CN102450952B - 热能节约系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种热能节约系统10和热能节约方法，其实现了自学习式能量保存(SLEP)系统或方法。通过该系统10或方法，可降低饮料机20的能耗，该能耗主要是由于加热提供热饮所需的液体引起的。同时，通过适应性地学习和预期用户何时可能使用饮料机20，可显著降低典型地由饮料机20中的液体的重新加热过程引起的用户等待时间。系统将加热适配为其从用户行为中所得知的情况。所描述的系统和方法被适配为安装在各种私下使用或公共使用的饮料机20中。

Description

热能节约系统和方法

技术领域

本发明公开了一种用于饮料机的加热系统的热能节约系统和热能节约方法，该饮料机被适配为生产热饮。特别地，本发明公开了一种所谓的自学习式能源保存(SLEP)系统和方法，其被开发用于节约常用饮料机中的热能。SLEP系统和方法有助于降低饮料机的能耗，同时还有助于在饮料机中的液体需要被重新加热时，将饮料机用户的等待时间减到最少。

背景技术

用于制备热饮的装置是本领域所熟知的，尤其是在制作茶、咖啡或咖啡类饮料的领域。此外，其他物质，诸如巧克力和奶制品可被提取或溶解以在这样的饮料机中形成热饮。对于在适当的饮料机中制备这样的热饮，合适的液体(例如，水或奶等)被加热系统加热，其在供应装置中被提供给饮料机的饮料制作室。考虑到饮料机的能耗，到目前为止加热过程消耗了最多的能量。因此，通过控制加热系统来降低饮料机的能耗是非常有效率的。

现有技术中已知的饮料机通常通过利用计时器直接控制液体的加热来减少能耗。计时器被适配为当饮料机未被使用预定一段时间时，停止加热液体。完全停止加热器是降低能耗的最有效方法。

但是，如果加热器关闭一定时间，饮料机的供应装置内的液体被冷却，且在饮料机下次被操作以制作热饮时需要被重新加热。重新加热液体需要一定的等待时间，而对于等待饮料机重新加热液体的用户来说，这非常令人沮丧。只有在加热过程完成后，用户才可以重新操作饮料机来获取热饮。

考虑到简单计时器的上述缺点，希望提供一种复杂系统和方法，其有效地降低饮料机能耗，同时最小化在饮料机中的液体被重新加热时所发生的用户等待时间。而且，还需要这样的系统和方法，其可针对包括加热系统的任意类型的饮料机被实施。

发明内容

在本发明的第一方面，公开了一种用于饮料机的加热系统的热能节约系统。该系统包括计时器；多个数据寄存器，其中每个数据寄存器在预定的时间范围内是活动的，且其中每个数据寄存器可保持最少两个值中的一个；检测单元，用于检测饮料机的使用；控制单元，其被适配为确定多个数据寄存器的值并根据检测单元的检测改变活动的数据寄存器的值。控制单元还被适配为，如果其确定活动的数据寄存器保持等于或低于阈值的值，则关闭饮料机的加热系统，且在确定活动的数据寄存器保持大于阈值的值时开启饮料机的加热系统。

上述热能节约系统是所谓的自学习式能源保存(SLEP)系统。系统获知用户行为，并通过仅在用户被预期时加热饮料机来适应用户行为。当检测到饮料机的使用时，控制单元改变活动的寄存器的值，其改变方式反映了饮料机的使用。在一定的学习期后，当多个数据寄存器已好几次被激活时，单个数据寄存器的值很好地反应并预期了每个预定时间范围内的饮料机的使用。通过确定这些值并将其与阈值比较，其中比较结果自动地触发加热系统的开启或关闭，能耗可被显著降低。但是，用户的等待时间也被最小化，因为如果没有预期使用，饮料机的加热系统只是被关闭，且仅在预期使用时被重新开启。

优选地，多个数据寄存器的每一个被适配为保持从0到3的至少一个整数值，控制单元被适配为，如果检测单元检测到饮料机的使用，将活动的数据寄存器增加一个增量，且控制单元被适配为，如果在预定的时间范围内检测单元未检测到饮料机的使用，将活动的数据寄存器减少一个增量。

从0到3的四个整数值为热能节约系统预期饮料机的使用提供了很好的分辨率。但是，也可使用多于或少于四个的值。通过在检测到饮料机的使用的情况下以整数增量增加活动的数据寄存器中的值，热能节约系统反映了当前预定时间范围内增加的使用概率。通过在没有检测到饮料机的使用的情况下降低活动的数据寄存器中的值，热能节约系统反映了在预定时间范围内较低的使用概率的事实。当使用从0到3的值时通过仅以单个增量来增加和减少，可以避免这样的情况，例如，在预定时间范围内饮料机通常被频繁使用，如果仅有一次没有使用，该预定时间范围不正确地反映了预期。假设，例如，上述阈值是0，且与预定时间范围关联的数据寄存器当前保持数值3，则需要三个降低步骤，即，饮料机连续三次在该预定时间范围内未被使用以达到该阈值，在该阈值处加热系统将被关闭。

