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Die Erfindung betrifft ein System zur Regelung von Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur Klimatisierung von Gebäuden bzw. von einzelnen Räumen werden verschiedenste Geräte eingesetzt. In der Regel handelt es sich bei diesen Geräten um Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte sowie Kombinationen davon. Diese Geräte lassen sich über Bediengeräte steuern bzw. regeln. Dabei können diese Bediengeräte sowohl direkt an dem Gerät installiert oder als Fernbedienungen ausgebildet sein. Für die Kommunikation zwischen den Bediengeräten und den einzelnen Geräten sind auf den entsprechenden elektronischen Baugruppen in den Geräten Kommunikationsprotokolle hinterlegt. Über entsprechende Schnittstellen der Baugruppen kann die Funktionsweise der Geräte geregelt bzw. gesteuert werden.
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Zur Steuerung jedes einzelnen Gerätes weist die Baugruppe in jedem Gerät gerätespezifische Verbindungselemente wie beispielsweise Anschlüsse, Stecker, Stifte und dergleichen auf. So ist beispielsweise bei einem Kühlgerät eine Vielzahl von Ventilen anzusteuern, während beispielsweise bei Lüftungsgeräten Motoren anzusteuern sind. Diese gerätespezifischen elektronischen Baugruppen, bei denen es sich in der Regel um Platinen handelt, werden bereits im Werk fest in die Geräte verbaut. Dabei wird dieser Baugruppe gleichzeitig eine bestimmte Schnittstelle zugeordnet, über die das Gerät mittels eines bestimmten Kommunikationsprotokolls ansteuerbar ist. Das Gerät lässt sich sodann mit einem entsprechenden Bediengerät über dieses Protokoll ansteuern bzw. regeln.
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Durch die Entwicklung komplexer Gebäudeklimatisierungskonzepte sowie die Möglichkeiten mehrere Geräte auch im privaten Haushalt (smart) miteinander zu vernetzen, können einzelne Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte auch zu größeren Gruppen zusammengeschaltet werden. Dadurch lässt sich in Abhängigkeit von der Art und der Größe des Raums, von der Art der Nutzung des Raums, von der Tageszeit, vom Wetter etc. das Raumklima regulieren. Da insbesondere bei größeren Gebäuden, aber auch im Privatbereich mehrere Geräte, nicht nur solche zur Klimatisierung, zusammengeschlossen bzw. miteinander vernetzt werden, ist es von herausragender Bedeutung, dass diese Geräte „die gleiche Sprache sprechen“. Eine essenzielle Voraussetzung der Funktionsfähigkeit derartiger Vernetzungen mehrerer Geräte, insbesondere verschiedener Hersteller, stellt die Konnektivität der einzelnen Geräte untereinander dar. Wenn unterschiedliche Geräte mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen angesteuert werden, gestaltet sich die Verknüpfung als problematisch bzw. nicht möglich. Das hat zur Folge, dass die vorgenannten Baugruppen der einzelnen Geräte derart zu modifizieren sind, dass sie entsprechend passende Schnittstellen aufweisen. Da in der Regel im Werk noch nicht absehbar ist, mit welchen weiteren Geräten die herzustellenden Geräte kommunizieren müssen, führt das dazu, dass Baugruppen installiert werden, die sich später als ungeeignet für die Kommunikation mit weiteren Geräten erweisen. Eine Alternative dazu wäre, dass die Baugruppe zur Kommunikation erst später in das Gerät installiert wird. In jedem Fall führt eine spätere Festlegung der Schnittstelle jedoch zu einem erheblichen zeitlichen sowie finanziellen Mehraufwand.
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Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zur Regelung von Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräten zu schaffen, durch das die Konnektivität der vorgenannten Geräte verbessert wird und bei deren Herstellungsprozess Kosten gespart werden.
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Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, ein System zur Regelung von einzelnen Heiz-, Kühl und/oder Lüftungsgeräten und Gruppen davon zu schaffen, die durch mindestens eine, einem Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgerät zuordbaren, Baugruppe bestehend aus zwei Baugruppenelementen, nämlich einer Hauptplatine und einer IO-Platine, gekennzeichnet ist. Die Hauptplatine weist dabei erfindungsgemäß eine Vielzahl von verschiedenen Schnittstellen zur Kommunikation mit anderen Baugruppen anderer Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte und/oder anderen Einrichtungen auf. Bei diesen Schnittstellen handelt es sich erfindungsgemäß um sämtliche derzeit gebräuchliche Schnittstellen. Dadurch Erhält das System eine maximale Konnektivität zu anderen Geräten. Die IO-Platine der Baugruppe ist dabei spezifiziert auf das individuelle Heiz-, Kühl- oder Lüftungsgerät. Durch diesen Aufbau der Baugruppe aus einer universell ansteuerbaren Hauptplatine, die alle gängigen bzw. derzeit gebräuchlichen Schnittstellen aufweist und einer gerätespezifischen IO-Platine kann eine optimale Konnektivität zu anderen Geräten hergestellt werden, während die Baugruppe gleichzeitig gerätespezifisch abgestimmt ist. Dadurch wird nicht nur die Konnektivität zwischen den Geräten optimiert, sondern auch der Herstellungsprozess effizienter gestaltet. Während der Herstellung kann bereits die hier beschriebene elektronische Baugruppe in das Gerät installiert werden und zwar ohne Berücksichtigung der späteren Anwendung bzw. des späteren Einsatzgebietes.
