CN104380665B - 用于记录住宅单元的功耗数据的方法和用于控制住宅单元的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于记录住宅单元的功耗数据的方法，住宅单元包括具有至少一个负载电路(7)的配电器(4)，其中至少一个负载(9)配置在每个负载电路(7)中，其中至少一个负载(9)可以被单独启动，以及其中至少一个负载电路(7)具有用于测量负载电路(7)中消耗的功率的部件(6)。住宅单元具有控制单元(10)，其基于预定或可预定场景来启动一个或多个负载(9)。负载电路(7)的功耗通过控制单元(10)被单独测量和记录，并且控制单元(10)将功耗分配至已经设置的场景。

Description

用于记录住宅单元的功耗数据的方法和用于控制住宅单元的 方法

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于记录住宅单元的功耗数据的方法、用于控制住宅单元的方法、计算机程序产品以及用于装备或改造住宅单元以使得功耗数据可以被记录的方法。

背景技术

现有技术公开了各种方法和设备，其使得可以记录各个负载或整个住宅单元的功率。另外，允许远程访问度假屋的加热系统的方法例如是已知的。

例如，US 2009/0195349 A1示出了用于监测家用设施的能耗的系统和方法。为此，测量部件被配置在各个插座中、在多个插座中或在各个负载中，该测量部件确定所连接负载的能耗或者直接确定负载的能耗并将其发送至中央基本单元。能耗可以基于这些与负载有关的测量数据来表示。然而，不利的是，每个负载本身必须具有测量部件或者必须连接至具有相应测量部件的插座。如果在没有相应测量部件的情况下直接连接负载，则其消耗不能被确定并且被考虑。另外，每个测量部件必须被单独可寻址以在系统中被相应地检测和寻址。

EP2012132A1公开了用于识别和测量电负载的能耗的设备，从而可以针对每个负载创建单独的成本核算。可自由选择的负载组的能耗也可以被记录，在该情况下，这些负载组不必须配置在同一电路中。然而，用户的特定行为不能从这些消耗数据中推断出。

EP2012468A2示出用于在典型场景负载的开关操作期间的自动场景选择的方法。为此，典型负载针对特定场景限定并在被启动时触发与其相关联的场景。不提供消耗数据的监测。

WO2011/039334A2描述了用于在AC电压网络中传输数据的方法和设备，发射器传送使用电流源的AC电压网络上的信号。该信号可以在使用分流器的接收器端被读取。

WO2011/038912A1示出用于修改AC电压的设备和用于使用修改的AC电压来传输数据的方法。为此，AC电压通过以下方式在生活用电设施中的配电箱中被直接修改：信号可以从配置在配电箱中的发射器传输至例如在负载中的接收器。因此，例如，负载可以由中央单元控制，并且可以切换预定义场景。

发明内容

本发明的目标是克服现有技术的缺点。特别地，功耗期望被确定并且能够以用户可理解的形式被容易地监测。

该目标通过独立专利权利要求中限定的方法和计算机程序产品来实现。进一步的实施例来自从属专利权利要求。

诸如“A和/或B”的表述在以下被理解为以下可能的组合：A或B、A、A非B、B、B非A、A和B、A异或B。

术语“记录功耗数据”被理解为一方面指例如配电箱中的负载电路的功耗的直接测量；然而，另一方面，负载电路的功耗例如还可以通过连接至相应负载电路的负载的各自测量的功耗的和来确定。

术语“住宅单元”不意于在下文缩小至公寓或公寓大楼。而是，从供电的观点看，住宅单元被理解为具有其自己的配电器的单元。例如，这样的住宅单元包括独户住房、公寓大楼中的单独公寓、办公楼中具有多个独立办公室的办公单元、车间、整个建筑物或建筑物的一部分、或仓库。然而，住宅单元也可以同样被理解为车辆、火车、轮船或飞机。

