JP2020513523A - 電圧変換器を含む電気ラジエータ型暖房装置 - Google Patents

Abstract

電気ラジエータ型暖房装置（１０）は、発熱部材（１２）であって、発熱部材（１２）の入力（１２１）に直流電圧が給電されたときに第１熱流（Ｆ１）を発生させる発熱部材（１２）、を収容する筐体（１１）を備える。暖房装置（１０）は、電圧変換器（１４）であって、電圧変換器（１４）を電源（１３）に接続するための接続要素を備える入力（１４１）と、直流電圧を供給し発熱部材（１２）の入力（１２１）に直接又は間接的に給電するように構成された出力（１４２）とを含み、筐体（１１）内に配置された電圧変換器（１４）、も備える。【選択図】図１

Description

本発明は、入力に電圧が給電されたときに第１熱流を発生させる発熱部材を収容する筐体を含む電気ラジエータ型暖房装置に関する。

本発明は、電源と少なくとも１つのそのような暖房装置とを含む電気装置にも関する。

従来、暖房装置が接続された電源は、交流電圧を供給し、暖房装置の全ての構成要素はその交流電圧に適合している。従来、この電源は、局所的な電力ネットワークによって構成されている。

暖房装置によっては、発熱部材に関連付けられた一組の電池を組み込むことも知られている。この一組の電池により、暖房装置によって使用されるエネルギーを貯蔵することが可能になり、電力消費の間隔が時間的に空けられる。

それにもかかわらず、これらの既知の暖房装置は、まだ完全に満足なものではない。

実際、それらは、受容できない発熱量の損失が生じること以外では、太陽電池装置、燃料電池、スーパーキャパシタ又は電気化学電池に基づく電池のような直流電圧を供給する電源による動作の可能性を除外しており、電源の性質に関して非常に大きな制限をもたらす。

直流電圧の交流電圧への変換及びその逆変換は、非常に大きな発熱量の損失を引き起こすということが思い起こされる。

しかし、現在のトレンドは、たいていは直流電圧を供給する再生可能エネルギーを奨励するということがわかっている。

更に、現在の認識では、電気暖房装置は、送電網の管理に積極的に参加できない。すなわち、暖房装置の制御及び貯蔵容量は非常に限られているので（有線による管理、熱慣性による貯蔵）、エネルギーの貯蔵及び供給の要求に素早く応答することができない。

従来、電気暖房装置を使用する構内又は建物のエネルギー管理システムは、再生可能エネルギーの送電網での統合に参加することができない。実際、電気暖房装置の慣性を使用すると、暖房装置を再生可能エネルギーの中間貯蔵システムとして使用するために、又は電力消費の停止に役立つために十分に精密な制御が可能にならない。

一般に、電気暖房装置と電池タイプの電気化学貯蔵装置との統合は、バックアップ要求のため又はスタンドアローンで暖房を実現するためのみのものであると考えられている。

本発明は、上述の不利な点の全て又は一部を解決することを意図する。

この状況において、簡単で、経済的な、信頼性の高い、高効率な暖房装置を提供する必要があり、暖房装置は、全体の発熱量を向上させながら、直流電源の状況において使用するのがずっと容易である。

この目的のため、電気ラジエータ型暖房装置であって、発熱部材であり、前記発熱部材の入力に直流電圧が給電されたときに第１熱流を発生させる発熱部材、を収容する筐体を備え、前記暖房装置は、電圧変換器であって、前記電圧変換器を電源に接続するための接続要素を備える入力と、直流電圧を供給し前記発熱部材の前記入力に直接又は間接的に給電するように構成された出力とを含み、前記筐体内に配置された電圧変換器、を備え、前記電圧変換器は、前記電圧変換器によって生成された熱量を有する第２熱流を発生させるヒートシンクを備え、前記第２熱流は、前記発熱部材によって生成された前記第１熱流と混合される、電気ラジエータ型暖房装置が提案される。

電圧変換器の過熱を避けるために、電圧変換器からその使用時に生じる第２熱流は、暖房装置の他の構成要素を急速に予熱することと、第１熱流と混合することによって、電圧変換器によって生じる熱量が失われ又は厄介にさえなるのを避けて暖房装置１０のエネルギー効率を最適化することを可能にすることとの両方に役立つ。したがって、これらのさまざまな要素及びこれらのさまざまな機能の間で真の有利な相乗効果が存在する。

