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Die Erfindung betrifft ein System zur Ansteuerung eines Thermostatventils zumindest eines Heizkörpers nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, 4 und 7.
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Zur Einsparung von Heizenergie werden bei der Gebäudeautomation Technologien eingesetzt, mit denen im Rahmen einer so genannten Einzelraumsteuerung das Heizen eines Raumes oder eines Gebäudes an die Nutzungserfordernisse angepasst wird. Im Zuge dessen wird vermieden, dass die Räume oder das Gebäude beheizt werden, wenn sich niemand darin aufhält.
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Zur Einsparung von Heizenergie im Wege einer Einzelraumsteuerung sind Geräte bekannt, die im einfachsten Fall als batteriebetriebene programmierbare Thermostatventile ausgebildet sind. Bei solchen Geräten kann eine Bedienperson gewünschte Soll-Temperaturen für einen vorbestimmten Zeitpunkt bzw. vorbestimmte Zeitphasen einstellen. Die Energieversorgung der vorstehend genannten Thermostatventile mittels Batterie kann im gewerblichen Bereich und/oder in öffentlich zugänglichen Räumen problematisch sein, weil die Batterien ggf. unerlaubt entfernt werden oder gar das komplette Gerät entwendet wird. Hinzu tritt, dass Batterien in Folge ihrer Entladung hohe Wartungskosten verursachen und darüber hinaus umweltschädlich sind.
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DE 10 2009 023 282 B3 zeigt eine Ventilsteuerung für ein Thermostatventil. Dieses Thermostatventil umfasst ein Heizungsventil mit einem Ventilstößel, dessen Funktionsstellung über eine Antriebseinrichtung, z. B. ein Elektromotor mit einem Getriebe, eingestellt werden kann. Zur Ansteuerung der Betriebsstellung des Ventilstößels über den Elektromotor ist eine Steuereinheit vorgesehen, um die Raumtemperatur in Abhängigkeit einer Fensterlüftung eines Raums zu steuern. Sobald ein Fenster eines Raums geöffnet wird, wird der Sollwert für die Raumtemperatur abgeändert bzw. vermindert, um ein Öffnen des Heizungsventils und somit ein unnötiges Heizen des Raums zu vermeiden. Die Ansteuerung des Antriebsmotors kann über Funk oder über eine fest installierte Signalleitung vorgenommen werden. Die Ventilsteuerung nach der DE 10 2009 023 282 B3 ist insoweit nachteilig, als dass die Verstellbarkeit des Ventilstößels des Heizungsventils über den Elektromotor wegen des zwischengeschalteten Getriebes mechanisch aufwendig ist, und über dies ein Nachrüsten mit einfachen Mitteln nicht gestattet.
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Im Stand der Technik sind auch Heizkörper mit Thermostatventilen bekannt, die per Funk eine Offenstellung eines Fensters erkennen. In 10 ist ein Heizkörper mit einem solchen Thermostatventil gezeigt, der mit einem Funksender, der in einem Fenstergriff integriert ist, korrespondiert. Beim Betätigen des Fenstergriffs wird ein Steuersignal an das Thermostatventil des Heizkörpers gesendet. Im Ergebnis wird bei geöffnetem Fenster die Temperatur des Heizkörpers abgesenkt, um unnötiges Heizen einzuschränken bzw. zu verhindern.
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Zur Einzelraumsteuerung sind auch Thermostatventilköpfe bekannt, die per Draht ferngesteuert bzw. angesteuert werden können. Solche Thermostatventilköpfe können einen eingebauten elektrisch beheizbaren Flüssigfühler aufweisen – bei Anlegen eines Steuerstroms über das Kabel kann eine Temperaturabsenkung erreicht werden, z. B. um 7 K. Die Ansteuerung einer Mehrzahl von Heizkörpern bzw. daran montierten Thermostatventilköpfen erfolgt zumeist sternförmig durch eine zentrale Steuereinheit, womit ein hoher Installationsaufwand verbunden ist. Beim Einsatz von Feldbus-Systemen kommt in der Regel auch noch die Verkabelung eines Raumtemperaturfühlers hinzu, der die Ist-Temperatur liefert und gelegentlich auch zur Veränderung der Soll-Temperatur genutzt wird. Insgesamt ist die Installation einer solchen Einzelraumsteuerung aufwendig und kann wegen der genannten notwendigen Verkabelung nicht ohne weiteres per Nachrüstung erfolgen.
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Aus
EP 2 141 396 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Heizkörpers bekannt, die ein Ventil und eine Steuer- und Antriebseinrichtung umfasst. Das Ventil weist einen axial verstellbaren Ventilstößel zum Öffnen und Schließen des Ventils auf. In der Steuer- und Antriebseinrichtung ist ein Elektromotor mit einer Antriebswelle zum axialen Verstellen des Ventilstößels angeordnet. Der Ventilstößel ist als Gewindespindel ausgebildet, welcher axial verstellbar in dem Ventil gelagert und von dem Elektromotor drehend antreibbar ist. Durch geeignete Bedienelemente können Einstellungen des Ventils z. B. eine zeitliche Programmierung, vorgenommen werden. Grundsätzlich ist es möglich, zur Einrichtung des Ventils einen spezifischen Durchflusswert auch nach Installation des Heizkörpers zu bestimmen und beispielsweise mittels Fernbedienung per Infrarot oder Funk zu verstellen. Jedoch ist für die Vorrichtung nach dieser Druckschrift nicht bekannt, dass über Funk eine Ansteuerung des Ventils nach einem vorbestimmten Zeitplan erfolgt. Des Weiteren ist die mechanische Steuerbarkeit des Ventils durch den Elektromotor vergleichsweise aufwendig.
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EP 0 805 311 A2 zeigt eine Regelungseinrichtung für eine Heizungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 25. Hierbei ist in einem jeweils zu beheizenden Raum eine Sendereinrichtung in Form eines Fernbedienungsgeräts vorgesehen, das ein Steuersignal kabellos, z. B. über eine Funkstrecke, an eine Signalgebereinrichtung in Form einer Steuerbox sendet. Die Steuerbox ist mit einem Netzanschlusskabel an die übliche Netzspannungsversorgung angeschlossen und weist einen Empfänger für das von dem Fernbedienungsgerät gesendete Steuersignal auf. Die Steuerbox ist über eine Kabelverbindung mit einem elektrisch steuerbaren Antrieb eines Heizkörpers verbunden, so dass die dem Heizkörper zugeführte Energie durch die Steuerbox, unter Berücksichtigung des von dem Fernbedienungsgerät an die Steuerbox gesendeten Steuersignals, geregelt werden kann. Nachteilig bei einer solchen Regelungseinrichtung ist, dass eine jeweilige Steuerbox nur mit einem Heizkörper kabelverbunden ist und Steuersignale nur von einem einzigen Fernbedienungsgerät empfängt. Des Weiteren ist es nicht möglich, mehrere Regelungseinrichtungen und damit auch mehrere Räume untereinander zu vernetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Ansteuerung eines Thermostatventils zumindest eines Heizkörpers zu schaffen, das mit preiswerten Mitteln eine große Variabilität bei der Temperatursteuerung gewährleistet und mit geringem Aufwand ggf. auch nachrüstbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Steuerungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1, 4 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem zur Ansteuerung zumindest eines Thermostatventils eines Heizkörpers umfasst eine Signalgebereinrichtung, die an ein elektrisches Leitungsnetz angeschlossen ist und einen Empfänger zum kabellosen Empfangen eines Steuersignals aufweist. Die Signalgebereinrichtung ist über ein Kabel mit dem Thermostatventil elektrisch verbunden. Des Weiteren umfasst das Steuerungssystem zumindest eine von der Signalgebereinrichtung räumlich getrennte Sendereinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, das an die Signalgebereinrichtung gesendet werden kann. In Abhängigkeit eines Steuersignals, die die Signalgebereinrichtung von zumindest einer Sendereinrichtung empfängt, steuert die Signalgebereinrichtung das Thermostatventil an.
