DE19750053A1 - Household refrigerator - Google Patents

Household refrigerator

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Abstract

The present invention relates to a device for controlling the operation of domestic refrigerators and freezers (2). This device comprises a system (4, 6) for the remote control of the refrigerators or freezers and more precisely for controlling the power consumption thereof (2) by transmitting control signals through the power supply unit (1). According to this method for controlling the operation of domestic refrigerators and freezers (2), a power supply unit (1) outputs control signals representing the peak loads at the refrigerators and/or freezers (2) which are connected to the power supply unit (1) network.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft Haushaltskühlgeräte, deren Lastverhalten fernge­ steuert werden kann.The invention relates to household refrigerators, the load behavior fernge can be controlled.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Energie kann nur schlecht direkt gespeichert werden. Die Nachfrage nach elektrischer Energie muß stets im Augenblick des Bedarfs gedeckt werden.Electrical energy is difficult to store directly. The Demand for electrical energy must always be at the moment of need to be covered.

Eine Möglichkeit, Spitzenstrom zur Verfügung zu stellen, ist insbesondere in Pumpspeichern und Wasserkraftwerken der Talsperren zu sehen. Durch diese Anlagen können in Zeiten erhöhten Strombedarfs schnell erhöhte Strommengen zur Verfügung gestellt werden.One way to provide peak current is particularly can be seen in the reservoirs and hydroelectric power plants of the dams. By these systems can quickly increase in times of increased electricity demand Amounts of electricity are made available.

Eine andere Möglichkeit, die Erzeugung und die Nachfrage nach Strom in Einklang zu bringen, besteht in der gezielten Steuerung der Nachfrage. Hier ist insbesondere die Nachtspeicherheizung zu nennen, mit der die Nachfrage nachts erhöht wird.Another way to generate and demand electricity in Bringing harmony together is the targeted management of demand. The night storage heater with which the Demand is increased at night.

Ebenso gibt es gerade im Bereich von Großkunden Abrechnungsmodelle, mit denen ein gewünschtes Nachfrageverhalten erkauft werden kann.There are also billing models for large customers, with which a desired demand behavior can be bought.

Ein Versuch, den Strombedarf von den Nachfragespitzen des Tages weg in die nachfrageschwachen Nachtstunden zu verlegen, wird mit Kühl- und Gefrierschränken mit Kältespeichern unternommen. So sind z. B. Gefrier­ geräte, die mit Nachtstrom arbeiten, aus EPA 0098052 bekannt. Diese Ge­ räte arbeiten mit einem Kältespeicher. DE-OS 24 39 499 beschreibt Haus­ haltskühlschränke und -gefriergeräte, die ebenfalls mit einem Latent­ speicher als Kältespeichermedium zur Nutzung von Nachtstrom ausgerüstet sind. In EPA 0651214 wird ein Kühl- oder Gefriergerät mit einer speziellen Anordnung des Kältespeichers beschrieben. Diese Anordnung gestattet den Einsatz des Kühlgerätes zum Betrieb mit Nachtstrom, den Einsatz von Photovoltaik als Energiequelle aber auch das Einhalten von gewissen Ruhe­ phasen, z. B. als Hotelkühlschrank.An attempt to get the electricity demand away from the day's peak demand To relocate the low-demand hours of the night, cooling and Freezers with cold stores undertaken. So z. B. Freezer Devices that work with night power, known from EPA 0098052. This Ge councils work with a cold store. DE-OS 24 39 499 describes house holding refrigerators and freezers, also with a latent memory equipped as cold storage medium for the use of night power are. EPA 0651214 describes a refrigerator or freezer with a special Arrangement of the cold storage described. This arrangement allows the Use of the cooling device for operation with night power, the use of Photovoltaics as an energy source but also maintaining a certain calm phases, e.g. B. as a hotel refrigerator.

Aufgabetask

Kühlschränke oder Gefriergeräte, die nur mit Nachtstrom betrieben werden oder in ihren Betriebs- und Ruhephasen festgelegt sind, haben jedoch nur einen eingeschränkten Gebrauchswert. So ist es z. B. mit einem derartigen Gefriergerät nicht möglich, größere Mengen Gefriergut tagsüber einzu­ frieren, ohne daß dafür gleich ein unverhältnismäßig großer Latentspeicher erforderlich wäre. Gleiches gilt für die Nutzung des Kühlschrankes. Es gilt daher, eine Technik zu entwickeln, die den Gebrauchswert eines Haushalts­ kühlgerätes nicht einschränkt und dennoch den Betrieb des Gerätes weitge­ hend mit Überschußstrom bzw. in lastschwachen Zeiten ermöglicht.Refrigerators or freezers that are only operated with night power or are defined in their operating and resting phases, but only have a limited use value. So it is z. B. with such Freezer not possible to store large quantities of frozen food during the day freeze without a disproportionately large latent storage would be required. The same applies to the use of the refrigerator. It applies  therefore, to develop a technique that reflects the utility value of a household refrigerator does not restrict and still the operation of the device hend with excess current or in times of low load.

