EP1031003A1 - Einrichtung und verfahren zum betrieb von haushaltskühl- und -gefriergeräten - Google Patents

Abstract

Eine Einrichtung zum Betrieb eines Haushaltskühl- oder -gefriergerätes (2) enthält Mittel zum Fernsteuern (4, 6), insbesondere zur Beeinflussung des Stromaufnahmeverhaltens, des Kühl- oder Gefriergerätes (2) durch vom Stromversorger (1) übermittelte Steuersignale. Bei einem Verfahren zur Steuerung von Haushaltskühl- oder -gefriergeräten (2) ist vorgesehen, dass von einem Stromversorger (1) Steuersignale, welche Lastspitzen kennzeichnen, an Haushaltskühl- und/oder -gefriergeräte (2), die an das Netz des Stromversorgers (1) angeschlossen sind, gesendet werden.

Description

Einrichtung und Verfahren zum Betrieb von Haushaltskühl- und -gefriergeräten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betrieb eines Haushaltskühl- oder -gefriergerates .

Die Nachfrage nach elektrischer Energie muß in einem Stromversorgungsnetz stets gedeckt werden. Eine Möglichkeit, in Zeiten hoher Nachfrage zusätzlichen Strom zur Verfügung zu stellen, ist insbesondere durch Speicherung von überschüssiger Energie, beispielsweise in Pumpspeichern, möglich. Um eine Stabilität der Stromversorgung zu gewährleisten, werden heutzutage größere Reservekraftwerke betrieben, welche bei erhöhtem Energiebedarf zuschaltbar sind. Der von diesen Kraftwerken produzierte Strom ist jedoch recht teuer. Ferner belastet es die Umwelt, wenn große Kraftwerke in Reserve laufen müssen, damit sie bei Bedarf schnell ans Netz gehen können.

Eine andere Möglichkeit, die Erzeugung und die Nachfrage nach Strom in Einklang zu bringen, besteht in der gezielten Steuerung der Nachfrage. Hier sind elektrische Geräte, wie Nachtspeicherheizungen zu nennen, mit denen die Nachfrage zu nachfrageschwachen Zeiten erhöht wird. Ebenso gibt es für Großkunden Abrechnungsmodelle, mit denen ein gewünschtes Nachfrageverhalten vom Stromversorgungsunternehmen erkauft werden kan .

Ein weiteres Beispiel für elektrische Geräte, die den Strombedarf von den Nachfragespitzen des Tages weg in nachfrageschwache Stunden verlegen, ist durch Kühl- und Gefrierschränke mit Kältespeicher gegeben. So sind beispielsweise Gefriergeräte, die mit Nachtstrom arbeiten, aus EP 0 651 214 bekannt. Diese Geräte arbeiten mit einem Kältespeicher, welcher das Innere des Gerätes auf einem niedrigen Temperaturniveau hält. Die Anordnung gestattet auch das Überbrücken längerer Ruhephasen, beispielsweise beim Einsatz in einem Hotel.

Kühl- oder Gefriergeräte, die nur mit Nachtstrom betrieben werden und deren Betriebs- und Ruhephasen daher festgelegt sind, haben jedoch einen eingeschränkten Gebrauchswert. So ist es mit einem derartigen Gefriergerät nicht möglich, größere Mengen Gefriergutes tagsüber einzufrieren, weil dafür ein unverhältnismäßig großer Kältespeicher erforderlich wäre. Gleiches gilt für einen Kühlschrank. Im übrigen treten auch während des Tages Phasen mit stark verringerter Energienachfrage auf, die für den Betrieb von elektrischen Haushaltsgeräten genutzt werden sollten, um eine möglichst gleichmäßige Nachfrage zu erreichen.

