СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ПРИБОРОМ И НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН ДАТЧИК CO И ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Настоящее изобретение относится к способам управления нагревательными приборами, и, в частности, к способу управления нагревательным прибором, включающим в себя по меньшей мере один датчик СО₂ (диоксида углерода), и по меньшей мере один датчик температуры, в зависимости от нахождения в открытом или закрытом состоянии по меньшей мере одной подвижной створки, а также к соответствующему нагревательному прибору.

Существующие нагревательные приборы с эффектом Джоуля (эффектом выделения тепла при протекании электрического тока по проводнику, имеющему сопротивление), как правило, способны обнаруживать открытие/закрытие окна в помещении, где они установлены, при этом обнаружение открытия, а затем закрытия окна, как правило, основывается на изменениях температуры, зафиксированных датчиком температуры, встроенным в нагревательный прибор.

Такое решение является в большинстве случаев эффективным, но может случиться так, что понижение температур в случае открывания окна или повышение температуры в случае закрывания окон, зафиксированное датчиком температуры, окажется слишком малым для того, чтобы обнаружить изменение состояния окна. Например, открывание окна на 10 - 15 минут трудно регистрируется с помощью датчика температуры, так как снижение температуры не является достаточным для того, чтобы обнаружить открывание окна. Обнаружение, осуществляемое только с помощью датчика температуры, не является, таким образом, достаточно надёжным.

Настоящее изобретение направлено на исправление недостатков предшествующего уровня техники путем разработки способа управления нагревательным прибором, включающим в себя по меньшей мере один датчик CO₂ (углекислого газа) и по меньшей мере один датчик температуры, находящихся в зависимости от обнаруживаемого состояния открытия/закрытия по меньшей мере одной створки окна/двери в помещении, в котором установлен нагревательный прибор, способа, содержащего в частности, перевод нагревательного прибора в режим управления, соответствующий новому текущему состоянию по меньшей мере одной створки окна/двери, когда изменение текущего состояния, по меньшей мере, одной створки окна/двери будет обнаружено, по меньшей мере датчиком CO₂ или датчиком температуры, что позволяет тем самым сделать более надёжным и оперативным обнаружение открытого/закрытого состояния створки окна/двери.

Понятно, что действие на блок нагрева в момент обнаружения открывания/закрывания створки окна/двери может изменяться: например, если нагрев выключен за ненадобностью в это время года, то факт обнаружения открытия/закрытия створки окна/двери не повлияет на работу блока нагрева в период времени до обнаружения и после обнаружения. При любых обстоятельствах, модуль управления будет определять действия блока нагрева в зависимости от заданных значений/программ/инструкций.

Настоящее изобретение относится также к нагревательному прибору, включающему в себя модуль управления, разработанный для реализации способа согласно настоящему изобретению.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является способ управления нагревательным прибором внутри помещения, имеющего по меньшей мере одну створку окна/двери с возможностью её приведения в открытое или закрытое состояние, нагревательный прибор включает в себя по меньшей мере один датчик CO₂ и по меньшей мере один датчик температуры и кроме того включает в себя модуль управления и блок нагрева, отличающийся тем, что способ управления включает в себя следующие этапы: определение, в период времени настройки, текущего состояния по меньшей мере одной створки окна/двери в открытом или закрытом состоянии с помощью по меньшей мере по меньшей мере одного датчика CO₂ или по меньшей мере одного датчика температуры; периодический опрос по меньшей мере одного датчика CO₂ и по меньшей мере одного датчика температуры относительно обнаружения изменения текущего состояния по меньшей мере одной створки окна/двери; и перевод нагревательного прибора в режим управления, соответствующий новому текущему состоянию, как только изменение текущего состояния по меньшей мере одной створки окна/двери будет обнаружено по меньшей мере по меньшей мере одним датчиком CO₂ или по меньшей мере одним датчиком температуры.

Таким образом, сочетание по меньшей мере одного датчика температуры и по меньшей мере одного датчика CO₂ позволяет выиграть в надёжности и оперативности при определении (выявлении) открытия/закрытия створки окна/двери.

