AT15775U1

AT15775U1 - Vorrichtung zur information über den voraussichtlichen energiebedarf programmgesteuerter haushaltsgeräte

Info

Publication number: AT15775U1
Application number: ATGM1/2012U
Authority: AT
Inventors: Cebrat Gerfried
Original assignee: Cebrat Gerfried; Energie Und Umweltconsulting
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2018-05-15
Also published as: AT13694U1

Abstract

Durch die vorgestellte Erfindung soll es BenutzerInnen von Haushaltsgeräten ermöglicht werden, Programm-Einstellungen zu revidieren, um im Mittel einen niedrigeren Verbrauch an Energie- und/oder Wasser zu erzielen. Veränderungen an den Einstellungen für die Programmwahl (3) werden über einen Mikroprozessor sofort ausgewertet und der erwartete Verbrauch und die damit verbundenen Kosten über Display, LED-Ketten o.Ä. signalisiert. Durch die Nutzung von im Haushaltsgerät eingebauten Sensoren für den Strom (1) und ggf. von Werten anderer über Kommunikationskanäle, vorteilhafterweise mittels TCP/IP verbundener vergleichbarer Geräte kann ein ab Werk in einem unverlierbaren Speicher (5) des Haushaltsgerät gespeicherter Verbrauchswert mittels Verbrauchsberechnung (2) auf Basis der im Betrieb gemessen Werte, die in einem Mikroprozessor (4) durchgeführt wird, korrigiert werden. Die vorgestellte Erfindung erlaubt damit den technischen Fortschritt bei der Nutzerschnittstelle und Vernetzung der Haushaltsgeräte untereinander und mit Smart Metern zu nutzen, um den Kundinnen bei geringen Mehrkosten einen Mehrwert zu bieten.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR INFORMATION ÜBER DEN VORAUSSICHTLICHEN ENERGIEBEDARF PROGRAMMGESTEUERTER HAUSHALTSGERÄTE

BESCHREIBUNGSEINLEITUNG [0001] Bei Haushaltsgeräten können die Nutzerinnen bei der Programmwahl Energie- und Wasser sparen. Die vorgestellte Erfindung geht von der Hypothese aus, dass eine rechtzeitige Information der Nutzerinnen über den zu erwartenden Energie- und Wasserverbrauch des zu startenden Programms die Nutzerinnen zu einer Neubewertung ihrer Wahl bewegt, wodurch im Mittel der kumulierte Energie- und Wasserverbrauch für die mit der Erfindung ausgerüsteten Haushaltsgeräte sinken wird. Die Anwendbarkeit der Erfindung erstreckt sich auf alle Haushaltsgeräte, die mit einem Mikroprozessor ausgerüstet sind, und wo Einstellungen durch die Nutzerinnen vorgenommen werden können. Es umfasst also nicht nur zeitlich begrenzt laufende Geräte wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen oder Herde mit programmierbarer Zeituhr sondern auch Kühl- und Gefrierschränke, bei denen die Temperatur und ggf. auch die Abtaufrequenz von den Nutzerinnen eingestellt werden kann wodurch sich der Energieverbrauch ändert. Eine Information über den erwarteten Energieverbrauch ist hier also ebenso nutzbringend.

[0002] Nachdem mit dem vorgestellten Verfahren auch ein Lerneffekt verbunden ist, können die Nutzerinnen dann in Zukunft auch mit anderen ähnlichen Geräten sparen, die keine Information über den zu erwartenden Verbrauch bieten.

STAND DER TECHNIK [0003] Der Energieverbrauch von Waschmaschinen ist stark von der Waschzeit abhängig. Sehr gut eingestufte Geräte (A+ bis A+++) können ihre guten Energieverbrauchswerte durch eine verlängerte Waschdauer erzielen. Für den Nutzer ergibt sich im praktischen Betrieb keine Möglichkeit ohne externe Messgeräte zu erfahren, wie weit sie in der Praxis von diesen idealen Werten abweichen und wie hoch der tatsächliche Verbrauch ist. Aktuell werden Verbrauche von Haushaltsgeräten über separat erhältliche Energie-Messgeräte gemessen, die zwischen Steckdose und Gerät geschaltet werden. Die Arbeit, die dazu nötig ist den Verbrauch zu überwachen und der Programmwahl durch den Nutzer zuzuordnen muss von diesem selbst geleistet werden und überfordert viele Nutzerinnen. Darüber hinaus ist eine Strommessung bei 400V Drehstrom mangels von handelsüblichen Energie-Messgeräten extrem selten.

