JP2005282877A - Ventilating device and photovoltaic power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池を用いて建築物の天井や床下などを強制換気する換気装置、ならびに本発明の換気装置を用いた太陽光発電システムに関するものである。 The present invention relates to a ventilator that forcibly ventilates a ceiling, a floor or the like of a building using a solar cell, and a solar power generation system using the ventilator of the present invention.
従来、家屋の屋根裏や床下に強制的に空気を流入もしくは流出させる換気装置を設置し、屋根裏や床下の換気を行うことにより、建材の腐食やカビの繁殖を防止したり、もしくは温度を低下させることで、冷房装置の冷却性能を高めるようにしている。 Conventionally, ventilation equipment that forcibly flows air in or out of the attic or under the floor of a house and ventilating the attic or under the floor prevents corrosion of building materials and mold growth, or lowers the temperature. Thus, the cooling performance of the cooling device is enhanced.
これらの換気装置の駆動電力については、商用電源や太陽電池などを用いて、交流もしくは直流電力で供給されている。 About the drive power of these ventilators, it is supplied with alternating current or direct-current power using commercial power, a solar cell, etc.
しかしながら、常時、換気を行えばよいというものではなく、そのタイミングが求められる。 However, it is not always necessary to perform ventilation, and the timing is required.
すなわち、湿度の高くなる雨天時や、気温が下がって湿度の高くなる夜間などにおいて、換気を行った場合には、屋根裏や床下の湿度が増大し、逆効果となっていた。 That is, when it is ventilated in rainy weather when the humidity is high, or at night when the temperature is high and the humidity is high, the humidity in the attic and under the floor increases, which has an adverse effect.
そこで、このような課題を解消するために、換気装置にセンサー回路を設け、そして、湿度を検知して、換気装置の稼動を停止させる技術がある。 Therefore, in order to solve such a problem, there is a technique in which a sensor circuit is provided in the ventilator, and humidity is detected to stop the operation of the ventilator.
一方、この換気装置の稼動に太陽電池を用いて、太陽光から変換された電気エネルギーにより駆動する技術もある。 On the other hand, there is also a technology that uses a solar cell for operation of this ventilation device and is driven by electric energy converted from sunlight.
このように太陽電池を利用した場合、湿度の高い時や、光照度の低い時に、換気を停止させるに当り、太陽電池の出力電圧や短絡電流により光照度を測定し、これにより、回路にて規定した設定電圧と比較し、一定の照度以上か否かでもって換気装置の起動や停止を行っている。 When solar cells are used in this way, when the humidity is high or when the light illuminance is low, when the ventilation is stopped, the light illuminance is measured by the output voltage or short-circuit current of the solar cell, and this is defined by the circuit. Compared with the set voltage, the ventilator is started and stopped depending on whether or not it is above a certain illuminance.
以上のとおり、太陽電池の出力電圧を利用する場合、太陽電圧の出力電圧が設定電圧以上になったか否かを電圧検出器で検出し、太陽電池の出力電圧が設定電圧以上になれば、ファンモーターに給電し、設定電圧に満たなければ、ファンモーターへの給電を停止するように構成されている。 As described above, when the output voltage of the solar cell is used, the voltage detector detects whether the output voltage of the solar voltage has exceeded the set voltage, and if the output voltage of the solar cell exceeds the set voltage, Power is supplied to the motor, and power supply to the fan motor is stopped if the set voltage is not met.
しかしながら、この構成によれば、低照度の時には換気装置は頻繁に運転と停止を繰り返すことになり、これにより、ファンモーターのオンオフの繰り返しによる磁気音が発生するという問題点があった。 However, according to this configuration, when the illumination is low, the ventilator frequently repeats operation and stoppage, which causes a problem that a magnetic sound is generated due to repeated on / off of the fan motor.
この問題点を解消するために、太陽電池の短絡電流による照度測定を判定要素として付加する技術がある。 In order to solve this problem, there is a technique of adding illuminance measurement by a short-circuit current of a solar cell as a determination element.
この技術によれば、太陽電池に並列に接続した抵抗にファンモーターの起動電流に相当するような電流が流れる状態において設定電圧となる一定照度以上となったときに、ファンモーターへの給電を行うようにしている。太陽電池の出力電圧が設定電圧より所定電圧以下になるまではファンモーターへの給電を続け、ファンモーターへ給電されている間は抵抗への通電を停止する。 According to this technology, power is supplied to the fan motor when the illuminance becomes a set voltage or higher when a current corresponding to the start current of the fan motor flows through a resistor connected in parallel to the solar cell. I am doing so. The power supply to the fan motor is continued until the output voltage of the solar cell becomes a predetermined voltage or less from the set voltage, and the power supply to the resistor is stopped while the power is supplied to the fan motor.
