DE102008062349A1

DE102008062349A1 - Verfahren zur Optimierung der Leistungsaufnahme der Heizelemente von Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern und elektrisch beheizten Warmwasserspeichern

Info

Publication number: DE102008062349A1
Application number: DE102008062349A
Authority: DE
Original assignee: WUESTE AXEL; Wueste Axel Dr
Current assignee: WUESTE AXEL; Wueste Axel Dr
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Verfahren zur Optimierung der Energiekosten für Waschmaschinen, Trockner, Geschirrspüler und Warmwasserspeicher dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Heizelementes des Gerätes durch eine Pulsweitenmodulation dem Tarif- oder der vom Energieversorger bezogenen Leistung des angepasst wird.

Description

Stand der Technik:
Die Steuerung der elektrischen Verbraucher im Bezug auf die momentane Leistung geschieht in Privathaushalten ausschließlich durch den Nutzer, der die elektrischen Verbraucher nach seiner Erfahrung und seinen Wünschen aktiviert.
Derzeit sind Verbrauchsmesseinrichtungen mit maximal zwei zeitgesteuerten Tarifbereichen im Einsatz (Nachtstrom). Ein automatisiertes Energiemanagement, welches im industriellen Umfeld teilweise schon vorhanden ist, wird in Privathaushalten nicht eingesetzt. Im Zuge der Maßnahmen zu CO₂-Reduktion wird der Einbau intelligenter Stromzähler (Smart Meter) durch die Versorger vorgeschrieben werden (s. Änderung EU-Richtlinie 2003/54/EG vom 19.09.2007). Diese können durch den Energieversorger gesteuert werden und erlauben es unter anderem, einen netzlastabhängigen Tarif (zur Reduktion der Lastspitzen des Versorgernetzes) anzubieten. Der Kunde oder Steuergeräte des Kunden können aus diesen Geräten den momentanen Tarif und die momentan bezogene Leistung auslesen. Dadurch wird es möglich, die elektrischen Verbraucher abhängig von der momentanen Gesamtleistung und den momentanen Bezugskosten zu steuern.
Vorteile der Erfindung:
Eine Steuerung der Leistungsaufnahme von Haushaltsgeräten ist aus folgenden Gründen sinnvoll:

1. Der Energieversorger bietet Tarife abhängig von der Tageszeit oder der Netzsituation an. Durch Optimierung der Verbrauchszeiten kann eine Kostenreduzierung für den Verbraucher realisiert werden.
2. Ist im Haus eine stromerzeugenden Heizung (Mini Kraft-Wärmekopplungsanlage) vorhanden, wird die in das Netz eingespeiste Energie geringer vergütet als die bezogene Energie. Hier soll versucht werden, nur mit der lokal erzeugten Leistung zu arbeiten.
3. Im Haus sind viele Energieverbraucher vorhanden. Der Energieversorger stellt aber nur eine geringe Anschlussleistung zur Verfügung. Hier soll eine Überlastung des Hausanschlusses verhindert werden.
4. Im Falle einer extremen Lastsituation des Netzes des Energieversorgers, bei der die Gefahr einer flächendeckende Störung des Netzes besteht, können nicht lebenswichtige aber leistungstarke Verbraucher durch den Energieversorger vom Netz genommen werden.

