EP1225399A1

EP1225399A1 - Arrangement for monitoring and controlling the natural ventilation of rooms and use of said arrangement

Info

Publication number: EP1225399A1
Application number: EP01101025A
Authority: EP
Inventors: Holding Aktiengesellschaft Belimo
Original assignee: Belimo Holding AG
Current assignee: Belimo Holding AG
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-24
Also published as: WO2002057690A1

Abstract

A drive unit opens a window to be monitored. An external sensor unit (18,30) is positioned outside the unit of space (1,4) to be monitored. A control unit has an operating connection with the drive unit and the external sensor unit fitted near the aperture (5,17) to be monitored and provided with an operating connection to an interface unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Verwendung der Anordnung.The present invention relates to an arrangement according to Preamble of claim 1 and a use of Arrangement.

Computergesteuerte Systeme zum Heizen, Lüften und Klimatisieren von einzelnen Räumen als auch von ganzen Gebäuden werden derzeit häufig eingesetzt und bestehen vor allem darin, dass das Heizen, Lüften und Klimatisieren mit aktiven Heizungen, Lüftern und Klimageräten vorgenommen wird. Es hat sich gezeigt, dass diese aktiven Systeme normalerweise die klimatischen Umgebungsbedingungen nicht oder nur unzureichend ausnutzen können. Entsprechend gross ist die zum Erreichen eines gewünschten Raumklimas benötigte Energie.Computer controlled systems for heating, ventilation and Air conditioning of individual rooms as well as whole ones Buildings are currently used and exist all in that the heating, ventilation and air conditioning with active heaters, fans and air conditioners becomes. It has been shown that these active systems usually not the climatic conditions or can only be used insufficiently. Correspondingly large is the one to achieve a desired indoor climate required energy.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, ein gewünschtes Raumklima unter Ausnützung einer natürlichen Belüftung, die durch automatisches Öffnen von Fenstern mittels Stellantrieben erfolgt, zu erzeugen. Ein solches System ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift der internationalen Patentanmeldung mit der Nummer WO 00/39506 bekannt. Die bekannte Lehre besteht dabei darin, dass ein Gebäude mit an sich manuell verschliessbaren Fenstern mit einer zentralen Steuereinheit ausgestattet wird, welche mit einer einzigen zentralen Sensoreinheit, die auf dem Dach des Gebäudes angeordnet ist, verbunden ist. Die zentrale Sensoreinheit hat dabei die Aufgabe, die äusseren Witterungsverhältnisse durch Bestimmung der Witterungsparameter Temperatur, Wind, Regen, etc. zu ermitteln. Diese Witterungsparameter werden in der Folge an die zentrale Steuereinheit übertragen, in der die Stellsignale für die einzelnen Antriebseinheiten erzeugt werden.It has therefore already been suggested a desired one Indoor climate using natural ventilation by automatically opening windows using Actuators are generated. Such a system is for example from the published application of the international patent application number WO 00/39506 known. The well-known teaching is that a Buildings with manually lockable windows a central control unit, which is equipped with a single central sensor unit on the roof of the building is arranged, is connected. The central one The sensor unit has the task of creating the outer one Weather conditions by determining the Weather parameters temperature, wind, rain, etc. too determine. These weather parameters are listed below the central control unit in which the Control signals generated for the individual drive units become.

Diese bekannte Anordnung zum Überwachen und Steuern der natürlichen Belüftung weist zunächst den Nachteil auf, dass aufgrund der zentralen Anordnung der Sensoreinheit auf dem Gebäudedach keine oder nur spekulative Angaben über die wirklichen Verhältnisse im Bereich eines gesteuerten Fensters gemacht werden können. Demzufolge besteht die Gefahr, dass aufgrund von gemessenen Witterungsverhältnissen auf dem Gebäudedach einzelne Fenster falsch eingestellt werden, so z. B. dass Regen in die Raumeinheit aufgrund von anderen Windverhältnissen beim Fenster als auf dem Gehäusedach eindringen kann, oder dass nicht gelüftet wird, obwohl dies für eine bestimmte Raumeinheit aufgrund der Witterungsbedingungen bei einem bestimmten Fenster möglich wäre.This known arrangement for monitoring and controlling the Natural ventilation initially has the disadvantage that due to the central arrangement of the sensor unit on the Roof of the building no or only speculative information about the real conditions in the area of a controlled Window can be made. As a result, there is Risk of being measured Weather conditions on the building roof individual Windows are set incorrectly, e.g. B. that rain in the room unit due to different wind conditions when Window than can penetrate on the housing roof, or that is not aired, although this is for a specific Room unit due to the weather conditions at one certain windows would be possible.

