EP3317738A1 - Thermostat für heizungs-, klima, und/oder lüftungsanlagen - Google Patents

Thermostat für heizungs-, klima, und/oder lüftungsanlagen

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Publication number
EP3317738A1
EP3317738A1 EP16710697.0A EP16710697A EP3317738A1 EP 3317738 A1 EP3317738 A1 EP 3317738A1 EP 16710697 A EP16710697 A EP 16710697A EP 3317738 A1 EP3317738 A1 EP 3317738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
housing
thermostat
thermostat according
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16710697.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gernot Becker
Markus Hammer
Daniel Niehues
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innogy SE
Original Assignee
Innogy SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innogy SE filed Critical Innogy SE
Publication of EP3317738A1 publication Critical patent/EP3317738A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/52—Indication arrangements, e.g. displays
    • F24F11/523—Indication arrangements, e.g. displays for displaying temperature data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1018—Radiator valves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/04—Scales
    • G01K1/06—Arrangements for facilitating reading, e.g. illumination, magnifying glass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • G05D23/1904—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value variable in time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/20—Feedback from users

Definitions

  • the subject matter relates to a thermostat for heating, air conditioning and / or
  • Ventilation systems with the features according to the preamble of claim 1. As far as is discussed in the following heating, is always alternatively or cumulatively an air conditioning and / or ventilation system meant.
  • thermostats an important role.
  • a thermostat is usually the device which raises the greatest cost-saving potential in which temperature control is optimized.
  • suitable control / regulation of the thermostats can be realized at the same time a cost savings for a user comfort at the same time.
  • thermostats in which an actuator usually sets a control valve via a spindle within the radiator, are known per se. It is also known that thermostats in
  • thermostats are very important aspects of user acceptance.
  • the thermostat itself forms an immediate interface between the home automation system and the user and is designed to provide the user experience that is as comfortable as possible.
  • the current setting of the thermostat can be displayed and it can be intuitively facilitated the change of settings.
  • the object was the object to provide a thermostat available, which allows a particularly comfortable user interface. This object is achieved objectively by a thermostat according to claim 1.
  • the essential technology can be installed in a main body of the thermostat. This can be in addition to a temperature sensor and an actuator with which a control valve can be adjusted within a radiator or other air conditioning or ventilation system.
  • the technology built into the base body is protected from the user by a housing that encloses the base body at least partially.
  • the display can be made directly in the area of the housing.
  • the housing is formed at least in part of a translucent material in the region of the base body.
  • This translucent material makes it possible to transmit signaling from within the housing to the outside, without the details of the technology arranged in the body are visible.
  • the housing is partially formed in the nature of a frosted glass. Light shines diffusely through the housing in these parts, so that with bulbs an information display can be made to the outside. Signaling of points or spans, preferably along a scale, can be signaled by means of a light means arranged in the interior of the housing, and the light of the light source shines through the housing in the translucent areas.
  • an opacity of the translucent material of at least 1.5 is advantageous.
  • an opacity of at least 2 but an opacity of less than 10 is advantageous for the present application.
  • Opacity in the sense of the application can be understood as the reciprocal of the transmission or as a quotient of the incident luminous flux and the transmitted luminous flux.
  • a light source can be provided on the main body.
  • Housing be arranged.
  • the light source is two-tone.
  • an LED strip is provided on which LEDs of different emission characteristics, in particular with different wavelengths of the emitted light, are arranged side by side. It has been found that at least two colors, in particular red and green, are advantageous. However, it is also possible that besides a yellow LED and a blue LED can be provided.
  • the lighting means is preferably a longitudinally extending
  • the lighting means can extend along a circumference or in the longitudinal direction.
  • the lighting means spans a circle segment of at least 45 °, preferably up to 90 °.
  • the thermostat on the heating system can then be arranged so that the region of the base body, which is equipped with the lighting means, facing upward. This opens up the easiest way for the user to read the information displayed on the light source.
  • the luminous means is bar-shaped, in the form of a strip or the like.
  • the lamp may preferably be arranged in a provided on the lateral surface of the body, radial recess. As a result, the sliding of the housing is facilitated on the body, since the light bulb then
  • a scale is necessary.
  • This scale may preferably be arranged on the housing.
  • the scale can, for example, a temperature scale, for example, from 10 ° C to 40 ° C map or a purely linear scale from 0 to 6 or the like.
  • the areas of the scale can be shown with dashes.
  • Such a scale can be attached to the
  • Be arranged housing in particular by means of imprint, impress or the like.
  • such a scale can be used either in the field of
  • Jacket surface or be provided in the region of the end face of the housing.
  • the scale is provided in the region of the translucent material of the housing.
  • the lamp extends longitudinally and can be controlled differently along its longitudinal extent, can be illuminated by adjusting the length of an activated portion of the lamp, the corresponding arranged above the bulb scale.
  • the length of the activated region of the luminous means can be assigned to a range of values by means of the scale. According to one embodiment, it is proposed that the scale be relative to
  • Bulb is stationary.
  • the housing is arranged against rotation on the base body.
  • Objects, for example, the hand detectable along the housing and this rotation can be regarded as an operation of the thermostat. If such an operation is registered, a control circuit can activate, in particular activate, the lighting means as a function of this operation. After the end of an operation, in particular after a predetermined time, the light source can be deactivated again.
  • a control circuit the lamp depending on a target temperature and one of the
  • Temperature sensor detected detected actual temperature.
  • the luminous means can first be activated in such a way that a temperature actual value is represented in a first color and in a second color Temperature setpoint.
  • the length of the activated area (of the bar) of the illuminant on the scale may represent a temperature actual value in relation to a temperature setpoint value.
  • the control circuit can be set so that a first color of the lighting means is controlled as a function of the setpoint temperature and / or that a second color of the lighting means is activated depending on the actual temperature. In this case, it is possible for both colors of the luminous means to be activated simultaneously by the control circuit. So it is possible that that
  • Bulb has at least two mutually parallel lightbar, wherein the length of the activated region of a respective light source via the control circuit is adjustable.
  • a first light source can be controlled so that the length of the active area corresponds to the current actual temperature in relation to the scale. If the scale can, for example, map 10 to 30 ° C. and the actual temperature corresponds to 20 ° C., then the length of the activated area of the illuminant can be, for example, exactly half the length of the entire illuminant. The same applies to the setpoint temperature. If the setpoint temperature is set to maximum temperature, then the illuminant for the display of the setpoint temperature can be fully activated, ie the illuminant is activated over its entire length.
  • the control circuit can indicate to the user when the target temperature is reached by the actual temperature. This can be done by the control circuit performing a comparison of the actual temperature with the target temperature. Depending on this comparison, the control circuit can drive the light source. If the actual temperature differs from the setpoint temperature less than a minimum distance, for example 5 ° C., 3 ° C., 1 ° C. or even only 0.5 ° C., a third color of the lighting device can be activated and thus signaled to the user be that the actual temperature corresponds to the target temperature. Also, a pulsed control of the light source can take place, so that, for example, by a flashing of the
  • Illuminant is signaled to the user that the actual temperature corresponds to the target temperature.
  • the minimum distance can be parameterized in the control circuit be.
  • the length of the activated region of the luminous means in this case may in turn correspond to the relative position of the actual temperature on the scale. It is also possible for a duration to be estimated in the control circuit when an actual temperature reaches a desired temperature, preferably a newly set target temperature. Here, a comparison of the actual temperature is performed with the set target temperature first. Depending on one
  • the duration can now be estimated how long the actual temperature required until it has reached the target temperature.
  • the flow temperature of the radiator can be taken into account.
  • the light source can be controlled.
  • the scale that is used for the display of actual and setpoint temperature can be used. For example, each minute duration may correspond to a particular section of the scale. For example, if the scale is over one
  • Angular section of 30 ° arranged on the housing can correspond to each angle section of 1 °, for example, one minute. If the duration is estimated at 25 minutes, the illuminant can be controlled such that the length of the activated area covers 25 ° of the angle section of the scale.
  • the relative position of the temperature or the duration in relation to an upper and lower limit of the scale can be displayed with the aid of the scale.
  • the luminous means can be controlled such that a length of an activated portion of a color of the luminous means corresponds to a temperature or a duration. The higher the temperature, the longer the activated section. Is the temperature at a given
  • the whole bulb can be activated, especially over its entire length.
  • a duration can be specified, which is represented by the scale. If this duration is reached or exceeded, the entire length of the light source can be activated. Is the duration below the Maximum duration, which is represented by the scale, can be done on the scale a corresponding proportion of this duration by activating a corresponding length of a portion of the bulb in relation to the total length.
  • the length of the activated region of the luminous means initially correspond to the previous desired value and the length of the activated region to be changed relative to the change in the desired value, so that the changed range of the setpoint is displayed.
  • the previous target temperature can be determined by a length of an activated section of a first
  • a length of an activated portion of a second light source may represent the change of the target temperature and a length of an activated portion of a third light source may represent the new target temperature.
  • the housing can be cylindrical. It is preferably hollow cylindrical in parts with a bottom and a jacket.
  • the housing is arranged with its bottom frontally on the base body.
  • the housing In the connected state, the housing is held against rotation relative to the base body on the base body. This also leads to the fact that the relative position, in particular the angular position of the lamp, which is held on the base body, is stationary to the housing.
  • a sensor preferably a proximity sensor, an object can be detected in the vicinity of the housing.
  • at least one sensor be arranged on the base body, with which a rotational movement of at least one object in the region of the outside of the housing to the
  • Longitudinal axis of the housing is detectable around.
  • a sensor is preferably a non-contact, in particular capacitive proximity sensor. If a movement is detected, in particular an approach is detected, it is possible first the control circuit to drive the light source, such that target and actual temperature are displayed via corresponding bars of the light source. The user can then make a change in the target temperature, which is displayed by changing the lengths of the activated Beiche the bulbs. Such a change can be made by a detected rotational movement in the region of the outside of the housing.
  • a follow-up time of a few seconds can be parameterized in the control circuit, within which the lighting device remains activated in order to be deactivated.
  • a duration may be displayed as to how long it takes for the actual temperature to reach the target temperature, as described above.
  • an end-side sensor may be provided. This can according to a
  • Embodiment also be an additional pressure or touch sensor.
  • the user can, for example, by touching the front page activate a display that displays the current actual temperature and the target temperature by corresponding lengths of the activated areas of the lamps.
