DK170450B1 - Termisk følesystem - Google Patents

Description

DK 170450 B1

TERMISK FØLESYSTEM

Opfindelsens område og beslægtede teknik.

5 1. Opfindelsens område.

Nærværende opfindelse vedrører et termisk følesystem til at føle termiske tilstande, herunder virkningen af strålevarme og luftstrømme, i omgivelser med luftkonditioneringssyste-10 mer, og er beregnet til at tilvejebringe komfortable omgivelser for mennesker.

2. Beskrivelse af den beslægtede teknik.

15 Luftkonditioneringssystemer til at afstedkomme behageligt indendørsklima for mennesker er sædvanligvis blevet styret for det meste på grundlag af resultater fra måling af alene lufttemperaturen med en temperaturføler, hovedsagelig en termistor. Ved sådanne sædvanlige systemer, hvor kun tempe-20 raturen er blevet direkte registreret, og styringen sker ved hjælp heraf, har det ikke været muligt at tage hensyn til menneskets fornemmelse af luftstrømning og strålingstemperatur, som også er af fundamental betydning for menneskets fornemmelse af behagelighed ud over lufttemperatu- 25 ren. Selvom lufttemperaturen holdes konstant, varierer den.

fornemmelse menneskelegemet har af temperaturen afhængig af forskelige indeklimaforhold, og derfor bliver indstyringen under tiden for varm eller for kold, og brugeren skal ændre temperaturindstillingen tid efter anden, selvom der anven-30 des en termostat.

Efterhånden som levestandarden bliver højere, er der derfor et stærkt behov for et forbedret styreapparat, som reagerer på menneskets fornemmelse ved at opholde sig i det luftkon-35 ditionerede rum.

2 DK 170450 B1

Menneskelegemet holder sin temperatur i det væsentlige konstant, for at livsaktiviteten skal være i orden. Det vil sige, at det frembringer varme ved metabolisme i kroppen og på den anden side står i varmeudveksling med omgivelserne 5 hovedsagelig ved konvektion, udstråling og fordampning for derved at holde temperaturen i kroppens indre konstant. For eksempel fremkommer fornemmelsen af kulde ved luftstrømning på grund af varmetab ved konvektion, og følelsen af varme ved solskin fra en klar himmel, selv ved moderate omgivel-10 sestemperaturer, forårsages af, at legemet modtager solind stråling. Derudover sker temperaturreguleringen ved styring af blodomløbet, ved svedning under varme og kuldegysning ved kulde. Menneskelegemets temperaturfornemmelse bliver kraftigere, når nødvendigheden for temperaturregulering i 15 kroppen øges ved forøget blodomløb, svedning og kuldegysning. Det bekræfter, at menneskets temperaturfornemmelse har en sammenhæng med temperaturen på menneskets hud, som danner overgang mellem menneskelegemet og omgivelserne.

Hvis der skabes et termisk følesystem, som frembringer var-20 me ligesom menneskehuden og samtidigt føler omgivelsesforholdene, kan menneskets temperaturfornemmelse derved simuleres .

Den gennemsnitlige forhold ved konvektionsvarmeoverføring 25 for det menneskelige legeme (indflydelse af luftstrømme), kan betragtes som værende i det væsentlige lig med og simuleres af en transducer i form af en cylinder på omkring 15 cm i diameter eller en kugle på omkring 15 cm i diameter.