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Wesentliche Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass die Signalgebereinrichtung über ein Kabel mit dem Thermostatventil elektrisch verbunden ist und ihre Energieversorgung über das elektrische Leitungsnetz bezieht. Zur Ansteuerung des Thermostatventils wird von zumindest einer Sendereinrichtung zumindest ein Steuersignal erzeugt, das kabellos an den Empfänger der Signalgebereinrichtung gesendet wird. Nach einem Empfang dieses Steuersignals bzw. in Abhängigkeit davon steuert dann die Signalgebereinrichtung das Thermostatventil an. Eine unerwünschte Beeinflussung der Sendereinrichtung durch den Heizkörper wird dadurch vermieden, dass die Sendereinrichtung räumlich getrennt von der Signalgebereinrichtung angeordnet ist. Die Übertragung des Steuersignals von der Sendereinrichtung an die Signalgebereinrichtung in kabelloser Weise, z. B. per Funk, Infrarot oder Ultraschall, hat den Vorteil, dass die Verlegung von Kabeln zwischen der Sendereinrichtung und der Signalgebereinrichtung entbehrlich ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind eine Mehrzahl von Sendereinrichtungen vorgesehen, wobei ein Steuersignal jeweils von einer Sendereinrichtung bestehend aus der Mehrzahl von Sendereinrichtungen an die Signalgebereinrichtung ausgesendet wird, vorzugsweise über eine kabellose Kommunikationsstrecke. Dies hat den Vorteil, dass die Signalgebereinrichtung ein jeweiliges Steuersignal von mehreren Seiten her, d. h. von einer entsprechenden Sendereinrichtung empfängt, z. B. in Abhängigkeit von unterschiedlichen sich ändernden Situationen bzw. Randbedingungen des Raums bzw. der Räume, der bzw. die zu beheizen sind. Des Weiteren besteht hierbei nicht die Notwendigkeit, Signalleitungen zu der Signalgebereinrichtung für deren Ansteuerung zu verlegen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die zumindest eine Sendereinrichtung aus einer zentralen computergesteuerten Steuereinheit bestehen, die über ein Daten-Netzwerk angesteuert werden kann. Zweckmäßigerweise kann die zentrale Steuereinheit derart ausgestaltet sein, dass sie sich über das Internet mittels eines Browsers ansteuern lässt. Hierdurch ist es für eine Bedienperson möglich, in einfacher und intuitiver Weise eine Dateneingabe für die zentrale Steuereinheit vorzunehmen und hierbei die Einstellungen für die zentrale Steuereinheit zu ändern bzw. anzupassen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass vorbestimmte Daten bezüglich der Temperatursteuerung des Heizkörpers direkt in die Signalgebereinrichtung eingegeben werden können. Dies kann entweder über eine geeignete Eingabe- bzw. Bedieneinrichtung erfolgen, die mit der Signalgebereinrichtung in Verbindung steht oder direkt an der Signalgebereinrichtung vorgesehen sein kann. Alternativ ist eine Ansteuerung der Signalgebereinrichtung über ein Daten-Netzwerk möglich, z. B. über eine kabellose Kommunikationsstrecke. Zu den genannten vorbestimmten Daten zählen z. B. Daten bezüglich der Soll-Temperaturen des Raums, in dem der Heizkörper sich befindet, und/oder Daten bezüglich des Heiz- und Energiebedarfs, der aktuell bzw. zuletzt in dem Raum mit dem Heizkörper gemessen wurde. Auch hierdurch ist ein bedarfsgerechtes Heizen des Raums sichergestellt, zur Erzielung eines optimierten Energieeinsatzes.
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Bei der Ansteuerung eines Thermostatventils zumindest eines Heizkörpers, wobei zumindest ein Steuersignal von zumindest einer Sendereinrichtung an zumindest eine Signalgebereinrichtung gesendet wird, die von der Sendereinrichtung räumlich entfernt und an ein elektrisches Leitungsnetz angeschlossen ist, steuert die Signalgebereinrichtung in Abhängigkeit des zumindest einen Steuersignals, das die Signalgebereinrichtung von zumindest einer Sendereinrichtung empfängt, das Thermostatventil an. Das zumindest eine Steuersignal kann von einer Sendereinrichtungen bestehend aus einer Mehrzahl von Sendereinrichtungen an die Signalgebereinrichtung ausgesendet werden. Somit kann eine Veränderung von unterschiedlichen Randbedingungen des zu beheizenden Raums durch die Mehrzahl der Sendereinrichtungen mittels eines jeweiligen Steuersignals, das an die Signalgebereinrichtung gesendet wird, berücksichtigt werden.
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Der Anschluss der Signalgebereinrichtung an das elektrische Leitungsnetz macht den Einsatz von Batterien überflüssig und verringert somit den Wartungsaufwand. Die Ansteuerung des Thermostatventils über das Kabel kann z. B. durch einen Steuerstrom erfolgen, wobei das Thermostatventil über einen thermoelektrischen Antrieb verfügen kann. Beim Anlegen eines solchen Steuerstroms an das Thermostatventil wird eine vorbestimmte Temperaturabsenkung für den Heizkörper erzielt.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann eine Mehrzahl von Signalgebereinrichtungen von derselben Sendereinrichtung mit einem Steuersignal versorgt werden, z. B. über eine Funkstrecke oder eine sonstige geeignete kabellose Kommunikationsstrecke. Dies ist insbesondere in großen Räumen von Vorteil, so dass Kabelverbindungen, die zwischen den Signalgebereinrichtungen und Steckdosen für die Spannungsversorgung notwendig sind, auf ein Minimum reduziert werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Sendereinrichtung mit einer zentralen computergesteuerten Steuereinheit gekoppelt sein, und ist insbesondere als eine solche zentrale computergesteuerte Steuereinheit ausgebildet. Es ist möglich, einen Zeitplan für den Heizkörper auf der zentralen Steuereinheit einzurichten. In Abhängigkeit eines solchen Zeitplans erzeugt die Steuereinheit geeignete Steuersignale, die kabellos an die Signalgebereinrichtung gesendet werden. In Folge dessen steuert dann die Signalgebereinrichtung das Thermostatventil wie gewünscht an, z. B. mittels eines geeigneten Steuerstroms, der über das Kabel an das Thermostatventil angelegt wird.