ある特定の実施形態によると、前記電圧変換器は、前記電圧変換器の出力において前記直流電圧を、前記電圧変換器が前記電源に接続されるときに前記電源によって前記電圧変換器の前記入力に与えられる直流電圧を変換することによって、供給することができるように構成されている。

他の特定の実施形態によると、前記電圧変換器は、前記電圧変換器の出力において前記直流電圧を、前記電圧変換器が前記電源に接続されるときに前記電源によって前記電圧変換器の前記入力に与えられる交流電圧を変換することによって、供給することができるように構成されている。

更に他の特定の実施形態によると、直流によって給電されることが意図される入力と、直流を供給する出力とを有し、直流電流の下で動作する電気エネルギー貯蔵装置を、暖房装置は備え、前記電気エネルギー貯蔵装置は、電気化学電池の集合体を基にした電池、及び／又はスーパーキャパシタ、及び／又は燃料電池を備える。

更に他の特定の実施形態によると、暖房装置は、
前記電圧変換器の前記出力において供給される前記直流電圧を前記発熱部材の前記入力に与えるように構成された、前記電圧変換器の前記出力を前記発熱部材の前記入力に連結するための第１連結要素と、
前記電圧変換器の前記出力において供給される前記直流電圧を前記電気エネルギー貯蔵装置の前記入力に与えるように構成された、前記電圧変換器の前記出力を前記電気エネルギー貯蔵装置の前記入力に連結するための第２連結要素と、
前記電気エネルギー貯蔵装置の前記出力によって供給される前記直流を前記発熱部材の前記入力に与えるように構成された、前記電気エネルギー貯蔵装置の前記出力を前記発熱部材の前記入力に連結するための第３連結要素と、
前記第１連結要素を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、前記第２連結要素を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、及び前記第３連結要素を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、スイッチ素子とを備える。

更に他の特定の実施形態によると、暖房装置は、前記筐体内に収容され、少なくとも前記発熱部材及び前記スイッチ素子を制御する管理ユニットを備える。

更に他の特定の実施形態によると、暖房装置は、前記筐体の外の温度を測定するための測定センサと、前記測定センサによって求められた値を前記管理ユニットの第１入力に送ることを可能にする第１送信要素とを備える。

更に他の特定の実施形態によると、暖房装置は、前記電気エネルギー貯蔵装置の充電状態を評価することを可能にする評価要素と、前記評価要素によって求められた値を前記管理ユニットの第２入力に送ることを可能にする第２送信要素とを備える。

更に他の特定の実施形態によると、前記管理ユニットは、前記管理ユニットのメモリに格納された所定の戦略アルゴリズムに従って、前記測定センサによって求められ前記管理ユニットの前記第１入力に送られた前記値に従って、及び、前記評価要素によって求められ前記管理ユニットの前記第２入力に送られた前記値に従って、前記スイッチ素子の制御を行う。

更に他の特定の実施形態によると、前記管理ユニットは、前記スイッチ素子を制御することによって、前記第１連結要素及び／又は前記第３連結要素が開路構成をとる第１動作モードと、前記第１連結要素及び／又は前記第３連結要素が閉路構成をとる第２動作モードと、の間で前記暖房装置を切り換え、前記第１動作モードは、前記測定センサによって求められた前記値と前記管理ユニットによって知られている設定温度との間の差が、厳密に正の所定の第１偏差より高い場合に行われ、前記第２動作モードは、前記測定センサによって求められた前記値と前記管理ユニットによって知られている設定温度との間の差が、ゼロ以下の所定の第２偏差より低い場合に行われる。

更に他の特定の実施形態によると、前記管理ユニットは、前記スイッチ素子を制御することによって、前記第２連結要素が閉路構成をとる第３動作モードと、前記第２連結要素が開路構成をとる第４動作モードと、の間で前記暖房装置を切り換え、前記第３動作モードは、前記評価要素によって求められた前記値が前記管理ユニットによって知られている所定の第１閾値以下である場合に行われ、前記第４動作モードは、前記評価要素によって求められた前記値が、前記管理ユニットによって知られている所定の第２閾値以上になり、かつ、前記所定の第１閾値より厳密に高くなるとすぐに行われる。

更に他の特定の実施形態によると、前記管理ユニットは、前記評価要素によって求められた前記値が前記管理ユニットによって知られている所定の第３閾値以上である場合に、前記スイッチ素子を制御することによって、前記暖房装置を、前記第３連結要素が閉路構成をとる第５動作モードにする。

