DE10007195A1 - Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines mit Flüssigbrennstoff betriebenen Wasser- oder Luft-Heizgeräts eines Kraftfahrzeuges in Form einer Standheizung, mit einem Steuergerät zur Regelung des Heizgeräts und mit einer Schaltuhr oder einer Fernbedienung zum Voreinstellen eines Heizgerätebetriebs zu einem späteren Zeitpunkt, wird vorgeschlagen, den Nutzungszeitpunkt (t¶N¶) des die Aufheizphase gerade abgeschlossenen, warmen Heizgeräts in der Schaltuhr oder durch Fernbedienung voreinzustellen, wobei, bezogen auf den Nutzungszeitpunkt (t¶N¶) des Heizgeräts, der Startzeitpunkt (t¶S1¶, t¶S2¶, t¶S3¶) der Inbetriebnahme des kalten Heizgeräts im Steuergerät unter Zuhilfenahme von Startzeit-Einflußgrößen oder Parametern, insbesondere des Istwerts der Außentemperatur (theta¶A¶) und/oder der Innentemperatur (theta¶I¶), zurückgerechnet und entsprechend der rückgerechneten Zeitdifferenz das kalte Heizgerät gestartet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines mit Flüssigbrennstoff betrie­ benen Wasser- oder Luft-Heizgeräts eines Kraftfahrzeuges in Form einer Standheizung, mit einem Steuergerät zur Regelung des Heizgerätes und mit einer Schaltuhr zum Voreinstellen ei­ nes Heizgerätebetriebs zu einem späteren Zeitpunkt.
Bei Heizgeräten der vorgenannten Art wird bekanntermaßen mit­ tels Schaltuhr oder Fernbedienung ein zukünftiger Heizgeräte­ betrieb eingestellt. Nach Einstellung läuft das Heizgerät zeitbegrenzt entsprechend einer voreingestellten Zeit oder solange, bis der Benutzer es wieder ausstellt. Hierbei finden gegebenenfalls Temperaturmessungen statt, wobei dann ein Heizgerät überhaupt nicht aktiviert wird, wenn kein Heizbe­ darf besteht, d. h. wenn die Außentemperatur über der zu re­ gelnden Innentemperatur liegt. Liegt die Außentemperatur je­ doch unter der zu regelnden Innentemperatur, wird das Heizge­ rät in jedem Fall zumindest eine bestimmte Zeit lang in Be­ trieb gesetzt. Die konstante Aufheizzeit ist so gewählt, daß bei tiefen Außentemperaturen ein angenehm warmes Klima ge­ schaffen wird. Von Nachteil ist, daß bei weniger tiefer Au­ ßentemperatur Heizenergie vergeudet wird, weil das Heizgerät in jedem Fall die voreingestellte konstante Aufheizzeit wei­ ter läuft.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines Kraftfahrzeug- Heizgeräts der eingangs genannten Art, welches mit einfachen Maßnahmen energiesparend betreiben werden kann.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Mittel.
Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenes Heizge­ rät kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 6.
Wesen der Erfindung ist, daß der Nutzungszeitpunkt des die Aufheizphase gerade abgeschlossenen, warmen Heizgeräts nebst Aufheizraum (Nutzraum, gegebenenfalls Innenraum eines Fahr­ zeuges) in der Schaltuhr oder durch Fernbedienung voreinge­ stellt wird, und daß bezogen auf den Nutzungszeitpunkt des Heizgeräts der Startzeitpunkt der Inbetriebnahme des kalten Heizgerätes im Steuergerät unter Zuhilfenahme von Parametern und/oder einer Messung der Außen- und/oder Innentemperatur zurückgerechnet wird, und daß entsprechend der rückgerechne­ ten Zeitdifferenz das kalte Heizgerät gestartet wird.
