Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Mittel zur
Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe (Ist-Wert) zur Steuerung
der physikalischen Größe (Soll-Wert) und außerdem mit einem Sender
zur Steuerung und/oder Regelung insbesondere einer Raumtemperierungsanlage mittels
Signalübertragung insbesondere mittels Funk, Licht und/oder oder Stromkabel.
Stand der Technik
Zur Steuerung von beispielsweise Raumtemperierungsanlagen, wie zum
Beispiel Elektro-, Gas-, Warmwasser-Heizungsanlagen, Klimaanlagen, die zur Beheizung
beispielsweise von Fußböden, Wänden oder Decken Verwendung finden
und beispielsweise als Kamin- oder Konvektorheizungen ausgebildet sein können,
ist es oft vorteilhaft, wenn diese nicht nur mit einer direkt am Gerät oder
in dessen unmittelbarer Nähe befindlichen Einstellvorrichtung bedient werden
können, insbesondere dann, wenn der wärmeerzeugende Teil (Heizung) und
der wärmeabgebende Teil (Heizkörper) nicht in unmittelbarer Nähe
zueinander sind. Dies ist beispielsweise bei Zentralheizungen, oder bei an der Decke
montierten Klimaanlagen der Fall.
Zu diesem Zwecke werden heute in vielfältiger Form erhältliche
Steuergeräte eingesetzt, die mittels einer Steuerleitung mit der Heizung verbunden
sind und mittels beispielsweise eines Potentiometers oder einer digitalen Eingabevorrichtung
eine bequeme Eingabe des vom Bediener gewünschten Sollwertes ermöglichen,
der dann vom Steuergerät mittels elektrischer Signale zur gegebenenfalls in
einem anderen Raum befindlichen Raumtemperierungsanlage übermittelt wird. Eine
solche Steuereinrichtung ist beispielsweise aus der Schrift DE
296 17 781 U1 bekannt.
Ebenso Stand der Technik sind Vorrichtungen, welche anstelle eines
Kabels eine Datenübertragung zu der Raumtemperierungsanlage per Funk aufbauen.
Diese können zur Stromversorgung mit dem Netz verdrahtet sein oder eine batteriebetriebene
Energieversorgung aufweisen, um eine größtmögliche örtliche
Unabhängigkeit zu gewährleisten.
In bevorzugten Ausführungen beinhalten diese Steuerungen auch
die Möglichkeit einer Regelung, indem ein Istwertmessfühler integriert
ist oder sie auf andere Weise Informationen über den Istzustand des zu regelnden
Wertes erhalten, und selbsttätig die entsprechend notwendigen Signale zur Angleichung
des Istwertes mit dem Sollwert erzeugen und an die Raumtemperierungsanlage weitergeben.
In anderen, bevorzugten Ausführungsformen beinhalten die Steuergeräte
auch eine Uhr, mittels derer bestimmte Sollwertverläufe voreingestellt werden
können, die die Steuerung dann selbsttätig abfährt.
Wird eine individuelle Regelung des Sollwertes in verschiedenen Räumen
gewünscht, so ist für jeden Raum eine eigene Steuereinrichtung vorzusehen.
Nachteile des Standes der Technik
Die nach dem Stand der Technik bekannten Steuergeräte müssen,
wie bereits ausgeführt, mittels einer Signalleitung mit der zentralen Heizungsanlage
verbunden werden. Dies bedeutet, dass ein entsprechendes Kabel den oft über
größere Distanzen und über mehrerer Stockwerke hinweg verlaufenden
Weg verlegt werden muss. Hieraus entstehen entsprechende Kosten, die je höher
ausfallen, desto weiter der Abstand zwischen Steuerung und Anlage ist.
Ein weiterer Nachteil der kabelgebundenen Steuergeräte ist deren
geringe Flexibilität im Hinblick auf eine Veränderung der Lage des Steuergerätes.
Häufig werden derartige Geräte an der Wand oder gar unter Putz verlegt,
so dass bei einer Änderung beispielsweise der Wohneinrichtung eine Verlegung
des Steuergerätes nur mit hohem Aufwand möglich ist. Aber auch dann, wenn
beispielsweise nur ein Steuergerät vorgesehen ist und dieses den Sollwert wie
z.B. die Temperatur nacheinander in verschiedenen Räumen regeln soll (z.B.
tags im Wohnzimmer, nachts im Schlafzimmer), ist eine Verlegung der Steuerung selbst
bei etwaiger Verlängerung des Signalkabels keine zufriedenstellende, insbesondere
in Wohnräumen annehmbare Lösung.
