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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystems (HVAC: heating, ventilation, air-conditioning).
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Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssysteme (HVAC) werden häufig zur Steuerung des Komforts in einem Gebäude verwendet. Solche Systeme enthalten typischerweise eine HVAC-Steuerung, die eine oder verschiedene HVAC-Komponenten (Wärmepumpe, Gas- oder Ölheizgerät, Klimagerät, Ventilationsgerät, etc.) des Systems steuert, um eine oder mehrere Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wassertemperatur, etc.) innerhalb des Gebäudes zu beeinflussen und/oder zu steuern.
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Zur Bedienung derartiger Systeme und Komponenten sind HMI (human-machine-interface, also Mensch-Maschine-Schnittstelle), wie z. B. Tastaturen und Bildschirme sowie über Berührungen steuerbare Bildschirme (touchscreens) bekannt.
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Derartige Systeme regeln häufig die Zustände von Flüssigkeiten, so dass gerade bei Installations- oder Wartungsarbeiten derartiger Systeme Leckagen oder ähnliches auftreten können, durch die z. B. die Hände des Installateurs, Bedieners oder Nutzers nass werden können. Mit nassen Händen ist häufig eine Bedienbarkeit einer Schnittstelle mit Touchscreen zumindest eingeschränkt und damit fehlerhaftet.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern oder zu lösen. Insbesondere soll die Bedienbarkeit eines HVAC-Systems bzw. einer HVAC-Komponente unter allen Umständen sichergestellt sein.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt ein Verfahren zur Steuerung eines Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystems bei, wobei das System zumindest eine Komponente zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens und ein Steuergerät aufweist. Das Steuergerät weist Mittel auf, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen. Das Verfahren umfasst, dass die Komponente von einem Nutzer durch berührungslose Gestensteuerung gesteuert wird, wobei mindestens eine Geste von dem Steuergerät erfasst, verarbeitet und in einen Befehl zur Steuerung der Komponente umgesetzt wird.
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Die Komponente ist insbesondere eine Vorrichtung zum Heizen, Lüften und/oder Klimatisieren eines Gebäudes, z. B. eine Wärmepumpe, Gas- oder Ölheizgerät, Klimagerät, Ventilationsgerät, etc. Die Komponente dient insbesondere dazu, eine oder mehrere Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wassertemperatur, etc.) innerhalb des Gebäudes zu beeinflussen und/oder zu steuern.
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Die ersten Nutzer, die mit einer derartigen Komponente in Berührung kommen, sind insbesondere Installateure, die das System oder eine Komponente einbauen, einrichten oder warten. Während dieser Tätigkeiten können z. B. die Hände des Installateurs schmutzig oder nass werden, so dass eine Bedienung eines Touchscreens beeinträchtigt sein kann.
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Zudem ist es ggf. erforderlich, dass ein Installateur bei einer Störung im System, die ggf. entfernt von der Komponente bzw. einer HMI auftritt, die Komponente oder das System fernsteuern möchte, ohne es physisch zu berühren. Mit der Möglichkeit zur Gestensteuerung der Komponente kann nun so eine Reparatur durch den einen Installateur erfolgen, ohne dass er die HMI kontaktieren muss.
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Weiter können in dem Steuergerät bestimmte Gesten hinterlegt sein, bei deren Erfassung durch den mindestens einen Sensor ggf. komplexe Prozesse an der Komponente bzw. dem System eingeleitet werden, so dass ein Installations-, Einrichtungs- und/oder Wartungsprozess beschleunigt durchgeführt werden kann.
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Insbesondere umfasst das Steuergerät (als Mittel) mindestens einen Sensor, durch den Gesten erfasst, verarbeitet und in einen Befehl umgewandelt werden, die in einem Abstand von größer null Metern, insbesondere in einem Abstand von größer 0,2 Metern, vom Sensor getätigt werden. Die Gesten erfolgen also beabstandet von dem Sensor bzw. erfolgen von einer Oberfläche des HMI entfernt. Eine Geste umfasst insbesondere kein simples Annähern an einen Sensor, das dann z. B. über einen Temperatursensor oder einen Ultraschallsensor erfasst wird. Die Geste umfasst insbesondere eine dreidimensionale Bewegung, die insbesondere über eine, als der Sensor ausgeführte Kamera erfasst wird.
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Das Steuergerät bzw. dessen Mittel sind insbesondere geeignet, Gesten in einem Abstand von größer null Metern und in einem Abstand von größer null Metern bis (höchstens) 20 Metern, insbesondere bis (höchstens) 10 Metern, bevorzugt bis (höchstens) 5 Metern, besonders bevorzugt bis (höchstens) 3,5 Metern, zu erfassen, zu verarbeiten und in einen Befehl umzusetzen.
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Eine Geste ist insbesondere dadurch definiert, dass eine Bewegung (z. B. einer Hand) erfasst und ausgewertet wird. Dabei sind unterschiedliche Bewegungen unterschiedlichen Befehlen zugeordnet.
