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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Programmierung einer periodischen Absenkphase bei einem Heizgerat gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs.
Zur Programmierung einer periodischen Absenkphase, insbesondere einer Nachtabsenkung, werden im allgemeinen elektronische Schaltuhren verwendet. Solche Schaltuhren müssen mit mindestens vier Tasten und einer 4stelligen 7-Segment-Anzeige ausgestattet sein. Nachteilig ist neben dem komplizierten Aufbau auch die relativ umständlich Bedienungsweise. Mit der Tastatur müssen getrennt Tageszeit sowie Einschalt- und Ausschaltzeiten eingegeben werden.
Aus der DE-OS 2 709 732 ist eine Ankrümmung zur automatischen Temperatur Steuerung von Räumen bekanntgeworden, bei der mittels einer Schaltuhr, die eine 24-Stunden-Scheibe aufweist, eine automatische Temperaturabsenkung vorgenommen werden kann. Die Höhe der Temperaturabsenkung ist über einen Drehwiderstand einstellbar.
Darüber hinaus ist aus der EP 356 609 A1 ein Sollwertgeber für einen Brauchwasserspeicher bekanntgeworden, bei dem die Höhe und der Zeitpunkt einer Temperaturabsenkung in einen digitalen Speicher eingespeichert werden kann, der dann den Heizbetrieb des Speichers steuert
Bei erstgenannten Stand der Technik ist man auf ein relativ teures mechanisches Uhrenschaltwerk angewiesen, und beim zweitgenannten Stand der Technik ist man auf diskrete Zeitabschnitte angewiesen, für die die Temperatur gleichfalls in festen Schritten erhöht oder erniedrigt werden kann. Weiterhin ist aus der CH-PS 660 415 und der EP 126 717 ein Verfahren und eine zugehörige Steueranordnung zum Erwärmen von Wasser bekanntgeworden, wobei in einer nächtlichen Aufheizphase stündlich eine Berechnung des Leistungsbedarfs für einen guten Auslastungsgrad erfolgt.
Die EP 126 717 zeigt zusätzlich darüber hinaus eine zeitprogrammierte Schaltung für einen Wassererhitzer, bei der über einen Umschalter auf einen Betrieb mit einem elektronischen Zähler umgeschaltet werden kann.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Programmierung einer periodischen Absenkphase anzugeben, die sich durch unkomplizierten Aufbau und einfache Bedienbarkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst Der gegenüber dem Stand der Technik erzielbare Effekt liegt in der Doppelfunktion des Tasters, der eine wesentliche Vereinfachung der Absenkprogrammierung ermöglicht. Es wird nur eine Taste und ein Sollwertpotentiometer für die Einstellung der Absenkzeit, für das Absenken selber und für die Höhe der Absenkung benötigt. Die Bedienung ist hierbei denkbar einfach, und die Herstellungskosten sind minimal.
Durch das Betätigen des Tasters erfolgt eine zyklische Zustandsänderung von der nichtprogrammierten Absenkung auf die programmierte und freigegebene Absenkung sodann auf die zwar programmierte, aber für den Rest der Absenkzeit gesperrte Absenkung.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes eine LED vorgesehen ist, die bei Nichtprogrammierung der Absenkung blinkt, während der Absenkphase eingeschaltet ist und während der Heizphase ausgeschaltet ist Mittels einer einzigen LED lassen sich auf einfachste Weise drei verschiedene Zustände anzeigen Der Benutzer kann anhand des Blink-Ein- oder -Aus-Zustandes der LED erkennen, welche Wirkung eine Betätigung des Tasters haben würde. Ausgehend von einem Blinkzustand, der anzeigt, dass noch keine Absenkphase programmiert wurde, bewirkt die Betätigung des Tasters gleichzeitig den Start des Ringzählers D1 und den Beginn einer Absenkphase. Die Dauer der Absenkung lässt sich durch einen Soll-Wert-Einsteller, beispielsweise ein Drehpotentiometer mit Halbstundenskalierung, vorgeben.