したがって、低照度にはファンモーターの繰り返しのオンオフがなくなり、これによって磁気音が生じなくなる。 Therefore, the fan motor is not repeatedly turned on and off at low illuminance, thereby preventing magnetic noise.
このように磁気音が生じなくなったが、その反面、この起動および停止方法においても回路の寿命が短くなるといった問題点もある。すなわち、太陽電池の出力電圧が設定電圧より低いときには抵抗に常時電流を流しているため、回路内の温度が上昇し、回路にストレスを生じさせることに起因する。 In this way, no magnetic sound is generated, but on the other hand, there is also a problem that the circuit life is shortened even in this starting and stopping method. That is, when the output voltage of the solar cell is lower than the set voltage, a current is constantly flowing through the resistor, and therefore, the temperature in the circuit rises, causing stress in the circuit.
この問題点を改善したものに、遅延タイマー回路を付加した換気装置があり、この装置Jを図4により説明する。 As a solution to this problem, there is a ventilation device to which a delay timer circuit is added. This device J will be described with reference to FIG.
同図に示す換気装置J1によれば、太陽電池11と、分圧用の抵抗器44、45と、定電圧回路41と、電圧判定回路42と、ファンモーター12と、ファンモーター12を駆動するトランジスター7と、トランジスター7の駆動信号を制御する遅延タイマー回路43とから成る。
According to the ventilation device J1 shown in the figure, the
太陽電池11の出力電圧は抵抗器44と45により分圧され、電圧判定回路42へ送られ、定電圧回路41の作る基準電圧と比較される。
The output voltage of the
電圧判定回路42は、あらかじめ規定された設定電圧(定電圧回路41の基準電圧を用いることが多い)を基準にして起動および停止を行うが、電圧判定回路42で比較される電圧が近いときには頻繁に起動と停止の判定が入れ替わるので、遅延タイマー回路43を設けて一定時間は起動もしくは停止状態が維持されるようにして頻繁な起動および停止を抑えている。
The
また、低照度時において、ファンモーターの出力と同等の損失に耐えうる抵抗に常時、電流を流すものではないので、回路内の温度が上昇し回路の寿命を短くするような不都合が生じず、コストも低減でき、回路の小型化も容易になった。 In addition, at low illuminance, current does not always flow through a resistor that can withstand the same loss as the fan motor output, so there is no inconvenience that the temperature in the circuit rises and shortens the circuit life, The cost can be reduced and the circuit can be easily downsized.
さらにまた、太陽電池11を接続する入力部にダイオードブリッジ47を付加しており、これによって太陽電池11の極性を考慮せずに接続できる換気装置とする技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。
Furthermore, a
一方、商用電源による駆動方法においては、安定した電力供給が得られることで、前述のような起動と停止のチャタリング現象の心配は無いが、その反面、昼夜を判定することができないという課題がある。 On the other hand, in the driving method using a commercial power source, since stable power supply can be obtained, there is no concern about the chattering phenomenon of starting and stopping as described above, but there is a problem that day and night cannot be determined. .
そこで、時計機能を装備して設定した任意の時間での起動および停止を行っているが、このような換気装置では、季節や設置場所の緯度によって昼と夜の長さが異なり、日出、日没時刻が変わるので、換気時間を最長にしようとすると、季節ごとに起動および停止時間の設定変更をする必要があり、これにより、時刻の設定変更が複雑であった。 Therefore, we start and stop at any time set with a clock function, but with such a ventilator, the length of day and night varies depending on the season and the latitude of the installation location, Since the sunset time changes, it is necessary to change the setting of the start and stop times for each season in order to maximize the ventilation time, which makes it difficult to change the time setting.
また、設定時刻を一定としたときは、日照時間が長い夏季では昼間の乾燥した外気を有効に利用できない。そして、日照時間の短い冬季は朝夕の湿度を帯びた外気を屋内に入れることになるといった問題があった。 In addition, when the set time is constant, the dry air during the daytime cannot be used effectively in the summer when the sunshine hours are long. And in winter when the sunshine hours are short, there is a problem that outside air with morning and evening humidity is put indoors.
