ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК F24D19/10 

Настоящее изобретение относится к водонагревателю.

Традиционные системы центрального отопления (CH) зданий содержат центральный котел, в котором горелка сжигает газ. Тепло, высвобождаемое во время сгорания, передается воде с помощью теплообменника. Насос в котле качает нагретую воду через систему трубопроводов в здании к радиаторам, причем эти радиаторы передают тепло воды, главным образом, посредством излучения и конвекции, комнате, в которой радиатор расположен. Через обратные трубопроводы охлажденная вода снова достигает котла, где вода нагревается.

Котел управляется от термостата. Термостат размещен в одной из комнат, которая должна отапливаться. Термостат содержит температурный датчик и операционный элемент для настройки желаемой температуры. Термостат первоначально состоит из биметаллического переключателя или ртутного переключателя, который отправляет сигнал включения/выключения котлу. Зависимые от температуры электронные компоненты используются в наши дни в качестве температурного датчика. Современные термостаты больше не формируют сигнал включения/выключения, а передают модулированный сигнал котлу, чтобы предоставлять возможность указания переменного потребления тепла. Современные термостаты дополнительно зачастую снабжены генератором тактовых импульсов, так что термостат может также следовать зависимой от времени программе. По историческим причинам эти термостаты, однако, все еще связываются с котлом по двухпроводному соединению. Хотя это не является непреодолимой проблемой, это накладывает ряд ограничений. По причинам совместимости термостат должен иметь собственный источник питания (как правило, аккумуляторную батарею) и передавать дополнительную информацию, в дополнение к потреблению тепла, по двухпроводному соединению, что ведет к непроизводительным затратам и расходам.

US 2010/045470A1 описывает систему парораспределения для отопления здания с различными жилыми помещениями. Эта система основана на удаленно управляемых паровых вентилях на радиаторах в жилых помещениях. Работа выполняется на основе температур, измеренных в жилых помещениях, и задает температуры, которые необязательно могут быть введены через термостат в жилом помещении. Существует центральная система управления, которая, в дополнение к управлению паровыми вентилями, также удаленно управляет включением и выключением парового котла. Это центральное управление связывается беспроводным образом с вентилями и с паровым котлом через локальную сеть. DE 10229222 A1 в очень общих чертах описывает центральную систему управления, которая управляет всеми техническими установками в здании на основе показаний датчиков для того, чтобы минимизировать потребление энергии. Не сформулировано точно, как водонагреватель, присутствующий в системе, управляется.

Центральное управление техническим оборудованием в жилом помещении или другом здании также описывается в WO01/13577 A2. Управление использует сети в здании. Несколько конкретных деталей описываются относительно нагрева и подачи горячей воды. Существует, однако, центральный термостат, который связывается с водонагревателем через сеть.

Настоящее изобретение имеет своей целью сделать следующий шаг в развитии отопительных котлов, которые предоставляют новый диапазон функциональных возможностей.

Эта цель достигается посредством предоставления водонагревателя, содержащего: нагревательный элемент для нагрева воды; блок управления для управления нагревательным элементом, блок управления содержит память для хранения желаемой температуры пространства, которое должно отапливаться, и блок ввода/вывода, соединенный с блоком управления; при этом блок ввода/вывода приспособлен принимать сигнал, представляющий измеренную температуру; и при этом блок управления управляет нагревательным элементом на основе желаемой температуры и измеренной температуры. Настоящее изобретение основано на понимании того, что блок управления, т.е., контроллер с точки зрения техники управления, находится не в местоположении температурного датчика, а в местоположении котла. Это, конечно, развивалось исторически таким образом, поскольку датчик температуры и контроллер были единым физическим компонентом в традиционных термостатах. Введение электронных температурных датчиков, таких как, например, зависимые от температуры резисторы, привело в результате к термостатам с отдельными компонентами, с одной стороны для обнаружения температуры, а с другой для определения управляющего действия. Вследствие природы CH-установки, т.е., центральной точки формирования тепла, причем это тепло затем распределяется к различным местоположениям в доме, где существует потребление тепла, существует некоторое преимущество в наличии параметра потребления тепла, определяемого в котле. По сравнению с традиционной CH-установкой, контроллер, следовательно, должен быть удален из термостата и помещен в CH-котле. В первом случае традиционный термостат, таким образом, относится к температурному датчику и операционному устройству. "Термостат" определяет отклонение на основе измеренной температуры и заданной температуры и передает его котлу. В котле блок управления определяет управляющее действие, ассоциированное с отклонением, с целью возбуждения нагревательного элемента. (В большинстве случае, нагревательный элемент управляется посредством управления скорости вращения вентилятора, который всасывает воздух, с помощью которого газ сгорает в горелке).

