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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Energiemanagement, die für einen individuellen Wohnraum
oder für
kollektive Wohnräume
bestimmt ist; sie betrifft auch ein selbst-konfigurierbares Energiemanagementsystem,
das dieses Verfahren einsetzt.
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Die Erfindung findet auf dem Gebiet
des automatisierten Heims Anwendung.
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Stand der
Technik
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Derzeit ist es üblich, alle Arten von programmierbaren
Systemen zu verwenden, welche die Verwaltung bzw. das Management
von Energieverbrauch in individuellen oder kollektiven Wohnräumen ermöglicht,
insbesondere des Heizenergieverbrauchs. Hierfür sind alle Arten von Programmiersystemen
bekannt, welche den Energieverbrauch je nach Wahl der Benutzer managen.
Zahlreiche Energiemanagementsysteme sind in dem Dokument mit dem
Titel "Gestion d'energie: du thermostat
mécanique
au système
numérique" von Noel BAILLY,
veröffentlicht
in der Zeitschrift "Les
cahiers techniques du bâtiment", Nr. 122 bis, Dezember
1990, beschrieben.
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Die meisten dieser programmierbaren
Systeme weisen die Form eines Gehäuses bzw. Kastens mit einer
Programmier-Schnittstelle
und mit Aktuatoren bzw. Betätigern,
die zu programmierende Geräte betätigen, auf
(Konvektoren und andere häusliche Geräte). Diese
Aktuatoren können
mit Meßfühlern (Zählern, thermischen
Meßgeräten, Sicherheitseinrichtungen,
etc.) verbunden sein.
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Bei den aktuellen programmierbaren
Systemen muss der Benutzer selbst sein System programmieren, indem
er sehr genau einerseits die Zeiten angibt, zu denen er einen Betrieb
seiner Apparate bzw. Geräte
wünscht,
und andererseits die Funktionsbedingungen, die er anfordert. Beispielsweise
muss für die
Beheizung eines individuellen Wohnraums der Benutzer die Zeiträume und
die Temperaturen angeben, die er erhalten möchte, sowie die Korrekturen, die
er eventuell vornehmen will, insbesondere je nach dem von dem Energieerzeuger
vorgeschlagenen Tarif.
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Bei solchen programmierbaren Systemen
erfordert die Programmierung jedoch den Einsatz einer technischen
Prozedur, der viele Benutzer abschreckt, was eine oft unzureichende
Anfangsprogrammierung zur Folge hat und manuelle korrigierende Interventionen
seitens des Benutzers erfordert. Die Korrekturen der Anfangsprogrammierung
werden jedoch allgemein nicht vorgenommen, was häufig zur Unzufriedenheit des
Kunden führt.
Außerdem werden
diese programmierbaren Systeme wegen der Schwierigkeit, auf die
der Benutzer bei der Programmierung seiner Installation stößt, häufig nur
hinsichtlich eines kleinen Teils ihrer Möglichkeiten eingesetzt.
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Übrigens
berücksichtigen
diese Systeme nicht den allgemeinen Begriff des Komforts, der von einem
Benutzer zum anderen sehr schwankend ist und von äußeren Faktoren
abhängt,
wie z. B. der Sonneneinstrahlung, der Außentemperatur, dem Augenblick
des Tagesablaufs. Alle diese Faktoren können die Wahrnehmung des Benutzers
beeinflussen, werden jedoch von diesen programmierbaren Systemen,
die meistens nur die Innentemperatur regeln, nicht berücksichtigt.
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Abriß der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Energie-Managementsystem
in einem Wohnraum vorzuschlagen, das eine ergonomische Anwendung
und eine Berücksichtigung
des vom Benutzer gefühlten Komforts
ermöglicht.
Zu diesem Zweck schlägt
die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Energiemanagement
vor, das Lerntechniken und ein Anpassungskonzept anwendet, welche
die Berücksichtigung
der Komfortbedürfnisse
des Benutzers und eventuell der Benutzungskosten ermöglicht,
ohne daß eine
Programmierung des Systems auszuführen ist.
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Eine der Aufgaben der Erfindung besteht also
darin, einem Automatismus die Wunschvorstellungen der Wohnraumbenutzer
mittels eines Minimums an Befehlen und Handgriffen beizubringen.