Термин «створка» означает в настоящей заявке любое окно или дверь в проеме, ведущем наружу здания или в нежилое и неотапливаемое помещение здания.

Период времени настройки составляет предпочтительно от 5 до 30 секунд.

Период опроса по меньшей мере одного датчика CO₂ и по меньшей мере одного датчика температуры составляет предпочтительно от 2 до 120 секунд.

Сочетание двух типов датчиков позволяет улучшить эффективность и надёжность обнаружения открытия/закрытия створки, ускорить определение текущего состояния створки, по меньшей мере, одним датчиком температуры и, по меньшей мере, одним датчиком CO₂.

Несмотря на то, что датчик CO₂ обнаруживает, как правило, изменение текущего состояния створки быстрее, чем датчик температуры, в определённых случаях датчик температуры будет более быстрым, чем датчик CO₂, например, в случае большого помещения с небольшим количеством человек внутри, в случае чрезмерной вентиляции помещения или в случае значительной разницы температур внутри и снаружи помещения.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения в режиме управления, соответствующем закрытому состоянию, способ управления включает в себя, кроме того, приведение в действие блока нагрева.

Таким образом, в случае если створка была изначально открыта, и, если обнаруживается закрытие створки, блок нагрева приводится в действие для обогрева помещения, чтобы обеспечить комфорт пользователя.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, в режиме управления, соответствующем открытому состоянию, способ управления включает в себя, кроме того, выключение блока нагрева нагревательного прибора.

Таким образом, при обнаружении открытия створки, блок нагрева выключается с целью экономии электроэнергии и обеспечения экологически целесообразного использования нагревательного прибора.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения по меньшей мере один датчик CO₂ определяет изменение текущего состояния, начиная с закрытого состояния и заканчивая открытым состоянием, в случае если температура, измеренная по меньшей мере одним датчиком температуры, окажется меньше нижнего порогового значения температуры S1, и определяет изменение текущего состояния, начиная с открытого состояния и заканчивая закрытым состоянием, в случае если температура, измеренная по меньшей мере одним датчиком температуры, превышает верхнее пороговое значение температуры S2.

Таким образом, значение температуры используется для обнаружения открытия/закрытия створки в помещении, в котором установлен нагревательный прибор.

Как только значение температуры становится ниже порогового значения S1, когда фактическим состоянием створки является закрытое состояние, определяется открытие створки, и блок обогрева нагревательного прибора выключается.

Нижнее пороговое значение температуры S1 находится предпочтительно в пределах 0,5 - 10°C.

Как только значение температуры превысит пороговое значение S2, когда фактическим состоянием створки является открытое состояние, определяется (выявляется) закрытие створки, и блок нагрева нагревательного прибора приводится в действие.

Верхнее пороговое значение температуры S2 находится предпочтительно в пределах 0,5 - 10°C.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере один датчик CO2 определяет изменение текущего состояния, начиная с закрытого состояния и заканчивая открытым состоянием, в случае если изменение уровня CO2, измеренное по меньшей мере одним датчиком CO2, окажется меньше нижнего порогового уровня CO2, и определяет изменение текущего состояния, начиная с открытого состояния и заканчивая закрытым состоянием, в случае если уровень CO2, измеренный по меньшей мере одним датчиком CO2, окажется выше верхнего порогового уровня CO2 S4. Таким образом, изменение уровня CO2 используется для определения открытия/закрытия створки в помещении, в котором установлен нагревательный прибор.

Открытие створки позволяет проветрить помещение, в котором установлен нагревательный прибор, и резко снижает уровень CO₂ в помещении, что позволяет проще обнаруживать открытие створки с помощью датчика CO₂.

Как только изменение уровня CO2 становится ниже порогового значения S3, когда фактическим состоянием створки является закрытое состояние, определяется открытие створки, и блок обогрева нагревательного прибора выключается.

И, наоборот, при закрытии створки, уровень CO₂ начинает снова повышаться, что позволяет определить закрытие створки с помощью датчика CO₂.