  • control of the lighting means can be made depending on a detected rotational movement, a detected approach or a detected pressure on the housing. This ensures that the light source is activated only when a user wants to make an operation. In all other cases, the bulb is inactive, so that energy is saved.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a conventional thermostat
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a thermostat according to a
  • Fig. 3 is a view of a main body according to an embodiment
  • Fig. 4 is a view of a housing according to an embodiment
  • Fig. 5 is a sectional view through a housing according to a
  • 6a is a sectional view of a base body with a housing after a
  • 6b is a sectional view of a base body with a housing according to an embodiment
  • 7a shows two proximity sensors with an object
  • FIG. 7b shows two proximity sensors with an object
  • 8b shows a thermostat with a rotary movement as an operator
  • 9a is a plan view of a thermostat with a temperature display according to an embodiment
  • Fig. 9b is a plan view of a thermostat with a display of a remaining time according to an embodiment
  • Fig. 9c is an end view of a thermostat with a
  • FIG. 10 is a schematic view of a servomotor according to a
  • Fig. IIa a course of an adjustment of a setpoint temperature
  • Control pulses for tactile feedback according to a
  • Fig. IIb a control pulse according to an embodiment.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a thermostat 2 with a motorized actuator.
  • the thermostat 2 has a housing 4 and a base body 6.
  • a motorized actuator 8 is arranged.
  • the actuator 8 is connected via an axle 8a with a reduction gear 10.
  • a spindle 12 is displaced in the axial direction.
  • a screw 14 is arranged, via which the thermostat 2 can be connected to a valve of a heating, ventilation and / or air conditioning.
  • the spindle 12 is brought in the connected state in operative connection with the control valve of the radiator and the actuator 8 can thus open and close the valve.
  • a control computer 16 is provided in the base body 6.
  • the control computer 16 is programmed to the before and after
  • the control computer 16 is typically a microprocessor that can perform a variety of functions.
  • the control computer 16 is connected to a temperature sensor 18.
  • the temperature sensor 18 measures the actual temperature.
  • the temperature sensor 18 preferably has a temperature sensor, which is arranged on the housing 4 or outside of the housing 4 in order to measure the actual temperature in the vicinity of the housing 4 and not the temperature within the base body. 6
  • a target temperature can be set. This is conventionally possible via, for example, a rotary knob (not shown) on the housing. It is also possible that the control computer 16 via
  • Communication means has to be with a central control over the
  • control computer 16 can receive, for example, specifications for setpoint temperatures via the air interface.
  • This predetermined desired temperature can be compared with the actual temperature measured by the temperature sensor 18 and depending on the result of the comparison, the actuator 8 can be driven. In this way, the spindle 12 can be moved back and forth in the longitudinal direction, to the valve position of the radiator
  • Novel thermostats 2 have a display device 20 via which, for example, the actual temperature, the target temperature, the current time and the like can be displayed.
  • the display device 20 is a liquid crystal display, which is driven by the control computer 16 accordingly.
  • Thermostats 2 either via a thumbwheel on the thermostat 2 or from a remote control computer possible. Just the operation of a thumbwheel, however, is prone to errors, since contamination and incrustations can lead to errors.
  • touch displays operate, in which only a touch a change in a setting can be made.
  • Such touch displays usually work with capacitive and / or resistive proximity sensors. In particular, capacitive
  • Proximity sensors are suitable for allowing contactless operation. According to one embodiment, it is now possible that the thermostat 2 is also equipped with such proximity sensors to allow non-contact adjustment of the setpoint temperature or other parameters.
  • FIG. 2 shows a base body 6 of a thermostat 2, which is constructed substantially similar to the thermostat of FIG.
  • the main body 6 is equipped with spindle 12, gear 10, actuator 8 and control computer 16.
  • a temperature sensor 18 is provided.
  • 6 proximity sensors 22a-e are provided on the base body.
  • the proximity sensors 22a, 22b and 22e and 22d are arranged in the example shown in FIG. 2 on the lateral surface of the base body 6.
  • each case grooves are provided in the lateral surface of the main body 6, which are suitable for receiving the proximity sensor 22.
  • the proximity sensors 22a, b, d, e are suitable for detecting rotational movements around the rotary body 6, as will be shown below.
  • a further proximity sensor 22c is provided on the end face 6a of the main body 6. Also, this is arranged in a recess within the base body 6, so that it as well as the other proximity sensors 22 as close as possible with the outer surface of the base body 6.
  • the proximity sensors 22 are connected via suitable control lines with the
  • Control computer 16 connected. About the control lines are the
  • Proximity sensors 22 fed with electrical power and provide a measurement signal to the control computer 16.
  • the control computer 16 evaluates the signals of
  • Proximity sensors 22 and includes it either on a frontal approach to the proximity sensor 22c, a circumferential approach at least one of the proximity sensors 22a, b, e, d or a rotational movement about the proximity sensors 22a, b, e, d around. Especially in the case where the
  • Proximity sensors 22a, b, e, d detect an approach of an object, for example a hand, the proximity sensor 22c is inactivated by the control computer 1, so that this performs no further evaluation until the
  • Proximity sensors 22a, b, e, d output a signal that the object has been removed. This prevents it from rotating around the perimeter
  • Proximity sensors 22 of the frontal proximity sensor 22c performs a faulty or unwanted measurement.
  • the proximity sensors 22 are arranged in the base 6 in the example shown. However, it is also possible that the proximity sensors 22 are arranged on the base body 6 and are arranged in particular in depressions within the housing 4.
  • the lighting means 24a, b are preferably LED strips which have a longitudinal extent and which are controlled via the control computer 16 so that only partial areas can be activated and light up, whereas other partial areas remain inactive and do not light up.
  • the bulbs 24 by
  • Activation of different lengths sub-ranges output values such as actual temperature, relative target temperature and the like. It is understood that a respective length of a portion of a respective temperature is assigned. This assignment is preferably dependent on a scale on the housing and can be permanently programmed.
  • FIG. 3 shows a view of a main body 6. It can be seen that in the region of an outer lateral surface of the main body 6 there are two
  • Proximity sensors 22a, 22e are provided.
  • the proximity sensors 22a, e are arranged along a same circumferential line around the main body 6 around.
  • the base body 6 is preferably cylindrical and has a longitudinal axis 6b.
  • the proximity sensors 22a, e are preferably arranged at defined angular intervals around the longitudinal axis b.
  • Proximity sensors of the respective angular distance between two proximity sensors the same size so that the proximity sensors as evenly distributed on the
  • At least one light-emitting means 24 is provided in the base body 6.
  • the illuminant 24 extends in a circular arc along the circumference of the main body 6.
  • the circular segment, which is spanned by the illuminant 24, is preferably between 45 ° and 90 °.
  • a light-emitting means 24 may also be arranged on the end face 6a of the main body 6 on the front side, but here for the sake of simplicity is not shown.
  • a further proximity sensor 22c is arranged on the end face 6a of the main body 6.
  • An end-side approach of an object can be detected via the proximity sensor 22c, whereas a circumferential approach to the base 6 can be detected via the proximity sensors 22a, e.
  • a rotational movement of an object about the longitudinal axis 6b of the main body 6 can be detected. This rotational movement can be evaluated by the control computer 16 so that a change in the target temperature is made.
  • the housing 4 shows a view of a housing 4.
  • the housing 4 is hollow cylindrical about a longitudinal axis 4a.
  • the housing 4 has a bottom 4b and a cylindrical shell 4c.
  • the housing is formed at least in part from a translucent material.
  • the opacity is in regions such that light from a light source 24 is at the Base body 6 can shine through, however, details of the base body 6 through the material can not be detected.
  • the translucent areas 26a, 26b are shown in FIG.
  • the region 26a extends along the jacket 4c over an angular range between 45 ° and 90 ° and has a longitudinal extent of about 1/3 to 1/4 of the length of the housing 4.
  • a scale 28a, b can be applied in each case , It is understood that the regions 26a, 26b may be provided alternatively or in a commutative manner.
  • the scale 28e has an even distribution of its scale marks over the angle section of the region 26b, so that the angle section of the region 26a is divided into areas of equal size through the scale 28a or their scale lines.
  • a temperature range of the heating system or the thermostat For example, a temperature range between 10 ° C and 30 ° C may be possible. This temperature range is divided into equal sections, such as 20 sections. If the area 26a then a
  • the scale 28a is such that a scale line is provided per 2 ° angle, so that a total of 20 scale lines of the scale 28a are present in the area 26a.
  • the luminous means 24a is arranged on the main body 6, which covers a same angle section as the region 26a.
  • Triggering of the luminous means 24a different lengths of the illuminant 24a can be activated and thus the scale 28a are illuminated.
  • the relative position within the temperature window which is represented by the thermostat 2, can then be read off via the scale 28a.
  • the scale 28b can also be an illustration of the
  • Temperature range of the thermostat 2 enable. 5 shows the translucent areas 26a, b in a schematic
  • the housing 4 is arranged in the mounted state against rotation on the base body 6.
  • a variety of locking mechanisms can be provided which secure the housing 4 against rotation on the base body 6 in the mounted state.
  • Fig. 6a shows such a possibility.
  • a radially outwardly pointing dovetail 6c is provided on the housing 6, which is pushed into a receptacle 4d corresponding thereto on the housing 4.
  • FIG. 6b A further variant is shown in which radially outwardly directed springs 6c 'are provided on the base body 6, which engage in grooves 4d' of the housing 4 extending in each case along the longitudinal axis.
  • Proximity sensors 22a-e are provided for non-contact setting of target temperature or other parameters as described.
  • the mode of operation of the proximity sensors 22 is shown schematically in FIGS. 7a and b. In Fig.
  • each of the proximity sensors 22a, 22d may be considered as a plate of a capacitor whose counterpart is the electric field of the environment (the earth field).
  • Proximity sensors 22a, 22d are shown in FIG. When an object 32, for example a finger, approaches the electric field 30a of the proximity sensor 22a, the field strength of the field 30a changes.
  • Proximity sensor 22a thereby changes position and density, which can be detected by a corresponding sensor.
  • the limit is exceeded
  • the change of the electric field the proximity sensor 22a thus detect an object 32 in its vicinity and output a corresponding signal. Also, the electric field 30d of the proximity sensor 22d changes through the
  • Proximity sensor 22d gives no corresponding approach signal.
  • the field strengths of the two electric fields 30a, 30d change. It can be determined to what extent the electric field 30a has changed and it can be determined at the same time to what extent the electric field 30d has changed. The respective changes as well as directions of change can be evaluated and from this a movement of the object 32 along the axis 34 can be detected.
  • the axis 34 is preferably parallel to degrees of connection between the
  • Proximity sensors 22a, 22d With the help of juxtaposed
  • Proximity sensors 22a, 22d can thus be detected a movement of an object 32 along at least one axis. By evaluating the corresponding sensor signals can thus be determined, in which ratio the object 32 has moved to the proximity sensors 22a, 22d.
  • Proximity sensors 22 contactless possible. Gestures allow a user to operate the thermostat 2. In Fig. 8a, an end-side operation is shown. A user may approach his hand 32 to the bottom 4b of the housing 4 of the thermostat 2. The proximity sensor 22c arranged on the front side 6a can detect this approach. In the control computer 16, the frontal operation is registered due to the signal of the proximity sensor 22c. First, a tactile tone
  • Feedback can be made that the actuator 8 is activated for a short time, resulting in a vibration of the thermostat 2. If the user touches the thermostat 2 with his hand 32, he can feel this tactile feedback.
