Способ управления нагревательным прибором, включающим по меньшей мере один датчик со2 и один детектор отсутствия/присутствия, и связанный с ним нагревательный прибор

Изобретение относится к способу управления нагревательным прибором. Нагревательный прибор (1) содержит по меньшей мере один датчик CO₂ (2) и один детектор (3) отсутствия/присутствия, а также нагревательный блок (5). Способ управления нагревательным прибором включает в себя следующие этапы: периодический опрос по меньшей мере одного датчика CO₂ (2) или детектора (3) отсутствия/присутствия, относящийся к выявлению присутствия пользователя (пользователей), и приведение в действие нагревательного блока (5), если по меньшей мере датчик CO₂ (2) или детектор (3) отсутствия/присутствия выявляет присутствие пользователя (пользователей). В результате достигается более надежное выявление пользователя (пользователей) нагревательного прибора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу управления нагревательными приборами, и в частности, к способу управления нагревательным прибором, содержащим, по меньшей мере, один датчик CO₂ (диоксида углерода) и один детектор отсутствия/присутствия, и связанный со способом нагревательный прибор.

Нагревательные приборы с эффектом Джоуля в большинстве случаев способны выявлять присутствие пользователя (пользователей) в помещении, в котором они установлены. Обнаружение присутствия пользователя (пользователей) обычно осуществляется при помощи данных, отправленных детектором отсутствия/присутствия, как правило, инфракрасным детектором отсутствия/присутствия.

Такое решение является удачным, но не всегда эффективным и иногда ошибочным, как в случае с пользователем, присутствующем в помещении, но находящимся за пределами поля зрения детектора отсутствия/присутствия. Кроме того, если препятствие, например, предмет мебели, находится непосредственно перед нагревательным прибором, выявление присутствия пользователя (пользователей) при помощи детектора отсутствия/присутствия становится невозможным. В этом случае, детектор отсутствия/присутствия, огражденный препятствием, не сможет выявить присутствие одного или нескольких пользователей в помещении, в котором установлен нагревательный прибор.

Настоящее изобретение направлено на исправление недостатков предшествующего уровня техники за счет разработки способа управления нагревательным прибором, содержащим, по меньшей мере, один датчик CO₂ и один детектор отсутствия/присутствия, способ заключается, кроме того, в том, чтобы привести в действие нагревательный блок нагревательного прибора, если хотя бы один, датчик CO₂ или детектор отсутствия/присутствия, выявляет присутствие пользователя (пользователей), что обеспечивает более надежное выявление присутствия пользователя (пользователей) нагревательного прибора.

Разумеется, воздействие на нагревательный блок во время выявления присутствия может изменяться: например, если уже работает отопление или если оно выключено за ненадобностью в это время года, то факт выявления присутствия не повлияет на работу нагревательного блока в период времени до выявления и после выявления. Однако если отопление не работало до момента выявления присутствия, но в нем есть необходимость, выявление присутствия приведет к включению нагревательного блока для подачи тепла. Во всех случаях, модуль управления будет устанавливать действие нагревательного блока в зависимости от заданных значений/программ/инструкций.

Настоящее изобретение относится к нагревательному прибору, содержащему модуль управления, сконфигурированный для реализации способа, согласно настоящему изобретению.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является способ управления нагревательным прибором, содержащим по меньшей мере один датчик CO₂ и один детектор отсутствия/присутствия, который, кроме этого, дополнительно содержит модуль управления и нагревательный блок. Данный способ управления отличается осуществлением следующих этапов: периодический опрос по меньшей мере одного датчика CO₂ и одного детектора отсутствия/присутствия, относящийся к выявлению присутствия пользователя (пользователей); и приведение в действие нагревательного блока, если, по меньшей мере, датчик CO₂ или детектор отсутствия/присутствия, выявляет присутствие пользователя (пользователей).

Таким образом, сочетание, по меньшей мере, одного детектора отсутствия/присутствия и одного датчика CO₂ позволяет обеспечить надежность при выявлении присутствия пользователя (пользователей).

Период опроса по меньшей мере одного датчика CO₂ и одного детектора отсутствия/присутствия составляет преимущественно 10-600 секунд.

