Водонагрівник
Формула / Реферат
1. Водонагрівник (100) зі щонайменше одним віддаленим термостатом, який містить:
нагрівальний елемент для нагрівання води;
блок вводу/виводу, пристосований для прийому сигналу, що представляє виміряну температуру; і
блок (154) керування для керування нагрівальним елементом на основі бажаної температури та виміряної температури, причому блок (154) керування містить пам'ять (153) для зберігання бажаної температури простору, який повинен опалюватися, і містить блок (155) вводу/виводу;
при цьому щонайменше один віддалений термостат містить:
корпус (150);
температурний датчик (152), який забезпечує сигнал, що представляє температуру;
панель (156) керування, за допомогою якої вводять бажану температуру, яка передається в блок (154) керування,
причому блок (154) керування, на який передається бажана температура, і який сконфігурований для визначення керуючої дії для збудження нагрівального елемента, включений в корпус водонагрівача (100).
2. Водонагрівник за п. 1, в якому блок вводу/виводу пристосований приймати робочі інструкції щонайменше від одного операційного пристрою, з'єднаного з блоком вводу/виводу, і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі прийнятих робочих інструкцій.
3. Водонагрівник за п. 2, в якому блок керування пристосований зберігати прийняті робочі інструкції в пам'яті.
4. Водонагрівник за п. 2 або 3, в якому попередньо задана бажана температура або попередньо визначена програма для бажаної температури зберігається в пам'яті, і при цьому блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі, відповідно, попередньо заданої температури або попередньо визначеної програми, коли робочі інструкції, відповідно, не були прийняті або збережені.
5. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому блок вводу/виводу додатково містить блок мережевого зв'язку для обміну даними по мережі.
6. Водонагрівник за п. 5, який додатково містить веб-сервер, виконаний з можливістю представлення доступу до користувацького інтерфейсу через блок мережевого зв'язку з метою керування водонагрівником.
7. Водонагрівник за п. 6, при цьому користувацький інтерфейс, доступний за допомогою веб-сервера, доступний через блок мережевого зв'язку.
8. Водонагрівник за п. 6 або 7, при цьому користувацький інтерфейс пристосований надавати користувачеві можливість виконувати щонайменше одну з наступних дій:
введення бажаної температури;
введення програми для бажаної температури;
перегляд виміряної температури;
перегляд інформації про стан, що стосується водонагрівника;
перегляд інформації про обслуговування;
перегляд повідомлень про помилки;
перегляд експлуатаційних даних; і
регулювання водонагрівника.
9. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, при цьому блок вводу/виводу містить пристрій бездротового зв'язку.
10. Водонагрівник за п. 9, в якому операційний пристрій може бути з'єднаний через пристрій бездротового зв'язку з блоком керування.
11. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому:
пам'ять пристосована зберігати бажану температуру для двох або більше просторів, які повинні опалюватися; і
блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в двох або більш просторах, які повинні опалюватися, і виміряної температури.
12. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому:
блок вводу/виводу пристосований приймати два або більше сигналів, кожний з яких представляє виміряну температуру; і
блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в просторі, який повинен опалюватися, або бажаних температур в двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і двох або більше виміряних температур.
13. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому:
блок керування визначає відхилення між бажаною температурою в просторі, який повинен опалюватися, або двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і виміряною температурою або температурами і застосовує зважування до відхилень з метою керування нагрівальним елементом.
14. Водонагрівник за п. 9, який додатково містить елемент сповіщення для відправлення повідомлення через пристрій бездротового зв'язку.
15. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому водонагрівник являє собою СН-котел або комбінований котел.
