ES2348046T3 - Panel de control mejorado. - Google Patents

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ES2348046T3 ES06254599T ES06254599T ES2348046T3 ES 2348046 T3 ES2348046 T3 ES 2348046T3 ES 06254599 T ES06254599 T ES 06254599T ES 06254599 T ES06254599 T ES 06254599T ES 2348046 T3 ES2348046 T3 ES 2348046T3
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Abstract

- Un controlador termostático (5) para controlar selectivamente al menos dos tipos de aparatos (15) de calentamiento y/o de enfriamiento, caracterizado porque el controlador (5) se puede operar para medir una señal de corriente y/o de voltaje procedente de un aparato (15) al que está conectado y determinar si la señal medida está por encima y/o por debajo de al menos un umbral y/o entre dos umbrales, para determinar el tipo de aparato (25) de calentamiento y/o de enfriamiento y seleccionar un modo de control apropiado para el tipo detectado de aparato.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un controlador, en particular un controlador para sistemas de control de 5 temperatura tales como sistemas de calentamiento y/o de enfriamiento.
ANTECEDENTES PARA LA INVENCIÓN
Tradicionalmente, aparatos tales como los sistemas de control de temperatura, los sistemas de calentamiento, los 10 sistemas de enfriamiento, las calderas y los sistemas integrados de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) usan un control termostático de “encendido-apagado”. Esto implica monitorizar la temperatura y encender o apagar un aparato de calentamiento y/o de enfriamiento con 15 el fin de tratar de mantener una temperatura cerca de una temperatura de punto de ajuste. Debido a la naturaleza sencilla de estos sistemas, se puede usar un controlador termostático relativamente sencillo.
También están disponibles aparatos de modulación. Estos 20 son más sofisticados que los aparatos de encendido-apagado y son capaces de operar en un intervalo de intensidades. Reduciendo la potencia del aparato a medida que la temperatura se acerca al punto de ajuste, los aparatos de modulación pueden conseguir la temperatura deseada más 25 rápidamente. Otras ventajas de tales aparatos es que sufren menos por la variación de temperatura y son más eficientes energéticamente. Sin embargo, los aparatos de modulación requieren generalmente un mecanismo de control más sofisticado que los aparatos de encendido/apagado, ya que 30 tienen que manejar una gama más amplia de datos y señales.
La mayoría de los aparatos tiene un controlador termostático para ajustar, medir y controlar la temperatura. Típicamente, los ajustes de control, tales como la temperatura deseada, son entrada de usuario. Los 35
controladores termostáticos a menudo se hacen y se venden aparte del aparato de control de la temperatura. Para garantizar la compatibilidad de los componentes en estos sistemas, el mecanismo de control algunas veces está normalizado mediante protocolo, por ejemplo para aparatos de 5 modulación se usa a menudo el protocolo OpenTherm. Especifica la manera en la que la información se intercambia entre el controlador y el aparato. Como es bien conocido, diferentes aparatos usan diferentes protocolos. Esto significa que se necesitan diferentes controladores termostáticos para uso con 10 diferentes aparatos.
Debido a la amplia gama de aparatos diferentes que están disponibles actualmente, y el número de protocolos diferentes, la selección y la instalación del controlador termostático apropiado para uso con uno dado de estos 15 aparatos pueden ser problemáticas.
En la técnica son conocidos controladores que pueden operar con diferentes dispositivos. El documento US 2003/067889 describe un sistema informatizado para monitorizar y controlar dispositivos remotos. El sistema 20 incluye un servidor de aplicaciones que recibe una identificación de transmisor, que se usa para acceder a una tabla de búsqueda para identificar la localización, el sistema y los parámetros asignados a ese transceptor.
El documento US 5538181 describe una unidad de control 25 que tiene un detector de movimiento de gran ángulo para notar la ocupación de una estancia y permitir por ello que la unidad de control controle la potencia a un aparato retirando suministro de potencia al aparato cuando la estancia está desocupada. 30
Los documentos US 2005/096753 y US 2004/263349 describen sistemas caseros de control en los que se introducen datos o códigos de comando en un dispositivo de control para determinar un tipo de aparato.
El documento WO 00/47934 describe un controlador que es 35
programable para permitir un control universal de sistemas existentes de diversos tipos, en donde la programación implica el ajuste de conmutadores de control. El sistema trabaja con sistemas HVAC ya instalados encendiendo o apagando la entrada eléctrica para el sistema HVAC o el 5 sistema de salida de energía.