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Dieses "selbstkonfigurierbare" System basiert auf
den Gewohnheiten der Benutzer des Wohnraums. Es berücksichtigt
die Gewohnheiten dieser Benutzer, speichert sie in einer Datenbank
und sucht anschließend
in der Datenbank die Situationen, die mit einer aktuellen Situation
identisch sind oder dieser am meisten ähneln. Insbesondere ermöglicht das System,
die Steuerung der Heizung (beispielsweise eines Konvektors) im voraus
festzulegen. Hierfür wird
die Ankunft der Benutzer antizipiert, indem der Wohnraum vorgewärmt wird,
und auch ihr Weggehen antizipiert, indem ein antizipierter Heizungsstop
als Funktion der thermischen Reaktion des Gebäudes ausgeführt wird.
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Allgemein verwendet der Lernvorgang
eine Logik, welche die Komforttemperatur, die in dem Wohnraum vorhanden
sein muss, und die Temperatur, die in diesem Wohnraum herrscht,
mit den aktuellen Bedingungen vergleicht. Das Ergebnis dieses Vergleichs
gestattet es, in Erfahrung zu bringen, ob eine Ingangsetzung der
Heizung oder eine Abschaltung der Heizung antizipiert werden muss.
Wenn sich niemand in dem Wohnraum befindet, kann das System in Erfahrung
bringen, ob sich anhand der gespeicherten Gewohnheiten jemand innerhalb
eines bestimmten Zeitraums darin aufhalten wird. Dies ermöglicht es,
die gewünschte
Komforttemperatur im Moment der Ankunft der Personen in dem Wohnraum zu
erhalten.
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Genauer gesagt, betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Verwaltung eines Systems zur Schalldämpfung,
zur Ventilation, zur Klimatisierung oder zur Beleuchtung, wobei
das System mit dem Komfort der Personen in einem tertiären, industriellen
oder zum Wohnen vorgesehenen Raum verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß es
darin besteht, auf automatische Art und Weise die Komfort-Gewohnheiten
des Benutzers anhand folgender Schritte zu bestimmen:
- – Messung
(A), mittels Meßfühlern, von
zeitbezogenen Informationen bezüglich
des inneren Zustands des Raums, der Meteorologie- und der Energiekosten,
und Speicherung dieser Informationen,
- – Vorschlag
(D) als Funktion der vorher gespeicherten Informationen eines bestimmten
Komfort-Niveaus für
Personen in diesem Raum,
- – Erlaubnis
(E) für
diese Personen, dieses Komfort-Niveau
durch Drücken
einer sensitiven +/– -Taste
zu modifizieren, und
- – Bestimmung
eines Referenzwerts (F2) und Speicherung (F3) dieses Werts, wenn
das von diesen Personen gewünschte
Komfort-Niveau erreicht ist.
Es betrifft auch ein Verfahren
zum Management von Energie für
den Wohnraum (oder jede andere Art von Gebäuden), basierend auf dem Lernvorgang
der Bedürfnisse
des Benutzers als Funktion seines Lebensrhythmus und auf dem Lernvorgang
des thermischen Ansprechverhaltens der Behausung. Dieses Verfahren
besteht darin, auf automatische Weise Komfort-Gewohnheiten des Benutzers anhand der
folgenden Schritte zu bestimmen:
- A) Messen, mittels Meßfühlern, von
zeitbezogenen Informationen bezüglich
mindestens der Präsenz
von Personen in dem Wohnraum, der Umgebungstemperatur des Wohnraums
und der Meteorologie;
- – Erfassen
des Preises der Energie und Berechnen der aktuellen Uhrzeit,
- B) Suchen im Speicher, ob analoge vorherige Informationen bereits
von den Meßfühlern geliefert wurden
und ob die Modifikationen der Präsenz später vorzusehen
sind,
wenn ja: C1) Suchen im Speicher nach einer gewünschten
Innentemperatur, die diesen Informationen zugeordnet ist,
wenn
nein: C2) Verarbeitung der von den Meßfühlern gelieferten Informationen,
um daraus eine vom Benutzer gewünschte
Temperatur zu bestimmen,
- D) Speicherung der gewünschten,
bei C1) oder C2) erhaltenen Temperatur und Anwenden auf den Generator,
- H) Vorschlag eines Komfort-Niveaus, das der bei D) gespeicherten
Temperatur entspricht,
- E) Beobachtung, ob der Benutzer eine negative Meldung über den
erhaltenen Komfort abgibt:
- – wenn
der Benutzer eine negative Meldung abgibt: F1) Bestimmung einer
gewünschten
modifizierten Temperatur, anschließend Wiederbeginn des Verfahrens
bei Schritt D),
- – wenn
der Benutzer keine negative Meldung abgibt:
- F2) Berechnen einer Bezugstemperatur, wobei die Entwicklung
der Innentemperaturen des Wohnraums infolge des thermischen Ansprechverhaltens
dieses Wohnraums und der Entwicklung der Meteorologie berücksichtigt
werden, und Speicherung dieser Bezugstemperatur,
- G) Befehl an einen Generator zur Konditionierung der Umgebung,
damit er eine notwendige Energiemenge liefert, um diese Bezugstemperatur
zu erreichen, und Wiederbeginn des Verfahrens bei Schritt A).