Lösungsolution

Es wurde nun gefunden, daß Haushaltskühlschränke und Haushaltsgefrier­ geräte ohne jede Einbuße an Nutzungskomfort weitgehend mit Überschuß­ strom betrieben werden können, wenn diese Geräte in ihrem Stromabnah­ meverhalten direkt vom Stromanbieter gesteuert werden. Der Schutz des Kühlgutes muß jedoch, beispielsweise durch eine Vorrangschaltung, gesi­ chert sein.It has now been found that household refrigerators and household freezers devices without any loss of convenience largely with excess electricity can be operated if these devices in their current draw behavior can be controlled directly by the electricity provider. Protection of the Chilled goods must, however, gesi be safe.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kühlaggregat dabei nicht nur im Falle einer Bedarfsspitze abgeschaltet, sondern auch in last­ schwachen Zeiten gezielt eingeschaltet, um eine Kältereserve aufzubauen. Damit stellen die erfindungsgemäßen Haushaltskühlgeräte für den Stroman­ bieter eine Reserve auf der Angebotsseite und auf der Nachfrageseite dar. Diese Kühlgeräte haben also eine ähnliche Funktion wie die Pumpspeicher­ werke, die ebenfalls sowohl auf der Angebots- wie auch auf der Nachfrage­ seite eingesetzt werden.In a preferred embodiment, the cooling unit is not only switched off in the event of a peak demand, but also under load weak times switched on specifically to build up a cold reserve. Thus, the household cooling devices according to the invention for electricity offers a reserve on the supply side and on the demand side. These cooling units therefore have a similar function to the pump storage works that are also based on both supply and demand side can be used.

Die erfindungsgemäßen Kühlgeräte sind insbesondere bestens geeignet, die im Laufe des Tages auftretenden extremen Bedarfsspitzen zu reduzieren und andererseits die auch tagsüber vorhandenen lastschwachen Zeiten zu überbrücken.The cooling devices according to the invention are particularly suitable, the to reduce extreme demand peaks occurring during the day and on the other hand, the low-load times during the day too bridge.

Die Erfindung betrifft damit auch ein elektrisches Versorgungsnetz, das vom Stromversorger steuerbare Haushaltskühlgeräte enthält.The invention thus also relates to an electrical supply network contains household refrigerators controllable by the electricity supplier.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Erfindung betrifft elektrisch betriebene Haushaltskühlgeräte insbeson­ dere Haushaltskühlschränke und Haushaltsgefriergeräte wie z. B. Haushalts­ gefrierschränke und Haushaltsgefriertruhen sowie Kühl-Gefrier- Kombinationen mit einem Nutzinhalt von ca. 60-600 l, wobei Haushalts­ kühlgeräte mit einem Nutzinhalt von ca. 100-400 l besonders bevorzugt sind.The invention relates in particular to electrically operated household cooling devices Household refrigerators and freezers such. B. Household freezers and household freezers as well as fridge-freezers Combinations with a net content of approx. 60-600 l, whereby household cooling units with a net capacity of approx. 100-400 l are particularly preferred are.

Haushaltsgefriergeräte entsprechend dem Stand der Technik sind gut iso­ liert und verfügen teilweise über Kältespeicher, so daß sie auch bei einem Stromausfall von 24 h oder länger das gefrorene Gut schützen. Für derartige Gefriergeräte ist es völlig unerheblich, wenn das Kühlaggregat einmal 1 oder 2 Stunden nicht läuft. Bei entsprechender Ausrüstung mit Latent­ speichern können auch deutlich größere Zeit spannen überbrückt werden. Dies gilt auch für Gefriergeräte mit einer "Superfrost"-Funktion.State-of-the-art domestic freezers are good iso liert and some have cold storage, so that they even with one Protect the frozen goods from a power failure of 24 hours or longer. For such Freezers, it is completely irrelevant if the cooling unit 1 or not running for 2 hours. With appropriate equipment with latent Saving can also span significantly longer periods of time. This also applies to freezers with a "super freeze" function.

