Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermostatgeregeltes
Heizsystem für
einen mit einer Flüssigkeit
gefüllten,
von außen
beheizbaren sackförmigen
Hohlkörper
im Inneren der Matratze eines Sitz- und/oder Liegemöbels, wie
beispielsweise eines Wasserbetts.The
The present invention relates to a thermostat controlled
Heating system for
one with a liquid
filled
from the outside
heatable bag-shaped
hollow body
inside the mattress of a sitting and / or lying furniture, like
for example, a waterbed.
Wasserbetten
werden üblicherweise
mit einer näherungsweise
konstanten Temperatur beheizt, die über ein individuell einstellbares
thermostatgeregeltes Heizsystem reguliert wird. Bei herkömmlichen,
mit thermostatgeregelten Heizsystemen nach dem Stand der Technik
ausgestatten Wasserbetten kann dabei eine vom Benutzer gewünschte Sollwert-Temperatur ϧH,soll eines mit Wasser gefüllten Hohlraums
im Inneren einer Matratze durch Einstellen der Heizleistung, die
von in das Wasserbett integrierten netzstrombetriebenen Heizelementen
abgegeben wird, mit Hilfe eines Reglers individuell vorgegeben werden.
Die Anschlüsse
von Regler und Heizelementen sind dabei durch ein Netzstromkabel
miteinander verbunden. Dies hat den Nachteil, dass der Benutzer
die Programmierung der Sollwert-Temperatur ϧH,soll und/oder anderer Parameter des Heizbetriebs
nur in unmittelbarer Nähe
des Wasserbetts (abhängig
von der Länge
des Netzstromkabels), d.h. ortsgebunden und nicht in jeder beliebigen
Sitz- bzw. Liegeposition, vornehmen kann, so dass der Bedienkomfort eingeschränkt ist.Water beds are usually heated at an approximately constant temperature, which is regulated by an individually adjustable thermostatically controlled heating system. In conventional, equipped with thermostatically controlled heating systems according to the prior art water beds can thereby a desired by the user setpoint temperature ϧ H, soll a water-filled cavity inside a mattress by adjusting the heat output, which is delivered by integrated in the waterbed mains-powered heating elements be individually set with the help of a regulator. The connections of controller and heating elements are connected to each other by a mains power cable. This has the disadvantage that the user programming the setpoint temperature soll H, should and / or other parameters of the heating operation only in the immediate vicinity of the waterbed (depending on the length of the power cable), ie localized and not in any seat or Liegeposition, make so that the ease of use is limited.
Der
Stromverbrauch eines solchen Wasserbettes wird dabei neben der Sollwert-Temperatur ϧH,soll des Bettes insbesondere durch die
umgebende Raumtemperatur ϧR, die
Wärmeisolationseigenschaften
des Bettes sowie durch die Abdeckung des Bettes beeinflusst. Beim
Beheizen eines Wasserbettes sind Heizleistungen von etwa 300 W und
Wassertemperaturen zwischen 27°C
(Außenhauttemperatur)
und 36°C
(Körpertemperatur) üblich, wobei
zu beachten ist, dass zur Erwärmung
des Wassers im Inneren des Wasserkerns um 1°C je nach Anzahl der in das
Heizsystem integrierten Heizelemente eine Heizdauer von weniger
als einer Stunde benötigt
wird. Da beim Heizbetrieb anfallende überschüssige Wärmeenergie an die Raumluft
abgegeben wird, sind die insgesamt aufzuwendenden Heizkosten zum
Beheizen des Wasserbetts und der umgebenden Raumluft geringer als
man gemeinhin erwarten würde.The power consumption of such a water bed is influenced in addition to the setpoint temperature ϧ H, should the bed in particular by the ambient room temperature ϧ R , the thermal insulation properties of the bed and by the cover of the bed. When heating a waterbed heating capacities of about 300 W and water temperatures between 27 ° C (outer skin temperature) and 36 ° C (body temperature) are common, it should be noted that to warm the water inside the water core by 1 ° C depending on the number of in the heating system integrated heating elements a heating time of less than one hour is needed. Since surplus heat energy arising during heating operation is dissipated to the room air, the total heating costs required for heating the water bed and the surrounding room air are lower than would generally be expected.
AUFGABE DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNGTASK OF THE
PRESENT INVENTION
Ausgehend
von dem oben genannten Stand der Technik, ist die vorliegende Erfindung
der Aufgabe gewidmet, den Bedienkomfort zur Programmierung des thermostatgesteuerten
Heizsystems zu verbessern, um Einstellungen des Heizsystems auf
eine bequemere Art vornehmen zu können.outgoing
from the above-mentioned prior art, is the present invention
dedicated to the task, the ease of use for programming the thermostat-controlled
Heating system to improve settings of the heating system
a more comfortable way to make.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele,
die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.These
Task is achieved by
the characteristics of the independent
claims
solved. advantageous
Embodiments,
which further develop the idea of the invention are defined in the dependent claims.