El documento US 5761083 describe un controlador en el que una serie de conmutadores 40 se ajustan para indicar el tipo particular de unidad de calentamiento/enfriamiento que se está usando con el controlador. 10
El documento US 2004/095237 enseña un sistema en el que un dispositivo se opera de acuerdo con instrucciones proporcionadas por un servidor central.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con un primer aspecto de la presente 15 invención, se proporciona un controlador para controlar al menos dos tipos de aparato de calentamiento y/o de enfriamiento, como se describe en la reivindicación 1. El controlador se puede operar para notar o detectar a qué tipo de aparato de calentamiento y/o de enfriamiento está 20 conectado y seleccionar un modo de control apropiado para el aparato detectado.
Notando automáticamente el tipo de aparato al que está conectado, el controlador de la presente invención se puede usar con múltiples tipos de aparatos, simplificando por ello 25 la instalación.
El aparato puede ser un sistema central de calentamiento y/o un sistema de acondicionamiento de aire y/o un sistema de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) y/o una caldera. 30
Uno de los aparatos puede ser un sistema de encendido/apagado. Uno de los aparatos puede ser un sistema de modulación, preferiblemente un sistema de modulación operado usando un protocolo OpenTherm. Uno de los aparatos puede operar como un sistema de encendido/apagado de robo de 35
potencia.
Los medios de detección pueden estar adaptados para medir una señal procedente de al menos un tipo de aparato. Los medios de detección pueden estar adaptados para seleccionar un tipo de aparato dependiendo de si la señal 5 medida está por encima y/o por debajo y/o entre al menos un valor de umbral. Los medios para detectar pueden ser unos medios de medición de corriente. El umbral puede estar entre 10 y 15 mA, preferiblemente 12,5 mA.
Los medios de detección pueden estar adaptados para 10 comparar una señal procedente de al menos un tipo de sistema de control con una señal esperada indicativa de un tipo de sistema de control. Los medios para medir una señal pueden medir una señal en una línea Rx de OpenTherm. Los medios para detectar pueden estar adaptados para realizar dos procesos de 15 detección separados.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Ahora se describirán diversas realizaciones de la invención a modo de ejemplo sólo y con referencia a los dibujos que se acompañan, de los cuales: 20
la figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de caldera y un controlador;
la figura 2 es un diagrama esquemático del controlador de la figura 1; y
la figura 3 es un diagrama de flujo de la operación del 25 controlador de la figura 2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra un controlador 5 que tiene un dispositivo de representación y una entrada de usuario y está unido mediante una conexión 10 de bajo voltaje de dos hilos 30 sin polaridad a un aparato 15. Se entenderá por parte de un experto en la técnica que el aparato puede ser cualquier aparato capaz de calentar y/o de enfriar tal como un sistema central de calentamiento, un sistema de enfriamiento, un sistema de control de la temperatura, una caldera y/o un 35
sistema integrado de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC). La conexión 10 proporciona un enlace de comunicaciones entre el controlador 5 y el aparato 15. Opcionalmente, la conexión 10 también proporciona potencia al controlador 5 desde el aparato 15. El aparato 15 5 puede ser un aparato de encendido/apagado o un aparato de OpenTherm. De acuerdo con la invención, el controlador 5 se puede operar para notar o detectar el tipo de aparato al que está conectado y seleccionar automáticamente un modo de operación apropiado. Esto simplifica enormemente el proceso 10 de instalación.
