WO2017001066A1 - Thermostat für heizungs-, klima- und/oder lüftungsanlagen - Google Patents

Thermostat für heizungs-, klima- und/oder lüftungsanlagen Download PDF

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WO2017001066A1
WO2017001066A1 PCT/EP2016/055298 EP2016055298W WO2017001066A1 WO 2017001066 A1 WO2017001066 A1 WO 2017001066A1 EP 2016055298 W EP2016055298 W EP 2016055298W WO 2017001066 A1 WO2017001066 A1 WO 2017001066A1
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WO
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housing
thermostat
control circuit
base body
thermostat according
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/055298
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gernot Becker
Original Assignee
Rwe Effizienz Gmbh
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Publication date
Application filed by Rwe Effizienz Gmbh filed Critical Rwe Effizienz Gmbh
Priority to EP16710698.8A priority Critical patent/EP3317739A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1018—Radiator valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0257—Thermostatic valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors

Definitions

  • the subject matter relates to a thermostat for heating, air conditioning and / or
  • Ventilation systems with the features according to the preamble of claim 1.
  • home automation plays the control and regulation of
  • thermostats an important role.
  • a thermostat is usually the device which raises the greatest cost-saving potential in which temperature control is optimized.
  • suitable control / regulation of the thermostats can be realized at the same time a cost savings for a user comfort at the same time.
  • thermostats in which an actuator usually sets a control valve via a spindle within the radiator, are known per se. It is also known that thermostats in
  • thermostats are very important aspects of user acceptance.
  • the thermostat itself forms an immediate interface between the home automation system and the user and is designed to provide the user experience that is as comfortable as possible.
  • the current setting of the thermostat can be displayed and it can be intuitively facilitated the change of settings.
  • the object was the object to simplify the operation of a thermostat for users and in particular to make wear-free.
  • a proximity sensor is arranged on the base body.
  • the proximity sensor is arranged in the region of the outer surface of the lateral surface of the base body.
  • the proximity sensor can also be partially arranged in the base body.
  • the proximity sensor is arranged on one of the inside of the housing facing side of the base body.
  • the proximity sensor is arranged on one of the inside of the housing facing side of the base body.
  • Proximity sensor arranged on an outer circumferential surface of the base body.
  • the proximity sensor is designed so that it preferably detects objects in the region of the outside of the housing without contact. It has been recognized that in a main body of the thermostat, the essential technology can be installed. This can be in addition to a temperature sensor and an actuator with which a control valve can be adjusted within a radiator or other air conditioning or ventilation system.
  • the technology built into the base body is protected from the user by a housing that encloses the base body at least partially.
  • the housing is at least partially hollow cylindrical with a bottom and a jacket.
  • the housing is in the mounted state on the
  • Basic body preferably arranged with its bottom frontally.
  • the proximity sensor detect capacitively metallic and non-metallic objects. Objects in the vicinity of the proximity sensor change the electric field between the
  • Proximity sensor and the earth field This change in the electric field can be evaluated by the proximity sensor.
  • a plurality of proximity sensors it is possible to detect movements with respect to their direction of movement along at least one axis between the proximity sensors by a differential method. In this way, a movement along at least one axis can be detected by at least two proximity sensors.
  • at least one front-side proximity sensor is arranged at a front end of the main body. With the help of the frontal proximity sensor, it is also possible to detect an approach of an object, such as a hand, to the front side of the thermostat. This can be used for various purposes, such as setting operating modes of the thermostat.
  • the end-side proximity sensor it is also possible to arrange at least two circumferential proximity sensors on a jacket surface of the base body facing the jacket of the housing.
  • the proximity sensors are arranged on the base body and point in the direction of the jacket of the housing, thus radially outward. As a result, objects in the region of the lateral surface of the housing can be detected by the proximity sensors.
  • At least one of the proximity sensors is arranged in a recess of the base body facing the jacket of the housing.
  • circumferential grooves may be provided, in which the proximity sensors can be embedded.
  • the housing may be arranged against rotation relative to the base body.
  • Non-rotating can mean that the housing can rotate relative to the base body by less than 10 °, preferably less than 5 °, in particular less than 1 °.
  • the fixation of the housing to the base body is preferably carried out in the assembled state, that is, when the housing is plugged or pushed onto the base body.
  • a user can then operate the thermostat so that it moves its hand in the region of the housing, either for example, performs a rotational movement along the lateral surface of the housing or places his palm on the end face of the housing. This movement can be controlled by a control circuit and the
  • Proximity sensors are evaluated and according to the evaluation can a reaction of the control circuit or the thermostat take place.
  • a rotational movement may mean, for example, an adjustment of a desired temperature.
  • the peripheral proximity sensors detect a rotational movement of objects in the region of
  • Each individual proximity sensor can measure its electric field and report a change to a control circuit.
  • the proximity sensors are arranged and connected to the control circuit such that a simultaneous detection of at least two objects in the
  • Area of the outside is possible. This can be, for example, the detection of two fingers in the region of the outside, which are rotated about the longitudinal axis of the housing. This movement of the fingers can be interpreted as a rotational movement of the thermostat and a corresponding change in a desired temperature can be effected.
  • a control circuit is arranged in the base body.
  • the control circuit evaluates signals from at least the proximity sensors and the temperature sensor.
  • control circuit can control the actuator with the aid of a program provided within the control circuit.
  • the control circuit may also be partially disposed outside the housing of the thermostat, for example in the form of a central controller of a home automation system.
  • the detection of the signals of the proximity sensors and the temperature sensor in the control circuit can take place, the evaluation of the detected signals and the Deriving control commands from this example, for the actuator can be done outside the thermostat in the center.
  • control circuit should detect a fault
  • Objects by at least one peripheral proximity sensor inactivates the frontal proximity sensor. This prevents that the frontal proximity sensor delivers signals when the circumferential
  • Proximity sensors to detect a rotational movement. Also, those from the frontal proximity sensor could be ignored by the control circuit in such a case.
  • the control circuit drives a light source arranged on the base body.
  • a temperature setpoint value can be changed.
  • the control circuit change a temperature setpoint value stored in the control circuit in response to a signal from the peripheral proximity sensors.
  • the thermostat can with the help of lamps temperature actual values and
  • this indication may be in response to a signal from one of the proximity sensors. It is also possible that an additional pressure or touch sensor is preferably provided on the front side. With this sensor, a pressure or a touch can be detected. In response to the detection of a pressure or a touch, the
  • Control circuit arranged on the base body display device drive can also have a light source, as will be described below. This makes it possible to activate the display only when a user approaches the thermostat and, for example, touches the front side of the thermostat or exerts pressure.
  • control circuit may vary an operating mode for controlling the actuator in response to a signal from the pressure or touch sensor.
  • Touch sensor for a predetermined minimum duration, for example one second, three seconds or five seconds, a changeover of the operation of the thermostat from a manual mode to an automatic mode and vice versa takes place.
  • a manual mode for example, the setpoint temperature can be set on the thermostat itself, whereas in an automatic mode, the setpoint temperature can be preset by a central control circuit.
  • a display in particular in the form of a
  • Illuminant be activated.
  • a display can be varied between different display values, for example, an actual temperature or an actual humidity can be displayed.
  • an outside temperature can be displayed, which is received for example by a central control circuit in the thermostat.
  • control circuit display an actual temperature measured by the temperature sensor and / or a stored desired temperature on a display device arranged on the main body.
  • Display device can preferably be effected by means of a luminous means, in particular a bar-shaped luminous means, as also described below. According to one embodiment, it is proposed that in addition to the
  • a humidity sensor is arranged on the base body.
  • the control circuit can display an actual humidity measured by the humidity sensor on a display device arranged on the main body.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a conventional thermostat
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a thermostat according to a
  • Fig. 3 is a view of a main body according to an embodiment
  • Fig. 4 is a view of a housing according to an embodiment
  • Fig. 5 is a sectional view through a housing according to a
  • 6a is a sectional view of a base body with a housing after a
  • 6b is a sectional view of a base body with a housing according to an embodiment
  • 7a shows two proximity sensors with an object
  • FIG. 7b shows two proximity sensors with an object
  • FIG. 8a shows a thermostat with a front-side operation
  • 8b shows a thermostat with a rotary movement as an operator
  • 9a is a plan view of a thermostat with a temperature display according to an embodiment
  • Fig. 9b is a plan view of a thermostat with a display of a remaining time according to an embodiment
  • Fig. 9c is an end view of a thermostat with a
  • FIG. 10 is a schematic view of a servomotor according to a
  • Fig. IIa a course of an adjustment of a setpoint temperature
  • Control pulses for tactile feedback according to a
  • Fig. IIb a control pulse according to an embodiment.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a thermostat 2 with a motorized actuator.
  • the thermostat 2 has a housing 4 and a base body 6.
  • a motorized actuator 8 is arranged.
  • the actuator 8 is connected via an axle 8a with a reduction gear 10.
  • a spindle 12 is displaced in the axial direction.
  • a screw 14 is arranged, via which the thermostat 2 can be connected to a valve of a heating, ventilation and / or air conditioning.
  • the spindle 12 is in the connected state in operative connection with the Adjusted valve of the radiator and the actuator 8 can thus open and close the valve.
  • a control computer 16 is provided in the base body 6.
  • the control computer 16 is programmed to the before and after
  • the control computer 16 is typically a microprocessor that can perform a variety of functions.
  • the control computer 16 is connected to a temperature sensor 18.
  • the temperature sensor 18 measures the actual temperature.
  • the temperature sensor 18 preferably has a temperature sensor, which is arranged on the housing 4 or outside of the housing 4 in order to measure the actual temperature in the vicinity of the housing 4 and not the temperature within the base body. 6
  • a target temperature can be set. This is conventionally possible via, for example, a rotary knob (not shown) on the housing. It is also possible that the control computer 16 via
  • Communication means has to be with a central control over the
  • control computer 16 can receive, for example, specifications for setpoint temperatures via the air interface.