Однако, делая шаг далее, чем просто физическое перемещение контроллера (блока управления), создается больший диапазон вариантов. Этим дополнительным шагом является также определение отклонения в блоке управления (в котле). Традиционный термостат, таким образом, относится только к температурному датчику. Преимущества этого обсуждаются со ссылкой на варианты осуществления ниже.

Хотя нет строгой необходимости встраивать блок управления в корпус водонагревателя, это рекомендуется.

Пространство, которое должно отапливаться, необязательно ограничено одной комнатой. Традиционно присутствует, например, в жилых помещениях только один термостат, с помощью которого температура измеряется в одной комнате, и на котором только одна желаемая температура может быть задана. В этих случаях CH-установка, однако, отапливает более чем одну комнату. Хотя температура комнаты, в которой термостат повешен, возможно является температурой, ближайшей к заданной желаемой температуре большую часть времени, тот же термостат используется, чтобы "управлять" температурой в других комнатах. Аналогично, термин "пространство" в настоящем изобретении не должен пониматься как ограниченный одной комнатой. Пространство может содержать одну или более комнат. В некоторых случаях пространство может даже содержать только часть комнаты, например, в случае длинного холла с большой потерей тепла, при этом два конца холла отапливаются собственными радиаторами с собственным контуром управления. Измеренная температура не должна обязательно быть температурой в комнате. В так называемых зависящих от погоды управлениях температурой используется наружный термометр и контроллер прямой связи. Контроллер прямой связи определяет управляющее действие на основе наружной температуры, (предполагаемого) известного результата возмущающего воздействия (наружной температуры) и (предполагаемого) известного результата управляющего действия (срабатывания нагревательного элемента).

В дополнительном варианте осуществления предоставляется водонагреватель, в котором блок ввода/вывода приспособлен принимать рабочие инструкции, по меньшей мере, от одного операционного устройства, соединенного с блоком ввода/вывода, а блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе принятых рабочих инструкций. Рабочие инструкции, на основе которых устройство управляется пользователем, могут, таким образом, быть сформированы удаленно от водонагревателя.

В дополнительном варианте осуществления водонагревателя согласно изобретению блок управления может быть приспособлен сохранять принятые рабочие инструкции в памяти. Программа температур, желательных в течение определенного периода, может, например, таким образом быть сохранена.

Для того, чтобы предотвращать отключение водонагревателя в маловероятном случае прерывания соединения между блоком ввода/вывода и операционным устройством, рекомендуется, чтобы предварительно заданная желаемая температура или предварительно определенная программа для желаемой температуры была сохранена в памяти, и чтобы блок управления был приспособлен к управлению нагревательным элементом на основе, соответственно, предварительно заданной температуры или предварительно определенной программы, когда рабочие инструкции, соответственно, не приняты или не сохранены. Блок управления, таким образом, имеет конфигурируемый алгоритм управления, посредством чего, водонагреватель может функционировать независимо на основе сохраненных стандартных настроек (по умолчанию), хотя конфигурация управления может быть модифицирована через операционное устройство, которое связывается с блоком ввода/вывода.

В конкретном варианте осуществления блок ввода/вывода содержит двухконтактный ввод/вывод для двухсторонней связи с операционным устройством с интегрированным температурным датчиком. Блок ввода/вывода приспособлен отправлять и принимать сообщения через двухконтактный ввод/вывод согласно протоколу, подходящему для двухсторонней связи по двухпроводному соединению и для мультиплексирования сообщений от операционного устройства и температурного датчика. В альтернативном конкретном варианте осуществления блок ввода/вывода приспособлен так, что используются два физически отдельных односторонних соединения. В другом альтернативном конкретном варианте осуществления блок ввода/вывода приспособлен так, что используются два физически отдельных соединения для температурного датчика и операционного устройства. В другом альтернативном конкретном варианте осуществления блок ввода/вывода приспособлен так, что используются три физически отдельных односторонних соединения: одно для ввода сообщений от температурного датчика, одно для ввода сообщений от операционного устройства и одно для вывода сообщений от операционного устройства.