Derfor kan der ved at opvarme en sådan transducer til en 30 temperatur, som er i det væsentlige lig menneskets legemestemperatur, og måle dens overfladetemperatur, opnås en god simulering af temperaturfornemmelsen. På denne måde har der været gjort forskellige forsøg. Et kendt eksempel, som er beskrevet i US-A-3.751.634, er vist i fig. 1. I det kendte * 35 eksempel i fig. 1 består det termiske følesystem af en termisk følerenhed 2 og en styreenhed 3. Den termiske føleren- 3 DK 170450 B1 hed 2, består af en ydre skal 4 med størrelse omtrent som menneskets hovedskal, og hvori der er anbragt en temperaturføler 7 med en elektrisk modstand 5 som opvarmning, som med forsyningsledninger 8 er forbundet til styreenheden 3, 5 og en temperaturføler, for eksempel en termistor. Styreenheden 3 består af styremidler 9, som er et konstant spændingskredsløb til at levere energi svarende til det menneskelige legemes varmetab gennem forsyningsledningerne 8, der er forbundet til varmelegemet 5 og omfatter en kompara-10 torenhed 12. Komparatorenheden 12 registrerer den indvendige temperaturændring i transduceren 7, som forårsages af omgivelsestemperaturen, af afkølende virkning på grund af luftstrømninger og strålevarme på den termiske følerenhed 2 ved hjælp af signalledningerne 10, for derved at frembringe 15 et styresignal til luftkonditioneringsapparatet 11 baseret på forskellen fra en forudbestemt værdi. Selvom det ved et sådant termisk følesystem 2 er muligt at få et udgangssignal, der efterligner menneskets temperaturfornemmelser, er anbringelsesmulighederne begrænsede på grund af dets store . 20 størrelse, og derudover er dets energi betragteligt, om kring 10 W, fordi det skal opvarme den store udvendige skal 4, og endvidere er dets reaktionstid så lang som 10-15 minutter på grund af størrelsen. Som følge heraf er sådanne systemer vanskelige at anvende i praksis til styring af et 25 luftkonditioneringsapparat.

Hvis man formindsker størrelsen af den termiske følerenhed, er det sandsynligt, at graden af varmeoverførsel ved konvektionen bliver større, end tilfældet er ved det menneske-30 lige legeme. Et andet eksempel på kendt teknik, hvori kon-vektionsvarmeoverførslen i den termiske enhed er formindsket, er vist i japansk patentansøgning sho 60-170731. I det kendte eksempel i fig. 2 har et varmelegeme 13 en belægning 14 af et geleagtigt materiale, som får varmeled-35 ningsevnen til at svare til menneskehudens varmeledningsev- ne, og inden i den geleagtige belægning 14 findes der en DK 170450 Bl 4 temperaturføler 15, som er en termokobling, der føler temperatur, og derved dannes temperaturføleren 16. Endvidere findes der på ydersiden af temperaturføleren 16 et hyster 18, som er støbt af en gennemsigtig polyethylen-harpiks el- ‘ 5 ler lignende, som lader varmestråling passere og har et antal ventilationshuller. Eftersom hylsteret 18 i ovennævnte udformning kun svækker varmeoverførslen ved konvektion og ikke svækker varmeoverførslen ved stråling, kan der opnås et resultat, der svarer til menneskets temperaturfornemmel-10 se. Imidlertid skal hylsteret 18 for ikke at optage strålevarmen være meget tynd, for eksempel kun af mikrontykkelse, og det medfører den ulempe, at hvis hylsteret 18 gøres tykkere for at gøre det stærkere, formindskes strålevarmegennemgangen, og derved formindskes muligheden for at frem-15 bringe en strålingskarakteristik, der svarer til menneskehudens. Endvidere bliver opbygningen kompliceret, fordi der anvendes et specielt geleagtigt materiale til belægning 14, og reaktionskarakteristikken bliver dårligere.

20 Formål med og kort beskrivelse af opfindelsen.

For at løse de ovennævnte problemer ved den kendte teknik foreslår denne opfindelse et forbedret termisk følesystem, som har samme fornemmelse for konvektion, stråling og for-25 dampning som den menneskelige hud, uanset dens lille stør-, relse. Forbedringen opnås ved anvendelse af en speciel udformning, som formindsker lufthastigheden for at mindske varmeoverførslen ved konvektion og ved at samle strålevarme for at øge mængden af strålevarmetilgang til transduceren.

30

Det angivne formål opnås ved et termisk følesystem af den indledningsvist omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav 1 henholdsvis krav 7's kendetegnede del angivne udformning. ? 35

Med ovennævnte udformning af det termiske følesystem kan 5 DK 170450 B1 systemet styre luftkonditioneringssystemet med godt resultat og med moderat strømforbrug ved at anvende styresignaler, der er egnede til mikroproceserstyring. Derfor opnås der i sammenligning med den sædvanlige styring, som kun an-5 vender temperaturføling, en forbedret styring, som er mere behagelig på grund af hurtigere opvarmning eller afkøling af det luftkonditionerede rum, idet der tages hensyn til korrektion for indstråling af sollys, indflydelse fra luftstrømninger og fordampning ved anvendelse af en sensorenhed 10 af ret lille størrelse.