  • This predetermined desired temperature can be compared with the actual temperature measured by the temperature sensor 18 and depending on the result of the comparison, the actuator 8 can be driven. In this way, the spindle 12 can be moved back and forth in the longitudinal direction, to the valve position of the radiator
  • Novel thermostats 2 have a display device 20 via which, for example, the actual temperature, the target temperature, the current time and the like can be displayed.
  • the display device 20 is a Liquid crystal display, which is driven by the control computer 16 accordingly.
  • Thermostats 2 either via a thumbwheel on the thermostat 2 or from a remote control computer possible. Just the operation of a thumbwheel, however, is prone to errors, since contamination and incrustations can lead to errors.
  • touch displays In addition, users today are accustomed to operate so-called touch displays in which only a touch a change in a setting can be made. Such touch displays usually work with capacitive and / or resistive proximity sensors. In particular, capacitive
  • Proximity sensors are suitable for allowing contactless operation. According to one embodiment, it is now possible that the thermostat 2 is also equipped with such proximity sensors to allow non-contact adjustment of the setpoint temperature or other parameters. For this purpose, as shown in FIG. 2, various measures on the thermostat 2 necessary.
  • Fig. 2 shows a base body 6 of a thermostat 2, which is constructed substantially similar to the thermostat of FIG.
  • the main body 6 is equipped with spindle 12, gear 10, actuator 8 and control computer 16.
  • a temperature sensor 18 is provided.
  • 6 proximity sensors 22a-e are provided on the base body.
  • the proximity sensors 22a, 22b and 22e and 22d are arranged in the example shown in FIG. 2 on the lateral surface of the base body 6.
  • grooves are provided in the lateral surface of the main body 6, which are suitable for receiving the proximity sensor 22.
  • the proximity sensors 22a, b, d, e are suitable for detecting rotational movements around the rotary body 6, as will be shown below.
  • a further proximity sensor 22c is provided on the end face 6a of the main body 6. This is also in a recess within the base body. 6 arranged so that it as well as the other proximity sensors 22 as close as possible with the outer surface of the base body 6.
  • the proximity sensors 22 are connected via suitable control lines with the
  • Control computer 16 connected. About the control lines are the
  • Proximity sensors 22 fed with electrical power and provide a measurement signal to the control computer 16.
  • the control computer 16 evaluates the signals of
  • Proximity sensors 22 and concludes from either an end-to-end approach to the proximity sensor 22c, a circumferential approach to at least one of the proximity sensor 22a, b, e, d or a rotational movement about the proximity sensors 22a, b, e, d around. Especially in the case where the
  • Proximity sensors 22a, b, e, d detect an approach of an object, for example a hand, the proximity sensor 22c is inactivated by the control computer 1, so that this performs no further evaluation until the
  • Proximity sensors 22a, b, e, d output a signal that the object has been removed. This prevents the end-side proximity sensor 22c from performing a faulty or unwanted measurement during a rotational movement about the circumferential proximity sensors 22.
  • the proximity sensors 22 are arranged in the base 6 in the example shown. However, it is also possible that the proximity sensors 22 are arranged on the base body 6 and are arranged in particular in depressions within the housing 4.
  • the lighting means 24a, b are preferably LED strips which have a longitudinal extent and which are controlled via the control computer 16 so that only partial areas can be activated and light up, whereas other partial areas remain inactive and do not light up. Thus, the bulbs 24 by
  • FIG. 3 shows a view of a main body 6. It can be seen that in the region of an outer lateral surface of the main body 6 there are two
  • Proximity sensors 22a, 22e are provided.
  • the proximity sensors 22a, e are arranged along a same circumferential line around the main body 6 around.
  • the base body 6 is preferably cylindrical and has a longitudinal axis 6b.
  • Proximity sensors 22a, e are preferably arranged at defined angular intervals around the longitudinal axis b. Preferably, more than two
  • Proximity sensors of the respective angular distance between two proximity sensors the same size so that the proximity sensors as evenly distributed on the
  • At least one light-emitting means 24 is provided in the base body 6.
  • the illuminant 24 extends in a circular arc along the circumference of the main body 6.
  • the circular segment, which is spanned by the illuminant 24, is preferably between 45 ° and 90 °.
  • a light-emitting means 24 may also be arranged on the end face 6a of the main body 6 on the front side, but here for the sake of simplicity is not shown.
  • On the end face 6a of the main body 6, a further proximity sensor 22c is arranged.
  • An end-side approach of an object can be detected via the proximity sensor 22c, whereas a circumferential approach to the base 6 can be detected via the proximity sensors 22a, e.
  • a rotational movement of an object about the longitudinal axis 6b of the main body 6 are detected. This rotational movement can be evaluated by the control computer 16 so that a change in the target temperature is made.
  • 4 shows a view of a housing 4.
  • the housing 4 is hollow cylindrical about a longitudinal axis 4a.
  • the housing 4 has a bottom 4b and a cylindrical shell 4c.
  • the housing is formed at least in part from a translucent material.
  • the opacity is in regions such that light from a light source 24 is at the
  • Base body 6 can shine through, however, details of the base body 6 through the
  • the translucent areas 26a, 26b are shown in FIG.
  • the region 26a extends along the jacket 4c over an angular range between 45 ° and 90 ° and has a longitudinal extent of about 1/3 to 1/4 of the length of the housing 4.
  • a scale 28a, b can be applied in each case , It is understood that the regions 26a, 26b may be provided alternatively or in a commutative manner.
  • the scale 28e has an even distribution of its scale marks over the angle section of the region 26b, so that the angle section of the region 26a is divided into areas of equal size through the scale 28a or their scale lines. With the help of the scale 28 a, it is possible a temperature range of the heating system or the
  • a temperature range between 10 ° C and 30 ° C may be possible. This temperature range is divided into equal sections, such as 20 sections. If the area 26a then a
  • the scale 28a is such that a scale line is provided per 2 ° angle, so that a total of 20 scale lines of the scale 28a are present in the area 26a.
  • the luminous means 24a is arranged on the main body 6, which covers a same angle section as the region 26a.
  • Control of the light source 24a can be different lengths of areas Illuminant 24a are activated and thus the scale 28a are illuminated. Depending on the setting of target and actual temperature, the relative position within the temperature window, which is represented by the thermostat 2, can then be read off via the scale 28a.
  • the scale 28b can also be an illustration of the
  • Temperature range of the thermostat 2 enable. 5 shows the translucent areas 26a, b in a schematic
  • the housing 4 is arranged in the mounted state against rotation on the base body 6.
  • a variety of locking mechanisms can be provided which secure the housing 4 against rotation on the base body 6 in the mounted state.
  • Fig. 6a shows such a possibility.
  • a radially outwardly pointing dovetail 6c is provided on the housing 6, which is pushed into a receptacle 4d corresponding thereto on the housing 4. If the dovetail 6c engages in the receptacle 4d, then the housing 4 can no longer be rotated about the longitudinal axis 6b of the base body 6 and the relative angular position between the base body 6 and the housing 4 is fixed.
  • FIG. 6b A further variant is shown in FIG. 6b, in which radially outwardly directed springs 6c 'are provided on the base body 6, which engage in grooves 4d' of the housing 4 extending in each case along the longitudinal axis. As a result, twisting of the housing 4 relative to the base body 6 can also be avoided.
  • Proximity sensors 22a-e are provided for non-contact setting of target temperature or other parameters as described.
  • the mode of operation of the proximity sensors 22 is shown schematically in FIGS. 7a and b.
  • the proximity sensors 22a, 22d are shown, each measuring an electric field in its environment.
  • each of the proximity sensors 22a, 22d may be considered as a plate of a capacitor whose counterpart is the electric field of the environment (the earth field).
  • Proximity sensors 22a, 22d are shown in FIG. When an object 32, for example a finger, approaches the electric field 30a of the proximity sensor 22a, the field strength of the field 30a changes.
  • Proximity sensor 22a thereby changes position and density, which can be detected by a corresponding sensor.
  • the proximity sensor 22a can thus detect an object 32 in its vicinity and output a corresponding signal. Also, the electric field 30d of the proximity sensor 22d changes through the
  • Proximity sensor 22d gives no corresponding approach signal.
  • the field strengths of the two electric fields 30a, 30d change. It can be determined to what extent the electric field 30a has changed and it can be determined at the same time to what extent the electric field 30d has changed. The respective changes as well as directions of change can be evaluated and from this a movement of the object 32 along the axis 34 can be detected.
  • the axis 34 is preferably parallel to degrees of connection between the
  • Proximity sensors 22a, 22d With the help of juxtaposed
  • Proximity sensors 22a, 22d can thus be detected a movement of an object 32 along at least one axis. By evaluating the corresponding sensor signals can thus be determined, in which ratio the object 32 has moved to the proximity sensors 22a, 22d.
  • the operation of an objective thermostat 2 is using the
  • Proximity sensors 22 contactless possible. Through gestures, a user can do that Operating thermostat 2.
  • Fig. 8a an end-side operation is shown. A user may approach his hand 32 to the bottom 4b of the housing 4 of the thermostat 2.
  • the proximity sensor 22c arranged on the front side 6a can detect this approach. In the control computer 16, the frontal operation is registered due to the signal of the proximity sensor 22c.
  • a tactile gesture a user may approach his hand 32 to the bottom 4b of the housing 4 of the thermostat 2.
  • the proximity sensor 22c arranged on the front side 6a can detect this approach.
  • the frontal operation is registered due to the signal of the proximity sensor 22c.
  • Feedback can be made that the actuator 8 is activated for a short time, resulting in a vibration of the thermostat 2. If the user touches the thermostat 2 with his hand 32, he can feel this tactile feedback.
  • a short touch or approach to the end face 6a can be used, for example, to activate a display via the lighting means 24a, b. Also, the ad can
  • a long touch or approach to the front page by the hand 32 trigger another command in the control computer 16.
  • an operation mode is switched over with a long touch.