ZUSAMMENFASSENDE
DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGSUMMARY
PRESENTATION OF THE PRESENT INVENTION
Die
vorliegende Erfindung offenbart, entsprechend der im vorhergehenden
Abschnitt definierten Aufgabe, ein thermostatgeregeltes Heizsystem
für einen
mit einer Flüssigkeit
gefüllten,
von außen
beheizbaren sackförmigen
Hohlkörper
im Inneren der Matratze eines Sitz- und/oder Liegemöbels, wie
beispielsweise eines Wasserbetts. Das Heizsystem weist dabei eine
Regeleinrichtung auf, die in Abhängigkeit
von einem digitalen Steuersignal die zum Aufheizen der Flüssigkeit
von einer Ru hetemperatur ϧ0 auf
eine vorgebbare Sollwert-Temperatur ϧH,soll insgesamt
abzugebende Heizleistung PH in das Sitz-
und/oder Liegemöbel
eingebauter Heizelemente regelt und die von einem Temperaturfühler erfasste
momentane Istwert-Temperatur ϧH,ist der Flüssigkeit
auf einem vom Benutzer gewünschten,
näherungsweise
konstanten Niveau hält.The present invention discloses, according to the task defined in the previous section, a thermostatically controlled heating system for a liquid-filled, externally heatable bag-shaped hollow body inside the mattress of a sitting and / or lying furniture, such as a waterbed. The heating system in this case has a control device which, in response to a digital control signal for heating the liquid from a Ru hetemperatur ϧ 0 to a predetermined setpoint temperature ϧ H, is to be dispensed total heating power P H in the seating and / or reclining furniture Controls heating elements and detected by a temperature sensor instantaneous actual value temperature ϧ H, the liquid is maintained at a user-desired, approximately constant level.
Bei
der Regeleinrichtung kann es sich beispielsweise um eine konventionelle
Zweipunkt-Regeleinrichtung mit Hysterese und verzögerter Rückführung (PID-Verhalten)
handeln, also um eine unstetige Regeleinrichtung, deren Stellgröße nur zwei
verschiedene Werte ϧH,min bzw. ϧH,max annehmen kann, wodurch ein periodischer,
sägezahnförmig schwankender
Verlauf der Regelgröße ϧH,ist um einen durch eine Führungsgröße ϧH,soll vorgegebenen Sollwert resultiert.
Die Regeleinrichtung kann aber auch einfach in Form eines elektronischen Thermostats
mit Thermistorabschalter realisiert sein.The control device may be, for example, a conventional two-point control device with hysteresis and delayed feedback (PID behavior), that is to say a discontinuous control device whose manipulated variable can assume only two different values ϧ H, min or ϧ H, max , whereby a periodic, sawtooth-varying course of the controlled variable ϧ H is, by a by a reference variable ϧ H, soll predetermined setpoint results. The control device can also be easily realized in the form of an electronic thermostat with Thermistorabschalter.
Zusätzlich zu
dieser Zweipunkt-Regeleinrichtung kann erfindungsgemäß eine weitere,
digitale Regeleinrichtung zur Regelung des zeitlichen Verlaufs der
Heizleistung mit zwecks
Festlegung der von den einzelnen Heizelementen während der Gesamtdauer TH,ges einzelner Heizvorgänge insgesamt abzugebenden
Heizenergie vorgesehen
sein, die zur Energieoptimierung des thermostatgeregelten Heizsystems
dient und beispielsweise in die vorgenannte Zweipunkt-Regeleinrichtung
integriert ist. Dabei ist ΔQ
= CFl·Δϧ =
mFl·cFl·Δϧ [J] (3a) mit Δϧ = ϧH,soll – ϧ0 [K] (für ϧH,soll ≥ ϧ0) (3b)die
zur Erwärmung
der Flüssigkeit
von der Ruhetemperatur ϧ0 auf die
Sollwert-Temperatur ϧH,soll notwendige Wärmemenge, CFl =
mFl·cFl [J·K–1] (3c)die Wärmekapazität der Flüssigkeit,
wobei mFl (in kg) und cFl (in
J·K–1·kg–1)
die Masse bzw. die spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeit
bezeichnen, und η ist
der Gesamtwirkungsgrad des Heizsystems. Wird als Flüssigkeit
Wasser verwendet, hat cFl dabei einen Wert
von etwa 4,182 J·(K·kg)–1.
