ES2200382T3 - Dispositivo y metodo para medir e indicar el consumo de energia y metodo para calibrar el dispositivo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado en un lugar de consumo, como el consumo de electricidad, agua o calefacción en una casa, caracterizado porque el dispositivo incluye - una unidad de registro que, basándose en medidas regulares, registra y suma el consumo de energía inmediato y almacena estas medidas para el cálculo del consumo medio, - un indicador que incluye al menos una unidad de indicación (1) capaz de mostrar, sobre una escala porcentual, la relación entre el consumo de energía acumulado y el consumo medio calculado durante un período de tiempo seleccionado.

Description

Dispositivo y método para medir e indicar el consumo de energía y método para calibrar el dispositivo.

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado en un lugar de consumo, tal como el consumo de electricidad, de agua o de calefacción de una casa. Además la invención también se refiere a un método para calibrar el dispositivo.

Las publicaciones DE-A1-25 53 237 y DE-A1-33 20 253 exponen dispositivos como el que se acaba de mencionar en los que los valores de consumo se visualizan como una serie de unidades de indicación, en las que cada fila corresponde a un tipo de consumo y cada columna expone datos diferentes según el consumo. Dependiendo del consumo que debe ser medido, resulta habitual indicar el consumo de energía con una pantalla cuyos datos indican el consumo en kilovatio/hora (Kw/h), cantidad de calorías (m^{3}) de agua o gas. Además del consumo instantáneo, los datos de las otras columnas indican el precio por unidad de consumo, el consumo anterior, y también se aportan comparaciones de las medidas. Según la patente DE-A1-25 53 237, es más habitual calcular el consumo mensual o anualmente.

El inconveniente de estos dispositivos es que su instalación, manejo y lectura resultan complicados. La instalación requiere que el dispositivo sea preparado con unos valores medios de consumo, precios por unidad de consumo, etc.. Habitualmente, es necesario realizar correcciones según los aumentos de precio de las unidades de consumo. Todo esto requiere un gran conocimiento sobre el funcionamiento del dispositivo, así como resulta necesario tener algunos conocimientos técnicos para poder usar el dispositivo, tanto para el inicio como para introducir los datos actuales. Además, para entender las diferentes unidades de indicación, es un requisito previo que el usuario tenga ciertos conocimientos de los diferentes tipos de consumo. Finalmente, estos dispositivos son extremadamente precisos en cuanto al sistema operativo y son por lo tanto relativamente grandes. En consecuencia, su montaje es bastante difícil, puesto que, debido a otras consideraciones, normalmente se colocan parcialmente ocultos en las habitaciones donde se instalan.

Lo más cerca que se puede estar de este tipo de dispositivos es con los contadores de energía, como se ilustra la patente US-A-4 686 460, en la que se representa el consumo con una pantalla visual y es leído por el proveedor de energía a intervalos regulares, p. ej. anualmente en relación con la facturación.

No obstante, aquí no hay ninguna forma de indicación del consumo de energía actual, que permita que el consumidor pueda tener una representación visual de la energía que ha consumido y de los costes que conllevan. Esto es posible con los dispositivos mencionados al inicio para la visualización del consumo de energía.

La patente US-A-3,998,093 expone un sistema como el que se ha mencionado inicialmente para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado. En el dispositivo, se compara la energía real con un consumo ideal. No obstante, este sistema es complicado en cuanto a su diseño y difícil de leer para un usuario que no sea técnico. Para usar este sistema, el usuario debe estar familiarizado con las diferentes unidades de medida. Además, el sistema requiere la entrada manual de valores de referencia. Este tipo de entrada manual implica ciertas capacidades técnicas del usuario.

No obstante, con estos dispositivos, es difícil obtener dicha representación visual del consumo de energía, y por lo tanto la invención está destinada a proporcionar un dispositivo para medir e indicar el consumo de energía que sea de fácil lectura y tenga un tamaño y diseño discretos y que no requiera muchos conocimientos técnicos por parte del usuario.