  • either the target temperature at the thermostat 2 can be set directly, by rotational movement in the region of the housing, as shown in Fig. 8b
  • the thermostat 2 can receive a target temperature from a central computer, regardless of the manual setting the thermostat 2 itself.
  • Base 6 coincides, perform a rotary motion.
  • Rotational movement is detected by the arranged on the jacket proximity sensors 22a, b, d, e.
  • the movement according to the evaluation of the shown in Fig. 7 Change in the electric fields are sensed.
  • the housing 4 does not rotate in the rotational movement of the hand 32 shown in Fig. 8, but remains stationary to the base body 6, which is fixedly secured to the radiator. Only the gesture of turning leads to a change in the target temperature.
  • a maximum and a minimum set value of the setpoint temperature can be predetermined. If this value is reached by a rotational movement and the rotational movement continues, it can be determined by the control computer 16 that the limit of the setting range has been reached. In this case, for example, a permanent activation of the actuator for the tactile feedback can take place.
  • the proximity sensors 22a, b, d, e and the proximity sensor 22c can be switched off, for example. Also, when approaching the hand 32 to the thermostat 2, an activation of the bulbs 24 by the control computer 16, so that only in the case of operation and optionally a pre-defined follow-up time, the bulbs 24 are activated.
  • FIG. 9 shows the illustration of a display by means of a luminous means 24a.
  • Illuminant 24a is formed of a plurality of successively arranged Light-emitting diodes 34.
  • the light source 24a has two rows 36a, 36b of light-emitting diodes 34.
  • Each row 36a, 36b can also be understood as an independent light source.
  • the rows 36a, 36b are parallel to each other and form a bar of LEDs 34. As can be seen in Fig. 9a, this is
  • Illuminant 24 is arranged in the region of the scale 28a.
  • the scale 28 a and the lighting means 24 a are arranged in the translucent region 26 a of the housing 4.
  • the two rows 36a, 36b may be formed of light emitting diodes 34 of different colors.
  • the row 36a may be formed of green light emitting diodes and the row 36b may be formed of red light emitting diodes.
  • the control computer 16 can activate the lighting means 24a, so that in the row 36a, the number of activated light-emitting diodes (shown by black dots) represent a desired value for the temperature.
  • the number of activated LEDs 34 represent an actual value of the temperature. If no light emitting diode is activated in row 36, the user can conclude that the actual temperature has reached the lowest limit for the thermostat, for example 10 ° C. If all light-emitting diodes 34 of the row 36b are activated, the user can conclude that the actual temperature has reached the maximum temperature range of the thermostat, for example 30 ° C. The same applies to the heron 36a and the set target temperature.
  • a rotational movement as shown in Fig. 8b, detects the
  • Control computer 16 a change in the target temperature in the direction of larger or smaller values. Depending on the direction of rotation, the setpoint temperature is increased or decreased, which results in more or fewer LEDs 34 being activated in row 36a. The user receives thus an optical feedback over one
  • each Scale portion of the scale 28a can be a tactile feedback, so that the user can see without looking, that he has changed set temperature by a certain value. If setpoint and actual temperature are identical, this can first be represented by the fact that the number of activated light-emitting diodes 34 per row 36a, b is the same. Further, for example, a flashing of the LEDs 34 by the
  • Control computer 16 are activated. Also can be another kind of tactile
  • Feedback e.g. by a longer or shorter vibration, or a vibration with a different frequency.
  • a further row of light emitting diodes 34 is provided which indicates in a further color, for example yellow, that the setpoint and actual temperatures are identical. With this further color, a change in the target temperature compared to the previous target temperature can be displayed. The other color may indicate the span by which the target temperature has been changed.
  • Fig. 9b shows the thermostat 2 in the moment in which the user removes his hand 32 from the thermostat 2. This removal can be detected and the
  • Control computer 16 can estimate how long it takes until the desired temperature and the actual temperature are the same. This can the control computer 16 by
  • Flow temperature of the radiator and the radiating characteristics of the radiator can be estimated how long it takes until the actual temperature has reached the target temperature.
  • the LEDs 34 of the series 36a, b are activated.
  • the scale 28a be used.
  • a maximum duration may be 30 minutes
  • a minimum duration may be, for example, 0 minutes.
  • the quotient of estimated duration to maximum duration can indicate which number of light-emitting diodes 34 are activated. If the quotient is greater than 1, all LEDs are activated. Is the
  • Quotient for example, 0.5, i. a heating time of 15 minutes is estimated, exactly half of the light emitting diodes of a respective row 36a, 36b can be activated.
  • Fig. 9c shows a possibility of an end-face display with a scale 28b.
  • the scale 28b is formed of beams of different lengths, behind each of which two rows of light-emitting diodes 36a, 36b are arranged. In each case on a left side of a bar of the scale 28b may be arranged a row 36a, which is the actual temperature
  • a number 36b may be provided, which represents the respective target temperature.
  • the target temperature is greater than the actual temperature, which by a
  • the tactile feedback can be done via the actuator 8 or an additional motor within the body 6.
  • FIG. 10 shows by way of example how such a tactile feedback can take place via the actuator 8.
  • the actuator 8 has mounted on its housing via a spring 38 mounted flywheel 40.
  • a resonant frequency of the actuator 8 can be adjusted, which is in particular equal to the frequency of the pulse, which is transmitted from the control computer 16 for the tactile feedback to the actuator 8 ,
  • Such a pulse may have an alternating voltage which coincides with a particular one
  • Fig. IIa shows a sequence of adjusting a target temperature together with the respective control pulses of the control computer 16 to the motor 18 for the tactile feedback. Shown is the course of a target temperature 42, starting from a base temperature, for example 20 ° C. The change in the target temperature 42 is effected via a rotational movement, as described above.
  • a control pulse should be triggered by the control computer 16.
  • the target temperature 42 is increased from the base temperature, for example, first constant by 5 ° C and then by 10 ° C.
  • the setpoint temperature exceeds one
  • the setpoint temperature falls below a lower limit range.
  • the user can continue to make a rotational movement and virtually reduce the target temperature further.
  • the setpoint temperature then remains at the limit value until an operation in the other direction takes place.
  • a longer control pulse 52 can be output. This can be output, for example, as long as a change in the setpoint temperature 42 is made and this is below the lower limit.
  • a course of a pulse 48 or a pulse 52 is shown in FIG. IIb. It can be seen that the pulse is formed from an alternating voltage, the
  • a frequency of 100Hz oscillates around the zero point.
  • the duration 54 of a pulse is dependent on whether a short pulse 48 or a long pulse 52 is activated by the control computer 16.

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Abstract

Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlagen mit einem Grundkörper, einem an dem Grundkörper angeordneten Temperatursensor, einem an dem Grundkörper angeordneten Stellglied und einem den Grundkörper zumindest teilweise umschließenden Gehäuse. Eine Bedienung des Thermostats wird dadurch erleichtert, dass an dem Grundkörper, einer Innenseite des Gehäuses zugewandt, zumindest ein Näherungssensor angeordnet ist, wobei der Näherungssensor Gegenstände im Bereich der Außenseite des Gehäuses erfasst.

Description

Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlagen
Der Gegenstand betrifft ein Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder
Lüftungsanlagen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im Bereich der Heimautomatisierung spielt die Steuerung und Regelung von
Heizungsstellern, mithin Thermostaten, eine bedeutende Rolle. Ein Thermostat ist im Rahmen einer Heimautomatisierung in der Regel dasjenige Gerät, welches das größte Kosteneinsparpotential hebt, in dem eine Temperaturregelung optimiert wird. Durch geeignete Steuerung / Regelung der Thermostate kann bei einem Komfortgewinn für den Nutzer trotzdem gleichzeitig eine Kostenersparnis realisiert werden.
Die grundsätzliche Funktion eines Thermostats, bei dem ein Stellglied in der Regel über eine Spindel ein Stellventil innerhalb des Heizkörpers einstellt, ist an sich bekannt. Auch ist an sich bekannt, dass Thermostate in
Heimautomatisierungslösungen eingebunden werden können und mittels zentraler Steuerung intelligent angesteuert werden können. Die einfache und intuitive
Bedienung der Thermostate ist jedoch ein ganz wesentlicher Aspekt für die Akzeptanz beim Nutzer. Das Thermostat selbst bildet eine unmittelbare Schnittstelle zwischen dem Heimautomatisierungssystem und dem Nutzer und soll diesem ein möglichst komfortables Bedienerlebnis bieten. Außerdem soll dem Nutzer möglichst einfach und intuitiv die aktuelle Einstellung des Thermostats angezeigt werden können und ihm die Veränderung von Einstellungen intuitiv erleichtert werden können.
Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, die Bedienung eines Thermostats für Nutzer zu vereinfachen und insbesondere verschleißfrei zu gestalten.
Diese Aufgabe wird gegenständlich dadurch gelöst, dass an dem Grundkörper ein Näherungssensor angeordnet ist. An dem Grundkörper kann im Sinne des Gegenstandes so verstanden werden, dass der Näherungssensor im Bereich der Außenfläche der Mantelfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Dabei kann der Näherungssensor jedoch auch teilweise in dem Grundkörper angeordnet sein.
Vorzugsweise ist der Näherungssensor an einer der Innenseite des Gehäuses zugewandten Seite des Grundkörpers angeordnet. Insbesondere ist der
Näherungssensor an einer äußeren Mantelfläche des Grundkörpers angeordnet. Der Näherungssensor ist so gestaltet, dass er Gegenstände im Bereich der Außenseite des Gehäuses vorzugsweise berührungslos erfasst. Es ist erkannt worden, dass in einem Grundkörper des Thermostats die wesentliche Technik verbaut sein kann. Dies kann neben einem Temperatursensor auch ein Stellglied sein, mit welchem ein Stellventil innerhalb eines Heizkörpers oder einer sonstigen Klima- oder Lüftungsanlage verstellt werden kann. Die in dem Grundkörper verbaute Technik wird vor dem Nutzer durch ein den Grundkörper zumindest teilweise umschließendes Gehäuse geschützt.
