RS58968B1 - Podno grejanje - Google Patents

Description

Opis

TEHNIČKA OBLAST

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na podno grejanje, koje može da se priključi na prvi izvor električne energije, grejnim provodnim uređajem, prvim grejnim kolom i prvim stepenom napajanja, u svakom slučaju drugim grejnim kolom sa drugim stepenom napajanja i/ili daljim grejnim kolima sa daljim stepenima napajanja, jedinicom za podešavanje grejanja na zadatu temperaturu, temperaturnim senzorom za merenje stvarne temperature, uređajem za aktiviranje provodnog uređaja u zavisnosti od odgovarajućih vrednosti zadate i stvarne temperature, pri čemu je jedan jedini regulacioni uređaj snabdeven regulacionim modulom kao višestepeni regulator, i povezan između prvog izvora napajanja i grejača, pri čemu jedinica za podešavanje temperature grejanja i temperaturni senzor šalju signale regulacionom uređaju, a regulacioni modul u zavisnosti od razlike između zadate i stvarne vrednosti aktivira ili deaktivira jedan ili nekoliko stepena napajanja grejnih kola, pojedinačno ili kombinovano.

STANJE TEHNIKE

[0002] Pored toplovodnih sistema za grejanje koriste se i uređaji za površinsko grejanje koji rade na električni pogon. Pritom se otporni kablovi sa ugrađenim grejnim elementom postavljaju ispod, u ili na podnu oblogu. Zbog niske visine građevine takvi električni uređaji za provođenje toplote mogu da se postave direktno ispod podne obloge. Zbog relativno malog prečnika grejnih kablova, oni se mogu polagati u lepljivu podlogu pločica, a čak se mogu stavljati ispod laminata. Pod dovodom napona grejnog provodnika isti ispušta toplotu. Regulacioni uređaj, koji je povezan sa senzorima za detektovanje temperature okoline, reguliše grejanje pomoću grejnog elementa koji nakon pada ispod unapred određene temperature dovodi napon, a pri prekoračenju prethodno određene temperature isključuje dovod napona. Čim se određena temperatura ponovo spusti, grejni element se ponovo aktivira.

[0003] Iz EP 2 530 389 A2 je poznat uređaj za površinsko grejanje na električni pogon navedenog tipa. Ovaj dokument se odnosi na električni površinski grejni uređaj za unutrašnje i/ili spoljašnje, posebno podno grejanje sa uređajem za provođenje toplote sa najmanje jednim hladnim priključkom sa električno provodljivim, izolovanim spojnim vodom i segmentom za provođenje toplote sa grejnim elementom sa električno provodljivim, izolovanim grejnim priključnim vodom, koji pod naponom daje fiksnu veličinu grejne snage, sklopni uređaj za uključivanje ili isključivanje napona provodnika toplote, regulacionog uređaja za provođenje toplote da bi se postigla željena podešena temperatura okoline i priključak za uređaj za provođenje toplote radi povezivanja sa izvorom napona, pri čemu je ovaj električni grejni uređaj karakterističan po tome što grejni element ima najmanje dva ili više grejnih provodnika, dok je sklopni uređaj konstruisan tako da se provodnici za grejanje pojedinačno ili u unapred određenom broju mogu kombinovati ili istovremeno zajedno u unapred određenom vremenskom intervalu napajati strujom. Ovakav uređaj za površinsko grejanje može da radi u režimu uštede energije, prilagođavajući se varijabilno odgovarajućim temperaturnim uslovima, ekonomično proizveden i postavljen uobičajenom instalacijskom tehnologijom.

[0004] Dalje, poznat je uređaj za površinsko grejanje, kod koga se koriste grejni provodnici sa različitim vrednostima otpora i prema tome vrednostima napajanja, pri čemu se svakom grejnom žicom može odvojeno upravljati. Pritom se koristi centralni termostat, koji kontroliše stepen grejanja i pomoću kojeg se može podesiti osnovna temperatura. Pored toga, postoje i drugi individualni termostati koji se mogu odvojeno aktivirati i koji aktiviraju dalje stepene napajanja unutar grejnog elementa. Međutim, takav grejač nije optimalan u smislu energetske efikasnosti, skup je i manje pogodan za korisnika.

[0005] U US 2007/158501 A1 opisano je podno grejanje za pod u avionu, pri čemu se pod sastoji od pojedinačnih panela, od kojih svaki ima 3 grejna kola. Unutar panela je priključena kontrolna jedinica, koja je povezana sa prekidačem preko kojeg se može aktivirati jedan ili više grejnih elemenata grejnog kola. Može postojati glavna kontrolna jedinica koja komunicira sa kontrolnom jedinicom integrisanom u svaki panel. Postojeći senzori temperature komuniciraju sa kontrolnom jedinicom. Pomoću ovakve izrade odgovarajući temperaturni uslovi mogu se prilagoditi u različitim područjima poda.