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Zweckmäßigerweise kann die Sendereinrichtung in Form der zentralen computergesteuerten Steuereinheit einen elektronischen Regler umfassen. Sofern der elektronische Regler eine Information über die Temperatur des zu heizenden Raumes erhält, kann die Steuerung des Thermostatventils und somit der Raumtemperatur präzise erfolgen. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Signalgebereinrichtung einen Temperaturfühler aufweist, mit dem eine Ist-Temperatur des Raums gemessen werden kann. Eine Integration des Temperaturfühlers in die Signalgebereinrichtung hat den Vorteil, dass zusätzlicher Aufwand für einen separaten Temperaturfühler, z. B. durch notwendiges Verlegen von Leitungen o. ä., entfällt. Die Signalgebereinrichtung kann einen Sender aufweisen, so dass ein Signal, z. B. für die durch den Temperaturfühler gemessene Raumtemperatur, an die zentrale Steuereinheit kabellos gesendet werden kann, z. B. über eine Funkstrecke.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die zentrale Steuereinheit und/oder die Signalgebereinrichtung über ein Daten-Netzwerk angesteuert werden. Vorzugsweise kann eine solche Ansteuerung der zentralen Steuereinheit über das Internet erfolgen, z. B. mittels eines Browsers. Dies ermöglicht einer Bedienperson ein Einstellen der Steuereinheit und eine entsprechende Dateneingabe in komfortabler Weise. Die Ansteuerung der zentralen Steuereinheit z. B. über einen Webbrowser ermöglicht eine Änderung von Daten auch kurzfristig von jedem Ort aus, an dem Zugang zum jeweiligen Datennetz besteht.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Sendereinrichtung mit einem Fenstergriff eines Fensters gekoppelt sein. Hierbei kann die Sendereinrichtung derart in den Fenstergriff des Fensters integriert sein, dass bei einer Betätigung des Fenstergriffs ein Steuersignal abgegeben wird, das insbesondere über eine Funkstrecke an die Signalgebereinrichtung gesendet wird. Anders ausgedrückt, ist bei dieser Ausführungsform der Fenstergriff mit einer Sendereinrichtung in Form eines Funksenders ausgestattet, wobei die Signalgebereinrichtung auf ein von diesem Funksender erzeugtes Steuersignal ”hört”. Falls ein Fenster geöffnet oder gekippt wird, wird durch ein entsprechend erzeugtes Funksignal diese Information an die Signalgebereinrichtung gesendet, um dadurch die Soll-Temperatur des Raums um einen vorbestimmten Betrag abzusenken, z. B. um 7 K. Anschließend wird das Thermostatventil von der Signalgebereinrichtung geeignet angesteuert, nämlich zur Verminderung der eingestellten Heizenergie des Heizkörpers. Die Absenkung wird aufgehoben, sobald das Fenster wieder geschlossen wird. In dieser Weise können auch Räume mit mehreren Fenstern und mehreren Heizkörpern betrieben werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Sendereinrichtung auch mit einem in einem Raum installierten Präsenzmelder gekoppelt sein, wobei bei einer Anwesenheit einer Person in dem Raum ein Steuersignal abgegeben wird, das kabellos an die Signalgebereinrichtung gesendet wird. Beispielsweise erfolgt die Übertragung dieses Steuersignals von dem Präsenzmelder an die Signalgebereinrichtung über eine Funkstrecke. Bei Anwesenheit einer Person in dem Raum bewirkt das an die Signalgebereinrichtung gesendete Steuersignal eine Ansteuerung des Thermostatventils derart, dass die Temperatur des Heizkörpers angehoben wird, sofern sich der Heizkörper zuvor im Auskühlmodus befunden hatte bzw. auf eine Niedrigtemperatur eingestellt war. Der Präsenzmelder kann auch derart ausgestaltet sein, dass er ein Steuersignal an die Signalgebereinrichtung nur dann sendet, wenn eine Person, die sich in dem Raum aufhält, auch aktiv und in Bewegung ist. Im Umkehrschluss wird von dem Präsenzmelder kein Steuersignal erzeugt, falls die Person in dem Raum eine vollkommene Ruhestellung eingenommen hat, z. B. im schlafenden Zustand.
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Falls eine Sendereinrichtung des Steuerungssystems mit einem Fenstergriff und/oder mit einem Präsenzmelder gekoppelt ist, so kann es vorgesehen sein, dass ein Signal des Fenstergriffs und/oder des Präsenzmelders in der zentralen Steuereinheit weiterverarbeitbar ist, so dass auf Grundlage dieses Steuersignals ein Alarmzustand ausgelöst werden kann. Die Auslösung eines Alarmzustands erfüllt eine Sicherheitsfunktion. Beispielsweise kann es sich beim dem Signal des Fenstergriffs um ein ”Fenster-Offen-Signal” handeln. In gleicher Weise kann es sich bei dem Signal des Präsenzmelders um ein ”Person-im-Raum-Signal” handeln. Falls solche Signaltypen z. B. mit einer vorbestimmten Tageszeit korreliert werden, also beispielsweise nach 22:00 Uhr auftreten, so wird dann von der zentralen Steuereinheit ein Alarmsignal ausgelöst. Dieses Alarmsignal kann anschließend an eine geeignete Stelle weitergeleitet werden, z. B. per SMS an einen Hausmeister, Eigentümer oder ähnlich autorisierte Personen, und/oder an Behörden, wie z. B. die Polizei.
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Bei der vorstehend genannten Ausführungsform kann das Signal des Fenstergriffs bzw. des Präsenzmelders entweder direkt an die zentrale Steuereinheit gesendet werden. Alternativ hierzu ist es möglich, dass dieses Signal von dem Fenstergriff bzw. dem Präsenzmelder zunächst an die Signalgebereinrichtung gesendet wird, um anschließend von der Signalgebereinrichtung an die zentrale Steuereinheit weitergeleitet zu werden. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann in der Signalgebereinrichtung ein elektronischer Regler integriert sein. Zweckmäßigerweise ist hierbei an der Signalgebereinrichtung auch eine Bedieneinrichtung vorgesehen, über die von einer Bedienperson eine Programmierung des elektronischen Reglers vorgenommen werden kann, und/oder über die eine Anzeige von Daten möglich ist. Bei dieser Ausführungsform kann auf dem elektronischen Regler der Signalgebereinrichtung ein Zeitplan für die Temperatur des Raumes eingerichtet sein, so dass eine solche Signalgebereinrichtung nicht mit einer zentralen Steuereinheit, die für ein gesamtes Haus vorgesehen sein kann, kommunizieren muss. Die Signalgebereinrichtung kann mit einem Funksender, der an einem Fenstergriff und/oder an einem Präsenzmelder vorgesehen ist, kommunizieren, wobei wie vorstehend erläutert der Funksender an dem Fenstergriff bzw. an dem Präsenzmelder ein Steuersignal an den Empfänger der Signalgebereinrichtung sendet, so dass auf Grundlage dessen anschließend das Thermostatventil des Heizkörpers durch die Signalgebereinrichtung angesteuert wird.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der elektronische Regler der zentralen Steuereinheit und/oder der Signalgebereinrichtung derart eingerichtet sein, dass der Raum, in dem sich der Heizkörper befindet, auf einer vorbestimmten Niedrig-Temperatur gehalten wird, um ausgehend von dieser Niedrig-Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeit und mit einem optimierten Energieeinsatz auf eine gewünschte Soll-Temperatur aufgeheizt zu werden. Bei dieser Ausführungsform ist wesentlich, dass der Raum bei einer Nicht-Benutzung nicht vollständig auskühlt, sondern auf einer vorbestimmten Niedrig-Temperatur gehalten wird. Ausgehend von dieser Niedrig-Temperatur kann der Raum durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem innerhalb einer vorbestimmten Zeit, die von einer Bedienperson gewünscht wird, und insbesondere in energieoptimierter Weise auf die Soll-Temperatur aufgeheizt werden. Auf diese Weise kann ein leer stehender Raum mit der minimal erforderlichen Temperatur geheizt und dabei erhebliche Energiemengen gespart werden, ohne dass es zu einem Komfortverlust für den Nutzer bzw. die Bedienperson kommt.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird dem elektronischen Regler eine Information über die Außentemperatur eines Hauses, in dem sich der Raum mit dem Heizkörper befindet, bei der Regelung der Temperatur dieses Raums übermittelt. Hierzu ist außerhalb des Hauses ein Außentemperaturfühler vorgesehen, der geeignet mit der Signalgebereinrichtung oder mit der zentralen Steuereinheit kommuniziert, zum Beispiel über eine Funkstrecke oder dergleichen. Im Allgemeinen hat die Außentemperatur durch nicht vermeidbare Wärmeverluste des Hauses Einfluss auf die Heizcharakteristik der Räume des Hauses. Insoweit ist es von Vorteil, wenn der elektronische Regler der zentralen Steuereinheit oder der Signalgebereinrichtung die Außentemperatur des Hauses beim Erzeugen eines Steuersignals für die Signalgebereinrichtung bzw. beim Ansteuern des Thermostatventils berücksichtigt.