优选地，如上所述，该阈值是0。

优选地，每个数据寄存器的值被限制为在预定的时间范围内增加一个增量。这样，避免了高估饮料机被频繁使用的单个不寻常的场合。

优选地，控制单元被适配为，如果活动的数据寄存器的值被确定为不是0的值，则开启饮料机的加热系统。

这样，用户的等待时间可被最有效地最小化。如果作为另一种选择，值3是阈值，即，必须达到该阈值，加热系统才因为用户预期而被开启，则能耗可被降低最多。根据阈值，系统实现了能耗降低和等待时间之间的不同折衷。

优选地，检测单元是用于检测饮料输出的流检测单元。这样，获得了表明饮料机使用的明确指示。

优选地，检测单元是运动检测器，且控制单元被适配为，如果其检测到预定时间段的运动，开启饮料机的加热系统。

因此，用户不需要真正操作机器，只要用户在饮料机周围徘徊预定时间段以开始重新加热过程就足够了。许多用户在实际操作饮料机前开始准备杯子或用于热饮的其他配料，如糖。在饮料机已被关闭且运动检测器检测到用户的情况下，饮料机加热系统会已经开始重新加热。这样，可减少所需要的用户等待时间。

优选地，检测单元被适配为检测输入到饮料机的硬币或是插入其中的信用卡，以确定饮料机的使用。特别地，对于商业饮料机来说，希望饮料机的使用确实与支付有关。

当然，也可使用多于一个的检测单元。可以想象上述检测单元或本领域技术人员所知的其他检测单元的任意组合。

优选地，热能节约系统还包括存储器，用于存储检测单元的检测结果，其中控制单元被适配为基于存储在存储器中的检测结果产生、更新并在存储器中存储关于饮料机的使用的模式，并基于使用模式数据改变所述阈值和/或所述预定时间范围，在所述预定时间范围内数据寄存器是活动的。

用于预期用户活动的该额外系统测量长期使用。如果由于单次事件，预定的寄存器中的值没有反映关于饮料机使用的完全正确的情景，通过额外考虑存储在存储器中的模式，可提高系统性能。尤其是基于饮料机使用的长期预期来改变阈值，能够实现系统在减少的等待时间和能耗降低之间的焦点的平衡。较短的预定时间范围可改善分辨率，这在某些情况下是需要的。较长的预定时间范围可进一步降低能耗。

优选地，热能节约系统还包括用于接收用户输入的触摸板(touchpanel)，其中控制单元还被适配为，基于用户输入，改变阈值和/或预定时间范围，在该预定时间范围内数据寄存器是活动的。用户因此获得对于SLEP系统的所有相关参数的控制。

优选地，控制单元被适配为，如果存储在存储器中的使用模式表明当前的使用概率高于预定的阈值概率，即使其确定活动的数据寄存器保持等于或小于阈值的值，延迟关闭饮料机的加热系统。

通过延迟关闭加热系统的时间点，可提高热能节约系统的性能。

优选地，热能节约系统被适配为，如果最后一次检测到饮料机的使用和预定时间范围(在该预定时间范围中下一个数据寄存器变为活动的)的起点之间的时间间隔低于预定的阈值时间，即使其确定活动的数据寄存器保持等于或低于阈值的值，延迟关闭饮料机的加热系统。

这防止了这样的情况，即仅仅由于达到新的预定时间范围(其中相应的数据寄存器的值在阈值之下)，尽管用户仍然处于准备饮料的过程，加热系统就被关闭。这意味着，即使达到新的预定时间范围，但在用户已准备好饮料之前不久，延迟关闭加热系统，因为另一个用户想要另一个热饮的概率很高。这是由于用户倾向于成群，即成组，消耗热饮。

优选地，热能节约系统包括24个数据寄存器，其中每个数据寄存器是活动的预定时间范围是由计时器测量的一个小时。因此，可获得一天24小时中的1小时的分辨率，这对用户来说是最直观的。

在本发明的第二方面，公开了一种用于饮料机的加热系统的热能节约方法，包括以下步骤：监视时间；将多个数据寄存器中的每个与预定时间范围关联，其中活动的数据寄存器与当前的预定时间范围关联，且其中每个数据寄存器可保持至少两个值中的一个；检测饮料机的使用；确定活动的数据寄存器的值并根据检测步骤的检测，改变活动的数据寄存器的值；如果确定活动的数据寄存器保持等于或小于阈值的值，关闭饮料机的加热系统；如果确定活动的数据寄存器保持大于阈值的值，开启饮料机的加热系统。

热能节约方法实现了用于热能节约系统的上述同样优势。对于热能节约系统的所有描述的扩展(附加的特征)来说，相应的方法步骤被涵盖在本发明中。例如，这样的方法步骤包括了以下步骤：增加和减少活动的数据寄存器的值，在预定的时间范围内将增加限制为一个增量，测量饮料机的流量，检测运动，检测硬币或是信用卡的插入，存储检测结果，产生、更新并存储使用模式，接收用户输入，并/或延迟关闭或开启加热系统。