PREZENTACIJA PRONALASKA

[0006] Pošavši od navedenog stanja tehnike, pronalazak se bazira na zadatku, odnosno tehničkom problemu da se utvrdi podno grejanje gore pomenutog tipa, koji održava prednosti navedene u stanju tehnike i povrh toga ima poboljšanu energetsku efikasnost i time ekonomično grejanje koji se može postići jednostavnom i dokazanom tehnikom polaganja, koja se može ekonomično izvesti i koja osigurava trajno pouzdanu funkciju. Još jedan cilj sastoji se u tome da se uključe alternativni izvori energije za podno grejanje pomenutog tipa i istovremeno - pored jednostavne montaže - omogući visoka energetska efikasnost, obezbedi ekonomična upotreba, da se koristi promenljivo i da se omogući trajno pouzdana funkcionalnost.

[0007] Električno podno grejanje prema pronalasku je dato karakteristikama nezavisnog patentnog zahteva 1. Povoljne realizacije i dalji razvoj su predmet zahteva koji zavise direktno ili indirektno od nezavisnog patentnog zahteva 1.

[0008] Prema ovom pronalasku, električno podno grejanje gore pomenutog tipa karakteriše činjenica da je regulacioni modul konstruisan kao PI regulacioni modul, koji u zavisnosti od regulacionog odstupanja, tj. razlike između zadate i stvarne temperature izračunava kontrolnu vrednost koja svojom P-komponentom zavisi od veličine, a svojom I-komponentom od trajanja regulacionog odstupanja i shodno tome kontroliše pojedinačna grejna kola, a na regulacioni uređaj dodatno se može prebaciti drugi izvor električne energije za stepene napajanja grejnih kola, prvi izvor energije je uobičajena električna mreža, a drugi izvor energije je dizajniran kao individualni alternativni izvor energije, kao što je, na primer, fotonaponski sistem ili vetroturbina, a logička sklopna jedinica je povezana između drugog izvora energije i regulacionog uređaja, koja daje regulacionom uređaju kontrolni signal koji se odnosi na odgovarajuću trenutnu proizvodnju energije drugog energetskog izvora oslobađajući pri dovoljnoj proizvodnji energije drugi izvor energije za snabdevanje energijom uređaja za provođenje toplote.

[0009] Time što se za sva grejna kola koristi jedan regulacioni uređaj, izbegava se složena, skupa i komplikovana instalacija nekoliko termometara, kao u prethodnoj tehnici, a ceo grejač ima visoku energetsku efikasnost.

[0010] Ovakvim upravljanjem, grejni učinak se postepeno smanjuje pri približavanju zadatoj temperaturi i na taj način izbegava prekoračenje podne temperature preko zadate vrednosti. To znači uštedu energije i efikasno korišćenje električne energije, kao i veću ekonomičnost pored povećanja komfora u pogledu korisnika.

[0011] Stepeni učinka grejnih kola mogu imati jednaki grejni učinak ili različite grejne učinke. Posebno je ova druga varijanta naročito efikasna u odnosu na regulacionu karakteristiku PI regulacionog modula i za posledici ima veliku efikasnost.

[0012] Posebno za korišćenje podesna varijanta izrade, koja pouzdano osigurava trajno pouzdanu funkcionalnost u režimu rada odlikuje se time što postoji jedinica za promenu režima rada koja komunicira sa regulacionim uređajem i pomoću koje se sledeći režimi rada mogu podešavati preko regulacionog uređaja:

1. režim – napajanje energijom uređaja za provođenje toplote sa njegovim stepenima učinka preko prvog izvora energije,

2. režim – napajanje energijom uređaja za provođenje toplote sa njegovim stepenima učinka preko drugog izvora energije,

3. režim – napajanje energijom uređaja za provođenje toplote sa njegovim stepenima učinka kombinacijom prvog i drugog izvora energije.

[0013] Ako korisnik odluči da koristi samo alternativni izvor energije za potrebe grejanja, posebna prednost izrade grejnog uređaja prema pronalasku pokazuje se u tome što je regulacioni uređaj konstruisan tako da se samo pri postojanju pozitivnog signala logičke jedinice i aktiviranjem drugog stanja, aktivira uređaj za provođenje toplote, inače je uređaj za provođenje toplote deaktiviran.

