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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Hausgerät nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Elektrische
Hausgeräte
aus dem Stand der Technik sind oft mit einer so genannten Standby-Funktion
ausgestattet. Diese Hausgeräte
verfügen über ein
erstes elektrisches Element, welches an eine erste elektrische Energieversorgung
angeschlossen ist und im eingeschalteten Betriebszustand des Hausgerätes elektrische
Energie verbraucht. Die erste elektrische Energieversorgungsquelle
ist im Allgemeinen das vorhandene öffentliche oder private Stromnetz
bzw. eine Verbindung an dieses Stromnetz. Das erste elektrische
Element ist in der Regel dasjenige Element, welches beim Betrieb des
jeweiligen Hausgerätes
betrieben wird, z.B. ein Motor, eine Heizung oder ein Kühlkreislauf
oder dergleichen.
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Zusätzlich verfügen jedoch
viele Hausgeräte über weitere
elektrische Elemente, wie etwa Anzeigen, Displays, Fernbedienungs-Empfangseinrichtungen
und dergleichen. Diese zweite Sorte elektrischer Elemente soll oft
auch bei ausgeschaltetem Betriebszustand des Hausgerätes betrieben
werden, beispielsweise um ein Einschalten des Gerätes mit
einer Fernbedienung oder einen Tastsensor ermöglichen. Das bedeutet, dass
diese zweiten elektrischen Elemente, wie Anzeigen und Fernbedienungs-Empfangseinrichtungen
und dergleichen, ständig
mit Energie versorgt werden müssen.
Da bei herkömmlichen
Hausgeräten
diese Energie aus der ersten und in der Regel einzigen elektrischen
Energieversorgungsquelle stammt, ergibt sich ein hoher Energieverbrauch
für diesen
Standby-Betrieb. Für
Kommunen bzw. Länder
ergibt sich in Summe ein Energiebedarf, der durch ein oder mehrere
Kraftwerke zu decken ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches
Hausgerät
mit vergleichsweise geringem Energieverbrauch bereit zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
das elektrische Hausgerät
gemäß dem Hauptanspruch.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisches Hausgerät mit einer
ersten elektrischen Energieversorgungsquelle und mit einem ersten
elektrischen Element, das in einem eingeschalteten Betriebszustand
des elektrischen Hausgeräts
elektrische Energie verbraucht, und mit einem zweiten elektrischen
Element, das in einem ausgeschalteten Betriebszustand elektrische
Energie verbraucht, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische
Hausgerät
eine zweite elektrische Energieversorgungsquelle aufweist, die mit
dem zweiten elektrischen Element verbindbar ist, und dass die zweite
elektrische Energieversorgungsquelle durch eine Solarzelle gebildet
ist, die Licht in elektrische Energie umwandelt.
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Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich durch eine Vielzahl von Vorteilen
aus. Sie ermöglicht zum
Beispiel einen Standby-Betrieb, ohne das Stromnetz unnötig zu belasten.
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Sie
kann prinzipiell auf jedes elektrische Hausgerät angewendet werden. Vorzugsweise
werden unter dem erfindungsgemäßen elektrischen Hausgerät solche
verstanden, welche einen Bereitschaftsbetrieb (Standby-Modus) ermöglichen.
Der Bereitschaftsbetrieb ist besonders populär bei Geräten der Heimelektronik, wie
etwa Fernseher, DVD-Player, Computer, Stereo-Anlage und dergleichen.
Hierbei wird sehr häufig
der Betrieb über
die Fernbedienung eingeschaltet, ohne dass hierzu ein direkter Eingriff
am Gerät
notwendig ist. Es besteht jedoch die Notwendigkeit, zumindest ausgewählte Komponenten
zur Verarbeitung der Fernbedienungssignale aktiviert zu lassen,
auch in Zeiten, in denen sich das Gerät im ausgeschalteten Betriebszustand befindet.
Bei vorgegebenen Hausgeräten
ist eine optische Anzeigeeinrichtung ununterbrochen aktiviert und
verbraucht dementsprechend Energie. Der Energieverbrauch im Bereitschaftsbetrieb
ist zwar geringer als im Normalbetrieb, aber durch eine große Anzahl
von Hausgeräten,
die über
einen Standby-Modus verfügen
und auch so betrieben werden, kann der Standby-Modus zu einem erheblichen
Energieverbrauch führen.
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In
der Regel werden Hausgeräte
mit elektrischer Energie betrieben, welche über die erste elektrische Energieversorgungsquelle,
in der Regel das Stromnetz, dem ersten elektrischen Element zugeführt wird.
