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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Überwachung des Energie- und Rohstoffverbrauchs eines Backofens, insbesondere eines Backofens für eine Großbäckerei, wie beispielsweise eines Stikkenofens.
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In Großbäckereien bzw. Industriebäckereien kommen Öfen für das Backen von Brot und anderem Backwerk in großer Stückzahl zum Einsatz, wie beispielsweise Stikkenöfen. In solche Öfen können Wagen mit Backblechen, sogenannte Stikken, eingeschoben werden, so dass ein solcher Ofen einfach beladen und wieder entladen werden kann. Bei solchen Öfen, welche eine hohe Heizleistung haben müssen, sind der Rohstoffverbrauch und Energieverbrauch sehr entscheidende wirtschaftliche Betriebsgrößen, da ein solcher Ofen pro Tag mehrere Stunden in Betrieb ist, und somit die Rohstoffkosten und Energiekosten für einen solchen Ofen einen ernst zu nehmenden Anteil der Kosten einer Großbäckerei ausmachen können.
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Im Stand der Technik ist Dokument
EP 3 502 605 A1 bekannt, in welchem ein Ofen mit einer Steuerung einer elektrischen Heizung und einer Brennstoffheizung ausgestattet ist, und wobei der Wert der elektrischen Energie an eine externe Datenübertragungseinheit ausgegeben werden kann. Hier können jedoch lediglich Energiewerte ausgegeben werden, welche nur einen Vergleich zwischen mehreren Betriebssituationen des Ofens zulassen, bei denen allerdings keine Kontrolle der Energie- und Rohstoffkosten des Ofens ermöglicht wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Betriebskostenoptimierung eines Backofens zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Betriebskosten über eine bestimmte Zeitspanne ausgebbar sind, wobei hier die Kosten von Brennstoff, von Wasser sowie von elektrischer Energie einbezogen werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren für die Betriebskostenoptimierung gemäß Anspruch 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10, eine Energiekostenvoraussagevorrichtung gemäß Anspruch 11 sowie einen Backofen gemäß Anspruch 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren für die Betriebsoptimierung eines Backofens umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bestimmung des Energieverbrauchs des Backofens pro Zeitspanne durch einen Rohstoffzähler;
- b) Bestimmen des Wasserverbrauchs des Backofens pro Zeitspanne durch einen Wasserzähler;
- c) Abfrage des Preises pro Energieeinheit;
- d) Abfrage des Preises pro Volumeneinheit Wasser;
- e) Berechnen der Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne;
- f) optional: Ausgabe der Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne.
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So werden durch entsprechende Zähler der Verbrauch von Rohstoff, wie beispielsweise Öl oder Gas, sowie von Wasser gemessen. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird dann der aktuelle Preis pro Energieeinheit, also der Preis für eine bestimmte Einheit Öl oder Gas, sowie der Preis pro Volumeneinheit Wasser abgefragt, kann also vom erfindungsgemäßen Verfahren berücksichtigt werden.
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Basierend auf den bestimmten Verbrauchswerten an Energie und Wasser sowie der eingegebenen Preise sind mit dem Verfahren dann die Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne berechenbar. Diese Werte können an eine externe Datenverarbeitungseinheit ausgegeben werden, können also beispielsweise auf einen Computer oder an ein mobiles Endgerät übertragen werden und/oder an einer Anzeigevorrichtung des Backofens angezeigt werden, und der Betreiber des Backofens hat so einen Überblick über die beispielsweise täglich, wöchentlich oder monatlich zu erwartenden Kosten.
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Vorzugsweise ist der Rohstoffzähler ein Ölzähler oder Gaszähler, und der Preis pro Energieeinheit im Schritt c) ist der Preis von Öl oder Gas. Hier kann beispielsweise der Preis pro m3 Öl oder der Preis pro m3 oder kWh Gas angegeben werden.
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Vorzugsweise werden in Schritt a) Daten des Rohstoffzählers verwendet, welche bei der ersten Installation des Backofens ermittelt wurden - beispielsweise innerhalb der ersten, durch den Monteur überwachten Betriebsstunde. Dadurch sind mit sehr wenig Aufwand der Energieverbrauch des Backofens sowie die Energiekosten des Backofens ermittelbar, und ein Monteur kann bei der Erstinstallation prüfen, ob die Daten auch plausibel sind. Dann werden diese Daten für spätere Berechnung entsprechend übernommen.
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Alternativ bzw. im späteren Betrieb werden im Schritt a) Daten verwendet, welche während des Betriebs des Ofens über eine festgelegte Zeitspanne ermittelt wurden. So können beispielsweise über einen Monat entsprechende Daten aufgenommen werden, und diese können dann für künftige Berechnungen hinterlegt werden, da man davon ausgeht, dass nach einer gewissen Zeit der Ölverbrauch sowie der Wasserverbrauch ungefähr konstant bleiben.