そこで、このような問題点を改善する方法として、ソーラタイマを付加した換気装置がある。この装置J2を図5により述べる。 Therefore, as a method for improving such problems, there is a ventilator to which a solar timer is added. This device J2 will be described with reference to FIG.
同図に示す換気装置J2によれば、商用電源51とファンモーター12、そして、ファン制御回路8とから成る。
According to the ventilation device J2 shown in the figure, it comprises a
商用電源51の電力はファン制御回路8内のAC/DC変換器52により直流化され、ファンモーター12へ起動および停止を入り切りするスイッチ54を通して電力供給される。スイッチ54を制御するのがソーラタイマ部55である。
The electric power of the
ソーラタイマ部55は主に現在時刻、時分を計時する時計部56と、時計部56の日繰り上がり信号を計数し、現在の月日を計時・記憶するカレンダー部57と、日本の標準時基準点、明石市の各月日における日出・日没時刻をあらかじめ記憶させた時刻記憶部58と、日出・日没時刻の算出に必要な各種のパラメータを外部から設定できる設定部59からなる。
The
設定部59から設定する要素として、換気装置が設置される地区、日出時刻おそめ時間、日没時刻はやめ時間などがある。地区設定は、緯度経度により日出・日没時刻が異なるため、日本をたとえば沖縄、九州…東北、北海道と10地区に分けて各地区における標準の日出、日没時刻を算出するために装置が設置使用される地区を、たとえば地区番号で設定して地区設定記憶部60に記憶させる。地区修正データ記憶部61は地区設定記憶部60に記憶された地区番号に対応して標準時である明石市との日出・日没時刻の偏差を記憶させている。この偏差の値を各地区別に10地区分記憶しておく。
The elements set from the
日出時刻おそめ時間とは、正規の日出時刻でファンモーター12を作動させると、乾燥しきってない空気が床下や天井に入ってきて効果が十分でなく、また、たとえば夏季は早朝から作動を始めることになり、就寝中に作動音が聞こえてきて耳障りとなることがあるため、正規の日出時刻よりも換気扇12の起動時間を遅らせるための時間をさす。この設定された日出時刻おそめ時間はおそめ設定記憶部62へ記憶される。
The daylight saving time is not effective when the
日没時刻はやめ時間は、同様に正規の日没時刻よりも早めにファンモーター12を停止させる時間である。この設定された日没時刻早め時間ははやめ設定記憶部63へ記憶される。
Similarly, the sunset time is the time to stop the
時刻演算部64は、前記各設定部や各記憶部、カレンダー部57の値をもとにソーラタイマ55の当日の日出・日没時刻を算出する。当日の日出・日没時刻の算出は、まず、カレンダー部57の月日データをもとに、この月日に対応する基準点の基準日出、日没時刻のデータを基準日出・日没時刻記憶部58から読み出してくる。
The
次に地区設定記憶部60で設定されている地区の基準点と、修正データを地区修正データ記憶部61から読み出してくる。さらにおそめ設定記憶部62の設定値、日没時刻早め設定記憶部63の設定値を読み出して演算を実行する。
Next, the reference point of the district set in the district
比較部65は、前記の演算算出された日出時刻、日没時刻と時計部56の計時時刻を比較し、日出時刻≦計時時刻≦日没時刻のときファンモーター12を作動させる。計時時刻<日出時刻または日没時刻<計時時刻のときはファンモーター停止の信号を出力し、接点駆動部66で前記ファンモーターの起動および停止をスイッチ54により行う。
The
このような、地区、月日、日出時刻おそめ時間、日没時刻早め時間を設定し、その日の基準となる日出、日没時刻におそめ時間、はやめ時間を加味した日出時刻、日没時刻を算出し、これを基にファンモーター12の起動および停止を制御するようにして、地理や季節によって都度の入切り時刻の設定変更を必要とせず、年間を通して日出、日没時刻に連動した換気効果を得る技術も考案されている(たとえば、特許文献2を参照)。
しかしながら、太陽電池を電源として利用したものでは、光照度に応じた規定の基準電圧により起動および停止を行っており、使用者が希望の光照度で起動および停止を行うことができないという問題があった。 However, in the case where a solar cell is used as a power source, there is a problem in that the user cannot start and stop at a desired light illuminance because the user starts and stops with a prescribed reference voltage corresponding to the light illuminance.
また、照度基準の起動および停止を行っており、任意の時間での照度が季節により変わるため、起動および停止の時間が変わり、たとえば夏季の早朝より起動して就寝中の妨げになってしまうという問題もあった。 In addition, since the illuminance standard is started and stopped, and the illuminance at any time changes depending on the season, the start and stop time changes, for example, starting from the early morning in the summer, and disturbing sleeping There was also a problem.
