EP2261585A2 - Kühl- und/oder Gefriergerät - Google Patents

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Publication number
EP2261585A2
EP2261585A2 EP10005537A EP10005537A EP2261585A2 EP 2261585 A2 EP2261585 A2 EP 2261585A2 EP 10005537 A EP10005537 A EP 10005537A EP 10005537 A EP10005537 A EP 10005537A EP 2261585 A2 EP2261585 A2 EP 2261585A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
refrigerator
control
freezer
energy signal
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10005537A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2261585A3 (de
Inventor
Thomas Ertel
Michael Schick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Original Assignee
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH filed Critical Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Publication of EP2261585A2 publication Critical patent/EP2261585A2/de
Publication of EP2261585A3 publication Critical patent/EP2261585A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/006—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cold storage accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/02—Sensors detecting door opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/14—Sensors measuring the temperature outside the refrigerator or freezer

Definitions

  • the invention relates to a refrigerator and / or freezer
  • Time-based electricity tariffs are being pushed forward politically and could become mandatory in a few years' time, as electricity consumption can be better utilized and power generation costs reduced by optimizing the consumption of electricity over time. Therefore, it is desirable to move most of the energy consumption of devices as possible into the night hours. This would reduce the energy costs for operating various household appliances, including refrigerators, for time-dependent electricity tariffs.
  • Cooling devices of the prior art orient their cooling capacity (and thus their instantaneous power consumption) at the internal temperature in order to achieve optimum storage conditions. Variable electricity tariffs can not be used in this way.
  • Cooling devices with heat accumulators are also known from the prior art.
  • the DE 38 06 205 C2 describes a refrigerator, which has a heat storage.
  • This cooling unit is designed to consume power by adjusting the operation to the ambient temperature averaged over a period of time.
  • the usable space is above a certain ambient temperature under power consumption via an evaporator, and cooled below via a heat storage.
  • the DE 27 26 954 A1 discloses a cooling device, which has a latent heat storage to keep the temperature of the cooling device Stromtarifconnect below a maximum value.
  • a disadvantage of refrigerators off DE 27 26 954 A1 is the low flexibility, with only a distinction between the on and off state of the refrigeration unit (full or no power) and a yes / no decision between cheaper and more expensive electricity tariff. When the capacity of the aggregates is exhausted, normal operation takes place in the expensive period until the cheap period starts again.
  • the present invention has for its object to provide a refrigerator or freezer that allows the most cost-saving or resource-saving operation.
  • the refrigerator and / or freezer is designed with at least one power consumer, as well as at least one memory which forms a part of the device or with which the device is connectable or in communication, wherein in the memory at least one time-dependent Energy signal stored or can be stored and wherein the device has at least one control or control unit or is connected to this or connectable, which is designed such that it carries out the control or control of the device operation, taking into account the stored energy in the memory signal.
  • the energy signal can represent a standardized signal on the part of the energy supplier or can also be adapted individually by the consumer.
  • the energy signal for the efficient operation of electrical equipment includes important data, such as the current electricity price, the current CO 2 emissions per unit of energy generated, the network load or other relevant values of energy production and distribution. Since these values fluctuate, eg due to renewable energies depending on weather conditions, the device can apply its control algorithm to this data and thus minimize energy costs and / or CO 2 emissions.
  • a time-dependent temperature curve is stored for each regulator position, which is optimized for the daytime course of the energy signal.
  • control algorithm stores time-dependent cooling power profiles. These are optimized by the algorithm on the basis of various parameters and / or other data inputs. Thus, the power consumption under a variety of boundary conditions and requirements can be determined and optimized in advance.
  • These cooling performance profiles in one embodiment in their digital form, may take the form of polynomials with cooling performance as a dependent variable and time as an independent variable.
  • the central parameter of the algorithm is the internal temperature of the working space. This is either set by the user or can be varied within a certain range depending on the application.
  • the algorithm can set a maximum and / or minimum temperature which may not be exceeded or fallen short of. Furthermore, a maximum fluctuation range of the temperature, also a time-dependent fluctuation range, can be determined.
  • the invention comprises an embodiment, which can be selected via input to the operating device of the device or on an electronically connected control panel between constant temperature and maximum cost savings, continuously or with any intermediate stages. This achieves optimum adaptation to short-term or long-term storage and to the type of stored goods.
  • the optimization preferably takes place on the basis of the energy signal on a percentage scale from 0% (constant temperature) to 100% (complete optimization) and / or particularly preferably on a scale with at most 10 steps.
  • the running time of the refrigeration unit and / or the loading state of the power and / or heat storage are also taken into account in the control algorithm.
  • the course of the energy signal during the course of the day is stored in the device electronics.
  • This deposit can be made via the user or an employee of the energy provider or the device provider via a data interface (for example via USB) or via the display and the operating devices of the device according to the specifications of the energy provider.
  • the device can receive the energy signal, ie the data of the energy costs or via the CO 2 emission, via a, inter alia, wireless data connection (WLAN, Powerline, Bus, GSM ...) from a server.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the control electronics be executed with an internal, absolute clock.
  • the time signal can be transmitted together with the tariff data.
  • the outside temperature can also serve as a parameter for the control algorithm. This can easily be measured by an outdoor thermometer and, if necessary, averaged over a user-defined period of time.
  • electronics are also provided which generate independent forecasts on the basis of temperature data from the past, which are evaluated according to specific patterns and support the control algorithm when creating the cooling power profiles.
  • An apparatus according to the invention also includes such embodiments in which forecast data for the near future (such as weather reports) can be fed manually or preferably online into the control algorithm in order to further optimize the energy utilization for the following days.
  • the number of door openings in a daytime period also contributes significantly to the temperature in the usable space and the required cooling capacity.
  • the occurrence of door openings usually has a certain regularity in a household. Thus this number can be statistically ascertained depending on the time of day and the statistics of the door openings can also be taken into account by the control algorithm.
  • the loading of the working space also has an influence on its cooling requirements.
  • the algorithm according to the invention can also take into account the loading. It is also conceivable in one embodiment that the algorithm takes into account inputs according to which the device should not use any current in a certain period of time, for example for acoustic reasons or due to a temporary disconnection of the power supply.
  • the device detects its own power or CO 2 consumption, determines the cost or the CO 2 emissions and displays on the display of the device.