Um die Haptik eines herkömmlichen Thermostats nachzuempfinden ist
vorgeschlagen, dass das Gehäuse zumindest in Teilen hohlzylindrisch mit einem Boden und einem Mantel ist. Das Gehäuse ist im montierten Zustand an dem
Grundkörper vorzugsweise mit seinem Boden stirnseitig angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Näherungssensor metallische und nicht-metallische Gegenstände kapazitiv erfasst. Gegenstände im Bereich des Näherungssensors verändern das elektrische Feld zwischen dem
Näherungssensor und dem Erdfeld. Diese Veränderung des elektrischen Feldes kann durch den Näherungssensor ausgewertet werden. Beim Einsatz von mehreren Näherungssensoren ist es möglich, durch eine Differenzmethode Bewegungen hinsichtlich ihrer Bewegungsrichtung entlang zumindest einer Achse zwischen den Näherungssensoren zu detektieren. Hierdurch kann eine Bewegung entlang zumindest einer Achse durch zumindest zwei Näherungssensoren detektiert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass zumindest ein stirnseitiger Näherungssensor an einem stirnseitigen Ende des Grundkörpers angeordnet ist. Mit Hilfe des stirnseitigen Näherungssensors ist es auch möglich, eine Annäherung eines Gegenstandes, beispielsweise einer Hand, an die Stirnseite des Thermostates festzustellen. Dies kann für verschiedene Zwecke genutzt werden, beispielsweise zu Einstellung von Betriebsmodi des Thermostates. Neben dem stirnseitigen Näherungssensor ist es auch möglich, zumindest zwei umfangsseitige Näherungssensoren auf einer dem Mantel des Gehäuses zugewandten Mantelfläche des Grundkörpers anzuordnen. Die Näherungssensoren sind an dem Grundkörper angeordnet und weisen in Richtung des Mantels des Gehäuses, mithin radial nach außen. Hierdurch können Gegenstände im Bereich der Mantelfläche des Gehäuses durch die Näherungssensoren detektiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Näherungssensoren in einem dem Mantel des Gehäuses zugewandten Rücksprung des Grundkörpers angeordnet ist. In dem Grundkörper können umfangsseitige Nuten vorgesehen sein, in denen die Näherungssensoren eingelassen sein können.
Um lediglich eine virtuelle Drehbewegung an dem Thermostat nachbilden zu können, kann das Gehäuse relativ zu dem Grundkörper verdrehsicher angeordnet sein.
Verdrehsicher kann bedeuten, dass sich das Gehäuse relativ zum Grundkörper um weniger als 10°, vorzugsweise weniger als 5°, insbesondere weniger als 1° drehen kann. Die Fixierung des Gehäuses an dem Grundkörper erfolgt vorzugsweise im montierten Zustand, das heißt wenn das Gehäuse auf den Grundkörper aufgesteckt oder aufgeschoben ist.
Ein Nutzer kann das Thermostat dann derart bedienen, dass er seine Hand im Bereich des Gehäuses bewegt, entweder beispielsweise eine Drehbewegung entlang der Mantelfläche des Gehäuses durchführt oder seine Handfläche auf die Stirnfläche des Gehäuses legt. Diese Bewegung kann durch eine Steuerungsschaltung und die
Näherungssensoren ausgewertet werden und entsprechend der Auswertung kann eine Reaktion der Steuerschaltung bzw. des Thermostats erfolgen. Eine Drehbewegung kann beispielsweise ein Verstellen einer Soll-Temperatur bedeuten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die umfangsseitigen Näherungssensoren eine Drehbewegung von Gegenständen im Bereich der
Außenseite des Gehäuses um die Längsachse des Gehäuses detektierend miteinander in Wirkverbindung stehen. Jeder einzelne Näherungssensor kann sein elektrisches Feld messen und eine Veränderung einer Steuerschaltung melden. Durch Auswertung der Veränderung der elektrischen Felder von zwei benachbarten Näherungssensoren, beispielsweise durch eine Differenzmethode, ist es möglich, eine Bewegung des Gegenstandes zwischen den beiden Näherungssensoren zumindest entlang einer Achse nachzuvollziehen.
Die Näherungssensoren sind so eingerichtet und so mit der Steuerschaltung verbunden, dass eine gleichzeitige Erfassung von zumindest zwei Gegenständen im
Bereich der Außenseite ermöglicht ist. Dies kann beispielsweise das Erfassen von zwei Fingern im Bereich der Außenseite sein, die um die Längsachse des Gehäuses gedreht werden. Diese Bewegung der Finger kann als Drehbewegung des Thermostates gedeutet werden und eine entsprechende Veränderung einer Soll-Temperatur bewirkt werden.
Zur Auswertung der durch die Näherungssensoren erfassten Messwerte ist eine Steuerschaltung in dem Grundkörper angeordnet. Die Steuerschaltung wertet Signale von zumindest den Näherungssensoren und dem Temperatursensor aus.
Anschließend kann die Steuerschaltung mit Hilfe eines innerhalb der Steuerschaltung vorgesehenen Programms das Stellglied ansteuern. Die Steuerschaltung kann auch teilweise außerhalb des Gehäuses des Thermostats angeordnet sein, beispielsweise in Form einer zentralen Steuerung eines Heimautomatisierungssystems. In diesem Fall kann die Erfassung der Signale der Näherungssensoren und des Temperatursensors in der Steuerungsschaltung erfolgen, die Auswertung der erfassten Signale und das Ableiten von Steuerbefehlen hieraus beispielsweise für das Stellglied kann außerhalb des Thermostats in der Zentrale erfolgen.
Um zu verhindern, dass ein stirnseitiger Näherungssensor ein fehlerhaftes Signal liefert, wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung bei einer Erfassung von
Gegenständen durch zumindest einen umfangsseitigen Näherungssensor den stirnseitigen Näherungssensor inaktiviert. Hierdurch wird verhindert, dass der stirnseitige Näherungssensor Signale liefert, wenn die umfangsseitigen
Näherungssensoren eine Drehbewegung erfassen sollen. Auch könnten die von dem stirnseitigen Näherungssensor in einem solchen Fall durch die Steuerschaltung ignoriert werden.
Andererseits kann es auch notwendig sein, zunächst eine stirnseitige Annäherung eines Gegenstandes zu detektieren, um beispielsweise Leuchtmittel in dem
Grundkörper anzusteuern, die eine Signalisierung der Bereitschaft des Thermostates gegenüber dem Nutzer ermöglichen. Daher wird vorgeschlagen, dass in Reaktion auf ein Signal von dem stirnseitigen Näherungssensor die Steuerschaltung ein an dem Grundkörper angeordnetes Leuchtmittel ansteuert. Mit Hilfe einer Drehbewegung kann ein Temperatur Soll-Wert verändert werden. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung in Reaktion auf ein Signal von den umfangsseitigen Näherungssensoren ein in der Steuerschaltung gespeicherten Temperatur Soll-Wert verändert. Das Thermostat kann mit Hilfe von Leuchtmitteln Temperatur Ist-Werte und
Temperatur Soll-Werte anzeigen. Diese Anzeige kann beispielsweise in Reaktion auf ein Signal von einem der Näherungssensoren erfolgen. Auch ist es möglich, dass ein zusätzlicher Druck- oder Berührungssensor vorzugsweise stirnseitig vorgesehen ist. Mit diesem Sensor kann ein Druck oder eine Berührung detektiert werden. In Reaktion auf die Detektion eines Drucks oder einer Berührung kann die
Steuerschaltung eine an dem Grundkörper angeordnete Anzeigeeinrichtung ansteuern. Die Anzeigeeinrichtung kann auch ein Leuchtmittel aufweisen, wie es nachfolgend noch beschrieben werden wird. Hierdurch ist es möglich, die Anzeige erst dann zu aktivieren, wenn ein Nutzer sich dem Thermostat nähert und beispielsweise stirnseitig das Thermostat berührt oder einen Druck ausübt.
Auch kann die Steuerschaltung in Reaktion auf ein Signal von dem Druck- oder Berührungssensor einen Betriebsmodus zur Regelung des Stellmittels variieren.
Beispielsweise ist dabei möglich, dass bei einer Aktivierung des Druck- oder
Berührungssensors für eine vorgegebene Minimaldauer, beispielsweise eine Sekunde, drei Sekunden oder fünf Sekunden, eine Umschaltung des Betriebs des Thermostats von einem Manuell Modus in einen Automatik Modus und umgekehrt erfolgt. In einem Manuell Modus kann beispielsweise die Solltemperatur an dem Thermostat selbst eingestellt werden, wohingegen in einem Automatik Modus die Soll-Temperatur von einer zentralen Steuerschaltung vorgegeben werden kann.
Ein kurzer Druck auf das Thermostat, insbesondere für eine Zeitdauer kürzer als die zuvor beschriebene Zeitdauer, kann eine Anzeige insbesondere in Form eines
Leuchtmittels aktiviert werden. Auch kann eine Anzeige zwischen verschiedenen Anzeigewerten variiert werden, beispielsweise kann eine Ist-Temperatur oder eine Ist-Feuchtigkeit angezeigt werden. Auch kann beispielsweise eine Außentemperatur angezeigt werden, welche beispielsweise von einer zentralen Steuerschaltung in dem Thermostat empfangen wird.