В дополнительном варианте осуществления предоставляется водонагреватель, в котором блок ввода/вывода дополнительно содержит блок сетевой связи для обмена данными по сети. Объединяя блок сетевой связи в блок ввода/вывода, возможно связывать компоненты, такие как, например, температурный датчик или операционное устройство, с блоком управления через сетевое соединение, например, предварительно существующую домашнюю LAN или офисную LAN. Такая LAN предпочтительно основана на протоколах TCP, UDP и IP через Ethernet.

В дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет водонагреватель, дополнительно содержащий веб-сервер, чтобы делать пользовательский интерфейс доступным через блок сетевой связи с целью управления водонагревателем. В еще одном варианте осуществления изобретение предоставляет водонагревательное устройство, в котором пользовательский интерфейс, сделанный доступным посредством веб-сервера, доступен через блок сетевой связи. В еще одном варианте осуществления изобретение предоставляет водонагреватель, в котором пользовательский интерфейс приспособлен предоставлять возможность пользователю выполнять, по меньшей мере, одно из следующих действий: вводить желаемую температуру; вводить программу для желаемой температуры; просматривать измеренную температуру; просматривать информацию о состоянии, относящуюся к водонагревателю; просматривать информацию о техническом обслуживании; просматривать сообщения об ошибках; просматривать эксплуатационные данные; и регулировать водонагреватель. Посредством встроенного веб-сервера возможно осуществлять навигацию на веб-сервер водонагревателя с помощью, например, браузера смартфона. Пользователю затем показывается пользовательский интерфейс, с помощью которого пользователь может управлять или программировать водонагреватель или просматривать информацию. Таким образом, возможно, например, просматривать температуру, измеренную посредством подключенных температурных датчиков, вводить или изменять желаемую температуру для пространства, вводить или изменять программу для изменения температуры в течение дня или недели, задавать или активировать программу выходного дня, считывать информацию о состоянии или информацию о техническом обслуживании.

Очевидным способом предоставления возможности работы через сеть из установки предшествующего уровня было бы предоставление традиционного термостата (с интегрированным температурным датчиком, операционным средством и контроллером) с сетевым интерфейсом и встроенным веб-сервером.

Дополнительный вариант осуществления согласно изобретению предоставляет водонагреватель, в котором блок ввода/вывода содержит устройство беспроводной связи. В конкретном примере устройство связи использует один из WiFi-протоколов. Устройство связи может служить в качестве WiFi-точки доступа. Альтернативно, устройство связи является, однако, WiFi-клиентом, который соединяется с существующей WiFi-точкой доступа. В этой конфигурации водонагреватель формирует часть LAN, с которой WiFi-точка доступа ассоциирована, и температурные датчики и операционные устройства могут быть соединены через существующую LAN с водонагревателем. В других альтернативных вариантах осуществления используется WiFi Ad Hoc или Direct WiFi для соединения температурных датчиков и операционных устройств.

В еще одном варианте осуществления изобретение предоставляет водонагреватель, в котором операционное устройство может быть соединено через устройство беспроводной связи с блоком управления. Операционное устройство не ограничивается здесь специализированными выделенными операционными устройствами, и также могут быть рассмотрены мобильные телефоны со специализированным установленным приложением, мобильные телефоны, которые, как описано выше, устанавливают связь через свой веб-браузер с веб-сервером, встроенным в водонагреватель, и персональные компьютеры, которые устанавливают связь через веб-браузер с веб-сервером.

Изобретение дополнительно предоставляет водонагреватель, в котором: память приспособлена хранить желаемую температуру для двух или более пространств, которые должны отапливаться; и блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе желаемой температуры в двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и измеренной температуры. В этом варианте осуществления блок управления имеет две или более целевых температуры (желаемых температуры) и одну измеренную температуру и одно измеренное значение. Одно измеренное значение может быть температурой в одном из пространств, для которых желаемая температура ставится условием, хотя также возможно, чтобы измеренная температура была другой температурой, такой как, например, внешняя температура в случае зависимого от погоды управления температурой. Также здесь существует две или более целевых температуры. В случае, когда водонагреватель имеет множество независимых контуров горячей воды, и каждая из желаемых температур, по существу, соответствует отдельному контуру горячей воды, тогда относительно легко управлять каждым контуром горячей воды отдельно для того, чтобы реализовывать различные желаемые температуры. Если это не тот случай, блок управления будет должен достигать формы компромисса, например, предоставляя возможность допуска в желаемой температуре, или используя диапазоны желаемых температур вместо желаемых температур. Альтернативно, может быть использовано взвешивание, чтобы указывать предпочтение между желаемыми температурами. Если существует больше желаемых температур, чем измеренных температур, кроме того, необходимо, чтобы блок управления имел возможность оценивать с определенной степенью достоверности фактическую температуру пространств, для которых желаемая температура вводится, но для которых измеренная температура недоступна.