Transduceren udfører udveksling af strålevarme i skallens hulrum gennem åbninen med omgivelserne og med sollyset, og desuden sker der en konvektionvarmeudveksling med sekundær 15 luftstrøm i skallens indvendige hulrum, som igangsættes af luftstrømme i omgivelserne. Eftersom skallens form og stør-relse er konstrueret, så at forholdet mellem konvektions-varmeoverførsel og strålevarmeoverførsel mellem transducer og omgivelser er i det væsentlige identiske med, hvad der 20 er tilfældet ved menneskelegemet, svarer den belastning, der skal til for at holde transduceren på en forudbestemt temperatur ved hjælp af styremidlet, til den belastning, der skal til for at holde menneskelegemetemperaturen på en konstant værdi. Ved derfor at udtage et elektrisk signal, 25 der svarer til denne belastning, kan menneskelegemets for-· nemmelse af temperaturen bedømmes ved hjælp af udgangssignalet; og ved at styre luftkonditioneringssystemet på grundlag af udgangssignalet gøre det let at opnå et behageligt luftkonditioneret rum.

30

Ved at udføre transduceren eller den termiske føler i en enkel og lille udformning, kan reaktionstiden på ændring af flere fysiske størrelser i omgivelserne, såsom lufttemperatur, luftstrøm og strålingstemperatur, blive så hurtig som 35 ca. 15 sekunder, som er meget kortere i sammenligning med den kendte reaktionstid på ca. 15 minutter. Derved kan der 6 DK 170450 B1 opnås en bekvem styring af luftkonditioneringssystemet med hurtig reaktion på de atmosfæriske ændringer ud over reaktionerne på flere fysiske størrelser.

5 Eftersom transduceren endvidere kan udformes til at arbejde med et meget lille wattforbrug, som for eksempel 3 mW i modsætning til 10 W ved den sædvanlige temperaturføleren-hed, kan transduceren virke ved hjælp af et tørelement. Som følge heraf kan transduceren eller temperaturføleren rummes 10 i en fjernstyringsenhed, som kan anbringes nær mennesker eller i lignende aktuelle positioner, som er genstand for styringen, hvorved følingen af omgivelsestemperaturen bliver nem og ideel.

15 Endvidere afgiver temperaturfølersystemet ifølge opfindelsen et udgangssignal, som nemt kan anvendes som styresignal for et luftkonditioneringssystem, og derfor har følesyste-met meget vide anvendelsesmuligheder som termisk følesystem for luftkonditioneringssystemer.

20

Kort beskrivelse af tegningerne.

fig. 1 er et blokdiagram af det første kendte eksempel på et termisk følesystem, 25 fig. 2 er et perspektivbillede, som viser det andet kendte termiske følesystem delvist gennemskåret.

fig. 3 er et kredsløbsblokdiagram af det termiske føle- 30 system ifølge opfindelsen.

fig. 4 er et delvis gennemskåret perspektivbillede, som viser et første eksempel på en termisk følerenhed .

35 fig. 5 er et kredsløbsdiagram med et eksempel på styre 7 DK 170450 B1 kredsløbet til det termiske følesystem.

fig. 6 er en kurve, der viser temperatur-modstandskarakteristikken for en termistor, der bruges som 5 transducer i den første udformning.

fig. 7 er et computertegnet luftstrømsdiagram i et snit langs den termiske følerenheds akse, som viser luftstrømmen omkring enheden.

10 fig. 8 er en kurve, der viser forholdet mellem menneskets fornemmelse og udgangssignalet (udgangsspænding på styremidlet).

15 fig. 9 er en karakteristikkurve, der viser følerspænding og menneskets hudtemperatur.

fig. 10 er et diagram, der viser kurver for strålevarme.