Des weiteren wird der Vollständigkeit halber auf die US-Patentschrift mit der Nummer US-5 533 391 verwiesen, in der ein elektrischer Regensensor offenbart ist. Dieser bekannte Sensor eignet sich jedoch nicht, um andere Witterungsparameter als Regen bestimmen zu können.Furthermore, for the sake of completeness, reference is made to the US patent with the number US-5 533 391 in which an electrical rain sensor is disclosed. This well-known However, sensor is not suitable for others To be able to determine weather parameters as rain.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Überwachen und Steuern der natürlichen Belüftung von Raumeinheiten anzugeben, wobei bei dieser Anordnung die vorstehend genannten Probleme nicht auftreten.The present invention is therefore based on the object based on an arrangement for monitoring and controlling the specify natural ventilation of room units, whereby the above problems with this arrangement do not occur.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine Verwendung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This task is carried out in the characterizing part of the Measures specified claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention and one Use are specified in further claims.

Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf: Indem die externe Sensoreinheit im Bereich der zu überwachenden Öffnung, vorzugsweise an der Stelle, an der ein möglicher Schaden am wahrscheinlichsten auftreten kann, angeordnet ist, ist die Möglichkeit gegeben, ein natürliches Belüften einer Raumeinheit optimal ausnützen zu können, mithin wird es möglich, die unmittelbar bei der überwachten Öffnung tatsächlich herrschenden Witterungsbedingungen in die Lüftungssteuerung einfliessen zu lassen. Des weiteren ist erfindungsgemäss eine Schnittstelleneinheit vorgesehen, welche mit der Steuereinheit wirkverbunden ist. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, durch Verbinden von mehreren Überwachungseinheiten eine Raumeinheit optimal, aber unter Berücksichtigung von lokalen aktuellen Witterungsbedingungen auf natürliche Weise zu belüften. So ist denkbar, dass aufgrund von baulichen Gegebenheiten oder aufgrund der Ausrichtung von überwachten Fenstern trotz vorherrschenden schlechten globalen Witterungsbedingungen, wie sie bislang durch einen zentralen Sensor beispielsweise auf dem Gebäudedach ermittelt worden sind, die Möglichkeit gegeben ist, einzelne Fenster trotzdem zu öffnen. Durch ein Vernetzen der betroffenen Überwachungseinheiten über deren Schnittstelleneinheiten kann das natürliche Belüften einer Raumeinheit zudem wesentlich verbessert werden.The invention has the following advantages: By the external sensor unit in the area to be monitored Opening, preferably at the point where a possible Damage most likely to occur is arranged there is the possibility of natural ventilation to be able to make optimal use of a room unit it is possible to immediately at the monitored opening actually prevailing weather conditions in the Ventilation control. Furthermore is an interface unit is provided according to the invention, which is operatively connected to the control unit. So that is created the opportunity by connecting several Monitoring units optimally a room unit, but under Taking local current into account To ventilate weather conditions naturally. So is conceivable that due to structural conditions or due to the alignment of monitored windows despite prevailing bad global weather conditions, such as that used to be the case with a central sensor have been determined on the roof of the building, the possibility is given to open individual windows anyway. Through a Networking of the monitoring units concerned via their Interface units can be a natural ventilation Room unit can also be significantly improved.

Des weiteren wird eine Sensoreinheit beschrieben, mit Hilfe derer die momentan vorherrschenden Witterungsbedingungen äusserst exakt bestimmt werden können, wobei gleichzeitig die Herstellungskosten auf einem tiefen Niveau gehalten werden. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, die erfindungsgemässe Sensoreinheit bei allen automatisch gesteuerten Fenstern vorzusehen, mithin in grossen Stückzahlen einzusetzen. Erfindungsgemäss schliesst das vorzugsweise als Platte ausgebildete Sensorelement bzw. dessen exponierte Oberfläche einen spitzen Winkel gegenüber einer senkrecht verlaufenden, im Lot stehenden Referenzfläche ein. Damit eignet sich die erfindungsgemässe Sensoreinheit insbesondere auch zur Detektion von Schnee.Furthermore, a sensor unit is described with the help of the currently prevailing weather conditions can be determined very precisely, at the same time manufacturing costs kept at a low level become. This creates the prerequisite that sensor unit according to the invention automatically for all controlled windows, therefore in large Use quantities. This closes according to the invention preferably designed as a plate sensor element or whose exposed surface is at an acute angle a vertical, vertical Reference surface. The inventive method is therefore suitable Sensor unit especially for the detection of snow.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1: einen Grundriss eines Gebäudes mit einer erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 2: ein Blockschaltdiagramm einer erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 3: eine erfindungsgemässe Sensoreinheit, welche vorzugsweise bei der erfindungsgemässen Anordnung verwendet wird, und
Fig. 4: eine Ausführungsform eines in der Sensoreinheit verwendeten Sensorelementes.