更に他の特定の実施形態によると、前記管理ユニットは、前記電圧変換器の前記出力において供給される前記直流電圧が、前記管理ユニットによって計算された前記発熱部材によって供給されるべき出力に従って変化するように、前記電圧変換器の制御を行う。

電気装置であって、電源と、少なくとも１つのそのような暖房装置とを備え、前記暖房装置の、前記電圧変換器の前記入力の接続要素は前記電源に接続され、前記暖房装置において前記電源は、直流電圧を供給し、太陽電池パネル、燃料電池、スーパーキャパシタ、及び電気化学電池の集合体を基にした電池のうちの全て又は一部を備える、電気装置も、提案される。

本発明は、限定しない例として提供され添付の図面に表された、本発明の特定の実施形態の以下の説明を用いて、よりよく理解される。

図１は、本発明による暖房装置の例の構成要素の概略図である。 図２及び３は、図１の暖房装置の２つの実施形態を示す。 図２及び３は、図１の暖房装置の２つの実施形態を示す。

上述のように概要が示された添付の図１〜３を参照して、本発明は、基本的には電気ラジエータ型暖房装置１０に関し、発熱部材１２であって、その入力１２１に直流電圧が給電されたときに第１熱流Ｆ１を発生させる発熱部材１２、を収容する筐体１１を、暖房装置１０は含む。

発熱部材１２は、少なくとも１つの放熱体及び／又は伝熱流体による少なくとも１つの発熱装置を特に含み得る。

本発明は、電源１３と少なくとも１つのそのような暖房装置１０とを含む電気装置にも関する。以下の説明から理解されるように、電源１３は、交流電圧を供給するタイプの、又はより有利なことには直流電圧を供給するタイプのものであり得る。

電圧変換器１４を電源１３に電気的に接続することを可能にする接続要素を備える入力１４１と、直流電圧を供給し発熱部材１２の入力１２１に直接又は間接的に給電するように構成された出力１４２とを含み、筐体１１内に配置された電圧変換器１４を、暖房装置１０は含む。電圧変換器１４により、電源１３からの入力電流を、電圧変換器１４がエネルギーを供給することが意図されている構成要素によって直接に使用可能な直流出力電流に変換することが可能になる。

電圧変換器１４の性質は、それが接続されることが意図される電源１３の性質に直接関係する。特に、電圧変換器１４は、電圧変換器１４が電源１３に接続されるときに電源１３によって電圧変換器１４の入力１４１に与えられる直流電圧を変換することによって、電圧変換器１４の出力１４２において直流電圧を供給することができるように構成され得る。よって、電源１３が直流電圧を供給するタイプのものであるなら、電圧変換器１４はＤＣ／ＤＣタイプのものであり得る。代替として、それにもかかわらず、電圧変換器１４が電源１３に接続されるときに電源１３によって電圧変換器１４の入力１４１に与えられる交流電圧を変換することによって、電圧変換器１４の出力１４２において直流電圧を供給することができるように、電圧変換器１４が構成されることも可能である。よって、電源１３が交流電圧を供給するタイプのものであるなら、電圧変換器１４はＡＣ／ＤＣタイプのものであり得る。

電圧変換器１４の出力１４２が電気エネルギーを供給することが意図される構成要素によって直接に使用可能な直流への交流の変換を可能にするために、電圧変換器１４は、スイッチング電源若しくは並列のいくつかのスイッチング電源、又はより簡単には少なくとも１つのチョッパを例えば含み得る。

有利な実施形態によると、直流によって給電されることが意図される入力１５１と他の直流を供給する出力１５２とを有し、直流電流の下で動作する電気エネルギー貯蔵装置１５を、暖房装置１０は含む。貯蔵装置１５によると、電力の消費の間隔を時間的に空けるために、暖房装置１０によって使用されるエネルギーを貯蔵することが可能になる。特に、電気エネルギーが利用可能なときに、特にその購入コストが経済的であると考えられるときに、貯蔵装置１５によると電気エネルギーを貯蔵することが可能になる。

例として、電気エネルギー貯蔵装置１５は、電気化学電池の集合体を基にした電池、及び／又はスーパーキャパシタ、及び／又は燃料電池を含む。更に、電圧変換器１４の出力１４２を通って電気エネルギーを発熱部材１２へ直接供給することを実現することができるようにするために、暖房装置１０は、電圧変換器１４の出力１４２を発熱部材１２の入力１２１に連結するための、電圧変換器１４の出力１４２において供給される直流電圧を発熱部材１２の入力１２１に与えるように構成された、第１連結要素１６を含む。