Die
Erfindung betrifft auch ein Energiemanagementsystem für einen
Wohnraum, das das vorher erläuterte
Verfahren einsetzt. Dieses Energiemanagementsystem umfaßt Steuermittel
eines Generators zur Konditionierung der Umgebung, um die Energiemenge
zu steuern, die der Generator liefern muss, um die gewünschte bestimmte
Temperatur zu erreichen. Diese Steuermittel umfassen:
- – eine
Zeitmanagementvorrichtung,
- – einen
meteorologischen Meßfühler,
- – Mittel
zur Verarbeitung und zur Speicherung, um die von den Meßfühlern gelieferten
Informationen sowie die vom Benutzer gelieferten Benachrichtigungen
bzw. Meldungen hinsichtlich des Komforts zu verarbeiten,
- – wobei
mindestens eine Steuersystem/Benutzer-Schnittstelle umfaßt:
- – eine
Anordnung mehrerer Meßfühler, die
mindestens einen Präsenz-Meßfühler und
einen Umgebungstemperatur-Meßfühler aufweist,
wobei diese Einheit mehrerer Meßfühler Informationen bezüglich der
Präsenz
von Personen im Wohnraum und der Umgebungstemperatur des Wohnraums
liefern, Mittel zum Anzeigen, um dem Benutzer mindestens Informationen über den
Preis der Energie und die Berücksichtigung
der angeforderten Temperaturmodifikationen liefert,
- – Bewertungsmittel
die dem Benutzer die Angabe der Wahrnehmung des erhaltenen Komforts
ermöglichen,
und
- – ein
Betätigungsmittel
des Generators zur Konditionierung der Umgebung.
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Vorteilhafterweise umfassen die Verarbeitungs-
und Speichermittel ein einer Datenbank zugeordnetes doppeltes Lernsystem
und erste Wärmemittel
zum Bestimmen und Speichern der vom Benutzer gewünschten Temperaturen sowie
zweite Lern- und Simulationsmittel
zum Simulieren des thermischen Verhaltens des Wohnraums und zum
Berechnen und Speichern der auf den Generator anzuwendenden Bezugstemperaturen.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist das erste Lernsystem ein Expertensystem und das
Lern- und Simulationssystem ein neuronales Netz.
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Gemäß der Erfindung umfassen die
Bewertungsmittel mindestens eine sensitive +/– -Taste, die es dem Benutzer
gestattet, seine Unzufriedenheit über das erhaltene Komfortniveau
qualitativ auszudrücken.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung umfassen die Einschätz- bzw. Bewertungsmittel Mittel
zur Berücksichtigung
einer Abweichung, die Informationen bezüglich außerordentlicher Situationen
unterscheiden können.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform
des Systems umfassen die Steuermittel ein zentrales Modul, das einerseits
mit einer System/Benutzer-Schnittstelle und andererseits mit einem
Steuergehäuse
bzw. Steuerkasten des Generators der Heizung verbunden ist, um die
Energie des Wohnraums insgesamt zu steuern.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform
des Systems umfassen die Steuermittel ein zentrales Modul, das einerseits über ein Informationsübertragungsnetz
mit mehreren System/Benutzer-Schnittstellen
verbunden ist, und andererseits mit mehreren Steuerkästen von
Heizungsgeneratoren, um die verschiedenen Zimmer des Wohnraums unabhängig voneinander
zu steuern, wobei jedes dieser Zimmer eine System/Benutzer-Schnittstelle
aufweist.