В еще одном варианте осуществления изобретение предоставляет водонагреватель, в котором: блок ввода/вывода приспособлен принимать два или более сигналов, каждый из которых представляет измеренную температуру; и блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе желаемой температуры в пространстве, которое должно отапливаться, или желаемых температур в двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и двух или более измеренных температур. В конкретном варианте осуществления сигналы температур предоставляются блоку ввода/вывода по проводному соединению. В конкретном альтернативном варианте осуществления сигналы температур предоставляются беспроводным образом блоку ввода/вывода. В еще одном конкретном варианте осуществления сигналы температур предоставляются и по проводным, и по беспроводным соединениям.

В дополнительном варианте осуществления предоставляется водонагреватель, в котором: блок управления определяет отклонение между желаемой температурой в пространстве, которое должно отапливаться, или двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и измеренной температурой или температурами и применяет взвешивание к отклонениям с целью управления нагревательным элементом. Это, в частности, рекомендуется, когда существует больше пространств с ассоциированными желаемыми температурами, чем существует независимых контуров горячей воды. Посредством взвешивания возможно отдавать приоритет конкретным желаемым температурам, поскольку фактически реализованные температуры в пространствах с соответствующей температурой не зависят друг от друга.

В еще одном варианте осуществления изобретение предоставляет водонагреватель, дополнительно содержащий элемент уведомления для отправки уведомления через средство связи. Уведомление может, например, содержать сообщение об ошибке. Уведомление, например, содержит сообщение электронной почты или SMS-сообщение.

В варианте осуществления согласно изобретению предоставляется водонагреватель, в котором устройство содержит CH-котел или комбинированный котел.

Дополнительные преимущества и варианты осуществления обсуждаются ниже в данном документе со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 показывает водонагреватель с термостатом согласно предшествующему уровню техники.

Фиг.2 показывает альтернативный водонагреватель с термостатом согласно предшествующему уровню техники.

Фиг.3 показывает водонагреватель согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 показывает дополнительный вариант осуществления водонагревателя согласно настоящему изобретению.

Фиг.5 показывает еще один вариант осуществления водонагревателя согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 показывает альтернативный вариант осуществления водонагревателя согласно настоящему изобретению.

Фиг.7 показывает дополнительный альтернативный вариант осуществления водонагревателя согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 показывает еще один альтернативный вариант осуществления водонагревателя согласно настоящему изобретению.

Фиг.9 - это схематичное представление блока управления и нагревательного элемента водонагревателя на фиг.8.

Фиг.10 - это блок-схема последовательности операций, указывающая то, как водонагреватель управляется.

Водонагреватель 10 (фиг.1) согласно предшествующему уровню техники содержит подающий трубопровод 22 для воды. Вода циркулирует в контуре горячей воды посредством насоса 24. Вода прокачивается через теплообменник 26, где она нагревается. Горячая вода покидает водонагреватель 11 через отверстие 28 для выпуска воды. Вода в теплообменнике 26 нагревается посредством горелки 30. Горелка 30 содержит смесь воздух/газ из смесителя 32 (например, трубки Вентури). Воздух всасывается вентилятором 34 через трубопровод 36 для подачи воздуха и вдувается в смеситель 32. Газ из трубопровода 38 для подачи газа достигает смесителя 32 через газовую пробку 39.

Вентилятор 34 и насос 24 управляются из внешнего термостата 50, расположенного где-нибудь в другом месте. Термостат 50 соединен через кабель 42 с водонагревателем 10. Кабель 42 типично является двухпроводным соединением. Термостат 50 содержит температурный датчик 52, который формирует сигнал контроллеру 54. Контроллер 54 дополнительно соединен с панелью 56 управления. Желаемая температура может быть введена, и программа задается через панель управления. Панель управления, как правило, снабжена экраном отображения, на котором показывается измеренная температура. Экран отображения обычно также показывает информацию с целью облегчения ввода желаемой температуры или программы.