Auch eine Beschädigung der Kontakte (beispielsweise durch Korrosion)
oder des Kabels (beispielsweise durch Montage- oder Bohrarbeiten) kann eine zeit-
und kostenaufwendige Suche nach Fehlern nach sich ziehen, insbesondere bei entsprechend
langen Signalwegen.
Schließlich ist die zusätzliche Anbindung weiterer Steuergeräte
nur mit erheblichem Aufwand möglich, da wiederum neue Leitungen zu verlegen
sind. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn die Leitungen verdeckt verlegt
werden sollen, da hierzu nötigenfalls Wandbeläge wie Tapeten entfernt
werden müssen. Die nach dem Stand der Technik erhältlichen, schnurungebundenen
Steuergeräte besitzen aufgrund der batteriebetriebenen Energieversorgung nur
eine begrenzte Laufzeit, so dass immer die Möglichkeit eines energiebedingten
Ausfalls der Geräte gegeben ist, was entsprechende Nachteile wie z.B. Löschen
der eingegebenen Werte und das Fehlen der Steuergröße an der Steuerungsanlage
(hier beispielhaft Raumtemperierungsanlage) mit sich bringt.
Aufgabe der Erfindung und Lösung
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Vermeidung der genannten
Nachteile des Standes der Technik, insbesondere des Nachteils der geringen Flexibilität
bei einer Lageveränderung der Steuerung und einer Erweiterung um weitere Steuerungen,
sowie des Nachteils der begrenzten Energiezufuhr.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung entsprechend der im Anspruch
1 genannten Merkmale gelöst. Wesentliches Merkmal der Erfindung ist dabei die
Übertragung der Steuersignale auf einem Wege, der ohne separate Signalleitungen
auskommt, in Verbindung mit einem steckdosengebundenen Betrieb. Bevorzugte Ausführungsformen
nutzen hierbei entweder Funktechnik, oder eine Signalübertragung mittels eines
dem normalen Netzstrom überlagerten Signals.
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Mittel zur
Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe (Ist-Wert) zur Steuerung
der physikalischen Größe (Soll-Wert) und außerdem mit einem Sender
zur Steuerung und/oder Regelung insbesondere einer Raumtemperierungsanlage mittels
Signalübertragung insbesondere mittels Funk, Licht und/oder oder Stromkabel,
der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sender in einer handelsüblichen Steckdose
betrieben wird.
Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf eine Vorrichtung
zum Steuern und/oder Regeln von beispielsweise und vorteilhaft Raumtemperierungseinrichtungen
mittels einer separat von der wärme- bzw. kälteerzeugenden Anlage angeordneten
Einheit. Derartige Anlagen sind beispielsweise Elektro-, Gas-, oder Warmwasser-Heizungsanlagen,
Klimaanlagen, die zur Beheizung bzw. der Kühlung beispielsweise von Fußböden,
Wänden oder Decken Verwendung finden, oder Ventilationsanlagen, die der Be-
und Entlüftung von Gebäuden oder Gebäudeteilen dienen. Dabei umfasst
die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung mindestens
folgende Mittel:
- a) Mindestens ein Mittel zur Bedienung mit dem Zwecke der Einstellung einer
Vorgabe mindestens einer gewünschten Sollgröße;
- b) Mindestens ein Mittel zur Signalübertragung des Sollgrößensignals
an eine entfernt angeordnete Empfangseinrichtung;
- c) Mittel zur primären Energieversorgung.
Das oder die Mittel zur Bedienung kann bzw. können bevorzugt
als Drehregler vorgesehen sein, dessen Winkelstellung den entsprechenden Sollwert
vorgibt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Mittel durch Druckknöpfe
vorgesehen sein, die entweder festen Werten zugeordnet sind, oder der schrittweisen
Erhöhung bzw. Verringerung des Sollwertes dienen.