La figura 2 muestra el controlador 5 en más detalle. Tiene una interfaz 20 que está conectada a cada uno de la conexión externa 10, un sistema 25 de control de encendido/apagado adaptado para controlar un aparato de tipo 15 encendido/apagado, un sistema 30 de control de OpenTherm adaptado para controlar un aparato de tipo OpenTherm, y un circuito 35 de detección para detectar el tipo de aparato 15 que está conectado al controlador 5. Adicionalmente, el controlador 5 está provisto de un procesador 40 y una memoria 20 45 para almacenar ajustes, tales como la temperatura de punto de ajuste, y datos. El controlador opcionalmente tiene una fuente de alimentación de respaldo, tal como una batería o un supercondensador, 50 para uso en un modo sin robo de energía o para proporcionar potencia de respaldo. 25
Los sistemas 25, 30 de control pueden estar separados o integrados dentro del mismo circuito. Cuando se instala el controlador, se selecciona el apropiado de los sistemas 25, 30 de control en respuesta a una señal notada por el circuito 35 de detección por mediación de la conexión 10. Para el 30 aparato de OpenTherm, el circuito 35 de detección se puede operar para monitorizar la línea Rx 55 de comunicaciones de OpenTherm. Midiendo la corriente transportada por la línea 55 y determinando si es más alta o no que un valor de umbral, típicamente 12,5 mA, el circuito 35 de detección puede 35
determinar si está conectado un sistema de OpenTherm. El circuito 35 de detección está adaptado adicionalmente para proporcionar un segundo paso de detección monitorizando las comunicaciones recibidas desde el aparato 15. Puesto que los sistemas de encendido/apagado y de OpenTherm usan protocolos 5 de comunicación diferentes, monitorizar las comunicaciones permite que se identifique el tipo de aparato. Una vez que el circuito 35 de detección ha identificado el tipo de aparato, se envía una señal de control a la interfaz 20 para hacer que se seleccione el apropiado de entre el control 25 de 10 encendido/apagado y el control 30 de OpenTherm. Esto se hace por mediación de conmutadores 60 y 65 de interfaz, que se pueden abrir de una manera mutuamente excluyente para conectar al aparato 15 el circuito 30 de control de OpenTherm o el circuito 25 de control de encendido/apagado 15 respectivamente.
El sistema 25 ó 30 de control seleccionado controla el aparato 15 para conseguir una temperatura ambiente de acuerdo con una temperatura de punto de ajuste. La temperatura ambiente se mide mediante un sistema 70 de medición de 20 temperatura, que está dispuesto para proporcionar datos de temperatura al sistema 25, 30 de control. Los sistemas 70 de medición de temperatura y su uso en controladores son bien conocidos en la técnica. Cuando se conectan mediante los respectivos conmutadores 60, 65 de interfaz, el sistema 25 de 25 control de encendido/apagado y el sistema 30 de control de OpenTherm funcionan en gran medida de la misma manera que un controlador convencional que tiene sólo un sistema de control de encendido/apagado o un sistema de control de OpenTherm respectivamente, cuya operación se comprendería por un 30 experto en la técnica.
La figura 3 muestra los pasos que se dan cuando el controlador 5 se conecta a un aparato. Inicialmente, el controlador 5 opera en modo OpenTherm. Como tal, al iniciar o reajustar 100, el controlador 5 se dispone para activar 105 35
el circuito 30 de control de OpenTherm. El circuito 35 de detección se puede operar entonces para medir 110 la corriente en la conexión 10 al aparato según se recibe por el controlador 5 en la interfaz 20. Para aparatos de OpenTherm, la conexión 10 está entre el controlador 5 y la línea Rx 55 5 de OpenTherm. Si la señal medida en mayor que el valor de umbral, por ejemplo 12,5 mA, entonces el circuito 35 de detección está adaptado para deshabilitar 115 el circuito 30 de control de OpenTherm retransmitiendo una señal de control apropiada al circuito 65 de conmutación de OpenTherm. El 10 circuito 35 de detección habilita adicionalmente 120 el circuito 25 de control de encendido/apagado enviando una señal de control apropiada al circuito 60 de conmutación de encendido/apagado. El sistema 25 de control de encendido/apagado envía entonces señales de control para 15 controlar 125 el aparato 15 como se describió previamente. El sistema permanece en modo encendido/apagado hasta que la potencia se corta 130 desde el controlador 5.
Si la señal medida en la línea Rx 55 de OpenTherm es menor que el valor de umbral, entonces el circuito 30 de 20 control de OpenTherm envía señales de OpenTherm para controlar el aparato 15 como se describió previamente. Una vez que se inicia 135 la operación de OpenTherm, el sistema 35 de detección monitoriza 140 las comunicaciones recibidas por el circuito 40 de interfaz desde el aparato 15. Si las 25 comunicaciones recibidas no incluyen una respuesta válida a señales de control enviadas por el circuito 30 de control de OpenTherm bajo el protocolo OpenTherm dentro de un período de tiempo fijado, por ejemplo 30 segundos, el sistema 5 conmuta a un control de encendido/apagado como se describió 30 anteriormente 115-130. Si se recibe una respuesta válida bajo el protocolo OpenTherm dentro del límite de tiempo, entonces el sistema permanece 145 en modo OpenTherm hasta que la potencia se corta 130 desde el controlador 5.