Auch bei den Kühlschränken entsprechend dem Stand der Technik gibt es mittlerweile eine sehr gute Isolierung. Darüber hinaus sind zum Schutze der Kompressoren die Ein- und Ausschaltvorgänge inzwischen so optimiert, daß die Geräte teilweise relativ selten laufen und ohnehin größere Ruhe­ pausen zeigen. Das gilt insbesondere auch hinsichtlich der in den meisten Geräten anzutreffenden automatischen Abtauvorrichtungen. There are also state-of-the-art refrigerators now a very good insulation. In addition, the Compressors meanwhile optimized the switch-on and switch-off processes so that the devices sometimes run relatively rarely and are more calm anyway show breaks. This applies in particular to most Automatic defrosting devices encountered in equipment.  

Derartige Geräte können direkt ohne jede Änderung oder nach Ausrüstung mit kleinen Latentspeichern problemlos ein Abschalten des Kühlaggregates für eine Dauer von z. B. einer Stunde überstehen.Such devices can be used directly without any change or equipment with small latent storage devices, the cooling unit can be switched off without any problems for a period of z. B. survive an hour.

Darüber hinaus verfügen viele Kühlschränke heute über eine sogenannte "Supercool"-Funktion, die ein vorübergehendes Abkühlen auf z. B. +2°C gestattet. Mit einer derartigen Funktion läßt sich der Kühlschrank z. B. nachts oder vor einer erwarteten Ruhephase des Kühlaggregates besonders kühlen.In addition, many refrigerators today have a so-called "Supercool" function, which allows a temporary cooling down to e.g. B. + 2 ° C allowed. With such a function, the refrigerator can, for. B. especially at night or before an expected idle phase of the cooling unit cool.

Insbesondere wenn der Haushaltskühlschrank über einen kleinen Latent­ speicher verfügt, läßt sich der Kühlschrank ausgezeichnet steuern, dabei kann in lastschwachen Zeiten die Temperatur geringfügig, z. B. um 2°C ge­ senkt werden und der Kältespeicher aktiviert werden. Entsprechend wird im Falle von Nachfragespitzen das Kühlaggregat abgeschaltet.Especially if the household refrigerator has a small latent storage, the refrigerator can be easily controlled, while doing so the temperature can be slightly in low-load times, e.g. B. ge by 2 ° C be lowered and the cold storage activated. Accordingly, in In the event of peak demand, the cooling unit is switched off.

Dabei kann die Abschaltung oder das Verhindern des Einschaltens jedoch nur so weit erfolgen, als der Kühlraum eine vorgegebene Temperatur, z. B. +7°C nicht übersteigt.However, switching off or preventing switching on can occur only be carried out to the extent that the cooling compartment is at a predetermined temperature, e.g. B. Does not exceed + 7 ° C.

Erfindungsgemäß kann also die Kältemaschine nur bei Unterschreitung einer vorgegebenen Solltemperatur ferngesteuert abgeschaltet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kältemaschine des Haus­ haltskühlgerätes nur in einem vorgegebenen Temperaturbereich durch das Stromversorgungsunternehmen gesteuert werden.According to the invention, the refrigeration machine can therefore only be undercut a predetermined target temperature can be switched off remotely. In a preferred embodiment, the refrigerator of the house holding cooler only in a predetermined temperature range by Electricity supply companies are controlled.

Dies führt zwar dazu, daß auch zu Spitzenlastzeiten nicht alle Geräte abge­ schaltet werden, z. B. weil ein Gerät gerade frisch beschickt worden ist. Statistisch gesehen spielen diese Geräte, die sich in dem einen oder anderen Extremzustand befinden, jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Insgesamt gestattet diese Regelung jedoch, daß die erfindungsgemäßen Kühlgeräte ohne jede Einschränkung an Komfort genutzt werden können.This leads to the fact that not all devices are removed even during peak load times are switched, e.g. B. because a device has just been loaded. Statistically speaking, these devices play in one way or another Extreme state, but only a subordinate role. All in all However, this regulation allows the cooling devices according to the invention can be used without any restrictions on comfort.

Hinsichtlich der Art der Steuerung der Geräte durch den Stromanbieter sind keine besonderen Einschränkungen zu nennen. Zunächst einmal bietet sich ganz allgemein die Steuerung durch elektromagnetische Wellen oder Impul­ se an.Regarding the type of control of the devices by the electricity provider no particular restrictions to mention. First of all, it offers in general, control by electromagnetic waves or impulses on.

SignalübermittlungSignal transmission

Es besteht z. B. die Möglichkeit der Steuerung über das Stromnetz selbst, sei dies nun durch das Senden von Impulsen, einer Modulation des elektri­ schen Stromes oder andere Maßnahmen.There is e.g. B. the possibility of control via the power grid itself, be it by sending pulses, modulating the electri current or other measures.