Если препятствие, такое как предмет мебели, находится перед нагревательным прибором, и детектор отсутствия/присутствия не может выявить присутствие пользователя (пользователей), так как препятствие перекрывает поле зрения детектора отсутствия/присутствия, измерение уровня CO₂, как минимум, одним датчиком CO₂ способствует, таким образом, выявлению присутствия пользователя (пользователей). Действительно, приращение уровня CO₂ позволяет выявить присутствие пользователя (пользователей) в помещении, если препятствие находится непосредственно перед детектором отсутствия/присутствия.

Если перед детектором отсутствия/присутствия не находится ни какого препятствия, нагревательный блок приводится в действие, как только один из типов датчиков выявляет присутствие пользователя (пользователей), с целью повышения комфорта для одного или нескольких пользователей. Таким образом, если, по меньшей мере, один пользователь находится в поле зрения детектора отсутствия/присутствия, детектор отсутствия/присутствия выявит присутствие пользователя (пользователей) первым, до выявления датчиком CO₂; а если хотя бы один пользователь находится в помещении, но не в пределах поля зрения детектора отсутствия/присутствия, датчик CO₂ выявит присутствие данного пользователя (пользователей) до его выявления детектором отсутствия/присутствия.

В случае если ни один из датчиков не выявит присутствия пользователя (пользователей), нагревательный блок, в целях экономии энергии, в действие не приводится.

Что касается выявления присутствия хотя бы одним датчиком CO₂, то оно может быть обеспечено измерением уровня CO₂, поскольку если человек входит в помещение, он выделяет CO₂, вследствие чего концентрация углекислого газа постоянно повышается до стабилизации. Таким образом являются доступными дополнительные данные, позволяющие сделать более надежным выявление, осуществляемое при использовании детектора отсутствия/присутствия, выполненного в виде датчика движения.

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере один датчик CO₂ выявляет присутствие пользователя (пользователей), если скорость приращения уровня CO₂, измеренного, по меньшей мере, одним датчиком CO₂ превышает пороговое значение S1 приращения уровня CO₂.

Таким образом, скорость приращения уровня CO₂ используется для выявления присутствия пользователя (пользователей) в помещении, в котором установлен нагревательный прибор.

Как только скорость приращения уровня CO₂ становится выше порогового значения S1, нагревательный блок нагревательного прибора запускается; если значения скорости приращения уровня CO₂ ниже, чем пороговое значение S1, колебания уровня CO₂ являются обычными для повседневной жизни.

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, пороговое значение S1 приращения уровня CO₂ составляет 0,5-20 ppm предпочтительно, 1 ppm в минуту.

Таким образом, когда скорость приращения уровня CO₂ превышает 1 ppm в минуту, можно считать, что приращение является достаточно существенным и быстрым для того, чтобы сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере, один датчик CO₂ выявляет присутствие пользователя (пользователей), если уровень CO₂, измеренный, по меньшей мере, одним датчиком CO₂ стабилизируется на значении, превышающем пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂.

Следовательно, если скорость приращения уровня CO₂ ниже порогового значения S1, но уровень CO₂ стабилизируется на значении, превышающем пороговое значение S2, можно сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

Если уровень CO₂ стабилизируется на значении, ниже порогового значения S2, предполагается, что уровень CO₂ является обычным для повседневной жизни, и выявления присутствия пользователя (пользователей) не происходит.

Нагревательный блок действует, пока значение стабилизации уровня CO₂ превышает пороговое значение S2, с целью обеспечения комфортных условий для пользователя.

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂ составляет 200-1000 ppm, предпочтительно - 800 ppm.

Пороговое значение 800 ppm устанавливается по умолчанию, но может быть успешно увеличено в зависимости от изменений, происходящих в помещении или во всем жилище, включающем помещение.

Отклонения от порогового значения 800 ppm могут быть внесены, например, по причине расчета среднего значения самых протяженных периодов стабилизации за 20 дней значения.

Данное среднее значение корректируется путем умножения на коэффициент запаса прочности ¾, из которого вычитается уровень CO₂ на уровне пола, а именно, 350 ppm.

