Способ и устройство регулировки температуры в группе комнат здания
Изобретение относится к способу и устройству регулировки температуры в группе комнат здания. Технический результат - возможность точной и/или быстрой регулировки температуры во всех комнатах жилой единицы. Способ регулировки температуры в группе комнат (3) здания содержит следующие этапы: измеряют значение (Ta1) первой температуры окружающей среды в первой комнате (3a), используя термостат (5), предназначенный для управления функционированием первого теплорегулятора (8a), установленного на первом радиаторе (4a), размещенном в первой комнате (3a), в зависимости от измеренного значения (Ta1) первой температуры окружающей среды и первого заданного значения (Tset1) требуемой температуры в первой комнате (3a); измеряют первую околорадиаторную температуру (Tpr1) в первой комнате (3a) посредством первого датчика (9a), установленного вблизи первого радиатора (4a); измеряют значение (Tpr2) второй околорадиаторной температуры окружающей среды во второй комнате (3b) посредством второго датчика (9b), установленного вблизи второго радиатора (4b); сопоставляют измеренное значение второй околорадиаторной температуры (Tpr2) со вторым заданным значением (Ofs2) для второго теплорегулятора (8b) и по меньшей мере с измеренным значением (Tpr1) первой околорадиаторной температуры с целью получения второго управляющего значения для второго радиатора (4b); управляют функционированием второго теплорегулятора (8b), установленного на втором радиаторе (4b), в зависимости от полученного второго управляющего значения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к способу и устройству регулировки температуры в группе комнат здания.
В частности, изобретение целесообразно использовать для регулировки температуры в комнатах жилых или коммерческих зданий, оборудованных радиаторными отопительными элементами, при этом изобретение будет обеспечивать преимущество и в установках другого типа.
Из уровня техники известны различные типы отопительных установок для жилых или коммерческих зданий, в том числе, например, вертикально восходящие установки, содержащие обычно один или более радиаторных элементов или радиаторов в каждой комнате. В этом случае по меньшей мере в одной комнате каждой квартиры или жилой единицы обычно размещен термостат, который содержит датчик для измерения температуры окружающей среды и который можно настроить, как правило вручную, на задание требуемой температуры окружающей среды. Термостат управляет функционированием отопительной установки, определяя количество тепла, подаваемого бойлером к отопительным элементам по трубам горячей воды с целью доведения фактической температуры комнаты до температуры, заданной термостатом.
Известно также использование хронотермостатов, позволяющих программировать температуру в квартире по времени и управляющих функционированием отопительной установки согласно указанному программированию. Известен также применяемый для радиаторов теплорегулирующий элемент, позволяющий задавать и устанавливать требуемую температуру для каждого конкретного радиатора и, следовательно, для комнаты, в которой находится соответствующий радиатор, отличающуюся от температуры, заданной термостатом для всей квартиры.
Теплорегулирующие элементы могут представлять собой термостатические головки, содержащие термостат, воздействующий на обратный клапан текучей среды, протекающей в отопительной установке, с целью регулировки количества текучей среды, которое может входить в радиатор, и, следовательно, изменения температуры радиатора и количества тепла, подаваемого в комнату, где установлен радиатор. В общем случае каждая термостатическая головка позволяет вручную выполнять регулировку начальной настройки, обычно отображенной простой указательной маркировкой, за счет чего температуру в конкретной комнате можно ориентировочно менять относительно температуры, которая задана для всей квартиры посредством термостата или хронотермостата.
Второй тип известного теплорегулирующего элемента представляет собой моторизованные приводы, содержащие небольшой электромотор, воздействующий на обратный клапан. Электромотор может питаться от батареи или электросети и управляться посредством установленного в приводе датчика, измеряющего температуру в комнате и посылающего соответствующую команду на открывающее или закрывающее движение мотора и, следовательно, обратного клапана.
В таких приводах также предусмотрена регулировка начальной настройки, которая тоже может осуществляться вручную или же дистанционно непосредственно с помощью термостата или хронотермостата.
По мнению заявителя, описанным выше отопительным установкам известного типа присущи некоторые недостатки. При этом следует отметить, что датчики, размещенные в приводах, установленных на радиаторах, неизбежно измеряют температуру в непосредственной близости к радиатору, которую можно назвать околорадиаторной. Такая околорадиаторная температура соответствует не фактической температуре в комнате, где установлен радиатор, а скорее промежуточной температуре между температурой комнаты и текущей температурой радиатора, в котором, как известно, протекает вода высокой температуры (например, от 30 до 90°С).
Кроме того, температура радиатора изменяется по времени и подвержена относительным колебаниям, меняясь от температуры близкой к комнатной при перекрытом радиаторе до значительно более высокой температуры, когда в радиаторе течет вода, подаваемая отопительной установкой. Кроме того, температура нагревающей воды также не всегда имеет одинаковое значение и подвержена значительным колебаниями, например от приблизительно 30° до приблизительно 90°С в зависимости от установок бойлера и термостата, а также других факторов.
Наличие указанных выше факторов приводит к тому, что функционирование теплорегуляторов, как в случае термостатических головок, так и в случае моторизованных приводов, является весьма приблизительным, и при некоторых обстоятельствах очень неточным. Результатом является неточная регулировка температуры в комнатах каждого жилого помещения, где отсутствует термостат. Термостат снабжен датчиком, который может измерять фактическую температуру в комнате, где он находится, и, следовательно, корректно и точно управлять функционированием установки по меньшей мере в отношении комнаты, где установлен сам термостат.
