CN105122573A - 一种电器和用于控制电器运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种家用电器(100)，所述家用电器适用于整合在智能能调出一个程序流程的操作装置(150)、用于根据所调出的程序流程操控所述至少一个组件(110、112)的控制装置(120)以及通信接口(140)，所述控制装置(120)能够经由所述通信接口与智能能量供应网络(200)通信。在此，所述控制装置(120)构造成依赖于经由所述通信接口(140)从所述智能能量供应网络(200)中获得的供电信息在实施所调出的程序流程期间在预先确定的界限内修改所调出的程序流程并且根据所修改的程序流程操控所述至少一个组件(110、112)。

Description

一种电器和用于控制电器运行的方法
技术领域
本发明涉及一种电器尤其是家用电器和一种用于控制所述电器运行的方法，所述电器可以整合在智能能量供应网络中。
背景技术
家用(大)电器，例如洗衣机、烘干机、洗碗机、烤炉和类似物，一般应用预先限定的程序流程。所以，例如存在具有60℃和90转/分的用于棉的洗涤程序或者用于化纤织物的90％干燥程序，其分别具有例如大约30至90分钟的程序运行时间。
此外，家用自动化系统(智能家居、智能住宅)是公知的，在所述家用自动化系统中，多个电气负载或者用电器(执行器、传感器、控制器、家用电器等)彼此联网。在这种家用自动化系统中，能够中央式地操控所述用电器、优化运行、交换数据、实现监测功能等。为此，不同的、部分特定于制造商的系统和通信协议是公知的。
此外，发展了智能能量供应网络或者电网(智能电网)，其中发电机、蓄电器、用电器、网络运行工具、测量设备(智能测量仪)通信地彼此联网并且在控制技术上彼此联网。在这种智能能量供应网络中，尤其应该控制、操控发电和所连接的负载，并且尽可能使得发电和所连接的负载彼此协调。这种智能能量供应网络与可生成能源(其发电功率可能剧烈波动)相结合地越来越重要。这种易变的能量供应网络中对电流的调节也可以被称为需求控制。
在上下文中，也公知的是，家用自动化系统与智能能量供应网络联接。所以，例如可以在家用自动化系统中应用关于所述能量供应网络中可供使用的能量的信息，尤其在很多和/或低成本的能量可供使用的时候才运行确定的消能器。但是，在传统的系统中，依赖于可供使用的能量源简单地接通和断开所述消耗器却不能对较短时间跨度上的变化做出反应，如在风力发电设备和光电设备中常见的那样。
发明内容
因此，本发明的目的在于，实现一种改善的电器和用于电器的改善的运行方法，它们适用于与智能能量供应网络相结合的应用。
该目的通过独立权利要求的教导来实现。本发明的特别优选的构造方式和改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的电器具有至少一个组件、用于通过所述电器的用户从至少一个预先限定的程序流程中调出程序流程的操作装置、用于根据所调出的程序流程操控所述至少一个组件的控制装置和通信接口，所述控制装置能够经由所述通信接口与智能能量供应网络通信。所述控制装置构造成，依赖于经由所述通信接口从所述智能能量供应网络中获得的供能信息在其实施所调出的程序流程期间在预先确定的界限内修改所调出的程序流程并且根据所修改的程序流程操控所述至少一个组件。
本发明的电器可以经由通信接口与智能能量供应网络通信，尤其是接收供能信息。因为控制设备能够在实施所调出的程序流程期间(至少在预先确定的界限内)修改所调出的程序流程，所以与传统的系统不同的是，所述电器能够对能量供应网络中的短时变化灵活地做出反应。在将根据本发明的电器整合或者连接到这种智能能量供应网络中/上的时候，可以更好地利用智能能量供应网络的优点，因为可以使得负载运行和能量供应更好地彼此协调或同步。因此，节能可能性更加多样化并且大于传统电器。
本发明尤其是能够以具有优点的方式应用在家用电器中，具体地说是家用大电器，例如洗衣机、烘干机、洗碗机、烤炉、加热泵和类似物，而不应该将本发明限制在这种电器上。
所述电器具有至少一个组件。在上下文中，应该将“组件”理解为所述电器的技术部件，其实现确定的、典型地特定于设备的功能。在该意义上被视为所述组件的(依据相应的电器的类型)尤其是但不只是加热器、流体泵、电动机(例如用于洗衣机滚筒)、通风器、冷却器等。
所述电器具有操作装置。所述操作装置优选具有安设在所述电器上的(例如操作板的形式的)输入和/或输出装置和/或用于与单独的输入和/或输出装置通信的接口(例如遥控器，整合在智能能量供应网络中的控制器等)。