La invención consta de un dispositivo y un método del tipo mencionado en el párrafo de introducción, dicho dispositivo incluyendo una unidad de registro que, en base a medidas regulares, registra y suma el consumo de energía inmediato y almacena estas medidas para calcular el consumo medio; y una pantalla que incluye al menos una unidad de visualización capaz de indicar, sobre una escala porcentual, la relación entre el consumo de energía acumulado y el consumo medio calculado durante un período de tiempo seleccionado.

Se proporciona así un dispositivo sencillo que es auto calibrado por medio de una acumulación de medidas periódicas, de manera que, tras un período de tiempo, los valores de referencia del consumo medio son automáticamente acumulados y calculados durante este período. Con un dispositivo de medición e indicación del consumo de energía según la invención, el usuario no necesita tener ningún conocimiento de ningún dato sobre el historial de consumo o del promedio supuesto, ni de los precios por unidad, para usar el dispositivo. Además, no es necesario actualizar los datos cuando los precios cambian. Lo que significa que este tipo de "indicador de consumo" según la invención, puede ser utilizado también por usuarios que no poseen ninguna habilidad técnica, puesto que es fácil de leer e interpretar visualmente. De esta manera, con un indicador de consumo según la invención, el usuario podrá pensar en reducir su consumo de la energía en cuestión sin poseer ningún conocimiento previo técnico respecto a las diferentes unidades de medida de los diferentes tipos de consumo de energía.

Puesto que en el indicador se utiliza exclusivamente una escala porcentual, el indicador de consumo según la invención no requiere ningún conocimiento de las unidades de medida usadas y ningún conocimiento sobre cómo interpretar los valores absolutos. Esta interpretación ya está hecha por medio de los cálculos y a través de la pantalla indicadora del dispositivo. Según la invención, se muestra la relación entre el consumo acumulado y el consumo medio durante 24 horas, por ejemplo. A medida que el consumo aumenta, el consumo acumulado se aproxima al consumo medio e incluso lo puede superar en porcentaje. Con la invención, se ha observado que los valores absolutos del consumo de energía suministrada, por ejemplo el consumo de electricidad, no son necesarios para conseguir una indicación fiable del consumo actual de energía en relación con el consumo habitual.

En la forma de realización preferida de la invención, el indicador también tiene una segunda unidad de indicación para indicar el consumo de energía inmediato respecto a un consumo de referencia seleccionado, preferiblemente en una escala de potencia porcentual de 0-100%, el consumo de referencia seleccionado correspondiente a la potencia máxima registrada, correspondiendo a un 80% en la escala de potencia. De esta manera en la presente invención se asegura que, con un indicador de consumo según la invención, el usuario se motivará para reducir más fácilmente su consumo de energía, ya que posee una indicación visual rápida e inmediata de su consumo de energía, a través de por ejemplo medidas de ahorro de energía, como el uso de bombillas de bajo consumo en una o varias lámparas o similares.

En la forma de realización preferida del indicador de consumo, el consumo de energía acumulada se visualiza en la primera unidad de indicación con una escala de energía preferiblemente de 0-200% en la que el 100% corresponde al consumo medio calculado. Esto significa que el usuario puede leer fácil y rápidamente el indicador y ver cómo el consumo de energía acumulado se relaciona con la media.

Una representación visual particularmente simple de los valores registrados y calculados podría ser con las unidades de indicación dispuestas en columnas, cada una de ellas formada por una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) dispuestos de forma lineal. También se puede obtener una lectura visual con LED emitiendo luz de un primer color, verde por ejemplo, para la mitad inferior de la escala, y los LED por encima del 100% de la escala con una luz de un segundo color, rojo por ejemplo.

Con el indicador de consumo según la invención, el período de tiempo para el cálculo del consumo medio y el intervalo de tiempo para la indicación acumulada puede ser de 24 horas, una semana o un mes. En la forma de realización preferida, el dispositivo puede estar dispuesto de manera que indique por defecto el índice de consumo de energía acumulada durante 24 horas en una unidad de indicación, sin embargo, mediante la activación de otra función del indicador, se obtiene el historial de una semana o un mes. Puede tratarse el mes o la semana inmediatamente anterior o cualquier semana/mes específicos. En este último caso, otra unidad de indicación indicará cuantas semanas/meses hace del consumo de energía indicado.

