WO2018158427A1 - Decken- oder wandleuchte mit integrierter elektrischer heizung, lüfter und steuerung - Google Patents

Decken- oder wandleuchte mit integrierter elektrischer heizung, lüfter und steuerung Download PDF

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WO2018158427A1
WO2018158427A1 PCT/EP2018/055172 EP2018055172W WO2018158427A1 WO 2018158427 A1 WO2018158427 A1 WO 2018158427A1 EP 2018055172 W EP2018055172 W EP 2018055172W WO 2018158427 A1 WO2018158427 A1 WO 2018158427A1
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fan
lighting
heater
controlled
light
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PCT/EP2018/055172
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Simon HAAF
Stefan Grabert
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Liquidbeam Gmbh
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/02—Details or features not otherwise provided for combined with lighting fixtures

Definitions

  • Ceiling or wall lamp with integrated electric heater, fan and control
  • Electric heaters are offered in the prior art as a separate surface-mounted equipment for installation or wall or ceiling mounting. This results in an increased space requirement and the need for a separate power connection. The operation of light and heating is done separately and has no integrated function to save energy. In addition, most thermostats are very inaccurate with regard to the shutdown temperature.
  • the object of the invention is to build a device that equips a room of a building with lighting, as well as offers the possibility to heat the room of a building as well.
  • the user should be able to operate the device as easily and intuitively as possible.
  • the user should be able to adapt the functions to his needs.
  • the installation should be as easy as possible.
  • functions to save energy should be integrated.
  • This device with connection to a conventional circuit is characterized in that the device in the common housing at least one lighting element, at least one electric heating element, at least one fan, and at least one programmable electronic control, by means of the lighting, the fan and the heater together and / or separately from one another, can be controlled and / or regulated.
  • the user adjusts the light intensity of the device according to his needs.
  • the current flowing through the lamp (s) is reduced by the controller.
  • the light intensity can be adapted to the size of the room, the current use of the room, as well as personal preferences.
  • a variation of the heat levels is achieved by the fact that the heating is not operated continuously. Instead, the controller turns the heating on and off in short intervals that are imperceptible to the user.
  • the average heating power is specified by the user.
  • the average heating power is preferably in the range between 0.3 - 3KW.
  • the average heating power of the device can be adapted to the size of the room, the current use of the room, as well as personal preferences.
  • the strength of the airflow is configured by the user in different levels. This allows you to adjust the air flow to the size of the room, the current use of the room, as well as personal preferences.
  • the target temperature to be reached is set by the user. This allows you to adjust the target temperature for the current usage of the room, as well as personal preferences.
  • the programmable controller enables flexible pre-configuration by the user via variable operating modes and precise control and / or regulation of all functions of the device.
  • a timed or event-controlled shutdown or reduction of the heating and / or the light saves energy and provides additional security.
  • the programmable controller includes at least one energy-saving function that reduces or shuts down the light and / or heater after a user-specified time.
  • the heater can also be switched off if the target temperature has been reached at least once. This prevents the shutdown of the heater or the light being forgotten by the user.
  • the intelligent electronic control is preferably implemented with a microprocessor and displays information using a display.
  • the integrated software (firmware) controls the light intensity, heating and the fan depending on internal and external parameters. For this purpose, different algorithms are used which process the incoming information.
  • External parameters can be sensor values or control commands via an interface.
  • sensors are possible, for example:
  • Possible interfaces include, for example:
  • Wireless interfaces such as ZigBee, infrared, Bluetooth, WLAN
  • Interfaces are particularly useful when functions of the device are served by central offices (e.g., in hotels, hostels, hostels, on ships).
  • Internal parameters may be a real-time clock, or the results of algorithms and functions implemented in the firmware.
  • a user parameter setting such as the duration of the heating and fan function, the target temperature of the heating function, the light level stored in the nonvolatile memory, etc.
  • the programmable electronic control allows the user to customize several different operating modes.
  • An operating mode includes defaults on the illumination intensity, the heating function, including the target temperature, the fan function, and the temporal or event-controlled variance or deactivation of both functions, as well as other parameters.
  • the following examples are default parameters for an operating mode:
  • the operating mode is selected with the light switch.
  • the light turns on at 50% of the maximum brightness.
  • the fan is turned on at 30% of maximum power.
  • the heating is switched on. This happens within a few seconds.
  • the heater will switch off and the fan will run for a few seconds until the heating module reaches approx
  • Ambient temperature has cooled. If the temperature falls below the target temperature minus the hysteresis, the fan and then the heater switch on again.