在建筑物供电系统中，如上所述的住宅单元的负载电路被理解为建筑物供电系统的一部分，从系统接入开始，从配电器分支并通向一个或多个负载。如果在电路中没有负载，例如在没有灯的空房间中，则从本发明的意义上说没有负载电路。例如，负载电路包括所有系统插座，其连接房间中的负载以及开关和灯。每个负载电路通常具有其自己的保险丝，从而在损坏的事件中，系统故障仅发生在相应负载电路中并且整个住宅单元不从系统断开。在该情况下，术语“建筑物供电系统”应该被理解为建筑物供电系统和类似电缆配置的同义词，特别地还指车辆、火车、轮船和飞机中的电力系统。

负载被理解为在操作期间消耗电力的任何装置。示例有灯、TV、收音机、风扇、空调系统、加热装置、打印机、显示器、计算机、电动卷帘、洗衣机、洗碗机、炊具、电冰箱、咖啡机、烤面包机、吸尘器等。

控制被理解为例如直接开启或关闭、调光、降低或提高音量、切换至待机模式、打开或关闭一个或多个负载、或者将相应控制信号传输至分配至负载的合适开关部件。

电功率是每次作为电能被汲取或输送的功率。功率以瓦来测量。由于一个或多个负载的功率是下面所感兴趣的，因而术语“功耗”用于由负载汲取的功率。

在本发明的范围内，场景被理解为基于预定义或可预定义情形或活动的、住宅单元的或住宅单元的一部分的至少一个可控负载、优选地多个或全部可控负载的电路状态。

调用场景是指所有可控负载或其相关联的开关部件的一般寻址，每个负载或其相关联开关部件知道它的期望行为并根据调用场景来调节功耗。这可以涉及例如房间中的所有灯具或者设施中的所有负载并且还可以应用至随后插入的负载。它们可以已经知道标准行为并且在调用场景时相应地反应。

有关房间的场景，例如照明或阴影氛围，或者针对整个设施的总体场景，例如进来、离开、呼叫、应急、睡眠、唤醒等可以由用户调用。这些场景可以由自动机器在特定情形发生时调用以例如指示存在或在傍晚自动切换照明。场景也可以由用户特别地基于他的活动来调用。在该情况下，场景通常描述用户习惯。例如，“电视”场景可以被定义，其开启TV、将背景照明切换至100％、将起居室的天花板照明调暗至50％、关闭百叶窗并且不进一步影响住宅单元中的其他负载。“离开”场景可以意味着例如完全关闭住宅单元中的负载，在该情况下，个别的负载，例如电冰箱不受该场景影响。在负载被关闭的同时，“离开”场景还可以启动例如警报系统。“应急”场景可以例如以以下方式定义：住宅单元中的所有灯具在该情况下达到它们的最大亮度，而其他负载不被影响。在该情况下，场景不依赖于负载电路。场景不是包括预定义数量的负载，而是包括实际上住宅单元中的所有负载，在该情况下，场景仅影响个别负载的状态景。不言而喻，各个场景可以被任意命名。

在根据本发明的用于记录住宅单元的功耗数据的方法中，负载电路的功耗由监测单元独立测量和记录。监测单元将以这种方式确定的功耗分配至已经被设置的场景。在该情况下，住宅单元包括具有至少一个负载电路的配电器。至少一个负载被配置在每个负载电路中，住宅单元的至少一个负载单独可控。至少一个负载电路具有用于测量负载电路中消耗的功率的部件。另外，住宅单元具有监测单元，其基于预定或可预定场景来控制负载。在该情况下，被控负载对于监测单元来说不需要是已知的。例如，负载可以以以下方式配置：其在“离开”场景中关闭和/或在“应急”场景中自动切换至其全部功率。功耗的测量可以容易地被分配至已经设置的场景。现在例如可以精确地分析例如上述“电视”的场景的功耗，并为该场景分配功耗。该分配由于在时间上关联新场景的控制和住宅单元的功耗的相应改变而变为可能。因此，可以识别所谓的“高能耗”场景并且可以避免或优化它们。例如，常规的灯泡可以用LED灯具代替。

预定或可预定场景被存储在监测单元中。这些存储的场景可以在监测单元中依次被选择并获取。在该情况下，场景可以直接由监测单元例如使用预编程或可预编程的时间序列来直接选择，或者可以使用致动单元从外部选择。致动单元可以是例如连接至监测单元的按钮。这种按钮可以被直接配置在负载电路中或者例如经由无线电或其他传输通道连接或可以连接至监测单元。

