FI126110B

FI126110B - Method, apparatus and computer software product for controlling actuators in temperature control

Info

Publication number: FI126110B
Application number: FI20115051A
Authority: FI
Inventors: Eino Hintsala
Original assignee: Ouman Oy
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2016-06-30
Also published as: FI20115051L; WO2012098288A1; EP2665974A1; FI20115051A; EP2665974A4; FI20115051A0

Description

Menetelmä, laitteisto ja tietokoneohjelmatuote toimilaitteen ohjaamiseksi lämpötilan säätelyssäMethod, hardware and computer program product for controlling actuator for temperature control

Keksinnön kohteena on menetelmä, laitteisto ja tietokoneohjelmatuote lämmön-säätelylaitteen toimilaitteen ohjaamiseksi lämpötilan säätelyssä kohteessa. Lämmönsäätelylaitteilla lämmitetään tai jäähdytetään erilaisia kohteita kuten rakennuksia ja niiden huoneita. Lämmönsäätelylaitteita ovat esimerkiksi nestekier-toiset patterit, erilaiset sähkölämmittimet, lattia- tai kattolämmitysjärjestelyt, ilmastointilaitteet ja muut vastaavat laitteet, joilla pyritään säätämään kohteen lämpötila halutuksi. Lämmitys tehdään joko tuottamalla lämpöä paikan päällä tai tuomalla sitä kohteen ulkopuolelta. Lämmönsäätelylaitteita voidaan säätää toimimaan eri tehoilla. Lämmönsäätelylaitteiden ohjaaminen on tunnetusti varsin hankalaa. Vaihtelevat olosuhteet aiheuttavat helposti niiden yli- tai alikuumenemisen, jotka voivat johtaa laitteen itsenäiseen oskillointiin tai vierekkäisten laitteiden keskinäiseen oskillointiin sekä käyttäjän tekemiin lisäsäätöihin, jotka voivat pahentaa tilannetta. Lisäksi lämmönsäätelylaitteet tuhlaavat helposti energiaa, esimerkiksi huoneen tuulettamisen yhteydessä, jolloin laite saattaa luulla lämpötilan huoneessa pudonneen ja yrittää korjata tilannetta liiallisella lisälämmittämisellä. Lämmönsäätelyjärjestelmä koostuu useammasta lämmönsäätelylaitteesta ja niitä ohjaavasta laitteistosta. Lämmönsäätelylaitteiden tehoa ohjataan huonesäätimellä sen sisältämän tai erillisen toimilaitteen kautta. Lämmönsäätelylaitteella on tietty tehoalue, jota voidaan säädellä toimilaitteen avulla. Kun toimilaite on säädettynä maksimikohtaansa, lämmönsäätelylaite toimii maksimitehollaan, ja kun toimilaite on minimikohdas-saan, lämmönsäätelylaite ei tuota tehoa. Lämmönsäätelyssä huonesäätimessä voi olla lämpösensori tai yhteys lämpösensoriin, joka mittaa kohteen, jonka lämpötilaa pyritään säätämään, lämpötilaa. Huonesäätimelle voidaan antaa myös asetus-lämpötila, johon lämmitettävän kohteen lämpötilan toivotaan asettuvan. Huo-nesäädin säätää toimintaansa niin, että ohjattava lämmönsäätelylaite toimii niin, että kohteen lämpötila olisi mahdollisimman lähellä annettua asetuslämpötilaa. Huonesäätimen ja toimilaitteen toiminta ja rakenne riippuvat ohjattavasta lämmönsäätelylaitteesta sekä ohjausautomaation määrästä ja kompleksisuudesta. Yksinkertaisimmillaan toimilaite on venttiilimoottori, jolla säädetään lämmönsäätelylait-teeseen pääsevän lämmitysaineen määrää.The present invention relates to a method, hardware and computer program product for controlling the actuator of a heat control device for controlling a temperature in a subject. Thermal controls are used to heat or cool objects such as buildings and their rooms. Thermal control devices include, for example, liquid-coil radiators, various electric heaters, floor or ceiling heating arrangements, air-conditioners, and the like, which are intended to adjust the temperature of the object to the desired temperature. Heating is done either by generating heat on site or by bringing it from outside. The heat regulators can be adjusted to operate at different power levels. Controlling thermoregulators is known to be quite difficult. Variable conditions easily cause overheating or underheating of the device, which can lead to independent oscillation of the device or mutual oscillation of adjacent devices and additional adjustments made by the user, which may exacerbate the situation. In addition, thermoregulators easily waste energy, for example when ventilating a room, which may suggest that the room temperature has dropped and attempt to remedy the situation by overheating. The thermoregulatory system consists of several thermoregulators and their controlling equipment. The power of the thermoregulators is controlled by the room controller via its own or separate actuator. The thermostat has a certain power range that can be controlled by the actuator. When the actuator is set to its maximum point, the thermoregulator operates at maximum power, and when the actuator is at its minimum point, the thermoregulator does not produce power. For temperature control, the room controller may have a heat sensor or a connection to a heat sensor that measures the temperature of the object being controlled. The room controller can also be given a setpoint temperature at which the temperature of the object to be heated is desired. The room controller adjusts its operation so that the controllable thermostat operates so that the target temperature is as close as possible to the given setpoint temperature. The operation and design of the room controller and actuator depend on the temperature control device being controlled and the amount and complexity of the control automation. At its simplest, the actuator is a valve motor that controls the amount of heating fluid entering the thermoregulator.

Kuvassa 2 on esitetty esimerkki tunnetun tekniikan mukaisesta järjestelystä toimilaitteen ohjaamiseksi. Siinä on huonelämpötila-anturi 201, huonesäädin 202, toimilaite 203 ja lämmönsäätelylaite 204. Huonesäädin mittaa vallitsevan lämpötilan huonelämpötila-anturilla ja sille annetaan jokin tavoitelämpötila, johon kohteen lämpötilan halutaan asettuvan. Näiden tietojen perusteella huonesäädin määrittelee ohjaussignaalin, jolla se ohjaa toimilaitetta. Ohjaussignaalin arvo ja muoto riippuu toimilaitteen rakenteesta ja toiminnasta. Toimilaite ohjaa lämmönsäätely-laitetta saamansa ohjaussignaalin mukaan. Esimerkiksi sähköllä toimivassa lattia-lämmityksessä lämmitys kytketään päälle kunnes toivottu lämpötila on saavutettu, jolloin sähkön syöttö vastukselle lopetetaan. Tämän jälkeen kohteen lämpötilaa seurataan kunnes se on laskenut asetetun lämpötilan alapuolelle, jolloin aletaan uudestaan lämmittää. Koska lattialämmityksessä on viiveitä, on mahdollista, että lattia pääsee jäähtymään tai kuumenee liikaa.Figure 2 shows an example of a prior art arrangement for controlling an actuator. It has a room temperature sensor 201, a room controller 202, an actuator 203, and a temperature control device 204. The room controller measures the ambient temperature with a room temperature sensor and is assigned a target temperature at which the object temperature is to be set. Based on this information, the room controller determines the control signal by which it controls the actuator. The value and shape of the control signal depends on the design and function of the actuator. The actuator controls the thermostat according to the control signal it receives. For example, in electric floor heating, the heating is turned on until the desired temperature is reached, whereupon the supply of electricity to the resistor is stopped. The temperature of the object is then monitored until it has dropped below the set temperature, whereupon heating begins. Because there are delays in underfloor heating, it is possible that the floor may cool down or become overheated.