20 fig. 11 er et delvis gennemskåret perspektivbillede, der viser en anden udformning af den termiske følerenhed .

fig. 12 er et delvis gennemskåret perspektivbillede, der 25 viser en yderligere udformning af den termiske, enhed.

fig. 13 er et delvis gennemskåret perspektivbillede af en anden udformning af den termiske følerenhed.

30 fig. 14 er et delvis gennemskåret perspektivbillede af igen en anden udformning af den termiske følerenhed.

35 fig. 15 er et blokdiagram med et delvis gennemskåret per spektivbillede af en anden udformning af nærvæ 8 DK 170450 B1 rende .opfindelse.

fig. 16 er et kredsløbsdiagram over styredelen af udformningen i fig. 15.

5

Beskrivelse af de foretrukne udformninger.

Fig. 3 viser hele kredsløbsblokdiagrammet for det termiske følesystem 19 ifølge nærværende opfindelse og et luftkondi-10 tioneringssystem 11, som skal styres af det termiske følesystem 19. Som vist på fig. 3 omfatter det termiske følesystem en termisk følerenhed 20, hvis opbygning er vist i fig. 4, og en styreenhed, som er et elektronisk kredsløb eller en mikroprocessor, og som afgiver signaler til sty-15 ring af luftkonditioneringssystemet 11. Styreenheden 25 omfatter en styredel 26 og en komparatordel 28. Styredelen 26 styrer gennem elektriske ledninger 27 en transducer 24, for eksempel en termistor eller en kombination af et meget lille varmelegeme og en temperaturføleindretning, og afgiver 20 et signal til komparatordelen 28. Komparatormidlet bedømmer signalet fra styringsdelen 26 og afgiver et dertil svarende styresignal til luftkonditioneringen 11. Som vist i fig. 4, som er et delvis gennemskåret perspektivbillede af en termisk følerenhed 20, består den termiske følerenhed 20 af en 25 skal 22 med kopform eller cylindrisk form med en vid åbning 23 øverst. Størrelsen af den cylindrisk formede skal er for eksempel ca. 30 mm i diameter og omkring 15 mm høj, og den har en indvendig overflade af et materiale, for eksempel aluminium med god refleksion af lys- og varmestråler. I det 30 væsentlige i skallens (22) akse og i en højde af ca. 1/3 højde over skallens indvendige bund er der anbragt en lille transducer 24, for eksempel en termistor. Transduceren 24 har den funktion, at den skal opvarmes ved at modtage en styrestrøm fra styreenhedens 25 styredel 26, og ændrer også 35 sin elektriske modstand afhængigt af temperaturen, og afgiver et elektrisk signal, der repræsenterer temperaturen, 9 DK 170450 B1 for eksempel som spænding over sine to ender. Transduceren 24 styres, så den har en temperatur i det væsentlige lig menneskets hudtemperatur. Ved at modtage temperatursignalet fra transduceren 24 afgiver komparatordelen 28 et styresig-5 nal til luftkonditioneringen 11. Styresignalet svarer til styrebelastning på styredelen 26, for eksempel spændingen mellem de to ledninger 27 eller strømmen derigennem, hvorved der tages hensyn til menneskets temperaturfornemmelse.

10 Fig. 5 viser et kredsløbsdiagram som et eksempel på styreenheden 25, som består af en termistor som transducer 24, og styredelen 26 og ledningerne 27, der forbinder disse. Styrekredsløbet omfatter en forstærker 29 og modstande 30, 31 og 32, som sammen med termistoren 24 udgør et kredsløb, 15 der reagerer på temperaturer. Transduceren (det vil sige termistoren) 24 har en kendt temperatur-modstandskarakteristik vist i fig. 6. Når kredsløbet aktiveres ved at åbne en strøm gennem strømkildepolen Vcc, elektriseres transduceren 24, så en forudbestemt modstand svarer til en forudbestemt 20 temperatur, som udgør forstærkerkredsløbets ligevægtstilstand. Det vil for eksempel sige, at hvis en af omgivelsesparametrene for eksempel lufttemperaturen, luftstrømmen eller strålingstemperaturen ændrer sig, og dermed sænker transducerens 24 temperatur, forøges modstanden i transdu-25 ceren eller termistoren 24. Derved stiger potentialet i· punktet "b". Derfor forøger forstærkeren 29 temperaturdifferencen mellem punkt "a" og punkt "b" i fig. 5, og som følge heraf stiger potentialet i punkt "c". Derfor forøges strømmen gennem transduceren 24, og strømforøgelsen forøger 30 varmeudviklingen i transduceren 24 og hæver dennes temperatur. Derved kommer transducerens 24 temperatur op på ligevægt s temperaturen, som er bestem af kredsløbets udformning. Ved dette forløb bestemmes varmebalancen mellem transducerens overflade og dens omgivelser af følgende ligning 35 Q = ac(Ts-Ta)+ar(Ts-Tr) (1) 5 DK 170450 B1 10 Q: varmeafgang (belastningen for at holde temperaturen på transduceren 24 konstant) pr. overfladearealenhed på transduceren 24.

