CH693915A5 - Vorrichtung zur Regelung einer Heizung, insbesondere fuer ein Wohnhaus. - Google Patents

Description

des Patentanspruchs 1 zur Regelung einer Heizung, insbesondere für ein Wohnhaus.

Um eine Heizung oder einzelne Heizkreise entsprechend einem vorgegebenen Soll-Temperaturverlauf steuern zu können, werden Heizungsregler eingesetzt, die die gemessenen Istwerte der für die -jeweilige Temperatursteuerung massgeblichen Temperaturwerte, beispielsweise der Aussentemperatur, der Innentemperatur, der Vorlauftemperatur u. dgl., mit den vorgegebenen Sollwerten vergleichen und bei einer entsprechenden Soll-Ist-Wert-Differenz für einen Regeleingriff zum Ausgleich dieser Soll- Ist- Wert-Differenz sorgen. Die Vorgabe der üblicherweise auf einen Tages- oder Wochenablauf bezogenen Solltemperaturen erfolgt bei Heizungen für Wohnhäuser im Allgemeinen mithilfe eines Tastenfeldes, über das die für ausgewählte Tageszeiten gültigen Solltemperaturen für jeden Wochentag in einer vorgegebenen Reihenfolge aufwändig in einen dem Heizungsregler zugeordneten Sollwertspeicher eingelesen und abgespeichert werden müssen, was ein einschlägiges Fachwissen voraussetzt. Um die Sollwertvorgabe einfach überprüfen zu können, ist es bekannt, den eingespeicherten Soll-Temperaturverlauf auf einem Bildschirm grafisch über einer Zeitachse darzustellen. Auf einem solchen Bildschirm kann aber auch der Isttemperaturverlauf angezeigt werden, wie er sich aus den Messwerten von in der Heizungsanlage vorgesehenen Temperaturfühlern ergibt. Schliesslich ist es zur Überwachung einer Heizanlage, insbesondere einer Solarheizanlage, bekannt (EP 0 676 682 A2), die von Temperaturfühlern erfassten Istwerte der überwachten Temperaturen bzw. Tempe raturdifferenzen beim Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten in einem Zeitfenster vor und nach dem Zeitpunkt der Grenzwertüberschreitung zu speichern, um anhand der abgespeicherten Temperaturwerte einen Störungsfall besser beurteilen zu können. Alle diese bekannten Massnahmen bauen jedoch auf einer entsprechenden Sollwertvorgabe auf und können die erforderliche, vergleichsweise aufwändige Sollwerteingabe nicht vereinfachen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass eine einfache Sollwerteingabe auch für Laien möglich wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Eingabeeinrichtung aus einem Bildschirm für eine analoge Bildeingabe in wenigstens einem Koordinatensystem mit vorgegebener Masseinteilung und aus einer ausgangsseitig mit dem Sollwertspeicher verbundenen Auswerteschaltung für analog auf dem Bildschirm im Koordinatensystem für die Messgrösse einzeichenbare Temperatursollwerte besteht, wobei der Bildschirm aus durch eine druckempfindliche Folie abgedeckten Flüssigkristallen aufgebaut ist.

Durch diese Massnahmen wird die Möglichkeit geschaffen, den Sollwertverlauf in einem mit einer Masseinteilung versehenen Koordinatensystem analog auf einem Bildschirm einzuzeichnen, was keine besonderen Fähigkeiten erfordert. Über die vorgesehene Auswerteschaltung werden dann aus der analog eingezeichneten Sollwertkurve die für die Regelung erforderlichen Sollwerte ermittelt und digital in den Sollwertspeicher eingelesen und abgespeichert. Die abgespeicherten Sollwerte können auch abgerufen und wieder auf dem Bildschirm angezeigt werden, um allenfalls Korrekturen durch ein analoges Überschreiben der angezeigten Sollwertkurven vorzunehmen. Der geänderte Sollwertverlauf wird dann mithilfe der Auswerteschaltung wieder im Sollwertspeicher abgespeichert.

Die analoge Bildeingabe auf dem Bildschirm könnte beispielsweise mithilfe einer an einen Rechner angeschlossenen Maus erfolgen. Einfachere Verhältnisse ergeben sich allerdings, wenn der Bildschirm aus durch eine druckempfindliche Folie abgedeckten Flüssigkristallen aufgebaut ist, weil in diesem Fall die Sollwertkurve unmittelbar auf einem solchen unter der Bezeichnung "Touch Screen" bekannten Bildschirm von Hand aus gegebenenfalls mittels eines Stiftes eingezeichnet werden kann.