监测单元可以是独立元件的形式，可以集成在路由器中，可以复制在用于测量负载电路中消耗的功率的一个或多个部件中，可以复制在连接或可以连接至测量部件的PC中，等等。

根据特定场景至功耗的分配，功耗的改变也可以被分配至场景的改变。例如，可以检测从“电视”场景至“阅读”场景的改变，在后者中，仅沙发处的落地灯在操作。因此，用户识别到例如与“阅读”场景相比，“电视”场景消耗几乎两倍的功率。

场景可以跨越负载电路被设置。“电视冷”场景例如可以不仅包括“电视”场景的分配至同一负载电路的负载，还包括具有至400V的单独三相电连接的空调装置。例如，经由扩展电缆连接至特别地在另一房间中的另一负载电路的风扇也可以被分配至“电视冷”场景。

各个场景的功耗和/或它们的和可以以图形和/或以文本的形式表示。不同的表示可能性可以想到用于该目的；例如，可以记录简单的时间/功率图。各个活动场景还可以例如实时表示为圆圈，圆圈的大小与当前功耗有关。不言而喻，其他类型的表示也是可以想到的。

此处以及以下，文本形式的表示也被理解为意味着推送消息形式的通知。

功耗的改变可以利用与改变场景有关的消息以图形表示。如果例如“电视”场景关闭，则功率曲线中260W的相应下降可以利用消息附加地标记，例如以对话框“电视关闭，-260W”的形式。从利用260W的“电视场景”至利用100W的“阅读”的改变之后可以例如由“电视关闭，阅读开启，-160W”表示。另外，可以使用不同的颜色来指示功率增加或功率降低。

除了负载电路的功耗以外，也可以记录各个负载的功耗。为此，负载可以具有内部或外部开关部件，其直接记录功率并将其发送至监测单元。不言而喻，记录各个负载的功率的其他可能方式也是可想到的。在该情况下，数据可以经由电源线以有线方式直接传输，例如在WO2011/039334A2中所述，或者经由任何其他传输介质传输。

各个负载的功耗也可以以图形和/或以文本的形式表示。如果负载的功耗被确定，则场景的功耗可以被容易地优化。例如，可以认识到，最大功耗在“电视”场景中来自天花板照明。因此，用户可以决定是否通过将天花板照明调暗至50％，例如或者甚至将其完全关闭来优化“电视”场景。此外，利用LED替换常规的白炽灯部件是可想到的。同样，还可以识别的是，到针对“电视”场景还手动连接例如阅读灯的附加负载的情况。改变的测量功耗可以相应地例如用对话框“阅读灯开启，起居室，+50W”标明。如果连接了至今为止未知的负载，则其可以被标记例如“未知负载开启，起居室，+75W”。可想到的是，新负载已经被以以下方式预设：其已经识别到“离开”和“应急”场景或标准定义的其他场景，并在调用这些场景时相应地运行。负载电路的功耗可以被确定并分配至场景，不管是否所有负载是已知的。如果未知负载设置有用于记录其功耗的开关部件，则该测量的功耗也可以被传输至监测单元。如果不存在这种开关部件，则场景的功耗在负载电路中确定。未知负载的功耗之后可以例如从场景的当前功耗和之前确定的功耗之间的差来确定。

住宅单元的消耗数据，特别是各个负载电路和/或各个负载和/或各个场景的功耗可以，特别地经由因特网，从监测单元传输至外部装置。因此，消耗数据可以进一步在外部装置中被控制、监测、表示、分析和/或处理。例如，成本核算可以由此基于各个场景和/或各个负载来创建。诸如智能手机、平板电脑或其他装置的装置也可以通过连接至因特网的方式连接。因此，用户无论其位置在哪都能在任意时间获取其住宅单元的消耗数据。不言而喻，监测单元必须连接至因特网来用于该目的。例如，监测单元可以集成在已知的路由器中或者可以作为软件包或应用程序安装在路由器或独立的计算机中。同样可想到的是，例如，网络操作者能够使用该数据来用于容量规划。