Если обобщить, то вышеупомянутая проблема возникает при использовании теплорегуляторов в других комнатах для комнаты, в которой расположен термостат, поскольку последующая настройка теплорегуляторов неизбежно является неточной и зависящей от неуправляемых факторов, поскольку соответствующий управляющий датчик измеряет температуру вблизи радиатора, которая, следовательно, в значительной степени зависит от температуры самого радиатора. В результате при низкой температуре радиатора теплорегулятор стремится чрезмерно повысить температуру путем полного открытия соответствующего обратного клапана, в то время как при значительном нагреве радиатора теплорегулятор стремится чрезмерно понизить температуру путем закрытия обратного клапана.
Следствием такого действия являются различные недостатки, например неточная регулировка температуры в соответствующей комнате, чередующееся функционирование теплорегулятора, которое может вызвать его преждевременный износ, а также потери энергии в результате неоптимального использования установки.
Основной задачей заявленного изобретения является устранение по меньшей мере одного из недостатков известного уровня техники.
Одной из задач заявленного изобретения является создание способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы обеспечивали возможность оперативной, точной и/или быстрой регулировки температуры во всех комнатах жилой единицы.
Другая задача заявленного изобретения заключается в создании способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы предоставляли пользователям высокий уровень комфорта, обусловленный обеспечением требуемой температуры для каждой комнаты здания.
Еще одной задачей заявленного изобретения является создание способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы позволили оптимизировать энергопотребление отопительной установки.
Другой задачей заявленного изобретения является создание способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы обеспечивали долгий срок службы и предотвращали выход из строя компонентов отопительной установки.
Еще одной задачей заявленного изобретения является создание способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы были гибкими и адаптируемыми к потребностям различных пользователей.
Другой задачей заявленного изобретения является создание способа и установки для регулировки температуры в группе комнат здания, которые бы были простыми и экономичными в осуществлении.
Указанные и иные задачи по существу решены за счет подробно описанных ниже способа и устройства для регулировки температуры в группе комнат здания, которые характеризуются признаками, раскрытыми, по отдельности или в комбинации, в одном или в нескольких пунктах формулы изобретения.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором вычисляют второе управляющее значение путем сопоставления измеренного значения второй околорадиаторной температуры со вторым заданным значением для второго теплорегулятора, с измеренным значением первой околорадиаторной температуры, а также с заданным значением времени, заданным хронотермостатом.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, дополнительно содержащему по меньшей мере вычислительное устройство, выполненное с возможностью сопоставления по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры с первой температурой окружающей среды с целью получения корректирующего значения.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором термостат или хронотермостат содержит вычислительное устройство и в котором центральный передатчик данных выполнен с возможностью приема измеренного значения первой околорадиаторной температуры от первого датчика первого теплорегулятора и последующей передачи корректирующего значения по меньшей мере на второй теплорегулятор или на группу теплорегуляторов.
Изобретение относится также к устройству, в котором термостат или хронотермостат выполнен с возможностью вычисления разности измеренного значения первой температуры окружающей среды и измеренного значения первой околорадиаторной температуры с целью получения корректирующего значения.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором второй теплорегулятор и/или каждый из группы теплорегуляторов содержит одно из указанных вычислительных устройств для сопоставления по меньшей мере указанных значений температуры и вычисления управляющих значений.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором каждый из теплорегуляторов имеет ручную регулировку, позволяющую задать соответствующую настройку.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором теплорегулятор или группа теплорегуляторов выполнены с возможностью корректировки измеренного значения второй околорадиаторной температуры или группы измеренных значений околорадиаторной температуры с целью оценки измеренного значения второй температуры окружающей среды во второй комнате или группы результатов измерения температуры окружающей среды в соответствующей группе комнат здания.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором каждый теплорегулятор содержит моторизованный элемент, предназначенный для приведения в действие соответствующего обратного клапана для нагревающей текучей среды, циркулирующей в соответствующем радиаторе.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором передатчики данных относятся к беспроводному или проводному типу.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором датчик окружающей среды установлен отдельно от термостата или хронотермостата и имеет с ним функциональное соединение.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором каждый передатчик данных снабжен собственным уникальным идентификационным кодом.
Изобретение относится также к устройству согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором хронотермостат снабжен памятью для хранения временной программы температуры и выполнен с возможностью передачи данных, относящихся к временной программе и/или к настройке времени для теплорегуляторов.
Изобретение относится также к устройству регулировки температуры в группе комнат в здании, содержащем отопительную установку с группой радиаторов, размещенных в соответствующих комнатах, и к устройству для регулировки температуры в группе комнат по любому из пунктов формулы изобретения, относящихся к устройству.
Изобретение относится также к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором первое заданное значение температуры задают посредством термостата или хронотермостата, задействованного для управления функционированием по меньшей мере первого теплорегулятора.
Изобретение относится также к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором второе заданное значение задают путем ручной регулировки второго теплорегулятора или путем автоматической регулировки второго теплорегулятора, задаваемой и управляемой хронотермостатом.
Изобретение относится также к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором второе управляющее значение вычисляют посредством путем вычитания измеренного значения второй околорадиаторной температуры из измеренного значения первой околорадиаторной температуры и добавления второго заданного значения и/или заданного временного значения, заданного хронотермостатом.
Изобретение относится также к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, дополнительно содержащему этап, на котором измеренное значение первой околорадиаторной температуры сопоставляют с измеренным значением первой температуры окружающей среды с целью получения корректирующего значения, и этап, на котором полученное корректирующее значение передают по меньшей мере на второй теплорегулятор или на группу теплорегуляторов.
