DE19913739A1

DE19913739A1 - Haustechniksystem

Info

Publication number: DE19913739A1
Application number: DE19913739A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hohwue; Joergen Seerup; Eva Kuehne
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-11-02

Abstract

Es wird ein Haustechniksystem (1) angegeben mit mindestens einem der folgenden Elemente: DOLLAR A - Heizfläche (6) DOLLAR A - Heizkörper (2, 3) DOLLAR A - Belüftungsmodul (8) DOLLAR A - Klimamodul (9) DOLLAR A - Wasserversorgungsmodul (10) DOLLAR A und mit einem Steuergerät (11). DOLLAR A Hierbei möchte man die Bedienung vereinfachen. Das Steuergerät (11) weist hierbei einen Befehlsvorrat mit einer begrenzten Anzahl von Befehlen auf. Bei Betätigung gibt es einen Befehl an alle Elemente (2, 3, 6, 8-10) ab, wobei jedes Element (2, 3, 6, 8-10) jeden Befehl in einer für dieses Element spezifischen Weise umsetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haustechniksystem mit minde stens einem der folgenden Elemente:

- Heizfläche
- Heizkörper
- Belüftungsmodul
- Klimamodul
- Wasserversorgungsmodul

und mit einem Steuergerät.

Ein derartiges Haustechniksystem gibt es in vielen Ge bäuden. Bei einfachen Ausführungen sind die genannten Elemente individuell betreibbar. Bei aufwendigeren Sy stemen sind sie gekoppelt.

Bei einfacheren Systemen ist daher der Übergang von ei nem Zustand, beispielsweise Tagbetrieb, zu einem ande ren Zustand, beispielsweise Nachtbetrieb, relativ auf wendig. Der Benutzer muß von Element zu Element gehen, um jeweils die notwendigen Einstellungen vornehmen zu können. Es ist zwar bekannt, beispielsweise für Hei zungsanlagen, eine derartige Umstellung zentral vorneh men zu können, beispielsweise im Heizungskeller, wo ein entsprechendes Steuergerät angeordnet ist. Diese Vorge hensweise hat aber den Nachteil, daß dann alle Räume, die von der Heizungsanlage versorgt werden, gleichartig umgestellt werden. Ist hingegen für einzelne Räume eine individuelle Umstellungsmöglichkeit gewünscht, bleibt lediglich die Lösung, von Raum zu Raum zu gehen, um dort die Umstellungen vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die. Aufgabe zugrunde, die Bedienung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einem Haustechniksystem der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Steuergerät einen Befehlsvorrat mit einer begrenzten Anzahl von Be fehlen aufweist und bei Betätigung einen Befehl an alle Elemente abgibt, wobei jedes Element jeden Befehl in einer für dieses Element spezifischen Weise umsetzt.

Wenn man beispielsweise von einer Tageinstellung in die Nachteinstellung wechselt, dann reagiert eine Heizung, beispielsweise eine Fußbodenheizung als Heizfläche oder ein Heizkörper, anders als ein Klima- oder ein Belüf tungsmodul. Bei einer Heizfläche oder einem Heizkörper wird der Sollwert der Temperatur um einen vorbestimmten Wert abgesenkt, beispielsweise 1-5°C. Bei einem Klima modul erfolgt ebenfalls eine Nachtabsenkung, jedoch wird die Kühlung ausgeschaltet. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß man ein relativ einfach aufgebau tes und dementsprechend auch relativ einfach zu bedie nendes Steuergerät verwenden kann. Dieses Gerät gibt nur die Befehle oder "Kommandos" ab. Die Reaktionen auf diese Befehle erfolgen dann lokal an den einzelnen Ele menten. Diese Reaktionen können fabrikseitig voreinge stellt sein, so daß der Benutzer hier keine Probleme mit der Einstellung bekommt. Ein System, das einmal gut eingestellt worden ist, benötigt im allgemeinen auch keine weiteren Verstellmöglichkeiten. Natürlich werden Möglichkeiten vorgesehen sein, um auch vor Ort noch Verstellungen vornehmen zu können. Diese Einstellungen sollen jedoch über einen längeren Zeitraum wirksam sein. Es ist nicht vorgesehen, hier fortlaufend Ände rungen vorzunehmen, wie beispielsweise am Drehgriff ei nes Heizkörperthermostatventils.