上述自学习式能量保持系统或方法(分别对应于热能节约系统和方法)减少了饮料机的能耗，且同时最小化用户的等待时间，即，因重新加热饮料机中的液体所引起的等待时间。

附图说明

以下将参考附图详细描述本发明。

图1示出了示例性的饮料设备，其中可使用根据本发明的热能节约系统。

图2示出了根据本发明第一实施例的热能节约系统的示意图。

图3示出了根据本发明第一实施例的热能节约系统的多个数据寄存器的示意图。

图4示出了根据本发明的热能节约系统的第二实施例。

图5示出了根据本发明的第二实施例的热能节约系统的数据寄存器的示意图。

图6示出了根据本发明的热能节约方法的框图。

具体实施方式

图1示出了饮料机20的一个例子，其中可实施根据本发明的热能节约系统10。但是，热能节约系统10可基本上被实施到每个配备有加热系统21的饮料机20中，以下说明仅是饮料机20的说明性例子。但是，所有的饮料机20都或多或少地由类似的组件组成，且因此以下描述将会有用。

图1的饮料机20包括了外壳170，其容纳更多的组件，或附加有更多的组件。热饮可由饮料机20制作，且可由位于饮料机20内部的泵240输送到的饮料输送口80。在外壳170的后侧，可提供液体供应库或液体容器160。液体可以是任何液体，如适于准备热饮的水或牛奶，或适于准备热液体餐的汤等。

在饮料机20的正面，可提供基座。基座可基本上具有半个圆柱平台的形状。基座可包括滴水盘140，且基座的上表面可用作该区域内的杯子支撑150，其基本上被垂直安排于饮料输送口80的下面。饮料机20还可包括集水箱130。滴水盘140可用于收集从饮料输送口80滴下的液体。包括滴水盘140和杯子支撑150的基座可被可移除地附加到外壳170。或者，包括滴水盘140、杯子支撑150和集水箱130的整个组件可被可移除地附加到外壳170，以便冲洗或清空滴水盘140并清空集水箱130。

在外壳170的内部，饮料机20可包括液体泵240、加热系统21，诸如，加热块(thermo block)或煮器，以及提取室。可将根据本发明的热能节约装置10连接到加热系统21，以控制加热系统21，这将在以下进行解释。饮料机20也可包括控制器(未示出)和用户界面板(如以下将解释的触摸板16)以管理本领域所知的饮料准备周期。因此饮料机30可制作加热的、最好是加压的液体，然后将其提供到准备室，以便在杯子或玻璃杯中准备热饮、饭菜等。

泵240和加热系统21以及在外壳170中放置的其他组件，从外部是看不见的，且因此在图1中用虚线示出。

提取室或准备室可被设计为容纳包含饮料配料的小袋或小盒(capsule)，当举起或打开放置在外壳170的顶部上的杠杆或盖子时，小袋或小盒可被插入到外壳170顶部的插入槽120。杠杆或盖子可作为触发器(activator)110用于机械地或自动地夹紧例如小盒，并开始准备过程，加热的、最好是加压的液体，随后将被注入到例如小盒中，以与其中包含的配料相互作用。配料诸如茶叶、磨碎的咖啡等。集水箱130被用来收集，例如，已使用的并在饮料被输送后被丢弃到内部的小盒。

尽管有上述描述，小盒不限于任何尺寸或设计，且也可使用作任何其他已知的饮料配料存储装置或饮料准备室，所述饮料配料存储装置或饮料准备室还包括过滤元件，用于通过使用加热液体、最好是加热的低压液体提取饮料配料，来准备饮料。在下文中，液体代表用于饮料制作机器的所有类型的液体，例如，水、牛奶或汤。但是，在小容器被用作饮料配料存储装置的情况下，饮料机20还可包括用于给小盒穿孔的装置，且该穿孔装置可被激活器10激活。

饮料机20也可与散装粉或液体而不是小盒一起工作。饮料准备室也可以被设计为从机器中的至少一个食品配料箱接收一剂食品浓缩配料。该食品浓缩配料可以是粉末或液体配料，如咖啡、牛奶、茶、巧克力、汤。饮料准备室也被设计为接收加热的液体，以溶解至少一种食品浓缩配料并最终使产生的混合物起泡沫。

图2示出了一种根据本发明的热能节约系统10，其被用于如在上述例子中所示出的饮料机20的加热系统21。热能节约系统10被适配为预期饮料机20的使用，且由此可通过控制所述加热系统21的开启和关闭帮助节约能量。同时它可有助于最小化用户的等待时间，在此期间加热系统21重新加热液体，这对于准备热饮是需要的。