Изобретение, кроме того, относится к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором корректирующее значение получают путем нахождения разницы между измеренным значением первой температуры окружающей среды и измеренным значением первой околорадиаторной температуры, или в котором корректирующее значение является управляющим параметром, связанным с разностью между измеренным значением первой температуры окружающей среды и измеренным значением первой околорадиаторной температуры.
Изобретение, кроме того, относится к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, дополнительно содержащему этап, на котором измеренное значение второй околорадиаторной температуры или группу измеренных значений околорадиаторной температуры корректируют, используя корректирующее значение, с целью оценки измеренного значения второй температуры окружающей среды во второй комнате или группы измеренных значений температуры окружающей среды в соответствующей группе комнат здания.
Изобретение, кроме того, относится к способу согласно одному или нескольким пунктам формулы изобретения, в котором этапы измерения первой температуры окружающей среды в первой комнате посредством датчика окружающей среды и сопоставления измеренного значения первой околорадиаторной температуры с температурой окружающей среды с целью получения корректирующего значения, выполняют с использованием вычислительного устройства, интегрированного в термостат или в хронотермостат.
Ниже следует подробное описание некоторых примерных и не являющихся ограничительными предпочтительных вариантов осуществления способа, а также устройства регулировки температуры в группе комнат здания.
Описание приведено со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 - схематический вид сверху жилой единицы, являющейся частью здания, в котором установлены отопительная установка и устройство регулировки температуры;
фиг.2 - вид в разрезе стены комнаты жилой единицы с фиг.1, иллюстрирующий радиатор, являющийся частью отопительной установки и снабженный теплорегулятром;
фиг.3 - вид спереди фрагмента радиатора установки с фиг.1, на котором установлен теплорегулятор;
фиг.4 - схематическое изображение известного теплорегулятора и его функционирования;
фиг.5 - график, схематически отображающий изменение некоторых температур в комнате, в которой установлен теплорегулятор с фиг.4;
фиг.6 - схематическое изображение устройства регулировки температуры в группе комнат здания и его функционирования согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
фиг.7 - тот же вид, что и фиг.6, но относящийся ко второму варианту осуществления изобретения.
На чертежах проиллюстрирован лишь один из примеров отопительной установки 2, при этом изобретение применимо также и в отопительных системах, отличных от системы, показанной на чертежах.
На сопроводительных чертежах номер позиции 1 относится ко всему заявленному устройству регулировки температуры в группе помещений или комнат здания или жилой единицы 10.
Кроме того, изобретение относится к установке, регулирующей температуру в группе помещений или комнат 3 здания 10, содержащей отопительную установку 2 с группой радиаторов 4, размещенных в соответствующих комнатах 3, и устройство 1 регулировки температуры, согласно раскрываемым ниже признакам.
Устройство 1 регулировки температуры в группе помещений или комнат 3 здания содержит термостат или хронотермостат 5, снабженный по меньшей мере датчиком 6 температуры окружающей среды, предназначенным для измерения первого значения Ta1 температуры окружающей среды в первой комнате 3a, и по меньшей мере центральным передатчиком 7 данных. Как вариант, датчик 6 температуры окружающей среды установлен отдельно от термостата или хронотермостата 5 и функционально соединен с ним.
Устройство 1 регулировки содержит также по меньшей мере первый теплорегулятор 8a, установленный на первом радиаторе 4a, относящемся к отопительной установке 2 и размещенном в первой комнате 3a. Первый теплорегулятор 8a предназначен для регулировки функционирования первого радиатора 4a по командам, получаемым от термостата или хронотермостата 5 путем беспроводного или проводного соединения, реализованного посредством группы передатчиков, и может содержать, например, привод с электромотором, предназначенный для перемещения обратного клапана текучей среды, протекающей в отопительной установке 2 в направлении первого радиатора 4a (указанные компоненты на чертежах не показаны, поскольку относятся к известному типу).
Первый теплорегулятор 8a содержит по меньшей мере первый датчик 9a, предназначенный для измерения первой околорадиаторной температуры Tpr1 на первом радиаторе 4a и первый периферийный передатчик На данных, выполненный с возможностью по меньшей мере передачи измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1.
Первый периферийный передатчик 11a данных осуществляет прием и трансляцию необходимой информации на термостат или хронотермостат 5 и в обратном направлении, а также, как подробно поясняется ниже, измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1, передача которого возможна на термостат или хронотермостат 5 или другие теплорегуляторы 8, используемые на других радиаторах 4 в различных комнатах 3 здания 10.
Как проиллюстрировано на фиг.6, команды, отправленные термостатом или хронотермостатом 5 на первый теплорегулятор 8a посредством центрального передатчика 7 данных, содержат по меньшей мере первое измеренное значение Ta1 температуры окружающей среды и первое заданное значение Tset1 первого теплорегулятора 8a. Как вариант, команды могут содержать значение разности между первыми измеренными значениями Ta1 температуры окружающей среды и первым заданным значением Tset1 или управляющий сигнал, сопоставленный или некоторым образом пропорциональный первому измеренному значению Ta1 температуры окружающей среды и первому заданному значению Tset1.
Кроме того, устройство регулировки содержит по меньшей мере второй теплорегулятор 8b, установленный на втором радиаторе 4b соответствующей отопительной установки 2, функционально соединенным с первым радиатором 4a и расположенным во второй комнате 3b здания. Второй теплорегулятор 8b содержит по меньшей мере второй датчик 9b, предназначенный для измерения второй околорадиаторной температуры Tpr2 на втором радиаторе 4b, и второй периферийный передатчик 11b данных, выполненный с возможностью приема по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1. Второй теплорегулятор 8b выполнен с возможностью регулировки функционирования второго радиатора 4b в зависимости от измеренного значения второй околорадиаторной температуры Tpr2 при втором заданном значении или смещении Ofs2 для второго теплорегулятора 8b и от измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1. Каждый теплорегулятор 8 может содержать, например, вычислительное устройство 12, предназначенное для сопоставления указанных значений и предоставления управляющего значения для теплорегулятора 8.