さらにまた、ソーラータイマを利用しても、照度基準での起動および停止を行う場合、季節や設置場所により変動する日没、日出に関する膨大なデータを記憶しなければならず、さらに設置者が日時や設置場所の緯度や経度に係るデータを入力しなければならず、煩雑な作業となる。 Furthermore, even when using the solar timer, when starting and stopping on the basis of the illuminance standard, it is necessary to memorize a huge amount of data regarding sunset and sunrise that varies depending on the season and installation location. Data related to the date and time and the latitude and longitude of the installation location must be input, which is a cumbersome operation.
また、湿度が増加する雨天や曇天時においては、湿度センサーなどを通して感知しなければならず、部品点数が増加していた。 In addition, when it is raining or cloudy with increasing humidity, it must be sensed through a humidity sensor or the like, increasing the number of parts.
さらに商用電源を用いる場合、停電などで電力供給が停止すると換気も行えないという問題があった。 Furthermore, when using a commercial power source, there is a problem that ventilation cannot be performed if the power supply is stopped due to a power failure or the like.
したがって本発明の目的は、上記課題を解消して、使用者が所要のどおりに換気装置を稼動して、その信頼性を高めた高性能な換気装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-performance ventilator that solves the above-described problems and increases the reliability of the user by operating the ventilator as required.
本発明の他の目的は、かかる本発明の換気装置に対し、太陽電池を電源して、当該換気装置を起動および停止制御させるように成した高品質な太陽光発電システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a high-quality photovoltaic power generation system configured to power up a solar cell and control start and stop of the ventilator for the ventilator of the present invention. .
本発明の換気装置は、太陽電池により駆動されるファンモーターと、この太陽電池に対する光照度を測定する照度測定部と、上記ファンモーターに出力を供給する出力電圧生成部と、前記照度測定部により検知した照度データに基づいて日出および日没の双方の時刻を基準時として記憶する基準記憶部を備えた基準時設定部とを備え、さらに前記基準時に対して規定する所定の時刻に、前記ファンモーターの起動および停止を記憶する時間調整部と、前記基準時設定部のデータと前記時間調整部のデータにより、前記出力電圧生成部に対し起動および停止の制御を行う時間制御部とから成る制御部とからなることを特徴とする。 The ventilation device of the present invention is detected by a fan motor driven by a solar cell, an illuminance measuring unit that measures light illuminance on the solar cell, an output voltage generating unit that supplies output to the fan motor, and the illuminance measuring unit. A reference time setting unit that includes a reference storage unit that stores both sunrise and sunset times as a reference time based on the illuminance data, and further, the fan at a predetermined time defined with respect to the reference time A control comprising a time adjustment unit that stores start and stop of the motor, and a time control unit that controls start and stop of the output voltage generation unit based on the data of the reference time setting unit and the data of the time adjustment unit It consists of a part.
また、本発明の換気装置は、前記基準時設定部を、時計機能を有する時計部としたことを特徴とする。 The ventilator according to the present invention is characterized in that the reference time setting unit is a clock unit having a clock function.
さらにまた、本発明の換気装置は、前記ファンモーターの起動および停止における光照度を記憶する基準照度部を設け、前記制御部に、前記照度測定部により取得した照度データと前記基準制御部の基準照度とを比較し起動および停止の制御を前記出力電圧生成部に対し行うように成した照度制御部を設けたことを特徴とする。 Furthermore, the ventilator of the present invention is provided with a reference illuminance unit for storing light illuminance at the start and stop of the fan motor, and the control unit has illuminance data acquired by the illuminance measurement unit and reference illuminance of the reference control unit. And an illuminance control unit configured to perform start and stop control on the output voltage generation unit.
本発明の換気装置は、前記時間調整部および/または前記基準照度部に対し、任意の時間や照度を入れることのできる入力手段を設けたことを特徴とする。 The ventilator according to the present invention is characterized in that input means capable of inputting arbitrary time and illuminance is provided to the time adjustment unit and / or the reference illuminance unit.
また、本発明の換気装置は、前記出力電圧生成部に、昇圧手段または降圧手段を設けたことを特徴とする。 The ventilator according to the present invention is characterized in that the output voltage generator is provided with a boosting means or a step-down means.