Bevorzugt ist der Ringzähler D1 ein 24-Stunden-Zähler und die Absenkphase eine Nachtabsenkphase. Möglich ist aber bei Verwendung eines 168-Stunden-Zählers auch die Einstellung eines Zählzyklus auf die Lange einer Woche und die Programmierung einer Absenkzeit am Freitagabend für die Dauer von zwei Tagen. Wird der Taster aus dem Zustand der Nichtprogrammierung heraus, also bei blinkender LED, am Freitagabend betätigt und wurde am Soll- Wert-Einsteller eine Zeitdauer von zwei Tagen beziehungsweise 48 Stunden eingestellt, beginnt zunächst die Absenkphase. Diese ist demzufolge jeweils Sonntagabend beendet.
Auf diese Weise lässt sich beispielsweise bei vorrangig an Wochentagen genutzten Räumen, insbesondere Büroräumen, eine Verringerung oder Abschaltung der Heizleistung am Wochenende programmieren
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Das Ausgangssignal des Ringzahlers D1 und das digitalisierte Ausgangssignal des Soll-Wert- Einstellers können einem Vergleicher D2 zugeführt sein. Der Vergleicher D2 stellt fest, ob die Absenkzeit innerhalb oder ausserhalb eines der Absenkzeit entsprechenden Zählstandes des Ringzählers liegt. Je nach Vergleichsergebnis wird ein "Iow"- oder "high"-Ausgangssignal erzeugt.
Weiterhin kann ein erstes UND-Gatter D7 vorgesehen sein, dem die Ausgangssignale des Vergleichers D2 und einer Steuerschaltung D4/D5/D6 zugeführt sind und dessen Ausgangssignal das Heizgerät aktiviert oder deaktiviert Die Steuerschaltung D4/D5/D6 bestimmt über das UND- Gatter D7, ob das Ausgangssignal des Vergleichers D2 durchgeschaltet wird oder nicht.
Dazu weist die Steuerschaltung bevorzugt einen von dem Ausgangssignal des Tasters beaufschlagten ersten Speicher D4 auf, der Ober ein zweites UND-Gatter D3 mit dem R-Eingang des Ringzählers D1 verbunden ist, dessen QO-Ausgang mit seinem K-Eingang verbunden sowie auf den zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters D3 geschaltet ist und dessen Q1-Ausgang auf ein drittes UND-Gatter D6 und dem K-Eingang eines ebenfalls von dem Ausgangssignal des Tasters beaufschlagten zweiten Speichers D5 geschaltet ist, wobei der Ausgang des Vergleichers D2 mit dem R-Eingang des zweiten Speichers D5 verbunden ist und der QO-Ausgang des zweiten Speichers D5 den zweiten Eingang des dritten UND-Gatters D6 bildet, dessen Ausgangssignal das der Steuerschaltung ist. Bei diesem Aufbau der Steuerschaltung kann der Taster weitere Funktio- nen übernehmen.
Der Taster schaltet die beiden Speicher D4 und D5 in unterschiedliche Zustände, deren Reihenfolge von den vorherigen Zustanden abhangig ist. Dabei sind folgende Fälle zu unterscheiden:
1 Absenkung nicht programmiert
2. Absenkung programmiert und freigegeben. Ausgang Vergleicher D2 aktiv
3. Absenkung programmiert und freigegeben. Ausgang Vergleicher D2 inaktiv
4. Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch erstes UND-Gatter D7 gesperrt
Der 2 Zustand steht dabei für die Absenkphase und der 3. Zustand für die Heizphase Der Übergang vom 2. auf den 3. Zustand ist das Ergebnis des Vergleichs mittels des Vergleichers D2.
