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DE29716166U1 - Temperature control for a temperature-controlled floor covering - Google Patents

Temperature control for a temperature-controlled floor covering

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DE29716166U1
DE29716166U1 DE29716166U DE29716166U DE29716166U1 DE 29716166 U1 DE29716166 U1 DE 29716166U1 DE 29716166 U DE29716166 U DE 29716166U DE 29716166 U DE29716166 U DE 29716166U DE 29716166 U1 DE29716166 U1 DE 29716166U1
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Germany
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temperature
floor covering
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controlled floor
heating
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/27—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element responsive to radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Floor Finish (AREA)

Description

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Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft eine Temperatursteuerung für eine mit einem elektrischen Heizelement oder mit einem flüssigen Medium in einem Wärmetauscher temperierbaren Bodenbelag.The invention relates to a temperature control for a floor covering that can be tempered using an electric heating element or with a liquid medium in a heat exchanger.

Die von einem temperierbaren Bodenbelag (1) emittierte infrarotstrahlung (3) wird von einem Infrarot-Sensor (IR-Sensor) (2) aufgenommen. Das Signal des IR-Sensors wird einer Auswerteschaltung (5) zugeführt, in der aus dem Sensorsignal die Temperatur der Oberfläche (4) des temperierbaren Bodenbelages ermittelt wird. Dazu wird wenigstens eine Kenngröße des Sensorsignals ausgewertet und mit einer in einem elektronischen Speicher der Auswerteschaltung (5) hinterlegten Tabelle verglichen. Eine Kenngröße des Ausgangssignales der Auswerteschaltung ist mit der Temperatur der Oberfläche des temperierbaren Bodenbelages derart korreliert, daß jedem Wert der Kenngröße eindeutig ein Temperaturwert zuordenbar ist. Das Ausgangssigna! der Auswerteschaltung wird einer elektronischen Steuerung (6) zugeführt, die eine Einrichtung zum Steuern der Energiezu- und abfuhr zum temperierbaren Bodenbelag enthält. Handelt es sich bei dem temperierbaren Bodenbelag um eine Heizmatte und wird die zur Heizung des temperierbaren Bodenbelages erforderliche Energie einem Heizelement (9) in Form von elektrischer Energie über die Zuleitung (7) zur Verfügung gestellt, so kann die Einrichtung zum Steuern der Energiezuleitung (8) zur Fußbodenmatte ein Thyristor, ein Leistungstransistor oder ein Schaltrelais sein. Wird die Heizenergie durch ein strömendes Wärmemittei, beispielsweise Warmwasser, zur Verfügung gestellt, so wird als Einrichtung zum Steuern der Energiezufuhr zur Fußbodenplatte ein Magnetventil verwendet.The infrared radiation (3) emitted by a temperature-controlled floor covering (1) is recorded by an infrared sensor (IR sensor) (2). The signal from the IR sensor is fed to an evaluation circuit (5) in which the temperature of the surface (4) of the temperature-controlled floor covering is determined from the sensor signal. For this purpose, at least one characteristic of the sensor signal is evaluated and compared with a table stored in an electronic memory of the evaluation circuit (5). A characteristic of the output signal of the evaluation circuit is correlated with the temperature of the surface of the temperature-controlled floor covering in such a way that a temperature value can be clearly assigned to each value of the characteristic. The output signal of the evaluation circuit is fed to an electronic control (6) which contains a device for controlling the energy supply and removal to the temperature-controlled floor covering. If the temperature-controlled floor covering is a heating mat and the energy required to heat the temperature-controlled floor covering is made available to a heating element (9) in the form of electrical energy via the supply line (7), the device for controlling the energy supply line (8) to the floor mat can be a thyristor, a power transistor or a switching relay. If the heating energy is made available by a flowing heat medium, for example hot water, a solenoid valve is used as the device for controlling the energy supply to the floor plate.