所述电器具有至少一个“预先限定的程序流程”，也就是说，一个或多个组件的运行状态的预先给定的时间上的流程。在该意义上被视为所述预先限定的程序流程的(依据相应的电器的类型)尤其是但不只是洗涤程序、烘干程序、冲洗程序、蒸煮程序、热水制备程序和类似程序。程序流程优选包含针对一个或多个连续时间段的一个或多个运行参数(例如温度、转速、压力、流量)。在上下文中，所述预先限定的程序流程可以与所有的运行参数一起完全地预先给定或者包含单个的、自由的或者能从选择中选出的运行参数。例如，洗衣机作为电器包含完全地预先给定的程序流程(例如褪色衣物洗涤、煮沸洗涤等)或者具有单个能选择的运行参数(例如具有不同的浸洗温度所述电器具有至少一个“预先限定的程序流程”，也就是说，一个或多个组件的运行状态的预先给定的时间上的流程。在该意义上被视为所述预先限定的程序流程的(依据相应的电器的类型)尤其是但不只是洗涤程序、烘干程序、冲洗程序、蒸煮程序、热水制备程序和类似程序。程序流程优选包含针对一个或多个连续时间段的一个或多个运行参数(例如温度、转速、压力、流量)。在上下文中，所述预先限定的程序流程可以与所有的运行参数一起完全地预先给定或者包含单个的、自由的或者能从选择中选出的运行参数。例如，洗衣机作为电器包含完全地预先给定的程序流程(例如褪色衣物洗涤、煮沸洗涤等)或者具有单个能选择的运行参数(例如具有不同的浸洗温度(Laugentemperaturen)和/或离心转速的褪色衣物洗涤等)的程序流程。
根据本发明，所述控制设备不仅在程序开始之前或者在程序开始时而且在实施程序流程期间修改由用户调出的程序流程。所以，所述电器尤其是可以对易变的能量供应网络快速并且更好地做出反应。
为了确保相应的由用户调出的程序流程的期望的或者令人满意的结果，可以仅仅在预先确定的界限内修改所述程序流程。优选地，所述控制装置构造成在预先确定的界限内修改所调出的程序流程的至少一个运行参数，以便灵活地对所述智能能量供应网络中可变的供能信息做出反应。在预先确定的界限内的这种修改不同于对程序流程或者其运行参数的自由的、随意的修改。优选地，在预先确定的界限内对至少一个运行参数的修改包含交替地修改至少两个运行参数。例如，在洗衣机中，可以将所调出的浸洗温度仅仅提高或者降低最多大约5至10℃，同时缩短或者延长洗涤持续时间，以便进一步实现洗涤程序的所期望的清洁效果。优选地，允许的修改或者参数化的界限经由函数图像、特性曲线簇等来限定。
所述电器具有用于与智能能量供应网络通信的通信接口。至少从能量供应网络至电器实现所述通信，但是优选在两个方向上实现通信。所述通信接口优选适配于所述能量供应网络，尤其是适配于由所述能量供应网络所使用的通信协议(例如KNX、Zigbee等)。所述通信接口优选构成为以无线的方式通信(例如无线电)和/或以有线连接的方式通信(例如PLC、总线系统等)。所述通信接口优选集成到所述电器中或者作为单独的部件连接到所述电器上。所述通信接口优选以能更换的方式和/或以能适配的方式构成，从而所述电器能够可变地适配于相应的能量供应网络或者其通信协议。特别优选地，所述通信接口构造成通信模块，其可以支持一个或多个通信协议。
所述“智能能量供应网络”优选具有至少一个能量供应源和用于监测、控制和操控至少一个所连接的用电器的能量供应的能量管理系统(EMS)。所述至少一个能量供应源优选具有至少一个外部的能量供应源(例如公用电网，具有或者不具有可生成能源)和/或至少一个本地的能量供应源(例如光电设备、风力发电设备、中央热电站等)。所述EMS优选与输入和/或输出设备例如操作单元、智能手机等相联(也就是说以无线或者有线连接的方式连接)。
在上下文中，所述智能能量供应网络的所述“供能信息”以与每种信息有关的方式表明能量供应网络中可供使用的能量或者能量流。被视为所述供能信息的尤其是但不只是关于充足的或者紧缺的能量的量、当前耗能费用、能量供应网络由于所连接的耗电器的当前负载、这些信息的预料的未来发展情况等的信息。
在本发明的一种优选的构造方式中，所述操作装置构造成通过所述电器的用户从至少一个预先给定的优化标准中选择优化标准，并且所述控制装置构造成依赖于所选择的优化标准修改所调出的程序流程。
通过选择优化标准，用户可以使所述电器的运行适配其愿望和需求。在上下文中，“优化标准”应该理解为所述电器的运行的可能优化的每个目标方向。在该意义上被视为所述优化标准的尤其是但不只是能量成本、能量的量、本身的优化(希望的/不希望的)、对本地电源的偏爱、可生成能源的偏爱等。
