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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einer Mehrzahl von Haushaltsgeräten und zumindest einer Steuereinheit, welche zur Steuerung der Haushaltsgeräte zur Kommunikation mit diesen ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Einrichtung mit einer Mehrzahl von Haushaltsgeräten mit zumindest einer Steuereinheit.
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In Häusern oder Gebäuden sind oftmals eine Mehrzahl von Haushaltsgeräten angeordnet, die im Betrieb Energie verbrauchen. So wird diese Energie üblicherweise durch ein externes Energieversorgungsnetz geliefert. Die Haushaltsgeräte sind dabei bei herkömmlichen Ausgestaltungen durch eine eigene Steuereinheit ausgebildet, die unabhängig von den anderen Haushaltsgeräten das Gerät steuert und entsprechend Energie verbraucht wird. So weiß ein Haushaltsgerät nicht, ob und gegebenenfalls wie viele weitere Haushaltsgeräte zur gleichen Zeit im Betrieb sind und ebenfalls Energie benötigen. Darüber hinaus sind prinzipiell auch Einrichtungen bekannt, bei denen mehrere Haushaltsgeräte zu einem Geräteverbund zusammengefasst sind und über eine Steuereinheit angesteuert werden können.
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Aus der
DE 10 2007 032 053 A1 ist des Weiteren die Betriebsweise eines einzigen Haushaltsgeräts erläutert, mit dem der Energieverbrauch gesenkt werden soll. Dabei wird das Nutzerverhalten analysiert und die Betriebsweise im Hinblick auf ein Energieeinsparen daran angepasst.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung mit einer Mehrzahl von Haushaltsgeräten und zumindest einer Steuereinheit zu schaffen, mit welcher der Betrieb der Haushaltsgeräte aufeinander abgestimmt erfolgen kann und zwar dahingehend, dass keine Energieverbrauchsspitzen des gesamten Geräteverbunds mehr auftreten.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 14 aufweist, gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Einrichtung umfasst eine Mehrzahl von Haushaltsgeräten und zumindest eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist zur Steuerung der Haushaltsgeräte ausgebildet und in diesem Zusammenhang auch zur Kommunikation mit den Haushaltsgeräten ausgebildet. Die Einrichtung umfasst einen Energieverbrauchsplaner, mit welchem abhängig von Umgebungsparameterwerten und/oder abhängig von erlernten Nutzerprofilen zumindest eines Haushaltsgeräts und/oder zeitlich abhängigen Energietarifen der Betrieb im Hinblick auf zumindest den Parameter der Betriebszeit von zumindest einem Haushaltsgerät unter Berücksichtigung des gesamten Energieverbrauchs des gesamten Haushaltsgeräteverbunds bestimmt ist, und durch die Steuereinheit steuerbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung einer Einrichtung kann somit das Auftreten von Energiespitzen beim Betrieb von mehreren Haushaltsgeräten in einem Hausgeräteverbund vermieden werden. Die Steuerung und der Betrieb von einer Mehrzahl von Haushaltsgeräten kann damit abgestimmter erfolgen, so dass unnötige Spitzenbelastungen des Energieversorgungsnetzes vermieden werden können. Bei der hier ausgebildeten Einrichtung steht somit nicht der Aspekt des Energiesparens eines oder mehrerer Haushaltsgeräte im Vordergrund, sondern wesentlicher Fokus ist die Vermeidung von Energieverbrauchsspitzen eines derartigen Haushaltsgeräteverbunds. So kann es durchaus vorgesehen sein, dass die Haushaltsgeräte im Hinblick auf ihren Energieverbrauch analog wie bisher betrieben werden, jedoch zu einer anderen Zeit ein- und ausgeschaltet werden, wenn dies im Hinblick auf das Anforderungsprofil anderer Haushaltsgeräte in dem Verbund erforderlich ist.
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Bezüglich des Parameters Betriebszeit umfasst dies die Zeitdauer als auch den Startzeitpunkt oder den Endzeitpunkt eines Betriebs.