The invention is explained in more detail below with reference to drawings, for example. It shows

Fig. 1: a floor plan of a building with an arrangement according to the invention,
Fig. 2: 2 shows a block circuit diagram of an arrangement according to the invention,
Fig. 3: a sensor unit according to the invention, which is preferably used in the arrangement according to the invention, and
Fig. 4: an embodiment of a sensor element used in the sensor unit.

In Fig. 1 ist ein Grundriss eines Gebäudes dargestellt, bei dem eine erfindungsgemässe Anordnung zur Steuerung und Überwachung der natürlichen Belüftung von Raumeinheiten 1 bis 4 eingesetzt wird. Die Raumeinheiten 1 bis 4 weisen Öffnungen 5 bis 17 auf, die mittels Fenstern verschliessbar sind, wobei für jedes zu überwachende und zu steuernde Fenster eine der Überwachungseinheiten 18 bis 30 vorgesehen sind. Jede der Überwachungseinheiten 18 bis 30 bildet zusammen mit der überwachten Öffnung 5 bis 17 resp. dem gesteuerten Fenster eine an und für sich autonome Zelle, in der aufgrund von gemessenen Witterungsparametern, welche im Zusammenhang mit den Ausführungen zu den weiteren Figuren im Detail erläutert werden, geeignete Einstellungen ermittelt und vorgenommen werden.In Fig. 1 a floor plan of a building is shown at which an inventive arrangement for control and Monitoring the natural ventilation of room units 1 to 4 is used. The room units 1 to 4 have Openings 5 to 17, which can be closed by means of windows are, for each to be monitored and controlled Window provided one of the monitoring units 18 to 30 are. Each of the monitoring units 18 to 30 forms together with the monitored opening 5 to 17 resp. the controlled window an autonomous cell in and of itself of the weather parameters measured in the Connection with the explanations of the other figures Suitable settings are explained in detail be determined and made.

Die einzelnen Zellen, bestehend aus Überwachungseinheit und überwachte Öffnung resp. gesteuertem Fenster, können, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht, mit einer beispielsweise pro Raumeinheit 1 bis 4 vorhandenen Kontrolleinheit 31 bis 34 wirkverbunden. Des weiteren ist auch denkbar, dass die Kontrolleinheiten 31 bis 34 ihrerseits mit einer übergeordneten Kontrolleinheit 35, in welcher zum Beispiel die Funktionen einer Gebäudeleitzentrale integriert sind, wirkverbunden sind.The individual cells, consisting of monitoring unit and monitored opening resp. controlled window, can like this is apparent from Fig. 1, for example with a Room unit 1 to 4 existing control unit 31 to 34 operatively connected. Furthermore, it is also conceivable that the Control units 31 to 34 in turn with one superordinate control unit 35, in which for example the functions of a building control center are integrated, are connected.

Die Wirkverbundenheit besteht in einer bevorzugten Ausführungsform und in Abweichung der in Fig. 1 dargestellten hierarchischen Organisationsform in einem standardisierten Bussystem, an das die Komponenten, d.h. die jeweiligen Überwachungseinheiten 31 bis 35, angeschlossen sind.The active connection consists in a preferred one Embodiment and in deviation from that in Fig. 1st represented hierarchical organizational form in one standardized bus system to which the components, i.e. the respective monitoring units 31 to 35, are connected.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Überwachungseinheit dargestellt, wie sie bei den Öffnungen 5 bis 17 gemäss Fig. 1 verwendet ist. Die Überwachungseinheiten sind mit den Hinweiszeichen 18 bis 30 gekennzeichnet. Mit 107 ist die Gebäudeaussenwand bezeichnet, in der eine mit einem Fenster verschliessbare Öffnung 105 enthalten ist. Während die Innenseite des Gebäudes mit I bezeichnet ist, ist die Aussenseite des Gebäudes mit A bezeichnet.2 is a block diagram of a monitoring unit shown as they are in the openings 5 to 17 of FIG. 1 is used. The monitoring units are with the Information signs 18 to 30 marked. At 107 she is Inscribed outer wall of the building, one with a window closable opening 105 is included. While the Inside I of the building is the Marked A on the outside of the building.