  • the device receives data from a power company via a so-called smart meter or other electronic assembly (eg digitalStrom) that logically between the electronics and the intelligent meter, the device can also receive energy costs via this meter and determine the total costs or other energy-relevant data itself. Forecasts of operating costs and other relevant values of energy production and distribution at various intermediate stages between maximum temperature stability in the workspace and maximum cost savings are also possible based on algorithmic cooling performance profiles. This, in turn, allows the user to match the quality of the cooling to a target for the total cost or energy efficiency of the device, and not just vice versa.
  • One or more heat and / or electricity storage can be permanently integrated in the unit or enclosed loose.
  • suitable stores include sensitive heat storage, latent heat storage, thermochemical heat storage or sorption storage.
  • latent heat accumulators are used as the heat accumulator.
  • the storage media of the latent heat storage have a phase transition temperature of slightly below the nominal temperature of the work space.
  • the melting temperature of the storage medium should be in the range between about 5 ° C above and about 10 ° C below, preferably between about 2 ° C above and about 5 ° C below, and more preferably between about 1 ° C above and about 3 ° C below the nominal temperature of the device are.
  • a latent heat storage designed for a value below the nominal temperature has a larger Flexibility in setting the desired temperature for the work space allowed, however, the temperature setting will be subject to greater fluctuations. In one embodiment of the invention, therefore, several latent heat storage with different storage media in the same space are used. Typical values for setpoint temperatures are, for example, 5 ° C (refrigerators) or -18 ° C (freezers).
  • refrigerators or freezers have electricity storage.
  • power storage for example, offer batteries, electrolyzers, fuel cells or capacitors. These are preferably charged in phases with favorable energy signal and give off electrical energy in periods with unfavorable energy signal. This allows, in contrast to the latent heat storage, especially an energy storage, which is independent of the internal temperature, and an operation of electrical components of the device, such as meters, control units or screens.
  • the algorithm regulates only a portion of the device, in a combined refrigerator with freezer, for example, only the refrigerating compartment, the freezer compartment or the cold storage compartment.
  • an apparatus according to the invention can have different control algorithms for different subregions. This also applies to the type and distribution of heat and / or electricity storage, which may be generally freely distributed within a useful space and / or over several cold rooms and are freely combinable, should this be expedient.
  • a plurality of energy signals can be taken into account in parallel and / or optionally weighted by the control and regulation unit if necessary.
  • the electronic components for the detection of the energy signal and its at least partial evaluation and analysis at least Partially be outsourced into an external module and connected to a refrigerator or freezer or connected.
  • the devices can be easily retrofitted or expanded.
  • control and regulation unit comprises at least one P and / or I and / or PI and / or PD, and / or ID and / or PID controller.
  • the regulation and control unit is designed such that at least one offset value can be determined from the energy signal by means of a control algorithm. Additionally or alternatively, it can be provided that at least one offset value can be determined from the setpoint and / or the actual temperature of the refrigerator or freezer. The offset values influence the actually used switching values for controlling the specific device components.
  • the offset value can represent a control-technical possible deviation of the actual shift value by the offset value, as a result of which an optimized operation of the refrigerator or freezer can be achieved. This corresponds for example to the definition of an allowable tolerance range for the switching value of the refrigerator or freezer.
  • the offset preferably allows a deviation of the switching value in the positive as well as in the negative direction.
  • At least one offset value and / or the sum of the offset values can be limited according to corresponding specifications and / or can be added to at least one switching value of the refrigerator or freezer. If appropriate, at least one offset value or the sum of the offset values may be weighted by the set utilization of the optimization.
  • the control algorithm it is advisable to extend the control algorithm to the defrost heater. It is advantageous to activate the heater at a time with favorable energy signal or to start a defrosting phase.
  • a shift in defrosting may preferably be permitted only in the direction of earlier times, wherein the maximum value of the shift is limited.
  • the control algorithm can also be changed in such a way that a shift is only permitted in the direction of later times, whereby this shift can also be limited.
  • the shift of the defrost phase can also be limited only in the direction of earlier and later times.
  • FIGS. 1 and 2 Information on embodiments of a refrigerator and / or freezer according to the invention are shown, wherein the energy signal represents information about the current electricity tariffs.
  • a first query in FIG. 1 refers to whether at the moment the electricity tariff is below or above average. This query relates the current electricity price of a clock and a table or online. If the instantaneous rate to be below average, so it is first checked whether the instantaneous internal temperature T set above the range T - T low to between the target temperature T and the defined as the lower limit temperature T is low. If this is the case, the refrigerator is operated in normal operation to cool down in this area. If this is not the case, the operation is continued via the experimentally determined cooling performance profile for the economy time with running and standing times t off, low and t on, low .
  • the instantaneous rate to be higher than average it is checked whether the instantaneous internal temperature T over the range T to T + High between the desired temperature is T and the predetermined upper limit temperature T is high. If this is the case, the refrigerator is operated in normal operation to cool down in this area. If this does not apply then the operation will be over that of the algorithm Experimentally determined cooling performance profile with running and stopping times t off, high and t on, high continued.
  • the temperature corridor in the range T - T Low to T - T High is determined by the user's specifications regarding the desired cost savings.
  • the times t off, loW , t on, low , t off, high and t on, high to be protected are determined experimentally and are in the range of approximately 5 to 1000 minutes.
  • the electronics in FIG. 2 first collects tariff data K online from the energy supply company (top left), connects them with the current time, statistically evaluates the tariff data over a period of 24 hours and thus receives a profile of tariff data. A user then specifies certain parameters such as the desired economy or allowable temperature corridor T High to T Low . This entry can be changed at any time.
  • An external air sensor generates an outdoor temperature profile T over a period of 24 hours and a constantly updatable heat input Q, which is influenced by temperature differences and the quality of the insulation.
  • An additional heat input is estimated by the time-dependent measurement of the door openings and the subsequent statistical evaluation (top right).
  • the specifications are used by the algorithm to create a cooling performance profile that is implemented and iteratively optimized and adjusted by measuring the trend in the temperature history (below).
  • FIG. 3 shows the stored or received time course of the energy signal.
  • the energy signal represents a two-stage electricity tariff, the first stage of which has a low energy signal and symbolizes a low-cost electricity tariff, and whose second stage has a high energy signal, which is associated with a high electricity tariff.
  • the control of the refrigerator or freezer takes place with an odd number of cycles per day.