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Es soll somit quasi erreicht werden, dass der benötigte Energiebedarf von mehreren Haushaltsgeräten so zeitlich abgestimmt wird, dass derartige Energieverbrauchspitzen nicht mehr auftreten. Ein entzerrter Betrieb von mehreren Haushaltsgeräten wird dadurch gemäß der Erfindung in den Vordergrund gestellt. Wesentlicher Aspekt ist somit auch quasi eine Betriebsmanagervorrichtung für die Haushaltsgeräte im Hinblick auf deren zeitlichen aufeinander abgestimmten Betrieb, um Energiespitzen des Gesamtgeräteverbunds zu vermeiden. Einzelne Geräte können durchaus Energiespitzen aufweisen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einrichtung lediglich eine derartige Steuereinheit aufweist. Diese dann als Zentralsteuereinheit ausgebildete Elektronik ist somit dann mit allen Haushaltsgeräten vernetzt. Durch die Vorsehung lediglich einer derartigen Steuereinheit kann sehr schnell und individuell darauf reagiert werden. Die Kommunikation von mehreren Steuereinheiten untereinander ist dadurch nicht mehr erforderlich. Informationsverluste oder zu spätes Mitteilen von Informationen von einer Steuereinheit an die andere können dadurch vermieden werden.
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Nicht zuletzt kann dadurch auch eine Bauteileinsparung realisiert werden.
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Vorzugsweise ist der Energieverbrauchsplaner in der Steuereinheit ausgebildet. Durch eine derartige integrale Ausgestaltung kann ebenfalls eine Bauteilreduzierung erreicht werden. Des Weiteren können unnötige Kommunikationsschnittstellen vermieden werden.
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Der Haushaltsgeräteverbund ist insbesondere an ein externes Energieversorgungsnetz angeschlossen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Energieverbrauchsplaner als selbstlernende Einheit ausgebildet ist. Ein derartig quasi intelligentes Gerät ermöglicht noch individueller und bedarfsgerechter auf den spezifischen Haushaltsgeräteverbund einzugehen und die Betriebsweisen der Haushaltsgeräte noch bedarfsgerechter dahingehend anzupassen, um Energieverbrauchsspitzen des Gesamtverbunds zu vermeiden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Energieverbrauch ferner so ausgebildet ist, dass abhängig von Einschaltseiten und/oder ausgewählten Betriebsprogrammen und/oder Betriebsdauern bei zumindest zwei aufeinanderfolgenden Betrieben eines Haushaltsgeräts ein Nutzerprofil erstellbar ist, welches im Hinblick auf die Erstellung eines Energieverbrauchsplans des Haushaltgeräteverbunds für ein Zeitintervall für das Haushaltsgerät zugrundegelegt ist. Dadurch kann bereits nach zwei aufeinanderfolgenden Betrieben auf ein gewisses nutzerspezifisches Verhalten des Haushaltsgeräts geschlossen werden und dieses entsprechend zugrundegelegt werden. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auch ein kombinierter Betrieb eines Haushaltsgeräts mit einem anderen Haushaltsgeräts als spezifisches Nutzerprofil erkannt und hinterlegt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Nutzerprofil mit einem vorgebbaren Gewichtungsfaktor bezüglich des zukünftigen Eintritts bei der Erstellung eines Energieverbrauchsplans für ein zukünftiges Zeitintervall berücksichtigt ist. So kann in diesem Zusammenhang beispielsweise nach zwei aufeinanderfolgenden Betrieben eines Haushaltsgeräts, bei denen nahezu identische Einschaltzeiten und nahezu identische Betriebsdauern zugrunde liegen, auf ein sehr präzise wiederkehrendes Szenario geschlossen werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann ein Gewichtungsfaktor relativ hoch angesetzt werden. Wiederholt sich dieses Szenario zumindest in ähnlicher Weise noch zumindest ein mal oder mehrmals, so kann im Nachfolgenden auch der Gewichtungsfaktor jeweils individuell erhöht werden. Durch eine derartige dynamische Erstellung und Änderung eines Nutzerprofils kann im Weiteren die Energieverbrauchsplanerstellung nochmals präzisiert werden und die äußerst gleich verteilte Energieverbrauchsplanung während des Zeitintervalls verbessert werden.
