DE10058404A1

DE10058404A1 - Haushaltsgerät mit Energiemanagement

Info

Publication number: DE10058404A1
Application number: DE10058404A
Authority: DE
Inventors: Joachim Damrath; Klaus Grunert; Christian Hafer; Walter Sams; Markus Spielmannleitner; Gerhard Wetzl
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-07-25
Also published as: EP1344294A1; US20030216818A1; US6870141B2; JP2004515190A; WO2002043218A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Haushaltsgerät zum Betreiben zweier Haushalsgeräte, wobei ein erstes Haushaltsgerät mit einem elektrischen Wandanschluß verbunden ist. In diesem ersten Haushaltsgerät - beispielsweise eine Bügelpuppe - ist eine Gerätesteckdose angeordnet, in die ein zweites Haushaltsgerät - beispielsweise ein Bügeleisen - eingesteckt wird. Damit das elektrische Netz nicht überlastet wird, regelt eine in dem ersten Haushaltsgerät angeordnete Regel-Einheit die Stromaufnahme mindestens eines dieser Haushaltsgeräte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Haushaltsgerät zum Betreiben von zwei Haushaltsgeräten gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.

In den letzten Jahren hat die Elektrifizierung der Haushalte weiter deutlich zugenommen. Dabei haben sich auch die Anschlußwerte der Haushaltsgeräte weiter erhöht. Die Erhö hung der Anschlußwerte - also die Leistung der Geräte - ist auch darauf zurückzuführen, daß eine höhere Leistung die erforderliche Arbeitszeit mit dem Haushaltsgerät reduziert. Mit anderen Worten: Wenn beispielsweise ein Bügeleisen eine höhere Leistung hat, so ist die Bügelzeit dadurch kürzer.

Teilweise sind Haushaltsgeräte mit einer Gerätesteckdose ausgestattet, so daß dort wie derum ein Haushaltsgerät eingesteckt werden kann. Aus der Praxis sind z. B. Elektroherde als Haushaltsgeräte mit Gerätesteckdose bekannt. In diesen Gerätesteckdosen wird dann bei Bedarf evtl. ein Handrührgerät eingesteckt.

Ist das Haushaltsgerät jedoch ein Haushaltgerät wie beispielsweise eine Vorrichtung zum Glätten von Hemden bzw. eine Bügelpuppe, das einen Anschlußwert von größer oder gleich 10 Ampere aufweist, und in dieser befindet sich eine Gerätesteckdose, so kann es beim Einstecken eines weiteren Verbrauchers - beispielsweise eines Bügeleisens mit ei nem Anschlußwert von bis zu 9 Ampere - zu einer Überlastung des Stromkreises kom men. Wenn Stromkreise im Haushaltsbereich beispielsweise mit 16 Ampere abgesichert sind, kommt es dann entweder zum Durchbrennen der Schmelzsicherung oder zum Her ausspringen des Sicherungsautomaten. Weisen diese Sicherungen zudem ein soge nanntes flinkes Ansprech-Verhalten auf, so kann der Benutzer selbst durch rasches Her ausziehen des zweiten Verbrauchers aus der Gerätesteckdose, das Ansprechen der Stromkreissicherung nicht mehr verhindern.

Erschwerend kommt beim Einstecken eines Bügeleisens in eine mögliche Gerätesteckdo se einer Bügelpuppe noch hinzu, daß bei einem kalten Bügeleisen der eingebaute, schaltende Temperatur-Regler immer geschlossen ist und dadurch beim Einstecken des Bügeleisens sofort beim Bügeleisen die volle Stromaufnahme erfolgt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Haushaltsgerät zu finden, welches das Anschließen eines zweiten Haushaltsgerätes in eine Gerätesteckdose des ersten Haushaltsgerätes ermöglicht, ohne daß es zur Überlastung des Stromkreises kommt

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Ein ersten Haushaltsgerät, welches direkt oder indirekt (z. B. über ein Verlängerungskabel) mit einem elektrischen Wandanschluß verbunden ist, eine eigene hohe Stromaufnahme aufweist und über eine hoch belastbare Gerätesteckdose für ein zweites Haushaltsgerät verfügen soll, wird erst dadurch realisierbar, wenn erfindungsgemäß die Stromaufnahme in dem ersten Haushaltsgerät geregelt wird, weil dort sich die Strompfade für die einzel nen Haushaltsgeräte verzweigen und damit die Strompfade separat sowohl meß- als auch regelbar sind. Da im allgemeinen nicht beide Haushaltsgeräte während ihrer Benutzung ständig den gleich hohen Strom ziehen, kann z. B. jeweils in den Zeiten geringerer Strom aufnahme des einen Gerätes, das andere Gerät ohne Reduzierung seiner Stromaufnah me arbeiten. In dem hier verwendeten Begriff "regeln" soll auch das schaltende Regeln eingeschlossen sein.