Das erste elektrische Element bezeichnet hier dasjenige elektrische
Element, welches für
den eingeschalteten Zustand mit Energie versorgt werden muss. Beispiele
dieser Elemente sind wie schon oben erwähnt z.B. ein Motor, eine Heizeinrichtung oder
dergleichen.
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Um
den Energieverbrauch aus der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle,
insbesondere dem Stromnetz, zu senken, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine zweite elektrische Energieversorgungsquelle für das elektrische
Hausgerät
vorzusehen, welches durch eine Solarzelle gebildet ist, und welche
insbesondere das zweite elektrische Element mit Energie versorgt,
welches im ausgeschaltetem Betriebszustand des Hausgeräts elektrische
Energie benötigt.
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Für den Bereitschaftsbetrieb
notwendige zweite elektrische Elemente umfassen beispielsweise eine
Fernbedienungs-Empfangseinrichtung, Anzeigeeinrichtungen wie etwa
ein Display oder eine akustische Anzeige sowie Sensortasten. Diese
Elemente benötigen
in der Regel eine geringere Spannung als die Spannung, die im eingeschalteten
Betriebszustand des Hausgeräts
für die
ersten elektrischen Elemente (Motor, etc.) benötigt werden. Ingesamt trägt die Erfindung
zu einer umweltfreundlichen Reduzierung des Energieverbrauchs bei
und zeichnet sich somit durch ökologische
Vorteile aus.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine Verbindung zwischen der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle
und dem zweiten elektrischen Element in dem ausgeschalteten Betriebszustand
des elektrischen Hausgerätes
demnach deaktiviert. Dies gewährleistet,
dass im ausgeschalteten Betriebszustand das oder die zweiten elektrischen Elemente
nur auf die zweite elektrische Energieversorgungsquelle zugreifen
können.
Solarzellen sind hier besonders von Vorteil, da sie mit sehr wenig Licht
genügend
Spannung generieren können,
um beispielsweise Anzeigenelemente und dergleichen zu betreiben.
Die Solarzelle kann in das elektrische Hausgerät integriert sein, z.B. im
Bereich der Bedienelemente. Sie kann aber auch außerhalb
des Hausgerätes
angeordnet sein oder auch lösbar
mit dem Hausgerät
verbunden sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
welche jedoch mit den anderen Ausführungsformen kombinierbar ist,
kann auch die erste elektrische Energieversorgungsquelle, das heißt in der
Regel das herkömmliche,
vorhandene Stromnetz, mit dem zweiten elektrischen Element verbindbar
sein. Dies kann in den Zeiten von Vorteil sein, in denen keine Lichtenergie
für die
Solarzelle zur Verfügung steht,
beispielsweise nachts oder in dunklen Räumen, in denen das Licht abgeschaltet
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist ein Steuerwerk vorgesehen, das auf die jeweils günstigste
Energieversorgungsquelle zugreift und diese mit den elektrischen
Elementen des Hausgeräts
verbindet. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein erstes Steuersignal
C1 und/oder ein zweites Steuersignal C2 von dem elektrischen Steuerwerk generiert
wird, wobei mit dem ersten Steuersignal ein erster Schalter steuerbar
ist, der eine Verbindung zwischen der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle
und dem ersten elektrischen Element aktiviert oder deaktiviert,
und wobei mit dem zweiten Steuersignal C2 ein zweiter Schalter steuerbar
ist, der eine Verbindung zwischen der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle
und dem zweiten elektrischen Element aktiviert oder deaktiviert.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass eine Verbindung der ersten elektrischen
Energieversorgungsquelle (beispielsweise des Stromnetzes) sowohl
mit dem ersten als auch dem zweiten elektrischen Element über einen
Schalter mit Hilfe eines Steuersignals aktiviert oder deaktiviert
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist neben dem ersten und dem zweiten Schalter noch ein dritter Schalter
vorhanden, welcher ebenfalls mit dem zweiten Steuersignal in der
Weise steuerbar ist, dass bei einer Verbindung der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle
mit dem zweiten elektrischen Element die Verbindung zwischen der
ersten elektrischen Energieversorgungsquelle und dem zweiten elektrischen
Element deaktiviert wird.
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Vorzugsweise
bildet das Steuerwerk in Abhängigkeit
einer von der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle gebildeten
Spannung das zweite Steuersignal in der Weise, dass die Verbindung
zwischen der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle und dem
zweiten elektrischen Element aktiviert oder deaktiviert wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle
ein Speicher zugeordnet ist, der von der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle
umgewandelte Energie speichert. Bei einem solchen Speicher handelt
es sich vorzugsweise um einen wiederaufladbaren Akkumulator oder
eine Batterie. Besonders bevorzugt sind hier Kondensatoren, insbesondere
Doppelschicht-Kondensatoren,
beispielsweise Goldcaps, Supercaps, Boostcaps oder Ultracaps.