Patenttijulkaisu WO 2008/029987 käsittelee automaattista lämmönsäätelymene-telmää, jossa kohteena oleva huoneisto tai rakennus jaetaan lämpötilavyöhykkei-siin, joiden lämpötilaa valvotaan kontaktittomilla sensoreilla. Kullekin lämpötila-vyöhykkeelle voidaan antaa oma asetuslämpötila. Sensoreiden antamien tulosten perusteella lämpötilavyöhykkeiden lämpötilaa pyritään säätämään asetuslämpöti-laan ohjaamalla kohteen lämmitys- ja ilmastointilaitteita. Tässä ei ole kuitenkaan pyritty hallitsemaan lämmityslaitetta, vaan on hyvin mahdollista, että se alkaa os-killoida, eli se toimii ensin täydellä tehollaan, jolloin lämmitysviiveiden vuoksi läm-pötilavyöhyke voi ylilämmitä, jolloin laite sammutetaan, jolloin vyöhyke voi ehtiä jäähtyä. On myös mahdollista, että tässä tapauksessa lämmitys ja ilmastointi alkavat toimia vuorotellen. Tämä on energiaa tuhlaavaa ja voi olla epämiellyttävää kyseisellä lämpötilavyöhykkeellä olijalle.WO 2008/029987 discloses an automatic thermal control method in which a subject apartment or building is divided into temperature zones, the temperature of which is monitored by contactless sensors. Each temperature zone can be assigned its own setpoint temperature. Based on the results of the sensors, the temperature of the temperature zones is adjusted to the setting temperature by controlling the heating and air-conditioning equipment of the object. However, no attempt has been made here to control the heating device, but it is quite possible that it will begin to oscillate, i.e. it will first operate at full power, due to heating delays, the temperature zone may overheat, shut down the device, It is also possible that in this case the heating and air conditioning will start to operate alternately. This is wasteful of energy and can be unpleasant for anyone in that temperature zone.

Patenttijulkaisussa US 2005/0234596 kuvataan menetelmä jossa kohteen, kuten rakennuksen, lämmönsäätelyä ohjataan ulkoisten muuttujien avulla. Kuten edellisessä julkaisussa, ei tässäkään ole huomioitu lämmönsäätelylaitteiden taipumusta oskillointiin.US 2005/0234596 describes a method in which the thermal control of an object, such as a building, is controlled by external variables. As in the previous publication, the tendency of the thermoregulators to oscillate is not taken into account here too.

Keksinnön tavoitteena on ratkaisu, jolla voidaan merkittävästi vähentää tunnettuun tekniikkaan liittyviä haittoja ja epäkohtia.It is an object of the invention to provide a solution that can significantly reduce the drawbacks and disadvantages of the prior art.

Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, joille on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.The objects of the invention are achieved by a method and apparatus which are characterized by what is stated in the independent claims. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Keksinnön pääajatuksena on asettaa kohteen lämmönsäätelylaitteen ohjaukselle dynaamiset toimintarajat, joiden avulla skaalataan lämmönsäätelylaitteen teho-alue. Tällöin myös lämmöntuotolle asetetaan ohjauksen dynaamiset rajat, jotka muuttuvat ulkoisten muuttujien perusteella, ja joiden rajojen avulla skaalattu teho-alue on pienempi kuin lämmönsäätelylaitteen rajoittamaton tehoalue. Näin voidaan esimerkiksi estää lämmönsäätelylaitteen tarpeeton oskillointi.The main idea of the invention is to set dynamic operating limits for the control of an object's thermoregulator, by means of which the power range of the thermoregulator is scaled. In this case, the heat output is also subject to dynamic control limits, which change based on external variables, and whose limits result in a scaled power range smaller than the unlimited power range of the heat control device. This can, for example, prevent unnecessary oscillation of the thermoregulator.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan lämmönsäätelylaitteen toimilaitetta lämpötilan säätelemiseksi kohteessa. Toimilaitteen ohjaamiseksi on kolme sää-tölohkoa: ensimmäinen säätölohko, toinen säätölohko ja kolmas säätölohko. Sää-tölohkolla tarkoitetaan tässä toiminnallista kokonaisuutta, joka keskittyy jonkin tietyn osa-alueen toiminnan säätelyyn. Säätölohkot voidaan toteuttaa erilaisilla laitteilla tai laitteiden yhdistelmillä tai laitteissa tai laitteessa toimivilla ohjelmilla.In the method of the invention, the actuator of the thermoregulator is controlled to regulate the temperature in the subject. There are three control blocks for controlling the actuator: the first control block, the second control block and the third control block. The control block here refers to a functional entity that focuses on the control of the operation of a particular domain. The control blocks may be implemented by various devices or combinations of devices or by programs running on the devices or device.