Ferner bezeichnet in den Formeln (1a) und (2a) M die Anzahl aktiver
Heizelemente und N die Anzahl der einzelnen Heizvorgänge. Mit
ti,Beg und ti,Ende ist
der Start- bzw. Endzeitpunkt des i-ten Heizvorgangs der Dauer Δti = ti,Ende – ti,Beg bezeichnet. Zur Regelung der während des
i-ten Heizvorgangs von dem j-ten Heizelement abzugebenden Heizleistung
PH,ij ist dabei eine digita le Regelung des
zeitlichen Verlaufs der an einem durch das betreffende Heizelement
gebildeten Widerstand Rj abfallenden Wechselspannung
uH,ij(t) bzw. des durch diesen Widerstand
Rj fließenden Wechselstroms
iH,ij(t) vorgesehen. Zu diesem Zweck wird
erfindungsgemäß ein einzelner
für einen
Heizbetrieb benötigter
Sollwert-Parameter, z.B. die von den einzelnen Heizelementen während der
Gesamtdauer TH,ges einzelner Heizvorgänge insgesamt
abzugebende Heizenergie EH,soll oder die
während
einer per Default vorgegebenen und in einem internen Datenspeicher
des thermostatgeregelten Heizsystems gespeicherten Gesamtheizdauer
TH,ges von den einzelnen Heizelementen insgesamt
abzugebende Heizleistung PH,soll, oder ein Satz
einzelner für
einen Heizbetrieb benötigter
Sollwert-Parameter drahtlos von einem externen, zur funkferngesteuerten
Programmierung des Heizsystems dienenden Programmiergerät an ein
in das thermostatgeregelte Heizsystem integriertes Sende-/Empfangsteil übermittelt.
Bei diesem Parametersatz kann es sich erfindungsgemäß um einen
Parametervektor p handeln,
dessen Komponenten beispielsweise durch ein aus Sollwerten für die Parameter
N und EH, die Parameter M und EH,
die Parameter N, M und EH, die Parameter
PH und TH,ges, die
Parameter N, PH und TH,ges,
die Parameter M, PH und TH,ges oder
die Parameter N, M, PH und TH,ges zusammengesetztes,
n-dimensionales Wertetupel (mit n ∊ N\{1}) gebildet wird,
wobei in dem Parametervektor p anstelle
des Sollwerts für
TH,ges auch die Start- bzw. Endzeitpunkte
ti,Beg und ti,Ende für die einzelnen
Heizvorgänge
(für i ∊ {1,
2,..., N}) als Komponenten enthalten sein können. Ist die jeweilige momentane
Istwert-Temperatur ϧH,ist(t) der
Flüssigkeit
größer als
die vorgegebene Sollwert-Temperatur ϧH,soll,
besteht kein Bedarf zur Durchführung
eines Heizvorgangs. Damit in diesem Fall von den einzelnen Heizelementen
keine Heizleistung abgegeben wird, werden der vorgenannten weiteren,
digitalen Regeleinrichtung erfindungsgemäß die Sollwert-Temperatur ϧH,soll sowie ein von einem Temperaturfüh ler erfasster,
die momentane Istwert-Temperatur ϧH,ist(t)
angebender Messwert zugeführt.In addition to this two-point control device can according to the invention, a further digital control device for controlling the time course of the heating power 
Nach
einem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung verfügt
das thermostatgeregelte Heizsystem über ein integriertes Sende-/Empfangsteil
zum drahtlosen Empfang eines zur funkferngesteuerten Programmierung des
Heizsystems dienenden Stellsignals eines externen Programmiergeräts sowie
zur drahtlosen Übermittlung von
Statussignalen des Heizbetriebs an ein Empfangsteil des externen
Programmiergeräts.
Zu diesen Statussignalen zählen
insbesondere die erfasste Istwert-Temperatur ϧH,ist der
Flüssigkeit
sowie die geschätzte
restliche Heizdauer ΔTH vom aktuellen Zeitpunkt bis zum Erreichen
der vorgegebenen Sollwert-Temperatur ϧH,soll. According to one embodiment of this invention, the thermostatically controlled heating system has an integrated transmitting / receiving part for wireless reception of a radio remote controlled programming of the heating system control signal of an external programming device and for wireless transmission of status signals of the heating operation to a receiving part of the external programming device. These status signals include in particular the detected actual temperature ϧ H, is the liquid and the estimated remaining heating time .DELTA.T H from the current time to reach the predetermined setpoint temperature ϧ H, soll .
Durch
das Stellsignal sind erfindungsgemäß Soll- und/oder Grenzwerte
in Bezug auf die Heiztemperatur (ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max),
die Anzahl M aktiver Heizelemente, die von den einzelnen aktiven
Heizelementen insgesamt abzugebende Heizleistung PH,
den Energieverbrauch EH des Heizsystems
für einen
Heizbetrieb, die Anzahl N sowie Start- und Endzeitpunkte (ti,Beg und ti,Ende)
einzelner Heizvorgänge
und/oder die Gesamtdauer TH,ges eines oder
mehrerer dieser Heizvorgänge
festlegbar, die dem Heizsystem durch das digitale Steuersignal vorgegeben
werden.According to the invention, the control signal makes reference and / or limit values with respect to the heating temperature (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max ), the number M of active heating elements, the total heat output P H to be emitted by the individual active heating elements , the energy consumption E H of the heating system for a heating operation, the number N and start and end times (t i, Beg and t i, end ) of individual heating operations and / or the total duration T H, ges one or more of these heating operations can be determined, the Heating system can be specified by the digital control signal.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSUMMARY
THE DRAWINGS
Weitere
Eigenschaften, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden
Erfindung werden nunmehr, Bezug nehmend auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen
und anhand einer detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele
vorliegender Erfindung, erläutert.