在本发明的一种优化的构造方式中，所述控制装置构造成经由所述通信接口将所调出的程序流程的修改告知所述智能能量供应网络。通过这种方式，所述能量供应网络获取相应的反馈并且在需要时以相应的方式对其做出反应。优选地，所述智能能量供应网络的能量管理系统可以适配可供使用的能量的分配、适配由所连接的能量供应源所提供的能量的量等。
本发明的主题还在于具有至少一个能量供应源、能量管理系统和至少一个根据本发明的上述电器的智能能量供应网络。本发明的一个或多个电器可以连接到所述能量供应网络上。此外，有选择地，一个或多个其他的电器可以作为用电器/负载连接到所述能量供应网络上。
所述智能能量供应网络(智能电网)优选具有一个或多个用于采集耗电和/或发电的智能电表(智能测量仪)。
用于控制具有至少一个组件的电器的运行的方法具有如下步骤：通过所述电器的用户从至少一个预先限定的程序流程中调出程序流程；根据所调出的程序流程来操控所述至少一个组件；从智能能量供应网络接收供能信息；在需要时，依赖于所接收的供能信息在实施所调出的程序流程期间在预先确定的界限内修改所调出的程序流程；以及根据需要时所修改的程序流程操控所述至少一个组件。
利用这种根据本发明的方法可以实现像上面结合根据本发明的电器所描述的那样的优点。本发明的这种运行方法的优点、术语定义和优选实施方式相应于本发明的上述电器的那些优点、术语定义和优选实施方式。
根据本发明，依赖于所接收的供能信息在需要时修改由用户所调出的程序流程。也就是说，(相应于所接收的供能信息)修改所调出的程序流程，如果这是必要的或者值得的或者由所述控制装置判断是这样的话；或者不进行修改，如果这不是必要的或者不值得的或者由所述控制装置判断是这样的话，或如果这是不可能的话。
在本发明的一种优选的构造方式中，为了修改所调出的程序流程，在预先确定的界限内修改所调出的程序流程的至少一个运行参数。
在本发明的一种优选的构造方式中，由用户从至少一个预先给定的优化标准中选择优化标准并且依赖于所选择的优化标准修改所调出的程序流程。如果仅仅存在一种预先给定的优化标准，那么这可以由用户来选择或者不选择。
在本发明的一种优选的构造方式中，将所调出的程序流程的修改告知所述智能能量供应网络。
附图说明
本发明的上述以及其他特征和优点从对优选的、非限制性的实施例的借助于附图的下列描述中更好地加以理解。在这里，唯一的附图1示意性示出了带有根据本发明的电器的智能能量供应网络的结构。
具体实施方式
图1示出智能能量供应网络或者电网(智能电网)200，所述智能能量供应网络200在本实施例中与家用自动化系统相结合。所述能量供应网络具有能量管理系统(EMS)210以及至少一个智能测量设备(智能测量仪)220。
所述能量管理系统210用于监测、控制和操控至少一个所连接的用电器100、180的供能。在此，它与(未示出的)输入和/或输出设备例如操作单元、智能手机等相联接。所述能量供应网络200及其部件以确定的通信协议(例如KNX、Zigbee等)工作并且以无线的方式(例如通过无线电)或者有线连接的方式(例如借助于PLC、总线系统等)彼此联网。
在本实施例中，所述能量供应网络200由至少一个外部的能量供应源240(例如公用电网，具有或者不具有可生成能源)和至少一个本地的能量供应源230(例如光电设备、风力发电设备、中央热电站等)供电。所述智能测量设备220还用于采集所连接的用电器100、180的耗电量和由能量供应源230、240馈入的电量。
所述能量管理系统210从所述智能测量设备220中获得这些测量值。此外，所述能量管理系统210从至少一个外部的能量供应源240接收关于当前时间点并且需要时也有未来的可供使用的电量、电价和电来源(例如可生成能源的份额)的不同信息。将这些测量值和信息视为本发明意义上的所述供能信息。
在该能量供应网络200上连接有至少一个根据本发明所述的“智能”电器100。此外，在所述智能能量供应网络200上也还可以连接有一个或多个另外的电器180，所述另外的电器180并非以根据本发明的方式构造。所述电器100和另外的电器180形成所述智能能量供应网络200的电气负载或者用电器。
根据本发明的电器100是家用电器，例如洗衣机、烘干机、洗碗机、烤炉、热水器或类似物。被视为所述另外的电器180的，除了下面所描述的不具有根据本发明的控制装置的家用电器，还有其他电气设备、执行器、传感器和类似物，如它们也可以整合在传统的家用自动化系统中的那样。