[0004] Bei Waschmaschinen sind verschiedene Nutzerschnittstellen im Einsatz. Die Einstellung der Maschinen ist entweder über die Stellung der zur Programmwahl dienenden Bedienelemente ersichtlich, oder sie wird zusätzlich über ein mehrfärbiges Signalelement oder Ketten von Signalelementen oder graphischen oder alpha-numerischen Anzeigen den Nutzerinnen rückgemeldet. EP 0978774 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedienen eines programmgesteuerten Haushaltsgerätes, wo Signalelemente den Nutzerinnen eine Rückmeldung geben. Hauptsächlich als Hilfe, welche Einstellungen nötig sind, aber auch um zu signalisieren welche Einstellungen im Konflikt miteinander sind. Es ist aber auch wünschenswert dem Benutzer in dieser Anzeige vor der Inbetriebnahme der Geräte auch einen Anhaltswert für den zu erwartenden Verbrauch - sei es den Energie- oder Wasserverbrauch - geben zu können um ein Nachsehen in den schriftlichen Unterlagen der Maschinen zu vermeiden. Damit kann eine eventuelle Temperaturwahl oder Verkürzung der Waschdauer mit Erhöhung des Energieverbrauchs vom Benutzer noch revidiert werden, um damit verbundene erhöhte Verbrauche zu vermeiden. Bei Eingabe der Kosten für Energie- und Wasser kann auch eine Kostensumme als Basis für die Entscheidung angegeben werden.

[0005] In United States Patent Application 20070118862 wird nicht nur der Anschluss von MP3Spielern an die Waschmaschine beschrieben, sondern darüber hinaus auch eine Interoperabilität mit separaten Endgeräten mit Display. Diese ist jedoch für die vorgeschlagene Information /7

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Patentamt über vorhandene Displays der Maschinen oder ggf. mehrfärbige Signalleuchten nicht mehr nötig. Der Vorteil der hier vorgestellten Erfindung ist, dass die für die Entscheidung benötigten Informationen am Ort des Geschehens schnell ablesbar sind, und dazu kein weiteres Gerät mit ggf. Konnektivitätsproblemen benutzt werden muss. Es ist für die vorgestellte Erfindung auch unerheblich, ob die Einstellungen über mechanische Schalter oder ein auf der Maschine fix montiertes Touchpad erfolgen, wie das in US- Patent 6,623,013 B beschrieben wird (combined display/operation panel).

[0006] Für die Hersteller der Geräte hält sich bei bereits im Gerät vorhandenem Mikroprozessor und vorhandener Anzeige der Aufwand in Grenzen, da für die kleinen Stromstärken HallSensoren kostengünstig verfügbar sind und keine hohen Genauigkeiten nötig sind. Aber auch ohne alphanumerische Anzeige kann über eine einzelne Farb-LED eine kostengünstige Rückmeldung über den Energieverbrauch gegeben werden oder es kann die numerische Anzeige für die Restzeit benutzt werden.

[0007] In „forum Nachhaltig Wirtschaften” wird in der Rubrik: Aktuelle Meldungen am 29.09.2009 über eine vergleichbare Lösung berichtet: „Miele-Waschmaschine mit Eco Feedback macht Verbrauchswerte sichtbar”.

AUFGABE DER ERFINDUNG [0008] Die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es den Nutzerinnen eine Information über den zu erwartenden Energieverbrauch zu geben, der von den gewählten Einstellung abhängig ist. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob die Information visuell (Farbkodierung einer Lichtquelle, über eine Zahl oder Grafik visualisiert), akustisch (Sprachausgabe oder Summer) oder taktil (Vibration oder Betätigungswiderstand eines Schalters abhängig vom Verbrauch) gegeben wird.

[0009] Ziel der vorgestellten Erfindung ist es die Benutzer von Haushaltsgeräten über den abhängig von der Programmwahl zu erwartenden Verbrauch zu informieren. Zusätzlich kann bei zeitlich nicht festgelegten Einschaltdauern auch nur der Verbrauch zur Orientierung angegeben werden. Mit dieser Information kann der Benutzer bereits vor dem Anfall des Verbrauchs seine Vorwahl z.B. im Hinblick auf Programmwahl, Wassermenge und Waschtemperatur revidieren.

[0010] Im einfachsten Fall werden zum Programm fix im Gerät gespeicherte Verbrauchswerte angezeigt. Durch die Abhängigkeit des Verbrauchs von zumindest Wassertemperatur und Füllmenge ist jedoch eine Angabe von tatsächlichen Werten sinnvoll.

LÖSUNG DER GESTELLTEN AUFGABE [0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Haushaltsgerät Werte für den Verbrauch an Energie und ggf. auch an Wasser in einem unverlierbaren Speicher in Abhängigkeit von den Einstellmöglichkeiten (Programmarten mit zusätzlichen Parametern) vorhält. Dabei ist es unerheblich, ob die Verbrauchswerte in einer Matrix vorgehalten werden oder der Verbrauch abhängig von unverlierbar gespeicherten Faktoren für die aktuelle Einstellung neu berechnet wird. In einer weiteren Ausbaustufe des vorgestellten Verfahrens werden die Verbrauche durch das Gerät selbst erfasst und es können die werksseitig gespeicherten Werte oder Faktoren angepasst werden (Kalibrierung).