Vorzugsweise ist der Befehlsvorrat auf drei bis zehn Befehle begrenzt, insbesondere auf drei bis fünf oder sogar nur auf drei Befehle. Mit drei Befehlen wird ei nerseits das Steuergerät sehr einfach. Für die Übertra gung von drei Befehlen reichen, wenn diese digital ge handhabt werden sollen, zwei Bits aus. Die meisten Be nutzer sind in der Lage, drei Befehle handhaben zu kön nen, ohne daß sie ihre Bedeutung nachschlagen müssen. Damit wird das System auch für Benutzer verwendbar, die ansonsten gewisse Berührungsängste zur Technik haben.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Befehlsvorrat die drei Befehle Tageinstellung, Nachteinstellung und Urlaubseinstellung umfaßt. Dies sind die drei Zustände, die am häufigsten nachgefragt werden. Die Tag- oder Komforteinstellung bewirkt, daß die einzelnen Elemente so arbeiten, daß eine Person, die sich in dem betref fenden Raum oder Gebäudeteil aufhält, ein angenehmes Körperempfinden besitzt. Beispielsweise wird die Raum temperatur hier auf 20°C und die Luftfeuchtigkeit auf 50 bis 60% relativer Feuchte eingestellt. Bei der Nachteinstellung wird die Temperatur zwischen 1 und 5°C abgesenkt. Die absolute Luftfeuchtigkeit sinkt entspre chend. Eine Kühlung bei einer Klimaanlage kann in der Regel entfallen. Bei einer Urlaubseinstellung kann die Raumtemperatur noch stärker abgesenkt werden, bei spielsweise um 5 bis 20°C. Zusätzlich wird man jedoch Maßnahmen treffen, um einen Frostschutz sicherzustel len. Das gleiche gilt bei der Klimaanlage oder dem Kli mamodul. Diese kann im Prinzip vollständig abgeschaltet werden, wenn man für einen Frostschutz Sorge trägt. Auch eine Lüftung mit dem Belüftungsmodul kann außer Funktion gesetzt werden, wobei bei der Urlaubseinstel lung ein Frostschutz vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn diese drei Befehle die einzigen Befehle sind, und den kompletten Befehlsvorrat des Steuergeräts bilden, wird die Bedienung und der Aufbau des Systems stark vereinfacht. Durch eine Voreinstellung an den Heizkör perthermostaten oder den Steuerelementen einer Fußho denheizung kann man nun beispielsweise dafür sorgen, daß bei der Nachtabsenkung oder Nachteinstellung jeder Raum individuell eine verminderte Temperatur erhält. Bei der Urlaubseinstellung ist dies nicht notwendig. Hier kann man alle Räume auf einen Mindestwert absen ken.

Vorzugsweise überträgt das Steuergerät die Befehle zu mindestens einem Element leitungslos. Damit ist nicht nur eine vereinfachte Nachrüstbarkeit gewährleistet. Das Steuergerät benötigt keine Leitungen zu bestimmten Elementen. Auch die Mobilität wird erhöht. Man kann beispielsweise das Steuergerät mit sich herumführen und beim Verlassen des Hauses neben der Tür in einer dafür vorgesehenen Halterung aufbewahren.

Vorteilhafterweise weist das Steuergerät ein Bedienfeld auf, in dem einzelne Befehle gegeneinander verriegelt sind. Es ist bei dem Steuergerät also nicht möglich, einen Zustand einzustellen, bei dem nicht klar ist, welcher Befehl eigentlich erzeugt werden soll. Im ein fachsten Fall läßt sich eine derartige Verriegelung da durch erreichen, daß die Befehle über einen Drehschal ter eingeschaltet werden, der in jeder Drehstellung ei nen vorbestimmten und klar definierten Befehl erzeugt. Man kann aber auch Tastenschalter verwenden, bei denen die einzelnen Tasten mechanisch oder elektrisch gegen einander verriegelt sind.

Vorzugsweise bewirken die Befehle bei mindestens einem- Element eine lokale Veränderung eines Sollwerts. Wie oben bereits kurz angesprochen, ist es damit möglich, trotz einer zentralen Steuerung durch das Steuergerät die einzelnen Elemente lokal individuell nach einem vorgegebenen Muster zu steuern. Dies erhöht den Kom fort.

Hierbei ist es besonders bevorzugt, daß mindestens eine Heizfläche und/oder mindestens ein Heizkörper mit einem thermostatisch gesteuerten Ventil verbunden ist, dessen Sollwert elektrisch verstellbar ist. Damit ist es mög lich, den Sollwert auf einfache Weise ferngesteuert zu verändern. Wenn das Steuergerät den entsprechenden Be fehl abgibt, dann wird der Verstellantrieb in Betrieb gesetzt und verstellt den Sollwert.