  • a short touch or approach to the front 6a can be used, for example, a Display via the bulbs 24a, b, activate. Also, the ad can be used, for example, a Display via the bulbs 24a, b, activate. Also, the ad can
  • a long touch or approach to the front page by the hand 32 trigger another command in the control computer 16.
  • an operation mode is switched over with a long touch.
  • either the target temperature at the thermostat 2 can be set directly, by rotational movement in the region of the housing, as shown in Fig. 8b
  • the thermostat 2 can receive a target temperature from a central computer, regardless of the manual setting the thermostat 2 itself.
  • Base 6 coincides, perform a rotary motion.
  • Rotational movement is detected by the arranged on the jacket proximity sensors 22a, b, d, e.
  • the movement can be sensed in accordance with the evaluation of the change in the electric fields shown in FIG.
  • the housing 4 does not rotate in the rotational movement of the hand 32 shown in Fig. 8, but remains stationary to the base body 6, which is fixedly secured to the radiator. Only the gesture of turning leads to a change in the target temperature.
  • each one exceeds defined angle section can each have a pulse to the
  • a maximum and a minimum set value of the setpoint temperature can be predetermined. If this value is reached by a rotational movement and the rotational movement continues, it can be determined by the control computer 16 that the limit of the setting range has been reached. In this case, for example, a permanent activation of the actuator for the tactile feedback can take place. It is understood that when activating the actuator 8 for the tactile
  • the proximity sensors 22a, b, d, e and the proximity sensor 22c can be switched off, for example. Also, when approaching the hand 32 to the thermostat 2, an activation of the bulbs 24 by the control computer 16, so that only in the case of operation and optionally a pre-defined follow-up time, the bulbs 24 are activated.
  • FIG. 9 shows the illustration of a display by means of a luminous means 24a.
  • Illuminant 24a is formed of a plurality of successively arranged
  • the light source 24a has two rows 36a, 36b of light-emitting diodes 34.
  • Each row 36a, 36b can also be understood as an independent light source.
  • the rows 36a, 36b are parallel to each other and form a bar of LEDs 34. As can be seen in Fig. 9a, this is
  • Illuminant 24 is arranged in the region of the scale 28a.
  • the scale 28 a and the lighting means 24 a are arranged in the translucent region 26 a of the housing 4.
  • the two rows 36a, 36b may be formed of light emitting diodes 34 of different colors.
  • the row 36a may be formed of green light emitting diodes and the row 36b may be formed of red light emitting diodes.
  • the control computer 16 can activate the lighting means 24a, so that in the row 36a, the number of activated light-emitting diodes (shown by black dots) represent a desired value for the temperature.
  • the number of activated LEDs 34 represent an actual value of the temperature. If no light emitting diode is activated in row 36, the user can conclude that the actual temperature has reached the lowest limit for the thermostat, for example 10 ° C. If all light-emitting diodes 34 of the row 36b are activated, the user can conclude that the actual temperature has reached the maximum temperature range of the thermostat, for example 30 ° C. The same applies to the heron 36a and the set target temperature.
  • Control computer 16 a change in the target temperature in the direction of larger or smaller values. Depending on the direction of rotation, the setpoint temperature is increased or decreased, which results in more or fewer LEDs 34 being activated in row 36a. The user receives thus an optical feedback over one
  • Scale portion of the scale 28a can be a tactile feedback, so that the user can see without looking, that he has changed set temperature by a certain value.
  • Control computer 16 are activated. Also can be another kind of tactile Feedback, for example by a longer or shorter vibration, or a vibration with a different frequency.
  • a further row of light emitting diodes 34 is provided which indicates in a further color, for example yellow, that the setpoint and actual temperatures are identical. With this further color, a change in the target temperature compared to the previous target temperature can be displayed. The other color may indicate the span by which the target temperature has been changed.
  • Fig. 9b shows the thermostat 2 in the moment in which the user removes his hand 32 from the thermostat 2. This removal can be detected and the control computer 16 can estimate how long it takes until the target temperature and the actual temperature are equal. This can the control computer 16 by
  • Flow temperature of the radiator and the radiating characteristics of the radiator can be estimated how long it takes until the actual temperature has reached the target temperature.
  • the LEDs 34 of the series 36a, b are activated.
  • scale 28a can also be used here.
  • a maximum duration may be 30 minutes
  • a minimum duration may be, for example, 0 minutes.
  • the quotient of estimated duration to maximum duration can indicate which number of light-emitting diodes 34 are activated. If the quotient is greater than 1, all LEDs are activated. Is the
  • quotient 0.5 ie a heating time of 15 minutes is estimated, exactly half of the LEDs of a respective row 36a, 36b can be activated.
  • Fig. 9c shows a possibility of an end-face display with a scale 28b.
  • the scale 28b is formed of beams of different lengths, behind each of which two rows of light-emitting diodes 36a, 36b are arranged. In each case on a left side of a bar of the scale 28b may be arranged a row 36a, which is the actual temperature
  • a number 36b may be provided, which represents the respective target temperature.
  • the target temperature is greater than the actual temperature, which by a
  • the tactile feedback can be done via the actuator 8 or an additional motor within the body 6.
  • FIG. 10 shows by way of example how such a tactile feedback can take place via the actuator 8.
  • the actuator 8 has mounted on its housing via a spring 38 mounted flywheel 40.
  • a resonant frequency of the actuator 8 can be adjusted, which is in particular equal to the frequency of the pulse, which is transmitted from the control computer 16 for the tactile feedback to the actuator 8 ,
  • Such a pulse may have an alternating voltage which coincides with a particular one
  • Frequency for example, between 50 and 200Hz drives the actuator 8 and thus the axis 8a moves with the corresponding frequency back and forth.
  • the flywheel 40 and the spring 38 is activated and brought into resonance, so that the strongest possible vibration on the thermostat 2 can be detected.
  • Fig. IIa shows a sequence of adjusting a target temperature together with the respective control pulses of the control computer 16 to the motor 18 for the tactile feedback. Shown is the course of a target temperature 42, starting from a base temperature, for example 20 ° C. The change in the target temperature 42 is effected via a rotational movement, as described above.
  • a control pulse should be triggered by the control computer 16.
  • the target temperature 42 is increased from the base temperature, for example, first constant by 5 ° C and then by 10 ° C.
  • the setpoint temperature exceeds one
  • the setpoint temperature falls below a lower limit range.
  • the user can continue to make a rotational movement and virtually reduce the target temperature further.
  • the setpoint temperature then remains at the limit value until an operation in the other direction takes place.
  • a longer control pulse 52 can be output. This can be output, for example, as long as a change in the setpoint temperature 42 is made and this is below the lower limit.
  • a course of a pulse 48 or a pulse 52 is shown in FIG. IIb. It can be seen that the pulse is formed from an alternating voltage, the

Abstract

Thermostat 2 für Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlagen mit einem Grundkörper 4, einem an dem Grundkörper 4 angeordneten Temperatursensor 18, einem an dem Grundkörper 4 angeordneten Stellglied 8, und einem den Grundkörper 4 zumindest teilweise umschließenden Gehäuse 6. Eine Anzeige wird dadurch ermöglicht, dass das Gehäuse 6 im Bereich des Grundkörpers 4 zumindest in Teilen aus einem transluzenten Material gebildet ist.

Description

Thermostat für Heizungs-, Klima, und/oder Lüftungsanlagen
Der Gegenstand betrifft ein Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder
Lüftungsanlagen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Soweit im nachfolgenden von Heizung die Rede ist, ist stets auch alternativ oder kumulativ eine Klima- und/oder Lüftungsanlage gemeint.
Im Bereich der Heimautomatisierung spielt die Steuerung und Regelung von
Heizungsstellern, mithin Thermostaten, eine bedeutende Rolle. Ein Thermostat ist im Rahmen einer Heimautomatisierung in der Regel dasjenige Gerät, welches das größte Kosteneinsparpotential hebt, in dem eine Temperaturregelung optimiert wird. Durch geeignete Steuerung / Regelung der Thermostate kann bei einem Komfortgewinn für den Nutzer trotzdem gleichzeitig eine Kostenersparnis realisiert werden.
Die grundsätzliche Funktion eines Thermostats, bei dem ein Stellglied in der Regel über eine Spindel ein Stellventil innerhalb des Heizkörpers einstellt, ist an sich bekannt. Auch ist an sich bekannt, dass Thermostate in
Heimautomatisierungslösungen eingebunden werden können und mittels zentraler Steuerung intelligent angesteuert werden können. Die einfache und intuitive
Bedienung der Thermostate ist jedoch ein ganz wesentlicher Aspekt für die Akzeptanz beim Nutzer. Das Thermostat selbst bildet eine unmittelbare Schnittstelle zwischen dem Heimautomatisierungssystem und dem Nutzer und soll diesem ein möglichst komfortables Bedienerlebnis bieten. Außerdem soll dem Nutzer möglichst einfach und intuitiv die aktuelle Einstellung des Thermostats angezeigt werden können und ihm die Veränderung von Einstellungen intuitiv erleichtert werden können.
Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Thermostat zur Verfügung zu stellen, welches eine besonders komfortable Nutzerführung ermöglicht. Diese Aufgabe wird gegenständlich durch ein Thermostat nach Anspruch 1 gelöst.
Es ist erkannt worden, dass in einem Grundkörper des Thermostats die wesentliche Technik verbaut sein kann. Dies kann neben einem Temperatursensor auch ein Stellglied sein, mit welchem ein Stellventil innerhalb eines Heizkörpers oder einer sonstigen Klima- oder Lüftungsanlage verstellt werden kann. Die in dem Grundkörper verbaute Technik wird vor dem Nutzer durch ein den Grundkörper zumindest teilweise umschließendes Gehäuse geschützt.