  • By cleverly selected switching times can be a duty cycle more fall in the low tariff than in the high tariff.
  • a total of 5 cycles are optimized for cooling the device (switch-on phases) per day to the respective energy signal state. In concrete terms, this means that during the phase with low energy signal, three cycles (switch-on phases) are switched for cooling the device, with only the two being switched during the phase with a high energy signal.
  • the optimized regulation of the refrigerator or freezer responds to the incoming energy signal that the values calculated by an algorithm for raising and / or lowering the switch-on and switch-off values leads to changed running times of the refrigeration unit with an energy consumption optimized with respect to the energy signal.
  • the required components for receiving the energy signal and the algorithm for its at least partial evaluation are preferably integrated in the device electronics. This calculates the raising and lowering of the switch-on and switch-off values on the basis of the received energy signal and takes these values into account when controlling the device.
  • FIG. 4 Another embodiment of the refrigerator and / or freezer according to the invention follows an alternative control algorithm of the control and regulation unit of the device, based on FIG. 4 will be explained in more detail.
  • the necessary components for receiving the energy signal and the algorithm for its evaluation are alternatively integrated into an outsourced module (energy efficiency box), which communicates with the device electronics via a communication protocol.
  • the module calculates the raising and lowering of the switch-on and switch-off values on the basis of the received energy signal and forwards them to the device electronics by means of a transfer protocol, which takes these values into account when controlling the refrigerator or freezer.
  • the retrofittable energy efficiency box receives the energy efficiency signal (energy signal) from a power supply company via a data connection for a certain period of time. From this period, an algorithm based on a PID controller calculates the offset values. Another PID controller reads the actual and set temperature from the device electronics and calculates offset values from it as well. The offset values of both PID controllers are added together, limited according to specifications and then transmitted to the device electronics. The device electronics calculates the switching values of the device depending on the utilization of the optimization desired by the customer, taking into account the offset values obtained. These switching values are also limited according to specifications. This ensures a safe function of the device.
  • energy efficiency signal energy signal
  • Another PID controller reads the actual and set temperature from the device electronics and calculates offset values from it as well.
  • the offset values of both PID controllers are added together, limited according to specifications and then transmitted to the device electronics.
  • the device electronics calculates the switching values of the device depending on the utilization of the optimization desired by the customer, taking into account the offset values obtained. These switching
  • the dynamics of the energy efficiency signal influences the time constants of the controller used. As a result, it is possible to react to the change of the signal at different speeds.
  • the electronics of the efficiency box can also be integrated into a single module of the appliance electronics of the refrigerator or freezer.
  • the offset value is determined from a table that depicts a temperature offset based on the incoming energy signal. Furthermore, the average value is taken into account via the energy signal in the determination of the offset.
  • the obtained offset value is limited by the stored absolute maximum and minimum switch-on and switch-off values, as in FIG. 4 weighted with the use of optimization k and added to the switching value of the device electronics.
  • the control algorithms of FIGS. 4 and 5 Of course, you can work in parallel in a refrigerator or freezer.
  • the control algorithm it is advisable to extend the control algorithm also on the defrost heater. It is advantageous to activate the heater at a time with favorable energy signal or to start a defrosting phase. For the function of the device it is important that the defrosting phase is not delayed too late.
  • the rule of the FIGS. 4 or 5 controls in this embodiment the time shift of the defrosting phase.
  • An early defrost should be carried out as far as possible with a favorable energy signal.
  • the parameters taken into account in the calculation are changed by adding further values as a function of the current energy signal FIG. 6 is to be taken explicitly.
  • a change in the period between defrosting periods may be less than ⁇ 20%, which may optionally be limited to a period of less than ⁇ 10%.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Stromverbraucher, sowie mit wenigstens einem Speicher, der einen Bestandteil des Gerätes bildet oder mit dem das Gerät verbindbar ist oder in Verbindung steht, wobei in dem Speicher wenigstens ein zeitabhängiges Energiesignal abgelegt bzw. ablegbar ist und wobei das Gerät wenigstens eine Regelungs- oder Steuerungseinheit aufweist oder mit dieser verbunden oder verbindbar ist, die derart ausgeführt ist, dass sie die Regelung oder Steuerung des Gerätebetriebes unter Berücksichtigung des in dem Speicher abgelegten Energiesignals vornimmt bzw. optimiert.

Description

    Die Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät
  • Zeitabhängige Stromtarife werden politisch vorangetrieben und könnten in einigen Jahren verpflichtend eingeführt werden, da durch den zeitlich optimierten Verbrauch von elektrischer Energie Kapazitäten in der Stromerzeugung besser genutzt und Stromentstehungskosten gesenkt werden können. Daher ist es wünschenswert, den Großteil der Energieaufnahme von Geräten möglichst in die Nachtstunden zu verschieben. Dies würde bei zeitabhängigen Stromtarifen die Energiekosten zum Betrieb verschiedener Haushaltsgeräte, unter anderem auch Kühlgeräte, senken.
  • Kühlgeräte aus dem Stand der Technik orientieren deren Kühlleistung (und damit deren momentanen Stromverbrauch) an der Innentemperatur, um optimale Lagerbedingungen zu erzielen. Variable Stromtarife können so nicht genutzt werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind auch Kühlgeräte mit Wärmespeichern bekannt. Die DE 38 06 205 C2 beschreibt ein Kühlgerät, welches einen Wärmespeicher besitzt. Dieses Kühlgerät ist so konzipiert, dass der Stromverbrauch durch Anpassung des Betriebes an die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Umgebungstemperatur erfolgt. Der Nutzraum wird oberhalb einer gewissen Umgebungstemperatur unter Stromverbrauch über einen Verdampfer, und unterhalb über einen Wärmespeicher gekühlt.
  • Die DE 27 26 954 A1 offenbart ein Kühlgerät, welches einen Latentwärmespeicher besitzt um die Temperatur des Kühlgerätes stromtarifabhängig unterhalb eines Maximalwerts zu halten. Ein Nachteil der Kühlgeräte aus DE 27 26 954 A1 ist die geringe Flexibilität, wobei nur zwischen dem Ein- und Auszustand des Kühlaggregats (volle oder keine Stromversorgung) unterschieden wird und eine ja/nein Entscheidung zwischen billigerem und teurerem Stromtarif erfolgt. Wenn die Kapazität der Aggregate erschöpft ist, erfolgt in der teuren Periode normaler Betrieb bis die billige Periode wieder einsetzt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- oder Gefriergerät zu schaffen, das einen möglichst kostensparenden bzw. resourcenschonenden Betrieb ermöglicht.