Auch wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung eine von dem Temperatursensor gemessene Ist-Temperatur und/oder eine gespeicherte Soll-Temperatur auf einer an dem Grundkörper angeordneten Anzeigeeinrichtung zur Anzeige bringt. Die
Anzeigeeinrichtung kann vorzugsweise mittels eines Leuchtmittels, insbesondere eines balkenförmigen Leuchtmittels, wie auch nachfolgend beschrieben, erfolgen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass neben dem
Temperatursensor ein Feuchtigkeitssensor an dem Grundkörper angeordnet ist. Somit kann die Steuerschaltung eine von dem Feuchtigkeitssensor gemessene Ist- Feuchte auf einer an dem Grundkörper angeordneten Anzeigeeinrichtung zur Anzeige bringen.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Thermostats;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Thermostats gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Ansicht eines Grundkörpers nach einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine Ansicht eines Gehäuses nach einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Schnittansicht durch ein Gehäuse gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 6a eine Schnittansicht eines Grundkörpers mit einem Gehäuse nach einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 6b eine Schnittansicht eines Grundkörpers mit einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7a zwei Näherungssensoren mit einem Gegenstand;
Fig. 7b zwei Näherungssensoren mit einem Gegenstand; Fig. 8a ein Thermostat mit einer stirnseitigen Bedienung; Fig. 8b ein Thermostat mit einer Drehbewegung als Bedienung;
Fig. 9a eine Draufsicht auf ein Thermostat mit einer Temperaturanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9b eine Draufsicht auf ein Thermostat mit einer Anzeige einer Restdauer gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9c eine stirnseitige Ansicht eines Thermostats mit einer
Temperaturanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Stellmotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. IIa einen Verlauf einer Verstellung einer Solltemperatur samt
Steuerimpulse für taktile Rückkopplung gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. IIb ein Steuerimpuls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Thermostats 2 mit motorischem Stellantrieb.
Das Thermostat 2 weist ein Gehäuse 4 sowie einen Grundkörper 6 auf. In dem
Grundkörper 6 ist ein motorischer Stellantrieb 8 angeordnet. Der Stellantrieb 8 ist über eine Achse 8a mit einem Untersetzungsgetriebe 10 verbunden. Über das
Untersetzungsgetriebe 10 wird eine Spindel 12 in axialer Richtung verschoben. An dem Gehäuse 4 ist ein Schraubanschluss 14 angeordnet, über den das Thermostat 2 mit einem Ventil einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage verbunden werden kann. Die Spindel 12 wird im verbundenen Zustand in Wirkverbindung mit dem Stellventil des Heizkörpers gebracht und über den Stellantrieb 8 lässt sich somit das Ventil öffnen und schließen.
Zur Ansteuerung des Stellantriebs 8 und somit zur Einstellung des Volumenstroms durch das Ventil ist in dem Grundkörper 6 ein Steuerrechner 16 vorgesehen. Der Steuerrechner 16 ist derart programmiert, um die zuvor und nachfolgend
beschriebenen Verfahren auszuführen.
Der Steuerrechner 16 ist in der Regel ein Mikroprozessor, der eine Vielzahl von Funktionen ausüben kann. Der Steuerrechner 16 ist mit einem Temperatursensor 18 verbunden. Der Temperatursensor 18 misst die Ist-Temperatur. Hierzu hat der Temperatursensor 18 vorzugsweise einen Temperaturfühler, der am Gehäuse 4 oder außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist, um die tatsächliche Temperatur in der Umgebung des Gehäuses 4 zu messen und nicht die Temperatur innerhalb des Grundkörpers 6.
In dem Steuerrechner kann eine Soll-Temperatur eingestellt werden. Dies ist herkömmlicherweise über beispielsweise ein nicht dargestelltes Drehrad an dem Gehäuse möglich. Auch ist es möglich, dass der Steuerrechner 16 über
Kommunikationsmittel verfügt, um mit einer zentralen Steuerung über die
Luftschnittstelle zu kommunizieren. Somit kann der Steuerrechner 16 über die Luftschnittstelle beispielsweise Vorgaben für Solltemperaturen empfangen. Diese vorgegebene Soll-Temperatur kann mit der vom Temperatursensor 18 gemessenen Ist-Temperatur verglichen werden und abhängig vom Vergleichsergebnis kann der Stellantrieb 8 angetrieben werden. Hierdurch kann die Spindel 12 in Längsrichtung vor und zurück bewegt werden, um die Ventilstellung des Heizkörpers zu
beeinflussen.
Neuartige Thermostate 2 verfügen über eine Anzeigeeinrichtung 20 über die beispielsweise die Ist-Temperatur, die Soll-Temperatur, die aktuelle Uhrzeit und dergleichen angezeigt werden kann. In der Regel ist die Anzeigeeinrichtung 20 eine Flüssigkristallanzeige, welche von dem Steuerrechner 16 entsprechend angesteuert wird.
Wie erwähnt, ist die Einstellung der Soll-Temperatur bei den herkömmlichen
Thermostaten 2 entweder über ein Stellrad an dem Thermostat 2 oder von einem entfernten Steuerrechner aus möglich. Gerade die Bedienung eines Stellrads ist jedoch fehleranfällig, da Verschmutzungen und Verkrustungen zu Fehlern führen können. Außerdem sind Nutzer heutzutage daran gewöhnt, sogenannte Touch-Displays zu bedienen, in dem nur über eine Berührung eine Veränderung einer Einstellung vorgenommen werden kann. Solche Touch-Displays arbeiten in der Regel mit kapazitiven und/oder resistiven Näherungsensoren. Insbesondere kapazitive
Näherungssensoren eignen sich dazu, berührungslos Bedienungen zuzulassen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es nunmehr möglich, dass das Thermostat 2 ebenfalls mit solchen Näherungssensoren ausgestattet ist, um eine berührungslose Einstellung der Soll-Temperatur oder anderer Parameter zu ermöglichen. Hierzu sind, wie in der Fig. 2 dargestellt, verschiedene Maßnahmen an dem Thermostat 2 notwendig.
Fig. 2 zeigt einen Grundkörper 6 eines Thermostats 2, welches im Wesentlichen ähnlich dem Thermostat gemäß Fig. 1 aufgebaut ist. Wie in der Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Grundkörper 6 mit Spindel 12, Getriebe 10, Stellantrieb 8 und Steuerrechner 16 ausgestattet. Außerdem ist ein Temperatursensor 18 vorgesehen. Darüber hinaus sind jedoch an dem Grundkörper 6 Näherungssensoren 22a-e vorgesehen. Die Näherungssensoren 22a, 22b sowie 22e und 22d sind in dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel an der Mantelfläche des Grundkörpers 6 angeordnet. Hierzu sind in der Mantelfläche des Grundkörpers 6 jeweils Nuten vorgesehen, die zur Aufnahme des Näherungssensors 22 geeignet sind. Die Näherungssensoren 22a, b, d, e eignen sich zur Erfassung von Drehbewegungen, um den Drehkörper 6 herum, wie nachfolgend noch gezeigt werden wird. Zusätzlich zu den umfangsseitigen Näherungssensoren 22 ist an der Stirnseite 6a des Grundkörpers 6 ein weiterer Näherungssensor 22c vorgesehen. Auch dieser ist in einem Rücksprung innerhalb des Grundkörpers 6 angeordnet, so dass er wie auch die anderen Näherungssensoren 22 möglichst eben mit der äußeren Oberfläche des Grundkörpers 6 abschließt.
Die Näherungssensoren 22 sind über geeignete Steuerleitungen mit dem
Steuerrechner 16 verbunden. Über die Steuerleitungen werden die
Näherungssensoren 22 mit elektrischer Leistung gespeist und liefern ein Messsignal an den Steuerrechner 16. Der Steuerrechner 16 wertet die Signale der
Näherungssensoren 22 aus und schließt daraus entweder auf eine stirnseitige Annäherung an den Näherungssensor 22c, eine umfangsseitige Annäherung an zumindest einen der Näherungssensor 22a, b, e, d oder eine Drehbewegung um die Näherungssensoren 22a, b, e, d herum. Insbesondere im Fall, in dem die
Näherungssensoren 22a, b, e, d eine Annäherung eines Gegenstandes, beispielsweise einer Hand detektieren, wird der Näherungssensor 22c durch den Steuerrechner 1 inaktiviert, so dass dieser keine weitere Auswertung durchführt, bis die
Näherungssensoren 22a, b, e, d ein Signal ausgeben, dass der Gegenstand entfernt wurde. Dies verhindert, dass bei einer Drehbewegung um die umfangsseitige Näherungssensoren 22 der stirnseitige Näherungssensor 22c eine fehlerhafte bzw. ungewollte Messung durchführt. Die Näherungssensoren 22 sind in dem gezeigten Beispiel in dem Grundkörper 6 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Näherungssensoren 22 auf dem Grundkörper 6 angeordnet sind und insbesondere in Vertiefungen innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet sind. Neben den Näherungssensoren 22 sind auch Leuchtmittel 24a, b vorgesehen. Die Leuchtmittel 24a, b sind vorzugsweise LED-Streifen, die eine Längsausdehnung aufweisen und die über den Steuerrechner 16 so angesteuert werden, dass auch nur Teilbereiche aktiviert sein können und leuchten, wohingegen andere Teilbereiche inaktiv bleiben und nicht leuchten. Somit können die Leuchtmittel 24 durch
Aktivierung unterschiedlich langer Teilbereiche Werte wie beispielsweise Ist- Temperatur, relative Soll-Temperatur und dergleichen ausgeben. Es versteht sich, dass eine jeweilige Länge eines Teilbereichs einer jeweiligen Temperatur zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist vorzugsweise abhängig von einer Skala an dem Gehäuse und kann fest programmiert sein. Eine mögliche Anordnung der Näherungssensoren 22 sowie der Leuchtmittel 24 ist in der Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Grundkörpers 6. Zu erkennen ist, dass im Bereich einer äußeren Mantelfläche des Grundkörpers 6 zwei
Näherungssensoren 22a, 22e vorgesehen sind. Die Näherungssensoren 22a, e sind dabei entlang einer gleichen Umfangslinie um den Grundkörper 6 herum angeordnet. Der Grundkörper 6 ist vorzugsweise zylindrisch und hat eine Längsachse 6b. Die
Näherungssensoren 22a, e sind vorzugsweise in definierten Winkelabständen um die Längsachse b herum angeordnet. Vorzugsweise ist bei mehr als zwei
Näherungssensoren der jeweilige Winkelabstand zwischen zwei Näherungssensoren gleich groß, so dass die Näherungssensoren möglichst gleich verteilt auf der
Oberfläche des Grundkörpers 6 angeordnet sind.