Um dem Nutzer bei der Nutzung des Thermostats möglichst ungehindert
Informationen über die aktuelle Einstellung und Messwert des Thermostats informieren zu können, ist erkannt worden, dass die Anzeige unmittelbar im Bereich des Gehäuses erfolgen kann. Dies erfolgt gegenständlich in besonders einfacher Weise dadurch, dass das Gehäuse im Bereich des Grundkörpers zumindest in Teilen aus einem transluzenten Material gebildet ist. Dieses transluzente Material ermöglicht es, eine Signalisierung von innerhalb des Gehäuses nach außen zu übertragen, ohne dass die Details der im Grundkörper angeordneten Technik sichtbar sind. Das Gehäuse ist in Teilen in der Art eines Milchglases gebildet. Licht scheint durch das Gehäuse in diesen Teilen diffus durch, so dass mit Leuchtmitteln eine Informationsanzeige nach außen erfolgen kann. Durch ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes Leuchtmittel kann eine Signalisierung von Punkten oder Spannen, vorzugsweise entlang einer Skala signalisiert werden, und das Licht des Leuchtmittels scheint durch das Gehäuse in den transluzenten Bereichen durch. Für ein Durchscheinen des Lichts eines Leuchtmittels hat sich gezeigt, dass eine Opazität des transluzenten Materials von zumindest 1,5 vorteilhaft ist. Auch eine Opazität von zumindest 2, jedoch eine Opazität von weniger als 10 ist für die vorliegende Anwendung vorteilhaft. Opazität im Sinne der Anmeldung kann als Kehrwert der Transmission bzw. als Quotient aus dem einfallenden Lichtstrom und dem transmittierten Lichtstrom verstanden werden. Wie bereits erläutert, kann an dem Grundkörper ein Leuchtmittel vorgesehen sein. Insbesondere kann das Leuchtmittel an dem Grundkörper an der dem Gehäuse zugewandten Seite, insbesondere im Bereich des transluzenten Materials des
Gehäuses angeordnet sein. Zur Anzeige von Soll- und Ist-Werten einer Temperatur oder anderer Messwerte kann es sinnvoll sein, wenn das Leuchtmittel zweifarbig ist. Insbesondere bietet sich ein LED-Streifen an, auf dem nebeneinander LEDs unterschiedlicher Abstrahlcharakteristika, insbesondere mit unterschiedlichen Wellenlängen des abgestrahlten Lichtes angeordnet sind. Es hat sich gezeigt, dass zumindest zwei Farben, insbesondere rot und grün vorteilhaft sind. Es ist jedoch auch möglich, dass daneben auch ein gelbes LED sowie ein blaues LED vorgesehen sein kann.
Das Leuchtmittel ist vorzugsweise ein sich in Längsrichtung erstreckendes
Leuchtmittel, welches sich entlang der Mantelfläche des Grundkörpers erstreckt. Hierbei kann sich das Leuchtmittel entlang eines Umfangs oder in Längsrichtung erstrecken. Vorzugsweise spannt das Leuchtmittel ein Kreissegment von zumindest 45°, vorzugsweise bis zu 90° auf. Im montierten Zustand kann das Thermostat an der Heizungsanlage dann so angeordnet sein, dass der Bereich des Grundkörpers, der mit dem Leuchtmittel bestückt ist, nach oben weist. Somit eröffnet sich für den Nutzer die leichteste Ablesemöglichkeit der auf dem Leuchtmittel angezeigten Information.
Zur Anordnung des Leuchtmittels auf dem Grundkörper ist es vorteilhaft, wenn das Leuchtmittel balkenförmig, in Form eines Streifens oder dergleichen gebildet ist. Dann kann das Leuchtmittel vorzugsweise in einem an der Mantelfläche des Grundkörpers vorgesehenen, radialen Rücksprung angeordnet sein. Hierdurch wird das Aufschieben des Gehäuses auf den Grundkörper erleichtert, da das Leuchtmittel dann
vorzugsweise nicht oder nur in geringem Maße aus der Mantelfläche des
Grundkörpers hinausragt. Um Einstellungen oder Messwerte einem Wertebereich zuordnen zu können, ist eine Skala notwendig. Diese Skala kann vorzugsweise an dem Gehäuse angeordnet sein. Die Skala kann beispielsweise eine Temperaturskala, beispielsweise von 10°C bis 40°C abbilden oder auch eine rein lineare Skala von 0 bis 6 oder dergleichen. Die Bereich der Skala können mit Strichen dargestellt sein. Eine solche Skala kann an dem
Gehäuse angeordnet sein, insbesondere mittels aufdrucken, aufprägen oder dergleichen. Insbesondere kann eine solche Skala entweder im Bereich der
Mantelfläche oder im Bereich der Stirnfläche des Gehäuses vorgesehen sein.
Bevorzugt ist, wenn die Skala im Bereich des transluzenten Materials des Gehäuses vorgesehen ist. Wenn nun das Leuchtmittel sich längsförmig erstreckt und entlang seiner Längserstreckung unterschiedlich angesteuert werden kann, kann über eine Einstellung der Länge eines aktivierten Bereichs des Leuchtmittels die entsprechend oberhalb des Leuchtmittels angeordnete Skala illuminiert werden. Die Länge des aktivierten Bereichs des Leuchtmittels kann mit Hilfe der Skala einem Wertebereich zugeordnet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgeschlagen, dass die Skala relativ zum
Leuchtmittel ortsfest ist. Insbesondere im montierten Zustand des Gehäuses auf dem Grundkörper ist das Gehäuse verdrehsicher an dem Grundkörper angeordnet. Durch in dem Grundkörper angeordnete Näherungssensoren ist eine Drehung von
Gegenständen, beispielsweise der Hand entlang des Gehäuses detektierbar und diese Drehung kann als eine Bedienung des Thermostates gewertet werden. Wird eine solche Bedienung registriert, kann eine Steuerschaltung das Leuchtmittel abhängig von dieser Bedienung ansteuern, insbesondere aktivieren. Nach dem Ende einer Bedienung, insbesondere nach einer vorgegebenen Zeit kann das Leuchtmittel wieder deaktiviert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine Steuerschaltung das Leuchtmittel abhängig von einer Soll-Temperatur und einer von dem
Temperatursensor erfassten Ist-Temperatur ansteuert. So kann beispielsweise bei einer erfassten Annäherung eines Gegenstandes, beispielsweise einer Hand an das Gehäuse zunächst das Leuchtmittel derart aktiviert werden, dass in einer ersten Farbe ein Temperatur Ist-Wert repräsentiert wird und in einer zweiten Farbe ein Temperatur Soll-Wert. So kann beispielsweise die Länge aktivierten Bereichs (des Balkens) des Leuchtmittels auf der Skala einen Temperatur Ist-Wert im Verhältnis zu einem Temperatur Soll-Wert repräsentieren. Ist die Steuerschaltung zum Ansteuern der Leuchtmittel aktiviert, kann die Steuerschaltung so eingestellt sein, dass eine erste Farbe des Leuchtmittels abhängig von der Soll-Temperatur angesteuert wird und/oder dass eine zweite Farbe des Leuchtmittels abhängig von der Ist-Temperatur angesteuert wird. Hierbei ist es möglich, dass durch die Steuerschaltung beide Farben des Leuchtmittels gleichzeitig angesteuert werden. So ist es möglich, dass das
Leuchtmittel zumindest zwei parallel zueinander verlaufende Leuchtbalken aufweist, wobei die Länge des aktivierten Bereichs eines jeweiligen Leuchtmittels über die Steuerschaltung einstellbar ist. So kann ein erstes Leuchtmittel so angesteuert werden, dass die Länge des aktiven Bereichs der aktuellen Ist-Temperatur in Relation zu der Skala entspricht. Kann die Skala beispielsweise 10 bis 30°C abbilden und entspricht die Ist-Temperatur 20°C, so kann die Länge des aktivierten Bereichs des Leuchtmittels beispielsweise genau die Hälfte der Länge des gesamten Leuchtmittels ausmachen. Dasselbe gilt für die Soll-Temperatur. Wird die Soll-Temperatur auf Maximaltemperatur eingestellt, so kann das Leuchtmittel für die Anzeige der Soll- Temperatur vollständig aktiviert werden, das heißt dass das Leuchtmittel über seine gesamte Länge aktiviert ist.
Vorzugsweise ist es möglich, dem Nutzer anzuzeigen, wenn die Soll-Temperatur durch die Ist-Temperatur erreicht ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Steuerschaltung einen Vergleich der Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur durchführt. Abhängig von diesem Vergleich kann die Steuerschaltung das Leuchtmittel ansteuern. Weicht die Ist-Temperatur von der Soll-Temperatur weniger als ein Mindestabstand, beispielsweise 5°C, 3°C, 1°C oder auch nur 0,5°C ab, kann eine dritte Farbe des Leuchtmittels angesteuert werden und so dem Nutzer signalisiert werden, dass die Ist-Temperatur der Soll-Temperatur entspricht. Auch kann eine gepulste Ansteuerung des Leuchtmittels erfolgen, so dass beispielsweise durch ein Blinken des
Leuchtmittels dem Nutzer signalisiert wird, dass die Ist-Temperatur der Soll- Temperatur entspricht. Der Mindestabstand kann in der Steuerschaltung parametriert sein. Auch kann die Länge des aktivierten Bereichs des Leuchtmittels in diesem Fall wiederum entsprechend der relativen Position der Ist-Temperatur auf der Skala entsprechen. Auch ist es möglich, dass in der Steuerschaltung eine Dauer abgeschätzt wird, wann eine Ist-Temperatur eine Soll-Temperatur, vorzugsweise eine neu eingestellte Soll- Temperatur erreicht. Hierbei wird zunächst ein Vergleich der Ist-Temperatur mit der eingestellten Soll-Temperatur durchgeführt. Abhängig von einem
Abschätzalgorithmus, in dem beispielsweise auch eine Wärmekapazität eines Raumes parametriert sein kann, kann nun die Dauer abgeschätzt werden, wie lange die Ist- Temperatur benötigt, bis sie die Soll-Temperatur erreicht hat. Hierzu kann auch die Vorlauftemperatur des Heizkörpers mit in Betracht gezogen werden. Abhängig von der geschätzten Dauer kann das Leuchtmittel angesteuert werden. Auch hier kann beispielsweise die Skala, die für die Anzeige von Ist- und Soll-Temperatur genutzt wird, verwendet werden. So kann beispielweise jede Minute Dauer einem bestimmten Abschnitt der Skala entsprechen. Ist die Skala beispielsweise über einen
Winkelabschnitt von 30° auf dem Gehäuse angeordnet, kann je Winkelabschnitt von jeweils 1° beispielsweise eine Minute entsprechen. Ist die Dauer auf 25 Minuten abgeschätzt, so kann das Leuchtmittel so angesteuert werden, dass die Länge des aktivierten Bereichs 25° des Winkelabschnitts der Skala abdecken.
Wie bereits erwähnt, kann mit Hilfe der Skala die relative Position der Temperatur bzw. der Dauer im Verhältnis zu einer Ober- und Untergrenze der Skala angezeigt werden. Mit Hilfe der Steuerschaltung kann das Leuchtmittel derart angesteuert werden, dass eine Länge eines aktivierten Abschnitts einer Farbe des Leuchtmittels zu einer Temperatur oder einer Dauer korrespondiert. Je höher die Temperatur, desto länger ist der aktivierte Abschnitt. Ist die Temperatur bei einer vorgegebenen
Maximaltemperatur, kann das ganze Leuchtmittel aktiviert sein, insbesondere über seine gesamte Länge. Auch kann eine Dauer angegeben werden, welche durch die Skala repräsentiert wird. Wird diese Dauer erreicht oder überschritten, kann die gesamte Länge des Leuchtmittels aktiviert werden. Liegt die Dauer unterhalb der Maximaldauer, die durch die Skala repräsentiert wird, kann auf der Skala ein entsprechender Anteil dieser Dauer durch Aktivieren einer entsprechenden Länge eines Abschnitts des Leuchtmittels im Verhältnis zur Gesamtlänge erfolgen.