Cuando la potencia se corta 130, el controlador 5 está 35
adaptado para marchar 150 a partir de la potencia de respaldo. La potencia de respaldo, suministrada desde la fuente de alimentación de respaldo 50, está adaptada para mantener plena funcionalidad con la excepción de rasgos no esenciales hambrientos de potencia tales como la 5 retroalimentación del dispositivo de representación, durante un tiempo limitado, por ejemplo 30 minutos. Después de este tiempo, el controlador 5 está adaptado para entrar en un modo de conservación de energía en el que las funciones de interfaz de usuario tales como el dispositivo de 10 representación y las entradas están deshabilitadas y sólo se actualiza la hora del sistema. La plena funcionalidad se reactiva cuando se restaura la potencia del sistema. Tras la restauración 135 de la potencia del controlador 5, el sistema se reinicializa deshabilitando 165 el circuito 25 de control 15 de encendido/apagado, volviendo a habilitar 105 el circuito 30 de control de OpenTherm y repitiendo el procedimiento 110-145 de detección descrito anteriormente.
Un experto apreciará que son posibles variaciones de las disposiciones divulgadas sin salir de la invención. Por 20 ejemplo, aunque se dan ejemplos de operación que usan un aparato 15 de encendido/apagado o un aparato 15 de OpenTherm, se apreciará que el aparato 15 y los protocolos asociados pueden ser cualquier aparato o protocolo adecuados conocidos en la técnica. Además, aunque la descripción que antecede se 25 refiere a un controlador 5 para un aparato 15 de calentamiento, un experto en la técnica entendería que el controlador se puede modificar para operar alternativa o adicionalmente sistemas de enfriamiento, tales como sistemas de ventilador y/o de acondicionamiento de aire, y/o sistemas 30 combinados de calentamiento y de enfriamiento tales como sistemas HVAC.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
  2. 1.- Un controlador termostático (5) para controlar selectivamente al menos dos tipos de aparatos (15) de calentamiento y/o de enfriamiento, caracterizado porque el controlador (5) se puede operar para medir una señal de 5 corriente y/o de voltaje procedente de un aparato (15) al que está conectado y determinar si la señal medida está por encima y/o por debajo de al menos un umbral y/o entre dos umbrales, para determinar el tipo de aparato (25) de calentamiento y/o de enfriamiento y seleccionar un modo de 10 control apropiado para el tipo detectado de aparato.
  3. 2.- Un controlador (5) según la reivindicación 1, en el que al menos uno de los aparatos (15) de calentamiento y/o de enfriamiento se opera usando un protocolo OpenTherm.
  4. 3.- Un controlador (5) según cualquiera de las 15 reivindicaciones anteriores, que se puede operar para comparar una señal de comunicaciones recibida con una señal de comunicaciones esperada, para identificar mediante ello el aparato (15).
  5. 4.- Un controlador (5) según cualquiera de las 20 reivindicaciones anteriores, en el que los aparatos (15) son dos o más de un sistema central de calentamiento y/o un sistema de acondicionamiento de aire y/o un sistema de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) y/o una caldera. 25
  6. 5.- Un controlador (5) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos uno de los aparatos (15) es un sistema de encendido/apagado y/o un sistema de encendido/apagado de robo de potencia.
  7. 6.- Un controlador (5) según cualquiera de las 30 reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos uno de los aparatos (15) es un sistema de modulación.
  8. 7.- Un controlador (5) según cualquier reivindicación anterior, en el que el controlador (5) comprende unos primeros medios (25) de control para controlar un primer tipo 35
    de aparato (15) de calentamiento y/o de enfriamiento; unos segundos medios (30) de control para controlar un segundo tipo de aparato (15) de calentamiento y/o de enfriamiento; medios (35) para medir una señal de corriente y/o de voltaje procedente de un aparato (15) conectado al controlador; y 5 medios para determinar si la señal medida está por encima y/o por debajo de al menos un umbral y/o entre dos umbrales, y seleccionar por ello uno de los medios primeros (25) o segundos (30) de control.
  9. 8.- Un controlador (5) según cualquiera de las 10 reivindicaciones anteriores, en el que los al menos dos tipos de aparatos usan protocolos diferentes de comunicación, y la señal de corriente y/o de voltaje es una señal transportada por una línea de comunicación entre el controlador y el aparato. 15
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