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Vorzugsweise
ist der Speicher mit der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle,
d.h. vorzugsweise mit der Solarzelle, mechanisch verbunden. Zusätzlich kann
der Speicher auch lösbar
mit dem elektrischen Hausgerät
verbindbar sein. In einer zweckmäßigen Ausführungsform
bildet der Speicher zusammen mit der Solarzelle eine Einheit.
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Der
Speicher hat die Funktion, die von der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle,
d.h. in der Regel von der Solarzelle, umgewandelte Energie zu speichern,
sodass die zweite elektrische Energieversorgungsquelle auch dann
Energie bereitstellen kann, wenn kein oder kein ausreichendes Licht zum
Betrieb der Solarzelle zur Verfügung
steht. Dies gewährleistet,
dass das zweite elektrische Element auch dann betrieben werden kann
und somit auch ein Standby-Modus gewährleistet werden kann, wenn die
Solarzelle keine Energie zum Umwandeln zur Verfügung hat.
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Zweckmäßiger Weise
ist dem elektrischen Steuerwerk zusätzlich ein Steuerungsprogramm
zugeordnet, das in der Weise ausgestaltet ist, dass das Steuerwerk
in Abhängigkeit
der von der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle umgewandelten Energie
und in Abhängigkeit
der im Speicher gespeicherten Energie die zweite Energieversorgungsquelle
und/oder den Speicher mit dem zweiten elektrischen Element verbindet.
Das Steuerprogramm steuert somit die Energieversorgung des zweiten elektrischen
Elements entweder direkt über
die zweite Energieversorgungsquelle, z.B. eine Solarzelle, oder
den zugehörigen
Energiespeicher. Ist genügend Lichtenergie
vorhanden, kann auch vorgesehen sein, dass gleichzeitig das zweite
elektrische Element mit Energie versorgt wird und der Energiespeicher
aufgeladen wird, oder aber es kann lediglich das zweite elektrische
Element mit Energie versorgt werden, wenn keine zusätzliche
Energie zum Auffüllen
des Speichers vorhanden ist. Dies wird alles durch das Steuerwerk
mit Hilfe des Steuerprogramms gesteuert. Es kann dazu ein vierter
Schalter vorgesehen sein, welcher sich in der Verbindung der zweiten
Energieversorgungsquelle und dem Speicher befindet, sodass das Wiederaufladen
des Speichers auch unterbrochen werden kann bzw. die Energieversorgung des
zweiten elektrischen Elements über
den Speicher unterbrochen werden kann, damit die Energieversorgung
des zweiten elektrischen Elements direkt über die zweite Energieversorgungsquelle
erfolgt. Das Steuerwerk generiert zu diesem Zweck ein oder mehrere
Steuersignale (C3), welche situationsabhängig die günstigste Energieversorgung
für das zweite
elektrische Element auswählen
und gleichzeitig das Wiederaufladen des Speichers steuern.
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Die
Erfindung wird nun anhand der Figur näher erläutert.
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Diese
zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen
Hausgerätes.
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In
der Figur ist ein elektrisches Hausgerät 1 dargestellt. Dieses
weist eine erste elektrische Energieversorgungsquelle 2 und
ein erstes elektrisches Element 4 auf, das in einem eingeschalteten
Betriebszustand des elektrischen Hausgeräts 1 elektrische Energie
verbraucht. Es weist auch ein zweites elektrisches Element 5 auf,
das in einem ausgeschalteten Betriebszustand elektrische Energie
verbraucht. Das elektrische Hausgerät 1 weist weiterhin eine
zweite elektrische Energieversorgungsquelle 3 auf, die
mit dem zweiten elektrischen Element 5 verbindbar ist.
Die zweite elektrische Energieversorgungsquelle 3 ist durch
eine Solarzelle 31 gebildet, die Licht in elektrische Energie
umwandelt.
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Das
erste elektrische Element 4 ist beispielsweise eine Heizeinrichtung
oder ein Motor; das zweite elektrische Element 5 ist beispielsweise
eine Fernbedienungs-Empfangseinrichtung 51 und/oder
eine Anzeigeeinrichtung 52.
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Die
erste elektrische Energieversorgungsquelle 2 ist mit dem
zweiten elektrischen Element 5, 51, 52 des
elektrischen Hausgeräts 1 verbindbar.
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Eine
Verbindung zwischen der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle 2 und
dem zweiten elektrischen Element 5, 51, 52 ist
in dem ausgeschalteten Betriebszustand des elektrischen Hausgeräts 1 deaktiviert.