Die Überwachungseinheit besteht aus einer externen und einer internen Sensoreinheit 101 bzw. 102, einer Antriebseinheit 103, einer Schnittstelleneinheit 104 und einer Steuereinheit 100. Bis auf die externe Sensoreinheit 101 befinden sich die erwähnten Einheiten im Gebäudeinnern.The monitoring unit consists of an external and an internal sensor unit 101 or 102, one Drive unit 103, an interface unit 104 and a control unit 100. Except for the external sensor unit 101 the units mentioned are located inside the building.

Die Steuereinheit 100 ist mit der internen und der externen Sensoreinheit 101 bzw. 102, mit der Antriebseinheit 103 sowie mit der Schnittstelleneinheit 104 verbunden. Ist die interne Sensoreinheit 102 im wesentlichen auf das Messen der Temperatur, der Feuchtigkeit und/oder des CO₂-Gehaltes beschränkt, so werden mit der externen Sensoreinheit 101 eine Reihe von Witterungsparameter ermittelt. Sowohl die zu ermittelnden Parameter als auch der Aufbau der externen Sensoreinheit 101 wird anhand der Figuren 3 und 4 ausführlich erläutert werden.The control unit 100 is connected to the internal and external sensor units 101 and 102, to the drive unit 103 and to the interface unit 104. If the internal sensor unit 102 is essentially limited to measuring the temperature, the humidity and / or the CO ₂ content, a number of weather parameters are determined with the external sensor unit 101. Both the parameters to be determined and the structure of the external sensor unit 101 will be explained in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

Wie in Fig. 2 angedeutet ist, wirkt die Antriebseinheit 103 direkt auf die Öffnung 105 bzw. auf das diese verschliessende Fenster, wobei vorgesehen ist, dass die Antriebseinheit 103 sowohl die Verriegelung als auch das Schwenken, Schieben oder Kippen des Fensters zur Einstellung der momentanen Öffnung vornimmt. Die hierfür notwendigen Steuersignale werden in der Steuereinheit 100 aufgrund der verfügbaren Witterungsparameter oder aufgrund von über die Schnittstelleneinheit 104 erhaltenen Befehle, welche beispielsweise von einer übergeordneten Kontrolleinheit stammen, generiert. Die Antriebseinheit 103 sorgt somit nicht nur für den Grad der natürlichen Lüftung durch Einstellung der Grösse der Öffnung, sondern ist mithin auch für die Zugangssicherung der Öffnung zuständig.As indicated in FIG. 2, the drive unit 103 acts directly onto the opening 105 or onto this closing window, it being provided that the Drive unit 103 both the lock and that Swiveling, sliding or tilting the window Setting the current opening. The one for this necessary control signals are stored in the control unit 100 due to the available weather parameters or due to commands received via the interface unit 104, which, for example, from a parent Control unit originate, generated. The drive unit 103 thus not only ensures the degree of natural ventilation by adjusting the size of the opening, but is therefore also responsible for securing access to the opening.

In der Schnittstelleneinheit 104 erfolgt die Anpassung von beispielsweise an übergeordnete Kontrolleinheiten zu übertragenden Informationen resp. von übergeordneten Kontrolleinheiten erhaltenen Informationen an ein Systembus 106. Die Anpassung besteht dabei insbesondere in der Berücksichtigung von Zugriffsberechtigungen als auch in der korrekten Adressierung einer zu kontaktierenden Einheit.The adaptation of takes place in the interface unit 104 for example to higher-level control units transmitting information resp. from parent Control units receive information on a system bus 106. The adjustment consists in particular in the Taking account of access rights as well correct addressing of a unit to be contacted.

In einer vereinfachten Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Anordnung ist vorgesehen, dass die Schnittstelleinheit 104 in der Steuereinheit 100 integriert ist.In a simplified variant of the The arrangement according to the invention provides that the Interface unit 104 integrated in the control unit 100 is.