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Wie vorstehend erläutert, erfolgt das Übertragen von Signalen zwischen der Sendereinrichtung und der Signalgebereinrichtung kabellos, wodurch der Aufwand zum Installieren von Signalleitungen entfällt. Das kabellose Empfangen von Signalen durch die Signalgebereinrichtung kann z. B. über Funk, Ultraschall und/oder Infrarot erfolgen. Gleiches gilt für ein Aussenden von der Signalgebereinrichtung an eine zentrale Steuereinheit, z. B. für ein Temperatursignal eines Temperaturfühlers, der in die Signalgebereinrichtung integriert sein kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Signalgebereinrichtung als Zwischenstecker ausgebildet sein, der in eine Netzspannungs-Steckdose eingesteckt werden kann. Bei dieser Ausführungsform weist der Zwischenstecker eine Netzspannungs-Zusatzsteckdose auf, so dass der Netzstecker eines weiteren Verbrauchers in diese Netzspannungs-Zusatzsteckdose einsteckbar ist. Durch die Ausgestaltung als Zwischenstecker lässt sich die Signalgebereinrichtung in sehr einfacher Weise und ohne Fachkenntnisse eines Elektroinstallateurs in die Steckdose eines elektrischen Leitungsnetzes einstecken, so dass hierdurch die Energieversorgung der Signalgebereinrichtung gewährleistet ist. Die Steckdose sollte sich in der Nähe eines Heizkörpers befinden, so dass das elektrische Kabel, das von der Signalgebereinrichtung zu dem Thermostatventil führt, lediglich eine geringe Länge aufzuweisen hat.
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Bei der vorstehend genannten Ausführungsform der Signalgebereinrichtung als Zwischenstecker kann die Netzspannungs-Zusatzsteckdose in Abhängigkeit eines Steuersignals, das von zumindest einer Sendereinrichtung erzeugt wird, geschaltet werden. Dies bedeutet, dass Stand-By-Verbraucher, deren Netzstecker in die Netzspannungs-Zusatzsteckdose eingesteckt ist, abgeschaltet werden können, wenn der Heizkörper sich im Absenkbetrieb befindet und Personen sich entweder nicht in dem Raum aufhalten oder z. B. in der Nacht schlafen.
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Diese Logik kann z. B. bei Stereoanlagen, Ventilatoren, Fernsehgeräten oder dergleichen angewendet werden, deren Funktionsweise bei Abwesenheit oder Passivität eines Nutzers nicht erforderlich ist.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können Thermostatventile einer Mehrzahl von Heizkörpern über ein Kabel mit der Signalgebereinrichtung verbunden sein, so dass diese Thermostatventile von der gleichen Signalgebereinrichtung angesteuert werden. Insbesondere bei einem großen Raum, in dem eine Mehrzahl von Heizkörpern angeordnet ist, kann somit eine einzige Signalgebereinrichtung die Steuerung der Mehrzahl von Heizkörpern bzw. deren Thermostatventilen übernehmen.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einfacher Weise die Kriterien ”Fenster geöffnet” und ”Raum verlassen/nicht benutzt” bei der Ansteuerung eines Thermostatventils eines Heizkörpers berücksichtigt werden, um eine gewünschte Verminderung der Energie, die dem Heizkörper zugeführt wird, zu erreichen. Gleiches gilt für einen Zeitplan, der vorbestimmte Heiz-/Kühlphasen für einen Raum mit dem angesteuerten Heizkörper definiert, wenn dieser Zeitplan auf einem elektronischen Regler einer zentralen Steuereinheit oder der Signalgebereinrichtung selbst eingerichtet ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform,
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2 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer zweiten Ausführungsform,
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3 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer dritten Ausführungsform,
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4 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer vierten Ausführungsform,
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5 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer fünften Ausführungsform,
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6 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer sechsten Ausführungsform,
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7 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer siebten Ausführungsform,
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8 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems nach einer achten Ausführungsform,
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9 eine vereinfachte Perspektivansicht einer Signalgebereinrichtung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems, und
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10 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines batteriebetriebenen Thermostat-Ventilkopfs nach dem Stand der Technik, der von einem Fenstergriff-Funksender ferngesteuert werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem dient zur Ansteuerung eines Thermostatventils zumindest eines Heizkörpers über ein Kabel, wobei über das Kabel an das Thermostatventil ein Steuerstrom angelegt wird. Hierzu weist das Thermostatventil einen thermoelektrischen Antrieb auf, der z. B. in Form eines elektrisch beheizbaren Flüssigfühlers mit Nullstellung realisiert sein kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedoch ein jedweder Antrieb für ein Thermostatventil möglich, bei dem durch das Anlegen eines elektrischen Steuerstroms eine Betriebsstellung des Thermostatventils und somit die Temperatur des Heizkörpers veränderlich ist.
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Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 1–9 verschiedene Ausführungsformen eines System nach der Erfindung im Detail erläutert.
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1 zeigt eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10 nach einer ersten Ausführungsform. Das Steuerungssystems 10 ist in einem Gebäude 11 mit zumindest einem Raum 11a untergebracht. Das Steuerungssystem 10 umfasst eine Signalgebereinrichtung 12, die an ein elektrisches Leitungsnetz 14 angeschlossen ist. Durch den Anschluss an das elektrische Leitungsnetz 14 ist die Energieversorgung für die Signalgebereinrichtung 12 gewährleistet. Die Signalgebereinrichtung 12 umfasst eine Sande-/Empfangseinheit 16, die u. a. als ' Empfänger zum kabellosen Empfangen zumindest eines Steuersignals dient. Die Signalgebereinrichtung 12 ist über ein Kabel 18 mit einem Thermostatventil 20 eines Heizkörpers 22 elektrisch verbunden.
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Die Signalgebereinrichtung 12 und der Heizkörper 22 sind innerhalb desselben Raums 11a des Gebäudes 11 angeordnet. Zweckmäßigerweise ist die Signalgebereinrichtung 12 in Nähe des Heizkörpers 22 positioniert, so dass das Kabel 18 nur eine relativ kurze Länge aufzuweisen hat. Das Kabel 18 kann entweder frei im Raum zwischen dem Thermostatventil 20 und der Signalgebereinrichtung 12 verlaufen, oder aber im Wandbereich unter Putz verlegt sein. Des Weiteren versteht sich, dass die Signalgebereinrichtung 12 in Nähe einer Steckdose des elektrischen Leitungsnetzes positioniert ist, so dass ein Netzspannungskabel 24, das von der Signalgebereinrichtung 12 bis zu einer Netzspannungs-Steckdose führt, ebenfalls nur eine relativ kurze Länge aufzuweisen hat.