並行して、電圧変換器１４の出力１４２を通って、発熱部材１２に電気エネルギーを間接的に供給することができるようするために、暖房装置１０は、電圧変換器１４の出力１４２を電気エネルギー貯蔵装置１５の入力１５１に連結するための、電圧変換器１４の出力１４２において供給される直流電圧を電気エネルギー貯蔵装置１５の入力１５１に与えるように構成された、第２連結要素１７を含む。相補的に、暖房装置１０は、電気エネルギー貯蔵装置１５の出力１５２を発熱部材１２の入力１２１に連結するための、電気エネルギー貯蔵装置１５の出力１５２によって供給される直流を発熱部材１２の入力１２１に与えるように構成された、第３連結要素１８を含む。

第１連結要素１６、第２連結要素１７及び第３連結要素１８の性質は、これらの要素に割り当てられ、かつ、以上で提示された機能に、これらの要素が適合することを可能にする限り、それ自体限定するものではない。

更に、暖房装置１０は、第１連結要素１６を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、第２連結要素１７を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、及び第３連結要素１８を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、スイッチ素子（それ自体は図示されていない）を含む。

筐体１１内に収容され、制御リンク２０（有線又は無線リンク）を経由して少なくとも発熱部材１２を制御し、以前のパラグラフで述べられたスイッチ素子を制御する管理ユニット１９も、暖房装置１０は含む。

管理ユニット１９は、制御リンク２１（有線又は無線リンク）を経由して電圧変換器１４の制御を、及び／又は制御リンク２２（有線又は無線リンク）を経由して電気エネルギー貯蔵装置１５の制御をも行い得る。

特に、管理ユニット１９は、電圧変換器１４の出力１４２において供給される直流電圧が、管理ユニット１９によって計算され発熱部材１２によって供給されるべき出力に応じて変化するように、電圧変換器１４の制御を行う。特に、そのような制御戦略は、電圧変換器１４が複数のスイッチング電源を並列に含むときに、考慮に入れられ、促進される。したがって、発熱部材１２によって供給される出力を変化させることが、複雑な電子的解決策に頼ることなく、簡単で経済的なやり方で可能である。

よって、電圧変換器１４によって供給される直流電圧は、発熱部材１２又は貯蔵装置１５に必要な電圧に依存する。

スイッチング電源タイプ又はチョッパタイプの電圧変換器１４の使用により、暖房装置１０に組み込まれた様々な電子部品（制御マップ、センサ、ディスプレイ等）の直流供給の間での冗長性を避けることも可能になる。反対に、電圧変換器１４により、全ての電子部品に直流で給電することも可能になる。その結果、設計が簡単になり、コストが限定され、よりよい頑健性が得られる。

電気エネルギーの供給を確実に行うために、電圧変換器１４の出力１４２は、管理ユニット１９の入力にも連結されることは言うまでもない。

図１に表されているように、暖房装置１０は、筐体１１の外の温度を測定するように構成された測定センサ２３、及び、測定センサ２３によって求められた値を管理ユニット１９の第１入力１９１に送ることを可能にする第１送信要素２４も含む。

暖房装置１０は、電気エネルギー貯蔵装置１５の充電状態を評価することを可能にする評価要素（element de caracterisation）２５、及び、評価要素２５によって求められた値を管理ユニット１９の第２入力１９２に送ることを可能にする第２送信要素２６も含む。

好ましくは、管理ユニット１９は、管理ユニット１９のメモリに格納された所定の戦略アルゴリズムに従って、測定センサ２３によって求められ第１送信要素２４を介して管理ユニット１９の第１入力１９１に送られた値に従って、及び、評価要素２５によって求められ第２送信要素２６を介して管理ユニット１９の第２入力１９２に送られた値に従って、スイッチ素子の制御を行う。

戦略アルゴリズムによって、発熱部材１２の動作である、貯蔵装置１５を直流で直接充電すること又は直流に適合した発熱部材１２を通して貯蔵装置１５を放電すること、を選ぶのに最適な条件を選ぶことが可能になる。