Как показано на фиг.1, устройство 1 регулировки содержит также группу теплорегуляторов 8, установленных на соответствующей группе радиаторов 4 отопительной установки 2, функционально соединенных с первым радиатором 4a и размещенных в соответствующих комнатах 3 здания. Поскольку каждый теплорегулятор 8 аналогичен упомянутому выше второму теплорегулятору 8b, он содержит соответствующий датчик 9 для измерения соответствующей околорадиаторной температуры Tpr на соответствующем радиаторе в соответствующей комнате, а также соответствующий периферийный передатчик 11 данных для приема по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1. При этом каждый теплорегулятор выполнен с возможностью регулировки функционирования соответствующего радиатора в зависимости от соответствующей околорадиаторной температуры Tpr при соответствующем заданном значении Ofs для соответствующего теплорегулятора 8 и измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1.
В первом варианте осуществления изобретения с фиг.6 каждый из теплорегуляторов 8 может иметь ручную регулировку, позволяющую задавать соответствующее значение или смещение Ofs (аналогично решению с фиг.4, известному из уровня техники).
Во втором варианте, изображенном на фиг.7, хронотермостат выполнен с возможностью задавать по меньшей мере заданные значения или смещения Ofs каждого теплорегулятора 8, причем центральный передатчик 7 данных выполнен с возможностью передачи заданных значений Ofs на каждый теплорегулятор 8. При этом, как показано на фиг.7, хронотермостат может также, например, задавать по меньшей мере заданное значение OfsH времени, изменяющееся во времени в соответствии с временным программированием хронотермостата, причем в этом случае центральный передатчик 7 данных выполнен с возможностью передачи по меньшей мере заданного значения OfsH времени на каждый теплорегулятор 8. В этом случае второе управляющее значение вычисляют путем сопоставления измеренного значения второй околорадиаторной температуры Ppr2 со вторым заданным значением Ofs2 для второго теплорегулятора 8b, с измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1, а также с заданным значением OfsH времени, заданным хронотермостатом.
Устройство регулировки содержит также по меньшей мере вычислительное устройство 12, выполненное с возможностью сопоставления по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 с первым измеренным значением Ta1 температуры окружающей среды с целью получения корректирующего значения Vc. К примеру, можно использовать вычислительное устройство 12 термостата или хронотермостат 5, выполненные с возможностью определения разности первого измеренного значения Ta1 температуры окружающей среды и измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 с целью получения корректирующего значения Vc. Хронотермостат содержит вычислительное устройство 12. В этом случае центральный передатчик 7 данных выполнен с возможностью приема измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 от первого датчика 9a первого теплорегулятора 8a, а также для передачи корректирующего значения по меньшей мере на второй теплорегулятор 8b на группу теплорегуляторов 8.
Кроме того, каждый теплорегулятор 8 содержит одно из вычислительных устройств 12 с целью выполнения указанных сопоставлений между температурами и заданными значениями или смещениями. В варианте (не показан на чертежах), второй теплорегулятор 8b или группа теплорегуляторов 8 могут быть выполнены также с возможностью корректировки измеренного значения околорадиаторной температуры посредством корректирующего значения с целью оценки второго измеренного значения температуры окружающей среды в соответствующей группе комнат 3 здания.
Указанные выше передатчики 7, 11 данных являются беспроводными, однако можно использовать и проводные передатчики. Каждый передатчик 7, 11 данных снабжен собственным уникальным идентификационным кодом с целью однозначного опознавания каждого теплорегулятора и/или термостата.
Изобретение относится также к способу регулировки температуры в группе комнат здания. Заявленный способ содержит следующие этапы: измеряют первую температуру Ta1 окружающей среды в первой комнате За посредством датчика 6 температуры окружающей среды, управляют функционированием первого теплорегулятора 8a, установленного на первом радиаторе 4a, размещенном в первом здании 3a и являющемся частью отопительной установки 2, в зависимости от измеренного значения первой температуры Ta1 окружающей среды и первого заданного значения Tset1 требуемой температуры для первой комнаты 3a; измеряют первую околорадиаторную температуру Tpr1 в первой комнате 3 посредством первого датчика 9a, установленного вблизи первого радиатора 4a; измеряют вторую околорадиаторную температуру Tpr2 во второй комнате посредством второго датчика 9b, установленного вблизи второго радиатора 4b, размещенного во второй комнате, являющегося частью отопительной установки 2 и функционально соединенного с первым радиатором 4a; сопоставляют измеренное значение второй околорадиаторной температуры Tpr2 со вторым заданным значением Ofs2 для второго теплорегулятора 8b и по меньшей мере с первым измеренным значением околорадиаторной температуры Tpr1 с целью получения второго управляющего значения для второго радиатора 4b; управляют функционированием второго теплорегулятора 8b, установленного на втором радиаторе 4b, в зависимости от второго управляющего значения.
В данном описании термин "сопоставляют" применительно к упомянутой выше температуре или заданным измеренным значениям относится к зависимости или математической формуле, содержащей значения для получения результата, который можно использовать для решения задач заявленного изобретения, например путем соответствующего сложения или вычитания, причем для решения задач заявленного изобретения применимы и другие типы сопоставлений.
При указании, что некую операцию выполняют "в зависимости от "одного значения или группы значений, подразумевается использование значения или значений в вычислительной формуле, предназначенной для задания образа осуществления самой операции, например использование значения в соответствующей вычислительной формуле в качестве слагаемого.
