JP2007500417A - 電気的ヒーティングシステム - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの電流を熱に変換するヒータユニット（１）と、
少なくとも１つのハウジングに設けられたサーモスタット（６）とを含む電気的ヒーティングシステムにおいて、前記サーモスタットからの信号は前記ヒータユニット（１）に加熱電力のスイッチオンする及び/又は制御するコンタクトレス手段を提供するようにするものである。特に無線波手段により前記ヒータユニットに個別の割り当てられたコントロール装置（Ｓ）のレシーバ（５）に送信される。
更に、本発明によると、前記サーモスタットとコントロール装置との間の機能的関係は識別信号の送信と読出しにより確立される。これは以下の構成により可能になる。即ち、
サーモスタット（６）ハウジングの上部又は内部及び/又はコントロール装置（Ｓ）の上部又は内部に、学習動作（「学習可能」モード）において識別信号を送信及び/又は読み出すために相互近接により起動される手段（９、１０）が備えられる。
レシーバを別として、コントロール装置はヒータユニット上に、又は後者の電源においてそれから離間して設けられる。
【選択図】図１

Description

本件発明は請求項１の前文部に記載した特徴を有する電気的ヒーティングシステムに関するものである。

電気的ヒーターユニット及び室温レギュレータ（サーモスタット）を有するヒーティングシステムは公知である。これらのレギュレータは温度設定部を有し、温度を調整できる。この温度設定は加温する空間の測定実温度と比較するものである。いくつかのシステムでは、コントロール信号は無線で（例えば、無線リモートコントロールを使って）サーモスタットからヒーターユニット又はそれらのコントロール装置に伝送される。

単に例示として、本システムに関連する引用文献としてウェブアドレスをあげる。
http：//weno-elektroheizungen.de/Steuerung.htm（“Funkthermostaten”の下で2004年3月に掲載されていた）。

上記文献によれば、ヒータユニットは無線制御されるプラグ又はアダプタを介して電流回路に接続される。このとき、室温サーモスタットからの無線制御信号はスイッチ付きプラグに作用し、ヒータユニットの電源をタ―ンオンさせたりオフさせたりする。同文献は、無線レシーバ付きのコントロール装置をヒータユニット自身に設けるオプションについても記載している。同装置は無線サーモスタットから送信される信号に基づいて加熱の直接制御を行うものである。

システムを使用する前に、サーモスタット並びにヒートユニット及び/又はコントロール装置のレシーバの間に一対一の機能関係を確立する必要がある。このようにすれば、複数の部屋環境の中で前記ヒータユニットが別のサーモスタットにより偶発的に制御される場合を防止できる。

本発明の目的は一般的特性を持つヒーティングシステムにおいて、ヒータユニットまたはレシーバ付き個別コントロール装置と室内サーモスタットとの間で特に単純で使いやすい調整手段を設けることである。

本発明によれば、この課題に対する解決は請求項１の特徴により解決される。従属請求項の特徴は本発明の有利な展開をもたらす。

特に直接的な起動メカニズムを使うと、本発明によれば、学習動作（学習可能モード）はそれらが空間的に物理的に相互に近接すると行われる。同学習機能はコンパクトなハウジングに配置されるサーモスタットとヒータユニットに関連するコントロール装置（レシーバを含め）との間の一対一の機能関係を確立するように設計される。従って、具体的にはヒータユニットとサーモスタットとの間の不正な誤った対応を実質的に回避できる。

サーモスタットからヒータユニットまたはその個別コントロール装置への正規な制御信号を送信するためのコンタクトレス・システムにおいて、サーモスタットはそれ自身の個別電源（バッテリー、アキュミュレータ等）を有する。従って、それは物理的導体に接続されず、移動可能で室内のどこにでも配置できる。本発明はこの点でメリットを有する。