  • Dieses Ziel wird mit einem Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 erreicht.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Stromverbraucher ausgeführt ist, sowie mit wenigstens einem Speicher, der einen Bestandteil des Gerätes bildet oder mit dem das Gerät verbindbar ist oder in Verbindung steht, wobei in dem Speicher wenigstens ein zeitabhängiges Energiesignal abgelegt bzw. ablegbar ist und wobei das Gerät wenigstens eine Regelungs- oder Steuerungseinheit aufweist oder mit dieser verbunden oder verbindbar ist, die derart ausgeführt ist, dass sie die Regelung oder Steuerung des Gerätebetriebes unter Berücksichtigung des in dem Speicher abgelegten Energiesignals vornimmt.
  • Durch einen zeitlich optimierten Verbrauch von elektrischer Energie können Kapazitäten in der Stromerzeugung besser genutzt werden.
  • Das Energiesignal kann gegebenenfalls ein standardisiertes Signal seitens der Energieversorger darstellen oder auch individuell durch den Verbraucher angepaßt werden. Bevorzugt beinhaltet das Energiesignal für den effizienten Betrieb elektrischer Geräte wichtige Daten, wie z.B. den aktuellen Strompreis, den aktuellen CO2-Ausstoss pro erzeugte Energieeinheit, die Netzlast oder sonstige relevante Werte der Energieerzeugung und -verteilung. Da diese Werte schwanken, z.B. durch erneuerbare Energien in Abhängigkeit von Wetterverhältnissen, kann das Gerät seinen Regelalgorithmus auf diese Daten anwenden und somit die Energiekosten und/oder den CO2-Ausstoss minimieren.
  • Denkbar ist es, die Kältespeicherung im Gerät so zu gestalten, dass die Energieaufnahme möglichst in Zeiten mit günstigem Energiesignal, d.h. in Zeiten mit geringen Energiekosten und/oder geringerem CO2-Ausstoss pro erzeugter Einheit, verlegt ist und somit die Energiekosten für den Betrieb des Gerätes oder die dadurch verursachte Menge an CO2 gesenkt werden.
  • Denkbar ist es ferner, das Gerät mit einer adaptiven Temperaturregelung zur Senkung der Energiekosten bei zeitabhängigen Stromtarifen auszuführen.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für jede Reglerstellung eine zeitabhängige Temperaturkurve hinterlegt wird, die auf den tageszeitlichen Verlauf des Energiesignals optimiert ist.
  • In einer Ausführungsform hinterlegt der Regelalgorithmus zeitabhängige Kühlleistungsprofile. Diese werden vom Algorithmus anhand verschiedenster Parameter und/oder anderer Dateneingaben optimiert. So kann der Stromverbrauch unter verschiedensten Randbedingungen und Anforderungen vorausschauend bestimmt und optimiert werden. Diese Kühlleistungsprofile können in einer Ausführungsform in Ihrer digitalen Form die Gestalt von Polynomen mit der Kühlleistung als abhängige Variable und der Zeit als unabhängige Variable haben.
  • Als zentrale Größe kann in den Algorithmus die Innentemperatur des Nutzraums eingehen. Diese wird vom Benutzer entweder festgelegt oder kann je nach Anwendung innerhalb eines bestimmten Spektrums variiert werden. Der Algorithmus kann eine Maximal- und/oder Minimaltemperatur festlegen, die nicht über- bzw. unterschritten werden darf. Weiters kann eine maximale Schwankungsbreite der Temperatur, auch eine zeitabhängige Schwankungsbreite, festgelegt werden. So umfaßt die Erfindung eine Ausführungsform, wobei über Eingabe an der Bedieneinrichtung des Gerätes oder an einem elektronisch verbundenen Bedienfeld zwischen möglichst gleichbleibender Temperatur und maximaler Kostenersparnis, stufenlos oder mit jeglichen Zwischenstufen gewählt werden kann. Dadurch wird eine optimale Anpassung an kurz- oder langfristige Lagerung und an die Art der gelagerten Waren erreicht. Bevorzugt erfolgt die Nutzung der Optimierung auf Basis des Energiesignals auf einer prozentualen Skala von 0% (gleichbleibende Temperatur) bis 100% (vollständige Optimierung) und/oder besonders bevorzugt auf einer Skala mit höchstens 10 Stufen.
  • In einer Ausführungsform finden auch die Laufzeit des Kälteaggregates und/oder der Beladungszustand der Strom- und/oder Wärmespeicher Berücksichtigung im Regelalgorithmus.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Geräteelektronik der Verlauf des Energiesignals im Tagesverlauf hinterlegt. Diese Hinterlegung kann über den Benutzer oder einen Mitarbeiter des Energieanbieters oder des Gerätsanbieters über eine Datenschnittstelle (z.B. über USB) oder über das Display und die Bedieneinrichtungen des Gerätes nach Vorgaben des Energieanbieters vorgenommen werden.
  • Alternativ kann das Gerät das Energiesignal, d.h. die Daten der Energiekosten bzw. über den CO2-Austoss, über eine, u.a. auch drahtlose Datenverbindung (WLAN, Powerline, Bus, GSM ...) von einem Server erhalten. Dadurch kann die Kostenstruktur online aktualisiert werden. In einer Ausführungsform kann die Regelelektronik mit einer internen, absoluten Uhr ausgeführt sein. Das Zeitsignal kann zusammen mit den Tarifdaten übertragen werden.
  • Die Außentemperatur kann ebenfalls als Parameter für den Regelalgorithmus dienen. Diese kann einfach über ein Außenthermometer gemessen und gegebenenfalls über einen benutzerdefinierten Zeitraum gemittelt werden. In einer Ausführungsform ist auch eine Elektronik vorgesehen, die selbständige Prognosen anhand von Temperaturdaten aus der Vergangenheit erstellt, die nach bestimmten Mustern ausgewertet werden und den Regelalgorithmus bei der Erstellung der Kühlleistungsprofile unterstützen. Ein erfindungsgemäßes Gerät umfaßt auch solche Ausführungsformen, in der Prognosedaten für die nahe Zukunft (wie beispielsweise Wetterberichte) manuell oder bevorzugt online in den Regelalgorithmus eingespeist werden können, um die Energieausnutzung für die folgenden Tage weiter zu optimieren.