Moderne Haushaltsgefriergeräte sind gut isoliert und verfügen, wie schon erwähnt, teilweise über Kältespeicher, so daß sie auch bei einem Stromausfall von 24 Stunden oder länger das gefrorene Gut schützen. Für derartige Gefriergeräte ist es unerheblich, wenn das Kühlaggregat eine Zeitlang nicht läuft. Bei entsprechender Ausrüstung können auch große Zeitspannen überbrückt werden. Auch moderne Kühlschränke sind sehr gut isoliert, so daß sie größere Ruhepausen ebenfalls problemlos überbrücken können, ohne daß das Kühlgut gefährdet wird. Derartige Geräte können direkt ohne jede Änderung oder nach Ausrüstung mit kleinen Kältespeichern problemlos ein Abschalten des Kühlaggregats für eine Dauer von mehr als einer Stunde überstehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung anzugeben, welche den Betrieb weitgehend mit Überschußstrom in nachfrageschwachen Zeiten ermöglicht, welche aber den Gebrauchswert der Geräte nicht einschränkt.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung gelöst, welche Mittel zum Fernsteuern, insbesondere zur Beeinflussung des Stromaufnahmeverhaltens, des Kühl- oder Gefriergerätes durch vom Stromversorger übermittelte Steuersignale enthält.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Regel als Bestandteil eines Haushaltskühl- oder -gefriergerates ausgebildet, kann jedoch auch als Zusatzgerät ausgeführt sein, mit dem bestehende Haushaltskühl- oder -gefriergeräte versehen werden können. Selbst wenn die Erfindung im Einzelfall zu einem Mehrverbrauch führen sollte, bildet sie jedoch insgesamt eine ökonomische und ökologische Verbesserung, da die Lastspitzen von den Elektrizitätswerken mit teuren und die Umwelt stärker beanspruchenden Generatoren bedient werden müssen.

Dabei können Mittel zum Empfang von über die Netzleitung übertragenen Steuersignalen vorgesehen sein. Dies eröffnet insbesondere sehr einfache Möglichkeiten einer gegebenenfalls regionalen Feinsteuerung des Stromverbrauchs und erreicht jeden Verbraucher des Stromnetzes, also auch die zu steuernden Haushaltskühlgeräte. Dem Stromversorger entstehen nur geringe Kosten für die Steuerung, da das bestehende Netz nur für eine einfache Signalübertragung ausgerüstet werden muß. Die Anforderungen an eine derartige Datenübertragung sind deutlich niedriger als sie durch die zur Zeit diskutierte Nutzung des Stromnetzes zur Telekommunikation entstehen. Das Potential des Stromversorgungsnetzes, neben dem elektrischen Strom noch Daten zu transportieren, ist auch für komplizierte Steuerungsaufgaben bei weitem ausreichend. Das Übertragen von einigen, wenigen Impulsen reicht mitunter für die Steuerung der mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Kühlgeräte aus .

Alternativ dazu ist bei einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen, daß die Einrichtung Mittel zum Empfang von per Telefonleitung übertragenen Signalen oder Mittel zum Empfang von Funksignalen aufweist. Die Steuerung durch Funk ist recht einfach und setzt nur einen geringen Aufwand auf Seiten der Stromversorger voraus. 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.

Um eine sichere Aufbewahrung des Kühl- oder Gefriergutes zu gewährleisten, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Wirksamkeit der Fernsteuerung vom jeweiligen Betriebszustand des Haushaltskühl- oder -gefriergerates abhängig ist. Vorzugsweise wird dabei derart vorgegangen, daß das Kühlaggregat des Haushaltskühl- oder -gefriergerates durch die Fernsteuerung nur unterhalb einer vorgegebenen Solltemperatur abschaltbar ist.

Im Falle von Nachfragespitzen wird ein entsprechendes Signal vom Stromversorger ausgesendet und das Kühlaggregat abgeschaltet. Dabei kann die Abschaltung oder das Verhindern des Einschaltens jedoch nur so weit erfolgen, als der Kühlraum eine vorgegebene Temperatur nicht übersteigt. Es kann also das Kühlaggregat nur bei Unterschreitung einer vorgegebenen Solltemperatur ferngesteuert abgeschaltet werden .

Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß das Kühlaggregat des Haushaltskühl- oder -gefriergerates durch die Fernsteuerung in einem vorgegebenen Temperaturbereich steuerbar ist.

In dieser Weiterbildung kann das Kühlaggregat des Haushaltskühlgerätes nur in einem vorgegebenen Temperaturbereich durch das Stromversorgungsunternehmen gesteuert werden. Dies führt zwar dazu, daß auch zu Spitzenlastzeiten einige Geräte nicht abgeschaltet werden, weil sie gerade frisch beschickt worden sind. Statistisch gesehen spielen diese Geräte, die sich in einem Extremzustand befinden, jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Kühlgeräte können damit ohne jede Einschränkung an Komfort genutzt werden.