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Die Erfindung kann auch auf andere
Anwendungen angewandt werden als auf die Heizung; sie kann beispielsweise
für die
Schalldämpfung,
die Ventilation, die Klimatisierung, die Beleuchtung oder irgendeine
andere Anwendung angewandt werden, die mit dem Komfort von Personen
in einem Wohnraum, einem tertiären
Wohnraum, einem industriellen oder landwirtschaftlichen Raum verbunden
ist.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Funktionsdiagramms des Energiemanagementverfahrens
der Erfindung,
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2A und 2B eine schematische Darstellung
der Schnittstelle Managementsystem/Benutzer, anhand dessen der Benutzer
seine Meinung zu der von dem System der Erfindung vorgeschlagenen Temperatur
ausdrücken
kann,
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3 eine
Ausführungsform
des Systems der Erfindung, bei dem die Energie für den gesamten Wohnraum gemanagt
wird, und
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4 eine
Ausführungsform
des Systems der Erfindung, bei dem die Energie unabhängig für jedes
Zimmer des Wohnraums bzw. der Wohnung gemanagt wird.
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Detaillierte
Darstellung von Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
das Funktionsdiagramm des Energiemanagementverfahrens gemäß der Erfindung dargestellt.
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Das Verfahren der Erfindung wird
als Beispiel für
eine Anwendung auf eine Heizung beschrieben. Es kann aber auch auf ähnliche
Weise für
die Klimatisierung angewandt werden, wobei der Generator eine Klimaanlage,
eine umkehrbare Wärmepumpe
oder irgendein anderes bekanntes Klimatisierungssystem ist. Auf
allgemeine Weise wird der Generator (insbesondere in den Ansprüchen) als
Generator zur Umweltkonditionierung bezeichnet.
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Das Verfahren der Erfindung umfaßt einen Schritt
A), der einerseits darin besteht, mittels verschiedener Meßfühler Informationen
bezüglich
des Vorhandenseins von Personen in dem Wohnraum, zur Innentemperatur
des Wohnraums und zur Meteorologie zu messen, und andererseits Informationen bezüglich des
Energiepreises, insbesondere im Fall einer elektrischen Heizung,
bei der der Energiepreis zeitlich variiert, zu ermitteln. Alle diese
Informationen werden zeitlich gekennzeichnet, d. h. sie sind mit
der aktuellen Stunde und dem aktuellen Tag verknüpft.
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Alle diese Informationen beeinflussen
den Komfort des Benutzers. Diese Informationen werden als Beispiel
gegeben; sie könnten
durch andere Informationen vervollständigt werden, wie z. B. die
Ausrichtung dieses Wohnraums (Nord, Süd, ...).
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Das Verfahren umfaßt anschließend einen Schritt
B), der darin besteht, in dem Speicher des Systems zu suchen, ob
Informationen zur Präsenz (von
Personen), zur Innentemperatur, zur Zeit, zu den Heizkosten und
zu meteorologischen Daten, die analog zu den von den Meßfühlern erfaßten sind,
bereits im Speicher abgespeichert sind. Wenn dies der Fall ist,
wird zum Schritt C1 übergegangen,
der darin besteht, im Speicher die gewünschte Temperatur zu suchen,
die mit diesen Informationen verknüpft ist, d. h. die Temperatur,
die eingestellt wurde, als eine vorausgehende identische Situation
vorlag. Im gegenteiligen Fall wird im Schritt C2 die vom Benutzer
gewünschte
Temperatur anhand von von den Meßfühlern gelieferten Informationen
bestimmt.
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Die gewünschte Temperatur, die bei
Schritt C1) oder bei Schritt C2) festgehalten wird, wird dabei während des
Schritts D gespeichert. Die Bestimmung und die Speicherung dieser
gewünschten
Temperatur wird mittels Lernmitteln durchgeführt, die beispielsweise aus
einem Expertensystem bestehen können.
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Das Verfahren der Erfindung umfaßt anschließend einen
Schritt E), der darin besteht, zu beobachten, ob der Benutzer mit
dem erhaltenen Komfort zufrieden ist. Der Benutzer kann dabei seine
Unzufriedenheit zeigen, indem er verlangt, die gewünschte Temperatur
nach oben oder nach unten je nach seiner Wahrnehmung des Komforts
zu korrigieren. Wenn dies der Fall ist, bestimmt das System in einem
Schritt F1 eine gewünschte
modifizierte Temperatur; das Verfahren geht dann mit einem neuen Schritt
D) weiter, wobei die gewünschte
Temperatur diejenige Temperatur ist, die modifiziert worden ist.