[0014] Poželjan razvoj, koji povećava jednostavnost upotrebe i primenjuje bezbednosne propise koji se moraju poštovati, karakteriše se time što se četvrto stanje, zaštita od mržnjenja može podesiti jedinicom za promenu režima rada, pri čemu regulacioni uređaj aktivira uređaj za provođenje toplote prilikom pada ispod unapred određene temperature bez obzira na podešeno radno stanje drugog izvora napajanja.

[0015] Posebno jednostavna za primenu u pogledu konstrukcije, takođe i u praksi potvrđena tehnologija proizvodnje koja je pogodna za pristupanje, karakteriše se time što uređaj za provođenje toplote ima grejni vod koja ima veći broj električno izolovanih i nezavisno kontrolisanih grejnih elemenata sa istim ili različitim stepenima učinka, koji se mogu aktivirati zasebno ili kombinovano.

[0016] Posebno povoljna izrada u pogledu upotrebe uređaja za površinsko grejanje karakteriše se time što su uređaji za provođenje toplote formirani sa grejnim kablom kao jedan ili više grejnih prostirki, pri čemu su grejni kablovi meandrično raspoređeni [0017] Kompaktna izrada, pogodna za korisnika odlikuje se time tome što su upravljački modul, jedinica za podešavanje temperature grejanja i jedinica za podešavanje režima rada raspoređeni u kućištu regulatora.

[0018] Izrada koja još više olakšava upotrebu odlikuje se time što kućište ima optičke jedinice za prikazivanje podešene zadate temperature i podešenog režima rada.

[0019] Posebno pogodnu izradu u pogledu prakse, koja ima veoma dobru regulacionu karakteristiku, odlikuje činjenica da postoje dva grejna kola, pri čemu je prvi stepen učinka oko 33% i drugi oko 66% ukupnog toplotnog učinka, što se pokazalo kao posebno povoljno za takvo dizajniranje kontrolne vrednosti da pri kontrolnoj vrednosti od oko 33% izračunatoj preko regulacionog uređaja uređaj aktivira prvi stepen učinka, a od oko 33% do 66% drugi stepen, te pri kontrolnoj vrednosti između 66 % i 100% aktivira prvi i drugi stepen učinka.

[0020] Uređaj za grejanje prema pronalasku dozvoljava upotrebu kao grejanje, na struju, a to je energetski prelaz na osnovni blok u energetskom miksu. Ovo je posebno povoljno sa stanovišta da se alternativni izvori energije za grejač koriste na jednostavan i efikasan način.

[0021] Korišćenjem više kola toplotnog učinka moguće je prema izumu preko regulacionog uređaja zagrevanje u režimu uštede struje, što ranije nije bio izvodljivo. Osim toga se povećava sigurnost, jer se dodatna grejna kola mogu koristiti kao rezervna grejna kola, tako da čak i kod ispada jednog grejnog kola, može nastaviti s održavanjem komfornog grejanja. Kao rezultat toga, mogu se izbeći značajni troškovi za na izvesno vreme neispravnu lokaciju i popravku u slučaju kvara na grejnom kolu.

[0022] Uređaj za grejanje prema pronalasku ima naročito sledeće prednosti:

- Moguć́ je režim rada sa uštedom energije.

- to su dobro poznati u tehnici tanki grejni sistemi koji primenjuju poznatu tanku tehnologiju povezivanja bez utičnice aplikanta, koji su lako zamenjivi

- Uključivanjem i isključivanjem pojedinačnih grejača u kombinaciji s regulacionim uređajem, moguć́ je varijabilan rad grejanja s učinkovitim korišćenjem energije, lakoćom korišćenja i dugoročnom pouzdanom funkcijom.

- U slučaju kvara aktivnog grejnog kola, lako je moguće priključivanje rezervnog grejnog kola, što značajno povećava pouzdanost grejanja.

[0023] Konstruisana prema poželjnoj realizaciji kao dvokružni regulacioni uređaj obezbeđuje posebno energetski efikasnu upotrebu.

[0024] Željena temperatura poda podešava se u jednoj varijanti preko dugmeta i klizni prekidač omogućava izbor režima. Pored osnovne funkcije podnog grejanja sa tri nivoa grejanja (grejno kolo 1, grejno kolo 2, grejno kolo 1 2), upravljački uređaj može biti posebno povoljan u vezi s alternativnim izvorima energije (npr. fotonaponskim sistemima ili vetroturbinom) koji se koriste za optimizaciju vlastite potrošnje.

[0025] U preporučenoj izradi korisnik može da bira tri vrste režima rada:

1. Isključeno (aktivna zaštita od mržnjenja).

2. Rad samo u slučaju dovoljne isporuke energije preko alternativnog energetskog izvora

3. Rad preko prvog i drugog energetskog izvora.

[0026] U zavisnosti od trenutne razlike između zadate vrednosti i stvarne vrednosti podne temperature, regulacioni uređaj isključuje samo grejno kolo 1, grejno kolo 2 ili oba grejna kola.