Alle anderen Zustandsänderungen erfolgen durch Tastenbetätigungen: Auf 1 folgt 2 , auf 2 folgt 4 und auf 3. oder 4. folgt 1. Der Zustand 4. kommt zustande, wenn während des 2 Zustandes, das heisst während der Absenkphase, der Taster betätigt wurde. Dann wird die programmierte Absenkphase vorzeitig beendet, ohne dass dadurch eine neue zyklische Programmierung eingeleitet wird. Die nächste Absenkung erfolgt in der Weise, wie ursprünglich vorgegeben, das heisst mit der gesamten Zeitdauer der Absenkphase.
Das bedeutet, dass der Zustand 4 in dem Moment gelöscht wird, wenn die ursprünglich eingegebene Gesamtabsenkzeit beendet wäre, so dass der Zustand 3., nämlich die Heizphase, aufgrund des Vergleichs mittels des Vergleichers D2 beginnt Die Beendigung der Programmierung ist, ausgehend vom Zustand 2 (Absenkphase), durch zweimaliges Betätigen des Tasters und, ausgehend vom Zustand 3 (Heizphase), durch einmaliges Betätigen des Tasters einstellbar.
Einer zu bevorzugenden Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zu Folge ist ein Generator zur Erzeugung einer "Blinkfrequenz", beispielsweise 1 Hz, vorgesehen, welche Frequenz einem vierten UND-Gatter D8 zugeführt ist dessen zweiter Eingang von dem Q1- Ausgangssignal des ersten Speichers D4 gebildet ist und dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des ersten UND-Gatters D7 ein ODER-Gatter D9 beaufschlagt, wobei das Ausgangssignal des ODER-Gatters D9 die LED ansteuert Aufgrund des Zustandes der LED, nämlich blinken, ein oder aus, kann der Benutzer sofort den Zustand 1-blinken, 2-ein oder 3/4-aus erkennen. Der Aus-Zustand signalisiert, dass das Heizgerat aktiviert ist. Das ist aber sowohl beim Betriebszustand 3. (Absenkung programmiert und freigegeben. Ausgang am Vergleicher D2 inaktiv) als auch beim Betriebszustand 4.
(Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch erstes UND-Gatter D7 gesperrt) der Fall.
Die Vorrichtung ist prinzipiell für jegliche Heizungssteuerung mit Absenkphase verwendbar Beispielsweise kann das Ausgangssignal des ersten UND-Gatters D7 die Ventilator-
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Da moderne Steuerungen von Heizungsgeraten im allgemeinen ohnehin einen Mikroprozessor benötigen, sind mindestens die Baugruppen der Steuerschaltung D4/D5/D6 bevorzugt durch Software des Mikroprozessors realisiert.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen beziehungsweise werden nachfolgend anhand der Figuren näher dargestellt
Es zeigen:
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Figur 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform einer Absenksteuerung und
Figur 2 ein Struktogramm einer Absenksteuerung für ein Nachtspeicherheizgerät
Wie Figur 1 zeigt, ist ein Generator 1 vorgesehen, der eine konstante Frequenz erzeugt Diese wird einem Ringzähler D1 2 zugeführt und derart geteilt, dass jeweils nach 24 Stunden der maximale Zählstand erreicht wird und der Ringzähler D1 2 neu gestartet wird.
Das Ausgangssignal des Ringzählers D1 2 und der digitale Wert des Ausgangssignals eines Soll-Wert-Einstellers 3 für die Ab-senkdauer werden einem Vergleicher D2 4 zugeführt Ist der Zählerstand X kleiner als der Soll-Wert Y, dann erzeugt der Vergleicher D2 4 ein Signal, das die Absenkphase kennzeichnet (H- Pegel) Ob dieses Signal durchgeschaltet wird oder nicht, bestimmt ein UND-Gatter D7 5, das von einer Steuerschaltung D4/D5/D6 gesperrt werden kann.