Des Weiteren muss ein Mittel zur Signalübertragung des Sollwertsignals,
welches dem Sollwert direkt zugeordnet ist, zu einem der eigentlichen Steuerungseinrichtung
zugeordneten Empfänger vorgesehen sein. Dieses Mittel ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, dass es keine separate(n) Signalleitungen) benötigt,
sondern die Signale entweder über Funk überträgt, oder mittels Licht,
z.B: Infrarot, oder die Übertragung mittels einer so genannten Trägertrequenzanlage
(TFA) realisiert. Während die erstgenannten Mittel zur Signalübertragung
keinerlei Kabel benötigen, nutzt letztere das ohnehin fast überall verfügbare
Stromnetz, wie es beispielsweise in Gebäuden zur Energieversorgung zahlreicher
Verbraucher vorhanden ist. Auch in diesem Fall ist demnach erfindungsgemäß
kein separates Legen von Leitungen erforderlich, sofern die Energieversorgung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls über das Stromnetz erfolgt.
Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch
gekennzeichnet, dass die Energieversorgung primär über das Stromnetz und
nicht über eingebaute Stromquellen wie z.B. Batterien erfolgt. Daraus ergeben
sich neben dem Vorteil der Möglichkeit einer Nutzung des Stromnetzes als Signalübertragungsweg
der Vorteil einer Unabhängigkeit des nur begrenzt zur Verfügung stehenden
Batteriestroms. Hieraus ergibt sich eine erhöhte Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, was gerade im Hinblick auf die unangenehmen Folgen eines energiebedingten
Ausfalls derselben wünschenswert ist. Besonders bevorzugt besitzt die erfindungsgemäße
Vorrichtung als Mittel zur primären Energieversorgung einen handelsüblichen
Schutzkontakt-Stecker bzw. eine den Bestimmungen des jeweiligen Einsatzlandes entsprechenden
Variante desselben, mit welchem das erfindungsgemäße Mittel zur Bedienung
bevorzugt fest verbunden ist und mit dessen Gehäuse es am meisten bevorzugt
eine bauliche Einheit bildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung entsprechende Adapter, so dass der Einsatz in einer Vielzahl
von Ländern mit unterschiedlichen Standards problemlos möglich ist. In
einer ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsform erkennt die erfindungsgemäße
Vorrichtung selbsttätig die Spannung des energieliefernden Netzes, und passt
sich ihr entsprechend an.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
umfasst diese zusätzlich ein Mittel zur Erfassung mindestens einer Istgröße,
ein Mittel zur Anzeige der mindestens einen Sollgröße, sowie ein Mittel
zur Anzeige der mindestens einen Istgröße.
Durch Umfassen eines Mittels zur Erfassung mindestens einer Istgröße,
welche besonders bevorzugt vom gleichen Typ wie die Sollgröße ist, wird
die Schaffung eines Regelkreises ermöglicht. Durch Vergleich des an der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eingestellten Sollwertes mit dem von der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemessenen Istwert kann diese besonders bevorzugt selbsttätig ein
Signal generieren und an die Steuerungseinrichtung übertragen, welches geeignet
ist, eine Erreichung des Sollwertes durch Nachregeln derselben herbeizuführen.
Das Umfassen eines Mittels zur Anzeige der Sollgröße(n)
bietet dem Bediener eine bessere Übersichtlichkeit, insbesondere dann, wenn
an der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehr als eine einzige Sollgröße
vorgegeben werden sollen. Ansonsten würde der Platzbedarf durch die Vielzahl
der Mittel zur Bedienung schnell unerwünscht groß werden. Besonders bevorzugt
wird das Mittel zur Anzeige der Sollgröße als numerisches oder alphanumerisches
Display, beispielsweise auf Basis von Flüssigkristallen oder OLEDs, gebildet.
Das Mittel zur Anzeige der Istgröße(n) besitzt im Hinblick
auf den Bediener einen lediglich informativen Charakter, da die zuvor beschriebenen
Regelfunktion auch ohne eine entsprechende Anzeige funktioniert. Trotzdem kann es
in bestimmten Fällen durchaus von Interesse sein, das Maß der Abweichung
zwischen Soll- und Istwert zu kennen, um beispielsweise zu entscheiden, ob eine
Erreichung des gewünschten Sollwertes überhaupt mit vertretbarem Aufwand
bzw. in vertretbarer Zeit machbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden
Mittel zur Anzeige baulich in einem einzigen Mittel zur Anzeige zusammengefasst.
In einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Mittel zur
Anzeige mehrstellig und/oder mehrzeilig ausgestaltet sein, so dass mehr als ein
Wert gleichzeitig darstellbar ist.
Besonders bevorzugt dient die erfindungsgemäße Vorrichtung
der Vorgabe typischer, in der Gebäudeklimatisierung genutzter Werte, ist jedoch
nicht auf diese beschränkt. Diese sind am meisten bevorzugt die Temperatur,
die Luftfeuchtigkeit, und/oder die Luftgeschwindigkeit, beispielsweise bei der Ansteuerung
einer Ventilationseinrichtung. Weitere Werte können auch Steuerungsinformationen
für Licht, Rollladen usf. sein.
Der Gegenstand sieht erfindungsgemäß insbesondere in einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform vor, dass als von der Vorrichtung
zu erfassende Istwerte sowohl die zuvor genannten Werte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit
und/oder Windgeschwindigkeit umfasst werden, als auch weitere Werte wie Lichtstärke,
Geruchsbildung beispielsweise von Kochdunst oder Zigarettenrauch, oder Schaltzustände
von Geräten wie beispielsweise Haushaltsgeräten usf. als Istwerte dargestellt
werden können. Hieraus ergeben sich vielseitige Verwendungsmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da sie nicht nur zur Steuerung und/oder
Regelung typischer Klimawerte, sondern auch der Übersicht zu weiteren, in modernen
Haustechnikanlagen teilweise bereits heute zur Verfügung stehenden Parametern
dient. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht
diese zumindest eine Erfassung derjenigen Istgröße(n), die auch als Sollgröße(n)
vorgegeben werden können. In einer weiteren, am meisten bevorzugten Ausführungsform
bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anzeige der Uhrzeit und des
Datums, so dass diese Daten auch zur zeitgesteuerten Programmierung, bestimmter
Ereignisse zur Verfügung stehen.
Besonders bevorzugt kommen zur Übertragung der Signale zwischen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer Steuerungseinrichtung per
Licht, Infrarot oder Funk solche Verfahren zum Einsatz, wie sie heute oder zukünftig
zum Stand der Technik gehören. Dies sind beispielsweise der so genannte Hausfunkstandard,
oder die vorwiegend im Computer- bzw. Netzwerkbereich eingesetzten WLAN- oder Bluetooth-Standards.
Eine Verwendung dieser Standards ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige
Anbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine beispielsweise bereits
vorhandene Infrastruktur, ohne dass aufwendige Neuentwicklungen oder Anpassungen
notwendig sind. In einer bevorzugten Ausführungsform unterstützt die erfindungsgemäße
Vorrichtung die Möglichkeit einer Verschlüsselung der Daten, um einerseits
ein Abhören zu erschweren, andererseits die Störung parallel betriebener
erfindungsgemäßer Vorrichtungen zu unterbinden.