В обобщенном виде зависимость выглядит следующим образом:

¾* (Среднее значение за 20 дней) - 350 ppm.

Пороговое значение, уточненное согласно данному расчету, позволяет лучше осуществлять выявление с использованием датчика CO₂.

Таким образом, когда значение стабилизации уровня CO₂ превышает 800 ppm, можно считать, что данное значение является достаточно существенным, чтобы сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

Также предметом настоящего изобретения является нагревательный прибор, включающий, по меньшей мере, один датчик CO₂ и один детектор отсутствия/присутствия, который, кроме этого, дополнительно имеет нагревательный блок и модуль управления. Нагревательный прибор отличается тем, что модуль управления разработан для реализации способа, описанного выше.

Таким образом, сочетание, по меньшей мере, одного детектора отсутствия/присутствия и одного датчика CO₂ позволяет обеспечить надежность выявления присутствия пользователя (пользователей) нагревательного прибора; нагревательный блок приводится в действие, если один из двух типов датчиков выявляет присутствие пользователя (пользователей).

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере, один датчик CO₂ является, как минимум, одним из инфракрасных, акустических или фотометрических датчиков CO₂.

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, по меньшей мере один детектор отсутствия/присутствия является, как минимум, одним из следующих датчиков: инфракрасный датчик движения, ультразвуковой датчик движения, звуковой датчик, или представляет собой комбинацию этих датчиков.

В соответствии с частным идентификационным признаком изобретения, нагревательный блок является, по меньшей мере, одним из конвекционных блоков, таких как нагревательные блоки из чугуна или алюминия, и радиационных блоков нагрева, таких как теплопередающая пленка, приклеенная к внутренней стенке передней части нагревательного прибора.

Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения, модуль управления реализован в аналоговом виде (в виде аналогового блока).

Так, модуль управления может быть реализован в виде блока аналоговой обработки, содержащего дискретные электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и/или транзисторы, расположенные на электронной карте.

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

Так, модуль управления может быть реализован в виде микроконтроллера либо любого другого блока цифровой обработки, содержащим, по меньшей мере, одно из следующих устройств: процессор, микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов (DSP) либо программируемый логический компонент типа программируемой матрицы (FPGA), либо компонент специфического применения (ASIC) и память.

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

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

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

На фигурах:

Фиг. 1: Принципиальная схема нагревательного прибора в соответствии с настоящим изобретением; и

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

При рассмотрении фиг. 1, можно увидеть, что на ней представлен нагревательный прибор 1, соответствующий настоящему изобретению.

Нагревательный прибор 1 содержит датчик 2 CO₂ и детектор 3 отсутствия/присутствия.

Необходимо отметить, что, не выходя за рамки настоящего изобретения, нагревательный прибор 1 может также содержать несколько датчиков 2 CO₂ и/или несколько детекторов 3 отсутствия/присутствия.

Нагревательный прибор 1 состоит, кроме того, из модуля управления 4 и нагревательного блока 5; модуль управления 4 соединен проводным и/или беспроводным способом с датчиком 2 CO₂, детектором 3 отсутствия/присутствия и с нагревательным блоком 5.

Датчик 2 CO₂ (углекислого газа) является одним из инфракрасных, акустических или фотометрических датчиков CO₂.

Детектор 3 отсутствия/присутствия является одним из следующих датчиков: инфракрасный датчик движения, ультразвуковой датчик движения, звуковой датчик, или представляет собой комбинацию этих датчиков.

Нагревательный блок 5 является, по меньшей мере, одним из конвекционных блоков, таких как нагревательные блоки из чугуна или алюминия, и радиационных блоков нагрева, таких как теплопередающая пленка, приклеенная к внутренней стенке передней части нагревательного прибора.

Модуль управления 4 разработан для осуществления способа управления нагревательным прибором 1, позволяющего привести в действие нагревательный блок 5, когда, по меньшей мере, один, датчик 2 CO₂ или детектор 3 отсутствия/присутствия, выявляет присутствие пользователя (пользователей); вышеупомянутый способ управления показан более детально на фиг. 2.

