專利名稱：房間加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有可加熱地板的房間加熱系統(tǒng)，該地板具有地板加熱系統(tǒng)，以及一種房間溫度調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器具有房間空氣傳感器并且與用于地板加熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元相連接。
背景技術(shù)：
這種房間加熱系統(tǒng)已公開于，例如，2002年1月的Danfoss A/S No.VD.78.K3.02的公司技術(shù)手冊(cè)“地板加熱的無線調(diào)節(jié)”。房間溫度調(diào)節(jié)器測(cè)量房間的溫度，并根據(jù)房間溫度作用于地板加熱系統(tǒng)，從而使房間空氣的溫度可被保持為基本上恒定。
地板加熱系統(tǒng)可具有不同的實(shí)施例。通常所知的例如是使用諸如熱水的載熱介質(zhì)進(jìn)行工作的地板加熱系統(tǒng)。在這種情況下，調(diào)節(jié)單元影響這個(gè)載熱介質(zhì)通過地板的流動(dòng)。地板然后作為熱交換器，將熱量從載熱介質(zhì)供給于室內(nèi)空氣中。
在另一實(shí)施例中，地板加熱系統(tǒng)可使用電進(jìn)行工作。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，將電阻加熱元件插入地板中。然后，調(diào)節(jié)裝置影響流過電阻加熱元件的電流。同樣在這種情況下，地板會(huì)使房間空氣中的溫度增加，這是通過流動(dòng)電流在電阻加熱元件中產(chǎn)生的。
對(duì)于許多人來說，經(jīng)由地板進(jìn)行的房間加熱是非常舒服的。不過，地板加熱系統(tǒng)也涉及一些問題，這些問題并非出現(xiàn)于散熱器方面。根據(jù)所使用的地板的本質(zhì)，使地板的溫度受到控制是非常重要的。例如，當(dāng)使用的是木制地板時(shí)，必須限制溫度以防止木頭的干燥以及隨后會(huì)損壞地板。從另一方面來講，當(dāng)?shù)匕甯采w有瓷磚、石頭或者混凝土板(slab)時(shí)，需要保持一個(gè)最低溫度以避免用戶感到“腳部發(fā)涼”。
為了確定地板的溫度，可將溫度傳感器置于地板中。在許多情況下，需要提供中空的空間，例如管道，在其中可放置溫度傳感器。不過，采取這樣的位置，會(huì)出現(xiàn)一些調(diào)節(jié)的問題。由于地板的慣量，在溫度測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)延遲，從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)進(jìn)行得太晚，這會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)過量。而且，由于房間未來添加新的設(shè)備會(huì)影響測(cè)量的溫度，所以在地板中的溫度傳感器的位置必須進(jìn)行非常仔細(xì)的選擇。例如，當(dāng)衣柜正好位于溫度傳感器上方時(shí)，衣柜會(huì)將熱量反射回地板，這會(huì)影響到地板溫度的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以改善房間內(nèi)的溫度控制的任務(wù)為基礎(chǔ)的。
在采用上述介紹中提及的房間加熱系統(tǒng)中，該任務(wù)通過使用具有表面溫度傳感器的房間溫度調(diào)節(jié)器得以解決，該調(diào)節(jié)器可確定在一定距離內(nèi)的地板表面上的溫度。
因此，該表面溫度傳感器是一種“遠(yuǎn)程傳感器”，該傳感器的位置與地板隔有一距離。這尤其會(huì)消除將溫度傳感器嵌入地板所帶來的所有問題。而且，房間溫度調(diào)節(jié)器與表面溫度傳感器結(jié)合使用，從而可獲得一緊密結(jié)構(gòu)的部件。該部件僅僅非常不明顯地大于或者根本不大于傳統(tǒng)的房間溫度調(diào)節(jié)器，從而對(duì)于房間的用戶來說，在實(shí)際情況下所帶來的變化不會(huì)被注意到。而且，調(diào)節(jié)單元和單個(gè)傳感器之間的通信，也就是房間空氣傳感器與表面溫度傳感器之間的通信也可被簡(jiǎn)化。當(dāng)這兩個(gè)傳感器相互接近時(shí)，使用一個(gè)單獨(dú)的傳送路徑通向調(diào)節(jié)單元就已足夠了。房間溫度調(diào)節(jié)器的位置必須進(jìn)行選擇，從而一方面房間的溫度調(diào)節(jié)器可確定房間的空氣溫度；另一方面，也可確定地板的表面溫度。這會(huì)給房間添加新的設(shè)備留下更大的自由度，因?yàn)槎ㄎ槐砻鏈囟葌鞲衅鲿r(shí)所采取的結(jié)構(gòu)措施與將溫度傳感器嵌入地板中相比基本上需要較少的工作。