消耗数据也可以在外部装置上如上所述特别地以图形和/或文本的形式表示。

根据本发明的用于控制、特别地远程控制住宅单元的方法包括控制监测单元，监测单元特别地经由因特网连接或能够连接至控制装置，各个场景被选择并且住宅单元中的负载被相应地控制。在该情况下，住宅单元包括具有至少一个负载电路的配电器。至少一个负载被配置在每个负载电路中，这些负载中的至少一个单独可控。至少一个负载电路具有用于测量负载电路中消耗的功率的部件。住宅单元还具有监测单元，其基于预定或可预定的场景来控制负载。因此，利用控制装置，例如智能手机、平板电脑或按钮，场景的选择可以通过相应地控制住宅单元的负载来实现。

此处及以下，控制住宅单元被理解为以下事实：选择各个场景并且根据所选择的场景来控制负载。控制同样也理解为直接开启/关闭或者调节各个负载并且设置或修改场景。

负载电路的功耗可以被监测单元单独地测量和记录。监测单元可以将所测量的功耗分配至已经设置并且因此是已知的场景。这使得可以比较特定场景的功耗。用户可以将他的行为改变为更节约的行为。

还可以想到的是，各个负载的功耗被单独记录并传输至监测单元。

住宅单元的消耗数据，特别是各个负载电路和/或各个负载和/或各个场景的功耗可以从监测单元传输至控制装置。因此，不仅来自控制装置的控制是可以的，而且，消耗数据还可以在控制装置中被分析。相应的软件或应用程序例如可以安装在控制装置中来用于该目的。如果消耗数据对于网络操作者可用，则网络操作者可以例如通过有意地关闭或阻止场景和/或负载来避免容量瓶颈或功率尖峰。

消耗数据可以在控制装置上特别地如上所述以图形和/或文本的形式表示。可想到的是，用户以与他的需求或偏好相对应的方式来表示和可视化消耗数据。

至少一个场景可以使用控制装置来配置。因此，可想到的是，不仅预定义场景能够被选择和触发，而且负载设置能够被添加至场景或从场景移除，或者负载的功耗能够被适配。用于优化他的功耗的所有可能性对于用户都是可行的。

根据本发明的计算机程序产品可以被直接加载至数字计算机的内存中，并包括可以用于在产品在计算机上运行时执行如上所述的步骤的软件片段。这种计算机程序可以被例如从因特网下载至智能手机或平板电脑上作为应用程序。计算机程序产品允许使用预设场景来控制住宅单元。然而，各个场景也可以被修改和/或各个负载可以被控制。另外，功耗数据的图形表示是可想到的。这种计算机程序产品可以通过本领域技术人员以常规编程语言以本质上已知的方式来编程。

根据本发明的用于装备或改造住宅单元从而能够执行如上所述的方法的方法，包括任意期望组合的以下方法中的一个或多个：

-将可控开关部件安装在一个或多个负载中和/或安装可控负载，

-将用于测量消耗功率的部件安装在一个或多个负载电路中，

-安装监测单元，其以以下方式配置：监测单元基于预定或可预定场景控制负载并记录负载电路和/或负载的功耗以及将功耗分配至已经设置的场景。

附图说明

以下使用仅示出示例性实施例的附图来详细描述本发明。在附图中：

图1示出用于执行根据本发明的方法的建筑物供电系统，

图2示出建筑物供电系统的瞬时功耗的时间/功率图，

图3示出每个所使用场景的耗能的条形图，以及

图4示出控制装置上的以球形图表示的瞬时功耗的示图。

具体实施方式

图1示出用于执行根据本发明的方法的建筑物供电系统1。从具有电表3的系统接入口2开始，配电器4位于建筑物中。在该配电器4中，AC电压网络在各个负载电路7之间划分，每个负载电路7具有其自己的保险丝5和测量部件6，测量部件6是用于测量在负载电路7中消耗的功率的电表的形式。在常规建筑物电缆中，每个负载电路7大致对应于一个房间，在该情况下，各个装置，例如烤箱、洗衣机或电加热系统通常具有其自己的负载电路。在每个负载电路中，负载9直接地或经由可控开关部件8连接。