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Das Steuerungssystem 10 umfasst des Weiteren eine erste Sendereinrichtung 26, in Form einer zentralen computergesteuerten Steuereinheit 27, die in einem anderen Raum des Gebäudes 11 aufgestellt bzw. positioniert sein kann. Entsprechend ist die zentrale Steuereinheit 27 von der Signalgebereinrichtung 12 räumlich getrennt. Die Steuereinheit 27 umfasst einen (nicht gezeigten) elektronischen Regler, wobei auf der Steuereinheit 27 zumindest ein Zeitplan mit einem vorbestimmten Temperaturprofil für den Raum, in dem sich der Heizkörper 22 befindet, eingerichtet ist. Abweichend von der Darstellung gemäß 1 kann die Steuereinheit 27 auch in dem gleichen Raum 11a wie die Signalgebereinrichtung 26 und der Heizkörper 22 positioniert sein.
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Die Signalgebereinrichtung 12 umfasst des Weiteren einen (nicht gezeigten) Transformator, der dazu dient, die Netzspannung (in der Regel 230 V) herunter zu transformieren, z. B. auf eine Spannung von 12 V oder 24 V. Bei dieser verminderten Spannung, auch als Kleinspannung bezeichnet, kann es sich um Gleich- oder Wechselstrom handeln, der dann über das Kabel 18 an das Thermostatventil 20 angelegt wird und als Steuerstrom für das Thermostatventil 20 dient. Mittels des Steuerstroms ist es möglich, den Betriebspunkt des Thermostatventils 20 in beiden Richtungen zu verändern, d. h. die Temperatur des Heizkörpers 22 zu erhöhen oder herabzusetzen. Schließlich umfasst die Signalgebereinrichtung 12 einen (nicht gezeigten) Prozessor, durch den die Erzeugung des Kleinspannung-Steuerstroms in Abhängigkeit eines Steuersignals, das von der zentralen Steuereinheit 27 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird, gewährleistet ist. Dies ist nachstehend noch im Detail erläutert.
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Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Auf Grundlage des Zeitplans, der auf der zentralen Steuereinheit 27 eingerichtet ist, wird ein Steuersignal 28 erzeugt, das z. B. über eine Funkstrecke von der Steuereinheit 27 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird. Die Frequenz dieser Funkstrecke ist dabei so gewählt, dass das Signal 28 auch durch geschlossene Wände bzw. Trenndecken eines Gebäudes hindurch gelangt. Das Steuersignal 28 wird z. B. dann erzeugt, wenn nach Maßgabe des Zeitplans der Raum mit dem Heizkörper 22 eine geringere Soll-Temperatur einnehmen soll. Die Sender-/Empfangseinheit 16 der Signalgebereinrichtung 12 empfängt dieses Signal 28 und führt es einer geeigneten Signalverarbeitung zu. Nach Empfang des Steuersignals 28, d. h. in Abhängigkeit von diesem Signal steuert anschließend die Signalgebereinrichtung 12 das Thermostatventil 20 über das Kabel 18 an, nämlich durch Anlegen eines Kleinspannung-Steuerstroms, mit z. B. 12 V oder 24 V. Somit wird der Schaltimpuls der Signalgebereinrichtung 12 von der zentralen Steuereinheit 27 generiert und durch das Steuersignal 28 von der Steuereinheit 27 an die Signalgebereinrichtung 12 übertragen.
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In Folge des Steuerstroms, der von der Signalgebereinrichtung 12 an das Thermostatventil 20 angelegt wird, ändert das Thermostatventil 20 seinen Betriebspunkt, so dass die Temperatur des Heizkörpers 22 auf eine geforderte Soll-Temperatur des Raums abgesenkt wird. Falls der auf der zentralen Steuereinheit 27 eingerichtete zentrale Zeitplan nach Ablauf einer bestimmten Zeit eine neue Soll-Temperatur für den Raum mit dem Heizkörper 22 vorschreibt, so wird erneut ein Steuersignal 28 von der zentralen Steuereinheit 27 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet. Im Anschluss hieran steuert dann die Signalgebereinrichtung 12 über das Kabel 18 das Thermostatventil 20 an, so dass der Heizkörper 22 an die neue Soll-Temperatur angepasst wird.
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Das unter Bezugnahme auf 1 erläuterte Steuerungssystem 10 benötigt für die Signalgebereinrichtung 12 keine separate Batterie, da die Signalgebereinrichtung 12 an das elektrische Leitungsnetz angeschlossen ist. Durch den Empfang der Steuersignale 28 von der zentralen Steuereinheit 27 ist eine Ansteuerung des Thermostatventils 20 des Heizkörpers 22 über ein lokales Datennetz (LAN oder W-LAN) möglich, das in einem Gebäude für eine zentrale Heizungssteuerung eingerichtet sein kann.
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Die Signalgebereinrichtung 12 kann in Verbindung mit einem geeigneten Thermostatventil 20, das z. B. über einen thermoelektrischen Antrieb verfügt und sich deshalb mit einem Steuerstrom ansteuern lässt, in einfacher Weise auch bei herkömmlichen Heizkörpern 22 nachgerüstet werden. Die Energieversorgung der Signalgebereinrichtung 12 über das Netzspannungskabel 24 und die elektrische Verbindung zwischen der Signalgebereinrichtung 12 und dem Thermostatventil 20 über das Kabel 18 erfordern keine weiteren Installationsarbeiten, insbesondere keine aufwendige Verlegung von Kabeln oder dergleichen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10 in einer vereinfachten Prinzipdarstellung. Soweit diese zweite Ausführungsform gleiche Elemente wie die erste Ausführungsform nach 1 aufweist, sind hierzu gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung von 1 verwiesen wird.
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Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10 entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform von 1, und weist zusätzlich eine zweite Sendeeinrichtung 26' auf, die mit einem Fenstergriff 30 eines Fensters 32 gekoppelt ist. Anders ausgedrückt, ist die zweite Sendereinrichtung 26' in den Fenstergriff 30 integriert. Der Fenstergriff 30 kann hierbei als Funksender ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass eine jede Betätigung des Fenstergriffs 30 ein Steuer- bzw. Funksignal 28' erzeugt, das an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird.
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Die Funktionsweise des Steuerungssystems 10 gemäß der zweiten Ausführungsform von 2 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform von 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen darauf verwiesen wird. Ergänzend hierzu erfolgt die Ansteuerung des Thermostatventils 20 des Heizkörpers 22 in Abhängigkeit von der Stellung des Fensters 32. Falls das Fenster 32 ausgehend von einer geschlossenen Stellung geöffnet oder gekippt wird und hierbei der Fenstergriff 30 betätigt wird, wird ein Steuersignal 28' von dem Fenstergriff 30 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet. Die Signalgebereinrichtung 12 ”hört” auf das Steuersignal 28 des Fenstergriffs 30, wobei hierdurch die Signalgebereinrichtung 12 eine Information über die Offenstellung des Fensters 32 erhält. Die Soll-Temperatur des Raums bzw. des Heizkörpers 22 wird dann automatisch herabgesetzt. In Folge dessen steuert die Signalgebereinrichtung 12 das Thermostatventil 20 geeignet an, um die Energie, die dem Heizkörper 22 zugeführt wird, zu vermindern und dessen Temperatur herabzusetzen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Fenster 32 in einer Zeitphase geöffnet oder gekippt wird, während der für den Raum 11a eine angehobene bzw. erhöhte Soll-Temperatur vorgegeben ist. Hierdurch wird ein unnötiges Heizen des Raums, in dem sich der Heizkörper 22 befindet, bei geöffnetem Fenster 32 verhindert. Bei einem Schließen des Fensters 32 bzw. bei einem erneuten Betätigen des Fenstergriffs 30 wird erneut ein Steuersignal 28' von dem Fenstergriff 30 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet, so dass anschließend die Signalgebereinrichtung 12 das Thermostatventil 20 für ein Aufheizen bzw. Erhöhen der Temperatur geeignet ansteuert.