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Weiter vorzugsweise kann auch noch der Stromverbrauch des Backofens pro Zeitspanne durch einen Stromzähler ermittelt werden, und entsprechend kann auch ein Preis pro Stromeinheit abgefragt werden, und die Stromkosten können bei der Berechnung der Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne ebenfalls berücksichtigt werden.
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Hier muss allerdings beachtet werden, dass bei einem Backofen manche Aggregate immer in Betrieb sind (wie beispielsweise eine Lüftung, eine Kühlung) und damit unabhängig vom Backvorgang sind. Es ist also möglich, dass Stromkosten auch über die Betriebszeit des Backofens hinausgehen und entsprechend einkalkuliert werden müssen.
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Weiter vorzugsweise kann auch die Betriebsdauer des Ofens pro Zeitspanne durch einen Betriebsdauerzähler ermittelt werden, und entsprechend können die Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne Betriebsdauer berechnet werden.
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Dann kann die Berechnung der Energiekosten sowie der Wasserkosten auf Basis der tatsächlichen Betriebsdauer des Ofens erfolgen, und die Stromkosten können über die festgelegte Zeitspanne ermittelt werden. Die Betriebskosten des Backofens werden dann durch Addition der Energiekosten sowie der Wasserkosten auf Basis der tatsächlichen Betriebsdauer und der Stromkosten über die festgelegte Zeitspanne ermittelt.
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Dies erlaubt eine noch genauere Differenzierung der Energieverbrauchsdaten, da auch hier die feste Zeitspanne von beispielsweise einer Woche oder einem Monat verwendet werden kann - in der auch die von der Betriebszeit des Backofens unabhängigen Stromkosten berechenbar sind - hier aber gleichzeitig noch berücksichtigt wird, wie lange der Backofen dann in dieser festgelegten Zeitspanne auch tatsächlich in Betrieb war. Beispielsweise dürften sich die Energiekosten reduzieren, wenn ein Backofen angefahren wird, dann zehn Backvorgänge durchgeführt werden, der erst dann wieder abgekühlt wird, verglichen mit einem Szenario, bei welchem nach dem Aufheizen beispielsweise nur drei Backvorgänge stattfinden, und der Ofen dann heruntergekühlt wird. So ist eine Auslastungsoptimierung des Backofens möglich.
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Weiter vorzugsweise sind die Betriebskosten pro Tag, pro Woche oder pro Jahr ausgebbar, weiter vorzugsweise über eine Anzeigevorrichtung. Diese Anzeigevorrichtung kann sich direkt am Backofen befinden, es ist allerdings auch möglich, dass ein Computer bzw. eine mobile Einrichtung diese Daten vom Ofen abruft oder übermittelt bekommt und entsprechend einem Benutzer anzeigt.
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Weiter vorzugsweise greift das erfindungsgemäße Verfahren auf ein Steuersystem zu, durch welches eine Optimierung der Auslastung des Backofens anhand der Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne Betriebsdauer durchgeführt wird.
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Weiter vorzugsweise schlägt das erfindungsgemäße Verfahren basierend auf einer Optimierung der Auslastung des Backofens eine Zeit für den Backbeginn vor.
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Dies dient zur Betriebszeitoptimierung und zur Vermeidung von Leerlaufzeiten. Wenn zum Beispiel ein Ofen backbereit ist, die Teiglinge aber noch nicht fertig sind, entstehen Leerlaufzeiten. Diese kann das erfindungsgemäße Verfahren minimieren, indem es einen Vorschlag für eine Start-Backzeit anzeigt.
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Dies führt zu kürzeren Laufzeiten des Backofens, frischere Ware (da die Waren später gebacken werden), und zu einer längeren Lebensdauer der Aggregate des Ofens, weil die Betriebsstunden reduziert werden.
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Eine erfindungsgemäße Energiekostenvoraussagevorrichtung beinhaltet einen Rohstoffzähler und einen Wasserzähler, welche dazu angepasst sind, den Verbrauch von Rohstoff sowie Wasser eines Systems messen, sowie eine Eingabevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung und eine Rechnereinheit, wobei die Eingabevorrichtung dazu angepasst ist, den Preis pro Energieeinheit sowie den Preis pro Volumeneinheit Wasser abzufragen, die Rechnereinheit dazu angepasst ist, die Betriebskosten pro festgelegter Zeitspanne zu berechnen, und die Ausgabevorrichtung dazu angepasst ist, das Berechnungsergebnis der Rechnereinheit auszugeben.