基本的に識別信号が送信される方向は問題ではない。方向はサーモスタットからコントロール装置/ヒータユニットへ、又は、その逆であってもよい。しかしながら、第１のオプションは好ましい。なぜならサーモスタットは必ず加熱または電力のための制御信号を送信する送信器を有しているからである。有利なことに同送信器は識別信号を送信する。しかし、他の送信器又は（システムの）他の識別子の送信手段の使用を排除するものではない。

このプロセスは有利である。必要な場合に、1つ又は複数の部屋に配置された数個のヒータユニットは唯一の同一のサーモスタットで制御されるからである。実際、従来このような場合、サーモスタットに各ヒータユニットの個別識別子を設けていたが、個別の問合せに応じるためにこれらヒータユニット複数のメモリロケーションが必要であった。このために門外漢にとって制御システムは複雑であった。

反対に、サーモスタットを識別するために各ヒータユニットに1つのメモリロケーションを設ける場合には、単純にこれら２つの装置間に一対１の動作関係を確立すればよい。

更に、どのような場合にもサーモスタットはパラメータ調整のために制御要素（例えば温度設定、オンオフ時間等）を有しているので、これらの構成要素を識別信号の送信モードを起動するのに有利に使用することができる。通常、この動作は頻繁に行われることはない。従って、特別の動作（例えば２つ又は類似のボタンを同時に押すこと）により識別子の送信を起動することができる。この動作モードは自動的に所定時間インターバルに限定されることが好ましい。同時間インターバルにおいて、サーモスタットをヒータユニットコントロール装置に近接して配置すべきである。

識別信号はどのような場合にも、適正なやり方で通常の（normal）制御信号と関係付けられるので（例えばこれら信号の前後で識別信号を重畳したり又は送信したりして）、コントロール装置に設けられたレシーバは、関係するサーモスタットのリクエストを“知る”。結果、学習動作が起動されたときでも、“通常の”電源及び制御信号が単に送信され、その信号の識別部分がフィルタ作用で分離され、パーマネント記憶に記憶される。

どのような場合においても、動作を単純化するために、そして学習動作させるために、ヒータユニット又はコントロール装置の上でサーモスタットを近くに配置する位置を指示することが有利である。レシーバがヒータユニット上に直接配置される時、この位置は通常ヒータユニットの電気的（電源の）接続に近接して決められる。もしレシーバを有するコントロール装置がヒータユニットから分離して設ける場合（例えば、電力供給ラインにおいて及び/又は接続ボックス又はヒータユニットが接続するケーブル接続ボックス（cable junction box）上で）コントロール装置は対応する位置決めマークを持つようにすべきである。

本発明によると、学習動作における、サーモスタットからヒータユニットへ又はコントロール装置へ識別信号をコンタクトレス送信する場合、近接センサスイッチング機構により読取り動作が可能になる。本発明による課題の解決に対しては、読取り又は書込み動作が、サーモスタットとヒータユニット又はそのコントロール装置との間の最大物理距離よりも近接して行われることが重要なことである。この目的のためには、サーモスタットハウジングに設けられたマグネットで制御されるリードタイプスイッチ（Reed-type switch）又は誘導性又は容量性カップリングメカニズムであるにせよ、それが識別信号のための直接送信路において作動される（activated）もので、利用可能なシステム全てに対し基本的に予定する必要がある。

このような観点において、留意すべきことは、たとえサーモスタットがヒータユニット又はコントロール装置の上の所定の位置に配置されたとしても、サーモスタットとヒータユニットとの間で確立した電流路のためのガルバニック・リンク（galvanic link）が存在しない伝送路が依然としてコンタクトレスと見なされる点である。

ヒーティングシステムの１つの実施例において、ガラスパネルから構成されるヒータユニットが使用される。同パネルは電気的導電性のあるレイヤでコーティングされ、加熱されるものである。これらヒータユニットは透明であり、特に外部から見ることのできる、限定された接続部を有している。これらヒータユニットの好ましい実施例において、識別信号を送信するためにこのゾーンはサーモスタットが配置されるゾーンに近接した部位にすべきである。たとえ、接続部分がユーザに面しない平面側であってもガラスヒータユニットの外部表面に特別にマーキングすることは不要である。