Es zeigtFurther
Properties, advantages and expediencies of the present
The invention will now be described with reference to the figures of the accompanying drawings
and with reference to a detailed description of the embodiments
present invention explained.
It shows
1 eine
Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Anordnung
zur funkferngesteuerten Programmierung eines thermostatgeregelten
Heizsystems für
einen von außen
beheizbaren Hohlraum im Inneren der Wassermatratze eines Wasserbettes
durch ein externes Programmiergerät und 1 a schematic diagram of the inventive arrangement for radio remote controlled programming of a thermostatically controlled heating system for an externally heated cavity inside the water mattress of a water bed by an external programming device and
2 eine
Prinzipskizze des funkfernsteuerbaren thermostatgeregelten Heizsystems
gemäß vorliegender
Erfindung. 2 a schematic diagram of radio remote controlled thermostatically controlled heating system according to the present invention.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED
DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im
Folgenden werden die einzelnen Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 im
Detail beschrieben.Hereinafter, the individual embodiments of the present invention will be described with reference to FIG 1 and 2 described in detail.
In 1 ist
ein über
ein thermostatgeregeltes Heizsystem 102d beheizbares Wasserbett 102 dargestellt,
welches über
ein mit einem Sende-/Empfangsteil 104e ausgestattetes externes
Programmiergerät 104 zur
funkferngesteuerten Programmierung des thermostatgeregelten Heizsystems 102d ansteuerbar
ist. Das Wasserbett verfügt über eine
auf einen (nicht dargestellten) Sockel montierte und in einen wasserundurchlässigen Rahmen 102c („Sicherheitswanne") rutschfest integrierte
Matratze 102e („Wassermatratze"), in deren Inneren
sich mindestens ei ne mit Wasser gefüllte, sackförmig zusammengeschweißte (nicht
dargestellte) Kunststofffolie auf Vinyl-Basis („Wasserkern") befindet, welche über eine
netzstrombetriebene, durch eine (nicht dargestellte) Sicherheitsfolie
elektrisch isolierte Heizmatte 102d', auf welcher der Wasserkern fest
aufliegt, von außen
beheizbar ist. In einem Randbereich der Heizmatte 102d' angeordnete Temperaturfühler (ebenfalls
nicht dargestellt) dienen dabei zur Erfassung einer momentanen Istwert-Temperatur an einer
bestimmten Stelle an der Unterseite des Wasserkerns, die für die mittlere
Wassertemperatur ϧH,ist im Inneren
des Wasserkerns zu einem bestimmten Messzeitpunkt t repräsentativ
ist. Das von diesen Temperaturfühlern
gelieferte Temperatursignal wird erfindungsgemäß auf drahtlosem Weg an das
Empfangsteil 104e des externen Programmiergeräts 104 gesendet
und über
ein LCD-Display 104a als momentane Istwert-Temperatur ϧH,ist des Wassers (wahlweise in °C oder in °F) angezeigt.In 1 is a via a thermostat controlled heating system 102d heated waterbed 102 represented, which via a with a transmitting / receiving part 104e equipped external programming device 104 for remote-controlled programming of the thermostatically controlled heating system 102d is controllable. The waterbed has a base mounted on a base (not shown) and in a water-impermeable frame 102c ("Safety tub") non-slip integrated mattress 102e ("Water mattress"), inside which at least ei ne filled with water, bag-shaped welded together plastic film (not shown) is located on vinyl ("water core"), which via a mains powered, by a (not shown) security film electrically insulated heating mat 102d ' , on which the water core rests firmly, can be heated from the outside. In a border area of the heating mat 102d 'arranged temperature sensor (also not shown) serve to detect a current actual temperature at a certain point on the underside of the water core, which is for the mean water temperature ϧ H, is representative in the interior of the water core at a certain measurement time t. The temperature signal delivered by these temperature sensors is according to the invention wirelessly to the receiving part 104e of the external programmer 104 sent and via an LCD screen 104a as instantaneous actual temperature ϧ H, the water is displayed (optionally in ° C or in ° F).
In
Abhängigkeit
von der Differenz ΔϧH einer über
das Programmiergerät 104 vorgebbaren
Sollwert-Temperatur ϧH,soll und
der gemessenen Istwert-Temperatur ϧH,ist des
Wassers („Regeldifferenz") wird dann von einer
in das externe Programmiergerät 104 integrierten
Regeleinrichtung 204 ein Korrektursignal generiert und über das
Sendeteil 104e des Programmiergeräts 104 drahtlos an
das Empfangsteil 102b des thermostatgeregelten Heizsystems 102d übermittelt,
durch das beispielsweise die in die Heizmatte 102d' eingebauten Heizelemente 208 für eine bestimmte,
von einer etwaigen Hysteresebreite der Regeleinrichtung 204 und
einer im Heizsystem 102d enthaltenen Totzeit abhängigen Zeitdauer
Tan bzw. Tab an-
bzw. abgeschaltet werden und die von diesen Heizelementen 208 insgesamt
abgegebene Heizleistung PH,ist auf einen
vorgebbaren Sollwert PH,soll geregelt wird.