Im Rahmen der Erfindung können beispielsweise als erstes Haushaltsgerät auch ein Elektroherd (dieser weist - besonders wenn er einphasig angeschlossen ist - eine hohe Stromaufnahme je Stromleiter auf) und als zweites Haushaltsgerät auch ein Staubsauger (ebenfalls hohe Stromaufnahme) verstanden werden.

Ist beispielsweise das erste Haushaltsgerät das Gerät mit der höheren Stromaufnahme, so ist es vorteilhaft, wenn gerade dieses geregelt wird. Wird nun diese Stromaufnahme geregelt, so wirkt sich die Stromreduzierung absolut stärker auf die Gesamt- Stromaufnahme aus. Dennoch kann dann aber das erste Haushaltsgerät noch mit einer genügenden Leistung arbeiten. Das zweite Haushaltsgerät - beispielsweise ein Bügelei sen - kann einen intermittierenden Betrieb haben. Dadurch wäre bei einer Regelung der Strom-Aufnahme des ersten Haushaltsgerätes, dieses nur geringfügig - und dieses auch nur in den Zeiten der Strom-Aufnahme des zweiten Haushaltsgerätes - ebenfalls intermit tierend, in seiner Leistung eingeschränkt.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn nur das zweite Haushaltsgerät in seiner Strom- Aufnahme geregelt wird. Dieses ist dann gegeben, wenn der Spitzenwert der Strom- Aufnahme für das erste Gerät unverzichtbar ist, weil beispielsweise bestimmte Arbeits vorgänge nur so zufriedenstellend bewerkstelligt werden können.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Stromaufnahme für beide Haushaltsgeräte ge regelt wird. Damit ist zwar für beide Haushaltsgeräte eine punktuelle Reduzierung der Stromaufnahme verbunden, jedoch ist diese dann für beide Haushaltsgeräte nicht in ei nem so ausgeprägten Maß erforderlich, als wenn nur eines der Haushaltsgeräte geregelt wird.

Ein Haushaltsgerät, welches zu einem derartigen Energiemanagement - in Verbindung mit einem zweiten Haushaltsgerät - in der Lage sein soll, benötigt eine Strom- Regeleinheit. Diese Strom-Regeleinheit weist vorteilhafterweise einen Stromsensor bzw. in Gestalt eines Shuntwiderstands auf und ist dann sinnvollerweise in dem ersten Haus haltsgerät angeordnet ein, denn hier können sich die Strompfade für die Haushaltsgeräte bereits verzweigen. Für das zweite Haushaltsgerät bedarf es dann lediglich nur noch des zugehörigen Anschlußkabels, um die gewünschte Leistung diesem Gerät zuzuführen. Der Wandanschluß kann dabei eine Gerätesteckdose oder ein Klemmenkasten sein.

Es soll in diesem Zusammenhang auch darauf hingewiesen werden, daß prinzipiell auch ein Energiemanagement außerhalb von Haushaltsgeräten technisch möglich wäre. Die ses läßt sich realisieren, indem beide Haushaltsgeräte aus einem Wandanschluß ihren Strom beziehen. Wenn nun zu jedem Anschlußkabel der Haushaltsgeräte eine Meßlei tung besteht, die jeweils beispielsweise in einer Strom-Meßzange endet, so hätte die ex terne Strom-Regeleinheit eine Information über die aktuellen Stromaufnahmen. Damit nun aber die Stromaufnahmen beeinflußt werden können, müßten wiederum Steuerleitungen zu den Haushaltsgeräten führen. Da bei dieser Lösung aber eine Verwechslungsgefahr für die Meß- und Steuerleitungen besteht und da die externe Strom-Regeleinheit auch über eine Stromversorgung verfügen müßte, ist diese Lösung nicht in einfacher Weise praktikabel. Aus diesen Überlegungen resultiert aber auch, daß die Anordnung der Strom- Regeleinheit in dem ersten Haushaltsgerät besonders vorteilhaft ist. Wenn nämlich zwei Haushaltsgeräte eine "Kette" bilden (Wandanschluß, erstes Haushaltsgerät, zweites Haushaltsgerät), aber nur in einem Haushaltsgerät eine Gerätesteckdose vorhanden ist, so ist hiermit schon die Hierarchie und die Anordnung der Geräte verwechslungsfrei fest gelegt. Außerdem werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung externe Meß-, Steuer-, Versorgungsleitungen und ein separates Gehäuse eingespart.

Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch, wenn das erste Haushaltsgerät über einen Vorrangschalter verfügt. Dadurch kann dann das Haushaltsgerät angewählt werden, wel ches in seiner Stromaufnahme beeinflußt bzw. auch nicht beeinflußt werden soll. In einer dritten Stellung des Vorrangschalters können aber auch beide Haushaltsgeräte angespro chen werden.

In einer Strom-Regeleinheit ist mindestens ein Regelelement angeordnet. Dieses Regel element kann mittels verschiedener Mechanismen bzw. Bauteile das Regeln bewerkstelli gen. Zum einen kann der zu regelnde Strom über einen thermisch reagierenden Leiter geleitet werden. Ist dieser Leiter z. B. als Bimetallstreifen ausgebildet, so wird dieser bei entsprechender Strombelastung sich verbiegen und kann so beispielsweise einen Kontakt öffnen. Ist dagegen das Regelelement als Spule ausgebildet, so wird bei einem entspre chenden Strom eine Kraft erzeugt, die ebenfalls einen Kontakt öffnen kann.

Vorteilhaft ist, wenn ein Regelelement als Thyristor- oder Triac-Schaltung aufgebaut ist, weil so keine bewegten und damit keine verschleißende Bauteile vorhanden sind. Jedoch ist es auch möglich, ein Relais einzusetzen.

Die Regelung der Stromaufnahme eines Haushaltgeräts kann beispielsweise durch Pha senanschnittsteuerung oder durch Taktung erreicht werden, wobei im Fall einer Taktung vorteilhafterweise immer im Nulldurchgang geschaltet wird.

Im Rahmen der Erfindung kann ein Regelelement aber auch so ausgebildet sein, daß ein einziges Regelelement beide Haushaltsgeräte in ihrer Stromaufnahme regelt.

Nachfolgend soll nun die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zei gen:

Fig. 1 eine Ansicht der räumlichen Anordnung des ersten und des zweiten Haus haltsgerätes;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Strom-Regeleinheit.

In der Fig. 1 ist ein erstes Haushaltsgerät 1 - in diesem Fall eine Bügelpuppe 3 - mittels eines Anschlußkabels 13 elektrisch mit einem Wandanschluß 11 verbunden. Die Bügel puppe 3 besteht äußerlich im wesentlichen aus einem Sockel 5 und einem Blähsack 10. An dem Blähsack 10 können ein Hals-Formteil 8 und Ärmel-Formteile 9 angeformt sein. Erfindungsgemäß sind in der Bügelpuppe 3 eine Strom-Regeleinheit 7 und eine Geräte steckdose 12 angeordnet. Die Gerätesteckdose 12 und die Strom-Regeleinheit 7 sind vorteilhafterweise im Sockel 5 der Bügelpuppe 3 angeordnet, da so die Standfestigkeit erhöht wird und weil hier - im Gegensatz zum Blähsack 10 - genügend feste Strukturen vorhanden sind, um diese Einbauten zu befestigen.

Ein zweites Haushaltsgerät 2 - hier ein Bügeleisen 4 - ist elektrisch mittels eines weiteren Anschlußkabels 13 mit der Gerätesteckdose 12 des ersten Haushaltsgerätes 1 verbun den. Ein Vorrangschalter 6, der bei diesem Ausführungsbeispiel in der Nähe der Strom- Regeleinheit 7 angeordnet und auch elektrisch verbunden ist, erlaubt die Wahl, welches Haushaltsgerät 1, 2 im Betrieb vorrangig mit Strom versorgt werden soll. Der Vorrang schalter kann aber auch mittels eines längeren Kabels mit der Strom-Regeleinheit 7 ver bunden sein, so daß beispielsweise von einem Bügeltisch (hier nicht dargestellt) oder von einer bequemen Position aus, der Vorrang für eines der Haushaltsgeräte 1, 2 gewählt werden kann. Insbesondere kann das Vorrangverhalten bei der Bügelpuppe auch für eine Bedienperson unveränderbar festgelegt sein.