Según una forma de realización preferida de la unidad de registro, ésta registra el consumo de energía inmediato por medio de un generador de impulsos con el que se inicia una medida preferiblemente cada segundo.

De esta manera se obtienen medidas frecuentes y, como resultado, el indicador de consumo según la invención indica incluso cambios pequeños en el consumo de energía. Lo que proporciona al lector una indicación rápida y buena del lugar en el que se está utilizando energía en la casa, así como de la cantidad utilizada por los elementos individuales de consumo, como frigoríficos, lámparas de techo o similares, en relación al consumo global.

El indicador de consumo puede además estar provisto de una interfaz para su conexión con un ordenador para un intercambio de datos entre el dispositivo y el ordenador. El indicador de consumo según la invención puede incluir valores de referencia, si no se desea usar la función de auto calibrado. También se puede utilizar la interfaz para transferir datos del indicador de consumo a un ordenador, en caso de que se deseen realizar cálculos estadísticas o similares basándose en los datos de consumo registrados.

Se ha comprobado en relación con la invención, que el indicador de consumo se puede usar en relación con la indicación de la electricidad, el agua o la calefacción junto con la visualización del consumo de gas o de petróleo por ejemplo, de la misma manera que la producción de electricidad de un sistema de paneles solares o de generadores eólicos puede ser visualizada proporcionalmente en relación por ejemplo, al consumo de energía inmediato, a la producción media de electricidad o similares.

En la forma de realización preferida, el dispositivo incluye un panel operativo que permite elegir entre las diferentes funciones de visualización. En esta forma de realización, el panel operativo consta de dos teclas que tienen preferiblemente forma de flechas dirigidas en sentido opuesto, mediante las que se puede seleccionar la función del indicador que se desea entre las funciones de indicación dispuestas secuencialmente. Esto garantiza un uso sencillo y fácil del indicador de consumo según la invención.

La invención también consta de un método para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado en un lugar de consumo, como el consumo de electricidad, de agua o de calefacción en una casa, caracterizado por el hecho de que el consumo de energía inmediato se registra basándose en medidas regulares y que estas medidas se almacenan y se calcula un consumo medio durante un período de tiempo determinado; y porque se calcula e indica un consumo de energía acumulado en un indicador que muestra, sobre al menos una escala porcentual, la relación entre el consumo de energía acumulado y el consumo medio calculado durante un período de tiempo determinado.

La invención consta también de un método de calibrado de un dispositivo como el indicado anteriormente, dicho método caracterizado por el hecho de que, después de la instalación del dispositivo, la calibración se realiza automáticamente, mediante la acumulación de medidas periódicas.

A continuación se va a describir la invención de forma más completa, en referencia a los dibujos anexos, en los que:

la figura 1 muestra un dispositivo para la indicación del consumo de energía según la invención,

las figuras 2 y 3 muestran dos funciones de la pantalla de visualización de una forma de realización preferida del indicador de consumo,

la figura 4 muestra una vista básica de la estructura de hardware, y

la figura 5 ilustra esquemáticamente los principios de la estructura de software.

La figura 1 muestra una vista frontal del indicador de consumo. El indicador tiene dos columnas de visualización 1, 2. Según la forma de realización indicada, se sitúa un indicador del estado 3 debajo de estas columnas que incluye, en la forma de realización mostrada, tres diodos que muestran cuáles son las medidas visualizadas. Como se muestra en las figuras 2 y 3, se pueden realizar unas marcas relacionadas con los símbolos de indicación del estado para los diversos tipos de energía a los que el indicador de consumo está conectado y que pueden ser medidos por el mismo. Las figuras 2 y 3 muestran un ejemplo en el que el indicador de consumo está conectado para medir respectivamente, la electricidad, el agua y la calefacción. También se puede ver que el primero de los diodos del dispositivo de indicación emite luz, lo que indica que se está visualizando el consumo de electricidad.

Además se incluye un panel operativo 4 que comprende dos teclas con flechas instalado sobre la parte frontal del indicador de consumo. Estas teclas permiten conmutar las diversas funciones del indicador que pueden ser mostradas, estando dichas funciones almacenadas de forma consecutiva en un menú.