In einer noch weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung ist vorgesehen, entweder als alternative oder als zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung, in der Schnittstelleneinheit 104 oder in der Steuereinheit 100 eine Sende/Empfangs-Einheit (in Fig. 2 nicht dargestellt) zur drahtlosen Übertragung von Informationen vorzusehen. Entsprechend ist eine zweite Sende/Empfangs-Einheit vorhanden, vorzugsweise in der Form einer mobilen Fernsteuerung, über die Befehle an die Schnittstelleneinheit 104 bzw. an die Steuereinheit 100 übermittelt werden können, um damit gewisse Aktionen (Fenster ganz öffnen, unabhängig von den Witterungsverhältnissen, Fenster schliessen, etc.) in der Überwachungseinheit auszulösen. Die drahtlose Übertragung von Informationen kann dabei mittels Infrarotstrahlung oder über Funkstrecken in herkömmlicher Weise erfolgen.In yet another embodiment of the The arrangement according to the invention is provided either as alternative or as an additional embodiment of the Invention, in the interface unit 104 or in the Control unit 100 is a transmitting / receiving unit (in FIG. 2 not shown) for wireless transmission of To provide information. A second is accordingly Sending / receiving unit available, preferably in the form a mobile remote control, via the commands to the Interface unit 104 or to the control unit 100 can be transmitted to perform certain actions (Open the window completely, regardless of the Weather conditions, closing windows, etc.) in the Trigger monitoring unit. The wireless transmission of information can be by means of infrared radiation or done via radio links in a conventional manner.

Indem alle Überwachungseinheiten bei den zu überwachenden Öffnungen gleich ausgestattet sind und die flexible Anbindung an über- oder nebengeordneten Kontrolleinheiten 31 bis 35 (Fig. 1) vorgesehen sind, wird ein überaus flexibles natürliches Belüften von Raumeinheiten ermöglicht. So können sowohl die tatsächlich vorhandenen Witterungsverhältnisse vor den einzelnen überwachten Öffnungen als auch die Bedürfnisse bezüglich Raumklima in den Raumeinheiten optimal berücksichtigt werden.By having all monitoring units in the monitored Openings are equally equipped and flexible Connection to superordinate or subordinate control units 31 to 35 (Fig. 1) are provided, a very flexible natural ventilation of room units allows. So both the actually existing Weather conditions monitored in front of the individual Openings as well as the needs regarding indoor climate in the room units are optimally taken into account.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe externe Sensoreinheit 101, wobei die Schnittebene senkrecht auf eine Montageoberfläche 200, welche beispielsweise ein Fensterrahmen oder Fensterflügel ist, gelegt ist. Deutlich erkennbar ist, dass die Sensoreinheit 101 aus einer Grundplatte 201, die mittels Schrauben 205 oder dergleichen am Fensterrahmen bzw. Fensterflügel befestigt ist, und einem äusseren Gehäuseteil 202 besteht. Die Grundplatte 201 und der äussere Gehäuseteil 202 bilden - indem sie an den unteren Enden über ein elastisches Verbindungselement 204 verbunden sind - eine V-Form. Im übrigen sind die Grundplatte 201 und der äussere Gehäuseteil 202 über zwei Verbindungsstege 206 fixiert. Eine durch die V-förmige Anordnung von Grundplatte 201 und äusserem Gehäuseteil 202 entstehender Eintrittsbereich 207 ist mit einem vorzugsweise plattenförmigen Sensorelement 203 abgeschlossen, dessen nach aussen gerichtete Oberfläche mit der Montageoberfläche 200 erfindungsgemäss einen spitzen Winkel α, der in einer bevorzugten Ausführungsform 60° beträgt, einschliesst. Damit wird es ermöglicht, dass in äusserst zuverlässiger Weise auch Schneemessungen durchgeführt werden können.Fig. 3 shows a section through an inventive external sensor unit 101, the section plane being vertical on a mounting surface 200, which, for example, a Window frame or sash is laid. Clear It can be seen that the sensor unit 101 consists of a Base plate 201 by means of screws 205 or the like is attached to the window frame or window sash, and there is an outer housing part 202. The base plate 201 and form the outer housing part 202 - by connecting to the lower ends via an elastic connecting element 204 are connected - a V-shape. Otherwise they are Base plate 201 and the outer housing part 202 over two Connecting webs 206 fixed. One through the V-shaped Arrangement of base plate 201 and outer housing part 202 emerging entry area 207 is with a preferably plate-shaped sensor element 203 completed, its outward surface with According to the invention, the mounting surface 200 has a pointed one Angle α, which in a preferred embodiment is 60 ° amounts, includes. This enables in Snow measurements are also extremely reliable can be carried out.