Um möglichst günstige Voraussetzungen für das Abschalten während einer Lastspitze zu schaffen, ist bei einer anderen Weiterbildung vorgesehen, daß vor dem voraussichtlichen Auftreten einer Lastspitze Steuersignale mit einer Information über den voraussichtlichen Zeitpunkt der Lastspitze empfangbar sind und daß das Kühlaggregat des Haushaltskühl- oder -gefriergerates durch Ein- und Ausschalten derart gesteuert wird, daß die voraussichtliche Lastspitze in eine Ausschaltphase fällt. Dabei kann die Einrichtung derart ausgebildet sein, daß zu oder kurz vor dem voraussichtlichen Zeitpunkt die Temperatur im Haushaltskühl- oder -gefriergerät auf einem durch die Kühleinstellung vorgegebenen Mindestwert liegt. Sollte die Kältespeicherkapazität nicht dazu ausreichen, eine Lastspitze zu überbrücken, ohne aus dem erwünschten Temperaturbereich zu geraten, kann die Einrichtung auch derart ausgebildet sein, daß zu oder kurz vor dem voraussichtlichen Zeitpunkt die Temperatur im Haushaltskühl- oder -gefriergerät um eine vorgegebene Temperaturdifferenz unter einem durch die Kühleinstellung vorgegebenen Mindestwert liegt.

Eine besonders günstige Anpassung des Haushaltskühl- oder -gefriergerates an den Lastverlauf des Stromnetzes kann durch Mittel erzielt werden, die aus den übermittelten Steuersignalen Informationen über mehrere Lastspitzen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes ableiten und in Abhängigkeit davon das Kühlaggregat derart steuern, daß Überschneidungen zwischen den Lastspitzen und Kühlphasen minimiert werden.

Hinsichtlich der Steuerung der Kühlgeräte bieten sich die unterschiedlichsten Möglichkeiten. Diese reichen von der einfachen Vorgabe der Verschiebung der Solltemperaturen durch den Stromanbieter bis hin zu mikrocomputergesteuerten Kühlschränken und Gefriergeräten.

Ein mikrocomputergesteuertes Kühlgerät kann beispielsweise wie folgt arbeiten: Der Stromanbieter übermittelt den Kühlgeräten die Zeiträume, in denen möglichst wenig Strom verbraucht werden soll. Diese Vorgaben werden ständig aktualisiert. Jedes einzelne Haushaltskühlgerät berechnet einen möglichst motorschonenden Kühlzyklus, bei dem in den vorgegebenen Zeiträumen das Kühlaggregat nicht bzw. möglichst wenig läuft. Auf diese Weise können die unterschiedlichsten Geräteeigenschaften und der unterschiedliche Beladungsgrad der Geräte optimal berücksichtigt werden. Anwendungsbeispiel: Verschiebung der Zykluszeit eines Haushaltskühlschranks ohne nennenswerten Eingriff in die Temperaturgrenzen. Annahme: Es wird eine Lastspitze des Stromnetzes in der Zeit von 8.00 Uhr bis 8.30 Uhr erwartet. Der Kühlschrank hat bei der vorgegebenen Solltemperatur folgenden Kuhlzyklus: 25 Minuten Kühlen, 60 Minuten Abtauen. Der Kuhlzyklus wird im Laufe der Nacht so gesteuert, daß das Kühlaggregat in der Zeit von 7.45 Uhr bis 8.45 Uhr nicht läuft.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die das Vorliegen einer Lastspitze anzeigt. Dadurch ist der Benutzer in der Lage, sich bei der Nutzung des Haushaltskühl- oder -gefriergerates an das Auftreten von Lastspitzen anzupassen, soweit dies sinnvoll ist.

Um zu vermeiden, daß bei gleichzeitigem (Wieder- )Einschalten eine zusätzliche Lastspitze entsteht, sind bei einer anderen Weiterbildung Mittel zur zeitversetzten Steuerung der einzelnen Haushaltskühl- oder -gefriergeräte vorgesehen.

Für den Fall, daß häufig längere Lastspitzen auftreten, kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgebildet sein, daß das Haushaltskühl- oder -gefriergerät mit einem Kältespeicher, der vorzugsweise für mehr als 30 Minuten ausreicht, versehen ist.