为此，热能节约系统10使用多个数据寄存器12a-12x，其中每个数据寄存器12a-12x被适配为取两个值中的至少一个。数据寄存器12a-12x是小容量存储器，其可被控制单元14获得。该存储器可由任何传统的非易失性存储技术例如ROM、闪存等实现。热能节约系统10还包括计时器11，其被适配为测量时间并建立预定的时间范围。预定的时间范围是，例如，通过将预定的时间跨度例如一整天分割为相等的部分，而创建的。而且，达到最后预定的时间范围后，即，当预定的时间跨度流逝时，计时器11计算的预定的时间范围被重复。因此，计时器可持续地将当前时间与预定的时间范围中的一个关联。计时器是，例如时钟，但也可以是能记录时间的任何其他合适的装置。

多个数据寄存器12a到12x中的每一个与预定时间范围中的一个有关。换句话说，多个数据寄存器12a到12x被索引，且索引由计时器11根据当前有效的预定时间范围确定。与当前的预定时间范围有关的数据寄存器12a到12x被定义为活动的数据寄存器12a到12x。如果数据寄存器12a到12x是活动，则其可被访问，其保持的值可被读出，且通过替换当前的值，新值可被写入其中。随着时间流逝，不同的数据寄存器12a到12x变成活动的数据寄存器12a到12x，且数据寄存器12a到12x保持的值被读出并用来预期饮料机20的使用。每个数据寄存器12a到12x越频繁地变活跃，热能节约系统10变得越精确。

如图2所示出的，热能节约系统10还包括上述控制单元14和检测单元13。控制单元14从计时器11接收当前时间，即，当前的预定时间范围。基于此，控制单元14可访问并寻址多个数据寄存器12a到12x，其中对于每个时间点，一个数据寄存器12a到12x是活动的。例如，在图2示出的时间点t1，第四个数据寄存器12a到12x是活动的，而在时间点t2，第十个数据寄存器12a到12x是活动的。数据寄存器12a到12x的顺序由时间箭头确定，其被指示为从图2的左边到右边，且被命名为t。每个数据寄存器12a到12x对应于一个预定的时间范围，其包含了至少一个，或优选地，多个时间点。

控制单元14访问多个数据寄存器12a到12x中当前活动的一个，且能够确定活动的数据寄存器12a到12x所保持的值，即，它可通过连接从活动的数据寄存器12a到12x中读出一个值。而且，控制单元14也可被适配为改变当前活动的数据寄存器12a到12x的值，其中这样的变化包括，例如，增加值，降低值，或设置新值。每个数据寄存器12a到12x至少被适配为保持至少两个值中的一个，但是优选地，保持从0到3的四个整数中的一个。但是，自然地，对每个数据寄存器12a到12x也可以使用更多的值。

如图2中的开启/关闭命令所指示的，控制单元14控制饮料机20的加热系统21的加热器的开启和关闭。自然地，如果加热系统21关闭，能耗可被降低。但是，如果加热系21关闭，重新加热就要求一定的时间量，这对用户来说是令人烦恼的。因此，控制单元14根据存储在多个数据寄存器12a到12x中的值，控制饮料机20的加热系统21。特别地，控制单元为当前预定的时间范围确定活动的数据寄存器12a到12x。控制单元14然后确定存储在活动的数据寄存器12a到12x中的值，即，它从活动的数据寄存器中读出值，并分析获得的值。特别地，它将获得的值与阈值进行比较。然后，如果该值等于或小于阈值，控制单元14关闭饮料机20的加热系统21。自然地，只有当饮料机20的加热系统21当前是开启的，控制单元14才关闭加热系统21。如果其当前是关闭的，不执行任何操作。在另一方面，当从活动的数据寄存器12a到12x获得的值大于阈值时，控制单元14发送命令，以便开启饮料机20的加热系统21。再次地，这只在加热单元21当前是关闭的情况下才是有意义的，否则不执行任何操作。如以下所描述的，由于多个数据寄存器12a到12x保持的值反映饮料机20的使用，控制单元14可高效地控制加热系统21，以便降低能耗并最小化用户的等待时间。

热能节约系统10还包括检测单元13，其被用来改变多个数据寄存器12a到12x中的值，以便它们恰当地反映饮料机20的使用。检测单元13能够检测饮料机20的使用，并将该信息传递到控制单元14。当检测被指示给控制单元14时，控制单元14能够改变活动的数据寄存器12a到12x的值，即，它可增加或降低值，或将新值写入到数据寄存器12a到12x。因此，饮料机20的每次使用影响了多个数据寄存器12a到12x的值，且可获得将来使用的预期。控制单元14被适配为，例如，如果检测单元13检测到饮料机的使用，就增加活动的数据寄存器12a到12x的值。在另一方面，控制单元14被适配为，例如，如果在预定的时间范围内没有检测到饮料机20的使用，就降低活动的数据寄存器12a到12x的值。