  • the operating mode is selected with the light switch.
  • the light turns on at 50% of the maximum brightness.
  • the fan is turned on at 30% of maximum power.
  • the heating is switched on. This happens within a few seconds.
  • the heater will switch off and the fan will run for a few seconds until the heating module reaches approx
  • Ambient temperature has cooled. If the temperature falls below the target temperature minus the hysteresis, the fan and then the heater switch on again.
  • the fan runs for a few seconds, until the heating module has cooled down to approximately the ambient temperature.
  • the operation of the light switch is sufficient.
  • a selection of the operating mode by the multiple operation of the light switch or time variance in the operation of the light switch is possible. If the light switch is operated normally, the first operating mode is selected.
  • the light switch is turned off again, e.g. switched on again within a certain time. By further repeating this operation, further modes of operation are selected.
  • the time between first turning off and turning on the light switch again may be used to select the operating mode.
  • the programmable controller thus achieves a particularly simple and yet very convenient way of controlling the device.
  • the power connection for the ceiling light is needed.
  • functions such as heating and ventilation or frost protection could be centrally activated. This could be e.g. In hotels in summer, the heating function can be deactivated, or in winter, a frost guard can be activated.
  • the materials for housing parts only have to meet the requirements of manufacturability, fire protection, corrosion resistance, electrical insulation, thermal conductivity and temperatures.
  • the diffuser must also meet the appropriate optical requirements.
  • the components are connected to each other by, for example, screwing, clipping, riveting, gluing, clamping, pressing, clinching, welding.
  • the inventive device eliminates the need to operate two separate devices.
  • the intelligent control allows a precise regulation of the electric heating and thus a precise achievement of the desired target temperature.
  • the intelligent control allows a precise adjustment of the light intensity to the size of the room and the preferences of the users.
  • the intelligent control allows a precise adjustment of the average heating power to the size of the room and the preferences of the users.
  • the intelligent control allows a precise adjustment of the air flow to the size of the room and the preferences of the users.
  • the intelligent control allows a precise adjustment of the hysteresis of the heating function to the size of the room.
  • the function can be adapted to the wishes of the users.
  • the functions can be adapted to the premises and the preferences of the users.
  • a time or event-controlled shutdown or reduction of the heating and / or the light saves energy and provides additional security.
  • the fixed assembly prevents theft.
  • the installation on the ceiling or wall is particularly space-saving and safe. Tripping over ground cables is not possible.
  • Tipping over or accidentally covering the heater e.g. with garments or blankets, is no longer possible.
  • the device according to the invention allows easy installation, since an existing circuit can be used.
  • the operation via the light switch is very convenient and easy and can be used by binary state change of the button within time-limited switching sequences, to select different presets.
  • connection to other interfaces allows convenient control of multiple devices from a central point.
  • Figure 1 device in its entirety.
  • Figure 3 Device in the state of assembly or maintenance
  • Figure 4 simplified exploded view of the entire device
  • Figure 1 shows the device in its entirety, as it would be mounted later, for example, on a ceiling.
  • FIG. 2 shows a simplified sectional view through the device.
  • the air flow (13) by means of the mounting shell (1) and the housing parts (6, 10, 12), from the air inlet (14), via the heater (4) and the fan (5), to the air outlet (15).
  • This guidance of the air flow (13) ensures in particular that the sucked air does not pass directly along the mounting surface and cause contamination there.
  • FIG. 3 shows the device in the state of assembly or maintenance.
  • the mounting shell (1) serves to mount the device, e.g. on the ceiling.
  • the two safety ropes (2) allow a comfortable and safe handling during assembly or maintenance of the device.
  • the housing part A (6) with the protruding parts of the aluminum plate (8), and the engagement protection A (3), which also serves as a support for heating and fan. You can also see the display with the buttons, which are mounted on the control board (7) of the device.
  • the upper part of the housing, ie housing part A (6) and the mounting shell (1) are connected to each other via a form and / or non-positive locking, which is open or close by the installer.
  • the fan (5) and the heater (4) shown in Figure 4 provide for the heating and transport of the air.
  • the housing (1,6,10,11,12) is used to protect the electronics from interference, dirt, moisture and insects, as well as to attach the fan and the heater.
  • the aluminum sheet (8) is used for mounting the electronics (7,9) and the LEDs (16), and for cooling the electronics (7,9) and the LEDs (16).
  • the diffuser (11) is part of the housing and sits about 20 mm away from the aluminum sheet (8). It helps to close the case and ensures a uniform distribution of the light.