好ましい実施形態によると、管理ユニット１９は、スイッチ素子を制御することによって、
・第１連結要素１６及び／又は第３連結要素１８が開路構成をとる第１動作モードと、
・第１連結要素１６及び／又は第３連結要素１８が閉路構成をとる第２動作モードと、
の間で暖房装置１０を切り換え、第１動作モードは、測定センサ２３によって求められた値と管理ユニット１９によって知られている設定温度との間の差が厳密に正の所定の第１偏差より高い場合に行われ、第２動作モードは、測定センサ２３によって求められた値と管理ユニット１９によって知られている設定温度との間の差がゼロ以下の所定の第２偏差より低い場合に行われる。

所定の第１偏差の値は、典型的には１°と３°との間、例えば２°に等しい。よって、後者の例では、第１動作モードは、温度センサ２３によって測定された温度が設定温度より少なくとも２度高い場合に採用され、それは発熱部材１２の動作を停止する効果を有する。

所定の第２偏差の値は、典型的には−１と０との間、例えば０に等しい。よって、後者の例では、第２動作モードは、温度センサ２３によって測定された温度が設定温度以下の場合に採用され、それは発熱部材１２によって部屋の暖房を開始する効果を有する。

更に、第１及び第２動作モードに関して既に説明されたこれらの制御戦略と並行して、管理ユニット１９は、スイッチ素子を制御することによって、
・第２連結要素１７が閉路構成をとる第３動作モードと、
・第２連結要素１７が開路構成をとる第４動作モードと、
の間で暖房装置１０を切り換え、第３動作モードは、評価要素２５によって求められた値が管理ユニット１９によって知られている所定の第１閾値以下である場合に行われ、第４動作モードは、評価要素２５によって求められた値が、管理ユニット１９によって知られている所定の第２閾値以上になり、かつ、所定の第１閾値より厳密に高くなるとすぐに行われる。

第１、第２、第３及び第４動作モードに関して既に説明されたこれらの制御戦略と並行して、管理ユニット１９は、評価要素２５によって求められた値が管理ユニット１９によって知られている所定の第３閾値以上である場合に、スイッチ素子を制御することによって、暖房装置１０を、第３連結要素１８が閉路構成をとる第５動作モードにする。特に、所定の第３閾値は、所定の第１閾値と所定の第２閾値との間に含まれる。

典型的には、所定の第１閾値は例えば０．１５に等しい。よって、第３動作モードは貯蔵装置１５の充電状態が１５％未満である場合に採用され、それは、貯蔵装置１５が劣化すると考えられる過放電を避けるために貯蔵装置１５の充電を開始するという効果を有する。代替として又は上述のものと組み合せて、第３動作モードの採用は、電源１３からの安価なエネルギーの存在が条件となるかもしれない。

次に、所定の第２閾値は、典型的には０．９より大きく、例えば０．９５に等しい。よって、第４動作モードは貯蔵装置１５の充電状態が９５％より大きい場合に採用され、それは、過充電及び早期の損耗を避けるために貯蔵装置１５の充電を停止するという効果を有する。

次に、所定の第３閾値は、典型的には０．４と０．６との間に含まれ、例えば０．５に等しい。よって、第５動作モードは貯蔵装置１５の充電状態が例えば５０％より大きい場合に採用され、それは、貯蔵装置１５から発熱部材１２への電力供給を開始するという効果を有する。代替として又は上述のものと組み合せて、第５動作モードの採用は、電源１３からの安価なエネルギーの欠如が条件となるかもしれない。

「第１動作モード」、「第２動作モード」、「第３動作モード」、「第４動作モード」及び「第５動作モード」という用語の使用は、それらに、１つのものの他のものに対するいかなる優先的な性質も、１つのものの他のものに対するいかなる排他的な性質も与えない、ということを読者は理解すべきである。反対に、異なる動作モードを組み合わせることは、全くあり得ることである。

「充電状態」という用語は、当業者に十分に知られている量を想起させる。この充電状態を測定する多くの方法が存在し、ここでは限定をしない。

有利なことに、電圧変換器１４は、電圧変換器１４によって生成された熱量を有する第２熱流Ｆ２を発生させるヒートシンクを含む。暖房装置１０の内部構成は、第２熱流Ｆ２が、発熱部材１２によって生成された第１熱流Ｆ１と混合されるというものである。第２熱流Ｆ２は、他の構成要素の急速な予熱と、電圧変換器１４によって発生した熱量が無駄に又は邪魔にさえなるのを避けることによって電気機器１０のエネルギー効率を最適化することを、第１熱流Ｆ１と混合することによって可能にすることとの両方に役立つ。言い換えると、入力電流を直流に変換するために電圧変換器１４によって生成される熱は、発熱量の損失を避けるために、構成要素の加熱と機器１０による熱の生成とに使用される。