Menetelmässä lasketaan dynaamiset toimintarajat, ainakin maksimi ja minimi, skaalausvakioiden ja skaalausmuuttujien perusteella. Dynaamiset toimintarajat muuttuvat skaalausmuuttujien perusteella. Esimerkiksi ulkolämpötilan laskiessa, dynaamisten toimintarajojen maksimi voi kasvaa. Ohjaussignaali on verrannollinen asetuslämpötilaan, johon kohteen tai sen osan lämpötilan halutaan asettuva. Menetelmässä luetaan dynaamiset toimintarajat ja ohjaussignaali ja lasketaan lähtösignaali toimilaitteen ohjaamiseksi skaalaamalla ohjaussignaali dynaamisilla toimintarajoilla ja ohjataan toimilaitetta, joka ohjaa lämmönsäätelylaitetta, läh-tösignaalin perusteella. Eli lähtösignaali voi vaihdella dynaamisen toimintarajan minimistä dynaamisen toimintarajan maksimiin.The method calculates dynamic operating limits, at least maximum and minimum, based on scaling constants and scaling variables. Dynamic operating limits change based on scaling variables. For example, as the outdoor temperature decreases, the maximum dynamic range may increase. The control signal is proportional to the setpoint temperature at which the object or part of it is to be set. The method reads the dynamic operating limits and the control signal and calculates an output signal for controlling the actuator by scaling the control signal with the dynamic operating limits and controlling the actuator controlling the thermal control device based on the output signal. That is, the output signal may vary from a minimum dynamic operating limit to a maximum dynamic operating limit.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä suoritusmuodossa ensimmäisen säätö-lohkon muistissa olevat skaalausvakiot määräytyvät kohteen rakenteiden ja mitoituksen perusteella. Skaalausvakioihin vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi ikkunoiden koko, jäähtyvien pintojen pinta-ala, rakenteiden materiaali, rakenteiden lämmönvuotovakiot, lämmönjohtoviiveet ja lämmitystehon mitoitus.In one embodiment of the method of the invention, the scaling constants in the memory of the first control block are determined by the object's structures and dimensioning. Factors that affect the scaling constants include, for example, the size of windows, the surface area of the cooling surfaces, the material of the structures, the heat leakage constants of the structures, the thermal conductivity delays, and the dimensioning of the heating power.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa suoritusmuodossa skaalaus-muuttujia on ainakin joku seuraavista: kohteen, jossa lämmönsäätelylaite on, ulko-lämpötila; tuuliolosuhteet, kuten nopeus ja suunta; pilvisyys; ulkokosteus; sisäkos-teus; ilmanpaine; kohteen asukkaiden läsnäolo; kellonaika; ulkoisten olosuhteiden muuttama rakennevakio ja mainittujen skaalausmuuttujien ennusteet.In another embodiment of the method of the invention, the scaling variables include at least one of the following: the outside temperature of the object where the thermoregulator is located; wind conditions such as speed and direction; cloud cover; outdoor humidity; sisäkos-reference to factors; air pressure; presence of residents of the property; time; structural constants altered by external conditions and predictions of said scaling variables.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä kolmannessa suoritusmuodossa kohteessa on useampia osia ja kullakin osalla on oma ohjaussignaalinsa. Kohteen osalle annetaan asetuslämpötila, joka on lämpötila johon kohteen osan lämpötilan halutaan asettuvan. Lisäksi mitataan kohteen lämpötila. Asetuslämpötilan ja mitatun lämpötilan perusteella lasketaan ohjaussignaali.In a third embodiment of the method according to the invention, the subject has a plurality of parts and each part has its own control signal. The part of the object is given a setpoint temperature, which is the temperature at which the part of the object is to be set. In addition, the temperature of the object is measured. The control signal is calculated based on the set temperature and the measured temperature.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä neljännessä suoritusmuodossa ohjaussignaalin skaalaamisessa käytetään ainakin dynaamisen toimintarajan maksimin ja dynaamisen toimintarajan minimin muodostamaa käyrää, jossa ohjaussignaalin maksimiarvolla lähtösignaali saa dynaamisen toimintarajan maksimin ja ohjaussignaalin minimiarvolla lähtösignaali saa dynaamisen toimintarajan minimin ja ohjaussignaalin maksimi- ja minimiarvojen välisillä arvoilla lähtösignaali saa käyrältä sitä vastaavan arvon.In a fourth embodiment of the method according to the invention, the control signal is scaled using at least a dynamic operating limit maximum and a dynamic operating limit minimum, whereby the output signal at .

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä viidennessä suoritusmuodossa käyrä on lineaarinen. Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä kuudennessa suoritusmuodossa käyrä on epälineaarinen. Tällöin dynaamisten toimintarajojen laskemisessa lasketaan myös dynaamisen maksimin ja dynaamisen minimin välisiä pisteitä ja käyrä tehdään näiden pisteiden avulla. Käyrä voidaan myös interpoloi-da jollain kaavalla tai algoritmilla.In a fifth embodiment of the method of the invention, the curve is linear. In a sixth embodiment of the method according to the invention, the curve is non-linear. Then, when calculating dynamic operating limits, the points between the dynamic maximum and the dynamic minimum are also calculated, and the curve is drawn using these points. The curve can also be interpolated by some formula or algorithm.

Keksinnön mukaisessa laitteistossa lämmönsäätelylaitteen toimilaitteen ohjaamiseksi lämpötilan säätelyä varten kohteessa laitteistossa on kolme säätölohkoa: ensimmäinen säätölohko, toinen säätölohko ja kolmas säätölohko. Säätölohkot ovat toiminnallisia yksiköitä, jotka ovat mukana lämmönsäätelyjärjestelmässä. Ne voidaan sisällyttää lämmönsäätelyjärjestelmään itsenäisinä laitteina tai ne toimivat lämmönsäätelyjärjestelmän jo valmiissa osissa, kuten sen keskus- ja ohjausyksiköissä ja muissa laitteissa. Ainakin osa säätölohkojen toiminnoista on toteutettavissa lämmönsäätelyjärjestelmän laitteiden prosessoreissa suoritettavina käskysarjoina.In the apparatus according to the invention for controlling the actuator of the thermal control device for controlling the temperature, the apparatus comprises three control blocks: a first control block, a second control block and a third control block. The control blocks are functional units that are included in the thermal control system. They may be incorporated into the thermal control system as stand-alone devices or they may function as pre-existing parts of the thermal control system, such as its central and control units and other devices. At least some of the functions of the control blocks can be implemented in the form of instruction sequences executed in the processors of the heat control system devices.

Ensimmäisessä säätölohkossa on ainakin muisti, prosessori, välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa. Ensimmäisen säätölohkon muistissa on skaalausvakiot, jotka on tallennettu esimerkiksi laitteiston kalibroinnissa tai käyttöönotossa. Skaa-lausvakioita voidaan tarvittaessa muuttaa, mutta yleisesti ne pysyvät vakiona. Ensimmäiseen säätölohkoon luetaan skaalausmuuttujat. Tämä voidaan tehdä automaattisesti, mutta ainakin osa voidaan syöttää manuaalisesti. Ensimmäisen säätölohkon prosessori laskee dynaamiset toimintarajat, maksimin ja minimin, skaa-lausmuuttujien ja skaalausvakioiden perusteella. Toisessa säätölohkossa on ainakin muisti, prosessori, välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa, ja toinen säätö-lohko on järjestetty tuottamaan ohjaussignaalin arvon ja tallettamaan sen tarvitta essa muistiin. Tämä ohjaussignaali on verrannollinen kohteen lämpötilaan ja lämpötilan asetusarvoon, johon kohteen lämpötilan halutaan asettuvan. Kolmannessa säätölohkossa on ainakin muisti, prosessori, välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa, ja kolmas säätölohko on järjestetty lukemaan ensimmäiseltä säätölohkolta dynaamiset toimintarajat ja toiselta säätölohkolta ohjaussignaalin ja laskemaan lähtösignaalin toimilaitteen ohjaamiseksi skaalaamalla ohjaussignaalin dynaamisilla toimintarajoilla ja ohjaamaan toimilaitetta, joka ohjaa lämmönsäätelylaitetta, lähtösignaalin avulla.The first control block has at least a memory, a processor, means for receiving and transmitting information. The memory of the first control block contains scaling constants stored, for example, in hardware calibration or commissioning. Scaling constants can be changed as needed, but generally remain constant. The first control block reads the scaling variables. This can be done automatically, but at least some can be entered manually. The processor of the first control block calculates dynamic operating limits based on maximum and minimum, scaling variables and scaling constants. The second control block has at least a memory, a processor, means for receiving and transmitting information, and the second control block is arranged to produce a control signal value and store it in memory as needed. This control signal is proportional to the target temperature and the setpoint temperature at which the target temperature is to be set. The third control block has at least a memory, a processor, means for receiving and transmitting data, and a third control block is arranged to read dynamic operating limits from the first control block and from the second control block to calculate an output signal for controlling the actuator