Handelt es sich bei dem temperierbaren Bodenbelag um eine Kühlmatte, die eine von einer Kühlflüssigkeit durchströmte Kühlschlange enthält, so wird zur Steuerung des Kühlmittelflusses vorzugsweise ein als Schalt- oder Regelventil ausgeführtes Magnetventil verwendet.If the temperature-controlled floor covering is a cooling mat containing a cooling coil through which a cooling liquid flows, a solenoid valve designed as a switching or control valve is preferably used to control the flow of cooling liquid.

Der temperierbare Bodenbelag mit der erfindungsgemäßen Steuerung kommt dort zum Einsatz, wo für den Fußboden (10) die Gefahr der Vereisung besteht oder wo auf dem Fußboden eine kleine Fläche mit gegenüber der umgebenden Fläche erhöhten oder erniedrigten Oberflächentemperatur geschaffen werden muß, wie dies beispielsweise für die Einrichtung eines Arbeitsplatzes in einer Halle erforderlich sein kann.The temperature-controlled floor covering with the control according to the invention is used where there is a risk of the floor (10) icing up or where a small area on the floor with a higher or lower surface temperature than the surrounding area must be created, as may be necessary for example for setting up a workplace in a hall.

Die elektronische Steuerung kann dabei so ausgelegt sein, daß der ais Heizmatte ausgeführte temperierbare Bodenbelag bei Unterschreiten einer einstellbaren Oberflächentemperatur (untere Schwellentemperatur) mit Heizenergie versorgt wird und die Zufuhr von HeizenergieThe electronic control can be designed in such a way that the temperature-controlled floor covering designed as a heating mat is supplied with heating energy when the surface temperature falls below an adjustable level (lower threshold temperature) and the supply of heating energy

bei Überschreiten einer bestimmten, einstellbaren Oberflächentemperatur (obere Schweiientemperatur) des temperierbaren Bodenbelages durch die Steuerung abgeschaltet wird. Es auch vorgesehen, daß die Oberflächentemperatur des temperierbaren Bodenbelages mit dem IR-Sensor geregelt wird. Wird der temperierbare Bodenbelag als Kühlmatte betrieben, so wird der Kühlmittelzufluß bei Überschreiten einer bestimmten, einstellbaren Oberfiächentemperatur (obere Schweiientemperatur) durch Öfffnen eines Ventiies ermöglicht und bei Erreichen einer bestimmten, einstellbaren Oberfiächentemperatur (untere Schweiientemperatur) unterbrochen.when a certain, adjustable surface temperature (upper welding temperature) of the temperature-controlled floor covering is exceeded, it is switched off by the control system. It is also intended that the surface temperature of the temperature-controlled floor covering is regulated with the IR sensor. If the temperature-controlled floor covering is operated as a cooling mat, the coolant flow is enabled by opening a valve when a certain, adjustable surface temperature (upper welding temperature) is exceeded, and is interrupted when a certain, adjustable surface temperature (lower welding temperature) is reached.

Wird der temperierbare Bodenbelag an einer Stelle verwendet, wo Fußgänger die Fußbodenmatte überqueren, so ist vorgesehen, den IR-Sensor im intermittierenden Betrieb zu betreiben und den Meßwert-nur dann auszuwerten, wenn über einen bestimmten Zeitraum das nachgewiesene Signal konstant war. Der IR-Sensor kann auch mit einem Bewegungsmelder gekoppelt werden, der bei Nachweis einer Bewegung den Meßwert der Auswerteschaltung verwirft. Ebenso ist vorgesehen, den IR-Sensor derart anzuordnen, daß er lediglich die Infrarotstrahlung eines Bereiches der Oberfläche des temperierbaren Bodenbelages detektiert, der nicht von Fußgängern überquert wird.If the temperature-controlled floor covering is used in a place where pedestrians cross the floor mat, the IR sensor is designed to operate intermittently and to evaluate the measured value only if the detected signal has been constant over a certain period of time. The IR sensor can also be coupled with a motion detector, which discards the measured value of the evaluation circuit when movement is detected. The IR sensor is also designed to be arranged in such a way that it only detects the infrared radiation of an area of the surface of the temperature-controlled floor covering that is not crossed by pedestrians.