充電状態を評価する要素の他に、暖房装置１０は、電気エネルギー貯蔵装置１５の健全性の状態又は温度を求めるように構成された手段を組み込んでいる。

ところで、電気装置内において、電圧変換器１４の入力１４１の接続要素は、電源１３に接続されている。実に好ましくは、電源１３は直流電圧を供給し、以下の要素、すなわち、太陽電池パネル、燃料電池、スーパーキャパシタ、電気化学電池の集合体を基にした電池、のうちの全て又は一部を含む。これにより、暖房装置１０の、及び電気装置の全体の効率を最適化することが可能になり、交流の直流への変換のため従来生じていた損失が避けられる。更に、暖房装置１０は直流電源からの電力供給によって直接に使用可能であり、それは、特に再生可能エネルギーの進展のため、今日の趨勢である。

図２及び３を参照して、筐体１１は、筐体１１を仕切りに、例えば壁のような垂直仕切りに固定することを可能にする固定手段１８を含む後部１１１と、熱流Ｆ１及びＦ２の筐体１１の外に向けての放熱を可能にする前面柵１１２とを含み得る。図２の変形例においては、後部１１１は、筐体１１の厚さ全体に実質的に等しい厚さを有し、前面柵１１２は、後部１１１の前面の外縁の高さにおいて筐体１１に蓋をする。図３の変形例において、後部１１１は筐体１１の厚さ全体より小さな厚さを有し、筐体１１は、その前方の領域で前面柵１１２を支えてその後方の領域で後部１１１の前面の外縁の高さにおいて筐体１１に蓋をする前部１１３も含む。

筐体１１内において、貯蔵装置１５は電圧変換器１４の上方に配置され、この第１組立品は、横に並んで配置された発熱部材１２と管理ユニット１９とで形成された第２組立品に対して後方に向かって移動している。断熱仕切り２７は、筐体１１の厚さに応じて、貯蔵装置１５の高さにおいてのみ、第１組立品と第２組立品とを隔てる。反対に、断熱仕切り２７は、電圧変換器１４と第２組立品との間には配置されない。その結果、電圧変換の間に電圧変換器１４によって生成された熱量は、発熱部材１２によって生成された熱量と混合され、少なくとも管理ユニット１９、貯蔵装置１５及び発熱部材１２を、冷えているときに予熱することを可能にする。

直流で動作し電圧変換器１４を内蔵する暖房装置１０を備えることにより、暖房装置１０の上流又は内部で電圧を選ぶことが可能になる。今までに知られている解決策では、直流電源を直接に使用及び制御する可能性はない。反対に、暖房装置１０によると、電気のタイプを制御し、電源１３の性質及び発熱部材１２のタイプを選ぶことが可能になり、その結果、交流への変換損失を避けながら、再生可能エネルギー源の電力ネットワークへの統合に参加することが可能になる。実に暖房装置１０は、直流電源によって、交流への変換の必要なく、電源に直接に使用され得る。それによって、変換から生じる損失を避けることができる。

交流又は直流の入力電圧から直流電圧への電圧変換器１４を経由する経路は、典型的には１２Ｖと６０Ｖとの間に制限され、人の安全についての問題を効果的に限定することができる。

以上で開示された有利な点の他に、本発明の目的である解決策は簡単で、経済的で、信頼性が高く、高効率であり、直流電源の状況におけるその解決策の使用は、全体的な発熱量を向上させながら、明らかに役立つ。

電気装置は、例えば、筐体１１の外の温度、エネルギー消費、人の存在、相対湿度又は二酸化炭素を測定するためのセンサ２３に加えて、暖房装置１０の環境を測定及び監視するための手段を含む。

電気装置は、外部情報、例えば、電力ネットワーク、インターネット又は天気サーバに関係する情報を測定及び監視するための手段も含む。

貯蔵装置１５の充電状態、健全性の状態又は温度、外部情報及び暖房装置１０の環境に関係する情報に基づいて、暖房装置１０は、その状態、ネットワーク及びユーザの要望に応じて、エネルギー貯蔵に直接に参加することができる。よって、暖房装置１０は、ユーザに提供されるサービスを低下させることなく、再生可能エネルギーのネットワークへの統合に参加することができる。