优选地，每个数据寄存器都保持从0到3的四个值中的一个。优选地，活动的数据寄存器12a到12x的值的增加和减少是按一个整数增值执行的。如果达到了最大或最小值(例如，分别是0或3)，则不执行进一步的增加或减少。可以设想用于多个数据寄存器12a到12x中的每个的其他值范围，以及根据检测单元13的检测(或无检测)改变活动的数据寄存器12a到12x中的值的其他机制。如果活动的数据寄存器12a到12x中的值增加，则反映了在与活动的数据寄存器12a到12x有关的预定时间范围内饮料机20的更高的使用可能性。在另一方面，如果该值降低，即，在预定的时间内没有检测到饮料机20的使用，则反映了在该预定时间范围内较低的可能性。系统因此可随着时间推移获知用户行为，且准确地预期在预定的时间范围内饮料机20被使用的可能性是高或低。这种可能性是由值0到3中的一个反映的。

在本发明的优选实施例中，阈值是0。如果控制单元从活动的数据寄存器12a到12x14读取为0的值，它将关闭饮料机20的加热系统21。如果控制单元14读取高于0的值，即，1，、2或3，它开启饮料机20的加热系统21。如果一数据寄存器12a到2x当前保持为3的值，且如果在与所述数据寄存器12a到12x相关的预定的时间范围内检测单元13未检测到饮料机20的使用，所述值降低到2，且因此饮料机20的加热系统21将在与所述数据寄存器12a到12x相关的下一次发生的预定时间范围内仍被开启。因此，补偿了饮料机20的使用的偏移。仅当检测单元13在特定的预定时间范围内连续三次没有检测到饮料机20的使用，与该预定时间范围相关的数据寄存器12a到12x的值将从3降低到为0的阈值。在这种情况下可排除偏移，且在该预定时间范围内，很可能没有饮料机20的使用，这个事实可被准确反映。为此，每个数据寄存器12a到12x也被限制为在其相关的预定时间范围内仅增加一个增量。否则，在特定的预定时间范围内频繁使用饮料机20(可能例如是由于某个特别事件)，会篡改热能节约系统10的学习过程。

图3示意性地示出了多个数据寄存器12a到12x保持的值如何确定控制单元14对加热系统21的控制。为了举例说明，选择了示例性阈值0。控制单元14被适配为，如果活动的数据寄存器12a到12x被确定为是不同于0的值，则开启饮料机20的加热系统21。这在图3中由被标记有各自命令的虚线表示。时间的流逝，即，多个数据寄存器12a到12x的顺序，由从左到右的箭头表示，其标记为t。多个数据寄存器12a到12x中的每一个对应于一预定的时间范围，其中所有的预定时间范围共同组成饮料机20的总操作时间(运行时间)，最多为24小时。可看出从第二预定时间范围开始，加热系统21被关闭，因为第二数据寄存器12a到12x保持的值是0。在与多个数据寄存器12a到12x的第三个关联的第三预定时间，加热系统21接收到开启命令。然后在接下来的两个预定时间范围内，没有给出进一步的命令，因为各个数据寄存器12a到12x保持的所有值都指示加热系统将被开启，然而其已被开启。仅在与第八数据寄存器12a到12x相关的第八预定时间范围，加热系统21再次被关闭，且在接下来的两个时间范围内保持关闭，在最终第十数据寄存器具有为1的值，触发了重新开启加热系统21。当查看图3的多个数据寄存器12a到12x时，可直观地想到，都保持值3的三个相邻的数据寄存器代表饮料机20被使用最频繁的时间(例如，白天的时间)。

检测饮料机20的使用的检测单元13可以是任何合适的检测单元。例如，它可以是流测量单元，其检测流出饮料机20的流，且因此可以明确地推断出饮料机被激活。有这样的流测量单元，只有液体的实际输出才被认为是饮料机20的真正使用，而对饮料机20的其他操作，诸如清洁、除钙或重新添加诸如咖啡、小盒、液体、水或牛奶等必要的配料，没有作为实际使用被检测出。或者，运动检测器可被用作检测单元13，且如果运动检测器检测到预定时间段内的运动，控制单元14可例如开启饮料机20的加热系统21。尽管运动检测器不会检测到实际的使用，它可有助于一旦用户走进房间，开始在饮料机20的旁边准备杯子，或者寻找糖，已经开启了加热系统21。或者，对于商业运作的饮料机20来说，输入硬币或是插入信用卡可被用作饮料机20的使用的检测标准。这保证了仅在支付实际发生时，饮料机20的使用才被记录，且如果用户简单地按下按钮却没有实际购买饮料，则不会检测到使用。当然，任何其他感测器或是监视装置，诸如摄像头、光感测器(photo sensor)、电眼(electric eye)等，可被用作检测单元13，以确定饮料机20是否被使用。例如，将小盒或者咖啡放入到饮料机20可被用作标准。多个不同的检测单元13可被合并使用，其中如果由一个检测单元13，或者两个或更多个检测单元13的组合指示出检测，则检测到饮料机20的使用。

图4示出了饮料机20使用的热能节约系统的第二实施例。第二实施例与图2示出的第一实施例类似，且在两个实施例中被同样使用的单元不在下文中解释。图4的第二实施例与图2的实施例不同在于，其还包括存储器15和/或触摸板16。