優(yōu)選情況下，表面溫度傳感器是紅外線傳感器。借助紅外線傳感器，地板表面的溫度可相對(duì)精確地進(jìn)行確定，在一距離范圍內(nèi)也可精確地確定。這種紅外線傳感器例如可以從DE 297 16 166 U1中獲得。不過，這里的溫度在封閉的房間內(nèi)沒有被控制，本發(fā)明中涉及到了這一情況。
優(yōu)選情況下，房間溫度調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)單元無線連接。因此，不需要安裝線路就可確保房間溫度傳感器與調(diào)節(jié)單元之間的通信。相反，無線連接可經(jīng)由諸如無線電波或光的電磁波而進(jìn)行。這就使溫度調(diào)節(jié)器在房間中的位置更加靈活，也就是，房間添加新設(shè)備所帶來的變化可以被非?？斓貜浹a(bǔ)。表面溫度傳感器僅僅需要能夠“看到”地板，也就是，可在特定距離內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。
優(yōu)選情況下，所述房間溫度調(diào)節(jié)器在影響所述調(diào)節(jié)單元方面將所述表面溫度傳感器設(shè)定為優(yōu)先級(jí)。換句話說，表面溫度傳感器對(duì)調(diào)節(jié)單元的作用大于房間溫度調(diào)節(jié)器傳感器的作用。這是因?yàn)榭紤]了下述需求，即地板的溫度是作用于調(diào)節(jié)單元的決定性因素。
優(yōu)選情況下，房間溫度調(diào)節(jié)器具有用于表面溫度的最小/最大值選擇單元。因此，可選擇地板溫度是否應(yīng)該限制于最小值或者最大值。當(dāng)?shù)匕寰哂欣缒局票砻鏁r(shí)，需要將溫度的最大值設(shè)為25℃?，F(xiàn)在假定房間溫度應(yīng)為26℃，地板溫度被設(shè)定為25℃，那么地板加熱系統(tǒng)就會(huì)提供熱量直到地板溫度達(dá)到25℃。當(dāng)溫度較低時(shí)，例如只有24℃，例如由窗戶開啟導(dǎo)致的，那么當(dāng)?shù)匕鍦囟纫呀?jīng)達(dá)到最大限度時(shí)，就不需要提供更多的熱量。不過，為了避免腳部發(fā)涼，浴室中帶有瓷磚的地板的溫度被設(shè)定為至少27℃，同時(shí)房間溫度被設(shè)定為一較低值，例如23℃，當(dāng)同時(shí)地板溫度為至少27℃時(shí)，地板加熱系統(tǒng)被關(guān)掉。當(dāng)房間溫度超過其預(yù)定值時(shí)，例如因?yàn)樘栒者M(jìn)房間而引起的，這也同樣適用。
優(yōu)選情況下，房間溫度調(diào)節(jié)器的高度位于地板上方的1.2至1.8米范圍內(nèi)。在該高度下，房間溫度調(diào)節(jié)器可以以足夠的精度一方面確定房間的空氣溫度，另一方面確定地板上的表面溫度，從而可以以所需的可靠性進(jìn)行房間內(nèi)的溫度控制。
優(yōu)選情況下，房間溫度調(diào)節(jié)器與墻壁的最大距離為0.3米。因此，與房間添加新的設(shè)備干涉很小。
優(yōu)選情況下，房間溫度調(diào)節(jié)器以特定的間隔確定表面溫度。尤其當(dāng)房間溫度調(diào)節(jié)器無線連接于調(diào)節(jié)單元時(shí)，向房間溫度調(diào)節(jié)器供給能量的線路也不需要使用。因此，房間溫度調(diào)節(jié)器由電池供電。這些電池應(yīng)該盡可能地耐用。當(dāng)?shù)匕宓谋砻鏈囟葍H僅是以時(shí)間間隔進(jìn)行確定時(shí)，用于該過程的能量也需要按照時(shí)間間隔進(jìn)行供給。確定表面溫度的間隔時(shí)間可以是預(yù)先設(shè)定的。不過，它們也可由用戶自由選擇。最終，也可借助隨機(jī)發(fā)生器產(chǎn)生這些間隔。