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Wenn der Benutzer demgegenüber mit
dem erhaltenen Komfort zufrieden ist, berechnet das System eine
Solltemperatur.
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Die Berechnung der Solltemperatur
des Heizreglers kann mittels Lern- und Simulationsmitteln erfolgen,
welche das thermische Ansprechverhalten des Gebäudes simulieren können. Der
Lernvorgang des Systems erfolgt durch Speicherung der beobachteten
Innentemperaturen während
der Inbetriebnahme oder dem Abschalten des Heizgenerators. Die Daten
der Außentemperatur
und der Sonnenbestrahlung müssen
ebenfalls gespeichert werden, ebenso wie die von dem Generator gelieferte elektrische
Energie.
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Die Lern- und Simulationsmittel des
thermischen Verhaltens des Gebäudes
können
aus einem Neuronennetz bestehen.
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Die Solltemperatur oder gewünschte Temperatur
kann eventuell angezeigt werden (Schritt F3).
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Die Solltemperatur wird dabei auf
den Regler des Heizgenerators in einem Schritt G angewandt.
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Der Schritt G ist derjenige der Steuerung
des Heizgenerators; der so gesteuerte Generator liefert die notwendige
Energie, damit der Wohnraum die vom Benutzer gewählte, gewünschte Temperatur erreicht.
Der Benutzer kann aber auch noch in diesem Augenblick oder zu einem
beliebigen späteren
Zeitpunkt seine Wahrnehmung des Komforts (zu warm, zu kalt) angeben
(Block H), indem er auf die Einschätz- bzw. Bewertungsmittel drückt, die
beispielsweise eine Taste "+" für eine gewünschte wärmere Temperatur
und eine Taste "–" für eine gewünschte kältere Temperatur
umfassen.
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So berücksichtigt das System unmittelbar alle Äußerungen
der Unzufriedenheit seitens des Benutzers, um den Funktionsmodus
des Generators je nach den Wunschvorstellungen dieses Benutzers
zu modifizieren. Außerdem
integriert das System diese Modifikationen in die Lernmittel.
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Die Schritte A bis H des Verfahrens
werden anschließend
regelmäßig wiederholt,
um automatisch den Funktionsmodus des Generators jedesmal dann zu
modifizieren, wenn mindestens eine der von der Gesamtheit der Mehrfach-Meßfühler gelieferten Informationen
modifiziert wird, oder jedesmal dann, wenn der Benutzer interveniert,
um ein mangelhaftes Komfortniveau anzuzeigen.
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Bei der ersten Inbetriebnahme des
Systems ist keine Vorgeschichte der Gewohnheiten und des Verhaltens
des Benutzers bekannt. Standardmäßig ist
ein Szenario von gewünschten
Temperaturen im voraus in den Speicher eingegeben worden. Das System
macht dabei einen Vorschlag der Basistemperatur, beispielsweise
gemäß dem Kriterium
der Energieverbrauchskosten, und der Bewohner signalisiert ihm seine
(Un)zufriedenheit mittels der Tasten "+" und "–". Diese Information der Unzufriedenheit wird
dann mit ihrer Datenumgebung (Informationen, die von der Gesamtheit
der Mehrfach-Meßfühler geliefert
werden) gespeichert, was die erste personalisierte Aufzeichnung
im Speicher ergibt.
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Es ist diese Aufzeichnung aller vom
Bewohner vorgenommenen Reklamationen während der Einrichtung des Systems,
die als Basis für
Lerndaten verwendet wird, um das Verhalten des Benutzers zu modellieren.
Diese Datenbank, die eine der Ausführungsformen des Speichers
des Systems darstellt, wird in der Folge im Verlauf der Benutzungen
aktualisiert. Die Komfort-Gewohnheiten und die Präsenz-Gewohnheiten des
Benutzers werden dabei standardisiert und jedesmal wieder angewandt,
wenn sich die gegebenen Umweltbedingungen (von den Meßfühlern gelieferte
Informationen) wiederholen.
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Dieses Energiemanagementverfahren
ermöglicht
auch, jegliche Programmierung des Systems zu vermeiden, da sich
dieses automatisch den Komfortgewohnheiten des Benutzers anpaßt.