  • Die Anzahl der Türöffnungen in einem Tageszeitraum trägt auch wesentlich zur Temperatur im Nutzraum und der benötigten Kühlleistung bei. Das Auftreten von Türöffnungen besitzt in einem Haushalt normalerweise eine gewisse Regelmäßigkeit. So kann diese Anzahl tageszeitabhängig statistisch erhoben werden und die Statistik der Türöffnungen ebenfalls vom Regelalgorithmus berücksichtigt werden. Die Beladung des Nutzraumes hat ebenfalls Einfluß auf dessen Kühlbedarf. Somit kann der Algorithmus erfindungsgemäß auch die Beladung berücksichtigen. Es ist in einer Ausführungsform auch denkbar, dass der Algorithmus Eingaben berücksichtigt, wonach das Gerät in einem bestimmten Zeitraum keinen Strom verwenden soll, zum Beispiel aus akustischen Gründen oder auf Grund einer vorübergehenden Abschaltung der Stromversorgung.
  • In einer Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass das Gerät seinen eigenen Strom- oder CO2-Verbrauch feststellt, die Kosten bzw. den CO2-Ausstoss ermittelt und über das Display des Gerätes anzeigt. Sofern das Gerät Daten von einem Energieversorgungsunternehmen über einen sogenannten intelligenten Zähler oder einer sonstigen elektronischen Baugruppe (z.B. digitalStrom), die logisch zwischen Elektronik und intelligentem Zähler betrieben wird, erhält, kann das Gerät auch über diesen Zähler Energiekosten erhalten und die Gesamtkosten bzw. sonstige Energie relevante Daten selbst bestimmen. Auch Prognosen für die Kosten unter Betrieb und für sonstige relevante Werte der Energiegewinnung und - Verteilung bei verschiedenen Zwischenstufen zwischen maximaler Temperaturkonstanz im Nutzraum und maximaler Kostenersparnis sind anhand von vom Algorithmus erstellter Kühlleistungsprofile möglich. Dies ermöglicht es wiederum dem Benutzer, die Qualität der Kühlung auch an ein Ziel für die Gesamtkosten bzw. Energieeffizienz der Gerätes anzupassen und nicht nur umgekehrt.
  • Ein oder mehrere Wärme- und/oder Stromspeicher können fest im Gerät integriert oder lose beigelegt sein.
  • Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Gefrier- bzw. Kühlgut selbst als Kältespeicher einzusetzen.
  • Denkbar ist es, den oder die Wärmespeicher und/oder den oder die Stromspeicher in Zeiten aufzuladen, in denen der Strompreis bzw. das Energiesignal vergleichsweise günstig ist.
  • Als Wärmespeicher sind alle Arten von bekannten Wärmespeichern sowie Kombinationen denkbar. So umfassen geeignete Speicher beispielsweise sensible Wärmespeicher, Latentwärmespeicher, thermochemische Wärmespeicher oder Sorptionsspeicher. In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Wärmespeicher Latentwärmespeicher verwendet. In einer Ausführungsform haben die Speichermedien der Latentwärmespeicher eine Phasenübergangstemperatur von leicht unter der Nenntemperatur des Nutzraums. Die Schmelztemperatur des Speichermediums sollte dabei im Bereich zwischen ungefähr 5 °C über und ungefähr 10 °C unter, bevorzugt zwischen ungefähr 2 °C über und ungefähr 5 °C unter, und besonders bevorzugt zwischen ungefähr 1 °C über und ungefähr 3 °C unter der Nenntemperatur des Gerätes liegen. Es ist dabei zu beachten, dass ein auf einen Wert weiter unter der Nenntemperatur ausgelegter Latentwärmespeicher eine größere Flexibilität in der Einstellung der gewünschten Temperatur für den Nutzraum erlaubt, jedoch die Temperatureinstellung größeren Schwankungen unterliegen wird. In einer Ausführungsform der Erfindung kommen daher mehrere Latentwärmespeicher mit unterschiedlichen Speichermedien im selben Nutzraum zum Einsatz. Typische Werte für Solltemperaturen sind beispielsweise 5 °C (Kühlschränke) oder -18 °C (Gefriergeräte).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weisen erfindungsgemäße Kühl- oder Gefriergeräte Stromspeicher auf. Als solche Stromspeicher bieten sich beispielsweise Akkus, Elektrolyseuren, Brennstoffzellen oder Kondensatoren an. Diese werden bevorzugt in Phasen mit günstigem Energiesignal aufgeladen und geben elektrische Energie in Perioden mit ungünstigem Energiesignal ab. Dies ermöglicht, im Gegensatz zu den Latentwärmespeichern, vor allem eine Energiespeicherung, die von der Innentemperatur unabhängig ist, sowie einen Betrieb von elektrischen Bauteilen des Geräts, wie beispielsweise Meßgeräten, Bedieneinheiten oder Bildschirmen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung regelt der Algorithmus nur einen Teilbereich des Geräts, in einem kombinierten Kühlschrank mit Gefrierfach beispielsweise nur das Kühlfach, das Gefrierfach oder das Kaltlagerfach. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßes Gerät verschiedene Regelalgorithmen für verschiedene Teilbereiche aufweisen. Dies gilt auch für die Art und Verteilung von Wärme- und/oder Stromspeichern, welche im allgemeinen frei innerhalb eines Nutzraums und/oder über mehrere Kühlräume verteilt sein können und frei kombinierbar sind, sollte dies zweckdienlich sein.
  • Es kann vorgesehen sein, das mehrere Energiesignale parallel und/oder nacheinander gegebenenfalls gewichtet durch die Steuerungs- und Regelungseinheit berücksichtigbar sind.
  • Möglich ist auch, dass die elektronischen Komponenten für die Erfassung des Energiesignals und dessen zumindest teilweisen Auswertung und Analyse zumindest teilweise in ein externes Modul ausgliederbar sind und an einen Kühl- oder Gefrierschrank anschließbar bzw. angeschlossen sind. Dadurch können die Geräte einfach nachgerüstet bzw. erweitert werden.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Regelungs- und Steuerungseinheit mindestens einen P- und/oder I- und/oder PI- und/oder PD-, und/oder ID- und/oder PID-Regler.
  • Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Regelungs- und Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, dass mittels eines Regelalgorithmus wenigstens ein Offsetwert aus dem Energiesignal bestimmbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Offsetwert aus der Soll- und/oder der Ist-Temperatur des Kühl- oder Gefriergerätes bestimmbar ist. Die Offsetwerte beeinflussen die tatsächlich verwendeten Schaltwerte für die Ansteuerung der spezifischen Gerätekomponenten.
  • Unter Umständen kann der Offsetwert eine regeltechnische mögliche Abweichung des tatsächlichen Schaltwertes um den Offsetwert darstellen, wodurch ein optimierter Betrieb des Kühl- oder Gefriergerätes erzielbar ist. Dies entspricht beispielweise der Definition eines erlaubten Toleranzkorridors für den Schaltwert des Kühl- oder Gefriergerätes. Der Offset erlaubt vorzugsweise eine Abweichung des Schaltwertes in positiver als auch in negativer Richtung.
  • Vor diesem Hintergrund kann es zweckmäßig sein, dass wenigstens ein Offsetwert und/oder die Summe der Offsetwerte nach entsprechenden Vorgaben limitierbar sind und/oder mit wenigstens einem Schaltwert des Kühl- oder Gefriergerätes addierbar ist. Gegebenenfalls kann wenigstens ein Offsetwert bzw. die Summe der Offsetwerte durch die eingestellte Nutzung der Optimierung gewichtet sein.
  • In einer Ausführung des Kühl- oder Gefriergerätes mit integrierter Abtauheizung bietet es sich an, den Regelalgorithmus auf die Abtauheizung auszudehen. Dabei ist es vorteilhaft, die Heizung zu einem Zeitpunkt mit günstigem Energiesignal zu aktivieren bzw. eine Abtauphase zu starten. Eine Verschiebung der Abtauphase kann bevorzugt nur in Richtung früherer Zeitpunkte zulässig sein, wobei der maximale Wert der Verschiebung begrenzbar ist. Alternativ kann der Regelalgorithmus auch dahin gehend verändert werden, dass eine Verschiebung nur in Richtung späterer Zeitpunkte zulässig ist, wobei auch diese Verschiebung begrenzbar ist. Die Verschiebung der Abtauphase kann ebenfalls nur in Richtung früherer und späterer Zeitpunkte begrenzt sein.
  • Speziell bei Kühlgeräten ist aufgrund des sehr unterschiedlichen Nutzungsverhaltens ein Eingriff in die Regelung nur begrenzt möglich, da der Kunde die resultierende Temperaturänderung bemerkt und einen Komfortverlust erlebt. Jedoch könnte, um sehr kurzfristige positive oder negative Spitzen der Netzlast auszugleichen, der Kompressor oder weitere elektrische Verbraucher für eine kurze Zeit im Bereich weniger Minuten betrieben oder abgeschaltet werden. Dies würde zu keiner spürbaren Temperaturänderung im Gerät führen, aber der Signalanforderung genügen.
  • Bei Kühl- oder Gefriergeräten mit einem drehzahlgeregelten Kompressor besteht die Möglichkeit, die aufgenommene elektrische Leistung über die Drehzahl des Kompressors zu regulieren. Vorteilhaft ist es, bei der Anforderung weniger Strom zu verbrauchen, die Drehzahl des Kompressors auf minimal 1600 U/min zu reduzieren. Bei der Anforderung mehr Strom zu verbrauchen, ist es sinnvoll, die Drehzahl auf maximal 3000 U/min zu erhöhen. Welche Drehzahl bei einem anliegenden Signal gewählt wird, wird bevorzugt in einem Parametersatz gespeichert oder mittels einer mathematischen Formel berechnet.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    ein Flußdiagramm eines vereinfachten Regelsystems zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kühlgerät,
    Figur 2:
    ein Flußdiagramm für einen Algorithmus, welcher auch das Benutzerver- halten miteinbezieht,
    Figur 3:
    ein Zeitdiagramm des Energiesignals und des entsprechenden Schalt- verhaltens,
    Figur 4:
    eine skizzierte Darstellung eines weiteren Regelalgorithmus,.
    Figur 5:
    eine skizzierte Darstellung eines weiteren Regelalgorithmus und
    Figur 6:
    eine skizzierte Darstellung des Regelalgorithmus zur Ansteuerung einer Abtauheizung.
  • In den Figuren 1 und 2 sind Informationen zu Ausführungsbeispielen eines Erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes abgebildet, wobei das Energiesignal Informationen zum aktuellen Stromtarife darstellt.
  • Eine erste Abfrage in Figur 1 bezieht sich darauf ob zum momentanen Zeitpunkt der Stromtarif unter- oder überdurchschnittlich hoch ist. Diese Abfrage bezieht den momentanen Strompreis von einer Uhr und einer Tabelle beziehungsweise online. Sollte der momentane Tarif unterdurchschnittlich sein, so wird zunächst geprüft ob die momentane Innentemperatur T oberhalb des Bereichs Tsoll- TLow zwischen Soll-temperatur Tsoll und der als untere Grenze festgelegten Temperatur T Low liegt. Sollte dies zutreffen, wird der Kühlschrank im Regelbetrieb gefahren, um in diesen Bereich abzukühlen. Sollte dies nicht zutreffen, wird der Betrieb über das vom Algorithmus experimentell ermittelte Kühlleistungsprofil für die Sparzeit mit Lauf- und Stehzeiten toff,low und ton,low fortgesetzt.
  • Sollte der momentane Tarif überdurchschnittlich sein, so wird geprüft ob die momentane Innentemperatur T oberhalb des Bereichs Tsoll+ THigh zwischen Solltemperatur Tsoll und der als obere Grenze festgelegten Temperatur THigh liegt. Sollte dies zutreffen, wird der Kühlschrank im Regelbetrieb gefahren, um in diesen Bereich abzukühlen. Sollte dies nicht zutreffen, wird der Betrieb über das vom Algorithmus experimentell ermittelte Kühlleistungsprofil mit Lauf- und Stehzeiten toff,high und ton,high fortgesetzt.