Insbesondere kann der Startzeitpunkt der Inbetriebnahme des kalten Heizgerätes aus fest vorgegebenen, frei programmierba­ ren oder selbstlernenden Parametern, insbesondere unter Aus­ nutzung einer Klimaautomatik und einem CAN-Bus, im Steuerge­ rät errechnet werden.
Besonderes bevorzugt wird für ein Heizgerät die längste Auf­ heizzeit, bezogen auf ein aufzuheizendes maximales Temperatu­ rintervall zwischen Außen- und Innentemperatur, festgelegt bzw. definiert, und es wird ein Temperaturmeßzeitpunkt aus der Differenz des voreingestellten Nutzungszeitpunkts und der längsten Aufheizzeit im Steuergerät errechnet, wobei zum er­ rechneten Temperaturmeßzeitpunkt zumindest die Außentempera­ tur gemessen und im Steuergerät anhand einer Kennlinie derge­ stalt verwertet wird, daß das Steuergerät das kalte Heizge­ rät bei einer tiefen Außentemperatur früher und bei einer weniger tiefen Außentemperatur später einschaltet, bzw. bei ei­ ner hohen Außentemperatur gleich oder größer der zu regelnden Innentemperatur überhaupt nicht einschaltet.
In gemäßigten Klimazonen ist bevorzugt das Heizgerät so aus­ gelegt, daß als tiefste Außentemperatur ca. -10°C und als höchste Außentemperatur ca. +22°C festgelegt und aus diesen Temperaturgrößen die längste Aufheizzeit eines individuellen Heizgeräts errechnet oder durch Versuch bestimmt wird.
Die Kennlinie ist insbesondere eine Gerade ist, d. h. es be­ steht Proportionalität zwischen der effektiven Aufheizzeit und der aufzuheizenden Temperaturdifferenz eines Heizgeräts.
Durch die Erfindung ist somit ein Starten eines Heizgeräts in einer Weise möglich, daß es zu einem gewünschten, vorgewähl­ ten Zeitpunkt angenehm warm ist, ohne unnötig Energie zu ver­ brauchen und - sofern das Heizgerät ein Kraftfahrzeug-Heiz­ gerät ist - ohne die Fahrzeugbatterie übermäßig zu belasten, und zwar unabhängig von der Außentemperatur. Bei einem Kraft­ fahrzeug-Heizgerät (Wasser- oder Luftheizung) ergibt sich al­ so ein optimaler Komfort bei geringer Belastung der Batterie und reduziertem Kraftstoffverbrauch. Da die Aufheizzeit eines Kraftfahrzeuges auf eine bestimmte Temperatur sehr stark von der Außentemperatur abhängt, wird nicht, wie nach dem Stand der Technik üblich, die Startzeit in einer Schaltuhr einge­ sellt, sondern der Zeitpunkt, zu welchem der Fahrer mit dem Kraftfahrzeug losfahren, d. h. das Heizgerät nutzen will. Das Heizgerät überprüft die Außen- oder die Innentemperatur. Je nach gemessener Temperatur schaltet sich das Heizgerät früher oder später so ein, daß zum vorgewählten Zeitpunkt die Wohl­ fühltemperatur im Fahrzeug erreicht ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher er­ läutert; es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeipiel zum Start eines Heizgeräts in Abhängigkeit der Außentemperatur, und
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeipiel zum Start eines Heizgeräts in Abhängigkeit der Innentemperatur.