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Die Berücksichtigung des Steuersignals 28', das von dem Fenstergriff 30 bei einer Veränderung der Stellung des Fensters 32 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird, erfolgt insbesondere in den Phasen, in denen der Raum mit dem Heizkörper 22 geheizt wird. Die Absenkung der Temperatur des Heizkörpers 22 durch ein geeignetes Ansteuern des Thermostatventils 20 erfolgt immer dann, wenn zumindest eines der Steuersignale 28, 28' von der zentralen Steuereinheit 27 bzw. dem Fenstergriff 30 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird, d. h. nach Vorgabe eines Zeitplans oder in Abhängigkeit der Stellung des Fensters 32. In einer Offenstellung des Fensters 32 wird die Energiezufuhr für den Heizkörper 22 unterbrochen, um nicht unnötig Energie zu vergeuden.
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In 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10 in einer vereinfachten Prinzipdarstellung gezeigt. Gleiche Elemente wie bei der Ausführungsform von 1 sind hierin mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung von 1 verwiesen wird.
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Die dritte Ausführungsform von 3 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform von 1, und umfasst eine zweite Sendereinrichtung 26'' in Form eines so genannten Präsenzmelders 34. Bei einem Präsenzmelder handelt es sich um einen Signalmelder, der bei Anwesenheit einer Person in einem Raum ein Steuersignal aussendet. Ein solches Steuersignal kann zweckmäßigerweise als Funksignal ausgesendet werden.
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Der Präsenzmelder 34 ist in dem gleichen Raum 11a positioniert wie die Signalgebereinrichtung 12, wobei die Reichweite des von dem Präsenzmelder 34 erzeugten Funksignals bis mindestens zu der Signalgebereinrichtung 12 reicht. Das Steuerungssystem 10 gemäß der Ausführungsform von 3 funktioniert in Bezug auf den Präsenzmelder 34 derart, dass bei einer Anwesenheit einer Person in dem Raum ein Steuersignal 28'' erzeugt wird, das an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird. Infolgedessen erhält die Signalgebereinrichtung 12 eine Information darüber, dass sich eine Person in dem Raum befindet, so dass das Thermostatventil 20 zum Aufheizen des Heizkörpers 22 geeignet angesteuert wird. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn eine Person den Raum betritt, falls auf Grundlage eines Zeitplans, der auf der zentralen Steuereinheit 27 eingerichtet ist, zuvor die Raumtemperatur des Raums bereits abgesenkt worden ist, d. h. die Soll-Temperatur des Raums 11a einen niedrigen Wert vorgibt. Durch das von dem Präsenzmelder 34 erzeugte Steuersignal wird der zentrale Zeitplan der Steuereinheit 27 gewissermaßen überbrückt, da die Anwesenheit einer Person in dem Raum ein unvorhergesehenes Ereignis darstellt. Sobald die Person den Raum wieder verlassen hat, erzeugt der Präsenzmelder 34 ein erneutes Steuersignal 28'', das an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet wird. Infolgedessen wird dann die Temperatur des Heizkörpers 22 – in Übereinstimmung mit dem auf der Steuereinheit 27 eingerichteten Zeitplan – auf die niedrige Soll-Temperatur des Raums abgesenkt.
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Die Berücksichtigung des Steuersignals 28'' des Präsenzmelders 34 kann an eine Zeitdauer gekoppelt sein, innerhalb der sich eine Person in dem Raum mit dem Heizkörper 22 befindet. Somit wird verhindert, dass der Zeitplan des elektronischen Reglers bereits überbrückt wird, falls sich eine Person nur für einen kurzen Moment in dem Raum aufhält bzw. den Raum betritt.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Kombination der zweiten und dritten Ausführungsform der 2 bzw. 3. Anders ausgedrückt, umfasst das Steuerungssystem 10 nach der vierten Ausführungsform insgesamt drei Sendereinrichtungen 26, 26' und 26'', nämlich in Form der zentralen Steuereinheit 27, des Fenstergriffs 30 und des Präsenzmelders 34. Für die Funktionsweise dieser einzelnen Sendereinrichtungen wird auf die Erläuterungen oben bezüglich der 1–3 verwiesen. Es versteht sich, dass die Signalgebereinrichtung 12 bei dieser Ausführungsform des Steuerungssystems 10 geeignet auch über ein Steuersignal angesteuert werden kann, das ausschließlich von der zentralen Steuereinheit 27, dem Fenstergriff 30 oder dem Präsenzmelder 34 ausgesendet wird. Alternativ hierzu ist es bei der vierten Ausführungsform auch möglich, dass die Signalgebereinrichtung durch jeweils ein Steuersignal 28, 28', 28'' angesteuert wird, das von zumindest einer Sendereinrichtung oder mehreren Sendereinrichtungen gebildet aus der Gruppe der der zentralen Steuereinheit 27 dem Fenstergriff 30 oder dem Präsenzmelder 34 an die Signalgebereinrichtung 12 ausgesendet wird.
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Bei den Ausführungsform gemäß 3 und 4 versteht sich, dass die Sendereinrichtungen in Form des Fenstergriffs 30 bzw. des Präsenzmelders 34 innerhalb des gleichen Raums wie der Heizkörper 22 angeordnet sind. Gleichwohl sind sowohl der Fenstergriff 30 als auch der Präsenzmelder 34 räumlich von der Signalgebereinrichtung 12 beabstandet. Die Übertragung von Steuersignalen von dem Fenstergriff 30 bzw. dem Präsenzmelder 34 an die Signalgebereinrichtung 12 erfolgt kabellos, insbesondere über eine Funkstrecke. Entsprechend ist die Installation von Kabeln, Leitungen oder dergleichen zwischen den genannten Sendereinrichtungen und der Signalgebereinrichtung 12 nicht erforderlich.
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Bei der zweiten bis vierten Ausführungsform ist es möglich, dass ein von dem Fenstergriff 30 ausgesendetes Signal (z. B. ”Fenster-offen-Signal”) und/oder ein von dem Präsenzmelder 34 ausgesendetes Signal (z. B. ”Person-im-Raum-Signal”) an die zentrale Steuereinheit 27 gelangt, um ggf. einen Alarm auszulösen. Hierbei kann das Signal von dem Fenstergriff 30 bzw. dem Präsenzmelder 34 entweder direkt an die zentrale Steuereinheit 34 gesendet werden, oder aber an die zentrale Steuereinheit 34 über die Signalgebereinrichtung 12 weitergeleitet werden. Nach Erhalt dieses Signals überprüft die zentrale Steuereinheit 34 eine vorbestimmte Bedingung. Falls diese vorbestimmte Bedingung erfüllt ist – z. B. wenn das Signal in einem Zeitfenster zwischen 22:00 Uhr und 06:00 Uhr auftritt – so wird ein Alarm ausgelöst. Diese Alarmauslösung erfüllt ein Sicherheitskriterium, wobei ein geeignetes Alarmsignal an eine autorisierte Person oder eine Behörde (z. B. Polizei) weitergeleitet werden kann.