Vorteilhafterweise läuft im Steuergerät fortlaufend ei ne Routine ab, die den eingegebenen Befehl ermittelt und weitergibt. Man ist damit nicht mehr darauf ange wiesen, die Befehlseingabe und die Befehlsweitergabe miteinander zu synchronisieren, was beispielsweise bei Verwendung eines Drehschalters einen relativ großen Aufwand bedeuten würde. Dies ist im allgemeinen auch nicht notwendig, weil die Elemente, die das Raumklima beeinflussen, eine gewisse Trägheit haben. Es reicht also aus, wenn man die Befehle im Abstand von wenigen Sekunden ermittelt und an die einzelnen Elemente wei terleitet. Bei einer Fußbodenheizung könnte der Abstand noch größer sein, weil eine Fußbodenheizung relativ träge reagiert.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß eine Überwachungs einheit vorgesehen ist, die einen Fehler anzeigt, wenn sie über einen vorbestimmten Zeitraum keinen Befehl er halten hat. Die Überwachungseinheit kann zwar an einem der Elemente angeordnet sein, muß aber nicht. Im letz ten Fall hat sie tatsächlich nur die Aufgabe, die Funk tionsfähigkeit des Steuergerätes zu überprüfen. Norma lerweise müßte die Überwachungseinheit bei ordnungsge mäß arbeitendem Steuergerät im genannten Abstand Befeh le erhalten. Wenn dies nicht der Fall ist, können auch die einzelnen Elemente keine Befehle erhalten. In die sem Fall wir zunächst angenommen, daß ein Fehler vor liegt. Dieser Fehler wird angezeigt.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Fehler eine Fehlerroutine auslöst. Beispielsweise kann die Fehler routine darin bestehen, daß ein akustischer Alarm er zeugt und ein Frostschutz eingeschaltet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich nung näher beschrieben. Hierin zeigt die

einzige Figur eine schematische Ansicht eines Haustechniksystems.

Die Figur zeigt ein Haustechniksystem 1 mit mehreren Heizkörpern 2, 3, die jeweils von Thermostatventilauf sätzen 4, 5 gesteuert sind, und einer Fußbodenheizung 6, die von einer Ventileinheit 7 gesteuert ist. Die Fußbodenheizung 6 bildet eine Heizfläche. Die Venti leinheit kann auch aus getrennten Bauteilen bestehen, beispielsweise einem Thermostatfühler in einem Raum und einem Ventil in einem zentralen Verteilerkasten. Ferner umfaßt das System 1 ein Belüftungsmodul 8, das für eine Frischluftzufuhr nach einem vorgegebenen Muster sorgt und beispielsweise Fenster oder Dachluken in Abhängig keit von vorbestimmten Bedingungen, beispielsweise dem Sauerstoffgehalt in der Luft-, öffnet oder schließt oder Ventilatoren betätigt. Ferner ist ein Klimamodul 9 vor gesehen, das die Raumluft kühlt und/oder die Luftfeuch tigkeit der Raumluft einstellt. Schließlich umfaßt das Haustechniksystem auch ein Wasserversorgungsmodul 10, das beispielsweise mit einem Leckagemesser 15 ausgerü stet ist. Alle dargestellten Module können mehrfach vorhanden sein. Wenn das Haustechniksystem 1 zu einem nicht näher dargestellten Gebäude gehört, wird man für jeden Raum einen Heizkörper 2, 3 oder eine Heizfläche einer Fußbodenheizung 6 vorsehen. Das Belüftungsmodul 8 wird in Abhängigkeit von der Zahl der automatisch zu öffnenden oder zu schließenden Fenster mehrfach vorhan den sein. Die Klimaanlage kann mehrere Klimamodule um fassen, auch wenn jedes Klimamodul für mehrere Räume gleichzeitig zuständig ist, beispielsweise für alle Räume eines Stockwerks.

Ferner umfaßt das Haustechniksystem ein Steuergerät 11. Das Steuergerät 11 weist einen Drehschalter 12 auf, der in drei unterschiedliche Stellungen gedreht werden kann. Jede Stellung ist durch ein Symbol gekennzeich net. In der in der Figur dargestellten Stellung ist ein Zeiger 13 des Drehschalters 12 auf das Symbol einer Sonne gerichtet. Links daneben ist eine Stellung mit dem Symbol eines Mondes. Rechts neben der Sonne befin det sich eine Stellung mit dem Symbol eines Flugzeugs.