Como también aparece en las figuras 2 y 3, las columnas del indicador 1 y 2 incluyen escalas porcentuales. En el indicador de consumo, la escala de la derecha es una escala de energía de 0-200%, y la escala de la izquierda es una escala de potencia de 0-100%.

La columna derecha del indicador muestra el consumo de energía acumulada en relación a un consumo medio calculado como referencia, que se calcula en base a las medidas registradas y sumadas en la unidad de registro del dispositivo. La columna izquierda 2 muestra el consumo de energía inmediato en la primera función del indicador, mostrada en la figura 1; de forma alternativa la segunda columna 2 puede mostrar una indicación del tiempo 8 en relación con la indicación en la primera columna 1 del consumo de energía durante un período previo, durante uno o varios días, una semana o un mes (ver figuras 2 y 3), dicha indicación de tiempo 8 muestra la duración del consumo de energía indicada en forma de número de días/semanas/meses.

Las dos columnas del indicador 1, 2 están formadas por una fila de diodos emisores de luz (LED), en una forma de realización preferida hay 32 diodos en cada columna. La columna izquierda 2 del indicador, que muestra el consumo inmediato en una primera función, consiste en 32 LED preferiblemente de color verde. El consumo inmediato será actualizado cada segundo, de este modo se puede detectar con claridad cualquier cambio en el consumo.

En la forma de realización mencionada anteriormente, por otra parte, la primera columna 1 del indicador está compuesta de 2x16 LED, los diodos dispuestos en la mitad inferior de la columna son de color verde y los que están por encima de la marca del 100% son rojos. El consumo diario se indica en esta columna 1 en la primera función. Cuando se alcanza el 100% del valor de la energía (consumo de referencia o consumo medio), todos los diodos verdes emiten luz, y un exceso posterior del consumo de referencia se indicará en rojo.

El indicador de consumo según la invención consta además de una unidad de registro cuya estructura se perfila en las figuras 4 y 5. Como aparece en la figura 5 en particular, el hardware incluye las claves 4, los diodos de estado 3, los LED 5, 6, 7 en las columnas 1, 2, una entrada del pulso 10 y un suministro de energía 11. La unidad de registro y de cálculo consta además de una Unidad Central de Procesamiento (CPU) y de un medio de almacenamiento de los datos registrados y calculados.

Una vez instalado el indicador de consumo, el registro periódico del consumo de energía se inicia automáticamente. La frecuencia de registro se determina mediante un reloj. El registro consta de un contador de impulsos, en el que los impulsos introducidos en el indicador de consumo corresponden a una unidad de energía. Al registrar la frecuencia de estos impulsos así como el recuento de éstos, se puede calcular un consumo medio u otra forma de consumo de referencia durante un intervalo seleccionado, preferiblemente una semana. En el caso del consumo inmediato por ejemplo, el indicador de consumo registra el máximo consumo de energía medido durante un período de diez minutos, y habitualmente cada día durante una semana. Esto forma la base para la calibración del consumo inmediato. En el caso del consumo acumulado, el indicador de consumo registra el consumo de energía acumulado habitualmente cada día durante una semana. El promedio de dicho consumo forma la base para la calibración de la escala 100% para el consumo acumulado. Una semana después de su instalación, según este método, el indicador de consumo tendrá automáticamente los valores de referencia necesarios para indicar las lecturas acumuladas. De esta manera, el indicador de consumo se calibrará él solo.

El indicador de consumo también está provisto de una interfaz, para la conexión con un ordenador personal. De forma alternativa, puede realizarse una calibración "manual" transfiriendo los datos de referencia del ordenador personal al indicador de consumo.

Además se ha comprobado que también se puede utilizar el indicador de consumo para la visualización de la producción de energía, por ejemplo en sistemas de paneles solares o en un generador eólico. El dispositivo es el mismo, pero en lugar de indicar el consumo de energía, se podrá indicar por ejemplo la producción de energía inmediata en referencia a la capacidad máxima del sistema y la producción acumulada respecto a una producción media, u opcionalmente en referencia al consumo de energía, de tal manera que se podrá leer de forma instantánea si una compañía de producción produce energía en exceso, o si los clientes de la compañía necesitan un suplemento de energía con otros proveedores.