ヒーティングシステムの別の実施例において、各ヒータユニットに対応するコントロール装置はヒータユニットと分離して、固定接続位置に配置されることが好ましい。この場合、サーモスタットをコントロール装置上の位置近傍に近づける必要がある。必要ならば、相互調節動作のために位置マークをつけるとよい。

コンタクトレスの、識別子の伝送に代えて、勿論（ガルバニック）接続による識別子の伝送が行われる。ガルバニック接続を可能にするためにはサーモスタットハウジング上に又はヒータユニット上に及び/又はコントロール装置上に設けられた適正なコンタクト表面が必要である。

レシーバ（アンテナ、増幅器）とスイッチング要素又はカップリング要素に加え、ヒータユニット又はコントロール装置上に設けられる別の電子的な要素はプログラマブルＲＯＭ（リードオンリメモリ）である。同メモリにおいて識別子は不揮発的に記憶されるが、イレーザブルである（ＥＰＲＯＭ）。ターム「不揮発性」は特にメモリに記憶された識別子が、電源異常（power failure）又はヒータユニットが回路から切断される場合に、失われないことを意味する。これはサーモスタットに識別子を記憶させる場合も同様である。動作電圧の消滅若しくはバッテリー又はアキュミュレーの交換の場合にもメモリの内容が保持される永久メモリにおいて同様に記憶される。

使用の便宜のために、成功した読出し動作をユーザに明示すると便利で、これは音響的手段で及び/又は光学的手段で行うことが好ましい。ユーザは識別子の伝送が失敗したとき警告され、再度操作を繰り返すように要請される。このために、例えば、緑又は赤のＬＥＤが設けられる。

本発明の他の詳細と効果は、例示の実施例の図面と以下の詳細な説明から明らかである。

図１によると、電気ヒータユニット１は（図にはその一部が示されている）は外部供給電圧Ｕに接続され、各国の電力網の通常の電圧に接続されることが好ましい。ヒータユニット要素は加熱（heating）抵抗要素２で表されている。

後者は電源スイッチング（切替）要素３で制御され、必要があれば、同要素は電力の複数段を、及び、図示はしないが複数の過熱抵抗要素を接続及び切断することが出来る。スイッチング要素３はレギュレーション要素４により制御される（単純な場合、オン／オフ制御）。レギュレーション要素４は入力部でレシーバ要素５から設定制御信号を受け取る。同要素は制御信号（図において矢印で表している）をサーモスタット６又は同サーモスタットに内在する送信器７からコンタクトレスで受け取り、室温を所定温度に維持する。

図示しないが、サーモスタット６は独立電圧源（例えば、バッテリー又はアキュミュレータ）に接続される。なお、同サーモスタットはデジタル・ディスプレイ８を有し、マルチファンクション・ディスプレイとして機能し、これは電気ヒーティングシステムの管理についての情報を表示する。例えば、所望の温度設定、日時等のために、複数のアクチュエーション要素がディスプレイ８の下に設けられる。関連するスイッチング要素は最新技術を使って構成され、ここに図示しないし、詳細を説明しない。

最後に、サーモスタット６は永久磁石９を有する。本発明によれば、スイッチ１０は通常開状態で、磁気動作が可能であり、それを永久磁石９に近接させることで閉にすることができる。本発明によれば、同スイッチ１０はヒータユニットの中又は上に設けられる。レシーバ５からの信号は同スイッチ１０の１つの接点（connection）に与えられる。他の接点はメモリ要素１１（不揮発性、即ち永久に情報を記憶する要素）の入力に接続されている。位置決めマーク１２を使ってユーザはスイッチ１０に近接してサーモスタット６を配置するが、同マークはヒータユニットの外側に設けられている。最後に、表示要素１３はメモリ要素１１と関係付けられる。