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Unter Bezugnahme auf die 5–7 sind weitere Ausführungsformen des Steuerungssystems 10 erläutert, bei denen keine zentrale Steuereinheit 27 vorgesehen ist. Stattdessen ist in der Signalgebereinrichtung 12 ein elektronischer Regler integriert, auf dem zumindest ein Zeitplan für ein Temperaturprofil des Raums mit dem Heizkörper 22 eingerichtet ist. Die Signalgebereinrichtung 12 verfügt über eine Bedieneinrichtung in Form eines Displays 35, über das eine Bedienperson Eingaben für die Signalgebereinrichtung 12 machen kann und Daten bzw. Informationen angezeigt werden können. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Signalgebereinrichtung 12 mit einer externen Bedieneinrichtung 35 in Verbindung steht, z. B. über eine Kabelverbindung oder eine kabellose Verbindungsstrecke, wie z. B. Funk oder Infrarot. Mittels der Bedieneinrichtung 35 können vorbestimmte Daten in die Signalgebereinrichtung 12 eingegeben werden, z. B. bezüglich eines Zeitplans für vorbestimmte Soll-Temperaturen des Raums 11a. Diese Dateneingabe kann über das Display 35 manuell erfolgen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Signalgebereinrichtung 12 über ein Daten-Netzwerk, vorzugsweise über das Internet mittels eines Browsers, angesteuert wird, wobei die Eingabe bzw. die Veränderung von vorbestimmten Daten, die in der Signalgebereinrichtung 12 abzuspeichern bzw. darin zu verarbeiten sind, über diese Ansteuerung erfolgt.
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Falls ein Zeitplan, der auf dem elektronischen Regler der Signalgebereinrichtung 12 eingerichtet ist, eine Absenkung der Temperatur des Raums mit dem Heizkörper 22 vorsieht, wird wie vorstehend erläutert von der Signalgebereinrichtung 12 ein geeigneter Signalstrom über das Kabel 18 an das Thermostatventil 20 angelegt, so dass die Temperatur des Heizkörpers 22 in Entsprechung der verminderten Soll-Temperatur herabgesetzt wird.
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Bei der fünften Ausführungsform des Steuerungssystems 10 gemäß 5 ist eine zweite Sendereinrichtung 26' in Form des Fenstergriffs 30 vorgesehen. Beim Betätigen des Fenstergriffs 30 wird ein Signal 28' an die Signalgebereinrichtung 12 ausgesendet, in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform von 2. Für die weitere Funktionsweise des Steuerungssystems 10 nach dieser Ausführungsform in Wechselwirkung mit dem Fenstergriff 30 und den darin integrierten Funksender wird auf die Erläuterung von 2 verwiesen.
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Bei einer sechsten Ausführungsform des Steuerungssystems 10 gemäß 6 ist in Ergänzung zu der Signalgebereinrichtung 12 eine dritte Sendereinrichtung 26'' vorgesehen, nämlich in Form eines Präsenzmelders 34. Die Funktionsweise dieser Ausführungsform des Steuerungssystems 10 in Wechselwirkung mit dem Präsenzmelder 34 entspricht der Ausführungsform von 3, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung von 3 verwiesen wird.
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Bei der Ausführungsform von 7 handelt es sich um eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10, die einer Kombination der fünften und sechsten Ausführungsform entspricht. Hierbei ist neben der Signalgebereinrichtung 12 sowohl ein Funksender in Form des Fenstergriffs 30 als auch ein Funksender in Form des Präsenzmelders 34 vorgesehen. Deren Funktionsweise wurde vorstehend bereits unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert, so dass sich eine erneute Diskussion erübrigt.
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8 zeigt eine achte Ausführungsform des Steuerungssystems 10. Diese Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform von 1, wobei gleiche Elemente mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen sind. In Ergänzung zu der Ausführungsform von 1 sind bei der Ausführungsform von 8 zwei Heizkörper 22 über ein Kabel 18 mit der Signalgebereinrichtung 12 elektrisch verbunden. Dies bedeutet, dass die Thermostatventile 20 dieser beiden Heizkörper 22 jeweils von der Signalgebereinrichtung 12 angesteuert werden, um eine gewünschte Soll-Temperatur einzustellen. Somit werden die beiden Heizkörper 22 in ihrer Temperatur gemeinsam von der Signalgebereinrichtung 12 gesteuert. Dies erfolgt auf Grundlage von Steuersignalen 28, die von der zentralen Steuereinheit 27 an die Signalgebereinrichtung 12 ausgesendet werden, wie unter Bezugnahme auf 1 bereits erläutert.
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Bezüglich der achten Ausführungsform des Steuerungssystems 10 in 8 versteht sich, dass die Heizkörper 22 in demselben Raum 11a des Gebäudes 11 aufgestellt sind. Die Soll-Temperatur kann für beide Heizkörper 22 gleich gewählt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den Raum, in dem die beiden Heizkörper 22 aufgestellt sind, in Zonen zu unterteilen, wobei ein jeweiliger Heizkörper 22 einer bestimmten Zone zugewiesen ist. Das Temperaturprofil für die Soll-Temperatur des Raums kann sich nach den jeweiligen Zonen unterscheiden, so dass die Heizkörper 22 jeweils unterschiedlich von der Signalgebereinrichtung 12 angesteuert werden.
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In Ergänzung zu der Darstellung von 8 ist es auch möglich, bei der achten Ausführungsform des Steuerungssystems 10 drei oder mehr Heizkörper 22 an die Signalgebereinrichtung 12 anzuschließen, wobei die jeweiligen Thermostatventile 20 dann über ein eigenes Kabel 18 mit der Signalgebereinrichtung 12 elektrisch verbunden sind. Die Mehrzahl von Heizkörpern 22 kann entweder gleichförmig von der Signalgebereinrichtung 12 angesteuert werden, oder aber, sofern die Heizkörper 22 einer jeweiligen Zone des Raums mit einem unterschiedlichen Temperaturprofil zugewiesen sind – entsprechend unterschiedlich angesteuert werden.
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Bei einem Zeitplan, der auf dem elektronischen Regler der zentralen Steuereinheit 27 oder der Signalgebereinrichtung 12 eingerichtet ist, handelt es sich um ein zeitliches Profil für die Solltemperatur eines Raums, in dem der Heizkörper 22 aufgestellt ist. Dieses zeitliche Profil kann als Tages-, Wochen- oder auch als Jahresprogramm ausgestaltet sein. Die zentrale Steuereinheit 27 bzw. die Signalgebereinrichtung 12 können über ein Daten-Netzwerk angesteuert werden, was z. B. über das Internet mittels eines Browsers erfolgen kann.
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9 zeigt eine vereinfachte symbolische Darstellung der Signalgebereinrichtung 12, in einer Ausführungsform als Zwischenstecker. Hierbei umfasst die Signalgebereinrichtung 12 einen Stecker 40, der in eine Netzspannungs-Steckdose des elektrischen Leitungsnetzes 14 eingesteckt werden kann. Wie im Zusammenhang mit der 1 erläutert, wird durch die Netzspannung die Energieversorgung für die Signalgebereinrichtung 12 gewährleistet. Zusätzlich ist in einem Gehäuse der Signalgebereinrichtung 12 eine Netzspannungs-Zusatzsteckdose 42 vorgesehen, an die ein weiterer elektrischer Verbraucher angeschlossen werden kann. Die Zusatzsteckdose 42 kann in Abhängigkeit eines Steuersignals 28 einer Sendereinrichtung, z. B. von der zentralen Steuereinheit 27, geschaltet werden. Dies bedeutet, dass die Zusatzsteckdose 42 in Abhängigkeit des Steuersignals einer entsprechenden Sendereinrichtung ein- und ausgeschaltet werden kann. Im ausgeschalteten Zustand wird der Zusatzsteckdose 42 keine Spannung zugeführt. Das Ausschalten der Zusatzsteckdose 42 ist insbesondere für den Zeitraum empfehlenswert, wenn die Heizung 22 sich im Absenkbetrieb bzw. im Niedrigtemperaturmodus befindet. Hierdurch wird ein elektrischer Stand-by-Verbraucher, z. B. Stereoanlagen, Fernsehgeräte oder dergleichen, der an der Zusatzsteckdose 42 angeschlossen ist, vollständig abgeschaltet, was zu einer weiteren Energieeinsparung führt.