ac: varmetransmission ved konvektion.

Ts: transducerens 24 temperatur (styret på en konstant temperatur ).

10

Ta: atmosfæretemperaturen.

ar: strålevarmetransmission mellem transduceren 24 og omgivelserne.

15

Tr: omgivelsernes strålingstemperatur.

Eftersom transduceren 24 er anbragt i skallens hulrum i dennes akse i en højde på ca. 1/3 af dybden fra hulrummets 20 bund, står transduceren 24 ikke i fuld konvektionsvarmeudveksling med de omgivende luftstrømme omkring den termiske følerenhed 20. Men transduceren står i varmeudveksling med en sekundær luftstrøm i hulrummet i skallen, som forårsages af den udvendige luftstrøm uden for skallen, og har en 25 stærkt formindsket strømningshastighed. Fig. 7 er et compu-. tertegnet tværsnit, der viser luftstrømme inden i og uden for skallen 22, hvori luftstrømmenes retning er vist med småpile, og strømningshastigheden er vist med pilenes længde.

30

Eftersom inderfladen 21 i skallen 22 er lavet af et materiale med god refleksion af lys og varme, som for eksempel en poleret aluminiumsflade, står transduceren i varmeudveksling direkte med omgivelserne, sollys og strålevarme og ud-35 veksler desuden varme med inddirekte lys og stråling, som reflekteres af inderfladen 21. Således opnås en meget ef- 11 DK 170450 B1 fektiv varmeudveksling.

På grund af ovennævnte udformning bliver transducerens 24 strålevarmetransmission ar og dens konvektionsvarmetrans-5 mission ac i det væsentlige lig med henholdsvis menneskelegemets strålevarmetransmission og gennemsnitlige konvek-tionsvarmetransmission. Derfor kan der opnås en høj grad af indbyrdes sammenhæng mellem (1), den simulerede varmebe-lastning, der skal til for at holde transduceren 24 på en 10 forudbestemt temperatur, som skal svare til menneskets faktiske hudtemperatur, og (2), den faktiske varmeeffekt, som skal til for at vedligeholde menneskets legemetemperatur under de samme omgivelsesforhold.

15 Fig. 8 viser den indbyrdes sammenhæng mellem belastningssignalet, som udtages, når spændingen ændres ved punkt "b" eller punkt "c" i kredsløbet i fig. 5 og menneskets« varme-fornemmelse. Komparatormidlet 28 omfatter en en-chips mikroprocessor. I komparatormidlet 28 oplagrer en ROM preli-20 minært en korrektionstabel til korrektion af termistorens eller transducerens i fig. 8 viste ikke-lineære forhold til menneskets temperaturfornemmelse Vs til et udgangssignal med et lineært forhold, som optages i styredelen 26. Denne oplagring i en ROM sker i form af en numerisk tabel eller 25 numerisk ligning. Komparatormidlet kan således afgive et udgangssignal, som er baseret på et elektrisk signal fra transduceren 24, og som i det væsentlige svarer til menneskets varmefornemmelse fra lufttemperatur, luftstrøm og strålevarme i omgivelserne. Derfor kan der, ved at anvende 30 udgangssignalet fra komparatordelen 28 til at styre luftkonditioneringen, opnås et meget behageligt indendørsklima, som tager hensyn til både lufttemperatur, luftstrøm og strålevarme.