Darüber hinaus ist in dem Grundkörper 6 zumindest ein Leuchtmittel 24 vorgesehen. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich das Leuchtmittel 24 in einem Kreisbogen entlang des Umfangs des Grundkörpers 6. Das Kreissegment, welches von dem Leuchtmittel 24 aufgespannt wird, ist vorzugsweise zwischen 45° und 90°. Alternativ oder ergänzend zu dem Leuchtmittel 24 auf der Mantelfläche des Grundkörpers 6 kann ein Leuchtmittel 24 auch stirnseitig an der Stirnfläche 6a des Grundkörpers 6 angeordnet sein, ist hier jedoch der Einfachhalt halber nicht dargestellt. Auf der Stirnfläche 6a des Grundkörpers 6 ist ein weiterer Näherungssensor 22c angeordnet. Über den Näherungssensor 22c kann eine stirnseitige Annäherung eines Gegenstandes detektiert werden, wohingegen über die Näherungssensoren 22a, e eine umfangseitige Annäherung an dem Grundkörper 6 detektiert werden kann. Durch Auswertung der Messsignale der umfangseitig angeordneten Näherungssensoren 22a, e, insbesondere durch Berechnung der Differenzen der Änderungen der jeweiligen elektrischen Felder kann eine Drehbewegung eines Gegenstandes um die Längsachse 6b des Grundkörpers 6 detektiert werden. Diese Drehbewegung kann durch den Steuerrechner 16 so ausgewertet werden, dass eine Veränderung der Soll-Temperatur vorgenommen wird. Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Gehäuses 4. Das Gehäuse 4 ist hohlzylindrisch um eine Längsachse 4a. Das Gehäuse 4 hat einen Boden 4b und einen zylindrischen Mantel 4c.
Das Gehäuse ist zumindest in Teilen aus einem transluzenten Material gebildet. Die Opazität ist in Bereichen derart, dass Licht von einem Leuchtmittel 24 an dem
Grundkörper 6 durchscheinen kann, jedoch Details des Grundkörpers 6 durch das
Material hindurch nicht erkannt werden können. Die transluzenten Bereiche 26a, 26b sind in der Fig. 4 dargestellt. Der Bereich 26a erstreckt sich entlang des Mantels 4c über einen Winkelbereich zwischen 45° und 90° und hat eine Längserstreckung von etwa 1/3 bis 1/4 der Länge des Gehäuses 4. In den Bereichen 26 kann jeweils eine Skala 28a, b aufgetragen sein. Es versteht sich, dass die Bereiche 26a, 26b alternativ oder kommutativ vorgesehen sein können.
Die Skala 28e weist über den Winkelabschnitt des Bereichs 26b eine Gleichverteilung ihrer Skalenstriche auf, so dass der Winkelabschnitt des Bereichs 26a in gleich große Bereiche durch die Skala 28a bzw. deren Skalenstriche eingeteilt ist. Mit Hilfe der Skala 28a ist es möglich, ein Temperaturbereich der Heizungsanlage bzw. des
Thermostats abzubilden. Beispielsweise kann ein Temperaturbereich zwischen 10°C und 30°C möglich sein. Dieser Temperaturbereich wird in gleich große Abschnitte unterteilt, beispielsweise 20 Abschnitte. Wenn der Bereich 26a dann einen
Winkelabschnitt von 40° aufspannt, ist die Skala 28a derart, dass pro 2° Winkel ein Skalenstrich vorgesehen ist, so dass insgesamt 20 Skalenstriche der Skala 28a in dem Bereich 26a vorhanden sind.
Hinter dem Bereich 26a ist am Grundkörper 6 das Leuchtmittel 24a angeordnet, welches einen gleichen Winkelabschnitt wie der Bereich 26a abdeckt. Durch
Ansteuerung des Leuchtmittels 24a können unterschiedlich lange Bereiche des Leuchtmittels 24a aktiviert werden und somit die Skala 28a beleuchtet werden. Je nach Einstellung von Soll- und Ist-Temperatur kann dann über die Skala 28a deren relative Lage innerhalb des Temperaturfensters, welches durch das Thermostat 2 abgebildet wird, abgelesen werden.
Dasselbe gilt natürlich auch für den Bereich 26b, der stirnseitig vorgesehen ist und auch eine Skala 28b aufweist. Auch die Skala 28b kann eine Abbildung des
Temperaturbereichs des Thermostats 2 ermöglichen. Fig. 5 zeigt die transluzenten Bereiche 26a, b in einer schematischen
Schnittdarstellung durch das Gehäuse 4. Zu erkennen ist, dass die Bereiche 26a, b sowohl auf dem Mantel 4c als auch am Boden 4b angeordnet sind.
Das Gehäuse 4 ist im montierten Zustand verdrehsicher an dem Grundkörper 6 angeordnet. Hierzu können verschiedenste Verriegelungsmechanismen vorgesehen sein, welche das Gehäuse 4 gegenüber Verdrehung an dem Grundkörper 6 im montierten Zustand sichern. Fig. 6a zeigt eine solche Möglichkeit. Hier ist zu erkennen, dass ein radial nach außen weisender Schwalbenschwanz 6c an dem Gehäuse 6 vorgesehen ist, der in eine hierzu korrespondierende Aufnahme 4d an dem Gehäuse 4 geschoben wird. Greift der Schwalbenschwanz 6c in die Aufnahme 4d ein, so kann das Gehäuse 4 nicht mehr um die Längsachse 6b des Grundkörpers 6 verdreht werden und die relative Winkellage zwischen Grundkörper 6 und Gehäuse 4 ist fixiert.
Eine weitere Variante zeigt die Fig. 6b, bei der radial nach außen weisende Federn 6c' an dem Grundkörper 6 vorgesehen sind, die in jeweils entlang der Längsachse verlaufende Nuten 4d' des Gehäuses 4 eingreifen. Auch hierdurch kann ein Verdrehen des Gehäuses 4 relativ zum Grundkörper 6 vermieden werden.
Für eine berührungslose Einstellung von Soll-Temperatur oder anderer Parameter sind, wie beschrieben, Näherungsensoren 22a bis e vorgesehen. Die Funktionsweise der Näherungssensoren 22 ist in den Fig. 7a und b schematisch dargestellt. In der Fig. 7 a sind die Näherungssensoren 22a, 22d gezeigt, die jeweils ein elektrisches Feld in ihrer Umgebung messen. So kann jeder der Näherungssensoren 22a, 22d als eine Platte eines Kondensators angesehen werden, dessen Gegenstück das elektrische Feld der Umgebung (das Erdfeld) ist. Die beiden elektrischen Felder der
Näherungssensoren 22a, 22d sind in der Fig. 7 dargestellt. Nähert sich ein Objekt 32, beispielsweise ein Finger, dem elektrischen Feld 30a des Näherungssensors 22a, so verändert sich die Feldstärke des Feldes 30a. Die Ladungsträger auf dem
Näherungssensor 22a verändern dadurch Position und Dichte, was durch einen entsprechenden Sensor detektiert werden kann. Bei einer Grenzwertüberschreitung der Veränderung des elektrischen Feldes kann der Näherungssensor 22a somit ein Objekt 32 in seiner Nähe detektieren und ein entsprechendes Signal ausgeben. Auch das elektrische Feld 30d des Näherungssensors 22d verändert sich durch den
Gegenstand 32, hierbei kann jedoch die Änderung so marginal sein, dass der
Näherungssensor 22d kein entsprechendes Annäherungssignal aufgibt.
Bewegt sich das Objekt 32 nun, wie beim Übergang von Fig. 7a zu Fig. 7b dargestellt, zwischen den beiden Näherungssensoren 22a, 22d, so verändern sich die Feldstärken der beiden elektrischen Felder 30a, 30d. Es kann festgestellt werden, in welchem Maße sich das elektrische Feld 30a verändert hat und es kann gleichzeitig festgestellt werden, in welchem Maße sich das elektrische Feld 30d verändert hat. Die jeweiligen Veränderungen sowie Veränderungsrichtungen können ausgewertet werden und hieraus kann eine Bewegung des Objektes 32 entlang der Achse 34 detektiert werden. Die Achse 34 ist vorzugsweise parallel zu Verbindungsgraden zwischen den
Näherungssensoren 22a, 22d. Mit Hilfe der nebeneinander angeordneten
Näherungssensoren 22a, 22d kann somit eine Bewegung eines Objektes 32 entlang zumindest einer Achse detektiert werden. Durch Auswertung der entsprechenden Sensorsignale kann somit festgestellt werden, in welchem Verhältnis sich das Objekt 32 zu den Näherungssensoren 22a, 22d bewegt hat. Die Bedienung eines gegenständlichen Thermostats 2 ist mit Hilfe der
Näherungssensoren 22 berührungslos möglich. Mittels Gesten kann ein Nutzer das Thermostat 2 bedienen. In der Fig. 8a ist eine stirnseitige Bedienung dargestellt. Ein Nutzer kann seine Hand 32 dem Boden 4b des Gehäuses 4 des Thermostats 2 nähern. Der an der Stirnseite 6a angeordnete Näherungssensor 22c kann diese Annäherung detektieren. In dem Steuerrechner 16 wird die stirnseitige Bedienung aufgrund des Signals des Näherungssensors 22c registriert. Zunächst kann eine taktile
Rückkoppelung darüber erfolgen, dass der Stellantrieb 8 kurzzeitig aktiviert wird, was zu einer Vibration des Thermostats 2 führt. Berührt der Nutzer mit seiner Hand 32 das Thermostat 2, kann er diese taktile Rückkoppelung fühlen. Eine kurze Berührung oder Annäherung an die Stirnseite 6a kann beispielsweise dazu genutzt werden, eine Anzeige über die Leuchtmittel 24a, b, zu aktivieren. Auch kann die Anzeige
umgeschaltet werden durch kurzzeitiges Berühren oder Annähern an die Stirnseite, beispielsweise zwischen Soll-Temperatur, Ist-Temperatur, Außentemperatur,
Luftfeuchte und dergleichen. Auch kann ein langes Berühren bzw. Annähern an die Stirnseite durch die Hand 32 einen anderen Befehl in dem Steuerrechner 16 auslösen. Beispielsweise ist es möglich, dass bei einer langen Berührung ein Betriebsmodus umgestellt wird. So kann entweder die Soll-Temperatur an dem Thermostat 2 unmittelbar eingestellt werden, durch Drehbewegung im Bereich des Gehäuses, wie in Fig. 8b dargestellt wird
(manueller Betrieb), oder ein Automatikbetrieb kann aktiviert werden. Je nachdem, welcher Betrieb aktiviert wurde, kann die taktile Rückkoppelung anders ausfallen, beispielsweise durch unterschiedlich lange Pulse an dem Stellantrieb 8. Bei der Einstellung des Automatikbetriebs kann das Thermostat 2 von einem zentralen Rechner eine Soll-Temperatur empfangen, unabhängig von der manuellen Einstellung an dem Thermostat 2 selbst.