Таким образом, сочетание детектора отсутствия/присутствия и датчика CO₂ позволяет обеспечить надежность при выявлении присутствия пользователя (пользователей).

Следует отметить, что модуль управления 4 может быть выполнен управляющим мощностью нагрева нагревательного блока 5 в зависимости от температуры, измеренной с использованием датчика температуры нагревательного прибора (не представленного на фиг. 1), не выходя за рамки настоящего изобретения.

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

Необходимо отметить, что модуль управления 4 может быть также выполнен цифровым с использованием любого другого блока цифровой обработки, содержащего, по меньшей мере, одно из следующих устройств: процессор, микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов (DSP) либо программируемый логический компонент типа программируемой матрицы (FPGA), либо компонент специфического применения (ASIC) и память.

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

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

Способ управления нагревательным прибором 1 включает в себя следующие этапы:

- периодический опрос 100 датчика 2 CO₂ и детектора 3 отсутствия/присутствия нагревательного прибора 1, относящийся к выявлению присутствия пользователя (пользователей); и

- приведение в действие 200 нагревательного блока 5 нагревательного прибора 1, если хотя бы один, датчик 2 CO₂ или детектор 3 отсутствия/присутствия, выявляет присутствие пользователя (пользователей).

Таким образом, выявление присутствия пользователя (пользователей) становится более надежным.

Период опроса датчика 2 CO₂ и детектора 3 отсутствия/присутствия составляет преимущественно 10-600 секунд.

Таким образом, если препятствие, такое как предмет мебели, находится перед детектором 3 отсутствия/присутствия нагревательного прибора 1, и детектор 3 отсутствия/присутствия не может больше выявлять присутствие пользователя (пользователей), измерение уровня CO₂ с использованием датчика CO₂ способствует выявлению присутствия пользователя (пользователей). Действительно, приращение уровня CO₂ позволяет выявить присутствие пользователя (пользователей) в помещении, в котором установлен нагревательный прибор 1.

Если перед детектором 3 отсутствия/присутствия не находится ни какого препятствия, нагревательный блок 5 приводится в действие, как только один из типов датчиков, 2 или 3, выявляет присутствие пользователя (пользователей), с целью повышения комфорта для одного или нескольких пользователей, находящихся в помещении. Таким образом, если хотя бы один пользователь находится в поле зрения детектора 3 отсутствия/присутствия, детектор 3 отсутствия/присутствия выявит присутствие пользователя (пользователей) первым, до датчика 2 CO₂; а если хотя бы один пользователь находится в помещении, но не в пределах поля зрения детектора 3 отсутствия/присутствия, датчик 2 CO₂ выявит присутствие данного пользователя (пользователей) до его выявления детектором 3 отсутствия/присутствия.

Обнаружение присутствия датчиком 2 CO₂ обеспечивается путем измерения уровня CO₂. Действительно, как только человек входит в помещение, он выделяет CO₂ таким образом, концентрация CO₂ постоянно увеличивается, до стабилизации. Следовательно, мы получаем дополнительные данные, позволяющие сделать более надежным выявление (распознавание) с использованием детектора 3 отсутствия/присутствия, типа датчика движения.

Датчик 2 CO₂ выявляет (распознает) присутствие пользователя (пользователей), когда скорость приращения уровня CO₂, измеренная датчиком 2 CO₂, превышает пороговое значение S1 приращения уровня CO₂.

Как только скорость приращения уровня CO₂ становится выше порогового значения S1, модуль управления 4 приводит в действие нагревательный блок 5 нагревательного прибора 1; если значения скорости приращения уровня CO₂ ниже, чем пороговое значение S1, колебания уровня CO₂ являются обычными для повседневной жизни.

Пороговое значение S1 приращения уровня CO₂ преимущественно составляет 1 ppm в минуту.

Таким образом, когда скорость приращения уровня CO₂ превышает 1 ppm в минуту, можно считать, что приращение является существенным и быстрым, чтобы сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

Следует отметить, что, не выходя за рамки настоящего изобретения, пороговое значение S1 также может быть в пределах 0,5-20 ppm в минуту.