この解決策は、直流電源のエネルギーの電力ネットワーク上での最適な貯蔵を可能にするために、スマートグリッド内に統合され得る。

有利なことに、暖房装置１０の管理ユニット１９は、「スマートグリッド」において遭遇する以下の場合、すなわち、需要に対して過剰な発電、発電に対して過剰な需要、及び無効電力の取り出し、を補償するために、ホームネットワーク又は商用電源ネットワークのイベントに従って制御され得る。

発電が需要より大きい場合には、貯蔵装置１５は、ローカルな貯蔵をするために、家庭内の又は商用電源ネットワークにおいてエネルギーを消費し得る。

需要が発電より大きい場合には、貯蔵装置１５は、家庭内の又は商用電源ネットワークにエネルギーを供給し得る。

無効電力の取り出しの場合には、貯蔵装置１５は、力率を増加させるため、及び／又は、ネットワークの高調波汚染を減少させるために、適切な電圧及び位相パラメータで使用され得る。

例えば、ソーラーエネルギー源、燃料電池、スーパーキャパシタ及び電気化学電池は、暖房装置１０に接続されるエネルギー源であり得る直流電源であり、これらの電源は高い直流電圧レベルを有し、ＤＣ／ＤＣタイプの電圧変換器１４は、最適な条件下で暖房装置１０における使用を可能にする。有利なことに、この解決策は、プラスエネルギー住宅の発電から生じる再生可能エネルギーの現場での貯蔵を可能にするために、プラスエネルギー住宅内で統合され得る。

もちろん、本発明は、以上で表され説明された実施形態には限定されず、反対に、その全ての変形例を含む。

Claims (14)