  • the guard A (3) and the guard B (12), are used for safety against contact of the heater (4) and the fan (5). In addition, both direct the air flow (13).
  • the supply of the LEDs (16) and the control electronics (7) within the device is ensured by a power supply unit (9).
  • the electronic control (7) is based on a microcontroller, which takes over the control of the heating function, the ventilation, the display, as well as the LEDs.
  • a man-machine interface is used, which in this embodiment is implemented by a display and three buttons (7).
  • the selection of the operating mode takes place in this embodiment, the single or multiple actuation of the light switch.
  • the display is realized by four so-called 7 segment displays, which indicate the current temperature, or the remaining time for the heating function, or other information, for example, in alternation during operation.
  • a semiconductor relay is preferably used for switching the heater.
  • the ventilation (5) is realized with the help of a brushless DC motor with suitable control.
  • FIG. 2 sectional view through device FIG. 3: device in the state of assembly
  • FIG. 4 exploded view

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Abstract

Deckenleuchte oder Wandleuchte mit Anschluss an einen üblichen Lichtstromkreis,mit integrierter Heizlüfterfunktion, und einer intelligenten Steuerung zur einfachen Bedienung und Funktionen zur Energieeinsparung.Viele Räume eines Gebäudes müssen nur zeitlich begrenzt beheizt werden, bzw. die Temperatur soll kurzfristig erhöht werden. Um eine aufwändige Variation der Heizmöglichkeiten zu vermeiden (z.B. die Installation einer Heizung, aufstellen einer zusätzlichen Heizung, anpassen der Steuerung einer vorhandenen Heizung), soll ein Ersatz dermeistensbereits vorhandenen Beleuchtung diese Funktionalität übernehmen.Dazu kommt eine Vorrichtung zum Einsatz, welche im gemeinsamen Gehäuse mindestens ein Leuchtelement, mindestens ein elektrisches Heizelement, mindestens ein Lüfter, sowie mindestens eine programmierbare elektronische Steuerung,mittels der die Beleuchtung, der Lüfter und die Heizung, zusammen und/oder getrennt voneinander, gesteuert und/oder geregelt werden, beinhaltet.Als Anwendungsgebiet kommen alle Räume eines Gebäudes infrage, welche über eine Beleuchtung verfügen und nur zeitlich begrenzt beheizt werden sollen.

Description

Titel
Decken- oder Wandleuchte mit integrierter elektrischer Heizung, Lüfter und Steuerung
Anwendungsgebiet
Zum kurzfristigen Beheizen kleinerer Räume von Gebäuden werden des Öfteren elektrische Heizungen verwendet. Eine intelligente Kombination aus Leuchte und elektrischer Heizung bietet viele Vorteile.
Stand der Technik
Zur Beleuchtung von Innenräumen sind LED Leuchten aktueller Stand der Technik, zum kurzfristigen Beheizen von Innenräumen sind elektrische Widerstandsheizungen aktueller Stand der Technik.
Kombinationen von Heizlüftern und Leuchten für die Unterputzmontage und ohne integrierte Steuerung beider Funktionen sind ebenfalls erhältlich.
Kombinationen von IR-Heizlampen und normalen Lampen, ohne LED Technologie, sowie ohne integrierte Steuerung beider Funktionen sind erhältlich.
Nachteile des Standes der Technik
Elektrische Heizungen werden nach dem Stand der Technik als separate Aufputz-Geräte für die Aufstellung oder zur Wand oder Deckenmontage angeboten. Daraus ergeben sich ein erhöhter Platzbedarf sowie die Notwendigkeit eines separaten Stromanschlusses. Die Bedienung von Licht und Heizung erfolgt separat und bietet keine integrierte Funktion um Energie zu sparen. Zudem sind die meisten Thermostate sehr ungenau hinsichtlich der Abschalttemperatur.
Existierende Kombination aus elektrischen Heizungen und Licht gibt es lediglich als Unterputzgeräte, ohne LEDs als eingebaute Leuchtmittel oder ohne Ventilator zur Luftumwälzung, sowie ohne gemeinsame Steuerung.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zu bauen, welche einen Raum eines Gebäudes mit einer Beleuchtung ausstattet, sowie die Möglichkeit bietet, den Raum eines Gebäudes auch zu beheizen. Der Benutzer soll die Vorrichtung möglichst leicht und intuitiv bedienen können. Der Benutzer soll die Funktionen an seine Bedürfnisse anpassen können. Die Installation soll möglichst einfach sein. Zudem sollen Funktionen zum Einsparen von Energie integriert sein.
Lösung
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, gemäß Anspruch 1 gelöst. Diese Vorrichtung mit Anschluss an einen üblichen Stromkreis ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im gemeinsamen Gehäuse mindestens ein Leuchtelement, mindestens ein elektrisches Heizelement, mindestens ein Lüfter, sowie mindestens eine programmierbare elektronische Steuerung, mittels der die Beleuchtung, der Lüfter und die Heizung, zusammen und/oder getrennt voneinander, steuerbar und/oder regelbar sind, beinhaltet.
Nachfolgend sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben: Bei der Konfiguration der Vorrichtung passt der Benutzer die Lichtstärke der Vorrichtung entsprechende seinen Bedürfnissen an. Der Strom der durch das oder die Leuchtmittel fließt wird durch die Steuerung reduziert. Damit lässt sich die Lichtstärke an die Größe des Raumes, die aktuelle Nutzungsart des Raumes, sowie persönliche Vorlieben anpassen.
Eine Variation der Heizstufen wir dadurch erreicht, dass die Heizung nicht kontinuierlich betrieben wird. Anstatt dessen schaltet die Steuerung die Heizung in kurzen, für den Anwender nicht wahrnehmbaren, Intervallen ein und aus. Die mittlere Heizleistung gibt der Benutzer vor. Die mittlere Heizleistung liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0,3 - 3KW. Damit lässt sich die mittlere Heizleistung der Vorrichtung an die Größe des Raumes, die aktuelle Nutzungsart des Raumes, sowie persönliche Vorlieben anpassen.
Die Stärke des Luftstroms wird durch den Benutzer in verschiedenen Stufen konfiguriert. Damit lässt sich der Luftstrom an die Größe des Raumes, die aktuelle Nutzungsart des Raumes, sowie persönliche Vorlieben anpassen.
Die zu erreichende Zieltemperatur wird durch den Benutzer eingestellt. Damit lässt sich der Zieltemperatur für die aktuelle Nutzungsart des Raumes, sowie persönliche Vorlieben anpassen.
Programmierbare Steuerung:
Die programmierbare Steuerung ermöglicht insbesondere eine flexible Vorkonfiguration durch den Benutzer über veränderbare Betriebsmodi und eine präzise Steuerung und/oder Regelung aller Funktionen der Vorrichtung.
Eine zeitlich gesteuerte, oder ereignisgesteuerte Abschaltung oder Reduktion der Heizung und/oder des Lichts spart Energie und bietet zusätzliche Sicherheit. Die programmierbare Steuerung enthält mindestens eine Funktion zum Einsparen von Energie, welche das Licht und/oder die Heizung nach einer, vom Benutzer vorgegebenen Zeit, reduzieren oder abschalten. Alternativ kann die Heizung auch abgeschaltet werden, wenn die Zieltemperatur mindestens einmal erreicht wurde. Dadurch wird verhindert, dass das Abschalten der Heizung oder des Lichts, durch den Benutzer vergessen werden.
Die intelligente elektronische Steuerung ist bevorzugt mit einem Mikroprozessor realisiert und zeigt Informationen mit Hilfe eines Displays an. Die integrierte Software (Firmware) steuert die Lichtstärke, Heizung und den Lüfter in Abhängigkeit von internen und externen Parametern. Dafür kommen verschiedene Algorithmen zum Einsatz, welche die eingehenden Informationen verarbeiten.
Eingangsgrößen der Programmierbaren Steuerung:
Externe Parameter können Sensorwerte sein, oder auch Steuerungsbefehle über eine Schnittstelle. Als Sensoren in Frage kommen z.B.:
• Temperatur(en)
• Luftfeuchte
• Anwesenheit (PIR, Lichtschranke, Mikrofon)
• Beleuchtung
• Endschalter (Ruhestromkreise) zur Überwachung der Türen + Fenster
• Taster zur Eingabe von Benutzerbefehlen • Spannungsmessung zur Erkennung ob der Primärstromkreis noch mit der Netzspannung verbunden ist (z.B. für die Mehrfachbetätigung des Stromschalters zur Auswahl eines Betriebsmodus)
Als Schnittstellen in Frage kommen z.B.:
• Drahtgebundene Schnittstellen, wie z.B. Ethernet
• Drahtlose Schnittstellen, wie z.B. ZigBee, Infrarot, Bluetooth, WLAN
Schnittstellen sind insbesondere dann sinnvoll, wenn Funktionen der Vorrichtung durch zentrale Stellen bedient werden (z.B. in Hotels, Jugendherbergen, Wohnheimen, auf Schiffen).
Interne Parameter können eine Echtzeituhr sein, oder die Ergebnisse von in der Firmware implementierten Algorithmen und Funktionen.
Als interner Parameter in Frage kommt z.B.:
• Eine Parametervorgabe durch den Benutzer wie z.B., die Dauer der Heiz- und Lüfterfunktion, die Zieltemperatur der Heizfunktion, die Lichtstärke, welche im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt wurde, etc.
• Eine Echtzeituhr, welche sich über Funk oder Ethernet synchronisiert
• Fehleralgorithmus, welcher zur Abschaltung der Vorrichtung führt
Betriebsmodi:
Die programmierbare elektronische Steuerung erlaubt dem Benutzer mehrere verschiedene Betriebsmodi anzupassen. Ein Betriebsmodus enthält Voreinstellungen bezüglich der Beleuchtungsintensität, der Heizfunktion, inklusive Zieltemperatur, der Lüfterfunktion, und der zeitlichen oder ereignisgesteuerten Varianz oder Abschaltung beider Funktionen, sowie weitere Parameter. Folgende Beispiele sind voreingestellte Parameter für einen Betriebsmodus:
• Display an oder aus
• Helligkeit des Displays
• Anzeige des Betriebszustands auf dem Display
• Anzeige von Sensorwerten auf dem Display
• Umstellen von Einheiten auf dem Display (z.B. Temperatur in Grad Celsius oder Fahrenheit)
• Lichtstärke nach dem Einschalten
• Lichtstärke nach Ablauf einer bestimmten Zeit
• Zeitschaltfunktion für Licht
• Zieltemperatur nach dem Einschalten
• Wert für die Hysterese der Heizfunktion
• Zieltemperatur nach Ablauf einer bestimmten Zeit
• Zeitschaltfunktion für Heizung
• Farbtemperatur des Lichts (Mischung aus warmweißen und kaltweißen LEDs)
• Farbe des Lichts (bei RGB LEDs) Beispiel für einen typischen Betriebsmodus mit zeitlich gesteuertem Programmablauf:
• Mit dem Lichtschalter wird der Betriebsmodus ausgewählt. Das Licht schaltet sich auf 50% der maximalen Helligkeit ein. Der Lüfter wird auf 30% der maximalen Stärke eingeschaltet. Die Heizung wird eingeschaltet. Dies geschieht innerhalb von wenigen Sekunden.
• Nachdem die Zieltemperatur das erste Mal erreicht wurde, schaltet sich die Heizung ab, der Lüfter läuft einige Sekunden nach, bis sich das Heizmodul etwa auf die
Umgebungstemperatur abgekühlt hat. Wird die Zieltemperatur abzüglich der Hysterese unterschritten, so schalten sich erst wieder der Lüfter, und anschließend die Heizung an.
• Nach Ablauf der Zeit von 30 Minuten für die Heizfunktion wird diese dauerhaft durch die intelligente Steuerung abgeschaltet.
• Nach Ablauf der Zeit von 60 Minuten für das Licht, wird die Lichtstärke dauerhaft auf 15% reduziert.
• Der aktuelle Zustand für Heizung, Lüfter und Licht, bleibt bestehen, bis erneut ein
Betriebsmodus ausgewählt wird.
Beispiel für einen typischen Betriebsmodus mit Ereignisgesteuertem Programmablauf:
• Mit dem Lichtschalter wird der Betriebsmodus ausgewählt. Das Licht schaltet sich auf 50% der maximalen Helligkeit ein. Der Lüfter wird auf 30% der maximalen Stärke eingeschaltet. Die Heizung wird eingeschaltet. Dies geschieht innerhalb von wenigen Sekunden.
• Nachdem die Zieltemperatur das erste Mal erreicht wurde, schaltet sich die Heizung ab, der Lüfter läuft einige Sekunden nach, bis sich das Heizmodul etwa auf die
Umgebungstemperatur abgekühlt hat. Wird die Zieltemperatur abzüglich der Hysterese unterschritten, so schalten sich erst wieder der Lüfter, und anschließend die Heizung an.
• Nachdem die Zieltemperatur das fünfte Mal erreicht wurde, schaltet sich die Heizung
dauerhaft ab. Der Lüfter läuft einige Sekunden nach, bis sich das Heizmodul etwa auf die Umgebungstemperatur abgekühlt hat.
• Der aktuelle Zustand für Heizung, Lüfter und Licht, bleibt bestehen, bis erneut ein Betriebsmodus ausgewählt wird. Steuerung der Vorrichtung durch den Benutzer:
Zur Steuerung durch den Benutzer reicht im einfachsten Fall die Betätigung des Lichtschalters aus. Z.B ist eine Auswahl des Betriebsmodus durch die Mehrfachbetätigung des Lichtschalters oder zeitlicher Varianz in der Betätigung des Lichtschalters möglich. Wird der Lichtschalter normal betätigt, so wird der erste Betriebsmodus ausgewählt.
Zur Auswahl des nächsten Betriebsmodus wird der Lichtschalter erneut ausgeschaltet und z.B. innerhalb einer bestimmten Zeit wieder angeschaltet. Durch weiteres wiederholen dieses Vorgangs werden weitere Betriebsmodi ausgewählt.
Alternativ dazu kann auch die Zeit zwischen dem ersten ausschalten und dem erneuten einschalten des Lichtschalters zum auswählen des Betriebsmodus genutzt werden.
Als weitere mögliche Schnittstellen zur Steuerung kommen kabelgebundene- oder drahtlose Schnittstellen zum Einsatz.
Durch die programmierbare Steuerung wird somit eine besonders einfache und dennoch sehr bequeme Art der Steuerung der Vorrichtung erreicht.
Stromversorgung:
Im einfachsten Fall wird nur der Stromanschluss für die Deckenleuchte benötigt. Mit mindestens einem weiteren Anschluss könnten Funktionen wie die Heizung und Lüftung oder Frostwächter zentral aktiviert werden. Damit könnte z.B. in Hotels im Sommer die Heizfunktion deaktiviert werden, oder im Winter ein Frostwächter aktiviert werden.
Werkstoffe:
Hinsichtlich der Werkstoffauswahl bestehen keine besonderen Anforderungen. Die Werkstoffe für Gehäuseteile müssen lediglich den Ansprüchen an Fertigbarkeit, Brandschutz, Korrosionsbeständigkeit, elektrische Isolation, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturen genügen. Der Diffusor muss zudem die geeigneten optischen Anforderungen erfüllen.
Die vorgenannten sowie beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Form, Gestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeptionen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Die Bauteile sind miteinander zum Beispiel durch Schrauben, Klipsen, Nieten, Kleben, Klemmen, Verpressen, Durchsetzfügen, Schweißen, verbunden. Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entfällt die Notwendigkeit, zwei getrennte Geräte zu betreiben.
Die intelligente Steuerung ermöglicht eine präzise Regelung der elektrischen Heizung und damit ein genaues erreichen der gewünschten Zieltemperatur.
Die intelligente Steuerung ermöglicht eine präzise Anpassung der Lichtstärke an die Größe des Raumes und die Vorlieben der Nutzer.
Die intelligente Steuerung ermöglicht eine präzise Anpassung der mittleren Heizleistung an die Größe des Raumes und die Vorlieben der Nutzer.
Die intelligente Steuerung ermöglicht eine präzise Anpassung des Luftstroms an die Größe des Raumes und die Vorlieben der Nutzer.
Die intelligente Steuerung ermöglicht eine präzise Einstellung der Hysterese der Heizfunktion an die Größe des Raumes.
Über die Auswahl verschiedener Betriebsmodi, lässt sich die Funktion an die Wünsche der Nutzer anpassen.
Durch die Konfiguration der Betriebsmodi, lassen sich die Funktionen an die Räumlichkeiten und die Vorlieben der Nutzer anpassen.
Eine zeitlich, oder ereignis- gesteuerte Abschaltung oder Reduktion der Heizung und/oder des Lichts spart Energie und bietet zusätzliche Sicherheit.
Eine Nutzung der vorhandenen Unterputzleitungen ist möglich.
Die feste Montage verhindert Diebstahl.
Die Montage an der Decke oder Wand ist besonders platzsparend und sicher. Ein Stolpern über am Boden liegende Kabel ist nicht möglich.
Ein Umkippen oder versehentliches Abdecken der Heizung, z.B. mit Kleidungsstücken oder Decken, ist nicht mehr möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine einfache Montage, da ein vorhandener Stromkreis genutzt werden kann.
Die Bedienung über den Lichtschalter ist sehr komfortabel und einfach und kann durch binäre Zustandsänderung des Tasters innerhalb zeitlich begrenzter Schaltfolgen, zur Auswahl verschiedener Voreinstellungen genutzt werden.
Der optionale Anschluss an weitere Schnittstellen ermöglicht die komfortable Steuerung mehrerer Vorrichtungen von einem zentralen Punkt aus. Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1: Vorrichtung in ihrer Gesamtheit.
Figur 2: Vereinfachte Schnitt-Ansicht durch die Vorrichtung
Figur 3: Vorrichtung im Zustand der Montage oder Wartung
Figur 4: Vereinfachte Explosionsdarstellung der gesamten Vorrichtung
Figur 1 zeigt die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit, wie diese zum Beispiel später an einer Decke montiert wäre.
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Schnitt-Ansicht durch die Vorrichtung. Bei Betrieb des Lüfters wird der Luftstrom (13) mit Hilfe der Befestigungsschale (1) und der Gehäuseteile (6, 10, 12), vom Lufteinlass (14), über die Heizung (4) und den Lüfter (5), bis zum Luftauslass (15) geführt.
Diese Führung des Luftstroms (13) sorgt insbesondere dafür, dass die angesaugte Luft nicht direkt an der Montageoberfläche entlangstreicht und dort Verschmutzungen verursacht.
Figur 3 zeigt die Vorrichtung im Zustand der Montage oder Wartung. Die Befestigungsschale (1) dient zur Montage der Vorrichtung, z.B. an der Decke. Zudem wir die Verschraubung des elektronischen Anschlusses in der Befestigungsschale verstaut und die zwei Fangseile (2) an der Befestigungsschale (1) befestigt. Die zwei Fangseile (2) ermöglichen eine bequeme und sichere Handhabung bei der Montage oder Wartung der Vorrichtung.
Weiter in Figur 3 sichtbar, sind das Gehäuseteil A (6), mit den herausstehenden Teilen des Alublechs (8), sowie der Eingriffschutz A (3), welcher gleichzeitig als Träger für Heizung und Lüfter dient. Zu sehen ist auch das Display mit den Tastern, welche auf der Steuerungsplatine (7) der Vorrichtung montiert sind. Der obere Teil des Gehäuses, also Gehäuseteil A (6) und die Befestigungsschale (1) sind über eine Form und/oder kraftschlüssige Verriegelung miteinander verbunden, welche vom Installateur zu öffnen oder schließen ist.
Der in Figur 4 dargestellte Lüfter (5) und die Heizung (4) sorgen für die Erwärmung und den Transport der Luft. Das Gehäuse (1,6,10,11,12) dient zum Schutz der Elektronik vor Eingriff, Verschmutzung, Feuchtigkeit und Insekten, als auch zur Befestigung des Lüfters und der Heizung.
Das Aluminiumblech (8) dient zur Montage der Elektronik (7,9) und der LEDs (16), sowie zur Kühlung der Elektronik (7,9) und der LEDs (16).
Der Diffusor (11) ist Teil des Gehäuses und sitzt ca. 20 mm von dem Aluminiumblech (8) entfernt. Er trägt dazu bei, das Gehäuse zu schließen und sorgt für eine gleichmäßige Streuung des Lichts. Der Eingriffschutz A (3) und der Eingriffschutz B (12), dienen der Sicherheit gegen Berührung der Heizung (4) und des Lüfters (5). Zudem lenken beide den Luftstrom (13).
Die Versorgung der LEDs (16) und der Steuerungselektronik (7) innerhalb der Vorrichtung wird durch ein Netzgerät (9) gewährleistet. Die Elektronische Steuerung (7) basiert auf einem Microcontroller, welcher die Steuerung der Heizfunktion, der Lüftung, des Displays, sowie der LEDs übernimmt.
Zur Konfiguration der verschiedenen Betriebsmodi, wird eine Mensch-Maschine-Schnittstelle verwendet, welche in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Display und drei Taster realisiert ist (7). Die Auswahl des Betriebsmodus erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über die einfache oder mehrfache Betätigung des Lichtschalters.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Display durch vier sogenannte 7 Segment-Anzeigen realisiert, welche im Betrieb die aktuelle Temperatur, oder die verbleibende Zeit für die Heizfunktion, oder andere Informationen, zum Beispiel auch im Wechsel anzeigen.
Zur Schaltung der Heizung wird bevorzugt ein Halbleiter-Relais verwendet. Die Lüftung (5) ist mit Hilfe eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit passender Ansteuerung realisiert.