[0027] Koristeći logičku jedinicu za fotonaponski sistem, lako je moguće efikasno upravljanje proizvodnjom električne energije iz ovog alternativnog izvora energije, koji se koristi u slučaju potrebe za grejne svrhe ili se vrši napajanje u električnoj mreži, ako nema potrebe za grejanjem. Dalje realizacione forme i prednosti pronalaska postaće očigledne iz karakteristika koje su dalje navedene u pravima na patent i primerima realizacije datim u daljem tekstu. Karakteristike patenta mogu da se kombinuju na bilo koji način, ukoliko se očigledno međusobno ne isključuju.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0028] Pronalazak, kao i njegove korisne realizacije i njegov razvoj, detaljnije su opisani u daljem tekstu sa upućivanjem na primere koji su prikazani na crtežu i objašnjeni. Karakteristike koje treba uzeti iz opisa i crteža mogu se prema pronalasku primenjivati pojedinačno ili u bilo kojoj kombinaciji. Na crtežima je:

Sl. 1 šematski prikaz električnog grejača sa većim brojem grejnih kola, kojima se upravlja regulacionim uređajem, pri čemu su prvi izvor energije i drugi izvor energije preko razvodnika priključeni na regulacioni uređaj,

Sl. 2 šematski električnog grejača sa većim brojem grejnih kola, kojima se upravlja regulacionim uređajem, pri čemu su prvi izvor energije i drugi izvor energije separatno priključeni na regulacioni uređaj.

Sl. 3 šematski električnog grejača sa većim brojem grejnih kola, kojima se upravlja regulacionim uređajem separatno ili kombinovano, pri čemu je kontrolni uređaj u komunikaciji sa prvim izvorom energije,

Sl. 4 šematski električnog grejača sa većim brojem grejnih kola, kojima se upravlja regulacionim uređajem separatno ili kombinovano, pri čemu je kontrolni uređaj preko razvodnika u komunikaciji sa prvim i drugim izvorom energije i

Sl. 5 šematski električnog grejača sa dva grejna kola, kojima se upravlja dvokružnim regulacionim uređajem i napaja iz električne mreže i / ili fotonaponskog sistema sa interpozicionom jedinicom razvodnog uređaja i naknadno uključene logičke jedinice fotonaponskog sistema.

NAČINI IZVOĐENJA PRONALASKA

[0029] Na sl.1 je shematski u pojednostavljenom blok dijagramu prikazan električni grejač 10, koji ima uređaj za provođenje toplote 12 sa tri grejna kola 14.1, 14.2, 14.3, svaki sa odgovarajućim nivoima snage L1, L2, L3. Uređaj za provođenje toplote 12 može tako - kao što je prikazano na slici 1 desno u zagradama - da bude formiran kao grejna podloga koja ima meanderski, odnosno vijugavi grejni vod 13, unutar kojeg postoje pojedinačna grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 električno izolovana kao individualne grejne žice. Takav grejni vod 13 opisan je u EP 2530 389 podnosioca prijave.

[0030] Pojedinačna grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 povezana su sa regulacionim uređajem 20, koji po potrebi aktivira grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 pojedinačno ili u kombinaciji preko releja.

[0031] Na regulacioni uređaj 20 priključen je prvi izvor napajanja 16 i drugi izvor napajanja 30 preko razvodnika 36, koji sa jedne strane regulacioni uređaj 20 i grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 snabdeva električnom energijom. U praktičnoj primeni, prvi izvor napajanja 16 je električna mreža koja je po pravilu dostupna na svakom mestu u građevinama, a drugi izvor energije 30 je individualni alternativni izvor napajanja, kao što je, na primer, fotonaponski sistem, vetroturbina ili slično, kojima se upravlja na licu mesta.

[0032] Regulacioni uređaj 20 je podešen tako da se napajanje može izvoditi samo preko drugog alternativnog izvora energije 30 ili kombinacijom prvog izvora energije i drugog izvora energije 30.

[0033] Na slici 2 je takođe na veoma šematski način u obliku blok dijagrama prikazan alternativni električni grejač 10, koji se razlikuje od grejača 10 sa slike 1, time što su prvi i drugi izvor energije 16, 30 odvojeno povezani sa regulacionim uređajem 20 i time njihova energija može biti ili potpuno izolovana ili se može opozvati u kombinaciji. Iste komponente nose iste referentne brojeve i neće se ponovo objašnjavati.