要素３、４、５、１０、１１は、ヒータユニット電気的制御の重要部品で、点線で囲んでグループ化したが、これはコントロールユニット又はコントロール装置Ｓを形成する。図１によれば、このコントロール装置はヒータユニット１の中又は上に設けられるが、それから離れて備え付けてもよい。

後者については図２に示す。ヒータユニット１は室内にあり、電源（接続又は有線接続ボックス （connection box））にケーブル接続１５を介し接続される。前記ケーブル接続１５は部屋の壁のヒータユニット１から独立して備え付けられたコントロール装置Ｓに接続している。同コントロール装置は壁に固定され（有線接続ボックス：wired junction box）又はコネクションボックスのコネクタに結合することができる。別の実施例では、図示しないが、コントロール装置は同一機能を保持しながら、スイッチング信号とコントロール信号を確実に受信できる条件の下に、ケーブルコネクションの中央に設けられた可動要素の形態であってもよい。

どのケースにおいても、部屋に面した外部表面上に位置決めマーク１２が設けられる。これは図１によるヒータユニット上の位置決めマーク１２と同様の機能を有する。機能の点で図１のディスプレイ要素１３のそれに対応するディスプレイ要素（図示しない）をここに含めることができる。

更に、サーモスタット６を部屋の又は外部のどこからも、見ることが出来る。コントロール装置Ｓに対するその機能的な関係／無線リンクは二重矢印で示されている。

本発明に基づいて実行される学習動作について説明する。サーモスタット６又はケースによっては送信器７がその特性を有する送信モードに切り替えられる。記述したように、これはユーザマニュアルで説明されているサーモスタット６の１つ又は複数の制御要素の特定動作（specific action）により作動される。磁石９を有するサーモスタット６をヒータユニット１またはコントロール装置Ｓに付けられた位置決めマーク１２に、即ちスイッチ１０に近づける。後者は閉じ、メモり要素１１のための「学習可能」モードが起動される。ヒータユニット又はコントロール装置Ｓのレシーバ５は学習動作期間に送信器７が送信する信号を受信する。同信号は少なくともサーモスタット６の特性識別子を含んでいる。レシーバ５は信号分離手段（フィルタ等）を有し、通常制御信号から識別信号を区別することが出来る。次に識別子は別の出力を介してメモリ要素１１に送ると、スイッチ１０は閉じる。このメモリ要素はそのコンテンツを修正し、これらをその出力に送る。

同信号がメモリ要素１１の入力部と出力部に存在するときディスプレイ装置１３は作動される（activated）。次にサーモスタットがヒータユニット１の近傍から取り去られると、送信は停止する。抗してスイッチ１０は信号ストリームからメモリ要素の入力を分離することを止める。

通常動作（学習動作モードではない）において、レシーバ要素５は受信された全信号（コントロール信号と識別信号）をコンパレータ段１４に送る。同段はコントロール要素４の入力のアップストリームに接続されている。メモリ要素１１からの出力信号はサーモスタットの識別に対応するものであり、同段に与えられる。従って、コンパレータ段１４はそれに供給されたコントロール信号が対応する識別信号部分を有しているかどうか、つまり、コントロール信号が「正しい」サーモスタットから送られてきたかどうかを検証する必要がある。メモリ要素１１に登録されていないサーモスタットからコンタクトレス伝送路（contactless path）を介して来た信号はヒーティング要素１の制御により無視される。

スイッチ１０及び永久磁石９の代わりに、メモリ要素１１の「学習可能」モードは別の手段によっても、例えば誘導性結合又は容量性結合を使って活性化される。これらの手段は、送信モードに設定されたサーモスタットがヒータユニット上の適当な位置近くに配置されると同時に、識別子を直接メモリ要素１１に送信することができる。

また、学習動作の終了、メモリコンテンツの修正又はアップデートは、メモリ要素１１からサーモスタット６への直接フィードバックに使われる。例えば、この目的でメモリ要素１１により作動されるトランスポンダが使われる。後者は、サーモスタットに設けられた対応するレシーバに対する応答信号で、読出し信号を又はケースによってはメモリ内容の修正を送り返す。これは識別送信モードを中断する。