Die Steuerschaltung besteht aus einem ersten Speicher D4 6, einem zweiten Speicher D5 7 und einem UND-Gatter D6 8 Die C-Eingänge der beiden Speicher 6 und 7 sind von dem Ausgangssignal eines Tasters 9 beaufschlagt Darüber hinaus ist das Ausgangssignal des Tasters 9 einem UND-Gatter D3 10 zugeführt Der zweite Eingang dieses UND-Gatters D3 10 ist mit dem QO-Ausgang des ersten Speichers D4 6 verbunden, während sein Ausgang auf den R-Eingang des Ringzählers D1 2 geschaltet ist Weiterhin ist der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 mit dem K-Eingang des zweiten Speichers D5 7 und einem weiteren UND-Gatter D6 8 verbunden.
Der zweite Eingang dieses UND-Gatters D6 8 ist mit dem QO-Ausgang des zweiten Speichers D5 7 verbunden Der Ausgang des UND-Gatters D6 8 wiederum ist auf das UND-Gatter D7 5 geschaltet Am Ausgang 11 des UND-Gatters D7 5 liegt ein Steuersignal an, das die Absenkung der Soll-Temperatur bei einem Heizgerät entweder aktiviert oder deaktiviert
Neben der Steuerschaltung D4/D5/D6 sind noch Baugruppen zur Anzeige des Betriebszustandes der Steuerung vorgesehen. Ein zweiter Generator 13 erzeugt eine "Blinkfrequenz", die zum Beispiel 1 Hz beträgt, und einem UND-Gatter D8 13 zugeführt wird Zu diesem UND-Gatter D8 13 wird ausserdem das Q1-Ausgangssignal des ersten Speichers D4 6 abgezweigt Das Ausgangssignal des UND-Gatters D8 13 ist auf ein ODER-Gatter D9 14 geschaltet Ausserdem ist das Steuersignal 11 dem ODER-Gatter D9 14 zugeführt Das resultierende Signal steuert eine LED 15 an.
Diese Schaltung veranschaulicht das Funktionsprinzip, wobei Pulsformen- und Verriegelungsschaltungen nicht näher dargestellt sind
Die Schaltung hat folgende Funktion:
Der Taster 9 schaltet die Speicher 6 und 7 in unterschiedliche Betnebszustände Die Reihenfolge ist abhängig von den vorherigen Zuständen. Es gibt folgende Möglichkeiten.
1 Absenkung nicht programmiert
2 Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang Vergleicher D2 4 aktiv
3 Absenkung programmiert und freigegeben. Ausgang Vergleicher D2 4 inaktiv
4. Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch UND-Gatter D7 5 gesperrt
Mit dem Taster 9 kann für eine an dem Soll-Wert-Einsteller 3 wählbare Zeit die Raumtemperatur abgesenkt werden. Der Zeitpunkt der Tastenbetätigung ist, ausgehend vom Zustand 1 , der Start der Absenkphase, die alle 24 Stunden wiederholt wird Die Absenkung kann durch eine weitere Tastenbetätigung während der Absenkphase für den Rest der laufenden Absenkphase aufgehoben werden, ohne dass die Programmierung verloren geht. Auf den Zustand 2. (Absenkphase) folgt dann der Zustand 4.
Wird die Taste während des zweiten Betriebszustandes (Absenkphase) zweimal betätigt oder ausserhalb der Absenkphase, das heisst während des Zustandes 3., einmal betätigt, wird die Programmierung gelöscht. Der Übergang von dem 2. Zustand auf den 3. Zustand, also von der Absenkphase in die Heizphase, ist das Ergebnis des Vergleichs mittels des Vergleichers D2 4.
Der Zustand 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der QI-Ausgang des ersten Speichers D4 6 L-Pegel hat Dadurch werden die UND-Gatter D6 8 und D7 5 gesperrt. Der QO-Ausgang des ersten Speichers D4 6 hat H-Pegel und bereitet damit den ersten Speicher D4 6 über dessen K- Eingang für eine Umschaltung beim nächsten Tastenpuls vor. Mit diesem Tastenpuls schaltet das UND-Gatter D3 10 durch, womit der Ringäher D1 2 auf Null gesetzt wird. Damit ist der Beginn der Absenkphase programmiert. Der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 hat jetzt nicht mehr L- Pegel, sondern H-Pegel, so dass die UND-Gatter D6 8 und D7 5 durchgesteuert sind Gleichzeitig wurde der zweite Speicher D5 7 Ober seinen K-Eingang, der mit dem Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 verbunden ist, für eine Umschaltung vorbereitet.