Die Heizelemente 208 sind dabei mit einem automatischen Überhitzungsschutz
ausgestattet, der bei Über schreiten
einer vorgebbaren Schwellwerttemperatur ϧH,max im
Falle eines Defekts eine Sicherheitsabschaltung aller Heizelemente 208 vornimmt
und ein Meldesignal generiert, welches drahtlos an das Empfangsteil 104e des
Programmiergeräts 104 übertragen
und von diesem in akustischer, optischer und/oder haptischer Form
wiedergegeben wird.Depending on the difference Δϧ H one on the programmer 104 predeterminable setpoint temperature ϧ H, soll and the measured actual temperature ϧ H, is the water ("control difference") is then transferred from one to the external programmer 104 integrated control device 204 generates a correction signal and the transmission part 104e of the programmer 104 wirelessly to the receiver 102b of the thermostatically controlled heating system 102d transmitted by, for example, in the heating mat 102d ' built-in heating elements 208 for a particular one of a possible hysteresis width of the control device 204 and one in the heating system 102d dead time contained dependent period of time T on and T Toggle from or are switched off and the heating elements of this 208 total output heat output P H, is to a predetermined setpoint P H, is to be regulated. The heating elements 208 are equipped with an automatic overheating protection tet, the exceeding of a predetermined threshold temperature ϧ H, max in case of failure , a safety shutdown of all heating elements 208 performs and generates a message signal which wirelessly to the receiving part 104e of the programmer 104 transmitted and reproduced by this in an acoustic, optical and / or haptic form.
2 zeigt
eine Prinzipskizze der erfindungsgemäß durch das Programmiergerät 104 funkfernsteuerbaren
thermostatgeregelten Heizsystems 102d. Als Regeleinrichtung
zur Regelung der zum Aufheizen des Wassers von einer Ruhetemperatur ϧ0 auf eine vorgebbare Sollwert-Temperatur ϧH,soll insgesamt aufzuwendenden Heizleistung
PH dient hierbei ein konventioneller Zweipunktregler
mit Hysterese. Die durch die Heizelemente 206 gegebene
Regelstrecke, die beispielsweise durch einzelne, auf einer Heizmatte
mäanderförmig aufgebrachte
und durch eine Sicherheitsfolie elektrisch isolierte Heizdrähte einer
elektrischen Widerstandsheizung gemäß US 4,908,497 realisiert sein kann,
ist durch ein Verzögerungsglied
zweiter Ordnung 206 (PT2-Glied)
modelliert. Wie in 2 dargestellt, werden die von
der Regeleinrichtung 204 generierte Stellgröße Ustell und die von einem Istwertgeber 209 gelieferte,
zu der Regelgröße ϧH,ist proportionale Wechselspannung U ist in
Abhängigkeit
von den beiden Spannungen U H,soll und ΔU stör berechnet,
welche zu der Sollwert-Temperatur ϧH,soll bzw.
einer durch die Temperatur ϧR der
umgebenden Raumluft vorgegebenen, auf das Heizsystem einwirkenden
Störgröße Δϧstör proportional
sind. 2 shows a schematic diagram of the invention by the programmer 104 Radio-controlled thermostatically controlled heating system 102d , As a control device for controlling the heating of the water from a quiescent temperature ϧ 0 to a predetermined setpoint temperature ϧ H, is to be applied total heating power P H here is a conventional two-step controller with hysteresis. The through the heating elements 206 Given controlled system, for example, by individual, meandering on a heating mat and electrically insulated by a security foil heating wires of an electrical resistance heater according to US 4,908,497 can be realized is by a second-order delay element 206 (PT 2- member) modeled. As in 2 represented by the control device 204 generated manipulated variable U and the vice of an actual value 209 supplied, to the controlled variable ϧ H, is proportional AC voltage U is calculated as a function of the two voltages U H, soll and Δ U sturge , which to the setpoint temperature ϧ H, should or one by the temperature ϧ R of the surrounding room air predetermined, acting on the heating system disturbance .DELTA.ϧ are sturgeon proportional.