Es wird darauf hingewiesen, dass in Fig. 3 eine vertikale Montageoberfläche 200 dargestellt ist. Sollte dies nicht der Fall sein, wie zum Beispiel bei einem Dachflächenfenster, so ist zum Winkel α die Neigung des Daches zu addieren. Somit ist bei der Bestimmung des Winkels α von einer im Lot stehenden Referenzfläche auszugehen.It should be noted that in Fig. 3 a vertical Mounting surface 200 is shown. Shouldn't be the case, such as one Roof window, so is the inclination of the angle α Add roof. Thus, when determining the Angle α from a reference surface standing perpendicular go out.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Sensoreinheit 101, welche unabhängig von der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen erfindungsgemässen Anordnung verwendbar ist, sind die folgenden Witterungsparameter bestimmbar:With the sensor unit 101 shown in FIG. 3, which regardless of that described with reference to FIGS. 1 and 2 The arrangement according to the invention can be used following weather parameters can be determined:

Temperatur:Temperature:

Zur Messung der Aussentemperatur ist ein NTC-(Negative Temperature Coefficient)-Widerstand vorgesehen, der unterhalb des plattenförmigen Sensorelementes 203 angeordnet ist und der über elektrische Verbindungsleitungen mit der Steuereinheit 100 (Fig. 2) verbunden ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die gemessenen Temperaturwerte drahtlos an die Steuereinheit 100 (Fig. 2) zu übertragen.An NTC (negative Temperature Coefficient) resistance provided the below the plate-shaped sensor element 203 is arranged and the electrical Connection lines with the control unit 100 (FIG. 2) connected is. In a further embodiment of the The invention provides for the measured temperature values to be transmitted wirelessly to the control unit 100 (FIG. 2).

Wind:Wind:

Die Windmessung erfolgt indirekt über die erwähnte Temperaturmessung, und zwar indem der NTC-Widerstand auf eine vordefinierte Temperatur, die beispielsweise 10° Celsius über der momentanen Umgebungstemperatur liegt, erwärmt wird, wobei die Erwärmung mit Hilfe einer unmittelbar neben dem NTC-Widerstand vorhandenen ZenerDiode erfolgt. Nach dem Erreichen der vordefinierten Temperatur wird die Windgeschwindigkeit aufgrund der Abkühlzeit, allenfalls auch durch Bildung eines Mittelwertes aus verschiedenen Abkühlzeiten, ermittelt.The wind measurement takes place indirectly via the mentioned Temperature measurement, namely by putting the NTC resistor on a predefined temperature, for example 10 ° Celsius is above the current ambient temperature, is heated, the heating using a Zener diode present immediately next to the NTC resistor he follows. After reaching the predefined The wind speed is due to the temperature Cooling time, if necessary also by forming a Average value from different cooling times determined.

Regen:Rain:

Für die Regenmessung ist die Oberfläche des Sensorelementes 203 gemäss Fig. 4 ausgebildet, wobei in Fig. 4 einige elektronische Schaltelemente, welche auf Seite der Steuereinheit 100 (Fig. 2) notwendig sind, dargestellt sind. So ist eine Kapazität C in Serie zum eigentlichen Sensorelement 203 geschaltet. Parallel zu den beiden Elementen ist ein Widerstand R2 vorgesehen. Schliesslich ist zur Strombegrenzung ein weiterer Widerstand R1 im Anschlusspfad vorgesehen. Das Sensorelement 203 besteht aus zwei ineinander greifende Gabeln aus elektrisch leitendem Material, die sich nicht berühren, wobei die Gabeln vorzugsweise mittels Dickfilmtechnik auf einem Keramiksubstrat realisiert sind.The surface of the sensor element is used for rain measurement 4, some of which are shown in FIG electronic switching elements, which on the side of Control unit 100 (FIG. 2) are shown are. So a capacity C is in series with the actual one Sensor element 203 switched. Parallel to the two Elements are provided with a resistor R2. Finally is another resistor R1 in the current limitation Connection path provided. The sensor element 203 consists of two interlocking forks made of electrically conductive Material that does not touch the forks preferably using thick film technology on one Ceramic substrate are realized.