當(dāng)變化超過預(yù)定值時(shí)，房間溫度調(diào)節(jié)器最好僅將表面溫度的值傳送至調(diào)節(jié)單元。當(dāng)房間溫度調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)傳送至調(diào)節(jié)單元時(shí)，會(huì)消耗相對(duì)較大的電能。這種傳送只有絕對(duì)需要時(shí)才能進(jìn)行。只有在下述情況，即表面溫度的值已經(jīng)變化從而使調(diào)節(jié)單元必須介入以保持或者重新建立理想的狀態(tài)時(shí)。
當(dāng)表面溫度的中間值的變化在預(yù)定期間內(nèi)超過預(yù)定值時(shí)，房間溫度調(diào)節(jié)器僅將表面溫度值傳送至調(diào)節(jié)單元，這是有利的。例如，在15至30分鐘的期間內(nèi)可進(jìn)行四次測(cè)量。只有當(dāng)中間值增加或者減小時(shí)，這一變化會(huì)傳送至調(diào)節(jié)單元。因此，來自例如太陽輻射、房間里的人或動(dòng)物的短期影響以沒有引起額外能量消耗的方式被吸收。


在下文中，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，附圖示出圖1是具有多個(gè)房間的加熱系統(tǒng)的示意圖；圖2是房間加熱系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了具有多個(gè)房間2、3、4的加熱系統(tǒng)1的示意圖，每個(gè)房間都設(shè)置有地板加熱系統(tǒng)5至7。在該實(shí)施例中，每個(gè)地板加熱系統(tǒng)5至7被制造為加熱軟管，也就是，以彎曲形狀裝配的管道，該軟管裝配于地板9的灰泥8(圖2)中。載熱流體，例如熱水，流經(jīng)這些地板加熱系統(tǒng)5至7。
地板加熱系統(tǒng)5至7經(jīng)由入口連接器得以供給，地板加熱系統(tǒng)5至7連接于該入口連接器。通過地板加熱系統(tǒng)5至7的載熱流體經(jīng)由控制模塊11得以控制，地板加熱系統(tǒng)5至7連接于該模塊。對(duì)于每個(gè)地板加熱系統(tǒng)來說，控制模塊11具有可控制的閥12至14。根據(jù)閥12至14的釋放開口程度，較小或較大量的載熱流體流過地板加熱系統(tǒng)5至7。
控制模塊11由控制設(shè)備15進(jìn)行控制?？刂圃O(shè)備15與區(qū)域控制器16相連，在該控制器上，應(yīng)用于整個(gè)加熱系統(tǒng)1的特定參數(shù)可經(jīng)由設(shè)定元件17a、17b進(jìn)行設(shè)定。
每個(gè)房間2至4具有房間溫度調(diào)節(jié)器18至20，該調(diào)節(jié)器通過無線連接器21至23與控制設(shè)備15進(jìn)行通信，并將各種信號(hào)中的實(shí)際房間溫度，也就是，房間空氣溫度反饋至控制設(shè)備15。理想的房間空氣溫度可經(jīng)由設(shè)定設(shè)備24至26為每個(gè)房間2至4進(jìn)行設(shè)置。區(qū)域控制器16可用于為控制設(shè)備15編程。
如圖2所示，除了設(shè)定設(shè)備24，每個(gè)房間溫度調(diào)節(jié)器18還具有房間溫度傳感器27，使用該傳感器可確定房間空氣溫度。此外，每個(gè)房間溫度調(diào)節(jié)器也具有表面溫度傳感器28，借助該傳感器可確定地板9表面29的溫度。表面溫度傳感器28是，例如紅外線傳感器，該傳感器可接收源自表面29的熱輻射。為了實(shí)現(xiàn)該目的，僅僅需要表面溫度傳感器28可“看到”表面29，也就是，可借助于輻射進(jìn)行連接。
地板9的溫度直接決定于地板29的表面這一事實(shí)會(huì)導(dǎo)致地板加熱作出較快的反應(yīng)。例如，當(dāng)陽光接觸表面29時(shí)，此處的溫度會(huì)升高。這種情況可與地板加熱系統(tǒng)5至7的供給共同考慮。同樣的情況也適用于地板上的水，例如，當(dāng)人離開浴室或淋浴時(shí)。直到目前，必須等待水進(jìn)行蒸發(fā)，這會(huì)導(dǎo)致地板變涼，然后才能被內(nèi)在的傳感器檢測(cè)到。在本發(fā)明的方案中，水直接被表面溫度傳感器28檢測(cè)到，并可進(jìn)行相應(yīng)的快速反應(yīng)。
地板9表面29上的理想溫度在眾多因素中取決于形成地板9表面的層31。