本発明の他の換気装置は、前記太陽電池の発電を補完するか、もしくは前記太陽電池の非発電時にて電力供給源となるバックアップ電源部を備えたことを特徴とする。 Another ventilator of the present invention includes a backup power supply unit that complements the power generation of the solar cell or serves as a power supply source when the solar cell is not generating power.
本発明の太陽光発電システムは、本発明の換気装置と、太陽電池とからなるとともに、この太陽電池を電源して、当該換気装置を起動および停止制御させるように成したことを特徴する。 The solar power generation system according to the present invention includes the ventilator according to the present invention and a solar cell, and is characterized in that the solar cell is powered to control the start and stop of the ventilator.
本発明の換気装置によれば、太陽電池により駆動されるファンモーターと、この太陽電池に対する光照度を測定する照度測定部と、上記ファンモーターに出力を供給する出力電圧生成部とを備え、そして、前記照度測定部により検知した照度データに基づいて日出および日没の双方の時刻を基準時として記憶する基準記憶部を備えた基準時設定部と、前記基準時に対して規定する所定の時刻に、前記ファンモーターの起動および停止を記憶する時間調整部と、前記基準時設定部のデータと前記時間調整部のデータにより、前記出力電圧生成部に対し起動および停止の制御を行う時間制御部を備えた制御部とからなり、これにより、太陽電池の出力電圧や短絡電流等を測定・換算し、測定値より日没、日出、および、その中間点である中間時のおおよそのタイミングを推測することができ、これらタイミングである基準時に対し何時間前、何時間後に動作することの指示を与えることにより、カレンダー機能を有しなくても、時間的な制御が可能な太陽電池式換気装置が提供できる。 According to the ventilator of the present invention, a fan motor driven by a solar cell, an illuminance measuring unit that measures the light illuminance on the solar cell, an output voltage generating unit that supplies an output to the fan motor, and A reference time setting unit including a reference storage unit that stores both sunrise and sunset times as reference times based on the illuminance data detected by the illuminance measurement unit, and a predetermined time defined with respect to the reference time A time adjustment unit that stores start and stop of the fan motor, and a time control unit that controls start and stop of the output voltage generation unit based on data of the reference time setting unit and data of the time adjustment unit. It consists of a control unit equipped to measure and convert the output voltage, short-circuit current, etc. of the solar cell, and from the measured value, sunset, sunrise, and the intermediate point that is the middle point Approximate timing can be inferred, and by giving instructions to operate how many hours ago and how many hours later with respect to the reference time as these timings, temporal control is possible even without a calendar function A solar cell type ventilator can be provided.
また、本発明の換気装置によれば、望ましくはバックアップ電源を設けることで、夜間の間も照度測定ができ、24時間照度データの監視を可能となる点で望ましい。 Further, according to the ventilator of the present invention, it is preferable that a backup power supply is provided, so that illuminance can be measured even during the night, and illuminance data can be monitored for 24 hours.
本発明の換気装置によれば、日没や日出、それらの中間時などの基準となる時間軸を設定する代わりに、時計機能を設けることでも、同様の制御を行うことができる。 According to the ventilator of the present invention, the same control can be performed by providing a clock function instead of setting a reference time axis such as sunset, sunrise, or the intermediate time between them.
さらに本発明の換気装置においては、基準照度を設けることで、時間だけでなく随時取得している照度データより、光照度での起動および停止の制御が可能となり、さらに季節や設置場所により変動する日没、日出に関する膨大なデータを記憶するメモリや湿度センサーなしで、かつ設置者が日時や設置場所の緯度や経度などのデータを入力する必要もなく、夜間や雨天時の高い湿度での低照度時においては、ファンモーターを停止させる制御とすることが可能となる。 Furthermore, in the ventilator according to the present invention, by providing a reference illuminance, it is possible to control the start and stop with light illuminance from the illuminance data acquired as needed as well as the time, and furthermore, the day varies depending on the season and installation location. Low memory at high humidity at night or in rainy weather without memory and humidity sensor for storing huge amounts of data related to sunset and sunrise, and without requiring the installer to enter data such as date and time, latitude and longitude of the installation location At the time of illuminance, it is possible to control to stop the fan motor.
さらに本発明によれば、前記時間調整部および/または前記基準照度部に対し、任意の時間や照度を入れることのできる入力手段を設けることで、使用者が希望の時間での起動および停止を設定することができ、たとえば、使用者の起床にあわせての起動が可能になる。 Further, according to the present invention, the time adjustment unit and / or the reference illuminance unit is provided with an input unit that can input arbitrary time and illuminance, so that the user can start and stop at a desired time. For example, it is possible to start up in accordance with the user's getting up.