Текст
Реферат: Даний винахід стосується водонагрівника, який містить нагрівальний елемент для нагрівання води, блок керування для керування нагрівальним елементом. Блок керування містить пам'ять для зберігання бажаної температури простору, який повинен опалюватися, і блок вводу/виводу. При цьому блок вводу/виводу пристосований приймати сигнал, що представляє виміряну температуру, і блок керування керує нагрівальним елементом на основі бажаної температури і виміряної температури. UA 114473 C2 (12) UA 114473 C2 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується водонагрівника. Традиційні системи центрального опалювання (CH) будівель містять центральний котел, в якому пальник спалює газ. Тепло, що вивільняється під час згоряння, передається воді за допомогою теплообмінника. Насос в котлі качає нагріту воду через систему трубопроводів в приміщенні до радіаторів, причому ці радіатори передають тепло води, головним чином, за допомогою випромінювання і конвекції, кімнаті, в якій радіатор розташований. Через зворотні трубопроводи охолоджена вода знов досягає котла, де вода нагрівається. Котел керується від термостата. Термостат розміщений в одній з кімнат, яка повинна опалюватися. Термостат містить температурний датчик і операційний елемент для настройки бажаної температури. Термостат спочатку складається з біметалічного перемикача або ртутного перемикача, який відправляє сигнал увімкнення/вимкнення котлу. Залежні від температури електронні компоненти використовуються в наші дні як температурний датчик. Сучасні термостати більше не формують сигнал увімкнення/вимкнення, а передають модульований сигнал котлу, щоб надавати можливість вказівки змінного споживання тепла. Сучасні термостати додатково часто забезпечені генератором тактових імпульсів, так що термостат може також слідувати залежній від часу програмі. З історичних причин ці термостати, однак, все ще зв'язуються з котлом по дводротовому з'єднанню. Хоча це не є непереборною проблемою, це накладає ряд обмежень. З причин сумісності термостат повинен мати власне джерело живлення (як правило, акумуляторну батарею) і передавати додаткову інформацію, в доповнення до споживання тепла, по дводротовому з'єднанню, що веде до непродуктивних витрат і витрачань. US 2010/045470 A1 описує систему паророзподілу для опалювання будівлі з різними житловими приміщеннями. Ця система основана на віддалено керованих парових вентилях на радіаторах в житлових приміщеннях. Робота виконується на основі температур, виміряних в житлових приміщеннях, і задає температури, які необов'язково можуть бути введені через термостат в житловому приміщенні. Існує центральна система керування, яка, в доповнення до керування паровими вентилями, також віддалено керує увімкненням і вимкненням парового котла. Це центральне керування зв'язується бездротовим чином з вентилями і з паровим котлом через локальну мережу. DE 10229222 A1 в дуже загальних рисах описує центральну систему керування, яка керує всіма технічними установками в приміщенні на основі показань датчиків для того, щоб мінімізувати споживання енергії. Не сформульовано точно, як водонагрівник, присутній в системі, керується. Центральне керування технічним обладнанням в житловому приміщенні або іншій будівлі також описується в WO01/13577 A2. Керування використовує мережі в приміщенні. Декілька конкретних деталей описуються відносно нагрівання і подачі гарячої води. Існує, однак, центральний термостат, який зв'язується з водонагрівником через мережу. Даний винахід має на своєю меті зробити наступний крок в розвитку опалювальних котлів, які надають новий діапазон функціональних можливостей. Ця мета досягається за допомогою надавання водонагрівника, який містить: нагрівальний елемент для нагрівання води; блок керування для керування нагрівальним елементом, блок керування містить пам'ять для зберігання бажаної температури простору, який повинен опалюватися, і блок вводу/виводу, з'єднаний з блоком керування; при цьому блок вводу/виводу пристосований приймати сигнал, що представляє виміряну температуру; і при цьому блок керування керує нагрівальним елементом на основі бажаної температури і виміряної температури. Даний винахід оснований на розумінні того, що блок керування, тобто, контролер з точки зору техніки керування, знаходиться не в місцеположенні температурного датчика, а в місцеположенні котла. Це, звичайно, розвивалося історично таким чином, оскільки датчик температури і контролер були єдиним фізичним компонентом в традиційних термостатах. Введення електронних температурних датчиків, таких як, наприклад, залежні від температури резистори, привело в результаті до термостатів з окремими компонентами, з одного боку для виявлення температури, а з іншого - для визначення керуючої дії. Внаслідок природи СНустановки, тобто, центральної точки формування тепла, причому це тепло потім розподіляється до різних місцеположень в будинку, де існує споживання тепла, існує деяка перевага в наявності параметра споживання тепла, що визначається в котлі. У порівнянні з традиційною СН-установкою, контролер, отже, повинен бути видалений з термостата і вміщений в СН-котлі. У першому випадку традиційний термостат, таким чином, стосується температурного датчика і операційного пристрою. "Термостат" визначає відхилення на основі виміряної температури і заданої температури і передає його котлу. У котлі блок керування визначає керуючу дію, асоційовану з відхиленням, з метою збудження нагрівального елемента. (У більшості випадків, 1 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нагрівальний