[0012] Die Erfindung nutzt soweit wie möglich vorhandene Komponenten der Haushaltsgeräte. Sofern das Gerät bereits einen Prozessor und einen Speicher hat, so muss der Speicher jedoch unverlierbar, schreib- und lesbar sein. Die Strommessung erfolgt vorteilhafterweise direkt im Gerät, bei einphasigem Stromanschluss kann dies kostengünstig z.B. über Hall-Sensoren durchgeführt werden. Das der Stromstärke entsprechende Signal wird nach einer DigitalAnalog-Wandlung, die sich entweder im Sensor selbst oder innerhalb der Steuerungselektronik der Maschine befinden kann, von der CPU verarbeitet. Die Verbrauchssummen werden zusammen mit der Benutzer-Vorwahl in einem unverlierbaren Speicher als laufender Mittelwert abgelegt, oder so abgelegt, dass statistische Auswertungen möglich sind. Besonders soll hier die Notwendigkeit erwähnt werden Ausreißer im Verbrauch, die durch Überspringen oder Ab2/7

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Patentamt brechen hervorgerufen werden, eliminieren zu können. Die Multifunktionsanzeige kann auch entweder eine Verbrauchsprognose für den Mittelwert, Median anzeigen ggf. auch mit Angabe des Unsicherheitsbereiches, je nach Fähigkeit des Systems. Vorzugsweise werden die Displays für die Anzeige des zu erwartenden Energieverbrauchs genutzt, die dzt. für die Anzeige der Restzeit zuständig sind und vorzugsweise werden Nutzerinnen mit dieser statistischen Problematik nicht belastet.

[0013] Sinnvollerweise werden neben den Verbrauchsprognosen auch Verbrauchssummen für Zeiteinheiten wie Wochen, Monate oder Jahre oder - sollte kein Kalender in der Elektronik des Haushaltsgerätes vorhanden sein - nur die Verbrauchsmittelwerte als laufendes Mittel aller Benutzungen der Maschine angegeben.

EFFEKTE DER ERFINDUNG UND UNTERANSPRÜCHE [0014] Durch die Erfindung ist es möglich bereits in Haushaltsgeräte eingebaute Mikroprozessoren und Anzeigen bzw. ggf. vorhandene Sensoren für Beladung zu nutzen um einen Mehrwert für den Kunden zu generieren.

[0015] Die Erfindung erlaubt es den Nutzerinnen den Energie- und Wasserverbrauch zu reduzieren. Dies geschieht über eine Information, die die Geräte bei der Programmeinstellung zur Verfügung stellen.

[0016] Die Erfindung erlaubt es auch Geräte-interne Sensoren zu benutzen. Z.B. kann bei einer automatischen Bestimmung des Inhaltes (Beladung) der Wasch- oder Geschirrspülmaschine, dieser Wert auch zur Berechnung des zu erwartenden Verbrauchs genutzt werden, ggf. sogar zur Anzeige eines spezifischen Wertes für den Verbrauch in kWh/kg oder der Gesamtkosten aus Wasser und Energie, wobei unerheblich ist ob dies in Klartext auf einem numerischen oder alphanumerischen Display erfolgt oder nur symbolisch auf einer diskreten oder kontinuierlichen Skala. Bei einer Kommunikation mehrerer gleicher Geräte untereinander z.B. in einem Waschsalon oder Großwäscherei, vorteilhafterweise über TCP/IP, ist es möglich dass sich die Geräte die historischen Daten teilen, bzw. Lücken die bei bestimmten Geräten auftreten indem bestimmte Programme nie genutzt werden, durch Werte anderer Geräte geschlossen werden. Als Erweiterung des Verfahrens ist auch zu sehen wenn die Strompreise über die Stromleitung selbst an die Geräte kommuniziert werden.

AUFZÄHLUNG UND KURZBESCHREIBUNG DER GEGEBENENFALLS VORHANDENEN ZEICHNUNGSFIGUREN [0017] Fig.1 zeigt die Systemarchitektur zur Implementierung der Ansprüche der Erfindung. Eine optionale (induktive) Strommessung 11 wird genutzt um mittels historischer Werte die im Speicher 15 vorgehaltenen Verbrauchsdaten mittels eines Programms in der CPU 14 zu kalibrieren. Den Nutzerinnen wird abhängig von der Programmwahl 13 und sonstiger Einstellungen auf dem Display 16 der zu erwartende Verbrauch graphisch oder in Textform angezeigt.