1. 電気ラジエータ型暖房装置（１０）であって、
   発熱部材（１２）であり、前記発熱部材（１２）の入力（１２１）に直流電圧が給電されたときに第１熱流（Ｆ１）を発生させる発熱部材（１２）、を収容する筐体（１１）を備え、
   前記暖房装置（１０）は、電圧変換器（１４）であって、前記電圧変換器（１４）を電源（１３）に接続するための接続要素を備える入力（１４１）と、直流電圧を供給し前記発熱部材（１２）の前記入力（１２１）に直接又は間接的に給電するように構成された出力（１４２）とを含み、前記筐体（１１）内に配置された電圧変換器（１４）、を備え、
   前記電圧変換器（１４）は、前記電圧変換器（１４）によって生成された熱量を有する第２熱流（Ｆ２）を発生させるヒートシンクを備え、前記第２熱流（Ｆ２）は、前記発熱部材（１２）によって生成された前記第１熱流（Ｆ１）と混合される、
   電気ラジエータ型暖房装置（１０）。
2. 前記電圧変換器（１４）は、前記電圧変換器（１４）の出力（１４２）において前記直流電圧を、前記電圧変換器（１４）が前記電源（１３）に接続されるときに前記電源（１３）によって前記電圧変換器（１４）の前記入力（１４１）に与えられる直流電圧を変換することによって、供給することができるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置（１０）。
3. 前記電圧変換器（１４）は、前記電圧変換器（１４）の出力（１４２）において前記直流電圧を、前記電圧変換器（１４）が前記電源（１３）に接続されるときに前記電源（１３）によって前記電圧変換器（１４）の前記入力（１４１）に与えられる交流電圧を変換することによって、供給することができるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置（１０）。
4. 直流によって給電されることが意図される入力（１５１）と、直流を供給する出力（１５２）とを有し、直流電流の下で動作する電気エネルギー貯蔵装置（１５）を備え、
   前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）は、電気化学電池の集合体を基にした電池、及び／又はスーパーキャパシタ、及び／又は燃料電池を備える
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の暖房装置（１０）。
5. 前記電圧変換器（１４）の前記出力（１４２）において供給される前記直流電圧を前記発熱部材（１２）の前記入力（１２１）に与えるように構成された、前記電圧変換器（１４）の前記出力（１４２）を前記発熱部材（１２）の前記入力（１２１）に連結するための第１連結要素（１６）と、
   前記電圧変換器（１４）の前記出力（１４２）において供給される前記直流電圧を前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）の前記入力（１５１）に与えるように構成された、前記電圧変換器（１４）の前記出力（１４２）を前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）の前記入力（１５１）に連結するための第２連結要素（１７）と、
   前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）の前記出力（１５２）によって供給される前記直流を前記発熱部材（１２）の前記入力（１２１）に与えるように構成された、前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）の前記出力（１５２）を前記発熱部材（１２）の前記入力（１２１）に連結するための第３連結要素（１８）と、
   前記第１連結要素（１６）を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、前記第２連結要素（１７）を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、及び前記第３連結要素（１８）を開路構成と閉路構成との間で切り替えるための、スイッチ素子とを備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の暖房装置（１０）。
6. 前記筐体（１１）内に収容され、少なくとも前記発熱部材（１２）及び前記スイッチ素子を制御する管理ユニット（１９）を備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の暖房装置（１０）。
7. 前記筐体（１１）の外の温度を測定するための測定センサ（２３）と、
   前記測定センサ（２３）によって求められた値を前記管理ユニット（１９）の第１入力（１９１）に送ることを可能にする第１送信要素（２４）とを備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の暖房装置（１０）。
8. 前記電気エネルギー貯蔵装置（１５）の充電状態を評価することを可能にする評価要素（２５）と、
   前記評価要素（２５）によって求められた値を前記管理ユニット（１９）の第２入力（１９２）に送ることを可能にする第２送信要素（２６）とを備える
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の暖房装置（１０）。
9. 前記管理ユニット（１９）は、前記管理ユニット（１９）のメモリに格納された所定の戦略アルゴリズムに従って、前記測定センサ（２３）によって求められ前記管理ユニット（１９）の前記第１入力（１９１）に送られた前記値に従って、及び、前記評価要素（２５）によって求められ前記管理ユニット（１９）の前記第２入力（１９２）に送られた前記値に従って、前記スイッチ素子の制御を行う
   ことを特徴とする請求項７及び８に記載の暖房装置（１０）。
10. 前記管理ユニット（１９）は、前記スイッチ素子を制御することによって、
    前記第１連結要素（１６）及び／又は前記第３連結要素（１８）が開路構成をとる第１動作モードと、
    前記第１連結要素（１６）及び／又は前記第３連結要素（１８）が閉路構成をとる第２動作モードと、
    の間で前記暖房装置（１０）を切り換え、
    前記第１動作モードは、前記測定センサ（２３）によって求められた前記値と前記管理ユニット（１９）によって知られている設定温度との間の差が、厳密に正の所定の第１偏差より高い場合に行われ、
    前記第２動作モードは、前記測定センサ（２３）によって求められた前記値と前記管理ユニット（１９）によって知られている設定温度との間の差が、ゼロ以下の所定の第２偏差より低い場合に行われる
    ことを特徴とする請求項９に記載の暖房装置（１０）。
11. 前記管理ユニット（１９）は、前記スイッチ素子を制御することによって、
    前記第２連結要素（１７）が閉路構成をとる第３動作モードと、
    前記第２連結要素（１７）が開路構成をとる第４動作モードと、
    の間で前記暖房装置（１０）を切り換え、
    前記第３動作モードは、前記評価要素（２５）によって求められた前記値が前記管理ユニット（１９）によって知られている所定の第１閾値以下である場合に行われ、
    前記第４動作モードは、前記評価要素（２５）によって求められた前記値が、前記管理ユニット（１９）によって知られている所定の第２閾値以上になり、かつ、前記所定の第１閾値より厳密に高くなるとすぐに行われる
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の暖房装置（１０）。
12. 前記管理ユニット（１９）は、前記評価要素（２５）によって求められた前記値が前記管理ユニット（１９）によって知られている所定の第３閾値以上である場合に、前記スイッチ素子を制御することによって、前記暖房装置（１０）を、前記第３連結要素（１８）が閉路構成をとる第５動作モードにする
    ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の暖房装置（１０）。
13. 前記管理ユニット（１９）は、前記電圧変換器（１４）の前記出力において供給される前記直流電圧が、前記管理ユニット（１９）によって計算された前記発熱部材（１２）によって供給されるべき出力に従って変化するように、前記電圧変換器（１４）の制御を行う
    ことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１項に記載の暖房装置（１０）。
14. 電気装置であって、
    電源（１３）と、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの暖房装置（１０）とを備え、
    前記暖房装置（１０）の、前記電圧変換器（１４）の前記入力（１４１）の接続要素は前記電源（１３）に接続され、
    前記暖房装置（１０）において前記電源（１３）は、
    直流電圧を供給し、
    太陽電池パネル、燃料電池、スーパーキャパシタ、及び電気化学電池の集合体を基にした電池のうちの全て又は一部を備える、
    電気装置。

Images