Durch den Betrieb in nachfrageschwachen Zeiten wird aufgrund der guten Isolierung moderner Geräte oder mittels eines vorhandenen Kältespeichers eine Kältereserve aufgebaut, welche die Ruhephasen, in denen das Kühlaggregat abgeschaltet ist, überbrückt. Die erfindungsgemäßen Haushaltskühlgeräte stellen für den Stromanbieter eine Reserve auf der Angebotsseite und auf der Nachfrageseite dar. Diese Kühlgeräte haben also eine ähnliche Funktion wie die oben erwähnten Speicherkraftwerke, die ebenfalls sowohl auf der Angebots- wie auch auf der Nachfrageseite eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Kühlgeräte sind insbesondere bestens geeignet, die im Laufe des Tages auftretenden extremen Bedarfsspitzen zu reduzieren und andererseits die auch tagsüber vorhandenen nachfrageschwachen Zeiten zu überbrücken. Interessant sind insbesondere solche Haushaltskühlgeräte mit einem Nutzinhalt von ca. 60-600 1.

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 verzögert zu schalten. Dabei kann die Verzögerung beispielsweise bereits beim Hersteller auf einen festen Wert eingestellt werden, der innerhalb der Serie variiert. Alternativ ist auch eine Verzögerung mit Hilfe eines eingebauten Zufallsgenerators möglich, der bei Auftreten eines Steuersignals eine zufällige Zeitverzögerung generiert. Ebenso kann ein gleichzeitiges Anlaufen der Kühlaggregate verhindert werden, indem die Schalttemperaturen nur langsam verschoben werden. Ein derartiges Gerät kann in mehreren Stufen geschaltet werden: Eine erste Stufe veranlaßt das Kühlaggregat, möglichst selten einzuschalten. Die Temperatur im Kühlraum wird knapp unter dem eingestellten Maximalwert gehalten. Weitere Stufen bewirken den normalen Betrieb. Die Temperatur pendelt um den eingestellten Optimalwert. Eine letzte Stufe kann ähnlich einer Superkühl-Funktion eine stärkere Kühlung veranlassen, so daß eine Kältereserve aufgebaut wird. Es ist sinnvoll, vor einer erwarteten Lastspitze die Kühlgeräte auf der letzten Stufe und während der Verbrauchsspitze auf der ersten Stufe zu betreiben, so daß die Geräte während der Verbrauchsspitze keinen Strom verbrauchen. Dies beschreibt jedoch nur eine von vielen Möglichkeiten, die Kühlgeräte durch den Stromanbieter zu steuern.

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 lastgerechten Verbrauch anzuregen. In diesem Fall kann eine zusätzliche Anzeige am Kühlgerät, das den Lastzustand des Netzes anzeigt, von Vorteil sein.

Sind an ein elektrisches Stromversorgungsnetz vom Versorger gesteuerte Haushaltskühl- und -gefriergeräte angeschlossen, die mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet sind, lassen sie sich ohne Einbuße an Nutzungskomfort weitgehend mit Überschußstrom betreiben. Dadurch, daß diese Geräte in ihrem Stromabnahmeverhalten direkt vom Stromanbieter gesteuert werden, kann eine optimale Nutzung von Überkapazitäten des Stromversorgungssystems erreicht werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren dadurch gelöst, daß von einem Stromversorger Steuersignale, welche Lastspitzen kennzeichnen, an Haushaltskühl- und/oder -gefriergeräte, die an das Netz des Stromversorgers angeschlossen sind, gesendet werden. Um dabei die angeschlossenen Haushaltskühl- oder -gefriergeräte auf voraussichtliche Lastspitzen vorzubereiten, ist bei einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, daß vor einem den tatsächlichen Beginn einer Lastspitze kennzeichnenden Steuersignal ein weiteres Steuersignal zur Ankündigung der Lastspitze gesendet wird.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß angeschlossene Haushaltskühlgeräte und Haushaltsgefriergeräte getrennt steuerbar sind. Dadurch wird beim erfindungsgemäßen Verfahren das unterschiedliche Schaltverhalten dieser Gerätegruppen ausgenutzt.