Ist für den ordnungsgemässen Ablauf eines Regelungsprogrammes für den Heizungsregler die zusätzliche Eingabe von bestimmten, auf die jeweilige Heizung bezogenen Programmdaten erforderlich, so kann der Bildschirm gesonderte Eingabefelder für solche dem Heizungsregler vorzugebende Programmdaten aufweisen. Über entsprechende Eingabefelder kann auch die Bildschirmeingabe vereinfacht werden, beispielsweise dann, wenn über diese Eingabefelder die Sollwertkurven für einzelne der vorgesehenen Heizkreise oder für bestimmte Wochentage abgerufen werden.

Wird der über den Bildschirm einlesbare Sollwertspeicher mit einer Sendeeinheit einer zwischen der Eingabeeinrichtung und dem Heizungsregler liegenden Übertragungsstrecke verbunden, deren Empfangseinheit dem Heizungsregler zugeordnet ist, so kann die Sollwertvorgabe für den Heizungsregler über die Übertragungsstrecke von einem entfernten Ort vorgenommen werden, und zwar in gleich einfacher Art über eine analoge Bildschirmeingabe. Um auch Daten vom Heizungsregler zum Bildschirm übertragen zu können, empfiehlt es sich, sowohl den Heizungsregler als auch die Eingabeeinrichtung mit Sende- und Empfangseinheiten für die Übertragungsstrecke auszurüsten.

Selbstverständlich kann der für die analoge Bildeingabe vorgesehene Bildschirm auch zur Anzeige ausgewählte Messgrössen der Heizungsanlage benützt werden, sodass sich für den Bildschirm eine vielfältige Awendungsmöglichkeit nicht nur für die Sollwertvorgabe, sondern auch für die Überwachung der Heizungsanlage beispielsweise anhand der gemessenen Istwerte eröffnet.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Heizungsanlage mit einer erfindungsgemässen Regelungsvorrichtung in einem vereinfachten Blockschaltbild, Fig. 2 die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Regelung einer Heizung in einem Blockschaltbild und Fig. 3 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausgestaltung des Bildschirms zur analogen Bildeingabe der erfindungsgemässen Regelvorrichtung in einem grösseren Massstab.

Die Heizanlage gemäss der Fig. 1 ist als Warmwasserheizung mit mehreren Heizkreisen 1 ausgebildet, von denen lediglich drei angedeutet sind. Der gemeinsame Vorlauf 2 und der gemeinsame Rücklauf 3 dieser Heizkreise 1, die über je ein Ventil vom gemeinsamen Vorlauf 2 mit Warmwasser versorgt werden, sind mit einem Pufferspeicher 5 verbunden, der beispielsweise von einem Heizkessel 6 über dessen Vorlauf 7 geladen werden kann. Im Rücklauf 8 des Heizkessels 6 ist eine Ladepumpe 9 vorgesehen. Der Pufferspeicher 5 kann aber auch über einen Sonnenkollektor 10 geladen werden, dessen Vorlauf 11 an einen Wärmetauscher 12 des Pufferspeichers angeschlossen ist. Das kalte Ende dieses Wärmtauschers 12 ist über eine Pumpe 13 mit dem Rücklauf 14 des Sonnenkollektors 10 verbunden.

Die Steuerung dieser Heizungsanlage, die lediglich eine Ausführungsmöglichkeit darstellt und in vielfältiger Weise ergänzt oder abgeändert werden kann, erfolgt über einen Heizungsregler 15, dem ein Sollwertspeicher 16 zugeordnet ist. Die jeweils für die Heizungsregelung benötigten Sollwerte, insbesondere die zeitbezogenen Temperatursollwerte für die einzelnen Heizkreise 1, die vorzugsweise einzelne Räume heizen, werden über eine Eingabeeinrichtung 17 in den Sollwertspeicher 16 eingelesen und abgespeichert. Die den Sollwerten zugehörigen Istwerte werden über Messfühler 18 für die durch die einzelnen Heizkreise 1 bestimmten Raumtemperaturen, über einen Aussentemperaturfühler 19, einen Temperaturfühler 20 für die Vorlauftemperatur des Heizkessels 6, einen Fühler 21 für die Sonneneinstrahlung, einen Fühler 22 für die Vorlauftemperatur des Sonnenkollektors 10 und gegebenenfalls anderer Messfühler erfasst und an den Heizungsregler 15 übermittelt, der beim Auftreten von Soll-Ist-Wert-Differenzen für einen entsprechenden Regeleingriff zum Abgleichen dieser Soll-Ist-Wert-Differenzen in herkömmlicher Art sorgt. Zu diesem Zweck werden beispielsweise die Stelltriebe der Ventile 4 über einen Ventilschaltkreis 23 angesteuert, um die Raumtemperatur im Bereich der einzelnen Heizkreise 1 entsprechend der Sollwertvorgabe zu führen. Die dazu allenfalls erforderliche Steuerung der Heizkreispumpe 24 sowie des Mischventiles 25, über das der Rücklauf 3 mit dem Vorlauf 2 der Heizung zur Regelung der Vorlauftemperatur verbunden werden kann, erfolgt entsprechend dem Regelungsprogramm über den Heizungsregler 15, der auch den Heizkessel 6 sowie den Sonnenkollektor 10 ansteuert. Die hiefür vorgesehenen Steuerkreise 26 und 27 müssen nicht unmittelbar dem Heizungsregler 15 zugeordnet sein, sondern können auch im Bereich des Heizungskessels 6 bzw. des Sonnenkollektors 10 vorgesehen werden, wie dies in der Fig. 1 angedeutet ist. In diesem Fall ist für eine entsprechende Übertragungsstrecke zu sorgen, wobei eine drahtlose Übertragungsstrecke 28 Vorteile mit sich bringen kann. Damit nicht nur eine Signalübertragung in einer Richtung möglich ist, empfiehlt es sich, sowohl dem Heizungsregler 15 als auch den Steuerkreisen 26 und 27 Sende- und Empfangseinheiten 29 zuzuordnen, insbesondere dann, wenn die Steuerkreise 26 und 27 untergeordnete Regelkreise umfassen, die die Steuerung des Heizkessels 6 bzw. des Sonnenkollektors 10 in Abhängigkeit von Istwerten durchführen, die über unmittelbar an die Steuerkreise 26 und 27 angeschlossene Messwertfühler erfasst werden. Dies gilt gemäss der Fig. 1 z.B. für den Temperaturfühler 20 der Vorlauftemperatur des Heizkessels 6, den Fühler 21 für die Sonneneinstrahlung und den Fühler 22 für die Vorlauftemperatur des Sonnenkollektors 10. Die den Steuerkreisen 26 und 27 zugeleiteten Messgrössen können zum Heizungsregler 15 zur Überwachung und Abspeicherung übertragen werden.

Die Eingabeeinrichtung 17 für die dem Heizungsregler 15 vorzugebenden Sollwerte besteht nach der Fig. 2 aus einem Bildschirm 30 für eine analoge Bildeingabe und aus einer Auswerteschaltung 31, die ausgangsseitig mit dem Sollwertspeicher 16 in Verbindung steht und aus der analogen Bildschirmeingabe die digital abzuspeichernden Sollwerte in einer für das Regelungsprogramm des Heizungsreglers 15 vorteilhaften Art errechnet. Der Bildschirm 30 ist dabei vorzugsweise aus einer Flüssigkristallanzeige mit einer druckempfindlichen Folie, einem so genannten "Touch Screen", aufgebaut, sodass die Sollwerte unmittelbar unter Druckanwendung mittels eines Stiftes 32 (Fig. 3) oder eines Fingers auf dem Bildschirm 30 eingezeichnet werden können. Selbstverständlich kann der Bildschirm 30 auch zur Anzeige der abgespeicherten Sollwerte bzw. anderer Messgrössen in analoger Form oder als Zahlenwerte benützt werden. In der Fig. 2 ist für diesen Fall eine Steuerschaltung 33 vorgesehen, über die die anzuzeigenden Werte aus dem Sollwertspeicher 16 bzw. aus dem Heizungsregler 15 abgefragt und auf dem Bildschirm 30 entsprechend dargestellt werden können. Damit ist es beispielsweise möglich, die für die Steuerkreise 26 und 27 massgebenden Soll- und Istwerte auf dem Bildschirm 30 zur Überprüfung anzuzeigen.

In der Fig. 3 ist die Eingabe der Sollwerte über den Bildschirm 30 näher dargestellt. Dieser Bildschirm 30 weist ein Koordinatensystem auf, dessen Koordinatenachsen 34 und 35 eine Masseinteilung einerseits für die Stundenabfolge eines Tages und anderseits für die gewünschte Raumtemperatur aufweisen. Mithilfe des angedeuteten Stiftes 32 kann somit über der durch die Koordinatenachse 34 gebildeten Zeitachse ein gewünschter Temperaturverlauf 36 eingezeichnet werden. Ein solcher Solltemperaturverlauf kann nun für jeden Wochentag und für jeden der Heizkreise 1 eingegeben werden. Zu diesem Zweck sind auf dem Bildschirm 30 Eingabefelder 37 für die einzelnen Wochentage und Eingabefelder 38 für die Einzelnen je einem Raum 1 bis 8 zugeordneten Heizkreise 1 vorgesehen. Über diese Eingabefelder 37 und 38 kann somit der Solltemperaturverlauf für jeden der Räume 1 bis 8 und für jeden Wochentag voneinander unabhängig festgelegt und über die Auswerteschaltung 31 in den Sollwertspeicher 16 eingelesen werden. In einem Anzeigefeld 39 können die jeweils ausgewählten Eingabefelder 37 und 38 abgelesen werden. Neben den bereits beschriebenen Eingabefeldern ist auch ein Eingabefeld 40 vorgesehen, das die Eingabe der Sollwerte für die Heizungssteuerung in Urlaubszeiten ermöglicht, ohne die übliche Wochensteuerung überschreiben zu müssen. Über ein Schalterfeld 40 kann ausserdem der Bildschirm 30 zur Anzeige der abgespeicherten Sollwerte bzw. der gemessenen Istwerte umgeschaltet werden.

Neben den Solltemperaturen können beispielsweise auch die für das Einhalten eines Solltemperaturverlaufes vorzusehenden Ein- und Ausschaltzeiten für die Heizkreispumpe 24 bzw. beim Einsatz mehrerer Heizkreispumpen deren Ein- und Ausschaltzei ten angezeigt oder vorgegeben werden, wie dies in der Fig. 3 mithilfe des Pumpenlaufdiagrammes 41 angedeutet ist. Über ein Eingabefeld 42 kann ausserdem die jeweilige Bilddarstellung gewählt und beispielsweise auf die Anzeige von Istwerten umgeschaltet werden.

Die Eingabeeinrichtung 17 kann mit dem Sollwertspeicher 16 und der Steuerschaltung 33 auch eine vom Heizungsregler 15 gesonderte, örtlich getrennte Baueinheit 43 bilden. In der Fig. 2 ist dies strichpunktiert angedeutet. In diesem Fall können über eine entsprechende Übertragungsstrecke dem Heizungsregler 15 die jeweiligen Sollwerte ebenfalls in analoger Weise durch ein Einzeichnen der Sollwertkurven auf dem Bildschirm 30 vorgegeben werden. Die Baueinheit 43 ist zu diesem Zweck wie der Heizungsregler 15 mit einer geeigneten Sende- und Empfangseinheit 29 für die Übertragungsstrecke auszurüsten.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Steuerungsvorrichtung nicht nur für ein Erwärmen, sondern auch für ein Kühlen der Räume eingesetzt werden. In diesem Fall ist über die Heizkreise 1 Wärme aus den Räumen abzuführen. Die notwendige Kühlung des Wärmeträgers kann in bekannter Weise z.B. über eine Wärmepumpe erfolgen. Die Vorgabe der Sollwerte für die Raumtemperaturen kann in analoger Weise vorgenommen werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Regelung einer Heizung, insbesondere für ein Wohnhaus, mit einem Heizungsregler, mit einer Eingabeeinrichtung für auf eine Messgrösse bezogene Temperatursollwerte und mit einem an die Eingabeeinrichtung angeschlossenen Sollwertspeicher zur messgrössenabhängigen TemperaturSollwertvorgabe an den Heizungsregler, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung (17) aus einem Bildschirm (30) für eine analoge Bildeingabe in wenigstens einem Koordinatensystem mit vorgegebener Masseinteilung und aus einer ausgangsseitig mit dem Sollwertspeicher (16) verbundenen Auswerteschaltung für analog auf dem Bildschirm (30) im Koordinatensystem für die Messgrösse einzeichenbare Temperatursollwerte besteht, wobei der Bildschirm (30) aus durch eine druckempfindliche Folie abgedeckten Flüssigkristallen aufgebaut ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (30) gesonderte Eingabefelder für dem Heizungsregler (15) vorzugebende Programmdaten aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der über den Bildschirm (30) einlesbare Sollwertspeicher (16) mit einer Sendeeinheit (29) einer zwischen der Eingabeeinrichtung (17) und dem Heizungsregler (15) liegenden Übertragungsstrecke (28) verbunden ist, deren dem Heizungsregler (15) zugeordnete Empfangseinheit (29) an den Bildschirm (30) für die übertragenen Sollwerte bzw. Programmdaten angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bildschirm (30) der Eingabeeinrichtung (17) ausgewählte Messgrössen der Heizungsanlage anzeigbar sind.