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Auch dann, wenn von diesem Nutzerprofil ein oder mehrmals mehr oder weniger abgewichen wird, kann dann der Gewichtungsfaktor dynamisch angepasst entsprechend wieder herabgesetzt werden.
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Vorzugsweise ist der Energieverbrauchsplaner so ausgebildet, dass der Energieverbrauch im Zeitintervall möglichst gleich verteilt ist.
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Vorzugsweise wird für ein Zeitintervall, für dass der Energieverbrauchsplan gestellt ist, für mehrere zukünftige Stunden betrachtet, vorzugsweise zumindest für einen halben Tag, insbesondere für einen gesamten Tag und somit 24 Stunden, vorausbestimmt. Selbstverständlich ist dabei vorgesehen, dass dieser dann nicht für die gesamten 24 Stunden nicht mehr überprüft oder korrigiert wird oder überprüft oder korrigiert werden kann. Vielmehr wird dann ein derartiger stetiger Energieverbrauchsplan regelmäßig überprüft und gegebenenfalls korrigiert.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass für die Erstellung des Energieverbrauchsplans bereits bekannte erst zukünftige Betriebzeiten eines Haushaltsgeräts und/oder von einem Nutzer gewünschte und programmierte Endzeiten eines ablaufenden Programms eines Haushaltsgeräts während des Zeitintervalls berücksichtigt sind. So werden in diesem Zusammenhang insbesondere auch sogenannte Timer-Programmierungen eines Nutzers von einem Haushaltsgerät berücksichtigt. Auch bereits ablaufende und gestartete Programme eines Haushaltsgeräts werden im Hinblick auf gegebenenfalls von einem Nutzer gewünschte Endzeiten des Programms in dem Energieverbrauchsplan entsprechend berücksichtigt. Möchte ein Nutzer beispielsweise, dass eine Waschmaschine oder ein Wäschetrockner zu einer ganz bestimmten Zeit fertig ist, damit gegebenenfalls die zu waschenden oder zu trocknenden Wäschestücke dann bereitliegen, so ist dies priorisierend zu berücksichtigen und das Haushaltsgerät in dem Energieverbrauchsplan entsprechend einzuplanen. So werden in diesem Zusammenhang insbesondere auch Gewohnheiten des Nutzers, wie beispielsweise Kochzeiten, oder der Verbrauch von warmen Wasser oder sonstige Betriebsszenarien ebenso berücksichtigt, wie auch andere Wünsche des Nutzers.
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Sind somit in diesem Zusammenhang Betriebsfahrten eines Haushaltsgeräts zu erwarten oder bereits bekannt, dass sie von einem Nutzer bereits einprogrammiert sind, so kann dies bei der Erstellung des Energieverbrauchsplans zur Vermeidung von Energieverbrauchsspitzen entsprechend berücksichtigt und die Betriebsphasen entsprechend geschoben werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest einige Haushaltsgeräte des Verbunds in einer Prioritätenliste eingetragen sind und ein Betrieb im Hinblick auf Betriebszeiten und/oder zugeteiltem Energieverbrauch nach der Prioritätenliste erfolgt. Das heißt, hat ein Nutzer beispielsweise individuell eine derartige Prioritätenliste erstellt, so sind diese Prioritäten auch vorrangig zu berücksichtigen. Um in diesen Zusammenhang dann unnötige Energieverbrauchsspitzen zu vermeiden, wird beispielsweise der Betrieb eines anderen Haushaltsgeräts dann vorgezogen oder zurückgestellt. Es sei auch hier nochmals betont, dass nicht vorrangig die Reduzierung des Energieverbrauchs an sich erfolgen soll, sondern dass die Verteilung der Betriebsphasen im Hinblick auf die Vermeidung von Energieverbrauchsspitzen im Vordergrund steht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Umgebungsparameter ein Datum beziehungsweise eine Jahreszeit und/oder eine Uhrzeit und/oder eine Umgebungstemperatur zumindest eines Haushaltsgeräts umfassen. Diese genannten spezifischen Parameter sind nicht als abschließend zu verstehen.