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Es sind also z. B. mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, Gesten in dem Steuergerät hinterlegt, die jeweils einem unterschiedlichen Befehl zugeordnet sind. Z. B. kann eine erste Geste, die mit einer Hand des Nutzers und dessen Fingern ausgeführt wird, einen Start eines bestimmten Programms des Systems bzw. der Komponente starten. Z. B. kann dadurch ein Testbetrieb gestartet werden, bei dem ein bestimmungsgemäßer Betrieb des Systems bzw. der Komponente aufgenommen wird. Mit einer (anderen) zweiten Geste, kann dann z. B. dieses Programm gestoppt bzw. unterbrochen werden. Mit einer (anderen) dritten Geste kann das Programm z. B. fortgesetzt oder neu gestartet werden.
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Insbesondere können durch den Sensor Gesten erfasst, verarbeitet und in einen Befehl umgewandelt werden, die in einem Abstand von mindestens 0,5 Meter vom Sensor getätigt werden.
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Insbesondere kann das Steuergerät ein Display aufweisen, an dem ein Nutzer zumindest ablesen kann, in welchen Befehl die jeweilige Geste umgewandelt wird. Damit kann der Nutzer insbesondere kontrollieren bzw. nachvollziehen, ob das Steuergerät die getätigte Geste richtig erkannt hat und tatsächlich umsetzt.
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Insbesondere setzt das Steuergerät zumindest durch Gestensteuerung ausgelöste Befehle um, die auf eine erstmalige Einrichtung des Systems gerichtet sind. Insbesondere ist die Gestensteuerung für eine Einrichtung, Installation bzw. Wartung des Systems bzw. der Komponente vorgesehen, also für entsprechend geschulte Nutzer (z. B. Techniker, Installateure, Wartungsmitarbeiter). Mit der Möglichkeit der Gestensteuerung kann insbesondere deren Arbeit vereinfacht werden. Die bei deren Arbeit an HVAC-Systemen bzw. Komponenten häufig erfolgenden Leckagen bzw. Verschmutzungen an Händen stellt damit kein Problem dar, weil durch die Gestensteuerung das Kontaktieren eines Touchpads ersetzt werden kann.
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Eine derartige Gestensteuerung ist z. B. aus der
US 8884949 B1 bekannt. Dort wird eine Tiefenkamera zur Erkennung von Gesten eingesetzt, die dann in Steuerbefehle umgesetzt werden.
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Es wird weiter ein Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystems vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Komponente zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät Mittel aufweist, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen.
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Es wird weiterhin ein Steuergerät für das beschriebene Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystem vorgeschlagen, wobei das System zumindest eine Komponente zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens und das Steuergerät aufweist. Das Steuergerät weist Mittel auf, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen.
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Insbesondere umfasst das Steuergerät zumindest mindestens einen Sensor, durch den Gesten erfassbar, verarbeitbar und in einen Befehl umwandelbar sind, die in einem Abstand von größer null und höchstens 20 Metern vom Sensor getätigt werden.
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Die Mittel umfassen z. B. einen Prozessor und einen Speicher, in dem durch den Prozessor auszuführende Befehle gespeichert sind, sowie Datenleitungen oder Übertragungseinrichtungen, die eine Übertragung von Befehlen, Messwerten, Daten oder ähnlichem zwischen den Mitteln und dem Steuergerät sowie dem System bzw. der Komponente ermöglichen.
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Die „Mittel“ können insbesondere eine oder mehrere folgender Komponenten umfassen: Steuerung(en), Mikrocontroller, Datenspeicher, Datenverbindung, Anzeigegeräte (wie z.B. ein Display), Zähler bzw. Zeitglied (Timer), mindestens ein weiterer Sensor, eine Energiequelle, etc.
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Es wird weiter ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Es wird weiter ein computerlesbares Speichermedium vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystem bzw. die Komponente, das Steuergerät und/oder das computerimplementierte Verfahren (also das Computerprogramm und das computerlesbare Speichermedium) übertragbar und umgekehrt.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
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Mit der Möglichkeit der Gestensteuerung kann insbesondere die Einrichtung, Installation bzw. Wartung des HVAC-Systems bzw. der Komponente vereinfacht werden, also insbesondere die Arbeit der dafür entsprechend geschulten Nutzer (z. B. Techniker, Installateure, Wartungsmitarbeiter). Die bei deren Arbeit an HVAC-Systemen bzw. Komponenten häufig erfolgenden Leckagen bzw. Verschmutzungen an Händen stellt damit kein Problem dar, weil durch die Gestensteuerung das Kontaktieren eines Touchpads ersetzt werden kann.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: ein System und einen Nutzer bei dessen Wartung;
- 2: ein Detail des Systems nach 1; und
- 3: unterschiedliche Gesten zur Steuerung des Systems nach 1 und 2.