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Analog zu der achten Ausführungsform von 8, bei der eine Mehrzahl von Heizkörpern 22 an die Signalgebereinrichtung 12 angeschlossen ist, versteht sich bezüglich der Ausführungsformen gemäß der 2–7, dass auch hierbei eine Mehrzahl von Heizkörpern 22 an die Signalgebereinrichtung 12 angeschlossen sein kann. Hierbei ist es in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform von 8 möglich, die Mehrzahl von Heizkörpern 22 gleichförmig, oder aber im Hinblick auf verschiedene Raumzonen mit unterschiedlichen Temperaturprofilen, unterschiedlich zu steuern.
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Bei allen der vorstehend genannten Ausführungsformen des Steuerungssystems 10 ist es möglich, dass die Signalgebereinrichtung 12 über einen Temperatursensor 36 verfügt. In 1 ist dieser Temperatursensor 36 – exemplarisch für alle anderen Ausführungsformen gemäß der 2–8, symbolisch dargestellt. Mit Hilfe des Temperatursensors 36 wird eine Temperatur des Raums 11a erfasst, in dem sich der Heizkörper 22 befindet. Die Signalgebereinrichtung 12 ist ausreichend weit von dem Heizkörper 22 beabstandet, so dass der Temperatursensor 36 relativ genau die vorherrschende Ist-Temperatur des Raums erfasst. Die Kenntnis der Ist-Temperatur des Raums ist erforderlich, um im Zuge eines Vergleichs der Soll-Temperatur mit der Ist-Temperatur mittels eines Reglers, der entweder innerhalb der zentralen Steuereinheit 27 oder innerhalb der Signalgebereinrichtung 12 vorgesehen ist, die Raumtemperatur möglichst konstant zu regeln. Sofern der Regler in der zentralen Steuereinheit 27 eingerichtet ist, wird ein Signal des Temperatursensors 36 von der Sender-/Empfangseinheit 16 der Signalgebereinrichtung 12 an die zentrale Steuereinheit 27 gesendet und dort verarbeitet. Sofern der elektronische Regler direkt in die Signalgebereinrichtung 12 integriert ist (vgl. 5–7), kann das Signal des Temperatursensors 36 direkt an den Regler gelangen, da sowohl der Temperatursensor 36 als auch der Regler an bzw. in einem Gehäuse der Signalgebereinrichtung 12 vorgesehen sind. Die Soll-Temperatur des Raums wird über den Regler der Signalgebereinrichtung 12 bzw. der zentralen Steuereinheit 27 vorgegeben. Stellglied ist in dieser Anordnung ein einfacher Stellantrieb, der vom Regler mit den entsprechenden Signalen versorgt wird.
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Die Temperatursteuerung des Raums kann weiter dadurch verbessert werden, dass eine Außentemperatur des Gebäudes 11 berücksichtigt wird. Hierzu kann ein Außentemperaturfühler 38 außerhalb des Gebäudes vorgesehen sein, der mit der Signalgebereinrichtung 12 kommuniziert bzw. logisch verbunden ist. Der Außentemperaturfühler 38 ist exemplarisch in 1 dargestellt, und kann in gleicher Weise auch bei den Ausführungsformen gemäß der 2–8 vorgesehen sein. Der Außentemperaturfühler 38 kann seine Signale über eine Funkstrecke an die Signalgebereinrichtung 12 übermitteln. Die Informationen über die Außentemperatur werden dann von dem Regler, der in der Signalgebereinrichtung 12 oder in der zentralen Steuereinheit 27 vorgesehen ist, geeignet bei der Ansteuerung der Signalgebereinrichtung 12 verarbeitet bzw. berücksichtigt.
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Die Bereitstellung eines Temperatursensors 36 und eines Außentemperaturfühlers 38 für das Steuerungssystem 10 hat den Vorteil, dass der elektronische Regler, der in der zentralen Steuereinheit 27 oder in der Signalgebereinrichtung 12 eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Außentemperatur die Zeit speichert, die der Raum mit dem Heizkörper 22 benötigt, um von einer niedrigen Temperatur (z. B. eine Auskühltemperatur) auf eine gewünschte höhere Solltemperatur zu gelangen. Der elektronische Regler kann derart konfiguriert sein, dass der Raum mit dem Heizkörper 22 bei einer Nicht-Nutzung nicht vollständig auskühlt, sondern auf einer vorbestimmten Niedrig-Temperatur gehalten wird. Diese vorbestimmte Niedrig-Temperatur bestimmt sich nach der von einem Nutzer gewünschten Zeit, die vergehen darf, bis der Raum eine vorbestimmte Solltemperatur erreicht. Über die vorbestimmte Niedrigtemperatur wird ein energieoptimaler Betriebspunkt definiert, von dem ausgehend ein Aufheizen des Raums auf eine vorbestimmte Solltemperatur mit möglichst wenig Energie und innerhalb einer vorbestimmten Zeit möglich ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es in Abwandlung der Ausführungsformen nach den 1, 2, 3, 4 und 8 möglich, dass eine zentrale Steuereinheit 27 auch mit einer Mehrzahl von Signalgebereinrichtungen 12, die jeweils in verschiedenen Räumen eines Gebäudes eingerichtet sind, kommuniziert. Hierbei ist es möglich, dass auf der zentralen Steuereinheit 27 für jeden Raum ein eigener Zeitplan mit ggf. unterschiedlichen Temperaturprofilen eingerichtet ist. Entsprechend werden die Signalgebereinrichtungen 12 eines jeden Raums von der zentralen Steuereinheit 27 auch mit unterschiedlichen Steuersignalen 28 angesteuert. Je nach Raum können sich die Parameter des Reglers jedoch unterscheiden, um eine optimale Energieeffizienz und Reglerleistung zu erreichen. Die zentrale Steuereinheit 27 verfügt über die Möglichkeit, die über den Temperatursensor 36 einer jeweiligen Signalgebereinrichtung 12 gemessenen individuellen Parameter eines Raums für eine Optimierung des Reglers zu verknüpfen.
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Die Steuersignale, die von dem Fenstergriff 30 bzw. dem Präsenzmelder 34 an die Signalgebereinrichtung 12 gesendet werden, können zusätzlich zur Temperatursteuerung des Raums auch für Alarmzwecke ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Signalgebereinrichtung 12, nachdem sie die Steuersignale von dem Fenstergriff 30 bzw. dem Präsenzmelder 34 erhalten hat, entsprechende Informationen an die zentrale Steuereinheit 27 weitersenden, wo auf Grundlage einer geeigneten Datenauswertung ggf. ein Alarm ausgelöst wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009023282 B3 [0004]
- EP 2141396 A1 [0007]
- EP 0805311 A2 [0008]