Как только изменение уровня CO2 превысит пороговое значение S4, когда фактическим состоянием створки является открытое состояние, определяется закрытие створки, и блок обогрева нагревательного прибора приводится в действие.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, нижнее пороговое значение S3 изменения уровня CO₂ составляет -5 - -20 ppm в минуту, предпочтительно -10 ppm в минуту.

Таким образом, когда текущим состоянием створки является закрытое состояние, и изменение уровня CO₂ составляет менее -10 ppm в минуту, можно считать, что это изменение является достаточно существенным и быстрым, чтобы сделать заключение об обнаружении открытия створки.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, верхнее пороговое значение S4 изменения уровня CO2 составляет 0,25 - 3 ppm ppm в минуту, предпочтительно 1 ppm в минуту.

Таким образом, когда текущим состоянием створки является открытое состояние, и изменение уровня CO₂ превышает 1 ppm в минуту, можно считать, что это изменение является достаточно существенным и быстрым, чтобы сделать заключение об обнаружении закрытия створки.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является нагревательный прибор, включающий в себя по меньшей мере один датчик CO₂ и по меньшей мере один датчик температуры, нагревательный прибор, включает в себя, кроме того, модуль управления и блок нагрева, нагревательный прибор, расположен внутри помещения, имеющего, по меньшей мере, одну створку окна/двери, способную находиться в открытом или закрытом состоянии, отличающийся тем, что модуль управления разработан для реализации способа, описанного выше.

Таким образом, сочетание по меньшей мере одного датчика температуры и по меньшей мере одного датчика CO₂ позволяет обеспечить надежность и оперативность открытия/закрытия створки, блок нагрева при этом выключается, когда один из двух типов датчика обнаруживает открытие створки, и приводится в действие, когда один из двух типов датчика обнаруживает закрытие створки.

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере, один датчик CO₂ является, по меньшей мере, инфракрасным или микрофонным датчиком CO₂ (т.е. датчиком, работающим с использованием акустического способа).

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения по меньшей мере один датчик температуры является по крайней мере датчиком температуры в виде металлического резистора или датчиком температуры в виде термистора или датчиком температуры в виде термопары..

В соответствии с конкретным идентификационным признаком изобретения, блок нагрева является по меньшей мере конвекционным блоком, таким как блок нагрева из чугуна или радиационным блоком нагрева, таким как теплопередающая пленка.

Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения, модуль управления реализован в аналоговом виде.

Таким образом, модуль управления может быть приведен в действие с помощью блока аналоговой обработки, содержащего дискретные электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и/или транзисторы, расположенные на электронной карте.

Согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, модуль реализован в цифровом виде (в виде цифрового блока).

Таким образом, модуль управления может быть приведен в действие микроконтроллером либо любым другим блоком цифровой обработки, содержащим, по меньшей мере, процессор, микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов (DSP) либо программируемый логический компонент типа программируемой матрицы (FPGA), либо компонент специфического применения (ASIC) и память.

Согласно еще одному варианту настоящего изобретения, модуль управления реализован в аналоговом и цифровом виде.

Следует отметить, что модуль управления может быть также выполнен управляющим мощностью нагрева блока нагрева в зависимости от температуры, измеренной с помощью, по меньшей мере, одного датчика температуры нагревательного прибора, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является отопительная установка, включающая в себя по меньшей мере два нагревательных прибора, описанных выше, расположенных внутри помещения, имеющего по меньшей мере одну створку окна/двери, два нагревательных прибора выполнены взаимодействующими друг с другом по проводной и/или беспроводной связи, где как только один нагревательный прибор по меньшей мере из двух нагревательных приборов обнаружит изменение текущего состояния по меньшей мере одной створки окна/двери, он передаёт информацию об обнаруженном изменении текущего состояния по меньшей мере одной створки окна/двери другим нагревательным приборам, среди по меньшей мере двух нагревательных приборов.

Таким образом, благодаря связи между нагревательными приборами, нагревательный прибор, который формирует вывод об изменении состояния, передаёт информацию на другие радиаторы в той же самой зоне.

Для того чтобы лучше проиллюстрировать предмет настоящего изобретения, опишем далее, в качестве примера, но не ограничиваясь им, предпочтительный вариант реализации со ссылками на прилагаемые фигуры.