Das Steuergerät weist einen Sender 14 auf, der Signale vom Steuergerät 11 an die einzelnen Elemente 4, 5, 7, 8-10 leitungslos weitergibt. Dort sind entsprechende Empfänger vorgesehen. Der Sender kann mit elektromagne tischen Wellen arbeiten, beispielsweise mit Funk. Es ist aber auch möglich, daß der Sender 14 mit Infrarot strahlern arbeitet oder die entsprechenden Signale auf andere Weise überträgt.

Die Befehle, die das Steuergerät 11 aussendet, sind fest vorgegeben. Das Steuergerät 11 hat einen Befehls vorrat von drei bis zehn, im vorliegenden Fall von nur drei Befehlen. Wenn das Steuergerät 11 diese Befehle digital überträgt, dann reichen hierfür zwei Bits aus.

In der dargestellten Stellung des Drehschalters 12, bei dem der Zeiger 13 auf das Sonnensymbol gerichtet ist, nehmen alle Elemente des Systems 1 die Komfort- oder Tageinstellung ein. Beispielsweise wird der Sollwert der Thermostatventile 4, 5 auf 20°C gestellt. Das Kli mamodul 9 stellt die Luftfeuchtigkeit auf 50 bis 60% relativer Feuchte ein. Das Belüftungsmodul 8 sorgt für ausreichend Frischluft und das Wasserversorgungsmodul 10 gestattet die Entnahme von kaltem und warmem Wasser in ausreichender Menge. Hierbei erfolgt die Umstellung auf den Komfortbetrieb autonom in jedem Element, also beispielsweise an den Thermostatventilaufsätzen 4, 5. Die Routine, die zu der Umstellung führt, kann für je des Element werkseitig vorgeben sein. Gegebenenfalls kann sie noch von einem Installateur geändert werden. Für den Benutzer sollte jedoch kein Zugriff möglich sein.

Wenn nun der Drehschalter 12 auf das Mondsymbol ge schaltet wird, möchte der Benutzer eine Nachteinstel lung wählen. Diese Nachteinstellung bewirkt nun, daß jedes Element zwar die Vorgaben so ändert, daß bei spielsweise eine Energieeinsparung erzielt wird. Die Umstellung auf Nachtbetrieb oder Nachtabsenkung kann jedoch für jedes einzelne Element unterschiedlich aus gestaltet werden. Beispielsweise wird die Nachtabsen kung bei den Heizkörpern 2, 3 eine Verringerung der Solltemperatur zwischen 1 und 10°C bewirken. Bei der Fußbodenheizung kann hingegen vorgesehen sein, daß die Solltemperatur nur um 1 bis 5°C abgesenkt wird. Beim Klimamodul 9 ergibt sich hingegen eine völlig andere Einstellung. Hier wird lediglich die Kühlung abgeschal tet. Die Feuchtigkeitseinstellung bleibt hingegen in vollem Umfang erhalten. Beim Wasserversorgungsmodul 10 kann die Temperatur des Warmwassers abgesenkt werden, und man kann vorsehen, daß der Leckagemesser überwacht, ob mehr als vorgegebenes Wasservolumen entnommen wird. Beim Belüftungsmodul kann vorgesehen sein, daß alle Fenster oder Klappen geschlossen werden.

Wird hingegen der Drehschalter 12 mit seiner Markierung 13 auf das Flugzeugsymbol gedreht, dann wird ein Befehl abgegeben, der die Urlaubseinstellung erzeugen soll. Hierbei werden die Solltemperaturen für alle Heizkörper 2, 3 und die Fußbodenheizung 6 ganz drastisch abge senkt, beispielsweise um 5 bis 20°C. Zusätzlich wird eine Frostschutzeinstellung aktiviert, d. h. wenn die Raumtemperatur unter 10°C sinkt, wird ein intervalarti ger Heizrhythmus eingestellt. Beispielsweise wird 15 Minuten lang warmes Wasser durch die Heizkörper 2, 3 und die Fußbodenheizung 6 geleitet. Danach ist wieder 45 Minuten lang Pause. Auch das Belüftungsmodul 8 und das Klimamodul 9 werden abgeschaltet, wobei lediglich die Frostschutzeinstellung aktiviert wird. Die Wasser versorgung 10 kann vollständig abgeschaltet werden, so daß keine Wasserschäden während des Urlaubs entstehen können. Man kann auch vorsehen, daß zwar Wasser entnom men werden kann, zwischen jeder Wasserentnahme aber ei ne Pause von vorbestimmter Länge vorhanden sein muß. Wird diese Bedingung nicht eingehalten, wird die Was serzufuhr vollkommen abgestellt, um Wasserschäden vor zubeugen. In diesem Fall wird nämlich eine Leckage ver mutet.