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1 zeigt ein System 1 und einen Nutzer bei dessen Wartung. 2 zeigt ein Detail des Systems 1 nach 1. 3 zeigt unterschiedliche Gesten zur Steuerung des Systems 1 nach 1 und 2. Die 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
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Das Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystem 1 umfasst eine Komponente 2 zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens 3, über z. B. einen Vorlauf 13 (mit warmer Flüssigkeit) und einen Rücklauf 14 (mit kalter Flüssigkeit) eines Kreislaufs, sowie ein Steuergerät 4, wobei das Steuergerät 4 Mittel 5, 6 aufweist, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen.
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Das System 1 bzw. die Komponente 2 weist ein Display 6 als HMI auf. Weiter ist ein als Kamera ausgeführter Sensor 5 vorgesehen, der Gesten 8, 11, 12 erkennt.
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Die bestimmten Gesten 8, 11, 12 sind in dem Steuergerät 4 hinterlegt, so dass bei deren Erfassung durch den mindestens einen Sensor 5 auch komplexe Prozesse an der Komponente 2 bzw. dem System 1 eingeleitet werden, so dass ein Installations-, Einrichtungs- und/oder Wartungsprozess beschleunigt durchgeführt werden kann.
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Das Steuergerät umfasst als Mittel 5 mindestens einen Sensor 5, durch den Gesten 8, 11, 12 erfasst, verarbeitet und in einen Befehl 9 umgewandelt werden, die in einem Abstand 10 von größer null Metern vom Sensor 5 getätigt werden. Die Gesten 8, 11, 12 erfolgen also beabstandet von dem Sensor 5 bzw. erfolgen von einer Oberfläche des Displays 6 entfernt. Die Gesten 8, 11, 12 umfassen dreidimensionale Bewegungen, die über die als der Sensor 5 ausgeführte Kamera erfasst werden.
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Eine Geste 8, 11, 12 ist dadurch definiert, dass eine Bewegung (z. B. einer Hand) erfasst und ausgewertet wird. Dabei sind unterschiedliche Bewegungen in dem Steuergerät 4 unterschiedlichen Befehlen 9 zugeordnet.
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Es sind also z. B. drei Gesten 8, 11, 12 in dem Steuergerät 4 hinterlegt, die jeweils einem unterschiedlichem Befehl 9 zugeordnet sind. Z. B. kann eine erste Geste 8 (siehe 3 links), die mit einer Hand des Nutzers 7 und dessen Fingern ausgeführt wird, einen Start eines bestimmten Programms des Systems 1 bzw. der Komponente 2 starten. Z. B. kann dadurch ein Testbetrieb gestartet werden, bei dem ein bestimmungsgemäßer Betrieb des Systems 1 bzw. der Komponente 2 aufgenommen wird. Mit einer (anderen) zweiten Geste 11 (siehe 3, Mitte), kann dann z. B. dieses Programm gestoppt bzw. unterbrochen werden. Mit einer (anderen) dritten Geste 12 (siehe 3, rechts) kann das Programm z. B. fortgesetzt oder neu gestartet werden.
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Das Steuergerät 4 weist als weiteres Mittel 5, 6 ein Display 6 auf, an dem ein Nutzer 7 zumindest ablesen kann, in welchen Befehl 9 die jeweilige Geste 8, 11, 12 umgewandelt wird. Damit kann der Nutzer 7 kontrollieren bzw. nachvollziehen, ob das Steuergerät 4 die getätigte Geste 8, 11, 12 richtig erkannt hat und tatsächlich umsetzt.
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Das Steuergerät 4 setzt zumindest durch Gestensteuerung ausgelöste Befehle 9 um, die auf eine erstmalige Einrichtung des Systems 1 gerichtet sind. Insbesondere ist die Gestensteuerung für eine Einrichtung, Installation bzw. Wartung des Systems 1 bzw. der Komponente 2 vorgesehen, also für entsprechend geschulte Nutzer 7 (z. B. Techniker, Installateure, Wartungsmitarbeiter). Mit der Möglichkeit der Gestensteuerung kann insbesondere deren Arbeit vereinfacht werden. Die bei deren Arbeit an HVAC-Systemen 1 bzw. Komponenten 2 häufig erfolgenden Leckagen bzw. Verschmutzungen an Händen stellen damit kein Problem dar, weil durch die Gestensteuerung das Kontaktieren eines Touchpads ersetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungs-) System
- 2
- Komponente
- 3
- Raumvolumen
- 4
- Steuergerät
- 5
- Sensor (Mittel)
- 6
- Display (Mittel)
- 7
- Nutzer
- 8
- (erste) Geste
- 9
- Befehl
- 10
- Abstand
- 11
- zweite Geste
- 12
- dritte Geste
- 13
- Vorlauf
- 14
- Rücklauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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