35 I fig. 9 er vist en kurve for det termiske følesystem 19 ifølge opfindelsen ved forskellige lufttemperaturer og 12 DK 170450 B1 luftstrømninger. Fig. 9 viser en sammenligning mellem udgangssignalet fra det termiske følesystem 19 under forskellige forhold for så vidt angår lufttemperatur, luftstrøm og beklædning og menneskets hudtemperatur under de samme for-5 hold. Denne eksperimentelle kurve viser, at der eksisterer en sammenhæng mellem menneskets fornemmelse af lufttemperatur, luftstrøm og det termiske følesystems 19 følsomhed.

Fig. 10 viser det termiske følesystems 19 reaktion på stråling. Fig. 10 viser målte kurver over udgangssignalet fra 10 det termiske følesystem 19 i de tilfælde, hvor vægttemperaturen er højere end (kurverne til højre) og lavere (kurverne til venstre) en fast lufttemperatur, og fig. 10 viser også fornemmelsen af temperaturen, som den opfattes af testpersoner i rummet. Kurverne i fig. 10 viser, at en kon-15 stant lufttemperatur varierer menneskets fornemmelse af temperaturen afhængigt af vægttemperaturen, nemlig den udstrålede temperatur fra væggen, og at udgangssignalet fra det termiske følesystem ifølge opfindelsen stemmer overens med menneskets fornemmelse af temperaturen.

20 I de ovennævnte eksempler, hvor transduceren 24 er en termistor, kan en transducer, som består af en kendt platinmodstand, anvendes på samme måde som temperaturføleelement.

25 Fig. 11 viser en anden udformning af en termisk følerenhed..

I dette eksempel er åbningen 33 dækket af et porøst dække 34, hvis overflade ikke reflekterer lys og varme. For eksempel kan et porøst dække 34 med et åbningsforhold på ca. 60% lavet af et net af rustfrit stål, hvis overflade er 30 belagt med en ikke-reflekterende eller glansløs sort overflademaling, være fastgjort med en fastgørelsesring 35 til skallens 36 åbning 33. Ved en sådan udformning kan en eventuel beskadigelse af transduceren 37 eller inderfladen (den reflekterende flade) 38 i den termiske følerenhed med en · .

35 finger, blyant eller lignende forhindres, det porøse dække 24 kan være fremstillet af ethvert egnet metal eller af 13 DK 170450 B1 plasticmateriale.

Fig. 12 viser en anden udformning af den termiske følerenhed. X dette eksempel er den indvendige, reflekterende fla-5 de 40 i skallen 39 udformet som en omdrejningsparaboloide, og transduceren 41 er anbragt i det væsentlige i paraboloi-dens brændpunkt. Ved en sådan udformning er den termiske følerenhed retningsbestemt i forbindelse med stråling, og derfor er det muligt at registrere strålingsindflydelsen 10 fra en væg. Ved en sådan udformning, hvor følsomheden er forøget ved at strålingen konvergeres, kan formen på og størrelsen af transduceren 41 og dermed følerenheden som sådan gøres mindre, og dermed muliggøre, at den arbejder med mindre strømforbrug. Skallen 39 kan støbes af plast med 15 en reflekterende aluminiumsbelægning, for eksempel en va-cuumaflejret aluminiumsfilm. Den indvendige flades kurveform kan ud over den enkle omdrej ningsparaboloide have andre kurvede former, som for eksempel en sammensat omdrej-ningsparaboloide.

20

Fig. 13 viser endnu en udformning, hvori varmeisolerende materiale 45 er anbragt på ydersiden 44 af skallen 42. For eksempel ved at udforme en opskummet polyurethanisolation 45 på ca. 5 mm tykkelse på ydersiden 44 af skallen 42 for-25 hindres uønsket varmetransmission fra skallens 42 yderside,, og transducerens 46 reaktion bliver hurtigere.