Zur Verstellung der Soll-Temperatur kann ein Nutzer mit seiner Hand 32, wie in Fig. 8b dargestellt ist, um die Längsachse 4a, welche mit der Längsachse 6b des
Grundkörpers 6 zusammenfällt, eine Drehbewegung durchführen. Diese
Drehbewegung wird durch die am Mantel angeordneten Näherungssensoren 22a, b, d, e detektiert. Die Bewegung entsprechend der in Fig. 7 dargestellte Auswertung der Veränderung der elektrischen Felder sensiert werden. Das Gehäuse 4 dreht sich bei der in Fig. 8 dargestellten Drehbewegung der Hand 32 nicht, sondern bleibt ortsfest zum Grundkörper 6, welcher fest an dem Heizkörper befestigt ist. Lediglich die Geste des Drehens führt zu einer Veränderung der Soll-Temperatur.
Beispielsweise kann pro definierten Winkelabschnitt der Drehbewegung,
beispielsweise pro 5° Drehbewegung der die Soll-Temperatur um 1°C verändert (erhöht oder verringert) werden. Bei einer Drehbewegung, die jeweils einen definierten Winkelabschnitt überschreitet, kann jeweils ein Impuls an den
Stellenantrieb 8 übermittelt werden, um eine taktile Rückkoppelung zu ermöglichen.
Auch kann ein maximaler und ein minimaler Einstellwert der Soll-Temperatur vorgegeben sein. Wird durch eine Drehbewegung dieser Wert erreicht und die Drehbewegung fortgesetzt, kann durch den Steuerrechner 16 festgestellt werden, dass die Grenze des Einstellbereiches erreicht ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine dauerhafte Aktivierung des Stellantriebs für die taktile Rückkoppelung erfolgen.
Es versteht sich, dass bei der Aktivierung des Stellantriebs 8 für die taktile
Rückkoppelung dieser stets oszillierend betrieben wird, um zu verhindern, dass die Spindel 12 maßgeblich in ihrer Position verändert wird.
Nähert sich der Nutzer mit seiner Hand 32 gemäß der Fig. 8b der Mantelfläche 4c des Gehäuses 4, so wird dies durch die Näherungssensoren 22a, b, d, e detektiert und der Näherungssensor 22c kann beispielsweise ausgeschaltet werden. Auch kann bei einer Annäherung der Hand 32 an das Thermostat 2 eine Aktivierung der Leuchtmittel 24 durch den Steuerrechner 16 erfolgen, so dass nur im Falle einer Bedienung und gegebenenfalls einer vorher definierten Nachlaufzeit, die Leuchtmittel 24 aktiviert sind.
Fig. 9 zeigt die Darstellung einer Anzeige mittels eines Leuchtmittels 24a. Das
Leuchtmittel 24a ist gebildet aus mehreren hintereinander angeordneten Leuchtdioden 34. Vorzugsweise hat das Leuchtmittel 24a zwei Reihen 36a, 36b an Leuchtdioden 34. Jede Reihe 36a, 36b kann auch als eigenständiges Leuchtmittel verstanden werden. Die Reihen 36a, 36b verlaufen parallel zueinander und bilden einen Balken aus Leuchtdioden 34. Wie in der Fig. 9a zu erkennen ist, ist das
Leuchtmittel 24 im Bereich der Skala 28a angeordnet. Insbesondere ist die Skala 28a und das Leuchtmittel 24a in dem transluzenten Bereich 26a des Gehäuses 4 angeordnet.
Die beiden Reihen 36a, 36b können aus Leuchtdioden 34 mit unterschiedlicher Farbe gebildet sein. So kann beispielsweise die Reihe 36a aus grünen Leuchtdioden gebildet sein und die Reihe 36b aus roten Leuchtdioden gebildet sein.
Nähert sich ein Nutzer, wie in Fig. 8a dargestellt, dem Thermostat 2, kann diese Annäherung detektiert werden. Der Steuerrechner 16 kann die Leuchtmittel 24a aktivieren, so dass in der Reihe 36a die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden (gezeigt durch schwarze Punkte) einen Soll-Wert für die Temperatur repräsentieren. Daneben kann in der Reihe 36b die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden 34 einen Ist-Wert der Temperatur repräsentieren. Ist keine Leuchtdiode in der Reihe 36 aktiviert, kann der Nutzer daraus schließen, dass die Ist-Temperatur den untersten Grenzwert für das Thermostat erreicht hat, beispielsweise 10°C. Sind alle Leuchtdioden 34 der Reihe 36b aktiviert, kann der Nutzer daraus schließen, dass die Ist-Temperatur den maximalen Temperaturbereich des Thermostats erreicht hat, beispielsweise 30°C. Das selbe gilt für die Reiher 36a und die eingestellte Soll-Temperatur. Durch eine Drehbewegung, wie sie in der Fig. 8b dargestellt ist, detektiert der
Steuerrechner 16 eine Veränderung der Soll-Temperatur in Richtung größerer bzw. kleinerer Werte. Je nach Drehrichtung wird die Soll-Temperatur erhöht oder verringert, was dazu führt, dass mehr oder weniger Leuchtdioden 34 in der Reihe 36a aktiviert werden. Der Nutzer erhält somit ein optisches Feedback über eine
Veränderung der Soll-Temperatur anhand der Länge des Abschnitts in der Reihe 36a, bei der die Leuchtdioden 34 aktiviert sind. Beim Überschreiten jeweils eines Skalenabschnitts der Skala 28a kann eine taktile Rückkoppelung erfolgen, so dass der Nutzer ohne hinzuschauen erkennen kann, dass er sie Soll-Temperatur jeweils um einen bestimmten Wert verändert hat. Sind Soll- und Ist-Temperatur identisch, kann dies zunächst dadurch dargestellt werden, dass die Anzahl der aktivierten Leuchtdioden 34 pro Reihe 36a, b gleich groß ist. Ferner kann beispielsweise ein Blinken der Leuchtdioden 34 durch den
Steuerrechner 16 aktiviert werden. Auch kann eine andere Art der taktilen
Rückmeldung erfolgen, z.B. durch ein längeres oder kürzeres Vibrieren, oder ein Vibrieren mit einer anderen Frequenz.
Auch ist es denkbar, dass eine weitere Reihe an Leuchtdioden 34 vorgesehen ist, die in einer weiteren Farbe, beispielsweise gelb anzeigt, dass Soll- und Ist-Temperatur identisch sind. Mit dieser weiteren Farbe kann auch eine Veränderung der Soll- Temperatur gegenüber der bisherigen Soll Temperatur dargestellt werden. Die weitere Farbe kann die Spanne aufzeigen, um die die Soll-Temperatur verändert wurde.
Fig. 9b zeigt das Thermostat 2 in dem Moment, in dem der Nutzer seine Hand 32 von dem Thermostat 2 entfernt. Dieses Entfernen kann detektiert werden und der
Steuerrechner 16 kann abschätzen, wie lange es dauert, bis die Soll-Temperatur und die Ist-Temperatur gleich groß sind. Dies kann der Steuerrechner 16 durch
Anwendung eines Wärmemodells, welches für den jeweiligen Raum parametriert ist, durchführen. Abhängig von der Wärmekapazität des Raumes als auch der
Vorlauftemperatur des Heizkörpers und der Abstrahlcharakteristik des Heizkörpers kann abgeschätzt werden, wie lange es dauert, bis die Ist-Temperatur die Soll- Temperatur erreicht hat.
Als Maß für die Dauer können beispielsweise die Leuchtdioden 34 der Reihe 36a, b aktiviert werden. Je mehr Leuchtdioden 34 in den Reihen 36a, b aktiviert werden, desto länger ist die abgeschätzte Dauer. Beispielsweise kann auch hier die Skala 28a verwendet werden. Eine maximale Dauer kann beispielsweise 30 Minuten sein, eine minimale Dauer kann beispielsweise 0 Minuten sein. Der Quotient aus abgeschätzter Dauer zu Maximaldauer kann angeben, welche Anzahl an Leuchtdioden 34 aktiviert werden. Ist der Quotient größer 1, werden alle Leuchtdioden aktiviert. Ist der
Quotient beispielsweise 0,5, d.h. eine Aufheizdauer von 15 Minuten ist abgeschätzt, kann genau die Hälfte der Leuchtdioden einer jeweiligen Reihe 36a, 36b aktiviert werden.