При указании, что какое-либо значение "связано" с другим значением это означает, что между значениями имеется определенная связь, например, пропорциональность или другая подходящая к ситуации связь. Первое заданное значение Tset1 температуры задано посредством термостата или хронотермостата 5, задействованного для управления функционированием по меньшей мере первого теплорегулятора. Второе заданное значение Ofs2 можно задать ручной регулировкой второго теплорегулятора 8b, при этом преимуществом изобретения является то, что предусмотрена автоматическая регулировка второго теплорегулятора путем автоматической регулировки второго теплорегулятора 8b, заданной и управляемой хронотермостатом. Второе управляющее значение можно вычислить путем сопоставления измеренного значения второй околорадиаторной температуры Tpr2 со вторым заданным значением Ofs2 для второго теплорегулятора 8b и по меньшей мере со значением, связанным с измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1, или с разницей между измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1 и первой температурой первого заданного значения Tset1 требуемой температуры для первой комнаты 3a. Другими словами, для вычисления второго управляющего значения можно использовать либо непосредственно измеренное значение первой околорадиаторной температуры, Tpr1, полученное непосредственно от первого теплорегулятора 8a или от термостата или хронотермостата 5, либо, как вариант, значение, как-либо связанное с измеренным значением околорадиаторной температуры Tpr1 или являющееся его производным. Второе управляющее значение можно вычислить путем сопоставления измеренного значения второй околорадиаторной температуры Tpr2 со вторым заданным значением Ofs2 и, для второго теплорегулятора 8b, с измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1 и с заданным значением OfsH времени, заданным хронотермостатом. В этом случае второе управляющее значение вычисляют путем вычитания измеренного значения второй околорадиаторной температуры Tpr2 из измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 и добавления второго заданного значения Ofs2 и/или заданного значения OfsH времени, заданного хронотермостатом.
Способ содержит также следующие этапы: измеряют группу значений околорадиаторной температуры Tpr в группе комнат 3 здания посредством группы датчиков, размещенных вблизи группы соответствующих радиаторов 4, функционально соединенных с первым радиатором 4a и являющихся частью отопительной установки 2; сопоставляют группу измеренных значений околорадиаторной температуры Tpr с группой заданных значений Ofs для группы теплорегуляторов 8 и по меньшей мере с измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1 с целью получения группы управляющих значений для группы радиаторов 4; и на основе полученной группы управляющих значений управляют функционированием группы теплорегуляторов 8, установленных на группе соответствующих радиаторов 4 в группе комнат 3.
Кроме того, способ содержит этап передачи по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 и/или корректирующего значения и/или первой температуры Ta1 окружающей среды и/или заданного значения OfsH времени, заданного хронотермостатом, на второй теплорегулятор 8b или на группу теплорегуляторов 8 посредством беспроводной или проводной передающей системы.
Как вариант, способ может также содержать этап сравнения измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 с измеренным значением первой температуры Ta1 окружающей среды с целью получения корректирующего значения, а также этап передачи полученного корректирующего значения по меньшей мере на второй теплорегулятор 8b или на группу теплорегуляторов 8. Корректирующее значение можно получить путем определения разницы между значением первой температуры Ta1 окружающей среды и измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1, или, в качестве альтернативы, корректирующее значение может являться управляющим параметром, связанным с разностью между измеренным значением первой температуры Ta1 окружающей среды и измеренным значением первой околорадиаторной температуры Tpr1.
В другом варианте способ может также содержать этап корректировки измеренного значения второй околорадиаторной температуры Tpr2 или группы измеренных значений околорадиаторной температуры Tpr с использованием корректирующего значения, например, с целью оценки второго измеренного значения температуры окружающей среды во второй комнате или группы измеренных значений температуры окружающей среды в соответствующей группе комнат 3 здания. Указанные этапы измерения первого значения температуры Ta1 окружающей среды в первой комнате За посредством датчика 6 температуры окружающей среды и сравнения измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 с температурой окружающей среды с целью получения корректирующего значения, выполняют посредством вычислительного устройства 12, интегрированного в термостат или хронотермостат 5. Изобретение относится также к операционному программному обеспечению для установки, регулирующей температуру в группе комнат 3 здания, запрограммированному для осуществления этапов раскрытого выше способа.
Рассмотрим более подробно конкретные варианты осуществления, проиллюстрированные чертежами. На фиг.1 схематически показана жилая единица 10 здания, в которой установлено несколько радиаторов 4, являющихся частью отопительной установки 2, при этом на каждом из радиаторов 4 размещен теплорегулятор 8. Термостат или хронотермостат 5 установлен в первой комнате 3a жилой единицы. Как показано на фиг.2, первый радиатор 4a снабжен первым теплорегулятором 8a и закреплен в стене первой комнаты 3a, внутренняя температура которой обозначена Ta, при этом температура внешней окружающей среды обозначена Те. Радиатор получает горячую воду, например нагретую до 80°С, из подающего контура отопительной установки 2, и передает воду в контур рециркуляции, например с температурой около 65°С. Средняя температура радиатора обозначена Tmr. Первый датчик 9a, размещенный в первом теплорегуляторе 8a, измеряет околорадиаторную температуру Tpr, которая является промежуточной между температурой Tmr радиатора и температурой Та комнаты. Как показано на фиг.3, теплорегулятор 8 может иметь ручную настройку заданного значения Tset, позволяющую осуществлять местное изменение температуры комнаты, в которой он установлен, относительно общей настройки, заданной на термостате 5 для жилой единицы.