Wie
aus 2 ersichtlich, wird die der Regeleinrichtung 204 zugeführte Sollwert-Temperatur ϧH,soll (Führungsgröße) durch
einen Sollwertgeber 203 vorgegeben, der über ein
von dem Programmiergerät 104 gesendetes
und mit Hilfe eines in das Heizsystem 102d integrierten
Empfangsteils 202 drahtlos empfange nes Signal auf einen
vom Benutzer gewünschten
Wert individuell einstellbar ist. Die über den als Thermistor realisierten
Istwertgeber 209 abgreifbare momentane Istwert-Temperatur
der Heizelemente 206, aus der sich über einen mathematischen Zusammenhang
die momentane Istwert-Temperatur ϧH,ist (Regelgröße) an der
Oberseite des Wasserkerns berechnen lässt, wird über ein in das Heizsystem 102d integriertes
Sendeteil 212 drahtlos an das Programmiergerät 104 gesendet.
Das Programmiergerät 104 berechnet
abhängig
von dem empfangenen Temperatursignal ϧH,ist und
zeigt diese Temperatur auf seinem LCD-Display 104a an.How out 2 it becomes apparent that the control device 204 supplied setpoint temperature ϧ H, setpoint (reference variable) by a setpoint generator 203 specified by one of the programmer 104 sent and with the help of a in the heating system 102d integrated receiver 202 wireless reception signal is individually adjustable to a value desired by the user. The over the implemented as a thermistor feedback 209 tappable instantaneous actual value temperature of the heating elements 206 , from which the instantaneous actual value temperature ϧ H, (control variable) at the top of the water core can be calculated via a mathematical relationship, is transferred via a into the heating system 102d integrated transmission part 212 wirelessly to the programmer 104 Posted. The programmer 104 calculates abhängig H depending on the received temperature signal , and displays this temperature on its LCD display 104a at.
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das thermostatgeregelte Heizsystem 102d gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 9.A first embodiment of the present invention relates to the thermostatically controlled heating system 102d according to one of claims 1 to 9.
Gemäß einem
ersten Aspekt dieses Ausführungsbeispiels
ist eine programmierbare integrierte Zeitschaltuhr (nicht dargestellt)
zur zeitgesteuerten An- bzw. Abschaltung einzelner oder mehrerer
Heizelemente 208 in Abhängigkeit
von dem digitalen Steuersignal vorgesehen. Diese Zeitschaltuhr ist
erfindungsgemäß mit einem
integrierten Funkwellenempfänger
zum drahtlosen Empfang eines von einem räumlich entfernten Referenzzeitgeber
bereitgestellten, Datum und Uhrzeit angebenden Referenzsignals ausgestattet,
welches zur Nachführung
einer von der in das Heizsystem 102d integrierten Zeitschaltuhr
bereitgestellten Systemzeit dient. Auf diese Weise kann die Systemzeit
beispielsweise automatisch von Sommer- auf Winterzeit (oder von
Winter- auf Sommerzeit) umgestellt werden.According to a first aspect of this embodiment is a programmable integrated timer (not shown) for timed switching on or off of one or more heating elements 208 provided in response to the digital control signal. This timer is inventively equipped with an integrated radio wave receiver for wireless reception of a provided by a remote reference timer, date and time indicating reference signal, which is for tracking one of the in the heating system 102d integrated timer provides system time. In this way, for example, the system time can be changed automatically from summer to winter time (or from winter to summer time).
Die
durch das digitale Steuersignal vorgegebenen Soll- und/oder Grenzwerte
(ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max, M, PH, EH, N, ti,Beg und
ti,Ende bzw. TH,ges)
werden dabei in einem in das thermos tatgeregelte Heizsystem 102d integrierten
nicht-flüchtigen
Speicher hinterlegt.The setpoint and / or limit values (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max , M, P H , E H , N, t i, Beg and t i, end or T) given by the digital control signal H, ges ) are doing in an in the thermos tatgeregelte heating system 102d integrated non-volatile memory.
Nach
einem weiteren Aspekt dieses Ausführungsbeispiels verfügt das thermostatgeregelte
Heizsystem über
eine außenseitig
an dem Sitz- und/oder Liegemöbel 102 angebrachte
Eingabevorrichtung zur Ermöglichung
einer von der funkferngesteuerten Programmierung des Heizsystems 102d unabhängigen manuellen Eingabe
der zur Festlegung der durch das digitale Steuersignal vorgegebenen
Soll- und/oder Grenzwerte (ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max,
M, PH, EH, N, ti,Beg und ti,Ende bzw.
TH,ges). According to a further aspect of this embodiment, the thermostatically controlled heating system has an outside of the sitting and / or lying furniture 102 attached input device for enabling one of the radio remote controlled programming of the heating system 102d independent manual input of the set and / or limit values specified by the digital control signal (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max , M, P H , E H , N, t i, Beg and t i, end or T H, ges ).
Ein
in die Regeleinrichtung 204 integriertes Prozessormodul
dient erfindungsgemäß zur gezielten Steuerung
der von den einzelnen aktiven Heizelementen 208 insgesamt
abzugebenden Heizleistung PH in Abhängigkeit
von den einzelnen durch das digitale Steuersignal vorgegebenen Soll-
und/oder Grenzwerten ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max,
M, PH, EH, N, ti,Beg und ti,Ende bzw.