На этих чертежах

Фиг. 1 - принципиальная схема нагревательного прибора в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая способ управления нагревательным прибором, в соответствии с настоящим изобретением.

При рассмотрении фиг. 1, можно увидеть, что на ней представлен нагревательный прибор 1, в соответствии с настоящим изобретением.

Нагревательный прибор 1 включает в себя в себя датчик CO₂ 2 и датчик температуры 3.

Необходимо отметить, что нагревательный прибор 1 может также включать в себя несколько датчиков CO₂ 2 и/или несколько датчиков температуры 3, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Нагревательный прибор 1 состоит кроме того из модуля управления 4 и блока нагрева 5; модуль управления 4 соединён проводным и/или беспроводным способом с датчиком CO₂ 2, датчиком температуры 3 и с блоком нагрева 5.

Датчик CO₂ является, по меньшей мере инфракрасным или микрофонным датчиком CO₂ (т.е. датчиком, использующим акустический способ).

Датчик температуры 3 является по крайней мере датчиком температуры в виде металлического резистора или датчиком температуры в виде термистора или датчиком температуры в виде термопары.

Блок нагрева 5 является, по меньшей мере, конвекционным блоком, таким как блок нагрева из чугуна или радиационным блоком нагрева, таким как теплопередающая пленка.

Нагревательный прибор 1 установлен внутри помещения (не показанного на фиг. 1), включающем в себя одну створку окна/двери, способную находиться в открытом или закрытом состоянии.

Створкой может быть окно или дверь, открывающее проём наружу.

Модуль управления 4 разработан для реализации способа управления нагревательным прибором 1, позволяющего в момент, когда изменение текущего состояния створки обнаруживается по меньшей мере датчиком CO₂ 2 или датчиком температуры 3, осуществить перевод нагревательного прибора в режим управления, соответствующий новому текущему состоянию створки, вышеупомянутый способ управления показан более детально на фиг. 2.

Таким образом, сочетание датчика температуры 3 и датчика CO₂ 2 позволяет сделать обнаружение нагревательным прибором открытия/закрытия створки более надежным и оперативным.

Следует отметить, что модуль управления 4 может быть также выполнен управляющим мощностью нагрева блока нагрева 5 в зависимости от температуры, измеренной с помощью по меньшей мере одного датчика 3 температуры нагревательного прибора 1, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Модуль управления 4 реализован в цифровом виде с использованием микроконтроллера с памятью.

Необходимо отметить, что модуль управления 4 может быть реализован с использованием цифрового, либо любого другого блока цифровой обработки, содержащего по меньшей мере процессор, микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов (DSP) либо программируемый логический компонент типа программируемой матрицы (FPGA), либо специализированную интегральную схему (ASIC) и память.

Необходимо отметить, что модуль управления 4, кроме того, можно выполнить аналоговым с использованием блока аналоговой обработки, содержащего дискретные электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и/или транзисторы, расположенные на электронной карте, не выходя за рамки настоящего изобретения, либо реализовать совместно, в аналоговом и цифровом виде.

При рассмотрении фиг. 2, можно увидеть, что на ней представлена блок-схема, иллюстрирующая способ управления нагревательным прибором 1.

Способ управления нагревательным прибором 1 включает в себя следующие этапы:

- определение 100, в период времени настройки, текущего состояния створки между открытым и закрытым состоянием, с помощью по меньшей мере одного датчика CO₂ 2 и датчика температуры 3;

- периодический опрос 200 датчика CO₂ 2 и датчика температуры 3 относительно обнаружения изменения текущего состояния створки; и

- как только изменение текущего состояния створки будет обнаружено по меньшей мере датчиком CO₂ 2 или датчиком температуры 3 перевод управления 300 нагревательного прибора 1 в режим, соответствующий новому текущему состоянию.

Таким образом, сочетание датчика температуры 3 и датчика CO₂ 2 позволяет выиграть в надёжности и оперативности при обнаружении открытия/закрытия створки окна/двери, при этом изменение текущего состояния створки обнаруживается самым быстрым датчиком среди датчиков температуры 3 и датчиков CO₂ 2.