Положения, обозначенные на фиг.3 номерами от 0 до 6, в общем случае соответствуют положениям в диапазоне от полного закрытия до полного открытия обратного клапана. Фиг.4 схематически иллюстрирует конструкцию и функционирование теплорегулятора, известного из уровня техники и работающего независимо, без управления термостатом 5. Теплорегулятор или регулятор применен для радиатора со средней температурой Tmr, установленного в комнате с температурой Та. Теплорегулятор снабжен датчиком, измеряющим околорадиаторную температуру на радиаторе Tpr, и имеет ручную настройку заданного значения Tset. Теплорегулятор регулирует открывание или закрывание обратного клапана радиатора в зависимости от разницы между Tset и Tpr.
Возможное изменение температуры по времени при использовании устройства с фиг.4 показано на фиг.5. График с фиг.5 отображает изменение по времени средней температуры Tmr радиатора, околорадиаторной температуры Tpr и температуры Та комнаты для одного из примеров функционирования.
Предположим, что в данном примере ручка теплорегулятора установлена на определенное число, которому соответствует температура Tmr радиатора 50°С, "отрегулированная" околорадиаторная температура Tpr 27°С и температура Та окружающей среды 20°. Если все указанные условия будут оставаться постоянными, теплорегулятор, имеющий в качестве заданной регулировки то же значение, что и околорадиаторная температура Tmr, может обеспечивать поддержание требуемого значения Та температуры Та окружающей среды. Однако, поскольку температура Tmr радиатора меняется в зависимости от колебаний внешней температуры Те, в реальности действие теплорегулятора может приводить к обратному результату: при падении внешней температуры Те температура Tmr радиатора повышается и, соответственно, повышается также отрегулированная околорадиаторная температура Tpr, так что вместо открывания происходит закрывание клапана до тех пор, пока радиатор ни остынет, что создает непрерывное чередование открываний и закрываний, которое, путем сокращения подачи тепла, приводит к снижению температуры Та окружающей среды.
Если же внешняя температура Те повышается, то температура Tmr радиатора падает и, соответственно, падает также отрегулированная околорадиаторная температура Tpr, так что клапан не закрывается и остается открытым, вызывая повышение температуры Та окружающей среды. Указанные недостатки еще больше усугубляются при размещении радиаторов в нишах, за шторами или с использованием экранов.
Фиг.6 схематически иллюстрирует само устройство регулировки температуры и его функционирование согласно первому варианту осуществления изобретения, в котором устройство содержит термостат 5 окружающей среды и группу теплорегуляторов 8. На чертеже изображен также первый радиатор 4a, установленный в первой комнате 3a с температурой Ta1 и второй радиатор 4b, установленный во второй комнате 3b с температурой Ta2. Радиаторы 4 снабжены соответствующими теплорегуляторами. Первый теплорегулятор функционально соединен с термостатом 5 беспроводным или проводным образом. Термостат 5 предоставляет первому теплорегулятору заданное значение температуры Tset1 для первой комнаты 3a и измеренное значение первой температуры Ta1 окружающей среды, фактически измеренное в первой комнате 3a датчиком 6 температуры окружающей среды. Первый теплорегулятор 8a регулирует работу первого радиатора 4a на основе полученных данных, то есть пропорционально разности Tset1-Ta1 (вычисленной интегрированным вычислительным устройством). Как вариант, термостат 5 может предоставлять первому теплорегулятору непосредственно разность указанных значений или дополнительное управляющее значение, пропорциональное указанной разности. Таким образом, функционирование первого теплорегулятора 8a осуществляется под управлением непосредственно термостата 5 на основе фактической температуры в первой комнате Ta1, что позволяет очень быстро и точно регулировать требуемую температуру.
Согласно изобретению, первый теплорегулятор 8a измеряет первую околорадиаторную температуру Tpr1 и передает ее, снова по беспроводному или проводному соединению, по меньшей мере второму теплорегулятору, потенциально любому количеству теплорегуляторов отопительной установки 2. Второй теплорегулятор получает измеренное значение первой околорадиаторной температуры Tpr1 и, также на основе этого значения, регулирует работу второго радиатора 4b.
Второй радиатор 4b имеет температуру Tmr2 и размещен в комнате, имеющей температуру Ta2. Второй теплорегулятор 8b содержит также ручную настройку заданного значения или смещения Ofs2 и снабжен датчиком, измеряющим околорадиаторную температуру Tpr2, промежуточную между температурами Tmr2 и Ta2. Таким образом, второй теплорегулятор 8b регулирует работу второго радиатора 4b, воздействуя на соответствующий обратный клапан, например на основе формулы (Tpr1+/-Ofs2)-Tpr2, и, следовательно, используя первую околорадиаторную температуру Tpr1 в качестве уставки для корректировки внутренней ошибки околорадиаторной температуры Tmr1, возникающей под влиянием температуры Tmr радиатора 2.
Другими словами, поскольку функционированием первого теплорегулятора 8a управляет термостат 5 и, следовательно, его функционирование защищено от ошибки, обусловленной околорадиаторной температурой, первую околорадиаторную температуру Tpr1 можно использовать в качестве уставки или поправки, применяемой к околорадиаторным температурам, измеренным теплорегуляторами 8 в комнатах 3, где отсутствует термостат 5. Это возможно ввиду по существу соответствия между изменением по времени температуры различных радиаторов 4 в различных комнатах 3: все радиаторы 4 получают от отопительной установки воду по существу одной и той же температуры и, следовательно, за исключением небольших вариаций, обусловленных различными сдвигами каждого теплорегулятора, в любой момент времени радиаторы 4 имеют по существу одинаковую температуру Tmr (или, в любом случае, очень сходную температуру).
Как вариант, второй теплорегулятор 8b может получать измеренное значение первой околорадиаторной температуры Tpr1 от термостата (который, в свою очередь, получает его от первого теплорегулятора 8a), или может получать связанное с ним значение разности, например, разности между Tpr1 и Ta1, складывая полученную разность с Tpr2, или даже получать от термостата 5 дополнительно значение, имеющее связь или отношения пропорциональности с первой околорадиаторной температурой Tpr1.
Вид с фиг.7 аналогичен виду с фиг.6 и относится ко второму варианту осуществления изобретения. Конструкция и функционирование устройства регулировки температуры здесь по существу те же, что и в описанном выше первом варианте осуществления, за исключением аспектов, которые описаны ниже.
Во втором варианте осуществления вместо термостата использован хронотермостат 5. Хронотермостат 5 снабжен памятью 13, содержащей заданное значение или заданную уставку Ofs для каждого теплорегулятора, и дополнительно может иметь временное программирование температуры, например, дополнительное заданное значение времени или сдвиг по времени OfsH (дополнительно относительно заданного значения Ofs). Передатчик хронотермостата 5 выполнен также с возможностью передачи данных, относящихся к заданным значениям (Ofs2, Ofs3, Ofs4 и так далее) для каждого теплорегулятора, а также передачи данных, относящихся к временной программе (заданное время или величина смещения OfsH) на теплорегулятор 8.
Первый теплорегулятор 8a получает от хронотермостата 5 заданное значение Tset1 и фактическую температуру Ta1 первой комнаты, и регулирует функционирование первого радиатора 4a на основе указанных значений, а также на основе заданного времени или величины смещения OfsH по формуле (Tset1+/-OfsH)-Ta1.
В изображенном варианте происходит передача измеренного значения первой околорадиаторной температуры Tpr1 на хронотермостат 5, а затем от него на различные теплорегуляторы 8. В других вариантах первый теплорегулятор 8a может передавать температуру непосредственно на другие, аналогично первому варианту, или же хронотермостат 5 может передавать на теплорегулятор значение разности (Tpr1-Ta1) или другое значение, связанное с первой околорадиаторной температурой Tpr1.
Что касается второго теплорегулятора 8b (относится и к другим теплорегуляторам), регулировка функционирования второго радиатора 4b осуществляется, например, на основе формулы (Tpr1+/-Ofs2+/-OfsH)-Tpr2, то есть в этом случае также с использованием первой околорадиаторной температуры Tpr1 в качестве уставки для корректировки внутренней ошибки околорадиаторной температуры Tmr1, обусловленной влиянием температуры Tmr радиатора 2. В первом варианте осуществления изобретения заданное значение Ofs2 предоставляется хронотермостатом 5 и уже не устанавливается вручную, при этом в формуле для вычисления управляющего значения привода также добавляется сдвиг OfsH времени.
Объем притязаний данного изобретения допускает различные варианты осуществления заявленных устройства и способа. Предложенное изобретение обеспечивает одно или несколько из следующих преимуществ. Во-первых, изобретение позволяет преодолеть по меньшей мере один из недостатков известного уровня техники. Кроме того, изобретение позволяет оперативно, точно и быстро регулировать температуру во всех комнатах жилой единицы.
При этом изобретение обеспечивает пользователям высокую степень комфорта и возможность получения требуемой температуры в каждой комнате. Кроме того, изобретение позволяет снизить энергопотребление отопительной установки. Изобретение позволяет увеличить срок службы компонентов установки, уменьшая тем самым риск поломки и необходимость в работах по обслуживанию и ремонту.
Кроме того, заявленные способ и устройство являются весьма гибкими и адаптируемыми к нуждам различных пользователей. Изобретение является простым и экономичным в осуществлении.
1. Способ регулировки температуры в группе комнат (3) здания, содержащий следующие этапы:
измеряют значение (Та1) первой температуры окружающей среды в первой комнате (3а) посредством датчика (6) окружающей среды; управляют функционированием первого теплорегулятора (8а), установленного на первом радиаторе (4а), размещенном в первой комнате (3а) и являющемся частью отопительной установки (2), в зависимости от измеренного значения (Ta1) первой температуры окружающей среды и первого заданного значения (Tset1) требуемой температуры в первой комнате (3а);
измеряют первую околорадиаторную температуру (Tpr1) в первой комнате (3а) посредством первого датчика (9а), установленного вблизи первого радиатора (4а);
измеряют значение (Tpr2) второй околорадиаторной температуры окружающей среды во второй комнате (3b) посредством второго датчика (9b), установленного вблизи второго радиатора (4b), размещенного во второй комнате (3b), являющегося частью отопительной установки (2) и функционально соединенного с первым радиатором (4а); сопоставляют измеренное значение второй околорадиаторной температуры (Tpr2) со вторым заданным значением (Ofs2) для второго теплорегулятора (8b), а также с измеренным значением (Tpr1) первой околорадиаторной температуры с целью получения второго управляющего значения для второго радиатора (4b);
управляют функционированием второго теплорегулятора (8b), установленного на втором радиаторе (4b), в зависимости от полученного второго управляющего значения.
2. Способ по п. 1, в котором для получения указанного второго управляющего значения измеренное значение второй околорадиаторной температуры (Tpr2) дополнительно сопоставляют по меньшей мере со значением, связанным с измеренным значением первой околорадиаторной температуры (Tpr1), или с корректирующим значением, определяемым разностью между измеренным значением первой околорадиаторной температуры (Tpr1) и первым заданным значением (Tset1) требуемой температуры для первой комнаты (3а).
3. Способ по п. 1, в котором второе управляющее значение вычисляют путем сопоставления измеренного значения второй околорадиаторной температуры (Tpr2) со вторым заданным значением (Ofs2) для второго теплорегулятора (8b), с измеренным значением первой околорадиаторной температуры (Tpr1), а также с заданным значением (OfsH) времени, заданным хронотермостатом (5).
4. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий следующие этапы: измеряют группу значений (Tpr) околорадиаторной температуры в группе комнат (3) здания (10) посредством группы соответствующих датчиков (9), размещенных вблизи группы соответствующих радиаторов (4), функционально соединенных с первым радиатором (4а) и являющихся частью отопительной установки (2); сопоставляют группу измеренных значений (Tpr) околорадиаторной температуры с группой заданных значений (Ofs) для группы теплорегуляторов (8) и по меньшей мере с измеренным значением первой околорадиаторной температуры (Tpr1) с целью получения группы управляющих значений для группы радиаторов (4);
управляют функционированием группы теплорегуляторов (8), установленных на группе соответствующих радиаторов (4) в группе комнат (3), на основе полученной группы управляющих значений.
5. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий этап, на котором передают по меньшей мере измеренное значение первой околорадиаторной температуры (Tpr1) и/или корректирующее значение и/или измеренное значение (Та1) первой температуры окружающей среды и/или заданное значение (OfsH) времени, заданное хронотермостатом (5), на второй теплорегулятор (8b) или на группу теплорегуляторов (8) посредством беспроводных или проводных передатчиков (7, 11).
6. Память для хранения операционного программного обеспечения для установки, регулирующей температуру в группе комнат (3) здания (10), запрограммированного для осуществления этапов способа по любому из пп. 1-5.
7. Устройство регулировки температуры в группе комнат (3) здания (10), содержащее:
термостат или хронотермостат (5), снабженный по меньшей мере датчиком (6) окружающей среды, предназначенным для измерения значения (Та1) первой температуры окружающей среды в первой комнате (3а), и по меньшей мере центральным передатчиком (7) данных;
первый теплорегулятор (8а), устанавливаемый на первом радиаторе (4а) отопительной установки (2), размещенном в первой комнате (3а), причем указанный первый теплорегулятор (8а) предназначен для регулировки функционирования первого радиатора (4а) по командам, получаемым от термостата или хронотермостата (5), и содержит по меньшей мере первый датчик (9а), предназначенный для измерения значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1) первого радиатора (4а), и первый периферийный передатчик (11а) данных, причем указанный первый периферийный передатчик (11а) выполнен с возможностью по меньшей мере передачи измеренного значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1);
по меньшей мере, второй теплорегулятор, (8b), устанавливаемый на втором радиаторе (4b) отопительной установки (2), функционально соединенном с первым радиатором (4а) и размещенном во второй комнате (3b) здания (10), причем указанный второй теплорегулятор (8b) содержит по меньшей мере второй датчик (9b), предназначенный для измерения второй околорадиаторной температуры (Tpr2) второго радиатора (4b), и второй периферийный передатчик (11b) данных, причем второй периферийный передатчик (11b) данных выполнен с возможностью приема по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1), причем указанный второй теплорегулятор (8b) выполнен с возможностью регулировки функционирования второго радиатора (4b) в зависимости по меньшей мере от измеренного значения второй околорадиаторной температуры (Tpr2), второго заданного значения (Ofs2) для второго теплорегулятора (8b) и измеренного значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1) или значения, связанного с измеренным значением первой околорадиаторной температуры (Tpr1).
8. Устройство по п. 7, содержащее: группу теплорегуляторов (8), устанавливаемых на соответствующей группе радиаторов (4) отопительной установки (2), функционально соединенных с первым радиатором (4а) и размещенных в группе соответствующих комнат (3) здания, причем каждый теплорегулятор (8) из группы теплорегуляторов (8) содержит соответствующий датчик (9), предназначенный для измерения соответствующей околорадиаторной температуры (Tpr) у соответствующего радиатора (4) в соответствующей комнате (3), а также соответствующий периферийный передатчик (11) данных, предназначенный для приема по меньшей мере измеренного значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1), причем каждый теплорегулятор (8) выполнен также с возможностью регулировки функционирования соответствующего радиатора (4) в зависимости от соответствующей околорадиаторной температуры (Tpr), соответствующего заданного значения (Ofs) для соответствующего теплорегулятора (8) и измеренного значения первой околорадиаторной температуры (Tpr1).
9. Устройство по любому из пп. 7 или 8, в котором команды, отправляемые термостатом или хронотермостатом (5) на первый теплорегулятор посредством центрального передатчика (7) данных, содержат измеренное значение (Та1) первой температуры окружающей среды и первое заданное значение (Tset1) первого теплорегулятора (8а) или значение разности между измеренным значением (Та1) первой температуры окружающей среды и первым заданным значением (Tset1), или управляющий сигнал, связанный с измеренным значением (Та1) первой температуры окружающей среды и первым заданным значением (Tset1).
10. Устройство по любому из пп. 7 или 8, в котором хронотермостат (5) выполнен с возможностью задавать по меньшей мере заданные значения (Ofs) теплорегуляторов (8), и в котором центральный передатчик (7) данных выполнен с возможностью передачи заданных значений (Ofs) на каждый теплорегулятор (8), и/или в котором хронотермостат (5) выполнен также с возможностью задавать по меньшей мере заданное значение (OfsH) времени, изменяющееся по времени в соответствии с временным программированием хронотермостата (5), причем центральный передатчик (7) данных выполнен с возможностью передачи по меньшей мере заданного значения (OfsH) времени на каждый теплорегулятор (8).