[0034] Sl. 3 prikazuje grejni uređaj 10 u blok dijagramu u kojem je samo prvi izvor energije 16 povezan preko prvog priključnog uređaja 17 sa regulacionim uređajem 20. Regulacioni uređaj 20 ima nadalje tri priključna izlaza 21, na koja su separatno priključena grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 grejača 12. Unutar regulacionog uređaja 20 postoji regulacioni modul 22, koji prima signal jedinice za podešavanje temperature grejanja 24 koja se nalazi na regulacionom uređaju 20 Signal jedinica za podešavanje temperature grejanja 24 predstavlja svagda željenu zadatu temperaturu.

[0035] Pored toga postoji senzor temperature 18, koji je postavljen u području grejnog uređaja 12 i koji šalje signal regulacionom modulu 22, koji predstavlja stvarnu temperaturnu vrednost.

[0036] Preko prvog izvora napajanja 16, energijom se snabdevaju i regulacioni modul 22 i grejna kola 14.1, 14.2, 14.3. Regulacioni modul 22 je obično izveden kao PI regulacioni modul. Regulacioni modul 22 izračunava prvo razliku između zadate i stvarne temperature, tj. regulaciono odstupanje, i dalje izračunava iz njega kontrolnu vrednost. Regulaciona vrednost zavisi od veličine regulacionog odstupanja (komponenta P) i trajanja regulacionog odstupanja (I komponenta). Što je veće i što duže traje, postavlja se veća kontrolna vrednost. U zavisnosti od veličine odgovarajuće kontrolne vrednosti regulacioni modul 22 aktivira odgovarajuće grejna kola 14.1, 14.2, 14.3 pojedinačno ili kombinovano.

[0037] Takvim regulacionim uređajem 20 sa regulacionim modulom 22, obezbeđeno je štedljivo i efikasno snabdevanje energijom, pri čemu se učinak grejanja postepeno smanjuje približavanjem zadatoj temperaturi, a time i izbegava prekoračenje podne temperature preko zadate vrednosti, što značajno povećava energetsku efikasnost, Osim toga, poznati termostati za grejno kolo iz stanja tehnike mogu biti potpuno eliminisani. Jedan regulacioni uređaj reguliše rad čitavog grejača.

[0038] Na slici 4 je prikazana još jedna izrada grejnog uređaja 10, koji se razlikuje od grejnog uređaja 10 sa sl.3, po tome što dodatno postoji drugi izvor energije 30, koji može, na primer, na licu mesta fotonaponski sistem. Na energiju drugog energetskog izvora 30, regulacioni uređaj 20 ima pristup.

[0039] Sa drugim izvorom energije 30 povezan je invertor 38, koji pretvara jednosmernu struju iz drugog izvora napajanja 30 u naizmeničnu struju, pti čemu je invertor 38 povezan na razvodnik 36 na koji je povezan i prvi izvor energije 16, i koji je preko prve priključne jedinice 17 povezan sa regulacionim uređajem 20. Na invertor 38 je priključena logička jedinica 34 koja se takođe naziva i solarnim data-logger. Logička jedinica 34 šalje - ako drugi izvor energije 30 proizvodi dovoljno energije - kontrolni signal preko kontrolnog ulaza 35 regulacionom uređaju 20. Priključak je projektovan kao bespotencijalni kontakt.

[0040] Pored toga, na regulacionom uređaju 20 postoji jedinica za podešavanje režima rada 32, koja je u komunikacionoj vezi sa regulacionim modulom 22 i preko koje se podešava željeni režim grejanja.

[0041] Jedinica za podešavanje režima rada 32 može biti formirana, na primer, kao klizni prekidač, a jedinica za podešavanje temperature grejanja 24 može biti konfigurisana, na primer, kao rotacioni prekidač.

[0042] Način funkcionisanja električnog grejača sa slike 4 biće opisan u daljem tekstu pomoću shematskog prikaza veze sa sl. 5 kao primer konkretnog ostvarenja. Regulacioni uređaj 20 je konstruisan kao dvokružni regulacioni uređaj sa PI karakteristikom.

[0043] U primeru izvođenja, regulacioni uređaj je dizajniran za upravljanje uređajem za provođenje toplote 12 sa dva grejna kola 14.1, 14.2 sa različitim stepenima učinka, pri čemu se stepeni učinka u prikazanoj izradi razlikuju u odnosu 4: 7.