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä suoritusmuodossa ensimmäisen säätö-lohkon muistissa olevat skaalausvakiot on talletettu laitteiston kalibroinnissa tai käyttöönotossa ja määräytyvät rakenteiden tai mitoitusten perusteella. Skaalaus-vakioihin vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi ikkunoiden koko, jäähtyvien pintojen pinta-ala, rakenteiden materiaali, rakenteiden lämmönjohtoviiveet ja lämmitystehon mitoitus.In one embodiment of the apparatus of the invention, the scaling constants in the memory of the first control block are stored during calibration or commissioning of the apparatus and are determined by structures or dimensions. Factors affecting the scaling constants include, for example, the size of windows, the surface area of the cooling surfaces, the material of the structures, the thermal conductivity delays of the structures, and the dimensioning of the heating power.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä toisessa suoritusmuodossa ensimmäisen säätölohkon skaalausmuuttujat on järjestetty luettavaksi tai syötettäväksi säätö-lohkon ulkopuolelta ja skaalausmuuttujia on ainakin joku seuraavista: kohteen, jossa lämmönsäätelylaite on, ulkolämpötila; tuuliolosuhteet, kuten nopeus ja suunta; pilvisyys; ulkokosteus; sisäkosteus; ilmanpaine; kohteen asukkaiden läsnäolo; kellonaika ja mainittujen skaalausmuuttujien ennusteet.In another embodiment of the apparatus of the invention, the scaling variables of the first control block are arranged to be read or input from outside the control block, and the scaling variables are at least one of the following: wind conditions such as speed and direction; cloud cover; outdoor humidity; indoor humidity; air pressure; presence of residents of the property; time and forecasts of the scaling variables mentioned.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä kolmannessa suoritusmuodossa kohteessa on useampia osia ja kullakin osalla on oma toinen säätölohkonsa, jolla on keinot järjestää lämpötilan asetusarvo kirjoitettavaksi tai luettavaksi säätölohkon ulkopuolelta. Toinen säätölohko on myös järjestetty lukemaan kohteen osan lämpötila tai lämpötiloja.In a third embodiment of the apparatus according to the invention, the object has a plurality of parts and each part has its own second control block having means for arranging the temperature setpoint to be written or read outside the control block. The second control block is also arranged to read the temperature or temperatures of the part of the object.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä neljännessä suoritusmuodossa lähtösig-naali on järjestetty ohjaamaan toimilaitetta, joka ohjaa lämmönsäätelylaitetta, ja lämmönsäätelylaitteen ohjattavia suureita on ainakin yksi seuraavista: lämmitys-teho, pulssien pituus, pulssien välinen aika, venttiilin asento, nesteen virtausnopeus tai edellä mainittujen yhdistelmä.In a fourth embodiment of the apparatus according to the invention, the output signal is arranged to control an actuator controlling the thermoregulator, and the controllable quantities of the thermoregulator are at least one of the following: heating power, pulse length, time interval between pulses

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä viidennessä suoritusmuodossa ensimmäinen säätölohko on yhteinen koko kohteelle tai ainakin osalle kohteen osista. Tällöin ensimmäinen säätölohko voi olla esimerkiksi laitteistoa ohjaavassa keskusyksikössä, joka on tietokone tai vastaava laite. Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä kuudennessa suoritusmuodossa kolmas säätölohko on yhteinen ainakin osalle kohteen osista. Tällöin sama säätölohko voi ohjata useampaa lämmönsää-telylaitetta yhtä aikaa tai vuorotellen. Kolmas säätölohko voi olla samassa laitteessa kuin ensimmäinen säätölohko. Tällöin ensimmäinen säätölohko ja kolmas säätölohko voivat käyttää samoja prosessoreita ja muisteja.In a fifth embodiment of the apparatus according to the invention, the first control block is common to the whole object or to at least some of its parts. In this case, the first control block may be located, for example, in a hardware controlling central unit, which is a computer or a similar device. In a sixth embodiment of the apparatus of the invention, the third adjustment block is common to at least a portion of the object. Hereby, the same control block may control several heat control devices simultaneously or alternately. The third adjustment block may be in the same device as the first adjustment block. Then, the first control block and the third control block can use the same processors and memories.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä seitsemännessä suoritusmuodossa ainakin osa säätölohkoista tai säätölohkojen toimista on toteutettavissa samassa laitteessa. Tämä laite voi olla tietokone tai sulautettu järjestelmä.In a seventh embodiment of the apparatus according to the invention, at least part of the control blocks or operations of the control blocks can be implemented in the same device. This device may be a computer or an embedded system.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä kahdeksannessa suoritusmuodossa ainakin osa lohkojen toiminnoista on toteutettavissa algoritmeina, jotka on tallennettu muistiin ja suoritetaan prosessorissa. Nämä muisti ja prosessori voivat olla keskusyksikössä tai muussa laitteiston toimintaa ohjaavassa laitteessa.In an eighth embodiment of the apparatus according to the invention, at least some of the functions of the blocks can be implemented as algorithms stored in memory and executed in the processor. These memory and processor may be on a central processing unit or other device controlling the operation of the hardware.

Keksinnön mukaisessa tietokoneohjelmatuotteessa lämmönsäätelylaitteen toimilaitteen ohjaamiseksi lämpötilan säätelyssä lämmönsäätelyjärjestelmän muistiin tallennetun tietokoneohjelmatuotteen suorittaminen sen prosessorissa saa aikaan seuraavanlaisia toimintoja. Skaalausmuuttujia luetaan ulkopuolisesta lähteestä ja skaalausvakiot luetaan muistista, ja lasketaan dynaamiset toimintarajat, joita ovat ainakin maksimi ja minimi, skaalausvakioiden ja skaalausmuuttujien perusteella. Luetaan ohjaussignaalin arvo. Lasketaan lähtösignaali skaalaamalla ohjaussignaali dynaamisilla toimintarajoilla ja ohjataan toimilaitetta, joka ohjaa lämmönsää-telylaitetta, lähtösignaalin perusteella.In a computer program product according to the invention, for controlling the actuator of a heat control device in temperature control, executing a computer program product stored in the memory of the heat control system in its processor provides the following functions. The scaling variables are read from an external source, and the scaling constants are read from memory, and dynamic operating limits, at least maximum and minimum, are calculated based on the scaling constants and scaling variables. The value of the control signal is read. The output signal is calculated by scaling the control signal with dynamic operating limits and controlling the actuator controlling the heat control device based on the output signal.