Um die weitere Verschaltung der Strom-Regeleinheit 7 verdeutlichen zu können, muß man sich der Fig. 2 zuwenden. Links im Bild sind die Leitungen 17 zum Wandanschluß 11 zu sehen. Außerhalb des ersten Haushaltsgerätes 1 sind diese Leitungen 17 in dem Anschlußkabel 13 (links) zusammengefaßt. Die Leitungen 17 verzweigen vor den Regel elementen 19, 20, um diese Regelelemente getrennt zu durchlaufen. Am Ausgang des Regelelementes 19 (hier rechts) werden beispielsweise Leitungen 15 zum Lüfter zum Aufblähen des Blähsacks 10 oder Leitungen 16 zur Heizung für den Luftstrom zum Aufblähen des Blähkörpers 10 oder Leitungen zu einem Wärmespeicher ebenfalls zur Er wärmung des Luftstroms zum Aufblähen der Bügelpuppe 3 weitergeführt. Am Ausgang des Regelelementes 20 (hier ebenfalls rechts) sind Leitungen 18, die mit der Geräte steckdose 12 verbunden werden. Die Leitungen 15, 16, 17, 18, sind jeweils mit ihren Adern P (Phase) und N (Null-Leiter) gezeichnet worden. Auf die Darstellung des Schutz leiters wurde verzichtet. Anzumerken ist auch, daß nicht zwingend notwendig der P- und der N-Leiter durch die Regelelemente hindurchgeführt werden müssen. Es genügt auch, wenn nur einer der beiden Leiter dort hindurchgeführt wird.

Damit nun in Abhängigkeit von der aktuellen Stromaufnahme des einen Haushaltsgerätes, die Stromaufnahme des anderen Haushaltsgerätes geregelt werden kann, sind beide Re gelelemente 19, 20 mittels mindestens einer Leitung 21 miteinander verbunden. Der Vor rangschalter 6 ist mit Steuerleitungen 22a, 22b mit den Regelelementen 19, 20 verbun den. Durch die Schaltungslogik in den Regelelementen wird je nach Stellung des Vor rangschalters entweder das Haushaltsgerät 1 oder das Gerät 2 oder werden beide Haus haltsgeräte in ihrer Stromaufnahme geregelt.

In der Bügelpuppe 3 kann vorgesehen sein, dass der Wärmespeicher in den Betriebspau sen des Lüfters und der Heizung der Bügelpuppe 3 geheizt und mit einer Thermostat schaltung auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird. Damit kann eine Heizung mit einer geringeren Leistung verwendet werden, um die maximal zulässige Anschlusslei stung in einem Haushalt nicht zu überschreiten. Sobald der Lüfter und die Heizung für eine bestimmte und insbesondere einstellbare Zeit eingeschaltet werden, um ein aufge legtes Hemd zu glätten, wird zur Begrenzung der Gesamtstromaufnahme die Heizung des Wärmespeichers ausgeschaltet. Sowohl die Heizung für den Luftstrom als auch die für den Wärmespeicher können mehrteilig ausgeführt sein, so dass je nach zulässiger Ge samtstromaufnahme (z. B. 10 Ampere oder 15 Ampere) verschiedene Teile einer Heizung einzeln oder in Kombination angesteuert werden.

Wenn nun die Vorrangschaltung so eingestellt ist, dass gegenüber der Bügelpuppe 3 das Bügeleisen 4 immer Vorrang hat, kann es dazu kommen, dass je nach dem Schalten des Thermostats im Bügeleisen die Stromzufuhr in die Bügelpuppe 3 ausgesetzt oder zeitwei se verringert wird. Sofern das Bügeleisen 4 zu einem Zeitpunkt Strom verbraucht, in dem der Wärmespeicher geheizt wird, wird dessen Aufheizung mit der einzigen Folge unterbrochen, dass das Aufheizen des Wärmespeichers bis Erreichen der Solltemperatur ver zögert wird. Der Bügelvorgang, bei dem die Heizung des Wärmespeichers aus- und die Heizung für den Luftstrom sowie der Lüfter eingeschaltet werden, kann in diesem Fall erst später begonnen werden.