Diese Steuerung über das Stromnetz selbst eröffnet insbesondere sehr ein­ fache Möglichkeiten einer regionalen Feinsteuerung des Stromverbrauches und erreicht jeden Verbraucher des Stromnetzes, also auch die zu steuern­ den Haushaltskühlgeräte. Bei diesem Verfahren sollten dem Stromversorger nur geringe Kosten für die Steuerung entstehen, da das bestehende Netz nur für eine einfache Signalübertragung ausgerüstet werden muß. Die An­ forderungen an eine derartige Datenübertragung sind deutlich niedriger als an die z.Z. diskutierte Nutzung des Stromnetzes zur Telekommunikation. Das Übertragen von einigen, wenigen Impulsen ist für die erfindungsgemä­ ßen Kühlgeräte ausreichend.This control over the power grid itself opens up a lot multiple options for regional fine-tuning of electricity consumption and reaches every consumer of the power grid, including those to control household refrigerators. This procedure should be the electricity supplier only low control costs arise because of the existing network only needs to be equipped for a simple signal transmission. The An Requirements for such data transmission are significantly lower than to the z.Z. discussed use of the power grid for telecommunications. The transmission of a few, few pulses is for the invention cooling devices are sufficient.

Daher ist auch die Steuerung durch Funk besonders einfach. Hier sei auf die große Anzahl der heute bereits über Funk durchgeführten Steuerungen hingewiesen. Beispielhaft ist hier die Steuerung der Funkuhren durch das Funksignal DCF77 zu nennen. Control by radio is therefore particularly easy. Here is on the large number of controls already carried out by radio today pointed out. An example is the control of the radio clocks by the Radio signal to call DCF77.  

Eine gebietsweise Steuerung über Funk erfordert besondere Schaltungen. Im allgemeinen ist dies jedoch durch eine Senderwahlschaltung am Gerät selbst oder durch andere Regelungen möglich.Control by radio by area requires special circuits. In general, however, this is due to a transmitter selection circuit on the device possible itself or through other regulations.

Insbesondere kann es auch vorteilhaft sein, Haushaltsgefrierschränke und Haushaltskühlschränke entsprechend ihrem unterschiedlichen Schaltverhal­ ten getrennt anzusteuern.In particular, it can also be advantageous to use household freezers and Household refrigerators according to their different switching behavior to be controlled separately.

Auch wenn z. B. durch eine zu starke Abschirmung durch das Gebäude das eine oder andere Gerät dabei nicht von der Steuerung erfaßt wird, ist die insgesamt dadurch erreichbare Steuerung des Stromverbrauchs dadurch kaum beeinträchtigt.Even if e.g. B. by too strong shielding by the building one or other device is not detected by the controller, is the overall achievable control of power consumption hardly affected.

KühlgerätesteuerungRefrigerator control

Wenn große Gruppen von Geräten zentral gesteuert werden, können bei einem gleichzeitigem Anlaufen der Motoren starke Schwankungen im Energienetz auftreten. Daher ist es zweckmäßig, die Kühlaggregate verzö­ gert zu schalten (siehe Fig. 1). Dabei kann die Verzögerung z. B. bereits werksseitig auf einen festen Wert eingestellt werden, der innerhalb der Se­ rie variiert, alternativ ist auch eine Verzögerung mit Hilfe eines Zufallsge­ nerators möglich. Ebenso kann ein gleichzeitiges Anlaufen der Kühlaggre­ gate verhindert werden, in dem die Schalttemperaturen nur langsam ver­ schoben werden.If large groups of devices are controlled centrally, large fluctuations in the energy network can occur when the motors start up at the same time. It is therefore advisable to switch the cooling units with a delay (see Fig. 1). The delay z. B. can already be set at the factory to a fixed value that varies within the range, alternatively a delay with the help of a random generator is possible. A simultaneous start-up of the cooling units can also be prevented by shifting the switching temperatures only slowly.

Ein derartiges Gerät kann z. B. in 3 Stufen geschaltet werden:Such a device can e.g. B. can be switched in 3 stages:

Die erste Stufe veranlaßt das Kühlaggregat möglichst selten einzuschalten. Die Temperatur im Kühlraum wird knapp unter dem eingestellten Maximal­ wert gehalten.The first stage causes the cooling unit to be switched on as rarely as possible. The temperature in the cold room is just below the set maximum kept worth.