存储器15用于存储检测单元13的检测结果，且因此耦接到存储单元13。存储器15和检测单元13之间的数据传输在两个方向上运作。存储器15可以是半导体存储器，尤其是闪存、硬盘驱动器、盘，或者可以是可交换存储器，尤其是信用卡上的存储器芯片或与特殊用户相关的卡，其可被插入到饮料机20。

控制单元14可通过检测单元13访问存储器15。控制单元14可读取、存储、更新或写入到存储器15。具体地，可生成基于所存储的检测结果的、关于饮料机20的使用的模式，所述模式本身可被存储在存储器15中。除多个数据寄存器12a到12x外，这些模式可反映饮料机20的长期使用，且可用作额外的装置来改善热能节约系统的预期的质量。当发送开启或是关闭加热系统21的命令时，控制单元14可进一步考虑存储在存储器15中的饮料机20的使用模式。例如，模式可被用来改变阈值，例如从0到1，或是改变预定的时间范围，使其更长或更短。模式可以是这样的模式，其指示存储在数据寄存器12a到12x中的值的总量、加热系统21的开关频率、存储在单个数据寄存器12a到12x中的值之间的差、连续的数据寄存器12a到12x的相等值的数量、长时期内计算的平均值(例如，比整数值更精细)、偏移、无规律等。可使用有助于提高系统10的性能的任何种类的模式。

关于阈值，以下可假设每个数据寄存器12a到12x可保持的上述例子中0到3的四个值。如果阈值是0，值1、2和3指示饮料机20的加热系统21将被开启。仅仅阈值是0才指示加热系统21将被关闭。因此，热能节约系统10更关注减少等待时间，而不是减少能耗。但是，如果阈值改变为3，则加热系统21在大部分时间将被关闭，且仅在用户准备饮料时被开启，或者仅在非常频繁地被使用的预定时间范围内被开启。

通过基于存储在存储器15中的一个或多个所述模式改变阈值，降低能耗和最小化等待时间之间的平衡点可以被改变。例如，可以想象这样的情况，即饮料机20没有被频繁使用，但刚好被足够经常使用，以至于加热系统几乎是从未被关闭，即，未以最优的方式来设置阈值。控制单元14可识别指示该情况的模式，且因此可增加阈值，这意味着加热系统21将来将被更频繁地关闭。不同的预定参考模式可被存储在存储器15中，其例如以相关联的方式类似于多个数据寄存器12a到12x，其可用作新的检测模式的比较。这些预定的模式可被读取、比较和更新，并可与也被存储在存储器15中的且可被执行的不同的预定动作相关联。

预定的时间范围可以，例如，被缩短或是加长，这取决于是否需要更高的(时间上的)分辨率或是更低的分辨率。预定时间范围越短，则加热系统21的开启和关闭之间的开关越频繁地发生。存储器也可存储关于单个用户的信息，例如在信用卡或是具有芯片的特殊卡必须与饮料机20一起使用以购买热饮的情况下。在这种情况下，可创建和存储用于不同用户的不同模式。而且，对于不同的预定时间范围可使用不同的阈值，即，阈值不是固定的而是持续地被适应性修改。也可能具有在长度上不同的预定时间范围，即，不是每个预定的时间范围都是相同的。例如，基于光检测器，可设置不同的预定时间范围，因为晚上系统10所需的分辨率要低于白天。

而且，触摸板16可被包括在热能节约系统10中，它可接收直接用户输入。如图4所示的，触摸板16直接连接到可接收用户输入并适当处理用户输入的控制单元14。这可以是有益的，因为饮料机20是卖给例如单个用户，且每个用户可以要求或希望能量减少和最小化等待时间之间的不同的平衡。因此，可想象通过触摸板16，阈值和/或预定时间范围长度可直接由用户改变。触摸板可以是触摸屏，或可以由按钮、开关或轮子组成，其可被安装在饮料机20的外部，且可被机械、电子或电容地操作。还可以想象使用遥控器来控制与饮料机20一起使用的热能节约系统10。

此外，例如，指示物，(例如LED产生的)光或声音，可被提供给用户，以便验证用户输入。不同颜色或不同亮度的光(LED)可被提供给热能节约系统10，可被安装在饮料机20上，且可例如指示加热系统21是否被开启或关闭，阈值是高还是低(即，阈值当前为何值或其偏离缺省阈值多少)，或预定的时间范围目前如何被设置(例如，与标准设置相比更短或更长)。

上述指示器也可向用户指示热能节约系统的学习过程进展如何。因此，控制单元14可基于多个数据寄存器和存储在存储器15中的使用模式来估计预期质量被假定为高还是低。由此用户看一眼便知道热能节约系统10此刻是否正如其希望地那样适当地工作。控制单元可确定热能节约系统10是否适当地在其设置内工作，例如，它可确定由于重新加热等待时间有多频繁地发生。在另一个示例性例子中，一数据寄存器的值在，例如，为1的值和为2的值之间有规律地波动，这指示在相应的预定时间范围内，仅仅每两次准备一次热饮。如果阈值是0，加热系统21不管怎样可能从不被关闭。因此，为了节约能量，将阈值改变为1看起来似乎更恰当，且这样的信息可由指示器指示给用户。