Wird zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug-Heizgerät als Nut­ zungszeitpunkt tN eine Uhrzeit von 7 Uhr gemäß Fig. 1 einge­ stellt, dann startet das Heizgerät in Abhängigkeit der Außen­ temperatur ϑA entsprechend einer Kennlinie K bzw. Startzeit­ kurve grundsätzlich in einem frei oder automatisch program­ mierbaren konstanten Fester Δt. Der Startzeitpunkt liegt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bei einer Außentemperatur ϑA von -10°C im konstanten Fenster Δt im Bereich von 6 Uhr mor­ gens. Es wird also das kalte Heizgerät ca. 1 Stunde bis zum Nutzungsbeginn bzw. Fahrzeugstart vorgeheizt. Liegt die Au­ ßentemperatur ϑA bei etwa 0°C, dann wird das gleiche Heizge­ rät in einem gleichen Fenster Δt erst gegen 6 Uhr 30 Min vor­ geheizt, d. h. eine halbe Stunde später als bei einer Außen­ temperatur ϑA von -10°C. Eine unterschiedliche Startzeit wird bis zu einer Außentemperatur von ca. +5°C berücksichtigt. Ist die Umgebung des Heizgeräts bzw. die Außentemperatur ϑA gleich oder größer +5°C, so ist keine unterschiedliche Start­ zeit mehr gegeben: das Heizgerät startet etwa immer etwa 6 Uhr 45 Min, d. h. konstant immer eine Viertelstunde vor Nut­ zung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt 7 Uhr morgens. Das Heizgerät nach Fig. 1 besitzt also einen unterschiedlichen Startzei­ punkt entsprechend einer linearen Kennlinie K (Proportionali­ tät zwischen Außentemperatur ϑA und Startzeit) bei niedrigen Außentemperaturen ϑA bis zu maximal +5°C. Dann wird die Pro­ portionalität abgebrochen bzw. ersetzt durch einen konstanten Einschaltpunkt etwa wie nach dem Stand der Technik (hier allerdings auch innerhalb des vorgegebenen Fensters Δt). Die frei vorgegebene oder automatisch programmierbare Kennlinie K ist im Steuergerät des Heizgeräts abgelegt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 startet zum Startzei­ punkt tS1, tS2, tS3 ein Heizgerät, insbesondere ein Luftheizge­ rät mit einem inneren Regeltemperaturfühler zwischen Gebläse und Brennkammer/Wärmetauscher, in Abhängigkeit des Istwerts der Innenraumtemperatur ϑI des Aufheiz- bzw. Nutzraums des Heizgeräts, insbesondere des Innenraums eines Kraftfahrzeu­ ges, und zwar nach den im Steuergerät des Heizgeräts abgeleg­ ten Kennlinien K1, K2, K3 nach Fig. 2. Als Nutzungszeitpunkt tN ist wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel beim Heizge­ rät wieder 7 Uhr morgens eingestellt. Die Kennlinien K1, K2, K3 sind ersichtlich nicht linear, besitzen einen unteren Sat­ tel und kennzeichnen sich durch zunehmende Steigung bis zu einem Wendepunkt W, mit anschließend abnehmender Steigung und tangentialer Einmündung in einen oberen Sattel S, welcher im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bei einer Innenraumtemperatur ϑI von ca. +20°C liegt. Beträgt also der Istwert der beim Re­ geltemperaturfühler des Heizgeräts gemessenen Innenraumtempe­ ratur +20°C, dann wird trotz eingestellten Nutzungszeitpunkts tN von 7 Uhr morgens das kalte Heizgerät nicht mit Vorlauf aufgeheizt. Beträgt die Innenraumtemperatur -10°C, dann star­ tet das Heizgerät um 6 Uhr, d. h. mit einer Vorlaufzeit von einer Stunde gemäß Kennlinie K1. Beträgt die Innenraumtempe­ ratur +5°C, dann startet das Heizgerät um 6 Uhr 30 Min, d. h. mit einer Vorlaufzeit von einer halben Stunde gemäß Kennlinie K3.
In beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen werden also im Heizgerät unterschiedliche Startzeitpunkte durch eine Start­ automatik im Steuergerät des Heizgeräts bei gleichem Nut­ zungszeitpunkt in einer Weise aktiviert, daß Aufheizenergie beim Heizgerät gegenüber dem Stand der Technik eingespart wird, und zwar ohne Komforteinbußen für den Nutzer bzw. Fahrzeugfahrer, der sein Fahrzeug zum gewünschten Nutzungszeit­ punkt in jedem Fall warm vorfindet.