  • Der Temperaturkorridor im Bereich T - TLow bis T - THigh wird durch Vorgaben des Benutzers bezüglich der gewünschten Kosteneinsparung festgelegt. Die zu schützenden Zeiten toff,loW, ton,low, toff,high und ton,high werden experimentell ermittelt und bewegen sich im Bereich von ungefähr 5 bis 1000 Minuten.
  • Die Elektronik in Figur 2 bezieht zunächst Tarifdaten K online vom Energieversorgungsunternehmen (links oben), setzt diese mit der momentanen Uhrzeit in Verbindung, wertet die Tarifdaten über einen Zeitraum von 24 h statistisch aus und erhält somit ein Profil der Tarifdaten. Ein Benutzer gibt dann gewisse Parameter wie die gewünschte Einsparung oder einen zulässigen Temperaturkorridor THigh bis TLow vor. Diese Eingabe kann jederzeit verändert werden.
  • Ein externer Luftfühler erstellt über einen Zeitraum von 24 h ein Außentemperaturprofil T und einen ständig aktualisierbaren Wärmeeintrag Q, der durch Temperaturunterschiede und die Qualität der Isolierung beeinflußt wird. Ein zusätzlicher Wärmeeintrag wird über die tageszeitabhängige Messung der Türöffnungen und die anschließende statistische Auswertung abgeschätzt (rechts oben).
  • Die Vorgaben werden vom Algorithmus verwendet um ein Kühlleistungsprofil zu erstellen, welches umgesetzt wird und iterativ durch Messung des Trends im Temperaturverlauf optimiert und angepasst wird (unten).
  • Figur 3 zeigt den abgelegten bzw. empfangenen zeitlichen Verlauf des Energiesignals. Beispielweise stellt das Energiesignal einen Stromtarif mit zwei Stufen dar, dessen erste Stufe ein niedriges Energiesignal aufweist und einen kostengünstigen Stromtarif symbolisiert und dessen zweite Stufen ein hohes Energiesignal aufweist, was mit einem hohen Stromtarif in Verbindung steht. Bei derartigen Tarifen mit 2 Stufen erfolgt die Regelung des Kühl- oder Gefriergerätes mit einer ungeraden Zyklenanzahl pro Tag. Durch geschickt gewählte Schaltzeitpunkte kann eine Einschaltdauer mehr zeitlich in den niedrigen Tarif fallen, als in den hohen Tarif. Im dargestellten Diagramm werden insgesamt 5 Zyklen zum Kühlen des Gerätes (Einschaltphasen) pro Tag auf den jeweiligen Energiesignalzustand optimiert. Dies bedeutet konkret, dass während der Phase mit niedrigem Energiesignal drei Zyklen (Einschaltphasen) zum Kühlen des Gerätes geschaltet werden, wobei während der Phase mit hohem Energiesignal nur deren zwei geschaltet werden.
  • Die optimierte Regelung des erfindungsgemäßen Kühl- oder Gefriergerätes reagiert so auf das eingehende Energiesignal, dass die nach einem Algorithmus berechnete Werte für die Anhebung und/oder Absenkung der Ein- und Ausschaltwerte zu veränderten Laufzeiten des Kühlaggregats mit einer bzgl. des Energiesignals optimierten Energieaufnahme führt.
  • Die benötigten Komponenten zum Empfang des Energiesignals sowie der Algorithmus zu dessen zumindest teilweisen Auswertung sind bevorzugt in der Geräteelektronik integriert. Diese berechnet die Anhebung und Absenkung der Ein- und Ausschaltwerte auf Basis des empfangenen Energiesignals und berücksichtigt diese Werte bei der Regelung des Gerätes.
  • Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes folgt einem alternativen Regelalgorithmus der Regelungs- und Steuerungseinheit des Gerätes, der anhand von Figur 4 näher erläutert werden soll. Dabei sind die notwendigen Komponenten zum Empfang des Energiesignals sowie der Algorithmus zu dessen Auswertung alternativ in ein ausgelagertes Modul (Energie-Effizienz-Box) integriert, das mit der Geräteelektronik über ein Kommunikationsprotokoll in Verbindung steht. Das Modul berechnet die Anhebung und Absenkung der Ein- und Ausschaltwerte auf Basis des empfangenen Energiesignals und gibt diese mittels eines Übertragungsprotokolls an die Geräteelektronik weiter, die diese Werte bei der Regelung des Kühl- oder Gefriergerätes berücksichtigt.
  • Die nachrüstbare Energie-Effizienz-Box erhält über eine Datenverbindung das Energieeffizienzsignal (Energiesignal) von einem Energieversorgungsunternehmen für einen bestimmten Zeitraum. Aus diesem Zeitraum berechnet ein Algorithmus, der an einen PID-Regler angelehnt ist, die Offsetwerte. Ein weiterer PID-Regler liest aus der Geräteelektronik die IST- und die Soll-Temperatur aus und berechnet daraus ebenfalls Offsetwerte. Die Offsetwerte beider PID-Regler werden addiert, entsprechend Vorgaben limitiert und anschließend an die Geräteelektronik übertragen. Die Geräteelektronik berechnet in Abhängigkeit von der vom Kunden gewünschten Ausnutzung der Optimierung unter Berücksichtigung der erhaltenen Offsetwerte die Schaltwerte des Gerätes. Auch diese Schaltwerte werden gemäß Vorgaben limitiert. Dadurch ist eine sichere Funktion des Gerätes gewährleistet.
  • Die Dynamik des Energie-Effizienz-Signals beeinflußt dabei die Zeitkonstanten des verwendeten Reglers. Dadurch kann auf unterschiedlich schnell auf die Änderung des Signals reagiert werden.
  • Die Elektronik der Effizienz-Box ist selbstverständlich ebenso in eine einzige Baugruppe der Geräteelektronik des Kühl- oder Gefriergerätes integrierbar.
  • Anders als in Figur 4, bestimmt die Energie-Effizienz-Box der Figur 5 den Offsetwert aus einer Tabelle, die anhand des eingehenden Energiesignals einen Temperaturoffset abbildet. Ferner wird bei der Offsetbestimmung der Mittelwert über das Energiesignal berücksichtigt. Der gewonnene Offsetwert wird durch die hinterlegten absoluten maximalen und minimalen Ein- und Ausschaltwerte begrenzt, wie in Figur 4 mit der Nutzung der Optimierung k gewichtet und auf den Schaltwert der Geräteelektronik addiert. Die Regelalgorithmen der Figuren 4 und 5 können selbstverständlich parallel in einem Kühl- oder Gefriergerät arbeiten.