Das hier vorgestellte Verfahren ist für leistungsstarke Verbraucher in Privathaushalten gedacht. Dieses sind Geräte mit großen Heizleistungen wie z. B. Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler und Warmwasserspeicher. Hier ist der größte finanzielle Einspareffekt und die größte Netzlastminderung zu erreichen.
Beschreibung des Verfahrens:
Das Verfahren ermöglicht es, die Leistungsaufnahme von ohmschen Verbrauchern hoher Leistungsaufnahme (elektrische Heizelemente) hinsichtlich des momentan geltenden Stromtarifes und der angebotenen Leistung anzupassen. Ziel ist es, die Leistungsaufnahme in Zeiten niedriger Strombezugskosten zu verschieben oder bei Einsatz von stromerzeugenden Heizungen den Verbrauch auf die lokal erzeugte Leistung zu begrenzen.
Voraussetzung für das Verfahren ist der Einbau eines intelligenten Stromzählers durch den Energieversorger. Mit diesem kommuniziert die Steuerung des Gerätes, die dann ständig um den momentanen Verbrauch und die momentanen Strombezugskosten feststellt, sowie die Richtung des Energieflusses bei stromerzeugenden Heizungen bestimmt.
Alternativ zu intelligenten Stromzählern ist auch ein Betrieb mit nachträglich an bestehende Stromzähler angebrachte Leistungsmesseinrichtungen möglich.
Die Steuerung führt bei einem tarifabhängigen Betrieb folgende Funktionen aus:

1. Verzögerung des Starts bis zum Eintritt des Niedrigtarifes bei Geräten, die dieses zulassen (Waschmaschine, Wäschetrockner, Geschirrspüler). Hierzu wird das angeschlossene Gerät von der Energieversorgung getrennt.
2. Reduktion der Leistung des Heizelementes bei laufendem Betrieb durch Verkleinerung der Pulsweite der Heizungsansteuerung bei möglicher Überschreitung der zulässigen Anschlussleistung des Hausanschlusses.
3. Reduktion der Leistung des Heizelementes bei laufendem Betrieb durch Verkleinerung der Pulsweite bei kurzzeitiger Erhöhung der Strombezugskosten.
4. Reduktion der Heizleistung bei laufendem Betrieb durch Verkleinerung der Pulsweite oder Abschaltung der Heizung bei kurzzeitiger Überlastung des Netzes des Energieversorgers.

Die Steuerung führt bei stromerzeugenden Heizungen folgende Funktionen aus:

1. Verzögerung des Starts, wenn die zulässige Gesamtleistung der Hausanschlusses überschritten würde oder Leistung aus dem Netz bezogen werden müsste. Hierzu wird das angeschlossene Gerät von der Energieversorgung getrennt.
2. Reduktion der Leistung des Heizelementes bei laufendem Betrieb durch Verkleinerung der Pulsweite der Heizungsansteuerung bei Überschreitung der lokal erzeugten Leistung.
3. Reduktion der Leistung des Heizelementes bei laufendem Betrieb durch Verkleinerung der Pulsweite oder Abschaltung der Heizung bei kurzzeitiger Überlastung des Netzes des Energieversorgers.

Bei Stillstand der stromerzeugenden Heizung (Sommerbetrieb) wird automatisch in den tarifabhängigen Betrieb gewechselt.
Die Steuerung kann als ein Zusatzgerät ausgeführt werden. Die Spannungsversorgung des Haushaltsgerätes wird dann über das Zusatzgerät geschaltet. Der Anschluss der Heizung des Haushaltsgerätes geht auf einen Eingang des Steuergerätes zur Erkennung der Heizungsaktivierung. Die Heizung selbst wird an den pulsweitenmodulierten Ausgang des Steuergerätes angeschlossen.
Sinnvoll ist es, diese Funktion zukünftig direkt in die Ablaufsteuerung des Haushaltsgerätes zu integrieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- EU-Richtlinie 2003/54/EG vom 19.09.2007 [0002]

Claims

Verfahren zur Optimierung der Energiekosten für Waschmaschinen, Trockner, Geschirrspüler und Warmwasserspeicher dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Heizelementes des Gerätes durch eine Pulsweitenmodulation dem Tarif- oder der vom Energieversorger bezogenen Leistung des angepasst wird.
Reduktion der Heizleistung der Geräte gemäß Patentanspruch 1. bei Überlastung des Hausanschlusses oder des Netzes des Energieversorgers.
Integration des Verfahrens nach Patentanspruch 1 und 2 in eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner, einen Geschirrspüler, einen elektrisch beheizten Warmwasserspeicher oder ein externes Steuergerät für diese Geräte.