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Weiterhin
ist ein elektrisches Steuerwerk 9 vorgesehen, an das Bedienelemente 10,
z.B. eine Tastatur 10, zum Bedienen des Hausgeräts angeschlossen
sind. Das Steuerwerk 9 generiert ein erstes Steuersignal
C1 und/oder ein zweites Steuersignal C2, wobei mit dem ersten Steuersignal
C1 ein erster Schalter 6 steuerbar ist, der eine Verbindung zwischen
der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle 2 und
dem ersten elektrischen Element 4 aktiviert oder deaktiviert.
Mit dem zweiten Steuersignal C2 ist ein zweiter Schalter 7 steuerbar,
der eine Verbindung zwischen der zweiten elektrischen Energieversorgungsquelle 3 und
dem zweiten elektrischen Element 5, 51, 52 aktiviert
oder deaktiviert.
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Mit
dem ersten Steuersignal C1 ist der erste Schalter 6 in
der Weise steuerbar, dass eine Verbindung zwischen der ersten elektrischen
Energieversorgungsquelle 2 und dem ersten und dem zweiten elektrischen
Element 4, 5, 51, 52 aktiviert
oder deaktiviert wird.
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Mit
dem zweiten Steuersignal C2 ist auch ein dritter Schalter 8 in
der Weise steuerbar, dass bei einer Verbindung der zweiten elektrischen
Energieversorgungsquelle 3 mit dem zweiten elektrischen
Element 5, 51, 51 die Verbindung zwischen
der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle 2 und
dem zweiten elektrischen Element 5, 51, 52 deaktiviert wird.
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Das
Steuerwerk 9 bildet in Abhängigkeit einer von der zweiten
elektrischen Energieversorgungsquelle 3 gebildeten Spannung
das zweite Steuersignal C2 in der Weise, dass die Verbindung zwischen
der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle 2 und
dem zweiten elektrischen Element 5, 51, 52 aktiviert
oder deaktiviert wird.
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Zur
Erfassung der von der Energiequelle 3 gebildeten Spannung
kann ein Sensor vorgesehen sein, der mit dem Steuerwerk 9 verbunden
ist. Mit dem Steuerwerk 9 sind auch Bedienelemente 10 einschließlich eines
Ein-/Aus-Schalters – hier
Schalter 6 – für das Hausgerät 1 verbunden.
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Die
zweite elektrische Energieversorgungsquelle 3 ist vorzugsweise
lösbar
mit dem elektrischen Hausgerät 1 verbunden.
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In
der in der Figur dargestellten Ausführungsform ist weiterhin ein
Speicher 11 dargestellt, welcher über einen vierten Schalter 12 mit
der zweiten Energieversorgungsquelle 3 verbunden ist. Das Steuerwerk 9 steuert
den Schalter 12 über
ein Steuersignal C3.
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Außerdem ist
das Steuerwerk 9 sowohl mit der zweiten Energieversorgungsquelle 3,
als auch mit dem Speicher 11 verbunden, und kann somit
aus diesen beiden Elementen den Status der Energieversorgung abfragen
(erste Information J1 und zweite Information J2) und daraus Steuersignale,
insbesondere ein Steuersignal C3 generieren. Dem Steuerwerk 9 ist
ein Steuerprogramm zugeordnet, das die Steuersignale C1, C2 und/oder
C3 generiert. Das Steuerwerk 9 ist in der in der Figur
dargestellten Ausführungsform
eingangsseitig mit der ersten elektrischen Energieversorgungsquelle 3 und
dem Speicher 11 verbunden, ausgangsseitig mit den Schaltern 6, 7, 8 und/oder 12.
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- 1
- Hausgerät
- 2
- erste
elektrische Energieversorgungsquelle, Stromnetz, Anschluss an das
Stromnetz
- 3
- zweite
elektrische Energieversorgungsquelle
- 31
- Solarzelle
- 4
- erstes
elektrisches Element, Einrichtung zur Erwärmung, Motor
- 5
- zweites
elektrisches Element
- 51
- Fernbedienungs-Empfangseinrichtung
- 52
- Anzeigeeinrichtung
- 6
- erster
Schalter
- 7
- zweiter
Schalter
- 8
- dritter
Schalter
- 9
- elektrisches
Steuerwerk
- 10
- Bedienelemente
- 11
- Speicher
- 12
- vierter
Schalter
- C1
- erstes
Steuersignal
- C2
- zweites
Steuersignal
- C3
- drittes
Steuersignal
- J1
- erste
Information (Status von 3)
- J2
- zweite
Information (Status von 11)