[0018] Für eine optionale Angabe spezifischer Werte wird auch der Beladungszustand 18 erfasst. Bei einer Berechnung bzw. Anzeige auch des zu erwartenden Wasserverbrauchs kann dieser im Betrieb für die Kalibrierung voreingestellter Werte auch über einen Sensor 17 gemessen werden. Zur Anzeige der zu erwartenden Gesamtkosten können Nutzerinnen optional auch die Strom- und Wasserkosten über eine Benutzerschnittstelle 19 eingeben, oder es werden diese über eine Schnittstelle von extern bereit gestellt z.B. von Smart Metern oder über das Internet von Energieversorgungsunternehmen und Netzbetreibern, wobei die Daten zum Abruf über einen Internetanschluss der Haushaltsgeräte oder Power-Line Communication über den 230V oder 400V Anschluss zur Verfügung gestellt werden. Wichtig ist, dass bei Zeitabhängigen Tarifen diese als Voraussage bis zum Ende des Programms zur Verfügung stehenes ist also auch möglich, dass die Benutzerin durch eine Veränderung der gewünschten Endzeit Kosten spart.

[0019] Fig. 2 zeigt zwei Varianten für eine Benutzerschnittstelle. Im oberen Beispiel sind die Schalter mechanisch, im unteren über ein berührungsempfindliches Display (touch screen)

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AT15 775U1 2018-05-15 österreichisches patentamt implementiert. Die Programmsteuerung erfolgt über einzelne Tasten oder eine Kombination aus Auswahlmöglichkeiten 1, zusätzlichen Optionen 2, und Reglern 3. In einer Anzeige 5 wird in Variante a der zu erwartenden Verbrauch (Wasser- und Energieverbrauch und ggf. die Gesamtkosten) numerisch ggf. alternierend mit der Laufzeit angezeigt. In Variante b können die zu erwartenden Verbrauche und Kosten zusammen mit Programminfos 4 auch über Graphiken 6 visualisiert werden.

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Patentamt

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Information der Nutzerinnen von Haushaltsgeräten, bestehend zumindest aus einer betätigbaren Auswahlmöglichkeit (1), einer CPU (4) und mindestens einer Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass in Auswertung einer Betätigung der Auswahlmöglichkeit (1) für selbst ablaufende Programme durch Nutzerinnen

a) eine skalare Größe aus zu erwartendem Strombedarf, Wasserverbrauch und dafür anzusetzende Kosten mit geringer Zeitverzögerung auf einer Anzeige des Haushaltsgeräts signalisiert wird, und

b) die Signalisierung der skalaren Größe durch die Betätigung des Hauptschalters gestartet wird und

c) eine Strommessung (1) ganzer vergangener Programmabläufe zur Ermittlung der zu signalisierenden Größen benutzt wird, und

d) über eine Strommessung (1) während des Programmablaufs in der CPU (4) die kumulierten Größen zum aktuellen Zeitpunkt ermittelt und darüber der gesamte bzw. zu erwartende skalare Größe für den gesamten Programmablauf hochgerechnet und die korrigierte skalare Größe signalisiert wird, und

e) im Falle dass vor der Signalisierung für die statistische Auswertung keine historischen Daten lokal vorhanden sind, Daten von anderen vergleichbaren Geräten in der näheren oder weiteren Umgebung benutzt werden, wobei weiter entfernte andere Geräte die Informationen über Schnittstellen - vorteilsweise über TCP/IP Kommunikation - auf einen Server hochladen oder die lokalen Geräte auch im lokalen Netzwerk abgefragt werden, und

f) die Signalisierung der Werte gegenüber der Nutzerin in einem der folgenden Verfahren erfolgt:

I. Nutzung unterschiedliche Symbole, die je nach Höhe der skalaren Größe ausgewählt werden

II. Einzelne Signalleuchte mit Lichtfarbe analog zur skalaren Größe

III. Kette von Signalleuchten mit gleicher Lichtfarbe, wobei die Zahl der aktivierten Signalleuchten analog zur skalaren Größe ist

IV. Kette von Signalleuchten, wobei analog zur skalaren Größe eine aktiviert wird, und vorzugsweise ein Piktogramm neben den einzelnen Signalleuchten angeordnet wird

V. durch einen zur skalaren Größe analogen Bedienwiderstand der Einstellwippen und Drehschalter, wodurch deren Verstellen umso mehr Kraft erfordert, je höher beispielsweise der prognostizierte Strombedarf der Einstellung ist auf die umgeschaltet wird.
2. Vorrichtung zur Information der Nutzerinnen von Haushaltsgeräten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die spezifischen Stromkosten mittels vorzugsweise zeitnahen Kosten (aktueller Stromtarif) bestimmt werden, die über Schnittstellen vorzugsweise über TCP/IP Kommunikation abgefragt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Fig. 2

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