Auch eine gebietsweise Steuerung kann vorteilhaft sein und erfordert besondere Schaltungen. Im allgemeinen ist dies jedoch durch eine Auswahlschaltung am Gerät selbst oder durch andere Regelungen möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Temperatur in einem Kühlgerät mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 3 eine schematische Regelung eines Kühlgerätes,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm der Temperatur ohne Anwendung der Erfindung, Fig. 5 bis Fig. 7 Zeitdiagramme der Temperatur bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Programmablaufs in einem in der Einrichtung nach Fig. 1 vorgesehenen Mikrocomputer,

Fig. 9 und Fig. 10 die Leistungsaufnahme einer Gruppe von

Kühlgeräten mit der erfindungsgemäßen Einrichtung im Zeitbereich einer Lastspitze.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Stellvertretend für alle zur Anwendung der Erfindung in Frage kommenden Kühl- und Gefriergeräte sind die Ausführungsbeispiele auf ein Kühlgerät gerichtet.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird von einem Stromversorger 1 eine Last- und Zeitinformation 3 zu einem Signaldecoder 4 in einem Kühlgerät 2 übertragen. Das Ausgangssignal des Signaldecoders 4 wird einem Mikrocomputer 6 zugeführt, der zusammen mit einem in einer Kühlzelle 7 befindlichen Temperatursensor 8 und dem Kühlaggregat 9 einen Regelkreis bildet. Die Einstellung eines Temperatur-Wahlschalters 5 wird ebenfalls an den Mikrocomputer 6 übertragen. Je nach Ausführung im einzelnen kann die Last- und Zeitinformation aus Signalen bestehen, die jeweils den Beginn, das Ende oder die Dauer von Lastspitzen bedeuten. Es können jedoch auch weitere Angaben enthalten sein, beispielsweise die voraussichtliche Zeit bis zum Beginn der nächsten Lastspitze, oder relativ umfangreiche Informationen über Lastspitzen, beispielsweise eines Tages. Gegebenenfalls enthält die Einrichtung nach Fig. 1 eine Anzeigeeinrichtung 10, die das Vorliegen einer Lastspitze anzeigt. Die Regelung ergibt durch das gesteuerte Ein- und Ausschalten des Kühlaggregats etwa die in Fig. 2 dargestellte Kurve, die zwischen einer unteren Temperatur Tmin und einer oberen Temperatur Tmax pendelt. Bei modernen Kühlgeräten beträgt die Differenz beispielsweise etwa 3 °C, wobei die Höhe durch den Temperaturwahlschalter 5 (Fig. 1) einstellbar ist. Unter der Kurve ist in Fig. 2 durch Balken 11, 12 die jeweilige Einschaltzeit des Kühlaggregats gekennzeichnet, wobei die Balken 11 die normale Einschaltzeit bezeichnen.

Wird beispielsweise zu einem durch einen Pfeil 25 gekennzeichneten Zeitpunkt vom Signaldecoder ein Signal empfangen, das eine voraussichtliche Lastspitze während der Zeit t_ ankündigt, wird die Regelung des Kühlgerätes derart umgeschaltet, daß die Temperatur höchstens eine geringere obere Temperatur Tmax' erreicht. Dementsprechend kürzer sind die Einschaltphasen 12. Während dieser Zeit wird sichergestellt, daß das Kühlgut eine relativ geringe Temperatur annimmt, so daß während der anschließenden Ausschaltphase, welche die Lastspitze umfaßt, die Temperatur des Kühlraums nicht die obere Temperaturgrenze Tmax überschreitet. Nach dieser Ausschaltphase 15 wird die Regelung dann in üblicher Weise fortgesetzt.

Eine solche Regelung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Und zwar erfolgt bei 21 eine Regelung in den Grenzen zwischen Tmin und Tmax und bei 22 eine Regelung in den Grenzen Tmin und Tmax'. Vom Signaldecoder 4 wird der Schalter 24 betätigt, der die Regelung 22 kurzschließt, so daß das Kühlaggregat 9 nach Empfang eines Steuersignals, welches eine Lastspitze ankündigt, von der Regelung 22 gesteuert wird. Fig. 4 zeigt den von außen unbeeinflußten Ablauf einer

Kühlschrankregelung, wobei die Temperatur T zwischen 2 °C und 5 °C pendelt. Die Einschaltphasen sind wiederum durch

Balken 11 gekennzeichnet. Tritt nun unkorreliert während einer Zeit t_τ eine Lastspitze auf, so trägt der jeweilige

Kühlschrank zur Erhöhung dieser Lastspitze bei, solange sich eine Einschaltzeit 11 mit der Zeit L der Lastspitze überschneidet .