Некоторые водонагреватели 10 предшествующего уровня снабжены двойным трубопроводом, чтобы предоставлять возможность реализации двух контуров горячей воды. Контур 10 горячей воды на фиг. 2 показывает первый трубопровод 22a для подачи воды, в котором вода прокачивается посредством первого насоса 24a, после чего вода идет через первый теплообменник 26a к отверстию 28a для выпуска воды. Первый контур горячей воды, таким образом, снабжается горячей водой. Второй контур горячей воды подает воду во второй трубопровод 22b для подачи воды. Вода прокачивается посредством второго насоса 24b и идет через второй теплообменник 26b ко второму отверстию 28b для выпуска воды. Два отдельных контура горячей воды реализуются таким образом. В ином случае полезно объединять первый и второй теплообменник 26a, 26b в один теплообменник.

Как в водонагревателе 10 на фиг.1, так и в водонагревателе 10 на фиг.2, контроллер температуры расположен в термостате 50. Контроллер определяет отклонение между температурой, измеренной температурным датчиком 52, и желаемой температурой, введенной через панель 56 управления. На основе этого отклонения по кабелю 42 выдается указание о том, что существует потребление тепла и, в случае модулированного сигнала, насколько большим является потребление тепла.

Водонагреватель 100 (фиг.3) согласно настоящему изобретению в значительной степени соответствует водонагревателю 10 предшествующего уровня техники. Вода подается через трубопровод 122 для подачи воды и циркулирует посредством насоса 124. Вода прокачивается через теплообменник 126 к отверстию 128 для выпуска воды. Вода в теплообменнике 126 нагревается посредством горелки 130. Горелка сжигает смесь воздух/газ. Воздух всасывается через трубопровод 136 подачи воздуха посредством вентилятора 134 и вдувается в смеситель 132. Газ движется из трубопровода 138 для подачи газа через газовую пробку 139 в смеситель 132, где он смешивается с воздухом. Контроллер или блок 154 управления, который управляет вентилятором 134 и насосом 124, однако, теперь встроен не в термостат 50, а в сам водонагреватель 100. Этот контроллер 154 содержит память 153, в которой желаемая температура может быть сохранена, и блок 155 ввода/вывода (фиг.9). Корпус 150 соединен через кабель 42 с блоком 155 ввода/вывода контроллера 154 в водонагревателе 100. Корпус 150 больше не содержит контроллер 54, а содержит только температурный датчик 152, который предоставляет сигнал, представляющий температуру. Кроме того, панель 156 управления размещена в корпусе 150. Через эту панель 156 управления может быть введена желаемая температура, которая передается по кабелю 42 контроллеру 154 в водонагревателе 100 и сохраняется в памяти 153. Другие рабочие инструкции, например, время включения и выключения в соответствии с программой, введенной через панель 156 управления, могут передаваться через кабель 42 устройству 154 управления, которое сохраняет их в памяти 153. Две сигнальные линии протянуты в кабеле 42. Они, однако, необязательно являются двумя физически разделенными проводниками. В зависимости от варианта осуществления это может, например, также быть шина данных.

В альтернативном варианте осуществления (фиг.4) существуют даже два температурных датчика 152a, 152b, соединенных с блоком 154 управления в водонагревателе. Первый температурный датчик 152a помещен в том же корпусе 150a, что и панель 156a управления, и соединен с водонагревателем 100 через первый кабель 42a. Второй температурный датчик 152b помещен во втором корпусе 150b и соединен с водонагревателем 100 через второй кабель 42b. В конкретном варианте осуществления первый корпус 150a с первым температурным датчиком 152a расположен в комнате, которая отапливается и температура которой должна быть отрегулирована. Первый температурный датчик измеряет температуру в комнате. Разница от желаемой температуры, заданной через панель 156a управления, также является отклонением, которое должно быть устранено посредством блока 154 управления. Второй корпус 150b со вторым температурным датчиком 152b помещен снаружи. Второй температурный датчик 152b, таким образом, определяет наружную температуру. Контроллер 154, таким образом, использует сигнал от первого температурного датчика 152a, чтобы устранять, посредством обратной связи, отклонения, обнаруженные во внутренней температуре, в то время как контроллер 154 использует сигнал от второго температурного датчика 152b, чтобы заранее реагировать на изменения температуры снаружи посредством прямой связи. В других вариантах осуществления второй температурный датчик 152b, например, также помещен внутри, но в комнате, отличной от температурного датчика 152a. Очень вероятно в этом случае, что также будет необходим другой алгоритм управления.