TH,ges und der von dem Temperaturfühler 209 erfassten
momentanen Istwert-Temperatur ϧH,ist der
Flüssigkeit.One in the control device 204 integrated processor module is used according to the invention for targeted control of the individual active heating elements 208 total output to be given heat output P H as a function of the individual predetermined by the digital control signal setpoints and / or limits ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max , M, P H , E H , N, t i, Beg and t i, end and T H, ges and that of the temperature sensor 209 detected instantaneous actual temperature ϧ H, is the liquid.
Das
Prozessormodul verfügt
erfindungsgemäß über eine
Fehlererkennungssoftware zur Erfassung und Meldung unzulässiger Soll-
bzw. Grenzwertvorgaben (ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max,
M, PH, EH, N, ti,Beg und ti,Ende bzw.
TH,ges) an das externe Programmiergerät 104.The processor module according to the invention has an error detection software for detecting and reporting inadmissible setpoint or limit value specifications (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max , M, P H , E H , N, t i, Beg and t i , End or T H, ges ) to the external programmer 104 ,
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das externe Programmiergerät 104 mit
einem integrierten Sende-/Empfangsteil 104e zur funkferngesteuerten
Programmierung des thermostatgeregelten Heizsystems 102d gemäß einem
der Ansprüche
10 bis 15.A second embodiment of the present invention relates to the external programmer 104 with an integrated transceiver 104e for remote-controlled programming of the thermostatically controlled heating system 102d according to any one of claims 10 to 15.
Gemäß einem
ersten Aspekt dieses Ausführungsbeispiels
umfasst das externe Programmiergerät 104 ein integriertes
Speichermodul zur nicht-flüchtigen
Speicherung von über
eine Eingabevorrichtung vorgebbaren Soll- und/oder Grenzwerten in
Bezug auf die Heiztemperatur (ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max),
die Anzahl M aktiver Heizelemente 208, die von den einzelnen
aktiven Heizelementen 208 insgesamt abzugebende Heizleistung PH, den Energieverbrauch EH des
Heizsystems 102d für
einen Heizbetrieb, die Anzahl N sowie Start- und Endzeitpunkte (ti,Beg und ti,Ende)
einzelner Heizvorgänge
und/oder die Gesamtdauer TH,ges eines oder
mehrerer dieser Heizvorgänge.According to a first aspect of this embodiment, the external programmer includes 104 an integrated memory module for non-volatile storage of setpoint and / or limit values , which can be preset via an input device, with respect to the heating temperature (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max ), the number M of active heating elements 208 that of the individual active heating elements 208 Total output to be given heat output P H , the energy consumption E H of the heating system 102d for a heating operation, the number N and start and end times (t i, Beg and t i, end ) of individual heating operations and / or the total duration T H, ges one or more of these heating operations.
Eine
in die Vorderseite des Programmiergeräts 104 integrierte
Anzeigeeinrichtung 104a dient erfindungsgemäß zur Anzeige
von während
des Heizbetriebs in regelmäßigen Zeitabständen von
dem thermostatgeregelten Heizsystem 102d abgerufenen Daten.
Zu diesen Daten zählen
beispielsweise die momentane Istwert-Temperatur ϧH,ist der
Flüssigkeit,
die vorgegebenen Soll- und/oder Grenzwerte in Bezug auf die Heiztemperatur
(ϧH,soll, ϧH,min und ϧH,max), die Anzahl M aktiver Heizelemente 208,
die von den einzelnen aktiven Heizelementen 208 insgesamt
abgegebene Heizleistung PH, der momentane
Energieverbrauchs EH des Heizsystems 102d für einen
Heizbetrieb, die Anzahl N sowie die Start- und Endzeitpunkte (ti,Beg und ti,Ende)
einzelner Heizvorgänge,
die Gesamtdauer TH,ges eines oder mehrerer
dieser Heizvorgänge
und eine voraus berechnete oder geschätzte restliche Heizdauer ΔTH bis zum Erreichen der vorgegebenen Sollwert-Temperatur ϧH,soll.One in the front of the programmer 104 integrated display device 104a used according to the invention for displaying during heating at regular intervals by the thermostat controlled heating system 102d retrieved data. These data include, for example, the current actual temperature ϧ H, is the liquid, the specified setpoints and / or limits in relation to the heating temperature (ϧ H, soll , ϧ H, min and ϧ H, max ), the number M active heating elements 208 that of the individual active heating elements 208 total output heat output P H , the current energy consumption E H of the heating system 102d for a heating operation, the number N and the start and end times (t i, Beg and t i, end ) of individual heating operations, the total duration T H, ges one or more of these heating operations and a previously calculated or estimated remaining heating time .DELTA.T H to Reaching the specified setpoint temperature ϧ H, should .