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Fall wird die Lastspitze zum Zeitpunkt 25 angekündigt, worauf die Regelung in kürzere Intervalle übergeht, so daß die Lastspitze in eine Ausschaltphase gerät. Dieses wird bei dem Fall nach Fig. 5 ohne Über- bzw. Unterschreiten der Temperaturgrenzen erreicht .

Sollte jedoch die Ausschaltphase bei normalen Betrieb, beispielsweise aufgrund zu geringer Wärmeisolierung, zu kurz in Bezug auf die Lastspitze sein, so kann gemäß Fig. 6 bei rechtzeitigem Eintreffen einer Ankündigung 26 die Kühltemperatur herabgesetzt werden, beispielsweise auf eine untere Temperaturgrenze von 1 °C. Es steht dann bei einer Lastspitze eine längere Ausschaltphase zur Verfügung.

Fig. 7 zeigt einen Fall, bei dem unmittelbar vor einer Lastspitze ein die Lastspitze ankündigendes Signal 27 empfangen wird. Das Kühlaggregat wird in der dargestellten Situation unmittelbar abgeschaltet. Die anschließende Ausschaltphase reicht dazu aus, daß die obere Temperatur von 5 °C erst erreicht wird, nachdem die Lastspitze zu Ende ist.

Die schematische Darstellung gemäß Fig. 8 dient zur Erläuterung eines Programms im Mikrocomputer 6 (Fig. 1). Die Teile 31, 32, 33 und 34 bilden einen Regelkreis zur Regelung der Kühlraumtemperatur. Bei 31 wird dazu die Ist-Temperatur Ti vom Temperatursensor 8 (Fig. 1 ) eingelesen, die bei 32 mit Tmin und Tmax verglichen wird. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis wird bei 33 das Kühlaggregat ein- oder ausgeschaltet. Bei 34 werden die Einschalt- und die Ausschaltzeit gespeichert, worauf bei 31 wieder ein neuer Temperaturwert eingelesen wird.

Bei 35 wird der Ausgang des Signaldecoders 4 (Fig. 1 ) abgefragt. Wird dabei eine Steueranweisung festgestellt, werden bei 36 der Einschaltzeitpunkt und die Temperatur vor der Lastspitze berechnet. Ferner werden

Erwärmungs-Abkühlfunktionen mit den bei 34 gespeicherten Zeiten ermittelt. Bei 37 wird geprüft, ob die Bedeutung des Zyklus abgeschlossen ist. Nicht zutreffendenfalls wird ein neuer Temperaturwert eingelesen, zutreffendenfalls wird bei 38 geprüft, ob eine Schaltung vorgenommen werden muß. Ist dieses nicht der Fall, wird wiederum bei 31 ein Temperaturwert eingelesen. Ist dies der Fall, wird bei 39 das Kühlaggregat geschaltet und das Programm danach mit dem Einlesen eines neuen Temperaturwertes bei 31 fortgesetzt.

Fig. 9 zeigt das Zeitverhalten der Leistungsaufnahme einer Gruppe von Kühlgeräten, die vom Stromanbieter gesteuert werden. Der Darstellung liegt ein städtisches Stromnetz mit etv:a 30.000 Haushaltskühlgeräten zugrunde, wobei die durchschnittliche Leistung der Kühlgeräte 100 Watt beträgt und die durchschnittliche Laufzeit der Kühlaggregate 1/3, das heißt 20 Minuten je Stunde beträgt. Damit stellt diese Gruppe von Haushaltskühlgeräten im Mittel eine Last von 30.000 x 1/3 x 100 = 1 MW dar.

Durch gezielte Steuerung des Lastverhaltens sollten beispielsweise mehr als 90% aller Haushaltskühlgeräte für einen Zeitraum von 30 Minuten lastfrei arbeiten bzw. mehr als 80% aller Haushaltskühlgeräte für einen Zeitraum von sogar 60 Minuten ohne Last kühlen. Dies ermöglicht beispielsweise für die Dauer von 30 Minuten eine Reduktion der Last auf kleiner als 0,1 MW bzw. für die Dauer von 60 Minuten eine Reduktion auf kleiner als 0,2 MW. Damit kann der Lastbeitrag der Haushaltskühlgeräte im Bereich von Bedarfsspitzen auf 0,1 MW bzw. 0,2 MW reduziert werden - das heißt, der städtische Stromversorger muß weniger teuren Spitzenstrom zukaufen. Um diese Werte zu erreichen, wird den Kühlgeräten etwa 1,5 bis 2 Stunden vor der zu erwartenden Lastspitze, die in Fig. 8 mit einer Stunde angenommen wird, die Lastspitze signalisiert.