В другом варианте осуществления (фиг.5) водонагреватель 100 приспособлен снабжать горячей водой два контура горячей воды. Водонагреватель 10 содержит первый трубопровод 122a для подачи воды. Из первого трубопровода 122a для подачи воды вода прокачивается посредством первого насоса 124a через первый теплообменник 126a к первому отверстию 128a для выпуска воды. Эта часть формирует часть первого контура горячей воды. Из второго трубопровода 122b для подачи воды вода прокачивается посредством второго насоса 124b через второй теплообменник 126b ко второму отверстию 128b для выпуска воды. Эта часть формирует часть второго контура горячей воды. В ином случае полезно объединять первый теплообменник 126a и второй теплообменник 126b в один теплообменник с двумя раздельными трубопроводами для подачи воды.

В этом варианте осуществления, как и в предыдущем, два температурных датчика 152a и 152b соединены с водонагревателем. Первый температурный датчик 152a помещен в первом пространстве, которое отапливается с помощью первого контура горячей воды. Второй температурный датчик 152b помещен во втором пространстве, которое отапливается с помощью второго контура горячей воды. Контроллер 154 теперь также имеет два раздельных контура управления. Первый использует температуру, измеренную первым температурным датчиком 152a, и сравнивает ее с первой желаемой температурой, заданной для первого пространства. На основе отклонения этот контур управления управляет насосом 124a первого контура горячей воды (и вентилятором 134). Второй контур управления использует температуру, измеренную вторым температурным датчиком 152b. Она сравнивается со второй желаемой температурой, заданной для второго пространства. Второй насос 124b второго контура горячей воды (и, конечно, вентилятор 134) управляется на основе измеренной и желаемой температуры.

В дополнительном варианте осуществления (фиг.6) связь между вторым температурным датчиком 152b и водонагревателем 100 принимает беспроводную форму, например, через соединение Direct WiFi. Второй корпус 150b снабжен для этой цели передатчиком/приемником 158b WiFi-сети. Водонагреватель 100 также снабжен передатчиком/приемником 168 WiFi-сети. Таким образом, не нужно проводить лишние кабели.

В еще одном варианте осуществления (фиг.7) первый корпус 150a снабжен панелью 156a управления. Панель управления соединена с передатчиком/приемником WiFi-сети, аналогично размещенным в первом корпусе 150a. Через этот передатчик/приемник WiFi-сети панель управления связывается с передатчиком/приемником 168 WiFi-сети в водонагревателе 100. Сообщения, отправленные от панели 156a управления к водонагревателю 100, главным образом, содержат информацию о кнопках, которые были нажаты. Сообщения в противоположном направлении, главным образом, содержат информацию, которая показывается на экране, ассоциированном с панелью 156a управления. В варианте осуществления панель 156a управления является частью специализированного операционного устройства (беспроводного пульта дистанционного управления). В альтернативном варианте осуществления корпус 150a является корпусом мобильного телефона, который запускает специализированное приложение для того, чтобы связываться с водонагревателем 100 через соединение Direct WiFi.

В другом варианте осуществления (фиг.8) водонагреватель 100 снабжен веб-сервером 169. Веб-сервер имеет (беспроводное или проводное) соединение, например, с домашней сетью 210 через сетевую карту. Мобильный телефон или планшетный компьютер 150a (с клавиатурой и экраном 156a) снабжены микросхемой WiFi-сети и связываются беспроводным образом с домашней сетью 210. Адрес веб-сервера 169 посещается через интернет-браузер на мобильном телефоне или планшете 150a. Веб-сервер представляет пользователю мобильного телефона или планшета 150a пользовательский интерфейс для управления водонагревателем 100. Пользователь, например, имеет возможность изменять желаемую температуру, модифицировать программу, просматривать измеренную температуру (посредством температурного датчика 152b), просматривать изменение температуры в течение дня, просматривать информацию о состоянии водонагревателя 100 (например, число часов горения горелки в день) и просматривать сообщения об ошибках. Если домашняя сеть 210 допускает соединения из Интернета, техническому специалисту даже предоставляется возможность обращаться за справкой к веб-серверу 169 через Интернет с помощью его персонального компьютера для того, чтобы ремонтировать неисправности или, например, выполнять онлайн-проверку сгорания.

В еще одном варианте осуществления (фиг.9) веб-сервер, на котором пользовательский интерфейс может быть получен, является внешним сервером, и блок 154 управления связывается с веб-сервером через Интернет 210. Блок 154 управления тогда должен иметь лишь IP-адрес, так что доступ к нему может быть осуществлен через Интернет. Функции, встроенные в водонагреватель 100, ограничены здесь фактическим управлением насосом 124 и вентилятором 134. Предоставляя пользовательский интерфейс на внешнем веб-сервере, он может быть модифицирован простым образом без операций, которые должны быть выполнены для этой цели на водонагревателе 100. Пользовательский интерфейс может, таким образом, быть улучшен и дополнен, когда новые технические варианты становятся доступными. Блок 154 управления на водонагревателе 100, который должен содержать только минимальное аппаратное и программное обеспечение, чтобы иметь возможность выполнять большинство основных функций, даже когда соединение с внешним миром потеряно, может тогда в любой момент быть переконфигурирован, когда пользовательский интерфейс модифицируется.