Nach
einem weiteren Aspekt dieses Ausführungsbeispiels verfügt das externe
Programmiergerät 104 über eine
programmierbare integrierte Zeitschaltuhr zur zeitgesteuerten An-
bzw. Abschaltung der Heizelemente 208 in Abhängigkeit
von dem zur funkferngesteuerten Programmierung des Heizsystems 102d die nenden
Stellsignal. Diese Zeitschaltuhr ist dabei mit einem integrierten
Funkwellenempfänger
zum drahtlosen Empfang des von dem räumlich entfernten Referenzzeitgeber
bereitgestellten, Datum und Uhrzeit angebenden Referenzsignals ausgestattet,
welches zur Nachführung
einer von der in das Programmiergerät 104 integrierten
Zeitschaltuhr bereitgestellten Systemzeit dient.According to another aspect of this embodiment, the external programmer has 104 via a programmable integrated timer for timed switching on or off of the heating elements 208 depending on the radio-controlled programming of the heating system 102d the nenden control signal. This timer is equipped with an integrated radio wave receiver for wireless reception of the provided by the remote reference timer, date and time indicating reference signal, which for tracking one of the in the programmer 104 integrated timer provides system time.
Darüber hinaus
umfasst das externe Programmiergerät 104 eine Anzahl
von in einem Gehäuse
untergebrachten DIP-Schaltern zur gerätespezifischen Konfiguration
des Programmiergeräts 104 und/oder
Adressierung verschiedener thermostatgeregelter Heizsysteme 102d gemäß dem vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Auf diese Weise können
beispielsweise zwei voneinander getrennte Wassermatratzen eines
Doppelbetts, die mit zwei voneinander unabhängigen Heizsystemen ausgestattet
sind, individuell (d.h. je nach Parameter-Vorgaben der in den jeweiligen
Doppelbetthälften
schlafenden Personen) nach Eingabe eines das jeweilige Heizsystem
adressierenden, gerätespezifischen
Kodes über
das Programmiergerät 104 beheizt
werden.In addition, the external programming device includes 104 a number of housing-mounted DIP switches for device-specific configuration of the programmer 104 and / or addressing various thermostatically controlled heating systems 102d according to the first embodiment described above. In this way, for example, two separate water mattresses a double bed, which are equipped with two independent heating systems, individually (ie depending on the parameter specifications of sleeping in the respective double bed halves) after entering a respective heating system addressing, device-specific codes on the programmer 104 be heated.
Ein
in das externe Programmiergerät 104 integriertes
Prozessormodul dient erfindungsgemäß zur Ansteuerung einer Anzahl
von Signalgebern, die zur Erzeugung eines akustisch, optisch und/oder
haptisch wahrnehmbaren Meldesignals bei Erreichen der vorgegebenen
Sollwert-Temperatur ϧH,soll dienen,
bzw. zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung 104a zwecks
Anzeige einer entsprechenden Meldung.One in the external programmer 104 According to the invention, the integrated processor module is used to control a number of signal transmitters which serve to generate an acoustically, optically and / or haptically detectable message signal upon reaching the predetermined setpoint temperature ϧ H , or to control the display device 104a to display an appropriate message.
Nach
einem weiteren Aspekt dieses Ausführungsbeispiels verfügt das externe
Programmiergerät 104 weiterhin über integrierte
Funktionstasten 104b-d zum Abrufen, Vorwärts- und
Rückwärtsscrollen, Ändern und Rücksetzen
der in dem Speichermodul des Programmiergeräts 104 gespeicherten
Einstellungen vorgegebener Soll- und/oder Grenzwerte (ϧH,soll, ϧH,min, ϧH,max M, PH, EH, ti,Beg Und ti,Ende bzw. TH,ges)
in einen Default-Zustand sowie über eine
Eingabetaste zum Speichern geänderter
Einstellungen dieser Soll- bzw. Grenzwerte in dem in das Programmiergerät 104 integrierten
Speichermodul.According to another aspect of this embodiment, the external programmer has 104 furthermore via integrated function keys 104b -d for retrieving, scrolling forward and backward, changing and resetting in the memory module of the programmer 104 stored settings of predetermined setpoint and / or limit values (ϧ H, soll , ϧ H, min , ϧ H, max M, P H , E H , t i, Beg and t i, end or T H, ges ) in one Default state and via an input key to save changed settings of these setpoints or limits in the programmer 104 integrated memory module.
Ein
Vorteil der in den vorangegangenen Abschnitten beschriebenen Erfindung
besteht darin, dass ein Strom führendes
Verbindungskabel zwischen dem externen Programmiergerät 104 und
dem thermostatgeregelten Heizsystem 102d entfällt. Somit
entsteht weniger elektromagnetische Strahlung, was insbesondere
im Schlafzimmerbereich von hoher Wichtigkeit ist.An advantage of the invention described in the preceding sections is that a current-carrying connection cable between the external programming device 104 and the thermostatically controlled heating system 102d eliminated. This results in less electromagnetic radiation, which is particularly important in the bedroom area of high importance.