Fig. 14 viser endnu en udformning, hvori der over skallens 50 åbning 47 er anbragt et porøst dække 48 med en konveks 30 eller hemisfærisk form, lavet af rustfrit stål. Det porøse dække har ca. 60% åbningsareal. Ved at give det porøse dække en konveks eller hemisfærisk form er det muligt at modtage stråling, som er næsten parallel med åbningens 47 flade, og dersuden kan indflydelsen fra luftstrømme føles af 35 transduceren 50' uden stor indflydelse fra luftstrømmens retning. Endvidere bliver det porøse dække 48 stærkere ved DK 170450 B1 14 at have konveks' eller hemisfærisk form, så at skader ved uforudset berøring eller slag bliver mindre.

Fig. 15 og 16 viser yderligere andre udformninger. Som vist 5 på fig. 15 består den termiske følerenhed 52 af en cylindrisk skal 54 med et hulrum indeni og en vid åbning 55 foroven, lavet af et godt reflekterende materiale, som for eksempel aluminium og med en størrelse på ca. 30 mm i diameter og ca. 15 mm høj, og en transducer 56 anbragt omkring 10 skallens 54 akse i ca. 1/3 af højden over skallens 54 bund. Transduceren 56 består af en termistor 57 som temperaturføler i midten, og en nikkel-kromtråd 58 viklet omkring temperaturføleren 57 på en måde, så den er isoleret derfra. En styreenhed 59 består af en styredel 62 og en komparatordel 15 63. Styredelen 62 modtager temperaturændringer inden i transduceren 56 forårsaget af afkølende virkning fra omgivelseslufttemperaturen, luftstrømme og strålingstemperatur på følerenheden 52 gennem udgangssignalledninger 60, og leverer elektrisk strøm til varmeren 58 gennem ledninger 61, 20 som reaktion på forskelle i forhold til en forudbestemt temperatur hovedsageligt svarende til menneskets hudtemperatur. Komparatordelen 63 modtager signalet fra styredelen 62 og afgiver et udgangssignal til styring af et luftkonditioneringsapparat 11, baseret på en sammenligning, der gø-25 res deri med hensyntagen til menneskets fornemmelse af tem--peraturen.

Fig. 16 er et kredsløbsdiagram for en udformning af styreenheden 59, hvori temperaturføleren (termistoren) 57 og 30 modstande 64, 65 og 66 sammen danner et bro-kredsløb. Varmeren 58 forsynes med elektrisk strøm styret af en forstærker 67 på en måde, så at broen er i ligevægt. Det vil for eksempel sige, at hvis en af parametrene for de omgivende forhold, det vil sige lufttemperatur, luftstrøm eller strå-35 lingstemperatur ændres, og derved sænker termistorens 57 temperatur, stiger termistorens 57 modstand. Derved stiger 15 DK 170450 B1 potentialet i punkt "e". Derfor forstærker forstærkeren 67 temperaturdifferencen mellem punkt "d" og punkt "e" i fig. 15, og som følge heraf stiger potentialet i punkt "f". Derfor forøges strømmen i varmeren 58, og strømforøgelsen øger 5 varmeudviklingen i varmeren 58 og hæver termistorens 57 temperatur. Derved når termistorens 57 temperatur den ligevægtstemperatur, der. er bestemt af kredsløbets kontruktion. Herved foretrækkes som temperaturføler 57 en termistor med stor modstand. Ved modtagelse af udgangssignalet fra styre-10 delen 62 sender komparatordelen 63 et styresignal til luftkonditioneringen 11, så at luftkonditioneringsapparatet bringes til at holde det pågældende rum i en behagelig tilstand, som bestemmes af komparatordelen 63 under hensyntagen til menneskets fornemmelse af lufttemperatur, luft-15 strømninger og strålingstemperatur.

Ved at anbringe et porøst dække, som ikke reflekterer lys og varme, over den termiske følerenheds 52 åbning 55, ved at udforme dækket med en udad konveks form, ved at udforme ' 20 skallens indvendige reflekterende flade som en omdrejnings- paraboloide, hvori transduceren er anbragt i brændpunktet, og/eller ved at anbringe varmeisolation på skallens udvendige flade undtagen over åbningen, forbedres egenskaberne ved det termiske følesystem i denne udformning væsentligt 25 lige som ved de foregående udformninger.