Bei diesem System kann man gegebenenfalls sogar auf ei ne thermostatische Regelung der Fußbodenheizung 6 ver zichten. Diese hat ohnehin eine relativ große Trägheit, so daß es schwierig wird, die Totzeiten zu kompensie ren.

Die Verstellung erfolgt, wie gesagt, für jedes Element autonom. Hierbei kann man auch berücksichtigen, daß bei der eingestellten Nachtabsenkung automatisch eine Rück stellung auf den Komfortbetrieb erfolgt, wenn eine vor bestimmte Zeit, beispielsweise 6 oder 7 Stunden, ver strichen ist.

Die Verstellung an den einzelnen Elementen 2, 3, 6, 8-10 erfolgt lokal und ferngesteuert. Dementsprechend kann das Steuergerät wie eine "richtige" Fernbedienung über all im Haus mitgenommen werden. Man kann sie bei Ver lassen des Hauses in einer hierfür vorgesehenen Halte rung einhängen, beispielsweise neben der Eingangstür.

In Steuergerät 11 läuft fortlaufend eine Routine ab, die die aktuelle Stellung des Drehknopfes 12 abliest und diese Einstellung an sämtliche Elemente des Systems übermittelt. Hierbei reicht es aus, wenn diese Über mittlung in einem zeitlichen Abstand von beispielsweise 30 Sekunden erfolgt. Dementsprechend verbleibt zwischen diesen einzelnen Ermittlungsvorgängen genügend Zeit, in der der Drehschalter 12 verdreht werden kann. Dies hat mehrere Vorteile. Es können keine Situationen auftre ten, in denen unklar ist, welcher Befehl nun eigentlich erzeugt werden soll. Die einzelnen Positionen des Dreh schalters 12 sind damit sozusagen gegeneinander verrie gelt. Der Drehschalter kann immer nur eine Position zur gleichen Zeit einnehmen. Zum anderen werden auch die einzelnen Elemente nicht sehr stark belastet. Diese müssen nur auf Änderungen des Befehls reagieren. Solan ge der Befehl wiederholt wird, ergibt sich keine Ände rung der Einstellung.

Um sicherzugehen, daß das Steuergerät 11 fortlaufend die Befehle aussendet, kann eine Überwachungseinheit 16 vorgesehen sein, die lediglich kontrolliert, ob sie in regelmäßigen Abständen Befehle empfängt. Wenn die Über wachungseinheit 16 beispielsweise 90 Minuten lang kein Signal vom Steuergerät empfängt, dann kann sie bei spielsweise auf Frostschutz umschalten und einen aku stischen Alarm auslösen. Natürlich ist auch eine andere Fehleranzeige möglich.

Claims

1. Haustechniksystem mit mindestens einem der folgen den Elemente:

und mit einem Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) einen Befehlsvorrat mit einer begrenzten Anzahl von Befehlen aufweist und bei Betätigung einen Befehl an alle Elemente (2, 3, 6, 8-10) abgibt, wobei jedes Element (2, 3, 6, 8-10) jeden Befehl in einer für dieses Element spezi fischen Weise umsetzt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsvorrat auf drei bis zehn Befehle be grenzt ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Befehlsvorrat die drei Befehle Tagein stellung, Nachteinstellung und Urlaubseinstellung umfaßt.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) die Befeh le zu mindestens einem Element (2, 3, 6, 8-10) lei tungslos überträgt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (11) ein Bedi enfeld (12) aufweist, in dem einzelne Befehle ge geneinander verriegelt sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehle bei mindestens ei nem Element (2, 3, 6, 8-10) eine lokale Veränderung eines Sollwerts bewirken.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Heizfläche (6) und/oder mindestens ein Heizkörper (2, 3) mit einem thermostatisch ge steuerten Ventil (4, 5) verbunden ist, dessen Soll wert elektrisch verstellbar ist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (11) fortlaufend eine Routine abläuft, die den eingegebenen Befehl ermittelt und weitergibt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinheit (16) vorgesehen ist, die einen Fehler anzeigt, wenn sie über einen vorbe stimmten Zeitraum keinen Befehl erhalten hat.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehler eine Fehlerroutine auslöst.