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Vorzugsweise umfasst der Geräteverbund als ein Haushaltsgerät ein Gerät zum Zubereiten von Lebensmitteln und/oder ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken und/oder ein Haushaltsgerät zum Reinigen von Geschirr und/oder ein Haushaltsgerät zum Aufbewahren oder Konservieren von Lebensmitteln. Derartige Geräte können beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Geschirrspüler, ein Backofen, ein Mikrowellengerät, ein Kochfeld, ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank oder eine Kombination davon sein. Nicht zuletzt sind jedoch auch Kleinhaushaltsgeräte wie ein Wasserkocher, ein Bügeleisen, eine Kaffeemaschine oder dergleichen umfasst.
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Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Einrichtung im Geräteverbund zumindest ein Nicht-Haushaltsgerät aufweist. Im vorliegenden Kontext wird als Nicht-Haushaltsgerät beispielsweise ein Fernseher oder eine Audio-Anlage oder eine Lichtanlage, wie beispielsweise eine Außenbeleuchtung, eine Heizungsanlage, ein Warmwasserboiler, eine Klimaanlage oder dergleichen verstanden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung mit einer Mehrzahl von Haushaltsgeräten und zumindest einer Steuereinheit, mit welcher die Haushaltsgeräte gesteuert werden. Es wird ein Energieverbrauchsplaner ausgebildet, mit welchem abhängig von Umgebungsparameterwerten und/oder abhängig von erlernten Nutzerprofilen zumindest eines Haushaltsgeräts und/oder zeitlich abhängigen Energietarifen der Betrieb im Hinblick auf Betriebszeit von zumindest einem Haushaltsgerät unter Berücksichtigung des Gesamtenergieverbrauchs des gesamten Haushaltsgeräteverbunds bestimmt und durch die Steuereinheit gesteuert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
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2 ein Energieverbrauchsdiagramm eines herkömmlichen Systemverbunds; und
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3 ein Energieverbrauchsdiagramm der Einrichtung gemäß 1.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer vereinfachten Darstellung ein System beziehungsweise eine Einrichtung I gezeigt, die in einem Gebäude, wie beispielsweise einem Haus, ausgebildet ist. Die Einrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Haushaltsgeräten, wobei beispielsweise eine Waschmaschine 1, ein Trockner 2, ein Kühlschrank 3, ein Backofen 4, ein Geschirrspüler 5 vorgesehen sein kann. Die Einrichtung I kann auch Nicht-Haushaltsgeräte wie beispielsweise einen Wasserboiler 6, einen Fernseher 7 und eine Audio-Anlage 8 aufweisen. Die Haushaltsgeräte und die Nicht-Haushaltsgeräte sind über ein Kommunikationsnetz 9 mit einer der Einrichtung 1 zugeordneten einzigen Steuereinheit 10 verbunden. Die Steuereinheit 10 ist darüber hinaus mit einem Temperatursensor 11 verbunden. Mittels der Steuereinheit 10 werden die Haushaltsgeräte und auch die Nicht-Haushaltsgeräte im Hinblick auf ihre Betriebsweise gesteuert. Die Steuereinheit 10 kann somit mit den genannten Geräten kommunizieren.
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In der Steuereinheit 10 ist ein Energieverbrauchsplaner 12 ausgebildet. Mit diesem und somit auch mit der Steuereinheit 10 wird abhängig von Umgebungsparameterwerten und/oder abhängig von erlernten Nutzerprofilen zumindest eines Haushaltsgeräts und/oder eines Nicht-Haushaltsgeräts sowie gegebenenfalls. auch abhängig von zeitlich abhängigen Energietarifen der Betrieb im Hinblick auf Betriebszeit von zumindest einem Haushaltsgerät unter Berücksichtigung des Gesamtenergieverbrauchs des gesamten Haushaltsgeräteverbunds bestimmt und durch die Steuereinheit 10 gesteuert. Dies erfolgt im Hinblick darauf, dass Energieverbrauchsspitzen vermieden werden. Die Einrichtung ist mit einem nicht gezeigten externen Energieversorgungsnetz verbunden, so dass im Hinblick auf die Ausgestaltung mit der Einrichtung I das Auftreten von Lastspitzen dieses Energieversorgungsnetzes vermieden wird. Durch den Energieverbrauchsplan werden die genannten Haushaltsgeräte und auch Nicht-Haushaltsgeräte so betrieben, dass ein möglichst gleichmäßiger Energieverbrauch während eines betrachteten Zeitintervalls, von beispielsweise eines Tages, ermöglicht wird. In diesem Zusammenhang ist somit quasi eine Betriebsmanagementvorrichtung für die Haushaltsgeräte bereitgestellt, um genau diese Energiespitzen der Einrichtung I zu vermeiden.