Bezugszeichenliste:
1 temperierbarer BodenbelagList of reference symbols:
1 temperature-controlled floor covering

2 Infrarotsensor (!R-Sensor)2 Infrared sensor (!R sensor)

3 Infrarotstrahlung der Fußbodenmatte3 Infrared radiation of the floor mat

4 Oberfläche des temperierbaren Bodenbelages4 Surface of the temperature-controlled floor covering

5 Auswerteschaltung5 Evaluation circuit

6 elektronische Steuerung6 electronic control

7 Energiezuieitung zur Steuerung7 Power supply to the control

8 Energiezuleitung zur Fußbodenmatte8 Power supply to the floor mat

9 Heizelement9 Heating element

Claims (11)

Ansprüche:Expectations: 1. Temperatursteuerung für einen temperierbare Bodenbelag (1) mit einem außerhalb des. temperierbaren Bodenbelages angeordneten und die Infrarotstrahlung (3) der Oberfläche (4) des temperierbareri Bodenbelages (1) aufnehmenden lnfrarotstrahlungssensor(2), wobei der temperierbare Bodenbelag ein elektrisch beheizbares oder von einem flüssigen Wärmemittel durchströmtes Heizelement oder ein von einem flüssigen Kühlmittel durchströmtes Kühlelement enthält,1. Temperature control for a temperature-controlled floor covering (1) with an infrared radiation sensor (2) arranged outside the temperature-controlled floor covering and recording the infrared radiation (3) of the surface (4) of the temperature-controlled floor covering (1), wherein the temperature-controlled floor covering contains a heating element that can be heated electrically or through which a liquid heat medium flows or a cooling element through which a liquid coolant flows, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des infrarotstrahlungssensors (2) in einer Auswerteschaltung (5) zu einem elektrischen Signal verarbeitet werden, von dem wenigstens eine charakterisierende Größe eindeutig mit der Oberflächentemperatur T des temperierbaren Bodenbelages (1) korreliert ist und daß das Ausgangssignal der Auswerteschaltung einer elektronischen Steuerung (6) zugeführt wird, die die Energiezu- und abfuhr zu dem Heiz- oder Kühlelement des temperierbaren Bodenbelages in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur in Bezug auf die einstellbare untere Schwellentemperatur Tu und obere Schwellentemperatur To wie folgt steuert: characterized in that the signals of the infrared radiation sensor (2) are processed in an evaluation circuit (5) to form an electrical signal, of which at least one characteristic value is clearly correlated with the surface temperature T of the temperature-controlled floor covering (1), and in that the output signal of the evaluation circuit is fed to an electronic control (6) which controls the energy supply and removal to the heating or cooling element of the temperature-controlled floor covering as a function of the surface temperature in relation to the adjustable lower threshold temperature Tu and upper threshold temperature To as follows: TuTu temperierbarer Bodenbelag
enthält Heizelementtemperature-controlled floor covering
contains heating element bzw.or. temperierbarer Bodenbelag
enthält Kühleiementtemperature-controlled floor covering
contains cooling element T<T< <T<T0 <T<T 0 Heizstrom
Wärmemittelzufluß einHeating current
Heat medium inflow bzw.or. Kühlmitteizufluß ausCoolant inflow from TuTu T0 T0 Heizstrom
Wärmemittelzufluß einHeating current
Heat medium inflow bzw.or. Kühlmittelzufluß einCoolant flow on T>T> Heizstrom
Wärmemittelzufluß ausHeating current
Heat medium flow from Kühlmittelzufiuß einCoolant inflow
2. Temperatursteuerung nach Anspruch 1,2. Temperature control according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotsensor in einem Abstand von mehr als 10cm von einem Punkt der Oberfläche des temperierbaren Bodenbelags angeordnet ist und daß vor dem IR-Sensor eine Blende angeordnet ist, die Infrarotstrahlung von Quellen außerhalb des temperierbaren Bodenbelages ausblendet.characterized in that the infrared sensor is arranged at a distance of more than 10 cm from a point on the surface of the temperature-controlled floor covering and that a screen is arranged in front of the IR sensor, which blocks out infrared radiation from sources outside the temperature-controlled floor covering. 3. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 2,3. Temperature control according to one of claims 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der temperierbare Bodenbelag einen elektrischen Heizleiter als Heizelement enthält und daß die elektronische Steuerung ein Relais zum Schalten des Heizstromes enthält. characterized in that the temperature-controlled floor covering contains an electrical heating conductor as a heating element and that the electronic control contains a relay for switching the heating current. 4. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1-3,4. Temperature control according to one of claims 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperierbare Bodenbelag einen elektrischen Heizleiter als Heizelement enthält und daß die elektronische Steuerung einen Thyristor zum Steuern des Heizstromes enthält, der von dem Ausgangssignal der Auswerteschaltung angesteuert wird. characterized in that the temperature-controlled floor covering contains an electrical heating conductor as a heating element and that the electronic control contains a thyristor for controlling the heating current, which is controlled by the output signal of the evaluation circuit. 5. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 4,5. Temperature control according to one of claims 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der temperierbare Bodenbelag einen elektrischen Heizleiter als Heizelement enthält und daß die elektronische Steuerung einen Leistungstransistor zum Steuern des Heizstromes enthält, der von dem Ausgangssignal der Auswerteschaltung angesteuert wird. characterized in that the temperature-controlled floor covering contains an electrical heating conductor as a heating element and that the electronic control contains a power transistor for controlling the heating current, which is controlled by the output signal of the evaluation circuit. 6. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 5,6. Temperature control according to one of claims 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der temperierbare Bodenbelag ein Heizelement mit einem von einem flüssigen Wärmemittel durchströmtes Rohr enthält und daß die Steuerung ein Magnetventil enthält, das den Durchfluß des Wärmemitteis steuert, wobei das Magnetventil von einem elektrischen Signal der Auswerteschaltung gesteuert wird. characterized in that the temperature-controlled floor covering contains a heating element with a tube through which a liquid heating medium flows and in that the control system contains a solenoid valve which controls the flow of the heating medium, the solenoid valve being controlled by an electrical signal from the evaluation circuit. 7. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 6,7. Temperature control according to one of claims 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der temperierbare Bodenbelag ein Kühielement mit einem von einem flüssigen Kühlmittel durchströmtes Rohr enthält und daß die Steuerung ein Magnetventil enthält, das den Durchfluß, des Kühlmittels steuert, wobei das Magnetventil von einem elektrischen Signa! der Auswerteschaltung gesteuert wird. characterized in that the temperature-controlled floor covering contains a cooling element with a pipe through which a liquid coolant flows and that the control contains a solenoid valve which controls the flow of the coolant, the solenoid valve being controlled by an electrical signal from the evaluation circuit. 8. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 7,8. Temperature control according to one of claims 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung die Signale des IR-Sensors verarbeitet, wenn die Oberflächentemperatur der Fußbodenmatte über einen Zeitraum von 5 - 300 see. konstant ist. characterized in that the evaluation circuit processes the signals of the IR sensor when the surface temperature of the floor mat is constant over a period of 5 - 300 seconds. 9. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 8,9. Temperature control according to one of claims 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung nur dann die Signale des !R-Sensors verarbeitet, wenn ein Bewegungsmelder keine bewegten Körper im Bereich des temperierbaren Bodenbelages meldet characterized in that the evaluation circuit only processes the signals of the !R sensor if a motion detector does not report any moving bodies in the area of the temperature-controlled floor covering 10. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 9, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Sensor derart angeordnet ist, daß er lediglich die von einem Randbereich des temperierbaren Bodenbelages ausgehenden Infrarotstrahlung erfaßt.10. Temperature control according to one of claims 1-9, characterized in that the IR sensor is arranged such that it only detects the infrared radiation emanating from an edge region of the temperature-controlled floor covering. 11. Temperatursteuerung nach einem der Ansprüche 1- 1O1 dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der von dem IR-Sensor nachweisbaren Oberflächentemperatur des temperierbaren Bodenbelags im Bereich zwischen -1000C und 3000C liegt.11. Temperature control according to one of claims 1-10 1 , characterized in that the range of the surface temperature of the temperature-controlled floor covering detectable by the IR sensor is in the range between -100 0 C and 300 0 C.
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