在本实施例中，所述电器100(例如洗衣机)具有第一组件110(例如加热器)、第二组件112(例如洗衣机滚筒的电动机)以及需要时的一个或多个另外的、未示出的组件。所述电器100的所述组件110、112由控制装置120来操控和监测。此外，所述控制装置120还具有存储器122、微控制器(未示出)以及类似物，在所述存储器122中存储有所述电器100的预先限定的程序流程。
如图1中所示，所述电器100还具有电流接头130，为了给所述电器100供电，所述电流接头130可以与所述能量供应网络200连接。为此，典型地可以使用电线。
此外，所述电器100具有通信接口140，其用于使得所述电器的控制装置120与所述能量供应网络200通信。所述通信接口140构成为以无线的方式和/或导线连接的方式通信。有选择地，它也可以与电流接头130结合并且例如将导电线用作通信连接线。此外，所述通信接口140可以集成到所述电器100中或者作为单独的部件(例如作为模块)安设在所述电器100上。
所述通信接口140适配于所述能量供应网络200或者适配于由所述能量供应网络200所使用的通信协议。在其他实施例中，所述通信接口140以能可变地适配所述智能能量供应网络200或者其通信协议的方式构造或者构造成可更换的模块单元。
所述电器100还具有操作装置150，所述操作装置150例如以操作板的形式设置在所述电器100上。所述操作装置150具有用于选择程序流程的第一输入装置152、用于选择优化标准的第二输入装置154和显示装置156。有选择地，所述第一和第二输入装置152、154也可以可选地构成为共同的输入装置。补充地，所述电器100经由其通信接口140和智能能量供应网络200与另外的远端的输入和/或输出装置(例如智能手机等)连接。
所述电器的控制装置120构造成根据经由第一输入装置152调出的程序流程来控制所述组件110、112。在此，所调出的程序流程包含针对各一个或多个预先限定的持续时间的一个或多个预先限定的运行参数。所以，例如针对蒸煮洗涤的预先限定的洗涤程序包含60℃的浸洗温度和60分钟的程序持续时间，用户可以从多个预先限定的洗涤程序中选择该预先限定的洗涤程序。
经由所述通信接口140，所述电器100的所述控制装置120在所调出的程序流程之前或者期间从智能能量供应网络200中接收供能信息。例如，可以告知所述电器100：当前本地能量供应源230的可生成能源中可供使用的大量电量，短时间内将电费变换成更便宜/昂贵的电价表(例如HT/NT)以及类似信息。
所述控制装置120构造成在程序开始之前但是尤其还在实施程序流程期间修改所调出的程序流程，其中，这种修改却仅可在预先确定的界限内实现。接下来，由所述控制装置120根据所修改的程序流程来操控所述组件110、112。所以，所述电器100或者其控制装置120也可以灵活地针对易变的能量供应网络200中的短时变化做出反应，从而可以使得负载运行和能量供应很好地彼此协调或者同步。与传统的电器相比，结果尤其是改善的节能可能性。
通过所述控制装置120修改所调出的程序流程包含改变所述程序流程的一个或多个运行参数(例如温度、转速、时间等)，优选是交互地修改至少两个运行参数。为了遵守预先确定的界限，允许的改变或者参数化例如通过函数图像或者特性曲线簇来加以限定。
现在，所述电器100的所描述的工作原理应该借助具体例子来加以说明。
洗衣机的洗涤效果关键取决于水温和洗涤时间的变量(Variablen)。用户经由所述操作装置150的第一输入装置152从多个预先限定的程序流程中调出例如具有60℃和60分钟的洗涤程序。在程序开始时，在能量供应网络200中已存在供应与需求的均衡关系，因此所述控制装置120首先根据所调出的程序流程来操控所述组件110、112。
在洗涤程序运行期间，本地发电源230的发电功率例如由于光电设备情况下的高的云层密度而变差。天气预报预料不了这种降低的情况的快速改善。这由能量供应网络200经由通信接口140告知洗衣机100的控制装置120。
于是，所述控制装置120将所选择的洗涤程序修改到例如下降的温度55℃和延长的洗涤持续时间70分钟，以便节能地执行洗涤过程。这种允许的干预界限保存在所述控制装置120的存储器122中。
运行参数的更加明显的例如改变到40℃和2个小时处于预先确定的界限之外，因为这会对洗涤结果产生负面影响。
所进行的修改例如经由洗衣机100上的操作装置150的显示装置156或者经由其与能量供应网络200的能量管理系统210联接的智能手机来告知洗衣机100的用户。