Verbraucht jedoch das Bügeleisen 4 in dem Moment Strom, in dem während des Bügel vorgangs der Lüfter und die Heizung für den Luftstrom eingeschaltet sind, werden diese ausgeschaltet und der laufende Bügelvorgang unterbrochen. Sobald das Bügeleisen 4 keinen Strom mehr verbraucht, wird der Bügelvorgang fortgesetzt. Um trotz der möglichen Unterbrechungen des Bügelvorgangs ein gleichbleibend gutes Bügelergebnis zu erzielen, wird der Bügelvorgang entsprechend der eingebrachten Wärmemenge gesteuert. Dazu wird die eingebrachte Heizleistung über die Zeit integriert und nach Erreichen der Soll wärmemenge der Bügelvorgang beendet. Dabei kann vorteilhafterweise auch berücksich tigt werden, ob wegen der maximal zulässigen Anschlussleistung die Heizung für den Luftstrom auf einer geringeren Leistungsstufe betrieben wird. Da die Leistung der auf ei ner bestimmten Leistungsstufe betriebenen Heizung über die Zeit annähernd konstant ist, kann das Wärmemengenintegral vorteilhafterweise durch einfaches Aufsummieren der Einschaltzeiten der Heizung unter Berücksichtigung der verwendeten Leistungsstufe er reicht werden.

Bezugszeichenliste

1

erstes Haushaltsgerät

2

zweites Haushaltsgerät

3

Bügelpuppe

4

Bügeleisen

5

Sockel der Bügelpuppe

6

Vorrangschalter

7

Strom-Regeleinheit

8

Hals-Formteil

9

Ärmel-Formteil

10

Blähsack

11

Wandanschluß

12

Gerätesteckdose

13

Anschlußkabel

14

Boden

15

Leitungen zum Lüfter

16

Leitungen zur Heizung

17

Leitungen zum Wandanschluß

18

Leitungen zur Gerätesteckdose

19

Regelelement

20

Regelelement

21

Verbindungsleitung
22a, b Steuerleitung

Claims

1. Verfahren zum Betreiben zweier elektrischer Haushaltsgeräte (1, 2), wobei ein erstes Haushaltsgerät (1), insbesondere eine Bügelpuppe (3), seine Stromver sorgung aus einem Wandanschluß (11) bezieht und bei dem ein zweites Haus haltsgerät (2), insbesondere ein Bügeleisen (4), seine Stromversorgung aus ei ner Gerätesteckdose (12), die in dem ersten Haushaltsgerät (1) angebracht ist, bezieht, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens eines der Haushaltsge räte (1, 2) die Stromaufnahme geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Haus haltsgerät (1) in seiner Stromaufnahme geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Haus haltsgerät (2) in seiner Stromaufnahme geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Haushaltsge räte (1, 2) in ihrer Stromaufnahme geregelt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung für mindestens eines der Haushaltsgeräte (1, 2) eine schaltende Re gelung ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Haushaltsgeräts (1, 2), dessen Stromaufnahme geregelt wird, über die Zeit integriert wird und dieses Integral zur Steuerung dieses Haushaltgeräts (1, 2) verwendet wird.

7. Haushaltsgerät (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbe sondere eine Bügelpuppe (3), wobei das Haushaltsgerät (1) netzbetrieben und mit einer eingebauten Gerätesteckdose (12) für ein ebenfalls netzbetriebenes, zweites Haushaltsgerät (2) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Haushaltsgerät (1) über eine Strom-Regeleinheit (7) mit mindestens einem Regelelement (19, 20) verfügt.

8. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom- Regeleinheit (7) mit einem Vorrangschalter (6) ausgestattet ist.

9. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, daß das Regelelement (19, 20) über einen thermisch reagierenden Mecha nismus verfügt.

10. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß das Regelelement (19, 20) über einen elektromagnetisch reagierenden Mechanismus verfügt.

11. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß das Regelelement (19, 20) über eine Thyristor-Schaltung verfügt.

12. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß das Regelelement (19, 20) über eine Triac-Schaltung verfügt.

13. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (19, 20) für mindestens zwei Verbraucher ausgebildet ist.