Время настройки составляет предпочтительно от 5 до 30 секунд.

Период опроса датчика CO₂ 2 и датчика температуры 3 составляет предпочтительно от 2 до 120 секунд.

В режиме управления, соответствующем закрытому состоянию створки, приводится в действие блок обогрева 5 нагревательного прибора 1, что позволяет, если створка была изначально открыта, и если обнаруживается закрытие створки, осуществлять отопление помещения, для обеспечения комфорта пользователя.

В режиме управления, соответствующем открытому состоянию створки, выключается блок обогрева 5 нагревательного приборы (1), что позволяет, при обнаружении открытия створки, осуществлять экономию электроэнергии и обеспечить экологически целесообразное использование нагревательного прибора 1.

Датчик температуры 3 обнаруживает изменение текущего состояния, начиная с закрытого состояния и заканчивая открытым состоянием, когда температура, измеренная датчиком температуры 3, окажется меньше нижнего порогового значения температуры S1.

Нижнее пороговое значение температуры S1 находится предпочтительно в пределах 0,5 - 10°C.

Датчик температуры 3 обнаруживает изменение текущего состояния, начиная с открытого состояния и заканчивая закрытым состоянием, когда температура, измеренная датчиком температуры 3, окажется выше верхнего порогового значения температуры S2.

Верхнее пороговое значение температуры S2 находится предпочтительно в пределах 0,5 - 10°C.

Открытие створки позволяет проветрить помещение, в котором установлен нагревательный прибор 1 и резко снизить уровень CO₂ в помещении, что позволяет проще обнаруживать открытие створки с помощью датчика CO₂ 2.

Датчик CO₂ 2 обнаруживает изменение текущего состояния, начиная с закрытого состояния и заканчивая открытым состоянием, когда изменение уровня CO₂, измеренного датчиком CO₂ 2, окажется меньше нижнего порогового значения S3 изменения уровня CO₂.

Таким образом, как только изменение уровня CO₂ становится ниже порогового значения S3, когда фактическим состоянием створки является закрытое состояние, обнаруживается открытие створки, и блок обогрева 5 нагревательного прибора 1 выключается.

И, наоборот, при закрытии створки, уровень CO₂ начинает снова повышаться, что позволяет обнаруживать закрытие створки с помощью датчика CO₂ 2.

Датчик CO₂ 2 обнаруживает изменение текущего состояния, начиная с открытого состояния и заканчивая закрытым состоянием, когда изменение уровня CO₂, измеренного датчиком CO₂ 2, превысит верхнее пороговое значение S4 изменения уровня CO₂.

Таким образом, как только изменение уровня CO₂ превысит пороговое значение S4, когда фактическим состоянием створки является открытое состояние, обнаруживается закрытие створки, и блок обогрева 5 нагревательного прибора 1 приводится в действие.

Пороговое нижнее значение S3 изменения уровня CO₂ составляет -10 ppm в минуту. Таким образом, когда текущее состояние створки является закрытым состоянием, и изменение уровня CO₂ составляет менее -10 ppm в минуту, можно считать, что это изменение является достаточно существенным и быстрым, чтобы сделать заключение об обнаружении открытия створки.

Необходимо отметить, что порог значения S3 может также быть в пределах -5 - -20 ppm в минуту, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Пороговое верхнее значение S4 изменения уровня CO₂ составляет 1 ppm в минуту. Таким образом, когда текущее состояние створки является открытым состоянием, и изменение уровня CO₂ превышает 1 ppm в минуту, можно считать, что это изменение является достаточно существенным и быстрым, чтобы сделать заключение об обнаружении закрытия створки.

Необходимо отметить, что порог значения S4 может также быть в пределах 0,25 - 3 ppm в минуту, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Несмотря на то, что датчик CO₂ 2 обнаруживает, как правило, изменение текущего состояния створки быстрее, чем датчик температуры 3, в определённых случаях датчик температуры 3 окажется более быстрым, чем датчик CO₂ 2, например, в случае большого помещения с небольшим количеством человек внутри него, в случае чрезмерной вентиляции помещения или в случае значительной разницы температур внутри и снаружи помещения.