В этом варианте осуществления блок 154 управления имеет два рабочих режима; первый режим, в котором управление основано на рабочих инструкциях, введенных через пользовательский интерфейс и переданных через Интернет блоку 155 ввода/вывода, и второй режим, в котором управление выполняется на основе желаемой температуры, сохраненной в памяти 153. Это может быть одна температура или предварительно определенная программа температур в определенные моменты времени дня. Первый режим является обычным рабочим режимом, в то время как второй режим является режимом исключения. Этот последний режим служит только для того, чтобы гарантировать непрерывную работу водонагревателя 100 в маловероятном случае, когда операционное устройство 154 не приняло какие-либо рабочие инструкции, например, вследствие сбоя сети, с которой блок 155 ввода/вывода соединен. В обоих режимах фактически измеренная температура, исходящая из температурного датчика 152, применяется в качестве ориентира. Для того, чтобы предоставить возможность реализации обоих рабочих режимов, фактическая часть 157 управления блока 154 управления содержит две операционных программы, которые показаны схематично здесь; обширную нормальную операционную программу 162, которая действует на основе рабочих инструкций, поступающих через блок 155 ввода/вывода, и гораздо более ограниченную аварийную программу 161, которая действует на основе информации, сохраненной в памяти 153.

Фиг.10 показывает схематично то, как блок 154 управления переключается между двумя рабочими режимами. После того как цикл управления начался в блоке 201, выполняется проверка в блоке 202 относительно того, принимает ли блок 155 ввода/вывода сигналы, которые могут содержать рабочие инструкции.

Когда это тот случай, эти инструкции считываются в блоке 203 и, среди другой информации, значение T_gew желаемой температуры получается из них. Измеренная температура T затем считывается в блоке 205. Эта измеренная температура затем сравнивается в блоке 206 с желаемой температурой T_gew. Если из этого сравнения следует, что желаемая температура была достигнута, блоку управления не нужно предпринимать какое-либо дополнительное управляющее действие, и программа возвращается к проверке присутствия входных сигналов в блоке 202. Если, с другой стороны, из сравнения температур в блоке 206 следует, что требуется управляющее действие, управляющие сигналы для насоса 124 и вентилятора 134 формируются в блоке 207. Программа затем возвращается к блоку 202.

Когда определяется в блоке 202, что блок 155 ввода/вывода не принимает (или не принял) какие-либо рабочие инструкции, выполняется переключение на аварийную программу. Желаемое значение температуры T_gew, которое сохранено в памяти 153, в этом случае считывается в блоке 204. Программа затем продолжает считывать измеренную температуру в блоке 205. Все дополнительные этапы программы идентичны этапам, предпринимаемым, когда входной сигнал обнаружен.

Таким образом, можно оптимально использовать возможности Интернета или других внешних ресурсов для того, чтобы делать доступной дружественную для пользователя работу с большим числом вариантов без необходимости выполнять обширную модификацию технического обеспечения для этой цели в водонагревателе. Кроме того, всегда гарантируется эксплуатационная надежность водонагревателя, таким образом, даже когда средство связи отказывает.

Описанные варианты осуществления и варианты осуществления, показанные на чертежах, являются только примерными вариантами осуществления посредством иллюстрации изобретения. Изобретение не ограничено этими вариантами осуществления. Специалисту в области техники будет понятно, что многие вариации и модификации в показанных вариантах осуществления возможны в рамках изобретения. Вместо сохранения желаемой температуры, в памяти блока управления также может быть сохранен другой параметр управления, например, таблица с моментами времени включения/выключения. Блок ввода/вывода тогда должен принимать сигнал времени вместо сигнала температуры. Таким образом, также возможно без проблем объединять признаки различных вариантов осуществления, чтобы формировать новые варианты осуществления без отступления от изобретения. Показанные варианты осуществления, следовательно, не являются ограничивающими для области желаемой защиты. Область защиты определена исключительно последующей формулой изобретения.