Keksinnön etuna on, että sillä saavutetaan energiatehokkuutta, kun pystytään välttämään turhaa lämmittämistä tai ilmastointia. Sillä saavutetaan myös helposti tarkka, nopea ja vakaa säätö. Keksintö on myös yksinkertainen, jolloin sitä voidaan käyttää pienikapasiteettisilla laitteilla.An advantage of the invention is that it achieves energy efficiency by avoiding unnecessary heating or air-conditioning. It also provides easy, accurate, fast and stable adjustment. The invention is also simple, so that it can be used with low capacity devices.

Lisäksi keksinnön etuna on, että tällä saadaan lämpötila pysymään tasaisempana, jolloin viihtyvyys paranee.A further advantage of the invention is that it makes the temperature more stable, thereby improving comfort.

Edelleen keksinnön etuna on, että sen avulla pystytään parantamaan hidasvas-teisten lämmitysmenetelmien, kuten lattialämmitys, toimivuutta.A further advantage of the invention is that it can improve the performance of low-resistance heating methods, such as underfloor heating.

Keksinnön etuna on myös se, että se on sovitettavissa erilaisiin lämmitysmene-telmiin ja -laitteisiin.It is also an advantage of the invention that it is adaptable to various heating methods and devices.

Keksinnön etuna on se, että se mahdollistaa lämmitysjärjestelmän hallitsemisen nopeasti muuttuvissa tilanteissa ja sillä voidaan estää mahdollisia virhetoimintoja.An advantage of the invention is that it enables the heating system to be controlled in rapidly changing situations and prevents possible malfunctions.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän vuokaaviota, kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaista säätöä, kuva 3 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisia säätölohkoja, kuva 4 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisia dynaamisia toimintarajoja ulkolämpötilan funktiona ja kuva 5 esittää esimerkinomaisesti käyrän keksinnön mukaisesta lähtösignaalin skaalauksesta.The invention will now be described in detail. Reference is made to the accompanying drawings, in which Figure 1 illustrates an exemplary flow chart of the method of the invention, Figure 2 illustrates prior art control, Figure 3 exemplifies control blocks according to the invention, Figure 4 exemplifies dynamic operating limits of the invention scaling.

Kuvassa 1 on esitetty esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän vuo-kaavio. Vaiheessa 101 aloitetaan lämmönsäätelylaitteen toimilaitteen ohjaaminen. Vaiheessa 102 luetaan skaalausmuuttujat. Nämä voidaan lukea automaattisesti, kuten esimerkiksi ulkolämpötila, ilmanpaine ja tuulen nopeus, tai ne voidaan syöttää manuaalisesti, kuten esimerkiksi ennusteet tai kohteen käyttöaste. Manuaalinen syöttö voidaan tehdä esimerkiksi tietokoneella tai tekstiviestillä tai lämmön-säätelyjärjestelmän hallintalaitteella. Skaalausmuuttujien lukemisen yhteydessä luetaan muistista skaalausvakiot. Joitain skaalausmuuttujia voidaan pitää skaa-lausvakioina, kuten esimerkiksi kohteen asukkaiden lukumäärä, ja sitä muutetaan vain tarvittaessa.Fig. 1 shows, by way of example, a flow chart of a method according to the invention. In step 101, actuation of the actuator of the thermoregulator is started. In step 102, the scaling variables are read. These can be read automatically, such as outdoor temperature, barometric pressure, and wind speed, or manually entered, such as forecasts or target occupancy. Manual input can be made, for example, by computer or SMS or by a control of the heat control system. When reading scaling variables, scaling constants are read from memory. Some scaling variables can be considered as scaling constants, such as the number of inhabitants of an object, and are changed only when necessary.

Vaiheessa 103 lasketaan skaalausmuuttujien ja skaalausvakioiden perusteella dynaamiset toimintarajat. Dynaamisella tarkoitetaan tässä sitä, että muuttujien muuttuessa myös toimintarajat muuttuvat. Toimintarajojen laskuissa käytetään ennalta talletettuja skaalausmuuttujiin ja skaalausvakioihin perustuvia kaavoja. Toimintarajoissa on ainakin maksimi Dmax ja minimi Dmin. Yksinkertaisimmillaan lasketaan vain maksimiarvo ja pidetään minimiä vakiona. Joissain tapauksissa voidaan laskea useampia arvoja. Edullisesti toimintarajojen arvot voidaan esittää prosentti- tai suhdelukuina. Tällöin ne kuvaavat lämmönsäätelyn ohjauksen suuruutta, jossa 100 % tarkoittaa lämmönsäätelylaitteen toimivan täydellä tehollaan, O % tarkoittaa, ettei se tuota lainkaan tehoa, ja esimerkiksi 50 % kuvaa luonnollisestikin, että tehoa on puolet mahdollisesta.In step 103, dynamic operating limits are calculated based on the scaling variables and scaling constants. By dynamic, we mean that as the variables change, the operating limits also change. Calculations of operating limits use pre-stored formulas based on scaling variables and scaling constants. The operating limits are at least maximum Dmax and minimum Dmin. At its simplest, only the maximum value is calculated and the minimum is kept constant. In some cases more than one value can be calculated. Preferably, the action limit values may be expressed as percentages or ratios. In this case, they represent the magnitude of the thermal control control, where 100% means that the thermal regulator is operating at full power, O% means that it produces no power at all, and 50%, of course, describes half the power.

Vaiheessa 104 muodostetaan dynaamisten toimintarajojen pisteillä skaalaus-käyrä. Skaalauskäyrä on yleensä lineaarinen, mutta voidaan käyttää myös epälineaarisia skaalauskäyriä, jolloin skaalauskäyrä voi esimerkiksi olla useamman eri kulmakertoimisen suoran yhdistelmä. Skaalauskäyrän yhdellä akselilla on ohjaussignaali ja toisella akselilla lähtösignaali.In step 104, a scaling curve is generated at the points of the dynamic operating limits. The scaling curve is generally linear, but nonlinear scaling curves may also be used, whereby, for example, the scaling curve may be a combination of several lines with different slope coefficients. One axis of the scaling curve has a control signal and the other axis an output signal.

Vaiheessa 105 luetaan ohjaussignaali.In step 105, a control signal is read.

Vaiheessa 106 ohjaussignaali skaalataan skaalauskäyrällä lähtösignaaliksi. Ohjaussignaalin arvo sijoitetaan ohjaussignaaliakselille ja luetaan skaalauskäyrältä sitä vastaava lähtösignaalin arvo lähtösignaaliakselilta.In step 106, the control signal is scaled with a scaling curve to an output signal. The value of the control signal is placed on the control signal axis and read from the scaling curve the corresponding value of the output signal on the output signal axis.