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Vorzugsweise ist ferner ein Betriebsdauerzähler vorgesehen, welcher die Betriebsdauer des Systems misst und die Rechnereinheit diese in das Berechnungsergebnis einbezieht.
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Eine solche erfindungsgemäße Energiekostenvoraussagevorrichtung kann in einem Backofen, vorzugsweise einem Backofen für Großbäckereien, vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
- 1 ist ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform.
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Laut dem Verfahren gemäß der ersten erfindungsgemäße Ausführungsform, welches in 1 dargestellt ist, wird in einem ersten Schritt a) der Energieverbrauch des Backofens über eine vorbestimmte Zeitspanne t1 durch einen Gaszähler 2b bestimmt. Als vorbestimmte Zeitspanne t1 kann jede Zeitspanne verwendet werden, also beispielsweise ein Tag, eine Woche oder jede beliebige andere Zeitspanne. Diese sollte lediglich so groß gewählt werden, dass der statistische Fehler möglichst gering wird.
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In einem zweiten Schritt b) wird der Wasserverbrauch des Backofens über eine vorbestimmte Zeitspanne t2 durch einen Wasserzähler 3 bestimmt. Als vorbestimmte Zeitspanne t2 kann jede Zeitspanne verwendet werden, also beispielsweise ein Tag, eine Woche oder jede beliebige andere Zeitspanne. Diese sollte lediglich so groß gewählt werden, dass der statistische Fehler möglichst gering wird. Vorzugsweise ist die Zeitspanne t2 gleich groß wie die Zeitspanne t1 - beide Zeitspannen können aber auch verschieden sein. Optional wird der Stromverbrauch des Backofens über eine vorbestimmte Zeitspanne t3 durch einen Stromzähler 4 bestimmt. Vorzugsweise ist die Zeitspanne t3 gleich groß wie die Zeitspanne t2 - beide Zeitspannen können aber auch verschieden sein.
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In einem dritten Schritt c) wird der Preis pro Energieeinheit, also im vorliegenden Fall pro kWh oder m3 Gas, sowie der Preis pro Volumeneinheit (also beispielsweise m3) Wasser abgefragt. Ferner wird optional der Preis pro Stromeinheit abgefragt. Dies kann beispielsweise über ein Bedienterminal des Backofens geschehen, oder aber über einen Computer oder ein mobiles Endgerät. Hier kann ein Betreiber auch sich ändernde Energie- und Wasserkosten eingeben, und diese werden dann entsprechend berücksichtigt.
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Die Reihenfolge der Schritte ist dabei irrelevant und kann auch vertauscht werden.
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In einem vierten Schritt d) wird eine Zeitspanne t3 ausgewählt, für welche die Betriebskosten berechnet werden sollen. Dies kann beispielsweise ein Tag, eine Woche oder eine beliebige andere Zeitspanne sein.
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Auf Basis dieser Daten werden in einem fünften Schritt e) die Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne t2 berechnet.
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Anschließend wird das Ergebnis in einem sechsten Schritt f) ausgegeben, wobei dies entweder durch das Anzeigemittel am Backofen oder einen Computer oder ein mobiles Gerät ausgeführt werden kann.
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In dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen dass der Backofen über die Zeitspannen t1, t2, t3 und t4 entweder konstant in Betrieb ist, oder aber pro Zeitspanne immer die gleiche oder ungefähr gleiche Betriebszeit aufweist. Beispielsweise ist dies sinnvoll, wenn der Backofen in einer Großbäckerei pro Tag immer 10 Stunden in Betrieb ist und immer ein ähnlicher Aufheiz- und Abkühlvorgang gefahren wird.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform, welche in 2 gezeigt ist, ist weiterhin ein Betriebsdauerzähler 5 vorgesehen, welcher die Betriebszeit misst. In dieser Ausführungsform werden alle Werte auf die tatsächliche Betriebsdauer des Backofens bezogen.
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Grundsätzlich wird hier über eine vorbestimmte Zeitspanne die tatsächliche Betriebsdauer des Ofens gemessen, wobei hier ein Zähler inkrementell die Sekunden hochzählt, welche der Ofen in dieser Zeitspanne in Betrieb ist.
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Hier wird in einem ersten Schritt a) der Energieverbrauch des Backofens während der Betriebszeitspanne t10 durch einen Gaszähler 2b bestimmt. Wenn also beispielsweise der Backofen 10 Stunden in Betrieb ist, wird der Energieverbrauch pro 10 Stunden bestimmt.
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In einem zweiten Schritt b) wird der Wasserverbrauch des Backofens über eine Betriebszeitspanne t20 durch einen Wasserzähler 3 bestimmt. Vorzugsweise ist die Betriebszeitspanne t20 gleich groß wie die Betriebszeitspanne t10 - beide Zeitspannen können aber auch verschieden sein.