Die zweite Stufe bewirkt den normalen Betrieb. Die Temperatur pendelt um den eingestellten Optimalwert.The second stage effects normal operation. The temperature fluctuates the set optimal value.

Die dritte Stufe kann ähnlich der sogenannten "Supercool"-Funktion eine intensive Kühlung veranlassen, so daß eine Kältereserve aufgebaut wird.The third stage can be a similar to the so-called "super cool" function Initiate intensive cooling so that a cold reserve is built up.

Es ist sinnvoll, vor einer erwarteten Lastspitze die Kühlgeräte auf Stufe 3 und während der Spitze auf Stufe 1 zu schalten, so daß die Geräte während der Lastspitze keinen Strom verbrauchen.It makes sense to switch the cooling units to level 3 before an expected peak load and to level 1 during the peak so that the units do not consume any power during the peak load.

Dies beschreibt jedoch nur eine von vielen Möglichkeiten, die Kühlgeräte durch den Stromanbieter zu steuern.However, this describes only one of many possibilities, the cooling devices to be controlled by the electricity provider.

Auch hinsichtlich der Vergütung des angebotsorientierten Verhaltens für den Verbraucher gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann der Kunde z. B. beim Kauf eines solchen Gerätes eine vom Stromanbieter ausgelobte Prämie erhalten. Andererseits ist auch eine direkte Abrechnung der je nach Lastart (Spitzenstrom oder Niederlaststrom) abgenommenen Strommenge möglich. Ebenso ist es möglich, auch die einzelnen Stromzähler u. U. über dasselbe Signal zu steuern und so den Verbraucher direkt zu einem lastge­ rechten Verbrauch anzuregen. In diesem Fall kann eine zusätzliche Anzeige am Kühlgerät, das den Lastzustand des Netzes anzeigt, von Vorteil sein.Also with regard to the remuneration for the offer-oriented behavior for the consumer has several options. So the customer can e.g. B. when buying such a device offered by the electricity provider Receive bonus. On the other hand, direct billing is also dependent on Type of load (peak current or low load current) possible. It is also possible to also u. U. over to control the same signal and thus direct the consumer to a lastge to stimulate right consumption. In this case, an additional ad on the cooling device, which shows the load status of the network.

Claims (10)

1. Haushaltskühlgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme des Gerätes vom Stromversorgungsunternehmen unter Erhalt der Kühlfunktion beeinflußt werden kann.1. Household cooling device, characterized in that the power consumption of the device can be influenced by the power supply company while maintaining the cooling function. 2. Haushaltskühlgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Kältemaschine des Gerätes vom Stromversorgungsunternehmen ferngesteuert beeinflußt werden kann.2. Household refrigerator, characterized in that the control of the Chiller of the device from the power company can be influenced remotely. 3. Haushaltskühlgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältemaschine nur in einem vorgegeben Zustand des Gerätes, z. B. bei Unterschreitung einer vorgegebenen Solltemperatur, ferngesteuert abgeschaltet wenden kann.3. Household refrigerator according to claim 2, characterized in that the Chiller only in a predetermined condition of the device, e.g. B. at Remotely controlled, falling below a specified target temperature can turn off. 4. Haushaltskühlgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältemaschine des Gerätes in einem vorgegebenen Temperaturbereich durch das Stromversorgungsunternehmen gesteuert werden kann.4. Household refrigerator according to claim 2, characterized in that the Chiller of the device in a predetermined temperature range can be controlled by the electricity company. 5. Haushaltskühlgerät gemäß den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät über einen Kältespeicher verfügt, der ein Abschalten der Kältemaschine von mehr als 30 Minuten gestattet.5. Household refrigerator according to claims 1-4, characterized characterized in that the device has a cold storage, the one The chiller may be switched off for more than 30 minutes. 6. Haushaltskühlgerät gemäß den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung durch das elektrische Netz erfolgt.6. Household refrigerator according to claims 1-5, characterized characterized in that the control is carried out by the electrical network. 7. Haushaltskühlgerät gemäß den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung durch Funkfernsteuerung erfolgt.7. Household refrigerator according to claims 1-5, characterized characterized in that the control is carried out by radio remote control. 8. Haushaltskühlschrank gemäß den Ansprüchen 1-7.8. Household refrigerator according to claims 1-7. 9. Haushaltsgefriergerät gemäß den Ansprüchen 1-7.9. Household freezer according to claims 1-7. 10. Elektrisches Stromversorgungsnetz, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz vom Versorger gesteuerte Haushaltskühlgeräte als Stromabnehmer enthält.10. Electrical power supply network, characterized in that the Network of household cooling appliances controlled by the supplier as pantographs contains.
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