Diese erfolgt mit dem nächsten Tastenpuls Damit wird dann der QO-Ausgang des zweiten Speichers D5 7 auf L-Pegel gesetzt und das UND-Gatter D6 8 gesperrt Infolgedessen wird auch das UND-Gatter D7 5 gesperrt und
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das Steuersignal 11von "Absenkung" auf "Heizung" umgeschaltet. Der Zustand 4 ist aktiv Die vorgewählte Absenkzeit wurde durch Tastendruck verkürzt Ist die vorgewählte Absenkzeit verstrichen, bevor eine erneute Tastenbetätigung erfolgt, wird der Ausgang des Vergleichers D2 4 auf L-Pegel gesetzt und damit der zweite Speicher D5 7 über dessen R-Eingang zurückgesetzt Damit ist der Zustand 3.
(Heizphase) hergestellt und 24 Stunden nach dem ersten Tastenimpuls erfolgt eine erneute Absenkung mit der vorgewählten Absenkzeit
Während der Heizphase (Zustand 3. und 4. ) ist das Steuersignal 11auf L-Pegel und der erste Speicher D4 6 ist für ein Rücksetzen vorbereitet Dies erfolgt beim nächsten Tastenimpuls Der Q1 Aus-gang des ersten Speichers D4 6 wird dadurch wieder auf L-Pegel gesetzt und die UND-Gatter D6 8 und D7 5 werden gesperrt Damit ist der Zustand 1. wieder erreicht. Die Programmierung ist gelöscht, und es kann neu programmiert werden.
Die Anzeige des jeweils aktiven Betriebszustandes erfolgt über die LED 15. Es gibt drei angezeigte Betriebszustände:
1. Absenkung nicht programmiert @ LED 15 blinkt
2. Absenkung aktiv LED 15 ein.
3. Absenkung nicht aktiv LED15 aus
Die Anzeigezustände 1. und 2. sind den Betriebszustanden 1 und 2 analog Der Anzeigezustand 3. tritt auf, wenn der Betriebszustand 3. oder 4. aktiv ist, das heisst, während der Heizphase.
Im Anzeigezustand 1. hat der 01-Ausgang des ersten Speichers D4 6 L-Pegel Dadurch wird der 1-Hz-Takt des Generators 12 über die Gatter 13 und 14 durchgesteuert Die LED 15 blinkt
Im Anzeigezustand 2. hat der 01-Ausgang des ersten Speichers D4 6 H-Pegel und sperrt damit den Takt des Generators 12. Das Steuersignal 11 am Ausgang des UND-Gatters D7 5 liegt auf H-Pegel Das bedeutet, dass die (Nacht-)Absenkung aktiv ist. Da das Steuersignal 11auch am ODER-Gatter D9 14 anliegt, ist die LED 15 eingeschaltet
Im Anzeigezustand 3., der den Betriebszuständen 3. und 4. entspricht, hat der 01-Ausgang des ersten Speichers D4 6 H-Pegel, während das Steuersignal 11auf L-Pegel steht. Damit wird das ODER-Gatter D9 14 gesperrt. Die LED 16 ist ausgeschaltet.
Das Struktogramm der Figur 2 stellt noch einmal eine Übersicht der verschiedenen Zustände für die Software-Realisierung bei einem Nachtspeicherheizgerät dar. Dabei sind Kennzeichnungs- Bits "Aktiv" und "Abbruch" vorgesehen, welche von der Ventilator-Steuersoftware abgefragt werden
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.
Insbesondere beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisierung mit diskreten logischen Baugruppen, sondern lässt sich vorteilhaft auch mit programmierter Logik - vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroprozessors - realisieren.
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