通过利用计时器11，控制单元还可被适配为延迟关闭饮料机20的加热系统21，即使是在它确定了活动的数据寄存器12a到12x保持等于或低于阈值的值的情况下。延迟可以是，例如基于存储在存储器15中的使用模式而执行，该使用模式可以例如，指示高于预定的阈值概率的使用概率，即使活动的数据寄存器12a到12x中的值指示其他事情。应注意，例如，在从0到3的四个值被选为可由数据寄存器12a到12x保持的值的场景中，需要饮料机20连续三次在预定的时间范围内未被使用，以将值降低至0(示例性阈值)。但是，所记录的长于与相应的数据寄存器12a到12x相关的三次预定的时间范围的检测结果的使用用户模式指示了饮料机20被使用的平均概率非常高。这种可能由于巧合，以及在例如所选择的预定的时间范围较长的情况下，发生。这样，可能发生这样的情况，即在刚刚关闭饮料机20的加热系统21之后，用户希望准备饮料。在这种情况下，以预定的时间段智能地延迟加热系统21的关闭且由此改善了热能节约系统是有益的。

特别地，在两个相邻的预定时间范围内，会发生不想要的效果。因此，控制单元14可进一步被适配为延迟关闭饮料机20的加热系统21，即使它确定活动的数据寄存器12a到12x保持等于或低于阈值的值，如果饮料机20最后检测到的使用和下一个预定时间范围开始间的时间间隔非常短(低于预定的阈值时间)的话。例如，在作为团体的若干用户正在准备热饮时，如果仅因为预定的时间范围改变到下一个预定的时间范围，该下一个预定的时间范围与保持等于或低于阈值的值的数据寄存器12a到12x相关，加热系统21就被关闭，这将是不幸的。在预定的时间范围改变前的饮料机20的立即使用指示了另一次使用可能很快发生的高概率性。因此，延迟一个预定时间段在这种情况下将是有益的。

图5示出了可如何延迟关闭或开启加热系统21的命令。例如，当对应于图5中保持值1的数据寄存器12a到12x的预定时间范围改变到下一个预定时间范围时，该下一个预定时间范围对应于保持值0的数据寄存器12a到12x，发布该命令被延迟预定时间段。该延迟由两条平移的垂直虚线和实线箭头表示。

为了使所有的上述设置最易于被用户理解，使用24个数据寄存器12a到12x是有益的，其中每个数据寄存器与预定的时间范围有关，该预定的时间范围刚好度量为一个小时，这样每个数据寄存器12a到12x对应于一天24小时中的一个小时。

图6示出了根据本发明的用于饮料机20的加热系统21的热能节约方法。该方法步骤S10中持续地监视的时间，且在步骤S20中并行地持续检测饮料机20的使用。根据监视的时间，该方法能够在步骤S11确定活动的数据寄存器12a到12x。多个数据寄存器12a到12x中的每一个与一个预定时间范围有关，该预定时间范围通过监视时间并通过将总运行时间划分成预定的时间范围而确定，所划分的预定时间范围是连续的且在总的运行时间流逝后重复。在步骤S11确定了活动的数据寄存器12a到12x后，该方法在步骤S12确定活动的寄存器12a到12x的值，例如，通过将其从数据寄存器中读出。然后该方法在步骤S13将确定的(读出的)值同阈值比较。特别地该方法在步骤S13确定所确定的值是否大于阈值。在从活动的数据寄存器12a到12x读出的值大于阈值时，该方法在步骤S14确定加热系统21是否被开启。如果在步骤S14确定加热系统21被开启，不发生动作且该方法返回到步骤S12确定活动的寄存器12a到12x的值。如果加热系统被关闭，该方法在步骤S16开启加热系统21。如果在另一方面，在步骤S13确定从活动的寄存器12a到12x读出的值不大于阈值，该方法在步骤S15确定加热系统21是否被关闭。如果是，方法返回到步骤S13，确定活动的寄存器12a到12x的值，而没有任何动作。如果加热系统21未被关闭，则该方法在步骤S17关闭加热系统21。

并行地，如图6中示出的框图右侧所指示的，该方法可在步骤S20区别关于饮料机20的使用是否被检测到的问题的是和否。如果在步骤S29检测到使用，则该方法在步骤S21改变活动的数据寄存器12a到12x的值，如该值还未达到进一步的变化不可能的值的话。如果在步骤S20未检测到饮料机20的使用，该方法在步骤S22确定预定的时间范围是否已过去。如果预定的时间范围已过去，该方法在步骤S23改变活动的数据寄存器12a到12x的值，除了进一步的改变是不可能的情况。在步骤S23已执行了改变活动的数据寄存器12a到12x的值后，该方法在步骤S12进行新的值确定，如连接框图右侧和左侧的箭头所指示的。如果该方法在步骤S22确定预定的时间范围未过去，则该方法返回到步骤S20，其中它再次检测饮料机20的使用。