在来自能量供应网络200中的新的供能信息的情况下，所述控制装置120当然也可以多次进行所述程序流程的这种修改。
此外，在一种优选的实施例中，用户可以经由操作装置150的第二输入装置154选择优化标准。
例如，原则上用户可以接通或者断开所述程序流程对所述智能能量供应网络的适配的上面所描述的功能性。作为子选项，所述优化标准例如包含对能耗成本的优化、对能耗的优化、对顾及可生成能源的优化、对顾及本地发电源230的优化等。
为了进一步解释本发明，下面针对不同的电器100示例性地指出可能的程序流程、运行参数和修改。
洗衣机：在某种程序阶段中对水温、保持时间和旋转频率及旋转顺序进行适配；在程序开始之前依赖于所选择的优化标准界定程序多样性；
烘干机：类似于洗衣机，空气温度代替水温，还有可变的风速；
洗碗机：类似于洗衣机，还有喷射压力，不具有可变的旋转；
烤炉：温度和保持时间的适配；
微波炉：微波功率和保持时间的适配；
蒸锅：温度和时间的适配；
热水器和热力泵：功率和运行时间的适配；
泳池泵：体积流量作为时间的函数的适配；
园圃排灌泵：体积流量作为时间的函数的适配。
附图标记列表
100电器、家用电器
110第一组件
112第二组件
120控制装置
122存储器
130电流接头
140通信接口
150操作装置
152第一输入装置(程序流程)
154第二输入装置(优化标准)
156显示装置
180另外的电器
200智能能量供应网络(智能电网)
210能量管理系统(EMS)
220智能电表(智能测量仪)
230本地电源
240外部电源、公用电网

Claims (9)

1.一种电器(100)，尤其是家用电器，其具有至少一个组件(110、112)、用于通过所述电器的用户从至少一个预先限定的程序流程中调出一个程序流程的操作装置(150)和用于根据所调出的程序流程操控所述至少一个组件(110、112)的控制装置(120)，其中，所述电器(100)具有通信接口(140)，所述控制装置(120)能够经由所述通信接口(140)与智能能量供应网络(200)通信；且
所述控制装置(120)构造成，依赖于经由所述通信接口(140)从所述智能能量供应网络(200)中获得的供能信息在实施所调出的程序流程期间在预先确定的界限内修改所调出的程序流程并且根据所修改的程序流程操控所述至少一个组件(110、112)。
2.根据权利要求1所述的电器，其特征在于，所述控制装置(120)构造成，在预先确定的界限内修改所调出的程序流程的至少一个运行参数。
3.根据权利要求1或2所述的电器，其特征在于，所述操作装置(150)构造成通过所述电器的用户从至少一个预先给定的优化标准中选择一个优化标准；并且所述控制装置(120)构造成依赖于所选择的优化标准修改所调出的程序流程。
4.根据前述权利要求之一所述的电器，其特征在于，所述控制装置(120)构造成，经由所述通信接口(140)将所调出的程序流程的修改告知所述智能能量供应网络(200)。
5.一种智能能量供应网络(200)，其具有至少一个能量供应源(230、240)、能量管理系统(210)和至少一个根据前述权利要求之一所述的电器(100)。
6.一种用于控制电器(100)、尤其是家用电器的运行的方法，所述电器具有至少一个组件(110、112)，所述方法具有如下步骤：
通过所述电器的用户从至少一个预先限定的程序流程中调出一个程序流程；
根据所调出的程序流程来操控所述至少一个组件(110、112)；
从智能能量供应网络(200)接收供能信息；
依赖于所接收的供能信息在实施所调出的程序流程期间在预先确定的界限内修改所调出的程序流程；以及
根据所修改的程序流程操控所述至少一个组件(110、112)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了修改所调出的程序流程，在预先确定的界限内修改所调出的程序流程的至少一个运行参数。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，通过用户从至少一个预先给定的优化标准中选择一个优化标准；以及依赖于所选择的优化标准修改所调出的程序流程。
9.根据权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，将所调出的程序流程的修改告知所述智能能量供应网络(200)。
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