测量部件6经由RS-485总线相互连接。监测单元10也附加地配置在配电器4中并且同样连接至负载电路7的各个测量部件6。每个测量部件6将在其负载电路7中所测量的功耗经由RS-485总线实时传输至监测单元10。不言而喻，也可以使用另一数据连接件来代替RS-485总线。监测单元10具有用于以太网或至因特网的连接件，从而监测单元10可以连接至外部装置。单独可控的开关部件8和/或负载9本身以以下方式装备：它们可以确定本身的功耗并且可以将其传输至它们的负载电路7的测量部件6。因此，测量部件6可以将功耗的自身测量值传输至监测单元10，和/或转发从负载9或可控开关部件8传输的各个值的和和/或各个值。

所谓的场景现在被存储在监测单元10或各个测量部件6中。这些场景可以通过控制装置或通过按钮来选择，并且之后可以通过监测单元来调用。例如，监测单元10可以调用第一“电视”场景，其开启电视、将背景照明调暗至50％并将起居室中的天花板照明调暗至80％。在该情况下，不是所有负载9必须被配置在同一负载电路7中。例如，电视和背景照明可以被分配至第一负载电路7，而天花板照明被分配至第二负载电路。因此，第一和第二负载电路的测量部件6将“电视”场景的功耗在第一负载电路中记录为160W并将“电视”场景的功耗在第二负载电路中记录为100W。这两个值被传输至监测单元10，其将功耗相加并将260W分配至第一“电视”场景。现在可以以类似的方式定义另外的场景，例如“在沙发上阅读”、“在床上阅读”、“烹饪”、“吃饭”、“浪漫晚餐”、“在办公室工作”等。每个单独场景调用之后将各个负载电路7中的相应负载9开启或关闭，或者在灯具的情况下，将其调暗至特定亮度。独立于各个负载9针对每个负载电路7分别记录功耗，并且将功耗传输至监测单元10，监测单元10将功耗分配至已经设置的各个场景。

可替换地或另外地，每个负载9的功耗还可以被记录并且可以传输至监测单元10。功耗可以被单独地和/或以和的形式考虑，即例如针对每个负载9，针对每个负载电路7，针对每个场景或针对每个住宅单元1，并且可以在显示器上表示。

图2示出建筑物供电系统1的瞬时功耗12的时间/功率图。在该情况下，进行的时间被绘制在x轴上，并且功耗被绘制在y轴上。功耗12的曲线被实时地持续更新，并且功耗的每个改变使用状态消息13注释。因此，用户立即知道改变的功耗的原因。不言而喻，所示出的消耗曲线仅是无数表示可能性的一个示例，并且其他类型的表示也是可想到的。特别地，其他状态消息也是可想到的；例如，不仅可以展现功耗的改变，还分别表示所有激活的场景。在该情况下，状态消息中的文本可以以任何期望方式配置，并且各个场景可以被任意命名。

所示的时间/功率图可以在住宅单元中，例如在起居室中永久安装的装置上直接表示。为此，该装置直接连接至监测单元10(见图1)或者监测单元10直接具有用于显示时间/功率图的显示器。可替换地，所示出的时间/功率图还可以显示在便携式装置上，例如智能手机、平板电脑或笔记本电脑上。至监测单元的连接之后优选地经由因特网执行。

图3示出每年所使用的每个场景所消耗的电能14、14’的条形图。这是用于可视化功耗的另一表示形式。不言而喻，各个场景可以被单独标记。用户立即认识到哪个场景在一年中消耗了最多的电能14。该能耗一方面产生于使用相应场景的时间段以及场景的功耗。因此，用户可以考虑相应场景的使用持续时间是否实际上需要或者场景的功耗是否可以被优化。例如，场景的功耗可以通过巧妙地关闭各个负载或者通过利用LED灯具来代替卤素灯而降低。场景的改变可以通过例如突出的能耗14’在条形图中直接表示。例如，场景7仅通过将卤素照明部件替换为新的LED照明部件而将年消耗电能从1050kWh减少至350kWh。