Bei einer Verstellung des Soll-Wertes der Temperatur, insbesondere bei manueller Verstellung ist es möglich, dass zunächst die Länge des aktivierten Bereichs des Leuchtmittels dem bisherigen Soll-Wert entspricht und die Länge des aktivierten Bereichs um relativ zur Veränderung des Soll-Werts verändert wird, so dass die veränderte Spanne des Sollwerts angezeigt wird. Insbesondere kann die bisherige Soll-Temperatur durch eine Länge eines aktivierten Abschnitts eines ersten
Leuchtmittels repräsentiert werden, eine Länge eines aktivierten Abschnitts eines zweiten Leuchtmittels kann die Veränderung der Soll-Temperatur repräsentieren und eine Länge eines aktivierten Abschnitts eines dritten Leuchtmittels kann die neue Soll- Temperatur repräsentieren.
Wie bereits erwähnt, kann das Gehäuse zylindrisch sein. Dabei ist es vorzugsweise in Teilen hohlzylindrisch mit einem Boden und einem Mantel. Insbesondere ist das Gehäuse mit seinem Boden stirnseitig an dem Grundkörper angeordnet.
Im verbundenen Zustand ist das Gehäuse relativ zum Grundkörper verdrehsicher an dem Grundkörper gehalten. Dies führt auch dazu, dass die relative Lage, insbesondere die Winkellage des Leuchtmittels, welches am Grundkörper gehalten ist, zum Gehäuse ortsfest ist. Mit Hilfe eines Sensors, vorzugsweise eines Näherungssensors kann ein Gegenstand in der Nähe des Gehäuses detektiert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, dass an dem Grundkörper zumindest ein Sensor angeordnet ist, mit dem eine Drehbewegung von zumindest einem Gegenstand im Bereich der Außenseite des Gehäuses um die
Längsachse des Gehäuses herum detektierbar ist. Ein solcher Sensor ist vorzugsweise ein berührungslos arbeitender, insbesondere kapazitiver Näherungssensor. Wird eine Bewegung detektiert, insbesondere wird eine Annäherung detektiert, kann zunächst die Steuerschaltung das Leuchtmittel ansteuern, derart, dass Soll- und Ist-Temperatur über entsprechende Balken des Leuchtmittels angezeigt werden. Der Nutzer kann dann eine Veränderung der Soll-Temperatur vornehmen, welche durch Veränderung der Längen der aktivierten Beiche der Leuchtmittel angezeigt wird. Eine solche Veränderung kann durch eine detektierte Drehbewegung im Bereich der Außenseite des Gehäuses vorgenommen werden. Entfernt sich der Nutzer bzw. der Gegenstand von dem Sensor und somit von dem Thermostat, kann dies detektiert werden und anschließend eine Nachlaufzeit von einigen Sekunden in der Steuerschaltung parametriert sein, innerhalb derer das Leuchtmittel aktiviert bleibt, um danach deaktiviert zu werden. Auch kann im Anschluss an ein Verstellen und ein Entfernen des Gegenstandes eine Dauer angezeigt werden, wie lange es dauert, bis die Ist- Temperatur die Soll-Temperatur erreicht hat, wie dies oben bereits beschrieben wurde. Auch kann ein stirnseitiger Sensor vorgesehen sein. Dieser kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel auch ein zusätzlicher Druck- oder Berührungssensor sein. Der Nutzer kann beispielsweise durch Berühren der Stirnseite eine Anzeige aktivieren, die die aktuelle Ist-Temperatur als auch die Soll-Temperatur durch entsprechende Längen der aktivierten Bereiche der Leuchtmittel anzeigt.
Auch kann die Ansteuerung des Leuchtmittels überhaupt abhängig von einer detektierten Drehbewegung, einer detektierten Annäherung oder einem detektierten Druck an dem Gehäuse vorgenommen werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Leuchtmittel nur aktiviert ist, wenn ein Benutzer eine Bedienung vornehmen möchte. In allen anderen Fällen ist das Leuchtmittel inaktiv, so dass Energie eingespart wird.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Thermostats; Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Thermostats gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Ansicht eines Grundkörpers nach einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine Ansicht eines Gehäuses nach einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Schnittansicht durch ein Gehäuse gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 6a eine Schnittansicht eines Grundkörpers mit einem Gehäuse nach einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 6b eine Schnittansicht eines Grundkörpers mit einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7a zwei Näherungssensoren mit einem Gegenstand;
Fig. 7b zwei Näherungssensoren mit einem Gegenstand;
Fig. 8a ein Thermostat mit einer stirnseitigen Bedienung;
Fig. 8b ein Thermostat mit einer Drehbewegung als Bedienung; Fig. 9a eine Draufsicht auf ein Thermostat mit einer Temperaturanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9b eine Draufsicht auf ein Thermostat mit einer Anzeige einer Restdauer gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 9c eine stirnseitige Ansicht eines Thermostats mit einer
Temperaturanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Stellmotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. IIa einen Verlauf einer Verstellung einer Solltemperatur samt
Steuerimpulse für taktile Rückkopplung gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. IIb ein Steuerimpuls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Thermostats 2 mit motorischem Stellantrieb.
Das Thermostat 2 weist ein Gehäuse 4 sowie einen Grundkörper 6 auf. In dem
Grundkörper 6 ist ein motorischer Stellantrieb 8 angeordnet. Der Stellantrieb 8 ist über eine Achse 8a mit einem Untersetzungsgetriebe 10 verbunden. Über das
Untersetzungsgetriebe 10 wird eine Spindel 12 in axialer Richtung verschoben. An dem Gehäuse 4 ist ein Schraubanschluss 14 angeordnet, über den das Thermostat 2 mit einem Ventil einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage verbunden werden kann. Die Spindel 12 wird im verbundenen Zustand in Wirkverbindung mit dem Stellventil des Heizkörpers gebracht und über den Stellantrieb 8 lässt sich somit das Ventil öffnen und schließen.
Zur Ansteuerung des Stellantriebs 8 und somit zur Einstellung des Volumenstroms durch das Ventil ist in dem Grundkörper 6 ein Steuerrechner 16 vorgesehen. Der Steuerrechner 16 ist derart programmiert, um die zuvor und nachfolgend
beschriebenen Verfahren auszuführen. Der Steuerrechner 16 ist in der Regel ein Mikroprozessor, der eine Vielzahl von Funktionen ausüben kann. Der Steuerrechner 16 ist mit einem Temperatursensor 18 verbunden. Der Temperatursensor 18 misst die Ist-Temperatur. Hierzu hat der Temperatursensor 18 vorzugsweise einen Temperaturfühler, der am Gehäuse 4 oder außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist, um die tatsächliche Temperatur in der Umgebung des Gehäuses 4 zu messen und nicht die Temperatur innerhalb des Grundkörpers 6.
In dem Steuerrechner kann eine Soll-Temperatur eingestellt werden. Dies ist herkömmlicherweise über beispielsweise ein nicht dargestelltes Drehrad an dem Gehäuse möglich. Auch ist es möglich, dass der Steuerrechner 16 über
Kommunikationsmittel verfügt, um mit einer zentralen Steuerung über die
Luftschnittstelle zu kommunizieren. Somit kann der Steuerrechner 16 über die Luftschnittstelle beispielsweise Vorgaben für Solltemperaturen empfangen. Diese vorgegebene Soll-Temperatur kann mit der vom Temperatursensor 18 gemessenen Ist-Temperatur verglichen werden und abhängig vom Vergleichsergebnis kann der Stellantrieb 8 angetrieben werden. Hierdurch kann die Spindel 12 in Längsrichtung vor und zurück bewegt werden, um die Ventilstellung des Heizkörpers zu
beeinflussen.
Neuartige Thermostate 2 verfügen über eine Anzeigeeinrichtung 20 über die beispielsweise die Ist-Temperatur, die Soll-Temperatur, die aktuelle Uhrzeit und dergleichen angezeigt werden kann. In der Regel ist die Anzeigeeinrichtung 20 eine Flüssigkristallanzeige, welche von dem Steuerrechner 16 entsprechend angesteuert wird.
Wie erwähnt, ist die Einstellung der Soll-Temperatur bei den herkömmlichen
Thermostaten 2 entweder über ein Stellrad an dem Thermostat 2 oder von einem entfernten Steuerrechner aus möglich. Gerade die Bedienung eines Stellrads ist jedoch fehleranfällig, da Verschmutzungen und Verkrustungen zu Fehlern führen können. Außerdem sind Nutzer heutzutage daran gewöhnt, sogenannte Touch-Displays zu bedienen, in dem nur über eine Berührung eine Veränderung einer Einstellung vorgenommen werden kann. Solche Touch-Displays arbeiten in der Regel mit kapazitiven und/oder resistiven Näherungsensoren. Insbesondere kapazitive
Näherungssensoren eignen sich dazu, berührungslos Bedienungen zuzulassen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es nunmehr möglich, dass das Thermostat 2 ebenfalls mit solchen Näherungssensoren ausgestattet ist, um eine berührungslose Einstellung der Soll-Temperatur oder anderer Parameter zu ermöglichen. Hierzu sind, wie in der Fig. 2 dargestellt, verschiedene Maßnahmen an dem Thermostat 2 notwendig. Fig. 2 zeigt einen Grundkörper 6 eines Thermostats 2, welches im Wesentlichen ähnlich dem Thermostat gemäß Fig. 1 aufgebaut ist. Wie in der Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Grundkörper 6 mit Spindel 12, Getriebe 10, Stellantrieb 8 und Steuerrechner 16 ausgestattet. Außerdem ist ein Temperatursensor 18 vorgesehen. Darüber hinaus sind jedoch an dem Grundkörper 6 Näherungssensoren 22a-e vorgesehen. Die Näherungssensoren 22a, 22b sowie 22e und 22d sind in dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel an der Mantelfläche des Grundkörpers 6 angeordnet. Hierzu sind in der Mantelfläche des Grundkörpers 6 jeweils Nuten vorgesehen, die zur Aufnahme des Näherungssensors 22 geeignet sind. Die Näherungssensoren 22a, b, d, e eignen sich zur Erfassung von Drehbewegungen, um den Drehkörper 6 herum, wie nachfolgend noch gezeigt werden wird. Zusätzlich zu den umfangsseitigen Näherungssensoren 22 ist an der Stirnseite 6a des Grundkörpers 6 ein weiterer Näherungssensor 22c vorgesehen. Auch dieser ist in einem Rücksprung innerhalb des Grundkörpers 6 angeordnet, so dass er wie auch die anderen Näherungssensoren 22 möglichst eben mit der äußeren Oberfläche des Grundkörpers 6 abschließt.