Die Startzeiten können fest vorgegeben, frei programmierbar oder selbstlernend (Nutzen der Fühler der Klimaautomatik + CAN Bus) sein.
Die Messung der Außen- oder Innentemperatur muß erst zum Zeitpunkt "eingestellte Losfahrzeit minus längste Heizzeit" erfolgen. Eine einzige Messung zu diesem Zeitpunkt genügt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines mit Flüssigbrennstoff betriebenen Wasser- oder Luft-Heizgeräts eines Kraftfahrzeuges in Form einer Standheizung, mit einem Steuergerät zur Regelung des Heizgerätes und mit einer Schaltuhr oder einer Fernbedie­ nung zum Voreinstellen eines Heizgerätebetriebs zu einem späteren Zeitpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzungszeitpunkt (tN) des die Aufheizphase gera­ de abgeschlossenen, warmen Heizgeräts nebst Aufheizraum in der Schaltuhr oder durch Fernbedienung voreingestellt wird, und daß bezogen auf den Nutzungszeitpunkt des Heiz­ geräts der Startzeitpunkt (tS1, tS2, tS3) der Inbetriebnah­ me des kalten Heizgerätes im Steuergerät unter Zuhilfe­ nahme von Startzeit-Einflußgrößen oder Parametern, insbe­ sondere des Istwerts der Außentemperatur (ϑA) und/oder der Innentemperatur (ϑI), zurückgerechnet wird, und daß entsprechend der rückgerechneten Zeitdifferenz das kalte Heizgerät gestartet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Startzeitpunkt der Inbetriebnahme des kalten Heizgerätes aus fest vorgegebenen, frei programmierbaren oder selbstlernenden Startzeit-Einflußgrößen oder Parame­ tern, insbesondere unter Ausnutzung des Temperaturfühlers einer Klimaautomatik und CAN-Bus, im Steuergerät errech­ net wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Heizgerät die längste Aufheizzeit, bezogen auf ein aufzuheizendes maximales Temperaturintervall zwi­ schen Außen- und Innentemperatur, festgelegt bzw. defi­ niert wird, und daß ein Temperaturmeßzeitpunkt aus der Differenz des voreingestellten Nutzungszeitpunkts und der längsten Aufheizzeit im Steuergerät errechnet wird, und daß zum errechneten Temperaturmeßzeitpunkt zumindest der Istwert der Außentemperatur gemessen und im Steuergerät anhand einer Kennlinie dergestalt verwertet wird, daß das Steuergerät das kalte Heizgerät bei einer tiefen Außen­ temperatur früher und bei einer weniger tiefen Außentem­ peratur später einschaltet, bzw. bei einer hohen Außen­ temperatur, die gleich oder größer als die zu regelnden Innentemperatur ist, überhaupt nicht einschaltet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als tiefste Außentemperatur ca. -10°C und als höchste Außentemperatur ca. +22°C festgelegt und aus diesen Tem­ peraturgrößen die längste Aufheizzeit eines individuellen Heizgeräts errechnet oder durch Versuch bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie (K) eine Gerade ist, d. h. Proportiona­ lität zwischen der effektiven Aufheizzeit und der aufzu­ heizenden Temperaturdifferenz eines Heizgeräts besteht.
6. Heizgerät, betrieben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Startautomatik vorgesehen ist, bei der der Nut­ zungszeitpunkt (tN) voreingestellt und der Startzeitpunkt (tS1, tS2, tS3) des kalten Heizgeräts zum Aufheizen des Aufheizraums selbsttätig zurückgerechnet und aktiviert wird.
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8181 Inventor (new situation)

Inventor name: HAEFNER, MICHAEL, 70469 STUTTGART, DE

Inventor name: COLLMER, ANDREAS, 73760 OSTFILDERN, DE

Inventor name: ALBER, ANDREAS, 70619 STUTTGART, DE

8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation