei verschiedenen Positionen der Mobileinheit 10 sicher gewährleistet ist. Anstelle von Infrarotlicht als Übertragungsmedium können jedoch auch Funksignale oder Ultraschallsignale dienen.

Der Raumthermostat gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wegen des Fern­ steuersenders 11 und des Fernsteuerempfängers 21 mit elektronischen Mitteln aufgebaut, also mit einem elektronischen Thermofühler mit Auswerteschaltung 2, einem elektronischen Sollwertgeber 4, einem elektronischen Vergleicher 3 und einem elektronischen Rückführglied 5. Es wäre jedoch auch möglich, anstelle dieser elektronischen Elemente 1-5 einen üblichen Bimetall-Raumthermostaten zu verwenden, dessen Ausgangs-Schaltsignal dann den Fernsteuersender 11 steuert. Hierbei würde jedoch ein thermisches Rückführglied 5 zu einem erhöhten Stromverbrauch führen, was bei Speisung durch eine Batterie 6 unerwünscht wäre.

Während bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Mobileinheit 10 neben dem Thermofühler 1 und der Auswerteschaltung 2 auch den Vergleicher 3 und den Sollwertgeber 4 enthält, ist es auch möglich, das am Ausgang der Auswerteschal­ tung 2 auftretende Temperatursignal über den Fernsteuersender 11 an den Fernsteuerempfänger 21 der Stationäreinheit 20 zu übertragen, was jedoch komplizierter wäre. Aus diesem Grunde wurde die beschriebene Aufteilung gewählt, weil dann nur das Stellsignal zu übertragen ist. Arbeitet der Raumthermostat als Zweipunktregler, so ist dieses Stellsignal ein einfaches Schaltsignal, was eine besonders einfache Übertragung vom Fernsteuersender 11 zum Fernsteuer­ empfänger 21 ermöglicht.

Die Mobileinheit 10 enthält im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich noch eine digitale Anzeigeeinheit 7, die zur Anzeige des von der Auswerteschaltung 2 abgegebenen Temperatursignals, also der Ist-Temperatur, dient. Darüber hinaus kann die Anzeigeeinheit 7 zur Anzeige des am Sollwertgeber 4 eingestellten Sollwertes benutzt werden. Schließlich läßt sich der am Sollwertgeber 4 eingestellte Sollwert auch durch eine Programmsteuerung 8 tageszeit- und/oder wochenzeit­ abhängig von einer Uhr 9 steuern. Auch die Uhrzeit kann auf der Anzeige dargestellt werden.

Die Bedienung dieser Steuerung ist an der Mobileinheit 10 besonders einfach und komfortabel. Sollte bei der anderen Alternative zwischen dem Fernsteuersender 11 und dem Fernsteuerempfänger 21 das Temperatursignal der Auswerteschaltung 2 übertragen werden, so müßte dann die Einstellung des Sollwertes am Sollwertgeber 4 in der Stationäreinheit 20 erfolgen, desgleichen die evtl. vorhandene Programm­ steuerung sowie Anzeige.

Die Mobileinheit 10 wird zweckmäßigerweise mit einem Mikrocomputer aufgebaut, mit dem dann alle Funktionen flexibel dargestellt werden können.

Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere im Zusammenhang mit einem Raumthermostaten für Heizungsanlagen beschrieben. Es versteht sich von selbst, daß ein solcher Raumthermostat auch für Klimaanlagen bzw. Kühlanlagen gilt. Das erfindungsgemäße Prinzip wäre auch für durch einen Hygrostat geregelte Entfeuchtungsanlagen anwendbar, wobei die entsprechenden Komponenten der Anlage sinngemäß ausgetauscht werden müßten. Für solche Anlagen ist die Notwendigkeit des erfinderischen Prinzips, also der drahtlosen Übertragung zwischen dem Temperatur- oder Feuchtefühler und der Heizungs- oder Klimaanlage oder dergleichen jedoch nicht so vordringlich.

Claims (9)

1. Raumthermostat für Heizungs- oder Klimaanlagen mit einem Thermofühler, einem Sollwertgeber und einem Vergleicher, der an seinem Ausgang ein Stellsignal zum Steuern der Heizungs- oder Klimaanlage abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer batteriegespeisten Mobileinheit (10) und einer an die Heizungs- oder Klimaanlage (30) angeschlossenen Stationäreinheit (20) besteht, daß in der Mobileinheit (10) mindestens der Thermofühler (1) sowie ein Fern­ steuersender (11) vorgesehen sind, daß die Stationäreinheit (20) einen Fernsteuerempfänger (21) sowie die übrigen Teile des Raumthermostaten enthält, und daß vom Fernsteuersender (11) der Mobileinheit (10) zum Fernsteuerempfänger (21) der Stationäreinheit (20) ein vom Thermofühler (1) abgegebenes Temperatursignal oder das vom Vergleicher (3) abgegebene Stellsignal drahtlos übertragen wird.

2. Raumthermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobileinheit (10) den Thermofühler (1), den Sollwertgeber (4) und den Vergleicher (3) enthält und zwischen dem Fern­ steuersender (10) und dem Fernsteuerempfänger (21) das Stellsignal übertragen wird.

3. Raumthermostat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zweipunktregler ausgebildet und das Stellsignal ein Schaltsignal zum Einschalten und Ausschalten der Heizungs- oder Klimaanlage (30) ist.

4. Raumthermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweipunktregler mit einem Rückführkreis (5) ausgestattet ist.

5. Raumthermostat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fernsteuersender (11) und Fernsteuerempfänger (21) für Infrarotlichtübertragung eingerichtet sind.

6. Raumthermostat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als elektronischer Raumthermostat mit elek­ tronischem Thermofühler (1), elektronischem Sollwertgeber (4) und elektronischem Vergleicher (3) ausgebildet ist.

7. Raumthermostat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Anzeigeeinheit (7) zur Temperaturanzeige versehen ist.

8. Raumthermostat nach Anspruch 2 sowie Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Schaltuhr (8, 9) zur Zeitsteuerung des Sollwertes des Sollwertgebers (4) versehen ist.

9. Raumthermostat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Mikrocomputer aufgebaut ist.