Claims (16)

1. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado en un lugar de consumo, como el consumo de electricidad, agua o calefacción en una casa, caracterizado porque el dispositivo incluye

- una unidad de registro que, basándose en medidas regulares, registra y suma el consumo de energía inmediato y almacena estas medidas para el cálculo del consumo medio,

- un indicador que incluye al menos una unidad de indicación (1) capaz de mostrar, sobre una escala porcentual, la relación entre el consumo de energía acumulado y el consumo medio calculado durante un período de tiempo seleccionado.

2. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el indicador también incluye una segunda unidad de indicación (2) capaz de mostrar el consumo de potencia inmediato respecto a un consumo de referencia seleccionado, preferiblemente en una escala de potencia porcentual de 0-100%, el consumo de referencia seleccionado correspondiéndose a un 80% en la escala de potencia.

3. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el consumo de energía acumulada se muestra en una primera unidad de indicación (1) en una escala de energía preferiblemente de 0-200%, en la que el 100% corresponde al consumo medio calculado.

4. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según las reivindicaciones 1-3, caracterizado por el hecho de que el período de tiempo para el cálculo del consumo medio y el intervalo de tiempo para la indicación acumulada es de 24 horas, una semana o un mes.

5. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que las unidades de indicación (1, 2) están construidas como indicadores en columnas formadas por una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) (5, 6, 7) dispuestos de forma lineal.

6. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según las reivindicaciones 3 y 5, caracterizado por el hecho de que la escala de energía muestra LED (5) que emiten luz de un primer color, verde por ejemplo, en la mitad inferior de la escala, y LED (6) por encima del 100% de la escala que emiten luz de un segundo color, rojo por ejemplo.

7. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la unidad de registro registra el consumo de energía inmediato usando un generador de impulsos, el cual inicia una medida cada segundo.

8. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que incluye una interfaz para una conexión con un ordenador para el intercambio de datos entre el dispositivo y el ordenador.

9. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el dispositivo incluye un panel operativo (4) para seleccionar las diferentes funciones del indicador.

10. Dispositivo para medir e indicar el consumo de energía según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el panel operativo (4) consta de dos teclas que tienen preferiblemente la forma de flechas dirigidas en sentido opuesto.

11. Método para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado en un lugar de consumo, tal como el consumo de electricidad, agua o calefacción en una casa, caracterizado por el hecho de que se registra un consumo de energía inmediato basándose en medidas regulares y porque esta medida es almacenada y se calcula un consumo medio para un período predeterminado de tiempo; y porque se calcula un consumo de energía acumulado y se muestra en un indicador que indica, sobre al menos una escala porcentual, la relación entre el consumo de energía acumulado y el consumo medio calculado para un período de tiempo predeterminado.

12. Método para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el consumo de energía acumulado se muestra en la primera unidad de indicación (1) con una escala de energía preferiblemente de 0-200%, en la que el 100% corresponde al consumo medio calculado.

13. Método para medir el consumo de energía inmediato y/o acumulado según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por el hecho de que el período de tiempo para el cálculo del consumo medio y el intervalo de tiempo para el indicador acumulado es de 24 horas.

14. Método para medir e indicar el consumo de energía inmediato y/o acumulado según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por el hecho de que el período de tiempo para el indicador acumulado es de una semana o un mes, y porque el consumo de energía acumulado es almacenado después de transcurrir el intervalo de tiempo y puede ser reproducido para visualizar un historial.

15. Método para medir e indicar un consumo de energía inmediato y/o acumulado según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que la segunda unidad de indicación (2) del dispositivo, que normalmente muestra el consumo de energía inmediato, de forma alternativa en el caso de la visualización del historial, puede proporcionar una indicación de tiempo en forma de la antigüedad del consumo de energía acumulada seleccionado mostrado en la primera unidad de indicación.

16. Método para calibrar un dispositivo según las reivindicaciones 1-10, caracterizado por el hecho de que, tras la instalación del dispositivo, la calibración se realiza automáticamente mediante la acumulación de mediciones periódicas.