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Optional wird der Stromverbrauchs des Backofens pro Betriebszeitspanne t30 durch einen Stromzähler 4 bestimmt. Vorzugsweise ist die Betriebszeitspanne t30 genauso groß wie die Betriebszeitspanne t20- beide Zeitspanne können aber auch verschieden sein.
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In einem dritten Schritt c) wird der Preis pro Energieeinheit, also im vorliegenden Fall pro kWh oder m3 Gas, sowie der Preis pro Volumeneinheit (also beispielsweise m3) Wasser abgefragt. Ferner wird optional der Preis pro Stromeinheit abgefragt. Dies kann beispielsweise über ein Bedienterminal des Backofens geschehen, oder aber über einen Computer oder ein mobiles Endgerät.
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In einem vierten Schritt d) wird eine Zeitspanne t40 ausgewählt, für welche die Betriebskosten berechnet werden sollen. Dies kann beispielsweise ein Tag, eine Woche oder eine beliebige andere Zeitspanne sein. Die Betriebszeit tB innerhalb der Zeitspanne t40 wird dann durch den Betriebsdauerzähler 5 gemessen.
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Auf Basis dieser Daten werden in einem fünften Schritt e) die Betriebskosten des Backofens pro Zeitspanne t40 berechnet - dabei wird aber die tatsächliche Betriebszeit tB des Backofens berücksichtigt, und die Energiekosten und Wasserkosten werden auf der Basis der tatsächlichen Betriebszeit tB innerhalb der Zeitspanne t40 berechnet. Ferner werden aber auch die Stromkosten in der Zeitspanne t40, welche unabhängig von der die tatsächlichen Betriebszeit tB des Backofens sein können - beispielsweise durch dauernd laufende Aggregate wie Lüftung, Kühlung usw. - berechnet. Diese beiden Kosten werden addiert, um die Gesamt-Betriebskosten in der Zeitspanne t40 zu ermitteln.
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Anschließend wird das Ergebnis in einem sechsten Schritt f) ausgegeben, wobei dies entweder durch das Anzeigemittel am Backofen oder einen Computer oder ein mobiles Gerät ausgeführt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Beispielsweise könnte statt einem Gaszähler auch ein Ölzähler vorgesehen sein, falls der Backofen mit Öl beheizt wird.
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Auch ist es möglich, dass die Betriebskosten, d.h. die Energiekosten sowie die Wasserkosten, nicht bei der Erstinstallation durch den Monteur festgehalten werden, sondern dass hier sozusagen ein Aufnahmebetrieb und ein Berechnungsbetrieb möglich sind, d.h. es wird eine Zeitspanne verwendet, beispielsweise ein Monat, über welcher die Energiekosten sowie die Betriebskosten ermittelt werden. Die Energie- und Betriebskosten werden dann entsprechend über diesen Monat gemittelt, und in einem nachfolgenden Ausgabemodus entsprechend verwendet.
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Ein solcher Aufnahmemodus kann zu vorgegebenen Zeiten wiederholt werden, um zu überprüfen, ob die gemittelten Energie-/Wasserkosten noch aktuell sind.
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Auch ist für die Ausgabe der Betriebskosten jede Form möglich - möglich sind Apps für mobile Geräte mit Darstellung in entsprechenden Diagrammen, spezielle Programme für Computer, Einträge in Datenbanken usw.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Betriebskostenoptimierung eines Backofens 1, bei welchem der Energieverbrauch des Backofens 1 durch einen Energiezähler 2 gemessen wird und der Wasserverbrauch des Backofens 1 durch einen Wasserzähler 3 gemessen wird. Der Preis pro Energieeinheit sowie der Preis pro Volumeneinheit Wasser werden abgefragt, und auf Basis dieser Daten können die Betriebskosten des Backofens einfach und übersichtlich ausgegeben werden. Ferner beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Energiekostenvoraussagevorrichtung mit einem Rohstoffzähler 2 und einem Wasserzähler 3, welche dazu angepasst sind, den Verbrauch von Rohstoff sowie Wasser eines Systems, beispielsweise eines Backofens, zu messen, sowie eine Eingabevorrichtung 9, eine Ausgabevorrichtung 10 und eine Rechnereinheit 11, wobei die Eingabevorrichtung 9 dazu angepasst ist, den Preis pro Energieeinheit sowie den Preis pro Volumeneinheit Wasser abzufragen, die Rechnereinheit 11 dazu angepasst ist, die Betriebskosten pro festgelegter Zeitspanne zu berechnen, und die Ausgabevorrichtung 10 dazu angepasst ist, das Berechnungsergebnis der Rechnereinheit 11 auszugeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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