Figuren:
Figur 1: Gesamtansicht der Vorrichtung
Figur 2: Schnittansicht durch Vorrichtung Figur 3: Vorrichtung im Zustand der Montage Figur 4: Explosionsdarstellung Bezugszeichenliste:
1. Befestigungsschale
2. Fangseil
3. Eingriffschutz A
4. Heizung
5. Lüfter
6. Gehäuseteil A
7. Steuerung mit Display und Tastern
8. Aluminiumblech
9. Einbaunetzteil
10. Gehäuseteil B
11. Diffusor
12. Eingriffschutz B
13. Luftstrom
14. Lufteinlass
15. Luftauslass
16. LED

Claims

Ansprüche
1.
Vorrichtung mit Anschluss an einen üblichen Stromkreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im gemeinsamen Gehäuse (1,6,10,11) mindestens ein Leuchtelement (16), mindestens ein elektrisches Heizelement (4), mindestens ein Lüfter (5), sowie mindestens eine programmierbare elektronische Steuerung (7), mittels der die Beleuchtung, der Lüfter und die Heizung, zusammen und/oder getrennt voneinander, steuerbar und/oder regelbar sind, beinhaltet.
2.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für die Aufputz-Montage geeignet ist.
3.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für die Unterputz- Montage geeignet ist.
4.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Temperatursensor beinhaltet.
5.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Leuchtmittel (16) über mindestens eine LED verfügt.
6.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung durch wiederholtes ein und Ausschalten des Lichtstromkreises, oder eine zeitlich variierende Sequenz aus mindestens zwei Einschaltvorgängen des Lichtstromkreises, beeinflussbar ist.
7.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung über mindestens eine optische Anzeige (7) verfügt, welche Informationen zur Anzeige bringt.
8.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung über mindestens ein akustisches Signal verfügt, welches Informationen signalisiert.
9.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens eine Ansaugöffnung (14) verfügt, welche einen Mindestabstand von 1 mm zur Montageoberfläche aufweist um Verschmutzungen der Montageoberfläche zu vermeiden.
10.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mittels mindestens einer Lichtschranke steuerbar und/ oder regelbar ist.
11.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mittels mindestens eines Bewegungsmelders steuerbar und/ oder regelbar ist.
12.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mittels mindestens eines Hygrometers steuerbar und/ oder regelbar ist.
13.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mittels mindestens eines Mikrophons steuerbar und/ oder regelbar ist.
14.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mittels mindestens einer Uhr steuerbar und/ oder regelbar ist.
15.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens einen zusätzlichen Stromanschluss verfügt der weitere
Funktionalitäten, wie z.B. eine von der Beleuchtung unabhängige Heizfunktion, ermöglicht.
16.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über geeignete Leitelemente verfügt, durch welche der Luftstrom (13) am Luftaustritt (15) in eine bevorzugte Richtung gelenkt wird.
17.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtfarbe veränderbar ist.
18.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbtemperatur des weißen Lichts veränderbar ist.
19.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens einen zusätzlichen Stromanschluss verfügt, welcher ein Einschalten der Heizfunktion nur in Abhängigkeit eines zweiten Stromkreises erlaubt.
20.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung den eigenen Zustand mittels eines Programmes in Abhängigkeit von mindestens einer internen Eingangsgröße insofern ändert, dass mindestens eine der steuerbaren Funktionen veränderbar ist.
21.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung den eigenen Zustand mittels eines Programmes in Abhängigkeit von mindestens einer externen Eingangsgröße insofern ändert, dass mindestens eine der steuerbaren Funktionen veränderbar ist.
22.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Microcontroller aufweist.
23.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen getakteten Prozessor aufweist.
24.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen nichtflüchtigen Speicher aufweist.
25.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Firmware aufweist.
26.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch eine interne Batterie und/oder Akku den Konfigurationsbetrieb und/oder die Funktion einer internen Uhr, unabhängig vom Stromnetz ermöglicht.
27.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstärke in mindestens 5 Schritten verändert wird.
28.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens eine Schnittstelle aufweist, wie z.B. WLAN, Bluetooth, Zigbee, Infrarot, Taster (7), Display (7).
29.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch den Benutzer konfigurierbar ist.
30.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens zwei verschiedene Betriebsmodi besitzt, welche durch den Benutzer auswählbar sind.
31.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zeitlich gesteuerte Programmabläufe ausführt.
32.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ereignisgesteuerte Programmabläufe ausführt.
33.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Funktion zur Einsparung von Energie beinhaltet.
34.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über mindestens einen Lüfter (5) verfügt, welcher mit einem bürstenlosen
Gleichstrommotor realisiert ist.
35.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine elektrische Widerstandsheizung (4) beinhaltet.
36.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die integrierte elektrische Heizung (4) mittels eines Halbleiterbauelements schaltet.
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