Für die Regenmessung wird von der Steuereinheit 100 (Fig. 2) ein Puls von ca. 1 ms Dauer abgegeben. Falls sich Regentropfen auf dem Sensorelement 203 befinden, so wird der Kondensator C aufgeladen. Nach dem Puls wird der Kondensator C über den Widerstand R2 entladen. Nach einer gewissen Wartezeit wird die Spannung am Eingang der Steuereinheit 100 (Fig. 2) gemessen. Liegt diese Eingangsspannung über einem vorgegebenen Wert, so wird Regen detektiert. Zur Verbesserung des Messresultates ist vorgesehen, mehrere Messungen hintereinander durchzuführen. For the rain measurement, the control unit 100 (FIG. 2) a pulse of approximately 1 ms duration is emitted. In case Raindrops are on the sensor element 203, so the capacitor C is charged. After the pulse, the Discharge capacitor C through resistor R2. After a certain waiting time the voltage at the input of the Control unit 100 (Fig. 2) measured. Is this Input voltage above a predetermined value, so Rain detected. To improve the measurement result is intended to take several measurements in a row.

Schnee:Snow:

Für die Messung von Schnee wird im wesentlichen die Anordnung und Schaltung zur Messung von Regen verwendet, wobei vor einer Messung allfällig auf dem Sensorelement 203 vorhandener Schnee mit Hilfe einer Heizvorrichtung geschmolzen wird. Das auf dem Sensorelement 203 infolge der Schneeschmelzung liegende Wasser wird entsprechend dem Vorgehen bei der Regenmessung detektiert.For the measurement of snow essentially the Arrangement and circuit used to measure rain, where applicable prior to a measurement on the sensor element 203 existing snow with the help of a heating device is melted. That on the sensor element 203 as a result of Snow melting water is made according to the Procedure for rain measurement detected.

Licht:Light:

Ein Lichtsensor ist zur Bestimmung von Streulicht auf der Unterseite des Sensorelementes 203 vorgesehen. Als Lichtsensor kommt vorzugsweise ein Fototransistor zum Einsatz. Damit ist gewährleistet, dass insbesondere Infrarotstrahlen detektiert werden, welche massgeblich für das Aufheizen, sei dies gewollt oder ungewollt, von Raumeinheiten verantwortlich sind.A light sensor is used to determine stray light on the Provided underside of the sensor element 203. As The light sensor is preferably a photo transistor Commitment. This ensures that in particular Infrared rays are detected, which are decisive for the heating up, whether wanted or unwanted, by Space units are responsible.

Es wird nochmals betont, dass sich die beschriebene Sensoreinheit zur Bestimmung der erwähnten Witterungsparameter nicht nur zur Verwendung in der erfindungsgemässen Anordnung zum natürlichen Lüften von Raumeinheiten eignet. Es hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemässe Sensoreinheit vorzüglich für beliebige Anwendungen, bei denen Kenntnisse über die Witterungsverhältnisse benötigt werden, vorzüglich einsetzen lässt.It is emphasized again that the described Sensor unit for determining the mentioned Weather parameters not only for use in the Arrangement according to the invention for the natural ventilation of Space units are suitable. It has been shown that the sensor unit according to the invention excellent for any Applications where knowledge of the Weather conditions are needed, excellent can be used.

Claims

Anordnung zum Überwachen und Steuern der natürlichen Belüftung von Raumeinheiten (1, ..., 4), welche mehrere beispielsweise mittels Fenstern verschliessbare Öffnungen (5, ..., 17) aufweisen, wobei eine Antriebseinheit (103) zum Öffnen bzw. Schliessen eines zu überwachenden Fensters, eine externe Sensoreinheit (101; 18, ..., 30), die ausserhalb der zu überwachenden Raumeinheit (1, ..., 4) positioniert ist, und eine Steuereinheit (100) vorgesehen sind, die mit der Antriebseinheit (103) und der externen Sensoreinheit (101; 18, ..., 30) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Sensoreinheit (101; 18, ..., 30) im Bereich der zu überwachenden Öffnung (5, ..., 17) angeordnet ist und dass eine Schnittstelleneinheit (104) enthalten ist, die mit der Steuereinheit (101; 18, ..., 30) wirkverbunden ist.Arrangement for monitoring and controlling the natural ventilation of room units (1, ..., 4) which have a plurality of openings (5, ..., 17) which can be closed, for example by means of windows, a drive unit (103) for opening or closing one window to be monitored, an external sensor unit (101; 18, ..., 30), which is positioned outside the room unit to be monitored (1, ..., 4), and a control unit (100) are provided which are connected to the drive unit (103) and the external sensor unit (101; 18, ..., 30) is operatively connected, characterized in that the external sensor unit (101; 18, ..., 30) in the region of the opening (5, ..) to be monitored ., 17) and that an interface unit (104) is included, which is operatively connected to the control unit (101; 18, ..., 30).