Vaiheessa 107 ohjataan toimilaitetta, joka ohjaa lämmönsäätelylaitetta, lähtösignaalin perusteella.In step 107, an actuator controlling the thermoregulator is controlled based on the output signal.

Vaiheessa 108 menetelmän käyttö lopetetaan. Käytössä menetelmän mukainen skaalaustoiminta voidaan toistaa esimerkiksi tietyin väliajoin tai jos kohteen jossain osassa on muutettu skaalausmuuttujia tai skaalausvakioita tai on havaittu muita muutoksia.In step 108, the method is terminated. In use, the scaling operation according to the method may be repeated, for example, at certain intervals, or if scaling variables or scaling constants have been changed or other changes have been detected in some part of the object.

Kuvassa 3 esitetään esimerkki keksinnön mukaisesta lämmönsäätelyjärjestelystä. Tämä koostuu lämpötila-anturista 301, ensimmäisestä säätölohkosta 304, toisesta säätölohkosta 302, kolmannesta säätölohkosta 305, toimilaitteesta 303 ja läm-mönsäätelylaitteesta 306. Yksinkertaisuuden vuoksi tässä on vain yksi kohteen osa. Kohteessa, jossa on useampia osia, kullakin osalla voi olla oma huonesääti-mensä. Huonesäätimien lämpötilan asetus voidaan toteuttaa myös keskitetysti. Kullakin kohteen osalla on oma toimilaitteensa ja lämmönsäätelylaitteensa.Figure 3 shows an example of a thermal control arrangement according to the invention. This consists of a temperature sensor 301, a first control block 304, a second control block 302, a third control block 305, an actuator 303 and a temperature control device 306. For simplicity, there is only one part of the object. In an object with multiple components, each component may have its own room controller. The temperature setting of the room controllers can also be implemented centrally. Each part of the object has its own actuator and heat control device.

Kuvassa 3 lämpötila-anturi 301, ensimmäinen säätölohko 304, toinen säätölohko 302, kolmas säätölohko 305, toimilaite 303 ja lämmönsäätelylaite 306 ovat kohteen, jonka lämpöä säädellään, esimerkiksi rakennus, jossain osassa, kuten huoneessa. Ensimmäinen säätölohko 304 määrittelee ohjauksen dynaamiset toiminta-rajat ja se voi antaa nämä rajat useammalle samankaltaiselle kokonaisuudelle. Ensimmäisellä säätölohkolla on ainakin muisti, prosessori ja välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa. Ensimmäisellä säätölohkolla on talletettuna muistissaan skaa-lausvakiot ja se voi lukea tarvitsemansa skaalausmuuttujat, joko automaattisesti tai manuaalisesti syötettyinä tai näiden yhdistelmänä. Skaalausvakioiden ja skaa- lausmuuttujien perusteella se laskee dynaamiset toimintarajat. Toimintarajat lasketaan kuhunkin kohteeseen ja tilanteeseen sopivalla algoritmilla, jotka on tallennettu ensimmäiselle säätölohkolle. Erityyppisille lämmönsäätelylaitteille määritetään erilaiset toimintarajat. Esimerkiksi sähkötoimiselle lattialämmitykselle tulee erilaiset toimintarajat kuin nestekiertoiselle patterilämmitykselle, vaikka skaalaus-muuttujat olisivat samoja, koska näiden käyttäytyminen lämmitysprosessissa on erilaista. Lämpötila-anturilla 301 mitataan kohteen osan lämpötila. Toisessa säätölohkossa 302 on ainakin muisti, prosessori, välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa. Toinen säätölohko laskee kohteesta mitatun lämpötilan ja kohteeseen halutun lämpötila-arvon perusteella ohjaussignaalin arvon. Esimerkiksi asetetun lämpötilan ja kohteen osan mitatun lämpötilan erotuksen muuttuessa myös ohjaussignaali muuttuu. Ohjaussignaalin laskemisessa käytetään muistiin tallennettuja algoritmeja.In Figure 3, the temperature sensor 301, the first control block 304, the second control block 302, the third control block 305, the actuator 303 and the heat control device 306 are part of a temperature controlled object, for example a building, such as a room. The first control block 304 defines the dynamic operating limits of the control and may assign these limits to a plurality of similar entities. The first control block has at least a memory, a processor and means for receiving and transmitting information. The first control block has scaling constants stored in its memory and can read the scaling variables it needs, either automatically or manually entered or in combination. Based on scaling constants and scaling variables, it calculates dynamic operating limits. The action limits are calculated by an algorithm suitable for each object and situation, stored in the first control block. Different operating limits are set for different types of thermoregulators. For example, electric floor heating will have different operating limits than liquid-based radiator heating, even if the scaling variables are the same because their behavior in the heating process is different. The temperature sensor 301 measures the temperature of the part of the object. The second control block 302 has at least a memory, a processor, means for receiving and transmitting information. The second control block calculates the value of the control signal from the measured temperature of the object and the desired temperature value of the object. For example, as the difference between the set temperature and the measured temperature of a part of the object changes, the control signal also changes. Algorithms stored in memory are used to calculate the control signal.

Kolmannessa säätölohkossa 305 on ainakin muisti, prosessori ja välineet vastaanottaa ja lähettää tietoa. Tämä lukee ensimmäiseltä säätölohkolta 304 dynaamiset toimintarajat ja toiselta säätölohkolta sen tuottaman ohjaussignaalin. Kolmannessa säätölohkossa toisen säätölohkon muodostama ohjaussignaali skaalataan dynaamisilla toimintarajoilla, jolloin saadaan lähtösignaali. Tämä tehdään muodostamalla skaalauskäyrä koordinaatistoon, jossa toisella akselilla on ohjaussignaali ja toisella akselilla lähtösignaali. Skaalauskäyrän avulla saadaan lähtösignaali, joka on skaalattu dynaamisilla toimintarajoilla. Lähtösignaalilla ohjataan toimilaitetta 303, joka ohjaa lämmönsäätelylaitetta 306. Säätölohkot voidaan jakaa myös muilla tavoin. Edellä säätölohkot olivat kukin oma laitteensa, mutta esimerkiksi toinen säätölohko, kolmas säätölohko ja toimilaite voivat olla samassa laitteessa, tai esimerkiksi toinen säätölohko ja lämpötila-anturi ovat samassa laitteessa, tai kolmas säätölohko tai osa siitä on toteutettu samassa laitteessa kuin ensimmäinen säätölohko. Voi olla myös ratkaisu, jossa kaikki säätölohkot ovat samassa laitteessa, joka ohjaa kohteen eri osien toimilaitteita.The third control block 305 has at least memory, processor and means for receiving and transmitting information. This reads from the first control block 304 the dynamic operating limits and from the second control block the control signal it produces. In the third control block, the control signal generated by the second control block is scaled by dynamic operating limits to obtain an output signal. This is done by generating a scaling curve in a coordinate system where one axis has a control signal and the other axis an output signal. The scaling curve provides an output signal scaled with dynamic operating limits. The output signal controls the actuator 303 which controls the thermal control device 306. The control blocks may also be divided in other ways. Above, the control blocks were each their own device, but, for example, the second control block, the third control block and the actuator may be in the same device, or the second control block and the temperature sensor are in the same device, or the third control block or part thereof is implemented in the same device. There may also be a solution where all the control blocks are in the same device which controls the actuators of different parts of the object.

Kuvassa 4 esitetään esimerkki dynaamisten toimintarajojen määräämisestä ulko-lämpötilan funktiona eli skaalausmuuttujana on ulkolämpötila. X-akselilla on ulko-lämpötila ja Y-akselilla on toimintaraja. Kuvassa 4(a) on käyrä, jolla määrätään dynaamisen toimintarajan maksimiarvo, ja kuvassa 4(b) on käyrä, jolla määrätään dynaamisen toimintarajan minimiarvo. Käyrät kuvaavat jotain algoritmia, joka suo ritetaan ensimmäisessä säätölohkossa. Käyrien muotoon vaikuttavat skaalausva-kiot.Figure 4 shows an example of determining dynamic operating limits as a function of outdoor temperature, i.e. the outdoor temperature is the scaling variable. The X axis has an outside temperature and the Y axis has an operating limit. Figure 4 (a) is a curve that determines the maximum dynamic action limit, and Figure 4 (b) is a curve that determines the minimum dynamic action limit. The curves represent some algorithm that is performed in the first control block. The shape of the curves is affected by scaling faults.

Kun ulkolämpötila on 20 °C, saadaan kuvan 4(a) käyrästä dynaamisen toimintarajan maksimiarvoksi Dmax 30 % ja kuvan 4(b) käyrästä dynaamisen toimintarajan minimiarvoksi Dmin 10 %. Samoin ulkolämpötilan ollessa 0 °C, saadaan dynaamisen toimintarajan maksimiarvoksi Dmax 60 % ja dynaamisen toimintarajan minimiarvoksi Dmin 25 %. Ulkolämpötilan ollessa -20 °C, saadaan dynaamisen toimintarajan maksimiarvoksi Dmax 90 % ja dynaamisen toimintarajan minimiarvoksi Dmin 40 %. Toimintarajojen arvot voidaan antaa prosentteina tai suhdelukuina, mutta voidaan käyttää myös muita arvoja. Nämä toimintarajat muodostavat toimi-alueikkunan.At an outdoor temperature of 20 ° C, the curve of Fig. 4 (a) gives a maximum dynamic action limit of Dmax of 30% and the curve of Fig. 4 (b) of a minimum dynamic action of Dmin of 10%. Similarly, at an outdoor temperature of 0 ° C, a maximum dynamic action limit of Dmax of 60% and a minimum dynamic action limit of Dmin of 25% are obtained. At an outdoor temperature of -20 ° C, the maximum dynamic operating limit is Dmax 90% and the dynamic operating limit minimum Dmin 40%. The action values may be expressed as percentages or ratios, but other values may be used. These operating boundaries form the operating window.

On huomattavaa, että edellä kuvatussa esimerkissä on yksinkertaisuuden vuoksi vain yksi skaalausmuuttuja. Useamman skaalausmuuttujan tapauksessa käytetään erilaisia määrityskäyriä. Voidaan tehdä myös niin, että kullekin skaalaus-muuttujalle määrätään omat dynaamiset toimintarajansa ja ne yhdistetään jollain matemaattisella menetelmällä esimerkiksi käyttäen painokertoimia eli merkittävimmät skaalausmuuttujat saavat suuremman painokertoimen.It should be noted that in the above example, for simplicity, there is only one scaling variable. For more scaling variables, different configuration curves are used. It is also possible to assign each of the scaling variables their own dynamic operating limits and combine them by some mathematical method, for example using weighting factors, ie the most significant scaling variables get a higher weighting factor.

Kuvassa 5 on esitetty esimerkki keksinnön mukaisen lähtösignaalin skaalaami-sesta ohjaussignaalista. Tässä on saatu dynaamisten toimintarajojen maksimi ja minimi kuten kuvassa 4 on tehty. Nyt esimerkiksi ulkolämpötila on -15 °C ja lisäksi kohteessa oleskelee kuusi henkilöä. Näillä skaalausmuuttujilla on saatu dynaamisen toimintarajan maksimiarvoksi Dmax 80 % ja dynaamisen toimintarajan minimiarvoksi Dmin 25 %. Koordinaatistoon, jossa X-akselilla on ohjaussignaali ja Y-akselilla lähtösignaali, sijoitetaan mainitut dynaamisen toimintarajanmaksimi- ja minimiarvot. Minimiarvo sijoitetaan ohjaussignaalin minimiin eli pisteeseen (0 %, Dmin) ja maksimiarvo (100 %, Dmax). Tässä tapauksessa saadaan pisteet (0 %, 25 %) ja (100 %, 80 %). Näiden pisteiden kautta piirretään suora.Figure 5 shows an example of a scaling control signal of an output signal according to the invention. Here is the maximum and minimum of the dynamic operating limits as shown in Figure 4. Now, for example, the outdoor temperature is -15 ° C and six people are on site. For these scaling variables, the maximum dynamic limit Dmax is 80% and the minimum dynamic limit Dmin is 25%. In the coordinate system, where the X-axis has a control signal and the Y-axis the output signal, said maximum and minimum dynamic range limits are placed. The minimum value is placed at the control signal's minimum point (0%, Dmin) and the maximum value (100%, Dmax). In this case, scores (0%, 25%) and (100%, 80%) are obtained. Through these points a straight line is drawn.