ヒーティングシステムとその制御の構成要素を示した機能ブロック図である。 ヒータユニットとその制御部分を空間的に分離した構成のヒーティングシステムを示した概観図である。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの電流を熱に変換するヒータユニット（１）と、
   少なくとも１つのハウジングに設けられたサーモスタット（６）とを含む電気的ヒーティングシステムであって、
   前記サーモスタットからの信号は前記ヒータユニット（１）に加熱電力のスイッチオンする及び/又は制御するコンタクトレス手段を提供するようにするものであって、特に無線波手段により前記ヒータユニットに個別の割り当てられたコントロール装置（Ｓ）のレシーバ（５）に送信されるものであって、前記サーモスタットとコントロール装置との間の機能的関係は識別信号の送信と読出しにより確立され、
   サーモスタット（６）ハウジングの上部又は内部及び/又はコントロール装置（Ｓ）の上部又は内部に、学習動作（「学習可能」モード）において識別信号を送信及び/又は読み出すために相互近接により起動される手段（９、１０）が備えられることを特徴とする電気的ヒーティングシステム。
2. 前記サーモスタットが送信モードにおいて接続され、識別信号のために少なくとも１つのレシーバ要素（５）と１つのメモリ要素（１１）がヒータユニット（１）及び/又はコントロール装置（Ｓ）に属することを特徴とする請求項１記載のヒーティングシステム。
3. 前記コントロール装置（Ｓ）がメモリ要素（１１）に記憶された識別信号と、レシーバ（５）の動作の期間受信されるサーモスタット（６）からの識別信号とを比較するための回路（１４）を有することを特徴とする請求項１又は２記載のヒーティングシステム。
4. サーモスタット（６）の動作の期間に送信される識別信号がスイッチング又は制御信号と結合され、特にそれにスーパーインポウズされ、又は同時に送信され又はその前後に配置され、同時に又は同信号に関してタイムディレイをもって送信されることを特徴とする請求項３記載のヒーティングシステム。
5. 学習動作に関し、スイッチング又は制御信号と結合された識別信号が送信され、識別部分を分離するためにフィルタ手段が設けられることを特徴とする請求項４記載のヒーティングシステム。
6. 前記サーモスタット（６）がコントロール要素の特定動作により少なくとも識別信号の送信モードに切替えられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
7. 識別信号の送信モードが自動的に動作停止することができることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
8. 送信モードが毎回所定時間インターバルに対し起動されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
9. 送信モードは各読出しモードの終了後にフィードバック信号により自動停止することができることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
10. サーモスタット（６）及びコントロール装置（Ｓ）が近接されるときに、メモリ要素（１１）に識別信号のコンタクトレス送信を可能にするスイッチングメカニズム（１０）が起動されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
11. サーモスタットとヒータユニットが共に近接されるとき、サーモスタット（６）からコントロール装置（Ｓ）への、識別信号のコンタクトレス送信のための送信路が形成されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
12. 識別信号がガルバニックコンタクトにより送信されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
13. 識別信号の送信のためにサーモスタットの近傍に配置される位置決めマーク（１２）がコントロール装置（Ｓ）の上に設けられることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
14. 少なくとも1つのディスプレイ要素（１３）が学習動作の終了を表示することが出来るように設けられることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
15. 少なくとも1つのディスプレイ要素が学習動作の不成功を警告するために設けられることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
16. コントロール装置（Ｓ）がヒータユニット（１）上に直接的に又はそれから分離されて配置され、電気的接続を介してリンクされることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項記載のヒーティングシステム。
17. コントロール装置（Ｓ）が接続ボックスに対し接続するためのコネクタに結合又は接続されることを特徴とする請求項１６記載のヒーティングシステム。
18. コントロール装置が電気的接続とヒータユニット（１）との間のケーブル接続（１５）内に配置されることを特徴とする請求項１６記載のヒーティングシステム。

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