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Beispielhaft ist dazu in 2 ein Diagramm des Energieverbrauchs in Abhängigkeit von der Zeit zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtung gezeigt. Hier treten mehrere deutliche Energiespitzen auf. Mit der Einrichtung 1 gemäß 1 kann dies vermieden werden, wie dies im darunter angeordneten Energieverbrauchsdiagramm gemäß 3 gezeigt ist. Durch die verteilten beziehungsweise aneinander angepassten verschobenen Betriebszeiten kann ein Entzerren von übermäßigen gleichzeitigen Betrieb der Haushaltsgeräte und auch Nicht-Haushaltsgeräte erreicht werden und dadurch das Auftreten von diesen genannten Energiespitzen gemäß 2 verhindert werden. Es wird gemäß der Darstellung in 3 somit ein deutlich niedrigeres maximales Energieverbrauchsniveau erreicht, welches dann über längere Zeiträume gegebenenfalls entsprechend gehalten wird.
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Um einen derartigen Energieverbrauchsplan gemäß 3 für die Geräte der Einrichtung 1 erstellen und bereitstellen zu können, ist der Energieverbrauchsplaner 12 so ausgebildet, dass abhängig von Einschaltzeiten und/oder ausgewählten Betriebsprogrammen und/oder Betriebsdauern bei zumindest zwei aufeinander folgenden Betrieben eines spezifischen Haushaltsgeräts ein Nutzerprofil erstellbar ist, welches im Hinblick auf die Erstellung des Energieverbrauchsplans des Haushaltsgeräteverbunds zugrundegelegt ist. Auch Prioritätenlisten der Haushaltsgeräte und Nicht-Haushaltsgeräte können im Hinblick auf die Betriebsdauern und Betriebszeitpunkte der einzelnen Geräte entsprechend berücksichtigt werden. Ein einmal für die Zukunft erstellter Energieverbrauchsplan wird mittels der Steuereinheit 10 regelmäßig überprüft und gegebenenfalls geändert. So werden in diesem Fall auch geänderte Nutzerprofile für zumindest ein Haushaltsgerät oder ein Nicht-Haushaltsgerät berücksichtigt. Ebenso kann dazu auch dann der Betrieb eines anderweitigen Geräts berücksichtigt werden. Bei der in 3 zugrunde liegenden zeitliche Verteilung der gewünschten Betriebe der Haushaltsgeräte im Hinblick auf die Erzielung des dann gezeigten Energieverbrauchs des gesamten Geräteverbunds kann in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass die Verschiebung einer Betriebsdauer und/oder der Beginn eines Betriebszeitpunkts eines Haushaltsgeräts, wie es für den Energieverbrauchsplan gemäß 3 zugrundegelegt wurde, dann verschoben wird, wenn der Energieverbrauch zu einer bestimmten Zeitphase um einen vorgebbaren Toleranzwert übermäßig ansteigen würde. Ist eine Abweichung eines Energieverbrauchs gegenüber dem in 3 gezeigten erstellten Energieverbrauchsplan innerhalb eines derartigen Toleranzintervalls gegeben, so wird dieser Energieverbrauchsplan im Hinblick auf die Betriebszeitpunkte der einzelnen Haushaltsgeräte nicht geändert.
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Bezugszeichenliste
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- I
- Einrichtung
- 1
- Waschmaschine
- 2
- Trockner
- 3
- Kühlschrank
- 4
- Backofen
- 5
- Geschirrspüler
- 6
- Wasserboiler
- 7
- Fernseher
- 8
- Audio-Anlage
- 9
- Kommunikationsnetz
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Energieverbrauchsplaner
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007032053 A1 [0003]