Kun saadaan ohjaussignaali, joka on muodostettu kohteen, jonka lämpöä säädetään, asetuslämpötilan ja mitatun lämpötilan perusteella, se skaalataan kuvan 5 käyrän avulla. Esimerkiksi huonesäätimellä on annettu asetuslämpötilaksi 25 °C ja mitattu lämpötila on 20 °C astetta, jolloin ohjaussignaaliksi lasketaan 100 %. Skaalattaessa 100 % ohjaussignaalista tulee 80 % lähtösignaali. Toisessa esimerkissä huonesäätimellä on annettu asetuslämpötilaksi 20 °C ja mitattu lämpötila on 18 °C astetta, jolloin ohjaussignaaliksi lasketaan 50 %. Skaalatessa tämä ohjaussignaali siitä saadaan lähtösignaali, jonka arvo on 55 %. Kolmannessa esi merkissä huonesäätimellä on annettu asetuslämpötilaksi 19 °C ja mitattu lämpötila on 23 °C astetta, jolloin ohjaussignaaliksi lasketaan 0 %. Skaalatessa tämä ohjaussignaali siitä saadaan lähtösignaali, jonka arvo on 25 %. Varsinkin tästä esimerkistä helposti nähdään, että tällä keksinnöllä ohjaussignaalin vaikutus lämmityksen säätelyyn suhteutetaan aina todelliseen tarpeeseen eri olosuhteiden mukaan, jolloin itse ohjaussignaalilla voidaan tuottaa helposti tarkka, nopea ja vakaa säätö. Varsinkin tästä esimerkistä helposti nähdään kuinka keksinnön avulla pystytään välttämään talvella epämiellyttävä tilanne, jossa lämmityslogiikka lopettaa lämmityksen, jolloin huone ja rakenteet saattavat ehtiä jäähtyä ennen kuin lämmitys ehtii jälleen mukaan.When a control signal is obtained which is formed on the basis of the set temperature and the measured temperature of the object to be controlled, it is scaled by the curve of Figure 5. For example, the room controller is set to a setpoint temperature of 25 ° C and the measured temperature is 20 ° C, which means that the control signal is calculated as 100%. When scaled, 100% of the control signal becomes 80% of the output signal. In another example, the room controller is set to a setpoint temperature of 20 ° C and the measured temperature is 18 ° C, whereby the control signal is calculated as 50%. When scaled, this control signal produces an output signal having a value of 55%. In the third example, the room controller is set to a setpoint temperature of 19 ° C and a measured temperature of 23 ° C, in which case the control signal is calculated as 0%. When scaled, this control signal produces an output signal having a value of 25%. Particularly from this example, it is readily apparent that the present invention always adjusts the effect of the control signal on the heating control to the actual need under various conditions, whereby the control signal itself can easily produce accurate, fast and stable control. Particularly from this example, it is easy to see how the invention avoids the unpleasant winter logic, where the heating logic stops heating, whereby the room and the structures may have time to cool down before the heating becomes available again.

On huomattava, että ohjaus-ja lähtösignaalit voivat olla myös muitakin arvoja kuin prosenttilukuja. Ne voivat olla esimerkiksi jännitteitä tai pulsseja tai vastaavia.Note that the control and output signals may also be values other than percentages. They may be, for example, voltages or pulses or the like.

Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisia edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.Some of the preferred embodiments of the invention have been described above. The invention is not limited to the solutions just described, but the inventive idea can be applied in numerous ways within the scope of the claims.

Claims

A method for controlling the actuator of a thermostat in controlling a temperature in a building or room having an actuator having a power range having a maximum and a minimum, characterized by the steps of: - calculating dynamic operating limits (103), at least maximum and minimum and based on scaling variables whose limits have the scaled power range smaller than the unrestricted power range of the heat control device, and the scaling variables being at least one of the following: the outdoor temperature of the object where the heat control device (306) is; wind conditions such as speed and direction; cloud cover; outdoor humidity; indoor humidity; air pressure; presence of residents of the property; time and predictions of said scaling variables, - determining a control signal, - calculating an output signal for controlling the actuator by scaling the control signal with dynamic operating limits (106), and - controlling the actuator of the thermostat with an output signal (107).

Method according to Claim 1, characterized in that the factors affecting the scaling constants are the structural constants of the object, such as the size of the windows, the surface of the cooled surfaces, the material of the structures, the heat leakage constants of the structures,

Method according to claim 2, characterized in that the scaling variables are structural constants altered by external conditions.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the object has a plurality of parts and each part has its own control signal and the control signal is calculated based on the setting temperature of the part of the object and the measured temperature.

A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the control signal scaling (106) uses at least a dynamic operating limit maximum and a dynamic operating limit minimum, wherein at the maximum control signal output signal obtains a dynamic operating limit maximum and - between the values and the minimum values, the output signal receives the corresponding value from the curve.

Method according to claim 5, characterized in that the curve is linear.

Method according to claim 5, characterized in that the curve is non-linear, whereby the points between the dynamic maximum and the dynamic minimum are also calculated in the calculation of the dynamic operating limits (103) and the curve is made by means of these points.

Apparatus for controlling the actuator (303) of the temperature control device (306) in a temperature control object which is a building or a room having an actuator having a power range having a maximum and a minimum, characterized in that the actuator is controlled by three control blocks; a control block (302) and a third control block (305), and - the first control block having at least memory, a processor and means for receiving and transmitting data, and - memory having scaling constants and scaling variables arranged to be read, and at least one of the temperature regulating device (306) is, outdoor temperature; wind conditions such as speed and direction; cloud cover; outdoor humidity; indoor humidity; air pressure; presence of residents of the property; time and predictions of said scaling variables, - the processor is arranged to compute dynamic operating limits, at least on the basis of maximum and minimum, scaling variables and scaling constants within which the scaled power range is less than the unlimited power range of the thermoregulator, transmitting information, and the second control block is arranged to provide a control signal based on the setpoint and temperature measured thereon; and - the third control block has at least a memory, a processor and means for receiving and transmitting data, and a third control block is arranged to read dynamic operating limits from the first control block calculate an output signal for controlling the actuator by scaling the control signal within the dynamic operating limits and controlling the actuator according to the output signal.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the scaling constants in the memory of the first control block (304) are stored during commissioning of the apparatus and factors affecting the scaling constants include object constants such as window size, surface area dimensioning.

Apparatus according to one of claims 8 or 9, characterized in that the scaling constants of the first control block (304) are arranged to be read or input from outside the control block.

Apparatus according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the object has a plurality of parts, each part having its own second control block (302), the second control block having means for arranging a temperature setpoint to be written or read outside the control block part of the temperature or temperatures.

Apparatus according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the output signal is arranged to control an actuator (303) controlling the thermoregulator (306), and the controllable quantities of the thermoregulator are at least one of the following: heating power, pulse length, pulse time, valve position, fluid flow rate, or a combination of the above.

Apparatus according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the first adjustment block (304) is common to the whole object or at least to some of its parts.

Apparatus according to one of Claims 8 to 13, characterized in that the third adjustment block (305) is common to at least a part of the object.

Apparatus according to one of Claims 8 to 14, characterized in that at least part of the control blocks or operations of the control blocks can be implemented in the same device.

Apparatus according to any one of claims 8 to 15, characterized in that at least some of the functions of the blocks are implemented as algorithms stored in memory and executed in the processor.

17. A computer program product for controlling a temperature control actuator actuator for temperature control in a building or room having an actuator having a power range having a maximum and a minimum, characterized in that performing the computer program product provides: - reading scaling variables from an external source and reading scaling and calculating dynamic operating limits, at least maximum and minimum, based on scaling constants and scaling variables, within which limits the scaled power range is less than the unlimited power range of the thermal control device, and at least one of the following: wind conditions such as speed and direction; cloud cover; ulkokos-reference to factors; indoor humidity; air pressure; presence of residents of the property; the time of day and the predictions of said scaling variables, - reading the value of the control signal, and - calculating the output signal by scaling the control signal with dynamic operating limits and controlling the actuator controlling the thermoregulator based on the output signal. claim