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Vorzugsweise sieht es die Erfindung vor, dass die Hauptplatine jeweils mit einer gerätespezifischen IO-Platine zu einer Baugruppe elektrisch koppelbar ist, wobei die Kopplung mittels mindestens einer Stiftleiste und/oder mindestens einer Buchsenleiste erfolgt und der Übertragung von Signalen und/oder elektrischer Energie zwischen der Hauptplatine und der IO-Platine dient. Durch diese einfache mechanische Verbindung der beiden Platinen gestaltet sich die Baugruppe als besonders einfach herstellbar. Gleichermaßen lässt sich die Baugruppe auch besonders effizient vorbereiten, da die beiden Platinen unabhängig voneinander herstellbar sind und erst für den Einbau in das Gerät zusammenzusetzen sind.
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Insbesondere ist es weiter vorgesehen, dass die Hauptplatine über mindestens eine CAN-Schnittstelle, mindestens eine RS485-Schnittstelle für die Protokolle Modbus RTU oder BACnet® MSTP, mindestens eine KNX-Schnittstelle, mindestens eine Ethernet-Schnittstelle, mindestens eine USB-Schnittstelle, mindestens eine Bluetooth®-Schnittstelle und/oder mindestens eine WIFI-Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen Baugruppen anderer Heiz-, Kühl- oder Lüftungsgeräte und/oder anderen Einrichtungen verfügt. Durch diese gängigen Schnittstellen lässt sich die Baugruppe zur Ansteuerung der Geräte nicht nur mit allen gängigen Bussystemen der Gebäudetechnik und oder sonstigen Netzwerken verbinden, sondern auch mit den üblichen Raumbediengeräten. Auch das Zusammenschalten mehrerer gleicher Geräte zu einem vernetzten Haus ist über dieses System mit den verschiedenen Schnittstellen möglich. Durch diese maximale Flexibilität bezüglich der Konnektivität der einzelnen Geräte gestaltet sich auch für den Laien die Vernetzung einer Vielzahl von Geräten als machbar.
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Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass die einzelnen Schnittstellen der Baugruppen, vorzugsweise von extern, aktivierbar bzw. freischaltbar und deaktivierbar sind. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass sämtliche Schnittstellen zunächst deaktiviert sind. Durch den Nutzer können dann später bei dem Aufbau eines Netzwerkes aus mehreren Geräten die notwendigen Schnittstellen freigeschaltet werden. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die notwendigen Schnittstellen durch einen Anbieter oder den Hersteller ferngesteuert freischaltbar sind. Dementsprechend ist es ebenfalls denkbar, dass Schnittstellen, die keine Verwendung finden, oder keine Verwendung mehr finden sollen, ferngesteuert abgeschaltet werden. Durch diese Ausgestaltung der Baugruppen mit verschiedenen ansteuerbaren Schnittstellen lassen sich verschiedene Funktionen des Systems durch einen Anbieter gezielt freischalten oder sperren.
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Weiter kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die IO-Platine für die Ansteuerung der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte mindestens einen Anschlussstecker für einen analogen Eingang, mindestens einen Anschlussstecker für einen digitalen Eingang, mindestens einen Anschlussstecker für ein Ventil und/oder mindestens einen Anschlussstecker für einen Motor der Heiz-, Kühl- oder Lüftungsgeräte aufweist. Durch diese gerätespezifische Ausgestaltung der IO-Platine wird sichergestellt, dass sämtliche Komponenten eines Gerätes über die Baugruppe ansteuerbar sind.
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Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte über die Schnittstellen ihrer Baugruppen untereinander vernetzbar und vorzugsweise zu Gruppen zusammenfassbar sind. Nur über die optimale Konnektivität lassen sich die einzelnen Geräte auf beliebige Art und Weise und auch flexibel anwendungsabhängig zu verschiedenen Gruppen zusammenschalten. Durch diese maximale Flexibilität lassen sich komplexe Klimatisierungskonzepte auch von größeren Gebäuden problemlos realisieren. Dabei lassen sich mehrere Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte unabhängig von vorgegebenen geräte- oder systemspezifischen Kommunikationsprotokollen über die einzelnen Baugruppen Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräte zu Gruppen zusammenschalten.
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Ein Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe sieht es vor, dass Verbindungen zur Kommunikation zwischen den Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsgeräten untereinander sowie mit einem Bussystem für Gebäudetechnik und/oder mit Raumbediengeräten durch eine, insbesondere externe, Aktivierung von Schnittstellen von in die Geräte installierten Baugruppen hergestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann es weiter vorsehen, dass jedem Heiz-, Kühl- oder Lüftungsgerät mindestens eine Baugruppe mit einer Hauptplatine und einer IO-Platine gemäß Anspruch 1 zugewiesen wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baugruppe,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Baugruppe, und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Baugruppe.
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Bei einem in der 1 stark schematisierten Ausführungsbeispiel weist die Baugruppe 10 zwei Baugruppenelemente auf, nämlich eine Hauptplatine 11 und eine IO-Platine12. Die Hauptplatine 11 ist über eine hier nur schematisch dargestellte Verbindung 13 mit der IO-Platine 12 verbunden. Bei dieser Verbindung 13 kann es sich um Stift- oder Buchsenleisten handeln. Diese Verbindung 13 dient sowohl der Energieversorgung als auch dem Austausch von Signalen zwischen den beiden Platinen 11, 12.
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Die IO-Platine 12 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei Anschlüsse 14 auf. Bei diesen Anschlüssen 14 kann es sich um Verbindungen, beispielsweise mit einem Ventilator, einem Ventil oder um einen Raumtemperatur-Sensor für die Steuerung des Ventilators handeln. Alternativ ist es denkbar, dass derartige Anschlüsse 14 als analoge oder digitale Eingänge ausgebildet sind zum Anschluss eines passiven analogen Eingangs (NTC) oder eines aktiven analogen Eingangs (0-10V). Außerdem sind zweipolige Anschlussstecker vorhanden.
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Für die Regelung bzw. Ansteuerung der Baugruppe 10 ist der Hauptplatine 11 eine Vielzahl von Schnittstellen 15 zugeordnet. Bei diesen Schnittstellen 15 kann es sich beispielsweise um mindestens eine CAN-Schnittstelle, mindestens eine RS485-Schnittstelle für die Protokolle Modbus RTU oder BACnet® MSTP, mindestens eine KNX-Schnittstelle, mindestens eine Ethernet-Schnittstelle, mindestens eine USB-Schnittstelle, mindestens eine Bluetooth®-Schnittstelle und/oder mindestens eine WIFI-Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen Baugruppen anderer Heiz-, Kühl- oder Lüftungsgeräte und/oder anderen Einrichtungen handeln. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Schnittstelle 15 (eine CAN-Schnittstelle) mit einer Bedieneinheit für den Ventilator verbunden. Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Darstellung der Baugruppe 10 in der 1 schematisch ist und die Dimensionierung nicht der Realität entspricht. Vielmehr ist die Baugruppe 10 derart ausgebildet, dass sie als elektronisches Bauteil in das Lüftungsgerät integrierbar ist.
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Bei dem in der 2 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Baugruppe 10 mit einem dezentralen Lüftungsgerät 16 verbunden. Während die Hauptplatine 11 mit den Schnittstellen 15 identisch ist zu der Hauptplatine 11 des in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, ist die in der 2 dargestellte IO-Platine17 spezifiziert auf das dezentrale Lüftungsgerät 16. Hier führt eine Vielzahl von Anschlüssen 14 von der IO-Platine17 zu dem Gerät 16. Außerdem ist an die IO-Platine17 ein Raumtemperatursensor 18 angeschlossen. Genau wie in der 1 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 an die Hauptplatine 11 ein Bediengerät 19 angeschlossen.
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Schließlich wird in der 3 ein Netzwerk bestehend aus einer Vielzahl der in 1 dargestellten Baugruppen 10 dargestellt. Diese einzelnen Baugruppen 10, bestehend aus der Hauptplatine 11 und der IO-Platine12, werden über Schnittstellen miteinander verbunden. Dabei ist eine der Baugruppen 10 bzw. eine Hauptplatine 11 mit einem Bediengerät 19 verbunden, über das sich alle Baugruppen 10 des Netzwerks bedienen lassen.
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Dadurch, dass alle Baugruppen 10, 20 über eine Vielzahl verschiedener Schnittstellen (siehe oben) verfügen, lassen sich alle Baugruppen 10, 20 auf eine sehr flexible Art und Weise sowohl miteinander als auch mit weiteren hier nicht dargestellten Geräten verbinden. Dadurch, dass die Hauptplatine 11 erfindungsgemäß sämtliche gängigen Schnittstellen 15 aufweist, ist eine spätere anwendungsabhängige Modifikation der Baugruppen nicht mehr erforderlich. Dadurch gestaltet sich nicht nur die Herstellung der Baugruppen 10 als besonders effizient, sondern auch die Konnektivität der Geräte als besonders flexibel.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Baugruppe
- 11
- Hauptplatine
- 12
- IO-Platine
- 13
- Verbindung
- 14
- Anschluss
- 15
- Schnittstelle
- 16
- dezentrales Lüftungsgerät
- 17
- IO-Platine
- 18
- Raumtemperatursensor
- 19
- Bedienungsgerät
- 20
- Baugruppe
- 21
- Ventil
- 22
- Ventilator