  • In einer Ausführung des Kühl- oder Gefriergerätes mit integrierter Abtauheizung bietet es sich an, den Regelalgorithmus ebenfalls auf die Abtauheizung auszudehnen. Dabei ist es vorteilhaft, die Heizung zu einem Zeitpunkt mit günstigem Energiesignal zu aktivieren bzw. eine Abtauphase zu starten. Für die Funktion des Gerätes ist es wichtig, dass die Abtauphase nicht auf einen zu späten Zeitpunkt verschoben wird. Der Regelagorithmus der Figuren 4 oder 5 steuert in dieser Ausführungsvariante die zeitliche Verschiebung der Abtauphase. Eine frühzeitige Abtauung soll möglichst bei günstigem Energiesignal durchgeführt werden. Zur Beeinflussung der Abtauung werden die bei der Berechnung berücksichtigten Parameter durch Addition weiterer Werte in Abhängigkeit vom aktuellen Energiesignal verändert, wie es Figur 6 explizit zu entnehmen ist. Zulässig kann eine Veränderung des Zeitraums zwischen den Abtauphasen um weniger als ± 20% sein, die optional auf einen Zeitraum um weniger als ±10% beschränkt werden kann.

Claims (21)

  1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Stromverbraucher, sowie mit wenigstens einem Speicher, der einen Bestandteil des Gerätes bildet oder mit dem das Gerät verbindbar ist oder in Verbindung steht, wobei in dem Speicher wenigstens ein zeitabhängiges Energiesignal abgelegt bzw. ablegbar ist und wobei das Gerät wenigstens eine Regelungs- oder Steuerungseinheit aufweist oder mit dieser verbunden oder verbindbar ist, die derart ausgeführt ist, dass sie die Regelung oder Steuerung des Gerätebetriebes unter Berücksichtigung des in dem Speicher abgelegten Energiesignals vornimmt bzw. optimiert.
  2. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiesignal Informationen über den vorliegenden Stromtarif und/oder den CO2-Ausstoss pro Einheit umfasst.
  3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät derart ausgeführt ist, dass es seinen Energieverbrauch ermittelt und die Regelung oder Steuerung unter Berücksichtigung des Energieverbrauches vornimmt.
  4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät derart ausgeführt ist, dass es die Außentemperatur und/oder die Anzahl der Türöffnungen und/oder die Kompressorlaufzeit und/oder die Beladung des gekühlten Raumes und/oder den Ladungszustand eines Strom- und/oder Wärmespeichers und/oder Prognosedaten aus der Vergangenheit und/oder der tageszeitliche Verlauf des Energiesignals bei der Regelung oder Steuerung berücksichtigt werden.
  5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung nach einem Regelalgorithmus durchgeführt wird, der individuell durch einen Benutzer und/oder zentralisiert über eine Datenschnittstelle durch Dateneingabe beeinflußbar oder eingebbar ist.
  6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Benutzer die Nutzung der Optimierung auf das Energiesignal stufenlos oder in definierten Stufen einer Skala zwischen gleichbleibende Temperatur und vollständige Optimierung vorgeben kann.
  7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät wenigstens einen Wärmespeicher, insbesondere wenigstens einen Latentwärmespeicher umfaßt.
  8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Speichermediums des Latentwärmespeichers im Bereich zwischen 2 °C über und 5 °C unter der Nenntemperatur des Gerätes liegt.
  9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät wenigstens einen aufladbaren Stromspeicher umfaßt.
  10. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromspeicher Akkus und/oder Elektrolyseure und/oder Brennstoffzellen und/oder Kondensatoren umfasst.
  11. Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromspeicher eine von der Temperatur des gekühlten Bereiches unabhängige Energiespeicherung ermöglicht.
  12. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Wärme- und/oder Stromspeicher fest im Gerät integriert oder lose beigelegt sind.
  13. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung nach einem Regelalgorithmus für nur einen oder mehrere gekühlte Teilbereiche des Geräts arbeitet.
  14. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Regelalgorithmen für verschiedene gekühlte Teilbereiche des Geräts vorhanden sind.
  15. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche des Geräts ein Kühlfach, ein Gefrierfach und ein Kaltlagerfach umfassen.
  16. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät einen oder mehrer seiner Parameter, mittels derer die Steuerung oder Regelung des Gerätebetriebes erfolgt, über eine Datenverbindung online von einem Server bezieht.
  17. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass mehrere Energiesignale gleichzeitig und/oder nacheinander durch die Einheit insbesondere gewichtet berücksichtigbar sind.
  18. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik zur Aufnahme der Energiesignals, insbesondere die Datenschnittstelle, und die Regelungs- und Steuerungseinheit zur zumindest teilweisen Auswertung des Energiesignals zumindest teilweise in ein externes Modul ausgliederbar ist, das mit dem Kühl- oder Gefriergerät verbindbar ist bzw. in Verbindung steht und über ein geeignetes Kommunikationsprotokoll mit dem Gerät kommuniziert.
  19. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- und Steuerungseinheit mindestens einen P und/oder I und/oder PI und/oder PD, und/oder ID und/oder PID-Regler umfasst.
  20. Kühl- oder Gefriergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- und Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, dass mittels eines Regelalgorithmus oder anhand einer Tabelle wenigstens ein Offsetwert aus dem Energiesignal bestimmbar ist und/oder mittels eines weiteren Regelalgorithmus oder anhand einer weiteren Tabelle wenigstens ein Offsetwert aus der Soll- und/oder Ist-Temperatur des Kühl- oder Gefriergerätes bestimmbar ist.
  21. Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- und Steuereinheit derart ausgeführt ist, dass ein Offsetwert und/oder die Summe der Offsetwerte nach entsprechenden Vorgaben limitierbar sind und wenigstens ein Schaltwert des Kühl- oder Gefriergerätes unter Berücksichtigung wenigstens eines Offsetwertes bzw. der Summe der Offsetwerte bestimmbar ist, insbesondere durch Addition des Offsetwertes bzw. der Summe der Offsetwerte mit dem Schaltwert bestimmbar ist, wobei gegebenenfalls wenigstens ein Offsetwert bzw. die Summe der Offsetwerte durch die eingestellte Nutzung der Optimierung gewichtbar ist.
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