當(dāng)該層31由木材制成時(shí)，人們一直努力使其不超過一預(yù)定溫度，以防止木制地板的干燥。例如，表面29上的溫度不應(yīng)超過29℃。
不過當(dāng)層31包括瓷磚或者混凝土板時(shí)，人們希望設(shè)定例如25℃或27℃的特定最小溫度，從而使用戶在地板9的表面29上來回走動(dòng)時(shí)不會(huì)感到“腳部發(fā)涼”。
因此，房間溫度調(diào)節(jié)器不僅評(píng)估房間空氣傳感器27的信號(hào)，還會(huì)評(píng)估表面溫度傳感器28的信號(hào)。這里，用戶可決定他想要表面溫度的最小預(yù)定值或者最大預(yù)定值。如上所述，可為例如木制地板設(shè)置不應(yīng)被超過的最大值，而可為帶有瓷磚的地板設(shè)置預(yù)定的最小溫度。
現(xiàn)在可確保表面溫度28的輸出信號(hào)與房間空氣傳感器27的輸出信號(hào)相比具有較高的優(yōu)先級(jí)。這一設(shè)置已經(jīng)可以在房間溫度調(diào)節(jié)器18中進(jìn)行，該設(shè)置優(yōu)先將源自表面溫度傳感器28的信號(hào)傳送至區(qū)域控制器16。不過，這種優(yōu)先設(shè)置也可在區(qū)域控制器16或者控制設(shè)備15中進(jìn)行。區(qū)域控制器16與控制設(shè)備15和控制模塊11共同形成調(diào)節(jié)設(shè)備，該設(shè)備影響地板加熱。
該優(yōu)先權(quán)將在下文進(jìn)行簡(jiǎn)要地說明當(dāng)層31是木制材料時(shí)，理想的房間溫度被設(shè)定為26℃，最高地板溫度被設(shè)定為25℃，地板加熱系統(tǒng)5被供給有熱量，直到地板溫度達(dá)到25℃。這是借助表面溫度傳感器28確定的。當(dāng)例如因?yàn)榇皯舯淮蜷_，房間溫度下降至例如24℃時(shí)，由于地板9的溫度已經(jīng)達(dá)到了極限，所以不會(huì)供給有額外的熱量。
不過，當(dāng)層31由溫度至少為27℃的瓷磚制成時(shí)，同時(shí)房間溫度被設(shè)定為23℃，當(dāng)?shù)匕?表面29的溫度至少為27℃時(shí)，并且太陽輻射增加或者房間中人員較多以導(dǎo)致房間溫度超過預(yù)定值23℃時(shí)，熱量供給才被關(guān)閉。
房間溫度調(diào)節(jié)器18在地板上方的安裝高度的范圍是從1.2米至1.8米。該調(diào)節(jié)器與它所安裝的墻壁32的最大距離為0.3米。
房間溫度調(diào)節(jié)器18與區(qū)域控制器16之間的無線通信這一事實(shí)不僅僅會(huì)使加熱系統(tǒng)1非常靈敏。當(dāng)單個(gè)房間2至4中的每個(gè)由于添加新的設(shè)備而出現(xiàn)變化時(shí)，對(duì)其的反應(yīng)也不會(huì)存在問題。由于用戶可容易地確定房間溫度調(diào)節(jié)器18是否出現(xiàn)故障，所以這種系統(tǒng)也易于維護(hù)。一般來講，這種加熱系統(tǒng)1具有多個(gè)房間溫度調(diào)節(jié)器18至20，其他的房間溫度調(diào)節(jié)器18至20中的一個(gè)可用于確定是否只有單個(gè)房間溫度調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障或者是整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。例如，當(dāng)需要確定房間溫度調(diào)節(jié)器18和控制設(shè)備15之間的傳輸路徑是否工作時(shí)，就可使用設(shè)置于房間溫度調(diào)節(jié)器18上的發(fā)光二極管和按鈕。為了簡(jiǎn)潔起見，在這里沒有詳細(xì)地說明。當(dāng)按鈕被按下時(shí)，二極管亮起，房間溫度調(diào)節(jié)器18會(huì)嘗試與控制設(shè)備15通信。當(dāng)這兩個(gè)元件之間建立通信時(shí)，二極管將關(guān)閉。然后，用戶可立即看到是否已經(jīng)建立起連接。
當(dāng)房間溫度調(diào)節(jié)器18至20與區(qū)域控制器16之間建立起無線通信時(shí)，每個(gè)房間溫度調(diào)節(jié)器18至20會(huì)從電池供給所需的電力。為了確保電池的最長(zhǎng)可用壽命，房間溫度調(diào)節(jié)器18至20不持續(xù)進(jìn)行測(cè)量和傳送數(shù)據(jù)是有利的。