Die Näherungssensoren 22 sind über geeignete Steuerleitungen mit dem
Steuerrechner 16 verbunden. Über die Steuerleitungen werden die
Näherungssensoren 22 mit elektrischer Leistung gespeist und liefern ein Messsignal an den Steuerrechner 16. Der Steuerrechner 16 wertet die Signale der
Näherungssensoren 22 aus und schließt daraus entweder auf eine stirnseitige Annäherung an den Näherungssensor 22c, eine umfangsseitige Annäherung an zumindest einen der Näherungssensor 22a, b, e, d oder eine Drehbewegung um die Näherungssensoren 22a, b, e, d herum. Insbesondere im Fall, in dem die
Näherungssensoren 22a, b, e, d eine Annäherung eines Gegenstandes, beispielsweise einer Hand detektieren, wird der Näherungssensor 22c durch den Steuerrechner 1 inaktiviert, so dass dieser keine weitere Auswertung durchführt, bis die
Näherungssensoren 22a, b, e, d ein Signal ausgeben, dass der Gegenstand entfernt wurde. Dies verhindert, dass bei einer Drehbewegung um die umfangsseitige
Näherungssensoren 22 der stirnseitige Näherungssensor 22c eine fehlerhafte bzw. ungewollte Messung durchführt.
Die Näherungssensoren 22 sind in dem gezeigten Beispiel in dem Grundkörper 6 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Näherungssensoren 22 auf dem Grundkörper 6 angeordnet sind und insbesondere in Vertiefungen innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet sind.
Neben den Näherungssensoren 22 sind auch Leuchtmittel 24a, b vorgesehen. Die Leuchtmittel 24a, b sind vorzugsweise LED-Streifen, die eine Längsausdehnung aufweisen und die über den Steuerrechner 16 so angesteuert werden, dass auch nur Teilbereiche aktiviert sein können und leuchten, wohingegen andere Teilbereiche inaktiv bleiben und nicht leuchten. Somit können die Leuchtmittel 24 durch
Aktivierung unterschiedlich langer Teilbereiche Werte wie beispielsweise Ist- Temperatur, relative Soll-Temperatur und dergleichen ausgeben. Es versteht sich, dass eine jeweilige Länge eines Teilbereichs einer jeweiligen Temperatur zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist vorzugsweise abhängig von einer Skala an dem Gehäuse und kann fest programmiert sein.
Eine mögliche Anordnung der Näherungssensoren 22 sowie der Leuchtmittel 24 ist in der Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Grundkörpers 6. Zu erkennen ist, dass im Bereich einer äußeren Mantelfläche des Grundkörpers 6 zwei
Näherungssensoren 22a, 22e vorgesehen sind. Die Näherungssensoren 22a, e sind dabei entlang einer gleichen Umfangslinie um den Grundkörper 6 herum angeordnet. Der Grundkörper 6 ist vorzugsweise zylindrisch und hat eine Längsachse 6b. Die Näherungssensoren 22a, e sind vorzugsweise in definierten Winkelabständen um die Längsachse b herum angeordnet. Vorzugsweise ist bei mehr als zwei
Näherungssensoren der jeweilige Winkelabstand zwischen zwei Näherungssensoren gleich groß, so dass die Näherungssensoren möglichst gleich verteilt auf der
Oberfläche des Grundkörpers 6 angeordnet sind.
Darüber hinaus ist in dem Grundkörper 6 zumindest ein Leuchtmittel 24 vorgesehen. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich das Leuchtmittel 24 in einem Kreisbogen entlang des Umfangs des Grundkörpers 6. Das Kreissegment, welches von dem Leuchtmittel 24 aufgespannt wird, ist vorzugsweise zwischen 45° und 90°. Alternativ oder ergänzend zu dem Leuchtmittel 24 auf der Mantelfläche des Grundkörpers 6 kann ein Leuchtmittel 24 auch stirnseitig an der Stirnfläche 6a des Grundkörpers 6 angeordnet sein, ist hier jedoch der Einfachhalt halber nicht dargestellt.
Auf der Stirnfläche 6a des Grundkörpers 6 ist ein weiterer Näherungssensor 22c angeordnet. Über den Näherungssensor 22c kann eine stirnseitige Annäherung eines Gegenstandes detektiert werden, wohingegen über die Näherungssensoren 22a, e eine umfangseitige Annäherung an dem Grundkörper 6 detektiert werden kann. Durch Auswertung der Messsignale der umfangseitig angeordneten Näherungssensoren 22a, e, insbesondere durch Berechnung der Differenzen der Änderungen der jeweiligen elektrischen Felder kann eine Drehbewegung eines Gegenstandes um die Längsachse 6b des Grundkörpers 6 detektiert werden. Diese Drehbewegung kann durch den Steuerrechner 16 so ausgewertet werden, dass eine Veränderung der Soll-Temperatur vorgenommen wird.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Gehäuses 4. Das Gehäuse 4 ist hohlzylindrisch um eine Längsachse 4a. Das Gehäuse 4 hat einen Boden 4b und einen zylindrischen Mantel 4c. Das Gehäuse ist zumindest in Teilen aus einem transluzenten Material gebildet. Die Opazität ist in Bereichen derart, dass Licht von einem Leuchtmittel 24 an dem Grundkörper 6 durchscheinen kann, jedoch Details des Grundkörpers 6 durch das Material hindurch nicht erkannt werden können. Die transluzenten Bereiche 26a, 26b sind in der Fig. 4 dargestellt. Der Bereich 26a erstreckt sich entlang des Mantels 4c über einen Winkelbereich zwischen 45° und 90° und hat eine Längserstreckung von etwa 1/3 bis 1/4 der Länge des Gehäuses 4. In den Bereichen 26 kann jeweils eine Skala 28a, b aufgetragen sein. Es versteht sich, dass die Bereiche 26a, 26b alternativ oder kommutativ vorgesehen sein können.
Die Skala 28e weist über den Winkelabschnitt des Bereichs 26b eine Gleichverteilung ihrer Skalenstriche auf, so dass der Winkelabschnitt des Bereichs 26a in gleich große Bereiche durch die Skala 28a bzw. deren Skalenstriche eingeteilt ist. Mit Hilfe der Skala 28a ist es möglich, ein Temperaturbereich der Heizungsanlage bzw. des Thermostats abzubilden. Beispielsweise kann ein Temperaturbereich zwischen 10°C und 30°C möglich sein. Dieser Temperaturbereich wird in gleich große Abschnitte unterteilt, beispielsweise 20 Abschnitte. Wenn der Bereich 26a dann einen
Winkelabschnitt von 40° aufspannt, ist die Skala 28a derart, dass pro 2° Winkel ein Skalenstrich vorgesehen ist, so dass insgesamt 20 Skalenstriche der Skala 28a in dem Bereich 26a vorhanden sind. Hinter dem Bereich 26a ist am Grundkörper 6 das Leuchtmittel 24a angeordnet, welches einen gleichen Winkelabschnitt wie der Bereich 26a abdeckt. Durch
Ansteuerung des Leuchtmittels 24a können unterschiedlich lange Bereiche des Leuchtmittels 24a aktiviert werden und somit die Skala 28a beleuchtet werden. Je nach Einstellung von Soll- und Ist-Temperatur kann dann über die Skala 28a deren relative Lage innerhalb des Temperaturfensters, welches durch das Thermostat 2 abgebildet wird, abgelesen werden.
Dasselbe gilt natürlich auch für den Bereich 26b, der stirnseitig vorgesehen ist und auch eine Skala 28b aufweist. Auch die Skala 28b kann eine Abbildung des
Temperaturbereichs des Thermostats 2 ermöglichen. Fig. 5 zeigt die transluzenten Bereiche 26a, b in einer schematischen
Schnittdarstellung durch das Gehäuse 4. Zu erkennen ist, dass die Bereiche 26a, b sowohl auf dem Mantel 4c als auch am Boden 4b angeordnet sind. Das Gehäuse 4 ist im montierten Zustand verdrehsicher an dem Grundkörper 6 angeordnet. Hierzu können verschiedenste Verriegelungsmechanismen vorgesehen sein, welche das Gehäuse 4 gegenüber Verdrehung an dem Grundkörper 6 im montierten Zustand sichern. Fig. 6a zeigt eine solche Möglichkeit. Hier ist zu erkennen, dass ein radial nach außen weisender Schwalbenschwanz 6c an dem Gehäuse 6 vorgesehen ist, der in eine hierzu korrespondierende Aufnahme 4d an dem Gehäuse 4 geschoben wird. Greift der Schwalbenschwanz 6c in die Aufnahme 4d ein, so kann das Gehäuse 4 nicht mehr um die Längsachse 6b des Grundkörpers 6 verdreht werden und die relative Winkellage zwischen Grundkörper 6 und Gehäuse 4 ist fixiert. Eine weitere Variante zeigt die Fig. 6b, bei der radial nach außen weisende Federn 6c' an dem Grundkörper 6 vorgesehen sind, die in jeweils entlang der Längsachse verlaufende Nuten 4d' des Gehäuses 4 eingreifen. Auch hierdurch kann ein Verdrehen des Gehäuses 4 relativ zum Grundkörper 6 vermieden werden. Für eine berührungslose Einstellung von Soll-Temperatur oder anderer Parameter sind, wie beschrieben, Näherungsensoren 22a bis e vorgesehen. Die Funktionsweise der Näherungssensoren 22 ist in den Fig. 7a und b schematisch dargestellt. In der Fig. 7a sind die Näherungssensoren 22a, 22d gezeigt, die jeweils ein elektrisches Feld in ihrer Umgebung messen. So kann jeder der Näherungssensoren 22a, 22d als eine Platte eines Kondensators angesehen werden, dessen Gegenstück das elektrische Feld der Umgebung (das Erdfeld) ist. Die beiden elektrischen Felder der
Näherungssensoren 22a, 22d sind in der Fig. 7 dargestellt. Nähert sich ein Objekt 32, beispielsweise ein Finger, dem elektrischen Feld 30a des Näherungssensors 22a, so verändert sich die Feldstärke des Feldes 30a. Die Ladungsträger auf dem
Näherungssensor 22a verändern dadurch Position und Dichte, was durch einen entsprechenden Sensor detektiert werden kann. Bei einer Grenzwertüberschreitung der Veränderung des elektrischen Feldes kann der Näherungssensor 22a somit ein Objekt 32 in seiner Nähe detektieren und ein entsprechendes Signal ausgeben. Auch das elektrische Feld 30d des Näherungssensors 22d verändert sich durch den
Gegenstand 32, hierbei kann jedoch die Änderung so marginal sein, dass der
Näherungssensor 22d kein entsprechendes Annäherungssignal aufgibt.
