DE10007195A1 - Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät - Google Patents
Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeug-HeizgerätInfo
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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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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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 |