елемент керується за допомогою керування швидкості обертання вентилятора, який всмоктує повітря, за допомогою якого газ згоряє в пальнику.) Однак, роблячи крок далі, ніж просто фізичне переміщення контролера (блока керування), створюється більший діапазон варіантів. Цим додатковим кроком є також визначення відхилення в блоці керування (в котлі). Традиційний термостат, таким чином, стосується тільки температурного датчика. Переваги цього обговорюються з посиланням на варіанти здійснення нижче. Хоча немає суворої необхідності вбудовувати блок керування в корпус водонагрівника, це рекомендується. Простір, який повинен опалюватися, необов'язково обмежений однією кімнатою. Традиційно присутній, наприклад, в житлових приміщеннях тільки один термостат, за допомогою якого температура вимірюється в одній кімнаті, і на якому тільки одна бажана температура може бути задана. У цих випадках СН-установка, однак, опалює більше ніж одну кімнату. Хоча температура кімнати, в якій термостат повішений, можливо є температурою, найближчою до заданої бажаної температури велику частину часу, той же термостат використовується, щоб "керувати" температурою в інших кімнатах. Аналогічно, термін "простір" в даному винаході не повинен розумітися як обмежений однією кімнатою. Простір може містити одну або більше кімнат. У деяких випадках простір може навіть містити тільки частину кімнати, наприклад, у випадку довгого холу з великою втратою тепла, при цьому два кінці холу опалюються власними радіаторами з власним контуром керування. Виміряна температура не повинна обов'язково бути температурою в кімнаті. У так званих залежних від погоди керуваннях температурою використовується зовнішній термометр і контролер прямого зв'язку. Контролер прямого зв'язку визначає керуючу дію на основі зовнішньої температури, (передбачуваного) відомого результату збурювального впливу (зовнішньої температури) і (передбачуваного) відомого результату керуючої дії (спрацьовування нагрівального елемента). У додатковому варіанті здійснення надається водонагрівник, в якому блок вводу/виводу пристосований приймати робочі інструкції щонайменше від одного операційного пристрою, з'єднаного з блоком вводу/виводу, а блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі прийнятих робочих інструкцій. Робочі інструкції, на основі яких пристрій керується користувачем, можуть, таким чином, бути сформовані віддалено від водонагрівника. У додатковому варіанті здійснення водонагрівника згідно з винаходом блок керування може бути пристосований зберігати прийняті робочі інструкції в пам'яті. Програма температур, бажаних протягом певного періоду, може, наприклад, таким чином бути збережена. Для того, щоб запобігати відімкненню водонагрівника у малоймовірному випадку переривання з'єднання між блоком вводу/виводу і операційним пристроєм, рекомендується, щоб попередньо задана бажана температура або попередньо визначена програма для бажаної температури була збережена в пам'яті, і щоб блок керування був пристосований до керування нагрівальним елементом на основі, відповідно, попередньо заданої температури або попередньо визначеної програми, коли робочі інструкції, відповідно, не прийняті або не збережені. Блок керування, таким чином, має конфігурований алгоритм керування, за допомогою чого, водонагрівник може функціонувати незалежно на основі збережених стандартних настройок (за умовчанням), хоч конфігурація керування може бути модифікована через операційний пристрій, який зв'язується з блоком вводу/виводу. У конкретному варіанті здійснення блок вводу/виводу містить двоконтактний ввід/вивід для двостороннього зв'язку з операційним пристроєм з інтегрованим температурним датчиком. Блок вводу/виводу пристосований відправляти і приймати повідомлення через двоконтактний ввід/вивід згідно з протоколом, відповідним для двостороннього зв'язку по дводротовому з'єднанню і для мультиплексування повідомлень від операційного пристрою і температурного датчика. У альтернативному конкретному варіанті здійснення блок вводу/виводу пристосований так, що використовуються два фізично окремі односторонні з'єднання. У іншому альтернативному конкретному варіанті здійснення блок вводу/виводу пристосований так, що використовуються два фізично окремі з'єднання для температурного датчика і операційного пристрою. У іншому альтернативному конкретному варіанті здійснення блок вводу/виводу пристосований так, що використовуються три фізично окремі односторонні з'єднання: одне для введення повідомлень від температурного датчика, одне для введення повідомлень від операційного пристрою і одне для виведення від операційного пристрою. У додатковому варіанті здійснення надається водонагрівник, в якому блок вводу/виводу додатково містить блок мережевого зв'язку для обміну даними по мережі. Об'єднуючи блок мережевого зв'язку в блок вводу/виводу, можливо зв'язувати компоненти, такі як, наприклад, температурний датчик або операційний пристрій, з блоком керування через мережеве 2 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з'єднання, наприклад, попередньо існуючу домашню LAN або офісну LAN. Така LAN переважно основана на протоколах TCP, UDP і IP через Ethernet. У додатковому варіанті здійснення даний винахід надає водонагрівник, що додатково містить веб-сервер, щоб робити користувацький інтерфейс доступним через блок мережевого зв'язку з метою керування водонагрівником. У ще одному варіанті здійснення винахід надає водонагрівальний пристрій, в якому користувацький інтерфейс, зроблений доступним за допомогою веб-сервера, доступний через блок мережевого зв'язку. У ще одному варіанті здійснення винахід надає водонагрівник, в якому користувацький інтерфейс пристосований надавати можливість користувачеві виконувати щонайменше одну з наступних дій: вводити бажану температуру; вводити програму для бажаної температури; переглядати виміряну температуру; переглядати інформацію про стан, що стосується водонагрівника; переглядати інформацію про технічне обслуговування; переглядати повідомлення про помилки; переглядати експлуатаційні дані; і регулювати водонагрівник. За допомогою вбудованого веб-сервера можливо здійснювати навігацію на веб-сервер водонагрівника з допомогою, наприклад, браузера смартфона. Користувачеві потім показується користувацький інтерфейс, за допомогою якого користувач може керувати або програмувати водонагрівник або переглядати інформацію. Таким чином, можливо, наприклад, переглядати температуру, виміряну за допомогою підключених температурних датчиків, вводити або змінювати бажану температуру для простору, вводити або змінювати програму для зміни температури протягом дня або тижня, задавати або активувати програму вихідного дня, зчитувати інформацію про стан або інформацію про технічне обслуговування. Очевидним способом надання можливості роботи через мережу з установки попереднього рівня було б надання традиційного термостата (з інтегрованим температурним датчиком, операційним засобом і контролером) з мережевим інтерфейсом і вбудованим веб-сервером. Додатковий варіант здійснення згідно з винаходом надає водонагрівник, в якому блок вводу/виводу містить пристрій бездротового зв'язку. У конкретному прикладі пристрій зв'язку використовує один з WiFi-протоколів. Пристрій зв'язку може служити як WiFi-точка доступу. Альтернативно, пристрій зв'язку є, однак, WiFi-клієнтом, який з'єднується з існуючою WiFiточкою доступу. У цій конфігурації водонагрівник формує частину LAN, з якою WiFi-точка доступу асоційована, і температурні датчики і операційні пристрої можуть бути з'єднані через існуючу LAN з водонагрівником. У інших альтернативних варіантах здійснення використовується WiFi Ad Hoc або Direct WiFi для з'єднання температурних датчиків і операційних пристроїв. У ще одному варіанті здійснення винахід надає водонагрівник, в якому операційний пристрій може бути з'єднаний через пристрій бездротового зв'язку з блоком керування. Операційний пристрій не обмежується тут спеціалізованими виділеними операційними пристроями, і також можуть бути розглянуті мобільні телефони зі спеціалізованим встановленим додатком, мобільні телефони, які, як описано вище, встановлюють зв'язок через свій веб-браузер з веб-сервером, вбудованим у водонагрівник, і персональні комп'ютери, які встановлюють зв'язок через веббраузер з веб-сервером. Винахід додатково надає водонагрівник, в якому: пам'ять пристосована зберігати бажану температуру для двох або більше просторів, які повинні опалюватися; і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і виміряної температури. У цьому варіанті здійснення блок керування має дві або більше цільові температури (бажані температури) і одну виміряну температуру і одне виміряне значення. Одне виміряне значення може бути температурою в одному з просторів, для яких бажана температура ставиться умовою, хоч також можливо, щоб виміряна температура була іншою температурою, такою як, наприклад, зовнішня температура у випадку залежного від погоди керування температурою. Також тут існує дві або більше цільові температури. У випадку, коли водонагрівник має множину незалежних контурів гарячої води, і кожна з бажаних температур, по суті, відповідає окремому контуру гарячої води, тоді відносно легко керувати кожним контуром гарячої води окремо для того, щоб реалізовувати різні бажані температури. Якщо це не той випадок, блок керування буде повинен досягати форми компромісу, наприклад, надаючи можливість допуску в бажаній температурі, або використовуючи діапазони бажаних температур замість бажаних температур. Альтернативно, може бути використано зважування, щоб вказувати перевагу між бажаними температурами. Якщо існує більше бажаних температур, ніж виміряних температур, крім того, необхідно, щоб блок керування мав можливість оцінювати з певною мірою достовірності фактичну температуру просторів, для яких бажана температура вводиться, але для яких виміряна температура недоступна. 3 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У ще одному варіанті здійснення винахід надає водонагрівник, в якому: блок вводу/виводу пристосований приймати два або більше сигналів, кожний з яких представляє виміряну температуру; і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в просторі, який повинен опалюватися, або бажаних температур в двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і двох або більше виміряних температур. У конкретному варіанті здійснення сигнали температур надаються блоку вводу/виводу по дротовому з'єднанню. У конкретному альтернативному варіанті здійснення сигнали температур надаються бездротовим чином блоку вводу/виводу. У ще одному конкретному варіанті здійснення сигнали температур надаються і по дротових, і по бездротових з'єднаннях. У додатковому варіанті здійснення надається водонагрівник, в якому: блок керування визначає відхилення між бажаною температурою в просторі, який повинен опалюватися, або двох або більш просторах, які повинні опалюватися, і виміряною температурою або температурами і застосовує зважування до відхилень з метою керування нагрівальним елементом. Це, зокрема, рекомендується, коли існує більше просторів з асоційованими бажаними температурами, ніж існує незалежних контурів гарячої води. За допомогою зважування можливо віддавати пріоритет конкретним бажаним температурам, оскільки фактично реалізовані температури в просторах з відповідною температурою не залежать один від одного. У ще одному варіанті здійснення винахід надає водонагрівник, що додатково містить елемент сповіщення для відправлення сповіщення через засіб зв'язку. Сповіщення може, наприклад, містити повідомлення про помилку. Сповіщення, наприклад, містить повідомлення електронної пошти або SMS-повідомлення. У варіанті здійснення згідно з винаходом надається водонагрівник, в якому пристрій містить СН-котел або комбінований котел. Додаткові переваги і варіанти здійснення обговорюються нижче в даному документі з посиланням на супроводжуючі креслення, на яких: Фіг. 1 показує водонагрівник з термостатом згідно з попереднім рівнем техніки; Фіг. 2 показує альтернативний водонагрівник з термостатом згідно з попереднім рівнем техніки; Фіг. 3 показує водонагрівник згідно з даним винаходом; Фіг. 4 показує додатковий варіант здійснення водонагрівника згідно з даним винаходом; Фіг. 5 показує ще один варіант здійснення водонагрівника згідно з даним винаходом; Фіг. 6 показує альтернативний варіант здійснення водонагрівника згідно з даним винаходом; Фіг. 7 показує додатковий альтернативний варіант здійснення водонагрівника згідно з даним винаходом; Фіг. 8 показує ще один альтернативний варіант здійснення водонагрівника згідно з даним винаходом; Фіг. 9 - це схематичне представлення блока керування і нагрівального елемента водонагрівника на фіг. 8; і Фіг. 10 - це блок-схема послідовності операцій, яка вказує те, як водонагрівник керується. Водонагрівник 10 (фіг. 1) згідно з попереднім рівнем техніки містить подавальний трубопровід 22 для води. Вода циркулює в контурі гарячої води за допомогою насоса 24. Вода прокачується через теплообмінник 26, де вона нагрівається. Гаряча вода залишає водонагрівник 11 через отвір 28 для випускання води. Вода в теплообміннику 26 нагрівається за допомогою пальника 30. Пальник 30 містить суміш повітря/газ із змішувача 32 (наприклад, трубки Вентурі). Повітря всмоктується вентилятором 34 через трубопровід 36 для подачі повітря і вдувається в змішувач 32. Газ трубопроводу 38 для подачі газу досягає змішувача 32 через газову пробку 39. Вентилятор 34 і насос 24 керуються із зовнішнього термостата 50, розташованого де-небудь в іншому місці. Термостат 50 з'єднаний через кабель 42 з водонагрівником 10. Кабель 42 типово є дводротовим з'єднанням. Термостат 50 містить температурний датчик 52, який формує сигнал контролеру 54. Контролер 54 додатково з'єднаний з панеллю 56 керування. Бажана температура може бути введена, і програма задається через панель керування. Панель керування, як правило, забезпечена екраном відображення, на якому показується виміряна температура. Екран відображення звичайно також показує інформацію з метою полегшення введення бажаної температури або програми. Деякі водонагрівники 10 попереднього рівня забезпечені подвійним трубопроводом, щоб надавати можливість реалізації двох контурів гарячої води. На Фіг. 2 показаний перший трубопровід 22a для подачі води, в якому вода прокачується за допомогою першого насоса 24a, після чого вода йде через перший теплообмінник 26a до отвору 28a для випускання води. 4 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перший контур гарячої води, таким чином, забезпечується гарячою водою. Другий контур гарячої води подає воду у другий трубопровід 22b для подачі води. Вода прокачується за допомогою другого насоса 24b і йде через другий теплообмінник 26b до другого отвору 28b для випускання води. Два окремі контури гарячої води реалізовуються таким чином. У іншому випадку корисно об'єднувати перший і другий теплообмінник 26a, 26b в один теплообмінник. Як у водонагрівнику 10 на фіг. 1, так і у водонагрівнику 10 на фіг. 2, контролер температури розташований в термостаті 50. Контролер визначає відхилення між температурою, виміряною температурним датчиком 52, і бажаною температурою, введеною через панель 56 керування. На основі цього відхилення по кабелю 42 видається вказівка про те, що існує споживання тепла і, у випадку модульованого сигналу, наскільки великим є споживання тепла. Водонагрівник 100 (фіг. 3) згідно з даним винаходом значною мірою відповідає водонагрівнику 10 попереднього рівня техніки. Вода подається через трубопровід 122 для подачі води і циркулює за допомогою насоса 124. Вода прокачується через теплообмінник 126 до отвору 128 для випускання води. Вода в теплообміннику 126 нагрівається за допомогою пальника 130. Пальник спалює суміш повітря/газ. Повітря всмоктується через трубопровід 136 подачі повітря за допомогою вентилятора 134 і вдувається в змішувач 132. Газ рухається з трубопроводу 138 для подачі газу через газову пробку 139 в змішувач 132, де він змішується з повітрям. Контролер або блок 154 керування, який керує вентилятором 134 і насосом 124, однак, тепер вбудований не в термостат 50, а в сам водонагрівник 100. Цей контролер 154 містить пам'ять 153, в якій бажана температура може бути збережена, і блок 155 вводу/виводу (фіг. 9). Корпус 150 з'єднаний через кабель 42 з блоком 155 вводу/виводу контролера 154 у водонагрівники 100. Корпус 150 більше не містить контролер 54, а містить тільки температурний датчик 152, який надає сигнал, що представляє температуру. Крім того, панель 156 керування розміщена в корпусі 150. Через цю панель 156 керування може бути введена бажана температура, яка передається по кабелю 42 контролеру 154 у водонагрівнику 100 і зберігається в пам'яті 153. Інші робочі інструкції, наприклад, час увімкнення і вимкнення відповідно до програми, введеної через панель 156 керування, можуть передаватися через кабель 42 пристрою 154 керування, який зберігає їх в пам'яті 153. Дві сигнальні лінії протягнуті в кабелі 42. Вони, однак, необов'язково є двома фізично розділеними провідниками. Залежно від варіанту здійснення це може, наприклад, також бути шина даних. У альтернативному варіанті здійснення (фіг. 4) існують навіть два температурні датчики 152a, 152b, з'єднані з блоком 154 керування у водонагрівнику. Перший температурний датчик 152a вміщений в тому ж корпусі 150a, що і панель 156a керування, і з'єднаний з водонагрівником 100 через перший кабель 42a. Другий температурний датчик 152b вміщений у другому корпусі 150b і з'єднаний з водонагрівником 100 через другий кабель 42b. У конкретному варіанті здійснення перший корпус 150a з першим температурним датчиком 152a розташований в кімнаті, яка опалюється і температура якої повинна бути відрегульована. Перший температурний датчик вимірює температуру в кімнаті. Різниця від бажаної температури, заданої через панель 156a керування, також є відхиленням, яке повинне бути усунене за допомогою блока 154 керування. Другий корпус 150b з другим температурним датчиком 152b вміщений зовні. Другий температурний датчик 152b, таким чином, визначає зовнішню температуру. Контролер 154, таким чином, використовує сигнал від першого температурного датчика 152a, щоб усувати, за допомогою зворотного зв'язку, відхилення, виявлені у внутрішній температурі, в той час як контролер 154 використовує сигнал від другого температурного датчика 152b, щоб попередньо реагувати на зміни температури зовні за допомогою прямого зв'язку. У інших варіантах здійснення другий температурний датчик 152b, наприклад, також вміщений всередині, але в кімнаті, відмінній від температурного датчика 152a. Дуже ймовірно в цьому випадку, що також буде необхідний інший алгоритм керування. У іншому варіанті здійснення (фіг. 5) водонагрівник 100 пристосований забезпечувати гарячою водою два контури гарячої води. Водонагрівник 10 містить перший трубопровід 122a для подачі води. З першого трубопроводу 122a для подачі води вода прокачується за допомогою першого насоса 124a через перший теплообмінник 126a до першого отвору 128a для випускання води. Ця частина формує частину першого контуру гарячої води. З другого трубопроводу 122b для подачі води вода прокачується за допомогою другого насоса 124b через другий теплообмінник 126b до другого отвору 128b для випускання води. Ця частина формує частину другого контуру гарячої води. У іншому випадку корисно об'єднувати перший теплообмінник 126a і другий теплообмінник 126b в один теплообмінник з двома роздільними трубопроводами для подачі води. У цьому варіанті здійснення, як і в попередньому, два температурні датчики 152a і 152b з'єднані з водонагрівником. Перший температурний датчик 152a вміщений в першому просторі, 5 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 який опалюється за допомогою першого контуру гарячої води. Другий температурний датчик 152b вміщений у другому просторі, який опалюється за допомогою другого контуру гарячої води. Контролер 154 тепер також має два роздільні контури керування. Перший використовує температуру, виміряну першим температурним датчиком 152a, і порівнює її з першою бажаною температурою, заданою для першого простору. На основі відхилення цей контур керування керує насосом 124a першого контуру гарячої води (і вентилятором 134). Другий контур керування використовує температуру, виміряну другим температурним датчиком 152b. Вона порівнюється з другою бажаною температурою, заданою для другого простору. Другий насос 124b другого контуру гарячої води (і, звичайно, вентилятор 134) керується на основі виміряної і бажаної температури. У додатковому варіанті здійснення (фіг. 6) зв'язок між другим температурним датчиком 152b і водонагрівником 100 приймає бездротову форму, наприклад, через з'єднання Direct WiFi. Другий корпус 150b забезпечений для цієї мети передавачем/приймачем 158b WiFi-мережі. Водонагрівник 100 також забезпечений передавачем/приймачем 168 WiFi-мережі. Таким чином, не треба проводити зайві кабелі. У ще одному варіанті здійснення (фіг. 7) перший корпус 150a забезпечений панеллю 156a керування. Панель керування з'єднана з передавачем/приймачем WiFi-мережі, аналогічно розміщеним в першому корпусі 150a. Через цей передавач/приймачі WiFi-мережі панель керування зв'язується з передавачем/приймачем 168 WiFi-мережі у водонагрівники 100. Повідомлення, відправлені від панелі 156a керування до водонагрівника 100, головним чином, містять інформацію про кнопки, які були натиснені. Повідомлення в протилежному напрямку, головним чином, містять інформацію, яка показується на екрані, асоційованому з панеллю 156a керування. У варіанті здійснення панель 156a керування є частиною спеціалізованого операційного пристрою (бездротового пульта дистанційного керування). У альтернативному варіанті здійснення корпус 150a є корпусом мобільного телефону, який запускає спеціалізований додаток для того, щоб зв'язуватися з водонагрівником 100 через з'єднання Direct WiFi. У іншому варіанті здійснення (фіг. 8) водонагрівник 100 забезпечений веб-сервером 169. Веб-сервер має (бездротове або дротове) з'єднання, наприклад, з домашньою мережею 210 через мережеву карту. Мобільний телефон або планшетний комп'ютер 150a (з клавіатурою і екраном 156a) забезпечені мікросхемою WiFi-мережі і зв'язуються бездротовим чином з домашньою мережею 210. Адреса веб-сервера 169 відвідується через інтернет-браузер на мобільному телефоні або планшеті 150a. Веб-сервер представляє користувачеві мобільного телефону або планшета 150a користувацький інтерфейс для керування водонагрівником 100. Користувач, наприклад, має можливість змінювати бажану температуру, модифікувати програму, переглядати виміряну температуру (за допомогою температурного датчика 152b), переглядати зміну температури протягом дня, переглядати інформацію про стан водонагрівника 100 (наприклад, число годин горіння пальника на день) і переглядати повідомлення про помилки. Якщо домашня мережа 210 допускає з'єднання з Інтернету, технічному фахівцеві навіть надається можливість звертатися за довідкою до веб-сервера 169 через Інтернет за допомогою його персонального комп'ютера для того, щоб ремонтувати несправності або, наприклад, виконувати онлайн-перевірку згоряння. У ще одному варіанті здійснення (фіг. 9) веб-сервер, на якому користувацький інтерфейс може бути отриманий, є зовнішнім сервером, і блок 154 керування зв'язується з веб-сервером через Інтернет 210. Блок 154 керування тоді повинен мати лише IP-адресу, так що доступ до нього може бути здійснений через Інтернет. Функції, вбудовані у водонагрівник 100, обмежені тут фактичним керуванням насосом 124 і вентилятором 134. Надаючи користувацький інтерфейс на зовнішньому веб-сервері, він може бути модифікований простим чином без операцій, які повинні бути виконані для цієї мети на водонагрівники 100. Користувацький інтерфейс може, таким чином, бути поліпшений і доповнений, коли нові технічні варіанти стають доступними. Блок 154 керування на водонагрівнику 100, який повинен містити тільки мінімальне апаратне і програмне забезпечення, щоб мати можливість виконувати більшість основних функцій, навіть коли з'єднання із зовнішнім світом втрачене, може тоді в будь-який момент бути переконфігурований, коли користувацький інтерфейс модифікується. У цьому варіанті здійснення блок 154 керування має два робочі режими; перший режим, в якому керування основане на робочих інструкціях, введених через користувацький інтерфейс і переданих через Інтернет блока 155 вводу/виводу, і другий режим, в якому керування виконується на основі бажаної температури, збереженій в пам'яті 153. Це може бути одна температура або попередньо визначена програма температур в певні моменти часу дня. Перший режим є звичайним робочим режимом, в той час як другий режим є режимом винятку. 6 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Цей останній режим служить тільки для того, щоб гарантувати безперервну роботу водонагрівника 100 в малоймовірному випадку, коли операційний пристрій 154 не прийняв якінебудь робочі інструкції, наприклад, внаслідок збою мережі, з якою блок 155 вводу/виводу з'єднаний. У обох режимах фактично виміряна температура, що виходить з температурного датчика 152, застосовується як орієнтир. Для того, щоб надати можливість реалізації обох робочих режимів, фактична частина 157 керування блока 154 керування містить дві операційних програми, які показані схематично тут; широку нормальну операційну програму 162, яка діє на основі робочих інструкцій, які надходять через блок 155 вводу/виводу, і набагато більш обмежену аварійну програму 161, яка діє на основі інформації, збереженої в пам'яті 153. Фіг. 10 показує схематично те, як блок 154 керування перемикається між двома робочими режимами. Після того як цикл керування почався в блоці 201, виконується перевірка в блоці 202 відносно того, чи приймає блок 155 вводу/виводу сигнали, які можуть містити робочі інструкції. Коли це той випадок, ці інструкції зчитуються в блоці 203 і, серед іншої інформації, значення Tgew бажаної температури виходить з них. Виміряна температура Т потім зчитується в блоці 205. Ця виміряна температура потімпорівнюється в блоці 206 з бажаною температурою T gew. Якщо з цього порівняння виходить, що бажана температура була досягнута, блоку керування не треба робити яку-небудь додаткову керуючу дію, і програма повертається до перевірки присутності вхідних сигналів в блоці 202. Якщо, з іншого боку, з порівняння температур в блоці 206 виходить, що потрібна керуюча дія, керуючі сигнали для насоса 124 і вентилятора 134 формуються в блоці 207. Програма потім повертається до блока 202. Коли визначається в блоці 202, що блок 155 вводу/виводу не приймає (або не прийняв) якінебудь робочі інструкції, виконується перемикання на аварійну програму. Бажане значення температури Tgew, яке збережене в пам'яті 153, в цьому випадку зчитується в блоці 204. Програма потім продовжує зчитувати виміряну температуру в блоці 205. Всі додаткові етапи програми ідентичні етапам, що робляться, коли вхідний сигнал виявлений. Таким чином, можна оптимально використовувати можливості Інтернету або інших зовнішніх ресурсів для того, щоб робити доступною дружню для користувача роботу з великим числом варіантів без необхідності виконувати широку модифікацію технічного забезпечення для цієї мети у водонагрівнику. Крім того, завжди гарантується експлуатаційна надійність водонагрівника, таким чином, навіть коли засіб зв'язку відмовляє. Описані варіанти здійснення і варіанти здійснення, показані на кресленнях, є тільки зразковими варіантами здійснення за допомогою ілюстрації винаходу. Винахід не обмежений цими варіантами здійснення. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що багато які варіації і модифікації в показаних варіантах здійснення можливі в рамках винаходу. Замість збереження бажаної температури, в пам'яті блока керування також може бути збережений інший параметр керування, наприклад, таблиця з моментами часу увімкнення/вимкнення. Блок вводу/виводу тоді повинен приймати сигнал часу замість сигналу температури. Таким чином, також можливо без проблем об'єднувати ознаки різних варіантів здійснення, щоб формувати нові варіанти здійснення без відступу від винаходу. Показані варіанти здійснення, отже, не є обмежувальними для області бажаного захисту. Область захисту визначена виключно подальшою формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Водонагрівник (100) зі щонайменше одним віддаленим термостатом, який містить: нагрівальний елемент для нагрівання води; блок вводу/виводу, пристосований для прийому сигналу, що представляє виміряну температуру; і блок (154) керування для керування нагрівальним елементом на основі бажаної температури та виміряної температури, причому блок (154) керування містить пам'ять (153) для зберігання бажаної температури простору, який повинен опалюватися, і містить блок (155) вводу/виводу; при цьому щонайменше один віддалений термостат містить: корпус (150); температурний датчик (152), який забезпечує сигнал, що представляє температуру; панель (156) керування, за допомогою якої вводять бажану температуру, яка передається в блок (154) керування, причому блок (154) керування, на який передається бажана температура, і який сконфігурований для визначення керуючої дії для збудження нагрівального елемента, включений в корпус водонагрівача (100). 7 UA 114473 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2. Водонагрівник за п. 1, в якому блок вводу/виводу пристосований приймати робочі інструкції щонайменше від одного операційного пристрою, з'єднаного з блоком вводу/виводу, і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі прийнятих робочих інструкцій. 3. Водонагрівник за п. 2, в якому блок керування пристосований зберігати прийняті робочі інструкції в пам'яті. 4. Водонагрівник за п. 2 або 3, в якому попередньо задана бажана температура або попередньо визначена програма для бажаної температури зберігається в пам'яті, і при цьому блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі, відповідно, попередньо заданої температури або попередньо визначеної програми, коли робочі інструкції, відповідно, не були прийняті або збережені. 5. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому блок вводу/виводу додатково містить блок мережевого зв'язку для обміну даними по мережі. 6. Водонагрівник за п. 5, який додатково містить веб-сервер, виконаний з можливістю представлення доступу до користувацького інтерфейсу через блок мережевого зв'язку з метою керування водонагрівником. 7. Водонагрівник за п. 6, при цьому користувацький інтерфейс, доступний за допомогою вебсервера, доступний через блок мережевого зв'язку. 8. Водонагрівник за п. 6 або 7, прицьому користувацький інтерфейс пристосований надавати користувачеві можливість виконувати щонайменше одну з наступних дій: введення бажаної температури; введення програми для бажаної температури; перегляд виміряної температури; перегляд інформації про стан, що стосується водонагрівника; перегляд інформації про обслуговування; перегляд повідомлень про помилки; перегляд експлуатаційних даних; і регулювання водонагрівника. 9. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, при цьому блок вводу/виводу містить пристрій бездротового зв'язку. 10. Водонагрівник за п. 9, в якому операційний пристрій може бути з'єднаний через пристрій бездротового зв'язку з блоком керування. 11. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому: пам'ять пристосована зберігати бажану температуру для двох або більше просторів, які повинні опалюватися; і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в двох або більш просторах, які повинні опалюватися, і виміряної температури. 12. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому: блок вводу/виводу пристосований приймати два або більше сигналів, кожний з яких представляє виміряну температуру; і блок керування пристосований керувати нагрівальним елементом на основі бажаної температури в просторі, який повинен опалюватися, або бажаних температур в двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і двох або більше виміряних температур. 13. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому: блок керування визначає відхилення між бажаною температурою в просторі, який повинен опалюватися, або двох або більше просторах, які повинні опалюватися, і виміряною температурою або температурами і застосовує зважування до відхилень з метою керування нагрівальним елементом. 14. Водонагрівник за п. 9, який додатково містить елемент сповіщення для відправлення повідомлення через пристрій бездротового зв'язку. 15. Водонагрівник за будь-яким з попередніх пунктів, в якому водонагрівник являє собою СНкотел або комбінований котел. 8 UA 114473 C2 9 UA 114473 C2 10 UA 114473 C2 11 UA 114473 C2 12 UA 114473 C2 13 UA 114473 C2 14 UA 114473 C2 15 UA 114473 C2 16 UA 114473 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHot water appliance
Автори англійськоюCool, Peter, Jan
Автори російськоюКол Петер Ян
МПК / Мітки
МПК: F24D 19/10, F24H 9/20, G05D 23/19
Мітки: водонагрівник
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/19-114473-vodonagrivnik.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Водонагрівник</a>
Попередній патент: Сідло велосипеда
Наступний патент: Вогнестійка гіпсова панель з низькою масою та щільністю
Випадковий патент: Спосіб попередження спазму шийки матки великої рогатої худоби при маніпуляціях з нею