Bewegt sich das Objekt 32 nun, wie beim Übergang von Fig. 7a zu Fig. 7b dargestellt, zwischen den beiden Näherungssensoren 22a, 22d, so verändern sich die Feldstärken der beiden elektrischen Felder 30a, 30d. Es kann festgestellt werden, in welchem Maße sich das elektrische Feld 30a verändert hat und es kann gleichzeitig festgestellt werden, in welchem Maße sich das elektrische Feld 30d verändert hat. Die jeweiligen Veränderungen sowie Veränderungsrichtungen können ausgewertet werden und hieraus kann eine Bewegung des Objektes 32 entlang der Achse 34 detektiert werden. Die Achse 34 ist vorzugsweise parallel zu Verbindungsgraden zwischen den
Näherungssensoren 22a, 22d. Mit Hilfe der nebeneinander angeordneten
Näherungssensoren 22a, 22d kann somit eine Bewegung eines Objektes 32 entlang zumindest einer Achse detektiert werden. Durch Auswertung der entsprechenden Sensorsignale kann somit festgestellt werden, in welchem Verhältnis sich das Objekt 32 zu den Näherungssensoren 22a, 22d bewegt hat.
Die Bedienung eines gegenständlichen Thermostats 2 ist mit Hilfe der
Näherungssensoren 22 berührungslos möglich. Mittels Gesten kann ein Nutzer das Thermostat 2 bedienen. In der Fig. 8a ist eine stirnseitige Bedienung dargestellt. Ein Nutzer kann seine Hand 32 dem Boden 4b des Gehäuses 4 des Thermostats 2 nähern. Der an der Stirnseite 6a angeordnete Näherungssensor 22c kann diese Annäherung detektieren. In dem Steuerrechner 16 wird die stirnseitige Bedienung aufgrund des Signals des Näherungssensors 22c registriert. Zunächst kann eine taktile
Rückkoppelung darüber erfolgen, dass der Stellantrieb 8 kurzzeitig aktiviert wird, was zu einer Vibration des Thermostats 2 führt. Berührt der Nutzer mit seiner Hand 32 das Thermostat 2, kann er diese taktile Rückkoppelung fühlen. Eine kurze Berührung oder Annäherung an die Stirnseite 6a kann beispielsweise dazu genutzt werden, eine Anzeige über die Leuchtmittel 24a, b, zu aktivieren. Auch kann die Anzeige
umgeschaltet werden durch kurzzeitiges Berühren oder Annähern an die Stirnseite, beispielsweise zwischen Soll-Temperatur, Ist-Temperatur, Außentemperatur,
Luftfeuchte und dergleichen.
Auch kann ein langes Berühren bzw. Annähern an die Stirnseite durch die Hand 32 einen anderen Befehl in dem Steuerrechner 16 auslösen. Beispielsweise ist es möglich, dass bei einer langen Berührung ein Betriebsmodus umgestellt wird. So kann entweder die Soll-Temperatur an dem Thermostat 2 unmittelbar eingestellt werden, durch Drehbewegung im Bereich des Gehäuses, wie in Fig. 8b dargestellt wird
(manueller Betrieb), oder ein Automatikbetrieb kann aktiviert werden. Je nachdem, welcher Betrieb aktiviert wurde, kann die taktile Rückkoppelung anders ausfallen, beispielsweise durch unterschiedlich lange Pulse an dem Stellantrieb 8. Bei der Einstellung des Automatikbetriebs kann das Thermostat 2 von einem zentralen Rechner eine Soll-Temperatur empfangen, unabhängig von der manuellen Einstellung an dem Thermostat 2 selbst.
Zur Verstellung der Soll-Temperatur kann ein Nutzer mit seiner Hand 32, wie in Fig. 8b dargestellt ist, um die Längsachse 4a, welche mit der Längsachse 6b des
Grundkörpers 6 zusammenfällt, eine Drehbewegung durchführen. Diese
Drehbewegung wird durch die am Mantel angeordneten Näherungssensoren 22a, b, d, e detektiert. Die Bewegung entsprechend der in Fig. 7 dargestellte Auswertung der Veränderung der elektrischen Felder sensiert werden. Das Gehäuse 4 dreht sich bei der in Fig. 8 dargestellten Drehbewegung der Hand 32 nicht, sondern bleibt ortsfest zum Grundkörper 6, welcher fest an dem Heizkörper befestigt ist. Lediglich die Geste des Drehens führt zu einer Veränderung der Soll-Temperatur.
Beispielsweise kann pro definierten Winkelabschnitt der Drehbewegung,
beispielsweise pro 5° Drehbewegung der die Soll-Temperatur um 1°C verändert (erhöht oder verringert) werden. Bei einer Drehbewegung, die jeweils einen definierten Winkelabschnitt überschreitet, kann jeweils ein Impuls an den
Stellenantrieb 8 übermittelt werden, um eine taktile Rückkoppelung zu ermöglichen.
Auch kann ein maximaler und ein minimaler Einstellwert der Soll-Temperatur vorgegeben sein. Wird durch eine Drehbewegung dieser Wert erreicht und die Drehbewegung fortgesetzt, kann durch den Steuerrechner 16 festgestellt werden, dass die Grenze des Einstellbereiches erreicht ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine dauerhafte Aktivierung des Stellantriebs für die taktile Rückkoppelung erfolgen. Es versteht sich, dass bei der Aktivierung des Stellantriebs 8 für die taktile
Rückkoppelung dieser stets oszillierend betrieben wird, um zu verhindern, dass die Spindel 12 maßgeblich in ihrer Position verändert wird.
Nähert sich der Nutzer mit seiner Hand 32 gemäß der Fig. 8b der Mantelfläche 4c des Gehäuses 4, so wird dies durch die Näherungssensoren 22a, b, d, e detektiert und der Näherungssensor 22c kann beispielsweise ausgeschaltet werden. Auch kann bei einer Annäherung der Hand 32 an das Thermostat 2 eine Aktivierung der Leuchtmittel 24 durch den Steuerrechner 16 erfolgen, so dass nur im Falle einer Bedienung und gegebenenfalls einer vorher definierten Nachlaufzeit, die Leuchtmittel 24 aktiviert sind.
Fig. 9 zeigt die Darstellung einer Anzeige mittels eines Leuchtmittels 24a. Das
Leuchtmittel 24a ist gebildet aus mehreren hintereinander angeordneten
Leuchtdioden 34. Vorzugsweise hat das Leuchtmittel 24a zwei Reihen 36a, 36b an Leuchtdioden 34. Jede Reihe 36a, 36b kann auch als eigenständiges Leuchtmittel verstanden werden. Die Reihen 36a, 36b verlaufen parallel zueinander und bilden einen Balken aus Leuchtdioden 34. Wie in der Fig. 9a zu erkennen ist, ist das
Leuchtmittel 24 im Bereich der Skala 28a angeordnet. Insbesondere ist die Skala 28a und das Leuchtmittel 24a in dem transluzenten Bereich 26a des Gehäuses 4 angeordnet. Die beiden Reihen 36a, 36b können aus Leuchtdioden 34 mit unterschiedlicher Farbe gebildet sein. So kann beispielsweise die Reihe 36a aus grünen Leuchtdioden gebildet sein und die Reihe 36b aus roten Leuchtdioden gebildet sein. Nähert sich ein Nutzer, wie in Fig. 8a dargestellt, dem Thermostat 2, kann diese Annäherung detektiert werden. Der Steuerrechner 16 kann die Leuchtmittel 24a aktivieren, so dass in der Reihe 36a die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden (gezeigt durch schwarze Punkte) einen Soll-Wert für die Temperatur repräsentieren. Daneben kann in der Reihe 36b die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden 34 einen Ist-Wert der Temperatur repräsentieren. Ist keine Leuchtdiode in der Reihe 36 aktiviert, kann der Nutzer daraus schließen, dass die Ist-Temperatur den untersten Grenzwert für das Thermostat erreicht hat, beispielsweise 10°C. Sind alle Leuchtdioden 34 der Reihe 36b aktiviert, kann der Nutzer daraus schließen, dass die Ist-Temperatur den maximalen Temperaturbereich des Thermostats erreicht hat, beispielsweise 30°C. Das selbe gilt für die Reiher 36a und die eingestellte Soll-Temperatur.
Durch eine Drehbewegung, wie sie in der Fig. 8b dargestellt ist, detektiert der
Steuerrechner 16 eine Veränderung der Soll-Temperatur in Richtung größerer bzw. kleinerer Werte. Je nach Drehrichtung wird die Soll-Temperatur erhöht oder verringert, was dazu führt, dass mehr oder weniger Leuchtdioden 34 in der Reihe 36a aktiviert werden. Der Nutzer erhält somit ein optisches Feedback über eine
Veränderung der Soll-Temperatur anhand der Länge des Abschnitts in der Reihe 36a, bei der die Leuchtdioden 34 aktiviert sind. Beim Überschreiten jeweils eines
Skalenabschnitts der Skala 28a kann eine taktile Rückkoppelung erfolgen, so dass der Nutzer ohne hinzuschauen erkennen kann, dass er sie Soll-Temperatur jeweils um einen bestimmten Wert verändert hat.
Sind Soll- und Ist-Temperatur identisch, kann dies zunächst dadurch dargestellt werden, dass die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden 34 pro Reihe 36a, b gleich groß ist. Ferner kann beispielsweise ein Blinken der Leuchtdioden 34 durch den
Steuerrechner 16 aktiviert werden. Auch kann eine andere Art der taktilen Rückmeldung erfolgen, z.B. durch ein längeres oder kürzeres Vibrieren, oder ein Vibrieren mit einer anderen Frequenz.
Auch ist es denkbar, dass eine weitere Reihe an Leuchtdioden 34 vorgesehen ist, die in einer weiteren Farbe, beispielsweise gelb anzeigt, dass Soll- und Ist-Temperatur identisch sind. Mit dieser weiteren Farbe kann auch eine Veränderung der Soll- Temperatur gegenüber der bisherigen Soll Temperatur dargestellt werden. Die weitere Farbe kann die Spanne aufzeigen, um die die Soll-Temperatur verändert wurde.
Fig. 9b zeigt das Thermostat 2 in dem Moment, in dem der Nutzer seine Hand 32 von dem Thermostat 2 entfernt. Dieses Entfernen kann detektiert werden und der Steuerrechner 16 kann abschätzen, wie lange es dauert, bis die Soll-Temperatur und die Ist-Temperatur gleich groß sind. Dies kann der Steuerrechner 16 durch
Anwendung eines Wärmemodells, welches für den jeweiligen Raum parametriert ist, durchführen. Abhängig von der Wärmekapazität des Raumes als auch der
Vorlauftemperatur des Heizkörpers und der Abstrahlcharakteristik des Heizkörpers kann abgeschätzt werden, wie lange es dauert, bis die Ist-Temperatur die Soll- Temperatur erreicht hat.