Датчик 2 CO₂ также выявляет присутствие пользователя (пользователей), когда уровень CO₂, измеренный датчиком 2 CO₂, стабилизируется на значении, превышающем пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂.

Следовательно, если скорость приращения уровня CO₂ ниже порогового значения S1, но уровень CO₂ стабилизируется на значении, превышающем пороговое значение S2, можно сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

Если уровень CO₂ стабилизируется на значении, ниже порогового значения S2, предполагается, что уровень CO₂ является обычным для повседневной жизни, и выявления присутствия пользователя (пользователей) не происходит.

Пока значение стабилизации уровня CO₂ превышает пороговое значение S2, модуль управления 4 приводит в действие нагревательный блок 5 с целью обеспечения комфортных условий для пользователя.

Пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂ преимущественно составляет 800 ppm.

Таким образом, когда значение стабилизации уровня CO₂ превышает 800 ppm, можно считать, что данное значение является достаточно существенным, чтобы сделать заключение о присутствии пользователя (пользователей).

Следует отметить, что можно увеличить пороговое значение S2 до 200-1000 ppm, в зависимости от выбранного закона, но, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Обнаружение присутствия пользователя (пользователей) путем стабилизации уровня CO₂ осуществляется преимущественно после стабилизации уровня CO₂ в течение 10 периодов опроса, предпочтительно приблизительно в течение 10 мин.

1. Способ управления нагревательным прибором (1), содержащим по меньшей мере один датчик (2) CO₂ и один детектор (3) отсутствия/присутствия, где нагревательный прибор (1), кроме того, содержит модуль управления (4) и нагревательный блок (5), отличающийся тем, что способ управления включает в себя следующие этапы:

периодический опрос (100) по меньшей мере одного датчика (2) CO₂ или детектора (3) отсутствия/присутствия, касающийся выявления присутствия пользователя (пользователей); и

приведение в действие (200) нагревательного блока (5), если по меньшей мере датчик (2) CO₂ или детектор (3) отсутствия/присутствия выявляет присутствие пользователя (пользователей).

2. Способ управления согласно п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (2) CO₂ выявляет присутствие пользователя (пользователей), когда скорость приращения уровня CO₂, измеренного как минимум одним датчиком (2) CO₂, превышает пороговое значение S1 приращения уровня CO₂.

3. Способ управления согласно п. 2, отличающийся тем, что пороговое значение S1 приращения уровня CO₂ составляет 0,5-20 ppm в минуту, предпочтительно 1 ppm в минуту.

4. Способ управления согласно п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (2) CO₂ выявляет присутствие пользователя (пользователей), когда уровень CO₂, измеренный по меньшей мере одним датчиком (2) CO₂, стабилизируется на значении, превышающем пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂.

5. Способ управления согласно п. 4, отличающийся тем, что пороговое значение S2 стабилизации уровня CO₂ составляет 200-1000 ppm, предпочтительно 800 ppm.

6. Нагревательный прибор (1), содержащий по меньшей мере один датчик (2) CO₂ и один детектор (3) отсутствия/присутствия, нагревательный прибор (1), содержит, кроме того, нагревательный блок (5) и модуль управления (4), отличающийся тем, что модуль управления (4) выполнен реализующим способ согласно одному из пп. 1-5.

7. Нагревательный прибор (1) согласно п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (2) CO₂ является как минимум одним из инфракрасных, акустических или фотометрических датчиков CO₂.

8. Нагревательный прибор (1) согласно п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один детектор (3) отсутствия/присутствия является как минимум одним из следующих датчиков: инфракрасный датчик движения, ультразвуковой датчик движения, звуковой датчик, или представляет собой комбинацию этих датчиков.

9. Нагревательный прибор (1) согласно п. 6, отличающийся тем, что нагревательный блок (5) является по меньшей мере одним из блоков конвекционного нагрева или радиационного нагрева.

10. Нагревательный прибор согласно п. 6, отличающийся тем, что модуль управления (4) реализован в аналоговом виде.

11. Нагревательный прибор согласно п. 6, отличающийся тем, что модуль управления (4) реализован в цифровом виде.