因此，需確保只以特定的間隔測(cè)量表面溫度。這些間隔可預(yù)設(shè)為固定值或者自由選擇。它們也可通過隨機(jī)發(fā)生器而得出。當(dāng)測(cè)量的表面31的溫度沒有較大變化時(shí)，沒有數(shù)據(jù)傳送至區(qū)域控制器16。由例如陽光輻射或者躺在表面溫度傳感器下的寵物導(dǎo)致的突然的溫度變化也可以以較簡(jiǎn)單的方式過濾掉。相反，可嘗試在預(yù)定數(shù)量的測(cè)量值中形成一中間值并僅將該信息傳送至區(qū)域控制器16，該中間值反映了溫度的變化。
權(quán)利要求
1.一種具有可加熱地板的房間加熱系統(tǒng)，該地板具有地板加熱系統(tǒng)，以及房間溫度調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器具有房間空氣傳感器并連接于用于地板加熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元上，其特征在于，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)具有表面溫度傳感器(28)，該傳感器可在一定距離上確定所述地板(9)的表面(29)的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述表面溫度傳感器(28)是紅外線傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度傳感器(18至20)無線連接于所述調(diào)節(jié)單元(11、15、16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)在影響所述調(diào)節(jié)單元(11、15、16)方面給所述表面溫度傳感器(28)賦予優(yōu)先級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)具有用于所述表面溫度的最小/最大值選擇單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)在地板(9)上方的高度(A)范圍為1.2至1.8米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)距離墻壁(32)的最大距離(B)為0.3米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述房間溫度傳感器(18至20)以特定時(shí)間間隔確定所述表面溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)變化超過一預(yù)定值時(shí)，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)僅將關(guān)于所述表面溫度的值傳送至所述調(diào)節(jié)單元(11、15、16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)表面溫度中間值在預(yù)定期間內(nèi)變化超過一預(yù)定值時(shí)，所述房間溫度調(diào)節(jié)器(18至20)僅將所述表面溫度值傳送至所述調(diào)節(jié)單元(11、15、16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有可加熱地板(9)的房間加熱系統(tǒng)，該地板具有地板加熱系統(tǒng)(5)，以及房間溫度調(diào)節(jié)器(18)，該調(diào)節(jié)器具有房間空氣傳感器(27)并連接于用于地板加熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元上。本發(fā)明的目的是改善房間(2)中的溫度控制。為了實(shí)現(xiàn)該目的，應(yīng)確保房間溫度調(diào)節(jié)器(18)具有房間溫度傳感器(28)，該傳感器確定一定距離上的地板(9)的表面(29)上的溫度。
文檔編號(hào)F24D19/00GK1752595SQ20051010979
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者萊斯·喬爾根森, 拉斯·達(dá)姆, 杰斯珀·B·漢森 申請(qǐng)人:丹佛斯公司