[0044] Oba grejna kola mogu se aktivirati pojedinačno ili zajedno, što rezultira sledećim stepenima grejanja (procenti se odnose na maksimalnu snagu koju kontroliše regulacioni uređaj, a koja se postiže kada se uključe oba grejna kola):

stepen 0: 0,0 % učinak (oba grejna kola isključena)

stepen 1: 36,4 % učinak (grejno kolo 1 uključeno)

stepen 2: 63,4 % učinak (grejno kolo 2 uključeno)

stepen 3: 100,0 % učinak (oba grejna kola uključena)

[0045] Regulacioni uređaj 20 je konstruisan tako da maksimalni nivo zagrevanja koji se može aktivirati može da se ograniči zavisno od režima rada.

[0046] Takođe se mogu koristiti sistemi za grejanje sa drugačijim od gore opisanih gradacija performansi. Konkretno, moguće je koristiti i stepene učinka sa istim učincima.

[0047] Regulisanje temperature se vrši u izvedenom primeru merenjem stvarne temperature preko spoljašnjeg, u podu ugrađenog senzora temperature 18. Zadata vrednost podne temperature podešava se na regulacionom uređaju 20 preko jedinice za podešavanje temperature grejanja 24. Opseg podešavanja u sadašnjoj realizaciji je između 10° C i 55° C.

[0048] Razlika između zadate i stvarne temperature (regulaciono odstupanje) se prenosi na PI regulacioni modul 22, koji iz toga izračunava kontrolnu vrednost (0 do 100%). Kontrolna vrednost zavisi od veličine regulacionog odstupanja (P komponenta) i trajanja regulacijskog odstupanja (I komponenta). Što je veća i što duže traje, to je veća kontrolna vrednost.

[0049] U zavisnosti od izračunate kontrolne vrednosti, regulacioni modul 22 uključuje stepene grejanja na sledeći način:

Kontrolna vrednost =0%: stepen 0

0 % < kontrolna vrednost <=36%: stepen 1 (grejno kolo 14.1 aktivirano)

36 % < kontrolna vrednost <=63%: stepen 2 (grejno kolo 14.2 aktivirano)

63 % < kontrolna vrednost <= 100%: stepen 3 (grejno kolo 14.1 i 14.2 aktivirano)

[0050] Ovakvim upravljanjem, učinak grejanja se postepeno smanjuje pri približavanju zadatoj temperaturi i na taj način izbegava prekoračenje podne temperature iznad zadane vrednosti.

[0051] Način rada regulacionog uređaja 20 podešava se preko jedinice za podešavanje režima rada 32. U ovoj realizaciji, moguća su tri načina:

1. Isključen (režim zaštite od mržnjenja),

2. Rad dozvoljen samo sa obnovljivom energijom (iz drugog energetskog izvora 30) i 3. Rad dozvoljen samo sa obnovljivom energijom i mrežnom energijom (drugi izvor energije 30 i prvi izvor energije 16).

[0052] Podešena radna stanja prikazana su vizuelno prepoznatljiva na regulacionom uređaju 20.

[0053] U režimu rada protiv mržnjenja, zadata temperatura poda je podešena na 5 °C bez obzira na podešavanje preko jedinice za podešavanje režima rada 32. Ulaz signala iz logičke jedinice 34 nema funkciju.

[0054] U radu protiv mržnjenja, ciljna temperatura poda je podešena na 5 °C bez obzira na podešavanje preko jedinice za podešavanje režima 32. Ulaz signala logičke jedinice 34 nema funkciju.

[0055] U radu "sa obnovljivom energijom i mrežnom energijom", kao zadata vrednost koristi se i jedinica za podešavanje temperature grejanja 24 , a grejač 10 se uključuje nezavisno od signala logičke jedinice 34. I u ovom režimu rada može se po potrebi ograničiti stepen grejanja.

[0056] Konačno, još uvek je moguće podesiti brzo grejanje preko dugmeta koje nije bliže prikazano, pri čemu se, bez obzira na podešeni režim, podešava maksimalni nivo snage sve dok donja temperatura ne dostigne podešenu zadatu vrednost.

[0057] Ovo rešenje pokazuje uređaj za regulisanje podne temperature 20 za električno podno grejanje, koji je posebno dizajniran za provodnike toplote sa dva nivoa snage. Pored osnovne funkcije podnog grejanja sa tri stepena učinka (stepen učinka 1, stepen učinka 2, stepen učinka 1 2), može se učinak preuzet iz regulacionog sistema 20 iz kućne mreže (prvi izvor napajanja 16) dodatno ograničiti preko kontrolnog ulaza, tako da je regulacioni uređaj 20 posebno povoljan za optimizaciju sopstvene potrošnje u vezi sa drugim alternativnim izvorom energije 30 (na primer fotonaponski sistem) može se koristiti za proizvodnju obnovljive energije. Željena podna temperatura podešava se na jednostavan način preko jedinice za podešavanje temperature grejanja 24 (okretno dugme), jedinica za podešavanje režima rada 32 (klizni prekidač) omogućava izbor tipa kosine. Bez obzira na to, brzo se zagrevanje može pokrenuti preko dugmeta. Povratna informacija o trenutnom radnom stanju, na primer, u realizaciji preko optičkog displeja, na primer preko dvobojne LED.

[0058] Kao što je prikazano na sl. 5, u primeru izvođenja drugog izvora energije 30 (fotonaponski sistem), invertor 38 je naknadno povezan na razvodnik 36 i preko brojača 44, koji meri ukupnu električnu energiju koju generiše fotonaponski sistem povezan sa prvim izvorom napajanja 16 (energetska mreža) za isporučeni i referentni brojač 42 koji broji energiju izvučenu iz mreže koja je potrebna kada se ne napaja preko drugog izvora energije 30 (fotonaponski sistem). Ako je energija generisana od strane drugog izvora energije 30 koji nije potreban, ova energija isporučena u mrežu se meri na brojaču isporuke 42. Razvodnik 36 je, sa svoje strane, povezan sa regulacionim uređajem 20, koji, u zavisnosti od signala temperaturnog senzora 18, od zadate vrednosti temperature podešene preko jedinice za podešavanje temperature grejanja 24 i režima rada koji je podešen preko jedinice za podešavanje režima rada 32 upravlja dvoma grejnim kolima koji su prisutni u primeru izvođenja, tako da dva grejna kola, na primeru 5 shematski, po potrebi, prikazuju tri nivoa snage (1/3, 2/3, 3/3). Šalter za isporuku i referentni broj 42 je projektovan kao merač električne energije / dvosmerni merač i skladišti neiskorišćenu električnu energiju koju drugi izvor energije 30 (fotonaponski sistem) generiše, ako to ne zahteva uređaj za grejanje 10.

[0059] U prikazanoj realizaciji, fotonaponski sistem (drugi izvor energije 30) proizvodi električnu energiju pomoću solarne energije. Logička jedinica 34 je u stalnoj komunikaciji s pretvaračem struje 38. U logičkoj jedinici 34 pohranjene su granične vrednosti, odnosno moguće je, na primer, u P-postrojenju od 10 kW ovisno o trenutnoj snazi napajanja da priključite sopstvenu potrošnju od 3,5 kW ili 8 kW. Opisani dvokružni regulacioni uređaj 20 odlučuje - u komunikaciji sa logičkom jedinicom 34 - da li se ili ne vrši grejanje strujom iz drugog izvora energije 30 (struja fotonaponskog sistema).

[0060] Između logičke jedinice 34 i regulacionog uređaja 20 poželjno je povezivanje sa relejnom stanicom 40, koja omogućava jednostavno uključivanje električnih potrošača preko mreže. Konfiguracija se može lako obaviti preko Web interfejsa. Osim toga, uključivanje se može vršiti direktno na uređaju preko SNMP-a ili Sysloga ili integrisano u sopstvene aplikacije. Sa takvom relejnom stanicom 40 se može izvršiti merenje potrošnje energije, što omogućava precizno određivanje potrošene energije. Pored toga, može se meriti i prikazati veliki broj dodatnih električnih varijabli.

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. podno grejanje, koje se može povezati na prvi izvor električne energije (16), sa

- uređajem za provođenje toplote (12), sa

- - prvim grejnim kolom (14.1) i prvim stepenom učinka (L1), - - drugim grejnim kolom (14.2) i drugim stepenom učinka (L2), i/ili

- - daljim grejnim kolima (14.3i daljim stepenima učinka (L3),

- jedinicom za podešavanje temperature grejanja (24) za podešavanje zadate temperature, - temperaturnim senzorom (18) za merenje stvarne temperature,

- uređajem za aktiviranje grejnog provodnika (12) u zavisnosti od svagdašnjih vrednosti zadate i stvarne temperature, pri čemu postoji

- samo jedan regulacioni uređaj (20) sa regulacionim modulom (22) koji je konstruisan kao višestepeni regulator i povezan između prvog izvora energije (16) i grejnog uređaja (12) pri čemu jedinica za podešavanje temperature grejanja (24) i temperaturni senzor (18) šalju svoje signale regulacionom uređaju (20), a regulacioni modul (22) u zavisnosti od razlike između zadate i stvarne vrednosti pojedinačno ili kombinovano aktivira ili deaktivira jedan ili više stepena učinka (L1, L2, L3) grejnih kola (14.1, 14.2, 14.3)

- odlikuje se time što je

- regulacioni modul (22) konstruisan kao PI regulacioni modul, koji u zavisnosti od regulacionog odstupanja, tj. razlike između zadate i stvarne temperature izračunava kontrolnu vrednost koja svojom P-komponentom zavisi od veličine, a svojim I-komponentom od trajanja regulacionog odstupanja i shodno tome kontroliše pojedinačna grejna kola (14.1, 14.2, 14.3), a na regulacioni uređaj (20) dodatno se može prebaciti drugi izvor električne energije (30) za stepene napajanja (L1, L2, L3) grejnih kola (14.1, 14.2, 14.3),

- prvi izvor energije (16) je uobičajena električna mreža, a drugi izvor energije (30) je dizajniran kao individualni alternativni izvor energije, kao što je fotonaponski sistem ili vetroturbina, i

- logička sklopna jedinica (34) je povezana između drugog izvora energije (30) i regulacionog uređaja (20), koja daje regulacionom uređaju kontrolni signal koji se odnosi na odgovarajuću trenutnu proizvodnju energije drugog energetskog izvora (30) oslobađajući pri dovoljnoj proizvodnji energije drugi izvor energije za snabdevanje energijom uređaja za provođenje toplote.

2. Podno grejanje prema zahtevu 1,

- odlikuje se time što

- stepeni učinka (L1, L2, L3) uvek pokazuju isti grejni učinak.

3. Podno grejanje prema zahtevu 1,

- odlikuje se time što

- stepeni učinka (L1, L2, L3) pokazuju različite grejne učinke.

4. Podno grejanje prema zahtevu 1,

- odlikuje se time što

- postoji jedinica za podešavanje režima rada (32), koja komunicira sa regulacionim uređajem (20) i pomoću koje su preko regulacionog uređaja (20) mogu podešavati sledeći režimi:

- 1. režim rada – napajanje energijom grejnog provodnog uređaja (12) sa njegovim stepenima učinka (L1,L1,L3) preko prvog izvora energije (16),

- 2. režim rada – napajanje energijom grejnog provodnog uređaja (12) sa njegovim stepenima učinka (L1,L1,L3) preko drugog izvora energije (30) i

- 3. režim rada – napajanje energijom grejnog provodnog uređaja (12) sa njegovim stepenima učinka (L1,L1,L3) kombinacijom prvog i drugog izvora energije. (16, 30)

5. Podno grejanje prema zahtevu 4,

- odlikuje se time što

- je regulacioni uređaj (20) projektovan tako, da se samo u prisustvu pozitivnog signala logičke jedinice (34) i aktiviranja drugog stanja aktivira grejni provodni uređaj (12), nače se grejni provodni uređaj (12) deaktivira.

6. Podno grejanje prema zahtevu 4,

- odlikuje se time što

- jedinica za podešavanje režima rada (32) može da podesi četvrti režim rada, zaštitu od mržnjenja, pri čemu regulacioni uređaj (20) aktivira uređaj za provođenje toplote (12) prilikom pada ispod unapred određene temperature bez obzira na podešeno radno stanje drugog izvora napajanja.

7. Podno grejanje prema jednom ili više napred navedenih zahteva,

- odlikuje se time što

- uređaj za provođenje toplote (12) ima grejni vod (14), koja ima veći broj električno izolovanih i nezavisno kontrolisanih grejnih elemenata sa istim ili različitim stepenima učinka, koji se mogu aktivirati zasebno ili u kombinaciji. (14.1, 14.2, 14.3)

8. Podno grejanje prema zahtevu 7,

- odlikuje se time što

- je uređaj za provođenje toplote (12) sa grejnim vodom konstruisan kao jedna ili više grejnih prostirki, pri čemu su grejni kablovi meandrično raspoređeni .

9. Podno grejanje prema jednom ili više napred navedenih zahteva,

- odlikuje se time što

- regulacioni modul (22), jedinica za podešavanje temperature grejanja (24) i jedinica za podešavanje režima rada (32) smešteni u regulacionom kućištu.

10. Podno grejanje prema zahtevu 9,

- odlikuje se time što

- kućište ima optičke jedinice za prikazivanje podešene zadate temperature i podešenog režima rada.

11. Podno grejanje prema jednom ili više napred navedenih zahteva

- odlikuje se time što

- postoje dva grejna kola (14.1, 14.2) pri čemu je prvi stepen učinka (L1) oko 33% i drugi (L2) oko 66% ukupnog toplotnog učinka.

12. Podno grejanje prema zahtevu 11,

- odlikuje se time što

- pri kontrolnoj vrednosti od oko 33% izračunatoj preko regulacionog uređaja (20) uređaj aktivira prvi stepen učinka(L1), a od oko 33% do 66% drugi stepen (L2), a pri kontrolnoj vrednosti između 66 % i 100% aktivira se prvi i drugi stepen učinka (L1, L2).