图4示出控制装置11上的以圆形图表示的住宅单元的瞬时功耗的示图。控制装置是例如智能手机、平板电脑或笔记本电脑。所使用的场景的瞬时功耗直接由圆圈15的大小表示。用户立即认识到哪个场景在住宅单元中是活动的并因此贡献于住宅单元的总功耗。还可以另外地输入实际值。用户还一眼看出哪个场景引起了最大的功耗并且可以在必要时进行影响。在所示示例中，场景4消耗了990W。不言而喻，各个场景可以被单独标记。例如，代替“场景4”，场景4还可以标记为“在办公室中工作”。与该场景相关的详细信息，诸如具有相应功耗的各个负载9(见图1)可以通过例如选择相应的场景来表示。不被需要的负载可以从场景中排除，或者它们的消耗可以降低。例如，灯具可以被调暗。因此，可以高效地监测并直接影响各个场景以及整个住宅单元的功耗。

Claims (14)

1.一种用于记录住宅单元的功耗数据的方法，

-所述住宅单元包括具有多个负载电路(7)的配电器(4)，

-至少一个负载(9)配置在每个负载电路(7)中，

-其中，每个负载电路(7)从配电器(4)分支并通向一个或多个负载(9)，

-每个负载电路(7)具有用于测量所述负载电路(7)中的所有负载消耗的总功率的部件(6)，

-所述住宅单元具有监测单元(10)，其基于预定或可预定场景来控制所述负载(9)，

-至少一个负载(9)单独可控，

-场景是基于预定义或可预定义情形或活动的、住宅单元的至少一个可控负载的电路状态，

-所述负载电路(7)的功耗被单独测量和通过所述监测单元(10)记录，并且所述监测单元(10)将所确定的功耗分配至已经设置的场景。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功耗的改变被分配至所述场景的改变。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述场景能够跨越所述负载电路被设置。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各个场景的功耗和/或功耗的和以图形和/或文本的形式表示。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功耗的改变利用与改变的场景有关的消息(13)以图形表示。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各个负载(9)的功耗被记录。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述住宅单元的消耗数据从所述监测单元传输至外部装置(11)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述功耗数据在所述外部装置(11)上以图形和/或文本的形式表示。

9.一种用于控制住宅单元的方法，

-所述住宅单元包括具有多个负载电路(7)的配电器(4)，

-至少一个负载(9)配置在每个负载电路(7)中，

-至少一个负载(9)单独可控，

-其中，每个负载电路(7)从配电器(4)分支并通向一个或多个负载(9)，

-每个负载电路(7)具有用于测量所述负载电路(7)中的所有负载消耗的总功率的部件(6)，

-所述住宅单元具有监测单元(10)，其基于预定或可预定场景来控制所述负载(9)，

-场景是基于预定义或可预定义情形或活动的、住宅单元的至少一个可控负载的电路状态，

-所述负载电路(7)的功耗被单独地测量和通过所述监测单元(10)记录，并且所述监测单元(10)将所确定的功耗分配至已经设置的场景，

-所述监测单元(10)连接或能够连接至控制装置(11)，并且通过所述控制装置控制或能够通过所述控制装置控制，各个场景被选择，并且所述住宅单元中的负载(9)相应地被控制或能够被控制。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述住宅单元的消耗数据从所述监测单元(10)传输至所述控制装置(11)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述消耗数据在所述控制装置(11)上以图形和/或文本的形式表示。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个场景使用所述控制装置(11)来配置。

13.一种数字计算机的内存，其加载有计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于在该产品在计算机上运行时执行根据权利要求1-8和/或9-12中任一项所述的步骤的软件片段。

14.一种用于装备或改造住宅单元从而能够执行根据权利要求1-8和/或9-12中任一项所述的方法的方法，包括任意期望组合的以下步骤中的一个或多个：

-将可控开关部件(8)安装在一个或多个负载(9)中和/或安装可控负载(9)，

-将用于测量消耗功率的部件(6)安装在一个或多个负载电路(7)中，

-安装监测单元(10)，其以以下方式配置：所述监测单元(10)基于预定或可预定场景控制所述负载(9)并记录所述负载电路(7)的功耗以及将所述功耗分配至已经设置的场景。