Besonders bevorzugt kommen zur Übertragung der Signale zwischen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer Steuerungseinrichtung per
Stromnetz solche Verfahren zum Einsatz, wie sie ebenfalls heute oder zukünftig
zum Stand der Technik gehören. Dies sind beispielsweise der Powerline-Standard,
der so genannte Home-Bus-Standard, oder weitere, von der UPA (UPA = Universal Powerline
Associaton) bereits verabschiedete oder noch zu verabschiedende Standards. Am meisten
bevorzugt bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Möglichkeit,
die unterschiedlichen Standards nebeneinander zu bedienen und/oder weitere Standards
per Software-Update einzuspielen, was besonders bevorzugt automatisiert geschieht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße
Vorrichtung ein Mittel zur sekundären Energieversorgung. Dieses
dient der Erhaltung der Betriebsbereitschaft bei vorübergehender Trennung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung von der primären Energieversorgung,
so dass beispielsweise bereits eingestellte Werte nicht verloren gehen, oder (im
Falle einer Funkdatenübertragung) auch ohne direkten Kontakt zur primären
Energieversorgung Daten gesendet und/oder empfangen werden können. Als derartige
Mittel kommen Pufferbatterien in Frage, die besonders bevorzugt wiederaufladbar
ausgestaltet sind und über die primäre Energieversorgung, am meisten bevorzugt
automatisiert, geladen werden. Aber auch gleichwirkende Mittel wie zum Beispiel
Superkondensatoren können bevorzugt zum Einsatz kommen. Alternativ oder zusätzlich
kann ein nichtflüchtiger Speicher vorgesehen sein, in welchem die Werte solange
abgelegt werden, bis die primäre Energieversorgung wieder hergestellt worden
ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese beide Varianten der Signalübertragung und kann je
nach Bedarf zwischen diesen beiden Varianten wählen. Ist die Vorrichtung direkt
in eine Netzsteckdose eingesteckt, so wird der Übertragung durch das Stromnetz
der Vorzug gegeben; besonders bevorzugt wird dann die Funksignalübertragung
zur Vermeidung von so genanntem Elektrosmog und zur Verringerung des Energieverbrauchs
abgeschaltet. Bei einer Trennung von der primären Energieversorgung wird die
Funkübertragung als alleinige Möglichkeit der Datenübertragung ein-
und die stromkabelgebundene Übertragung abgeschaltet. In einer am meisten bevorzugten
Ausführungsform geschieht dieses Umschalten bei Bedarf selbsttätig.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese Möglichkeiten der vorübergehenden vollständigen
oder teilweisen Deaktivierung ihrer Funktionen. Dies kann besonders bevorzugt mittels
eines Codes oder eines Schlüssels, eines Fingerabdrucksensors oder anderen,
eine Person oder einen Personenkreis sicher identifizierbar machenden Mittels geschehen.
So wird beispielsweise der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
öffentlichen oder halböffentlichen Gebäuden oder in Kinderzimmern
beschränkbar, ohne die Funktionalität bei Bedienung durch einen zugelassenen
Bediener dauerhaft einzuschränken. Weiterhin bietet die Zugangsbeschränkung
auch einen gewissen Diebstahlschutz, da ein gesperrtes Gerät praktisch ohne
Wert ist, solange es nicht wieder entsperrt worden ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung geeignete Blenden und/oder Oberschalen umfassen, die eine einfache Anpassung
der äußeren Erscheinungsform der Vorrichtung an beispielsweise die äußere
Erscheinungsform der die primäre Energie liefernden Steckdose ermöglicht,
so dass beide Elemente aufgrund gleicher oder im wesentlichen gleicher Oberflächengestaltung
optisch zu einem baulichen Ganzen verschmelzen und die erfindungsgemäße
Vorrichtung sich besser in ein gestalterisches Gesamtbild einfügt.
Besonders bevorzugt bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Möglichkeit, mit anderen Bedieneinrichtungen per Funk und/oder per Stromkabel
zu kommunizieren, um beispielsweise Daten mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen
angrenzender Räume auszutauschen und/oder diese einem Zentralgerät zugänglich
zu machen. Auf diese Weise wird auch eine besonders einfache Erweiterbarkeit einer
bereits bestehenden, eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen
umfassenden Steuerungseinrichtung und insbesondere vorteilhaft Raumtemperierungseinrichtung
ermöglicht. Nach einer am meisten bevorzugten Ausführungsform melden sich
die neu angeschlossenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen selbsttätig
an einer zentralen Einrichtung an und ermöglichen so eine einfache, individuelle
Einzelraumregelung.
Zeichnungsbeschreibung
Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Diese umfasst als wesentliche
bauliche Elemente das Bedienteil 2, auf welchem ein Mittel zur Anzeige
3 und mehrere Mittel zur. Bedienung 4 angeordnet sind. An der
Rückseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich das Mittel
zur primären Energieversorgung in Form eines handelsüblichen Schutzkontakt-Steckers.
Durch Einstecken der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine entsprechende
Steckdose wird die primäre Energieversorgung hergestellt. Nicht dargestellt
ist das bzw. sind die Mittel zur Signalübertragung sowie das Mittel zur sekundären
Energieversorgung, da sie sich im Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung
befinden.
- 1
- Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung
- 2
- Bedienteil
- 3
- Mittel zur Anzeige
- 4
- Mittel zur Bedienung
- 5
- Mittel zur primären Energieversorgung