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne Sensoreinheit (102) vorgesehen ist, die innerhalb der zu überwachenden Raumeinheit (1, ..., 4) positioniert ist und die mit der Steuereinheit (101; 18, ..., 30) wirkverbunden ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that an internal sensor unit (102) is provided which is positioned within the room unit (1, ..., 4) to be monitored and which is connected to the control unit (101; 18, ..., 30 ) is connected.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren zu überwachenden Öffnungen (5, ..., 17) je eine Schnittstelleneinheit (104) mit den jeweiligen Steuereinheiten (100) wirkverbunden sind, die über ein Bussystem (106) miteinander verbindbar sind.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of a plurality of openings (5, ..., 17) to be monitored, one interface unit (104) each is operatively connected to the respective control units (100) which can be connected to one another via a bus system (106) are.

Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass übergeordnete Kontrolleinheiten (31, ..., 35) vorgesehen sind, die über die Schnittstelleneinheiten (104) mit den Steuereinheiten (100) wirkverbunden sind. Arrangement according to claim 3, characterized in that superordinate control units (31, ..., 35) are provided which are operatively connected to the control units (100) via the interface units (104).

Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Raumeinheit (1, ..., 4) eine übergeordnete Kontrolleinheit (31, ..., 35) vorgesehen ist.Arrangement according to claim 4, characterized in that a higher-level control unit (31, ..., 35) is provided for each room unit (1, ..., 4).

Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Steuereinheiten (100) über eine Fernbedienung steuerbar sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that one or more control units (100) can be controlled via a remote control.

Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (103) bzw. die entsprechende Steuereinheit (100) entriegelbar ist, womit das entsprechende Fenster manuell bedienbar ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (103) or the corresponding control unit (100) can be unlocked, with which the corresponding window can be operated manually.

Anordnung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (101) aus einem Sensorelement (203) besteht, dessen exponierte Oberfläche gegenüber einer senkrecht verlaufenden, im Lot stehenden Referenzfläche einen spitzen Winkel (α) einschliesst, der vorzugsweise 60° ist.Arrangement, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit (101) consists of a sensor element (203), the exposed surface of which includes an acute angle (α) with respect to a perpendicular, perpendicular reference surface, which is preferably 60 ° is.

Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (203) eine Platte ist, auf dessen exponierte Oberfläche zwei gabelförmige, aus leitendem Material bestehende Elemente vorgesehen sind, die ineinander greifen.Arrangement according to claim 8, characterized in that the sensor element (203) is a plate, on the exposed surface of which two fork-shaped elements made of conductive material are provided which interlock.

Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Sensorelementes (203) eines oder mehrere der folgenden Einheiten vorgesehen sind:

ein Temperatursensor, vorzugsweise bestehend aus einem NTC-(Negative Temperature Coefficient)-Widerstand;

ein Lichtsensor, vorzugsweise bestehend aus einem Fototransistor;

ein Heizelement, vorzugsweise bestehend aus einer Z-Diode.

Arrangement according to claim 9, characterized in that one or more of the following units are provided below the sensor element (203):

a temperature sensor, preferably consisting of an NTC (Negative Temperature Coefficient) resistor;

a light sensor, preferably consisting of a photo transistor;

a heating element, preferably consisting of a Zener diode.

Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (203) eine Keramikplatte ist, auf dessen exponierte Oberfläche zwei gabelförmige, aus leitendem Material bestehende Elemente vorgesehen sind, die ineinander greifen, wobei die Elemente mittels der Dickfilmtechnik realisiert sind.Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that the sensor element (203) is a ceramic plate, on the exposed surface of which two fork-shaped elements made of conductive material are provided which interlock, the elements being realized by means of thick film technology.

Verwendung der Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Steuerung und Überwachung der Belüftung von Räumeinheiten (1, ..., 4) bzw. von Gebäuden.Use of the arrangement according to one of claims 1 to 11 to control and monitor the ventilation of Clearing units (1, ..., 4) or of buildings.