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Das System gemäß der Erfindung steuert einen
Heizgenerator (aus Vereinfachungsgründen in 1 nicht dargestellt), der die zum Erreichen
der gewünschten
Temperatur notwendige und ausreichende Energie liefern kann. Steuermittel
ermöglichen
die Steuerung der Energiemenge, welche dieser Generator liefern
muss.
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Diese Steuermittel umfassen einen
oder mehrere Meßfühler (sh.
Seite 10), Betätigungsmittel für den Heizgenerator,
entweder durch Fernladung der Solltemperatur (wenn dies der Regler
des Generators gestattet), oder durch Aktivierung der Sollniveaus
(wenn dies der Regler des Generators gestattet), oder aber durch
Senden des Start- und Stopbefehls an ein Leistungsorgan, das den
Generator steuert.
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Sogenannte Temperaturfühler ermöglichen die
Erfassung der Innentemperatur des Wohnraums.
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Der meteorologische Meßfühler umfaßt eine Außentemperaturerfassung
und vorteilhafterweise einen Sonnenbestrahlungsmesser sowie Meßfühler der
Geschwindigkeit und der Richtung des Windes.
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Es können auch Meßfühler außer den
Temperaturmeßfühlern, den
Präsenzmeßfühlern, den meteorologischen
Meßfühlern und
einem dem Energiepreis liefernden Meßfühler (elektrischer Zähler im Fall
einer elektrischen Heizung) verwendet werden, deren Informationen
berücksichtigt
werden, um die gewünschte
Temperatur herzustellen; es kann auch die Anwendung von Meßfühlern der
elektrischen Intensität
etc. vorgesehen werden.
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Die Gesamtheit der Mehrfach-Meßfühler liefert
also dem System mindestens Informationen bezüglich der Präsenz von
Personen im Wohnraum und bezüglich
der Umgebungstemperatur dieses Wohnraums.
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Die Steuermittel umfassen außerdem Mittel zur
Verarbeitung und Speicherung, die aus einem doppelten Lernsystem
bestehen:
- – einem
ersten Lernsystem, das die Bestimmung der vom Benutzer gewünschten
Temperaturen ermöglicht;
es kann beispielsweise mittels eines Expertensystems realisiert
sein;
- – einem
zweiten Lern- und Simulationssystem, das die Simulierung des thermischen
Verhaltens des Gebäudes
ermöglicht;
es kann aus Neuronennetzen gebildet sein, oder über eine andere aus der Automatisierung
hervorgegangenen Technik.
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Die Steuermittel umfassen außerdem mindestens
eine System/Benutzer-Schnittstelle, mit deren Hilfe der Benutzer
eine qualitative Einschätzung der
vom System geregelten Temperatur abgeben kann. Eine solche System/Benutzer-Schnittstelle ist schematisch
in den 2A und 2B dargestellt. Anhand dieser
Schnittstelle kann der Benutzer seine Unzufriedenheit über das
vom System generierte Komfortniveau äußern.
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Genauer gesagt stellt die 2A die Benutzerschnittstelle
in einer Vorderansicht dar. Diese Schnittstelle, die mit 1 bezeichnet
ist, umfaßt
eine alphanumerische Anzeige 2, auf der Informationen angezeigt
werden, die mit der Funktionsweise des Systems verbunden sind (Energiekosten,
Berücksichtigung
der vom Benutzer abgegebenen Bewertungen an der Schnittstelle).
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Die alphanumerische Anzeige kann
dem Benutzer auch die Tarifzeit angeben, in der sich das System
im Augenblick befindet, die Innentemperaturen, Außentemperaturen
etc.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung kann diese Anzeige aus einem System von elektrolumineszenten
Dioden bestehen.
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Die Schnittstelle 1 umfaßt außerdem Bewertungsmittel,
die mit 3a und 3b bezeichnet sind; gemäß der in
dieser 2A dargestellten
Ausführungsform
gestatten eine Berührungstaste
+ (mit 3a bezeichnet) und eine Berührungstaste – (mit 3b bezeichnet)
dem Benutzer, seine Unzufriedenheit qualitativ auszudrücken, indem
er eine Erhöhung
oder eine Verringerung der vorgeschlagenen Temperatur anfordert.
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Die Berührungstasten +/– sind einer
Online-Verarbeitung zugeordnet, die die Zufriedenheit oder die Unzufriedenheit
des Benutzers mißt,
beispielsweise durch die Anzahl von in einer Zeitspanne von der
Größenordnung
von einigen Stunden anfallenden Interventionen.