Je nach Zustand, in dem sich die einzelnen Kühlgeräte befinden, werden nach und nach Kühlgeräte zum Aufbau einer Kältereserve oder zu einer Synchronisation ihres Schaltzyklus auf den Zeitpunkt der Lastspitze ausgerichtet. Vor der Lastspitze tritt daher eine erhöhte Last auf. Diese wird relativ schnell zu Beginn der Lastspitze abgebaut, worauf dann nach und nach einzelne Kühlgeräte ihren Betrieb wieder aufnehmen. Nach dem Ende der Lastspitze steigt die Last dann wieder an, um nach einer Überhöhung wieder in den Normalzustand überzugehen.

Fig. 10 zeigt den Zeitverlauf der Last ohne eine vorherige Ankündigung der Lastspitze unter ansonsten gleichen Voraussetzungen. Wegen der mangelnden Vorbereitung werdem nicht so viele Kühlgeräte zu Beginn der Lastspitze abgeschaltet. Ferner muß auch während der Lastspitze ein größerer Teil der Kühlgeräte als bei dem Fall nach Fig. 9 den Betrieb wieder aufnehmen.

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung zum Betrieb eines Haushaltskühl- oder -gefriergerates gekennzeichnet durch Mittel (4, 6) zum Fernsteuern, insbesondere zur Beeinflussung des Stromaufnahmeverhaltens, des Kühl- oder Gefriergerätes (2) durch vom Stromversorger übermittelte Steuersignale.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Mittel (4) zum Empfang von über die Netzleitung übertragenen Steuersignalen .

3. Einrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Mittel (4) zum Empfang von per Telefonleitung übertragenen Signalen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Mittel (4) zum Empfang von Funksignalen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksamkeit der Fernsteuerung vom jeweiligen Betriebszustand des Haushaltskühl- oder -gefriergerates (2) abhängig ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (9) des Haushaltskühl- oder -gefriergerates (2) durch die Fernsteuerung nur unterhalb einer vorgegebenen Solltemperatur abschaltbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (9) des Haushaltskühloder -gefriergerates (2) durch die Fernsteuerung in einem vorgegebenen Temperaturbereich steuerbar ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem voraussichtlichen Auftreten einer Lastspitze Steuersignale mit einer Information über den voraussichtlichen Zeitpunkt der Lastspitze empfangbar sind und daß das Kühlaggregat (9) des Haushaltskühl- oder -gefriergerates (2) durch Ein- und Ausschalten derart gesteuert wird, daß die voraussichtliche Lastspitze in eine Ausschaltphase fällt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu oder kurz vor dem voraussichtlichen Zeitpunkt die Temperatur im Haushaltskühl- oder -gefriergerät (2) auf einem durch die Kühleinstellung vorgegebenen Mindestwert liegt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu oder kurz vor dem voraussichtlichen Zeitpunkt die Temperatur im Haushaltskühl- oder -gefriergerät (2) um eine vorgegebene Temperaturdifferenz unter einem durch die Kühleinstellung vorgegebenen Mindestwert liegt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 gekennzeichnet durch Mittel, die aus den übermittelten Steuersignalen Informationen über mehrere Lastspitzen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes ableiten und in Abhängigkeit davon das Kühlaggregat (9) derart steuern, daß Überschneidungen zwischen den Lastspitzen und Kühlphasen minimiert werden.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die das Vorliegen einer Lastspitze anzeigt.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Mittel zur zeitversetzten Steuerung der einzelnen Haushaltskühl- oder -gefriergeräte (2).

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Haushaltskühl- oder -gefriergerät (2) mit einem Kältespeicher versehen ist.

15. Verfahren zur Steuerung von Haushaltskühl- oder -gefriergeräte, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Stromversorger Steuersignale, welche Lastspitzen kennzeichnen, an Haushaltskühl- und/oder -gefriergeräte, die an das Netz des Stromversorgers angeschlossen sind, gesendet werden .

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem den tatsächlichen Beginn einer Lastspitze kennzeichnenden Steuersignal ein weiteres Steuersignal zur Ankündigung der Lastspitze gesendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß angeschlossene Haushaltskühlgeräte und Haushaltsgefriergeräte getrennt steuerbar sind.