反映上述热能节约系统的其他特征的功能的进一步的步骤可被实施到上述方法中。

概括来说，本发明给出了热能节约系统10和热能节约方法，其实现了自学习式能量保存(SLEP)系统或方法。通过该系统10或方法，可降低主要由加热提供热饮所需的液体而引起的饮料机20的能耗。同时，通过适应性地学习和预期用户何时可能使用饮料机20，典型地由饮料机20中的重新加热过程引起的用户等待时间可被显著减少。系统将加热适配为其从用户行为所得知的情况。所描述的系统和方法被适配为安装在各种私下使用或公共使用的饮料机20中。

Claims (14)

1.一种用于饮料机(20)的加热系统(21)的热能节约系统(10)，包括：

计时器(11)；

多个数据寄存器(12a…12x)，其中每个数据寄存器(12a…12x)在一预定的时间范围内是活动的，且其中每个数据寄存器(12a…12x)可保持至少两个值中的一个；

检测单元(13)，用于检测饮料机(20)的使用；

控制单元(14)，被适配为确定多个数据寄存器(12a…12x)的值，

被适配为，如果检测单元(13)检测到饮料机(20)的使用，将活动的数据寄存器(12a…12x)的值增加一个增量，

被适配为，如果在预定的时间范围内检测单元(13)未检测到饮料机(20)的使用，将活动的数据寄存器(12a…12x)的值降低一个增量，以及

被适配为：如果其确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持等于或低于阈值的值，关闭饮料机(20)的加热系统(21)，且如果其确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持高于阈值的值，开启饮料机(20)的加热系统(21)。

2.如权利要求1所述的热能节约系统(10)，其中

多个数据寄存器(12a…12x)中的每个被适配为保持从0到3的至少一个整数值。

3.如权利要求1到2之一的热能节约系统(10)，其中阈值是0。

4.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，其中每个数据寄存器(12a…12x)的值被限制为在预定的时间范围内增加一个增量。

5.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，其中 控制单元(14)被适配为，如果确定活动的数据寄存器(12a…12x)的值是不同于0的值，开启饮料机(20)的加热系统(21)。

6.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，其中检测单元(13)是流测量单元，用于检测饮料的输出。

7.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，其中检测单元(13)是运动检测器，且控制单元(14)被适配为，如果其在预定的时间段内检测到运动，开启饮料机(20)的加热系统(21)。

8.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，其中检测单元(13)被适配为检测硬币输入或是信用卡被插入到饮料机(20)中。

9.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，还包括：

存储器(15)，用于存储检测单元(13)的检测结果，

其中控制单元(14)被适配为基于存储器(15)中存储的检测结果，生成、更新并在存储器(15)中存储关于饮料机(20)的使用的模式，并基于使用模式改变阈值和/或预定的时间范围，在该预定的时间范围中数据寄存器(12a…12x)是活动的。

10.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，还包括

触摸板(16)，用于接收用户输入，其中

控制单元(14)被适配为，基于用户输入，改变阈值和/或预定的时间范围，在该预定的时间范围中数据寄存器(12a…12x)是活动的。

11.如权利要求9所述的热能节约系统(10)，其中控制单元(14)被适配为，如果存储器(15)中存储的使用模式指示当前的使用概率高于预定的阈值概率，延迟关闭饮料机(20)的加热系统(21)，即使它确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持等于或低于阈值的值。

12.如权利要求9所述的热能节约系统(10)，其中控制单元(14)被适配为，如果最后检测到的饮料机(20)的使用和下一个数据寄存器(12a…12x)在其中变得活动的预定时间范围的开始之间的时间间隔低于预定的阈值时间，延迟关闭饮料机(20)的加热系统(21)，即使它确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持等于或低于阈值的值。

13.如权利要求1到2之一所述的热能节约系统(10)，包括24个数据寄存器(12a…12x)，其中，每个数据寄存器(12a…12x)在其中是活动的预定的时间范围是根据计时器(11)的度量的一个小时。

14.一种用于饮料机(20)的加热系统(21)的热能节约方法，包括以下步骤：

步骤S10：监视时间；

步骤S11：将多个数据寄存器(12a…12x)的每个与预定时间范围关联，其中活动的数据寄存器(12a…12x)与当前的预定时间范围关联，且其中每个数据寄存器(12a…12x)可保持至少两个值中的一个；

步骤S12：确定活动的数据寄存器(12a…12x)的值；

步骤S13：确定活动的数据寄存器(12a…12x)的值是否大于阈值；

如果确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持大于阈值的值，执行步骤S16：开启饮料机(20)的加热系统(21)；

如果确定活动的数据寄存器(12a…12x)保持等于或低于阈值的值，执行步骤S17：关闭饮料机(20)的加热系统(21)；

此外，还包括改变活动的数据寄存器的值的步骤：

步骤S20：检测饮料机(20)的使用；

如果检测到饮料机(20)的使用，将活动的数据寄存器(12a…12x)的值增加一个增量；

如果在预定的时间范围内未检测到饮料机(20)的使用，将 活动的数据寄存器(12a…12x)的值降低一个增量。