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In einer weiteren Ausführungsform
ermöglicht
eine einzige Taste, die in den beiden Richtungen variabel ist, dem
Benutzer, seine eventuelle Unzufriedenheit auszudrücken.
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Die Schnittstelle 1 kann
außerdem
Mittel zur Berücksichtigung
einer Abweichung umfassen, die es dem Benutzer ermöglichen,
dem System eine außergewöhnliche
Situation anzuzeigen, die nicht in der Datenbank gespeichert werden
muss. Diese Mittel sind in 2A durch
eine Abweichungstaste 4 schematisiert, die, wenn sie gewählt wird,
dem System angibt, im Lernvorgang die folgenden Instruktionen des
Benutzers nicht zu berücksichtigen
(Instruktionen bzw. Befehle, die mittels der Berührungstasten 3a und 3b gegeben
werden). Beispielsweise kann im Fall einer Krankheit einer der Personen
des Wohnraums oder einer außerordentlichen
Versammlung mit einer großen
Anzahl von Teilnehmern oder bei irgendeiner anderen außergewöhnlichen
Situation einer der Benutzer die Abweichungstaste 4 drücken, so daß das System
dieses Ereignis nicht speichert.
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Bei der in 2A dargestellten Ausführungsform umfaßt die Schnittstelle 1 einen
Meßfühler 5,
der Informationen über
die Situation im Inneren des Wohnraums abgibt, beispielsweise ein
Präsenzfühler vom
infraroten aktiven oder passiven Typ, um die Präsenz mindestens eines Bewohners
zu erfassen. Ein Innentemperaturfühler 6 ist ebenfalls
in diese Schnittstelle integriert.
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Dies ist jedoch nur eine mögliche Ausführungsform.
Es können
ein oder mehrere Typen von Meßfühlern an
dieser Schnittstelle installiert werden (Schalldetektor, Kamera,
etc.), welche Daten bezüglich
der Innenraumsituation des Wohnraums liefern.
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Die 2B stellt
die System/Benutzer-Schnittstelle 1, die mit dem zentralen
Modul 10 verbunden ist, in einer rückwärtigen Ansicht dar. An der
Schnittstelle dieser 2B ist
schematisch der Präsenzfühler 5 dargestellt.
Dieser Meßfühler liefert der
Kommunikationseinheit 7 die Informationen bezüglich der
Präsenz
von Personen in dem Wohnraum. Die Informationen werden anschließend über das
Kommunikationsnetz 9 an das zentrale Modul 10 übertragen,
das in 2B mit Punkten
dargestellt ist. Die von anderen Meßfühlern kommenden Informationen
(die in dieser Figur nicht dargestellt sind) werden dem zentralen
Modul 10 ebenfalls über
das Kommunikationsnetz 9 und die Kommunikationseinheit 7 geliefert.
Dieses Netz kann vom Informatiktyp sein (beispielsweise RS 232).
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Die Schnittstelle 1 umfaßt außerdem eine
mit 8 bezeichnete Anzeige-Steuereinheit, welche die Anzeige
der verschiedenen Daten am Anzeigegerät 2 steuert.
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Das zentrale Modul 10 umfaßt eine
Stromversorgungseinheit 11, eine Kommunikationseinheit 12,
welche die von der Schnittstelle 1 gesendeten Informationen
empfängt,
eine Erfassungseinheit 13 der Informationen bezüglich der
Meteorologie, der Tarife etc., sowie eine Verarbeitungseinheit 14,
welche die vom Benutzer gewünschte
Temperatur bestimmt und die Solltemperatur berechnet; diese Verarbeitungseinheit 14 führt auch
die Befehlsausführung
des Reglers des Generators durch. Diese Verarbeitungseinheit 14 berücksichtigt
auch die vom Benutzer mittels der Tasten 3a, 3b und 4 abgegebene
Bewertung.
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Wie schon gesagt wurde, umfaßt das Energiemanagementsystem
der Erfindung Speichermittel, die nicht nur in der Lage sind, die
verschiedenen von den Meßfühlern erfaßten Informationen
zu speichern, sondern sie auch der für jede Situation festgelegten
Solltemperatur zuzuordnen, was darauf hinausläuft, daß diese Speichermittel die
Daten bezüglich
der Präsenz
von Personen, den Innen- und Außentemperaturen,
der Einschätzung
bzw. Bewertung des Benutzers und der aktuellen Tarifberechnung zusammenfassen
bzw. fusionieren.