Настоящее изобретение относится к водонагревателю, содержащему нагревательный элемент и блок управления. Водонагреватель с удаленным термостатом содержит нагревательный элемент; блок ввода/вывода для приема сигнала, представляющего измеренную температуру; и блок управления нагревательным элементом на основе желаемой температуры и измеренной температуры, причем блок управления содержит память для хранения желаемой температуры пространства, которое должно отапливаться, и содержит блок ввода/вывода. При этом удаленный термостат содержит: корпус; температурный датчик, который обеспечивает сигнал, представляющий температуру; панель управления для ввода желаемой температуры, которая передается в блок управления, причем блок управления, на который передается желаемая температура и который сконфигурирован для определения управляющего действия для возбуждения нагревательного элемента, включен в корпус водонагревателя. Техническим результатом является возможность управлять заявленной системой множеством удаленных термостатов, а также упрощение конструкции термостата. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Водонагреватель (100) с по меньшей мере одним удаленным термостатом, содержащий:

нагревательный элемент для нагрева воды;

блок ввода/вывода, приспособленный для приема сигнала, представляющего измеренную температуру; и

блок (154) управления для управления нагревательным элементом на основе желаемой температуры и измеренной температуры, причем блок (154) управления содержит память (153) для хранения желаемой температуры пространства, которое должно отапливаться, и содержит блок (155) ввода/вывода блока управления;

при этом

по меньшей мере один удаленный термостат содержит:

корпус (150);

температурный датчик (152), который обеспечивает сигнал представляющий температуру; панель (156) управления посредством которой вводят желаемую температуру, которая передается в блок (154) управления,

причем блок (154) управления, на который передается желаемая температура и который сконфигурирован для определения управляющего действия для возбуждения нагревательного элемента, включен в корпус водонагревателя (100).

2. Водонагреватель по п. 1, в котором блок ввода/вывода приспособлен принимать рабочие инструкции по меньшей мере от одного операционного устройства, соединенного с блоком ввода/вывода, и блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе принятых рабочих инструкций.

3. Водонагреватель по п. 2, в котором блок управления приспособлен сохранять принятые рабочие инструкции в памяти.

4. Водонагреватель по п. 2 или 3, в котором предварительно заданная желаемая температура или предварительно определенная программа для желаемой температуры сохраняется в памяти, и при этом блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе, соответственно, предварительно заданной температуры или предварительно определенной программы, когда рабочие инструкции, соответственно, не были приняты или сохранены.

5. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, в котором блок ввода/вывода дополнительно содержит блок сетевой связи для обмена данными по сети.

6. Водонагреватель по п. 5, дополнительно содержащий веб-сервер, выполненный с возможностью представления доступа к пользовательскому интерфейсу через блок сетевой связи с целью управления водонагревателем.

7. Водонагреватель по п. 6, при этом пользовательский интерфейс, доступный посредством веб-сервера, доступен через блок сетевой связи.

8. Водонагреватель по п. 6 или 7, при этом пользовательский интерфейс приспособлен предоставлять пользователю возможность выполнять по меньшей мере одно из следующих действий:

- ввод желаемой температуры;

- ввод программы для желаемой температуры;

- просмотр измеренной температуры;

- просмотр информации о состоянии, относящейся к водонагревателю;

- просмотр информации об обслуживании;

- просмотр сообщений об ошибках;

- просмотр эксплуатационных данных; и

- регулировка водонагревателя.

9. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, при этом блок ввода/вывода содержит устройство беспроводной связи.

10. Водонагреватель по п. 9, в котором операционное устройство может быть соединено через устройство беспроводной связи с блоком управления.

11. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, в котором:

память приспособлена хранить желаемую температуру для двух или более пространств, которые должны отапливаться; и

блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе желаемой температуры в двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и измеренной температуры.

12. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, в котором:

блок ввода/вывода приспособлен принимать два или более сигналов, каждый из которых представляет измеренную температуру; и

блок управления приспособлен управлять нагревательным элементом на основе желаемой температуры в пространстве, которое должно отапливаться, или желаемых температур в двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и двух или более измеренных температур.

13. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, в котором:

блок управления определяет отклонение между желаемой температурой в пространстве, которое должно отапливаться, или двух или более пространствах, которые должны отапливаться, и измеренной температурой или температурами и применяет взвешивание к отклонениям с целью управления нагревательным элементом.

14. Водонагреватель по п. 9, дополнительно содержащий элемент уведомления для отправки уведомления через устройство беспроводной связи.

15. Водонагреватель по любому из предшествующих пунктов, в котором водонагреватель представляет собой СН-котел или комбинированный котел.