Fig. 9c zeigt eine Möglichkeit einer stirnseitigen Anzeige mit einer Skala 28b. Die Skala 28b ist gebildet aus verschieden langen Balken, hinter denen jeweils zwei Reihen Leuchtdioden 36a, 36b angeordnet sind. Jeweils auf einer linken Seite eines Balkens der Skala 28b kann eine Reihe 36a angeordnet sein, die die Ist-Temperatur
repräsentiert und jeweils auf einer rechten Seite kann eine Reihe 36b vorgesehen sein, die die jeweilige Soll-Temperatur repräsentiert. In der Fig. 9 ist zu erkennen, dass die Soll-Temperatur größer ist als die Ist-Temperatur, was durch eine
entsprechende Ansteuerung der LEDs 34 der Reihe 36a, 36b ermöglicht ist.
Die taktile Rückkoppelung kann über den Stellantrieb 8 oder über einen Zusatzmotor innerhalb des Grundkörpers 6 erfolgen. Fig. 10 zeigt beispielhaft, wie eine solche taktile Rückkoppelung über den Stellantrieb 8 erfolgen kann. Der Stellantrieb 8 weist an seinem Gehäuse ein über eine Feder 38 gelagerte Schwungmaße 40 auf. Über die Feder 38 und die Schwungmasse 40 sowie das dynamische Verhalten des Stellantriebs 8 selbst, kann eine Resonanzfrequenz des Stellantriebs 8 eingestellt werden, welche insbesondere gleich der Frequenz des Impulses ist, welcher von dem Steuerrechner 16 für die taktile Rückkoppelung an den Stellantrieb 8 übermittelt wird. Ein solcher Impuls kann eine Wechselspannung aufweisen, welche mit einer bestimmten
Frequenz, beispielsweise zwischen 50 und 200Hz den Stellantrieb 8 antreibt und somit die Achse 8a mit der entsprechenden Frequenz hin und her bewegt. Hierdurch wird die Schwungmasse 40 und die Feder 38 aktiviert und in Resonanz gebracht, so dass eine möglichst starke Vibration am Thermostat 2 feststellbar ist. Fig. IIa zeigt ein Ablauf eines Verstellens einer Soll-Temperatur zusammen mit den jeweiligen Steuerimpulsen des Steuerrechners 16 an den Motor 18 für die taktile Rückmeldung. Aufgezeigt ist der Verlauf einer Soll-Temperatur 42 ausgehend von einer Basistemperatur, beispielsweise 20°C. Die Veränderung der Soll-Temperatur 42 wird über eine Drehbewegung, wie sie zuvor beschrieben wurde, bewirkt.
Überschreitet die Soll-Temperatur dabei jeweils eine bestimmte Grenze, soll ein Steuerimpuls durch den Steuerrechner 16 ausgelöst werden. Im gezeigten Beispiel ist der Einfachhalt halber lediglich ein Intervall von jeweils 5°C vorgegeben, bei dessen Überschreiten ein Steuerimpuls ausgegeben werden soll. Es sind natürlich kleinere oder größere Intervalle möglich, insbesondere Intervalle in Schritten von einem oder einem halben Grad. In dem in Fig. IIa gezeigten Beispiel wird die Soll-Temperatur 42 von der Basistemperatur beispielsweise konstant zunächst um 5°C und dann um 10°C erhöht. Zu den Zeitpunkten 44, 46 überschreitet die Soll-Temperatur einen
Grenzwert, hier jeweils 5°C bzw. 10°C, was dazu führt, dass ein Steuerimpuls 48 zum Zeitpunkt 44, sowie zum Zeitpunkt 46 ausgelöst wird. Dasselbe gilt für den weiteren Verlauf der Veränderung der Soll-Temperatur 42, bei der jeweils wenn eine
Intervallgrenze überschritten wird, ein Steuerimpuls 48 ausgelöst wird.
Zum Zeitpunkt 50 unterschreitet die Soll-Temperatur einen unteren Grenzbereich. Der Nutzer kann jedoch weiter eine Drehbewegung vornehmen und virtuell die Soll- Temperatur weiter verringern. Im Steuerrechner 16 verbleibt die Soll-Temperatur dann aber bei dem Grenzwert, bis eine Bedienung in die andere Richtung erfolgt. Da aber zum Zeitpunkt 50 der untere Grenzwert bereits überschritten ist, kann ein längerer Steuerimpuls 52 ausgegeben werden. Dieser kann beispielsweise solange ausgegeben werden, wie eine Veränderung der Soll-Temperatur 42 vorgenommen wird und diese unterhalb der unteren Grenze liegt. Das gleiche gilt natürlich auch für eine obere Grenze. Hört der Nutzer mit der Bedienung des Thermostats 2 auf, also liegt keine Drehbewegung mehr vor, kann der Impuls 52 beendet werden. Gleiches gilt natürlich für ein Überschreiten der oberen Grenze. Durch den langen Impuls erhält der Nutzer unmittelbar ein dauerhaftes taktiles Feedback, dass er die Soll-Temperatur nicht weiter in die von ihm gewünschte Richtung verändern kann. Ein Verlauf eines Impulses 48 bzw. eines Impuls 52 ist in der Fig. IIb dargestellt. Zu erkennen ist, dass der Impuls aus einer Wechselspannung gebildet ist, die
beispielsweise mit einer Frequenz von 100Hz um den Nullpunkt schwingt. Die Dauer 54 eines Impulses ist abhängig davon, ob ein kurzer Impuls 48 oder ein langer Impuls 52 durch den Steuerrechner 16 aktiviert ist. Durch die Ansteuerung des Stellmotors 8 mit dem Puls entsprechend der Fig. IIb, wird dieser in Schwingung versetzt, ohne dass die Spindel 12 maßgeblich aus ihrer bisherigen Position herausbewegt wird.
Bezugszeichenliste
2 Thermostat
4 Gehäuse
4a Längsachse
4b Boden
4c Mantel
6 Grundkörper
6a Stirnseite
6b Längsachse
8 Stellantrieb
10 Getriebe
12 Spindel
14 Schraubanschluss
16 Steuerrechner
18 Temperatursensor
20 Anzeigeeinrichtung
22a-e Näherungssensor
24a, b Leuchtmittel
26a. b Bereiche
28a, b Skala
30 elektrisches Feld
32 Hand
34 Leuchtdiode
36a, b Reihe
38 Feder
40 Schwungmaße
42 Soll-Temperatur
44, 46 Zeitpunkt
48 Impuls
50 Zeitpunkt Impuls Dauer

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Thermostat für Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlagen mit
einem Grundkörper,
einem an dem Grundkörper angeordneten Temperatursensor,
einem an dem Grundkörper angeordneten Stellglied und
einem den Grundkörper zumindest teilweise umschließenden Gehäuse,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Grundkörper, einer Innenseite des Gehäuses zugewandt, zumindest ein Näherungssensor angeordnet ist, wobei der Näherungssensor Gegenstände im Bereich der Außenseite des Gehäuses erfasst.
Thermostat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse zumindest in Teilen hohlzylindrisch mit einem Boden und einem Mantel ist und insbesondere dass das Gehäuse mit seinem Boden stirnseitig an dem Grundkörper angeordnet ist.
Thermostat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Näherungssensor metallische und nicht-metallische Gegenstände kapazitiv erfasst.
Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein stirnseitiger Näherungssensor an einem stirnseitigen Ende des Grundkörpers angeordnet ist. Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei umfangsseitige Näherungssensoren auf einer dem Mantel des Gehäuses zugewandten Mantelfläche des Grundkörpers angeordnet sind.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einer der Näherungssensoren in einem dem Mantel des Gehäuses zugewandten Rücksprung des Grundkörpers angeordnet ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse relativ zum Grundkörper verdrehsicher an dem Grundkörper gehalten ist.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die umfangsseitigen Näherungssensoren eine Drehbewegung von
Gegenständen im Bereich der Außenseite des Gehäuses um die Längsachse des Gehäuses detektierend miteinander in Wirkverbindung stehen.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die umfangsseitigen Näherungssensoren eine gleichzeitige Erfassung von zumindest zwei Gegenständen im Bereich der Außenseite ermöglichen.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerschaltung im Grundkörper angeordnet ist,
dass die Steuerschaltung Signale von den Näherungssensoren und dem
Temperatursensor erfasst und dass die Steuerschaltung das Stellglied ansteuert. Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung bei einer Erfassung von Gegenständen durch zumindest einen umfangsseitigen Näherungssensor den stirnseitige Näherungssensors inaktiviert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Reaktion auf ein Signal von dem stirnseitigen Näherungssensor die Steuerschaltung ein an dem Grundkörper angeordnetes Leuchtmittel ansteuert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung in Reaktion auf ein Signal von den umfangsseitigen Näherungssensoren einen in der Steuerschaltung gespeicherten
Temperatursollwert verändert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der stirnseitige Näherungssensor einen zusätzlichen Druck- oder
Berührungssensor aufweist und dass die Steuerschaltung in Reaktion auf den Druck- oder Berührungssensor eine an dem Grundkörper angeordnete
Anzeigeeinrichtung ansteuert oder dass die Steuerschaltung in Reaktion auf den Druck- oder Berührungssensor einen Betriebsmodus zur Regelung des
Stellmittels variiert.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung eine von dem Temperatursensor gemessene Ist- Temperatur und/oder eine gespeicherte Soll-Temperatur auf einer an dem Grundkörper angeordneten Anzeigeeinrichtung zur Anzeige bringt.
Thermostat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass neben dem Temperatursensor ein Feuchtigkeitssensor an dem Grundkörper angeordnet ist und dass die Steuerschaltung eine von dem Feuchtigkeitssensor gemessene Ist-Feuchte auf einer an dem Grundkörper angeordneten
Anzeigeeinrichtung zur Anzeige bringt.
PCT/EP2016/055298 2015-07-01 2016-03-11 Thermostat für heizungs-, klima- und/oder lüftungsanlagen WO2017001066A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998037470A1 (de) * 1997-02-20 1998-08-27 Honeywell Ag Betätigungsvorrichtung für ein heizkörperventil
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WO2015039178A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Planet Intellectual Property Enterprises Pty Ltd Thermostat gesture control

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