Som det er beskrevet ved flere udformninger af nærværende opfindelse, kan der frembringes et stærkt forbedret termisk følesystem, som på tilfredsstillende måde kan styre et 30 hvilket som helst luftkonditioneringsapparat ikke alene til luftkøling, men også til rumopvarmning, fyr, ovne og så videre, ved at måle alle omgivelsernes temperaturforhold, herunder lufttemperatur, luftstrømninger og strålevarme, som virker på det menneskelige legeme. Eftersom systemet 35 ifølge nærværende opfindelse er åf kompakt størrelse og har lille kraftforbrug, kan systemet rummes i en med et batteri 16 DK 170450 B1 forsynet fjernstyringsenhed, som let og nøjagtigt føler omgivelsernes termiske tilstand og er anvendelig ikke alene i beboelser men også i kontorer og butikker.

Claims (14)

17 DK 170450 B1

1. Termisk følesystem bestående af: 5 en skal (22) med et indvendigt hulrum, en transducer (24), som er anbragt i dette hulrum, og som ændrer modstand, når temperaturen ændres og frembringer varme ved at blive forsynet med elektrisk strøm, 10 et styremiddel (26) til at regulere transducerens temperatur til en forudbestemt temperatur, og et komparatormiddel (28) til at bedømme omgivelsernes ter-15 miske forhold baseret på den elektriske strøm, der leveres til transduceren fra styremidler til afgivelse af et udgangssignal, kendetegnet ved, at det indre hulrum af skallen er udgjort af en indvendig overflade (21) af skallen med god refeksionsevne for lys og varme, hvor 20 skallen har en åbning (23) til hulrummet ved dettes øverste del.

2. Temperaturfølesystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at transduceren er en termistor. 25

3. Temperaturfølesystem ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at åbningen har et porøst dække (34) ved nævnte åbning af skallen, hvis overflade ikke reflekterer lys og varme. 30

4. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at den indvendige overflade er formet som en omdrejningsparaboloide, og transduceren er anbragt hovedsagelig i omdrejningsparaboloidens brændpunkt. 35

5. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 1-4, 18 DK 170450 B1 kendetegnet ved, at skallen har en varmeisola-tion undtagen over åbningen.

6. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 3-5, 5 kendetegnet ved, at det porøse dække er formet udadtil konvekst.

7. Termisk følesystem bestående af: 10 en skal (22) med et indvendigt hulrum, en temperaturføler (24), som er anbragt i hulrummet af skallen (22) og ændrer elektrisk modstand, når temperaturen ændres, 15 et styremiddel (26) til at regulere temperaturfølerens temperatur til en forudbestemt temperatur ved regulering af den elektriske effekt, og 20 et komparatormiddel (28) til bestemmelse af omgivelsernes termiske forhold til afgivelse af et output-signal, en varmer (58) til opvarmning af temperaturføleren ved at blive forsynet med elektrisk strøm, og 25 hvor komparatormidlet (28) bestemmer omgivelsernes termiske forhold baseret på den elektriske strøm, der leveres til transduceren fra styremidlet til afgivelse af et udgangssignal, kendetegnet ved, at det indre 30 hulrum af skallen er udgjort af en indvendig overflade (21) af skallen med god refleksionsevne for lys og varme, hvor skallen har en åbning (23) til hulrummet ved dettes øverste del.

8. Temperaturfølesystem ifølge krav 7, kendeteg net ved, at temperaturføleren er en termistor. DK 170450 Bl 19

9. Temperaturfølesystem ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at åbningen har et porøst dække, hvis overflade ikke reflekterer lys og varme. 5

10. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 7-9, kendetegnet ved, at den indvendige overflade er formet som en omdrejningsparaboloide, og transduceren er anbragt hovedsagelig i omdrejningsparaboloidens brændpunkt. 10

11. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 7-10, kendetegnet ved, at skallen har en varmeisola-tion undtagen over åbningen.

12. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 9-11, kendetegnet ved, at det porøse dække er formet konvekst udadtil.

13. Temperaturfølesystem ifølge ethvert af kravene 7-12, 20 kendetegnet ved, at varmeren er anbragt tæt ved temperaturføleren.

14. Temperaturfølesystem ifølge krav 13, kendetegnet ved, at varmeren er viklet omkring temperaturføleren 25 på en måde, så den er isoleret derfra.