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In die Informationsverarbeitungseinheit 14 ist ein
elektronisches Lernsystem integriert. Diese Einheit 14,
die den Speichermitteln zugeordnet ist (welche eine Datenbank sein
können),
lernt die Komfortgewohnheiten des Benutzers, beispielsweise hinsichtlich
der gewünschten
Temperatur. Diese Temperatur wird anschließend jedesmal dann reproduziert, wenn
die gegebenen Umweltbedingungen reproduziert werden, d. h. jedesmal,
wenn sich die aktuelle Situation (Zeitraum, Temperaturen, Sonnenbestrahlung,
...) wiederholt. Das elektronische Lernsystem ist also geeignet,
eine Vielfalt von Situationen zu speichern und die gegenwärtige Situation
vorausgehenden Situationen anzunähern,
um eine Entscheidung vorzuschlagen, d. h. eine gewünschte Temperatur.
Wenn der Benutzer interveniert, berücksichtigt das Lernsystem diese
neue Intervention des Benutzers und speichert die beigesteuerten
neuen Modifikationen.
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Die Kommunikationseinheiten 7 und 12 verwalten
die Kommunikation von Informationen in den beiden Richtungen, vom
zentralen Modul 10 zur Schnittstelle 1 und von
der Schnittstelle 1 zum zentralen Modul 10.
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In 3 ist
schematisch der Aufbau eines Managementsystems einer elektrischen
Heizung dargestellt, welche ein globales Management der Heizung
des Wohnraums ermöglicht.
Diese Architektur umfaßt
ein zentrales Modul 10, das über ein Kommunikationsnetz 9 (oder
ein Informationsübertragungsnetz)
mit der System/Benutzer-Schnittstelle 1 verbunden
ist. Dieses zentrale Modul 10 ist auch mit einem meteorologischen
Meßfühler 16 und
einem elektrischen Zähler 17 verbunden,
von denen es Informationen empfängt.
Nach der Verarbeitung von von dem Meßfühler 16, dem elektrischen
Zähler 17 und
der Schnittstelle 1 empfangenen Informationen sendet das
zentrale Modul 10 einen Befehl an den Steuerkasten 15 (oder
den Befehlssender oder das Aktionsmittel) des Heizgenerators.
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In 4 ist
schematisch der Aufbau eines Managementsystems einer elektrischen
Heizung dargestellt, das die unabhängige Heizung in mehreren Zimmern
des Wohnraums steuern kann. Dieser Aufbau ermöglicht es, eine unterschiedliche
gewünschte
Temperatur in jedem Zimmer des Wohnraums zu wählen. Hierfür umfaßt das System mehrere Schnittstellen 1a, 1b, 1c etc.,
die jeweils in einem Zimmer des Wohnraums verteilt sind, und mehrere Steuerkästen 15a, 15b, 15c etc.
von Heizgeneratoren, wobei jeder Kasten die Beheizung für eines
der Zimmer des Wohnraums steuert.
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Das Energiemanagementverfahren, das
soeben beschrieben wurde, kann auch auf die Klimatisierung eines
Gebäudes
oder auch zum Abkühlen, zur
Ventilation, zur Beleuchtung und zur Schalldämpfung eines Gebäudes verwendet
werden, das ein Wohngebäude
oder eine tertiäre,
industrielle oder landwirtschaftliche Lokalität sein kann.
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Für
diese Anwendungen ist das Managementsystem annähernd das gleiche wie das soeben beschriebene;
lediglich die Meßfühler können sich unterscheiden:
Schall-Meßfühler anstelle
von meteorologischen Meßfühlern, beispielsweise
für eine
Anwendung zur Schalldämpfung
eines Lokals. Das Verfahren bleibt auch zu dem soeben beschriebenen identisch,
wobei die verarbeiteten Informationen aber unterschiedlicher Natur
sein können
(je nach den verwendeten Typen von Meßfühlern).
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Unabhängig von der Anwendung kann
das Verfahren und das System der Erfindung eine Anwendung (Beleuchtung,
Heizung etc.) im Hinblick auf die Verbesserung des Komforts der
Benutzer managen und/oder die Benutzungskosten reduzieren, ohne
dass ihrerseits irgendeine Programmierung des Systems nötig wäre.