Als Maß für die Dauer können beispielsweise die Leuchtdioden 34 der Reihe 36a, b aktiviert werden. Je mehr Leuchtdioden 34 in den Reihen 36a, b aktiviert werden, desto länger ist die abgeschätzte Dauer. Beispielsweise kann auch hier die Skala 28a verwendet werden. Eine maximale Dauer kann beispielsweise 30 Minuten sein, eine minimale Dauer kann beispielsweise 0 Minuten sein. Der Quotient aus abgeschätzter Dauer zu Maximaldauer kann angeben, welche Anzahl an Leuchtdioden 34 aktiviert werden. Ist der Quotient größer 1, werden alle Leuchtdioden aktiviert. Ist der
Quotient beispielsweise 0,5, d.h. eine Aufheizdauer von 15 Minuten ist abgeschätzt, kann genau die Hälfte der Leuchtdioden einer jeweiligen Reihe 36a, 36b aktiviert werden. Fig. 9c zeigt eine Möglichkeit einer stirnseitigen Anzeige mit einer Skala 28b. Die Skala 28b ist gebildet aus verschieden langen Balken, hinter denen jeweils zwei Reihen Leuchtdioden 36a, 36b angeordnet sind. Jeweils auf einer linken Seite eines Balkens der Skala 28b kann eine Reihe 36a angeordnet sein, die die Ist-Temperatur
repräsentiert und jeweils auf einer rechten Seite kann eine Reihe 36b vorgesehen sein, die die jeweilige Soll-Temperatur repräsentiert. In der Fig. 9 ist zu erkennen, dass die Soll-Temperatur größer ist als die Ist-Temperatur, was durch eine
entsprechende Ansteuerung der LEDs 34 der Reihe 36a, 36b ermöglicht ist.
Die taktile Rückkoppelung kann über den Stellantrieb 8 oder über einen Zusatzmotor innerhalb des Grundkörpers 6 erfolgen. Fig. 10 zeigt beispielhaft, wie eine solche taktile Rückkoppelung über den Stellantrieb 8 erfolgen kann. Der Stellantrieb 8 weist an seinem Gehäuse ein über eine Feder 38 gelagerte Schwungmaße 40 auf. Über die Feder 38 und die Schwungmasse 40 sowie das dynamische Verhalten des Stellantriebs 8 selbst, kann eine Resonanzfrequenz des Stellantriebs 8 eingestellt werden, welche insbesondere gleich der Frequenz des Impulses ist, welcher von dem Steuerrechner 16 für die taktile Rückkoppelung an den Stellantrieb 8 übermittelt wird. Ein solcher Impuls kann eine Wechselspannung aufweisen, welche mit einer bestimmten
Frequenz, beispielsweise zwischen 50 und 200Hz den Stellantrieb 8 antreibt und somit die Achse 8a mit der entsprechenden Frequenz hin und her bewegt. Hierdurch wird die Schwungmasse 40 und die Feder 38 aktiviert und in Resonanz gebracht, so dass eine möglichst starke Vibration am Thermostat 2 feststellbar ist.
Fig. IIa zeigt ein Ablauf eines Verstellens einer Soll-Temperatur zusammen mit den jeweiligen Steuerimpulsen des Steuerrechners 16 an den Motor 18 für die taktile Rückmeldung. Aufgezeigt ist der Verlauf einer Soll-Temperatur 42 ausgehend von einer Basistemperatur, beispielsweise 20°C. Die Veränderung der Soll-Temperatur 42 wird über eine Drehbewegung, wie sie zuvor beschrieben wurde, bewirkt.
Überschreitet die Soll-Temperatur dabei jeweils eine bestimmte Grenze, soll ein Steuerimpuls durch den Steuerrechner 16 ausgelöst werden. Im gezeigten Beispiel ist der Einfachhalt halber lediglich ein Intervall von jeweils 5°C vorgegeben, bei dessen Überschreiten ein Steuerimpuls ausgegeben werden soll. Es sind natürlich kleinere oder größere Intervalle möglich, insbesondere Intervalle in Schritten von einem oder einem halben Grad. In dem in Fig. IIa gezeigten Beispiel wird die Soll-Temperatur 42 von der Basistemperatur beispielsweise konstant zunächst um 5°C und dann um 10°C erhöht. Zu den Zeitpunkten 44, 46 überschreitet die Soll-Temperatur einen
Grenzwert, hier jeweils 5°C bzw. 10°C, was dazu führt, dass ein Steuerimpuls 48 zum Zeitpunkt 44, sowie zum Zeitpunkt 46 ausgelöst wird. Dasselbe gilt für den weiteren Verlauf der Veränderung der Soll-Temperatur 42, bei der jeweils wenn eine
Intervallgrenze überschritten wird, ein Steuerimpuls 48 ausgelöst wird.
Zum Zeitpunkt 50 unterschreitet die Soll-Temperatur einen unteren Grenzbereich. Der Nutzer kann jedoch weiter eine Drehbewegung vornehmen und virtuell die Soll- Temperatur weiter verringern. Im Steuerrechner 16 verbleibt die Soll-Temperatur dann aber bei dem Grenzwert, bis eine Bedienung in die andere Richtung erfolgt. Da aber zum Zeitpunkt 50 der untere Grenzwert bereits überschritten ist, kann ein längerer Steuerimpuls 52 ausgegeben werden. Dieser kann beispielsweise solange ausgegeben werden, wie eine Veränderung der Soll-Temperatur 42 vorgenommen wird und diese unterhalb der unteren Grenze liegt. Das gleiche gilt natürlich auch für eine obere Grenze. Hört der Nutzer mit der Bedienung des Thermostats 2 auf, also liegt keine Drehbewegung mehr vor, kann der Impuls 52 beendet werden. Gleiches gilt natürlich für ein Überschreiten der oberen Grenze. Durch den langen Impuls erhält der Nutzer unmittelbar ein dauerhaftes taktiles Feedback, dass er die Soll-Temperatur nicht weiter in die von ihm gewünschte Richtung verändern kann. Ein Verlauf eines Impulses 48 bzw. eines Impuls 52 ist in der Fig. IIb dargestellt. Zu erkennen ist, dass der Impuls aus einer Wechselspannung gebildet ist, die
beispielsweise mit einer Frequenz von 100Hz um den Nullpunkt schwingt. Die Dauer 54 eines Impulses ist abhängig davon, ob ein kurzer Impuls 48 oder ein langer Impuls 52 durch den Steuerrechner 16 aktiviert ist. Durch die Ansteuerung des Stellmotors 8 mit dem Puls entsprechend der Fig. IIb, wird dieser in Schwingung versetzt, ohne dass die Spindel 12 maßgeblich aus ihrer bisherigen Position herausbewegt wird. Bezugszeichenliste
2 Thermostat
4 Gehäuse
4a Längsachse
4b Boden
4c Mantel
6 Grundkörper
6a Stirnseite
6b Längsachse
8 Stellantrieb
10 Getriebe
12 Spindel
14 Schraubanschluss
16 Steuerrechner
18 Temperatursensor
20 Anzeigeeinrichtung
22a-e Näherungssensor
24a, b Leuchtmittel
26a. b Bereiche
28a, b Skala
30 elektrisches Feld
32 Hand
34 Leuchtdiode
36a, b Reihe
38 Feder
40 Schwungmaße
42 Soll-Temperatur
44, 46 Zeitpunkt
48 Impuls
50 Zeitpunkt Impuls Dauer

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlagen mit
einem Grundkörper,
einem an dem Grundkörper angeordneten Temperatursensor,
einem an dem Grundkörper angeordneten Stellglied, und
einem den Grundkörper zumindest teilweise umschließenden Gehäuse,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse im Bereich des Grundkörpers zumindest in Teilen aus einem transluzenten Material gebildet ist.
Thermostat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das transluzente Material eine Opazität von zumindest 1,5, vorzugsweise von zumindest 2, insbesondere weniger als 10.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Grundkörper an der dem Gehäuse zugewandten Seite im Bereich des transluzenten Materials des Gehäuses zumindest ein zweifarbiges Leuchtmittel angeordnet ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leuchtmittel balkenförmig gebildet ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel im Bereich einer auf dem Gehäuse angeordneten Skala angeordnet ist, insbesondere dass die Skala im Bereich des Mantels des Gehäuses oder im Bereich der Stirnfläche des Gehäuses angeordnet ist, insbesondere dass die Skala relativ zum Leuchtmittel ortsfest ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerschaltung das Leuchtmittel abhängig von einer Soll-Temperatur und einer von dem Temperatursensor erfassten Ist-Temperatur ansteuert, insbesondere dass die Steuerschaltung eine erste Farbe des Leuchtmittels abhängig von der Soll-Temperatur ansteuert und/oder dass die Steuerschaltung eine zweite Farbe des Leuchtmittels abhängig von der Ist-Temperatur ansteuert insbesondere dass die Steuerschaltung die erste Farbe und die zweite Farbe simultan ansteuert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung abhängig von einem Vergleich der Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur das Leuchtmittel ansteuert, insbesondere dass bei einem Unterschreiten eines Mindestabstands zwischen Ist-Temperatur und Soll- Temperatur eine dritte Farbe des Leuchtmittels angesteuert wird oder das Leuchtmittel gepulst angesteuert wird.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung abhängig von einem Vergleich der Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur eine Dauer abschätzt, bis die Ist-Temperatur die Soll- Temperatur erreicht und abhängig von der geschätzten Dauer das Leuchtmittel ansteuert. Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung das Leuchtmittel derart ansteuert, dass eine Länge eines aktivierten Abschnitts einer Farbe des Leuchtmittels zu einer Temperatur oder einer Dauer korrespondiert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung bei einer Veränderung der Soll-Temperatur das
Leuchtmittel derart ansteuert, dass eine erste Farbe die bisherige Soll- Temperatur repräsentiert, eine zweite Farbe die Veränderung der Soll- Temperatur und insbesondere eine dritte Farbe die neue Soll-Temperatur repräsentiert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse zumindest in Teilen hohlzylindrisch mit einem Boden und einem Mantel ist und insbesondere dass das Gehäuse mit seinem Boden stirnseitig an dem Grundkörper angeordnet ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse relativ zum Grundkörper verdrehsicher an dem Grundkörper gehalten ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Grundkörper zumindest ein Sensor angeordnet ist, mit dem eine Drehbewegung von zumindest einem Gegenstand im Bereich der Außenseite des Gehäuses um die Längsachse des Gehäuses detektierbar ist. Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein stirnseitiger Sensor einen zusätzlichen Druck- oder Berührungssensor aufweist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung das Leuchtmittel abhängig von einer detektierten Drehbewegung und/oder abhängig von einem detektierten Druck ansteuert.
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