さらに、前記出力電圧生成部に、昇圧手段または降圧手段を設けたことで、任意の時間帯での自動風量調節ができ、たとえば早朝は微風にするなどのことが可能となる。 Further, by providing the output voltage generating unit with a boosting unit or a stepping-down unit, automatic air volume adjustment in an arbitrary time zone can be performed. For example, it is possible to make a breeze in the early morning.
以下、本発明の太陽光発電システムおよび換気装置について、その実施形態を模式的に示した図面に基づき、詳細に説明する。 Hereinafter, the photovoltaic power generation system and the ventilator of the present invention will be described in detail based on the drawings schematically showing the embodiments.
図1は本発明の太陽光発電システムの概略を示し、本発明の換気装置と、太陽電池とからなる。そして、この太陽電池を電源して、本発明の換気装置を起動および停止の制御させるよう成している。 FIG. 1 shows an outline of a photovoltaic power generation system according to the present invention, which includes a ventilation device according to the present invention and a solar cell. And this solar cell is powered, and the ventilation apparatus of this invention is controlled to start and stop.
図2は本発明の他の太陽光発電システムの概略を示し、同様に本発明の換気装置と、太陽電池とからなる。 FIG. 2 shows an outline of another photovoltaic power generation system of the present invention, which similarly includes the ventilation device of the present invention and a solar cell.
図3は季節による日出、日没時刻の変化、ならびに本発明に係る中間時設定を示す。 FIG. 3 shows the sunrise according to the season, the change in sunset time, and the intermediate time setting according to the present invention.
まず、図1によれば、11は主電源となる太陽電池であり、10は本発明の換気装置である。 First, according to FIG. 1, 11 is a solar cell as a main power source, and 10 is a ventilator of the present invention.
この換気装置10は、太陽電池11により駆動するファンモーター12と、ファンモーター12に供給する電力を制御する出力電圧生成部13と、太陽電池11の出力を監視する照度測定部15と、時間調整部17と、基準時設定部16と、制御部14から成る。
The
また、主電源となる太陽電池11の非発電時において、電力供給源となるバックアップ電源部18を設けてもよく、これによって太陽電池11の出力低下を補完する。
Further, a backup
本発明の太陽光発電システムを成す太陽電池11においては、この太陽電池11に対する光照度を照度測定部15で24時間随時測定し、基準時設定部16において、その光照度変化によって日出や日没の時刻を推定し記憶しておき、その後、その時間軸に従って制御する。
In the
このような制御によりファンモーター12を起動または停止させる。
The
前記時間軸を基準時にして何時間前、何時間後に起動または停止させるか、については、時間調整部17にあらかじめ入力手段21を用いて記憶させておき、前記基準時設定部16に記憶されている基準時データと前記時間調整部17のデータを基に、制御部14により希望の時間において制御できる。
The number of hours before and after the time axis is set as the reference time is stored in the
前述した動作について順を追って詳細に説明する。 The operation described above will be described in detail later.
太陽光による周囲の光照度は、太陽電池11が出力する電圧や電流により測定可能であるが、太陽電池の発電の行われない夜間や、夕立時の曇天などの低照度下では、測定を行う電力が得られなくなる。
The ambient light illuminance by sunlight can be measured by the voltage or current output from the
そこで、夜間はバックアップ電源18により照度測定部15や基準時設定部16などを動作させることで、24時間体制で光照度を測定することができる。そして、その照度変化の変化率等の比較により日出、日没を読取ることができ、また、雨の日においても、日中と夜間とではあきらかに光照度に違いがあり、日出や日没のおおよその時間を知ることができる。
Therefore, by operating the
このようにして得られた日出、日没の時間軸をもとに、日出日没の何時間前、何時間後に起動および停止を行うことができる。 On the basis of the time axis of sunrise and sunset thus obtained, it is possible to start and stop hours and hours before sunrise and sunset.
日出日没の時間軸は基準時として基準時設定部16にある日出および日没の双方の時刻を記憶する基準記憶部26に記憶され、基準時に対する時間差はあらかじめ時間調整部17に記憶されている。
The time axis of sunrise and sunset is stored as a reference time in the
よって、たとえば、日出および日没を記憶する基準記憶部26が日出と判断した時より1時間後に起動するというデータが時間調整部17にあらかじめ入力されていた場合、ファンモーター12の起動は、制御部14にある時間制御部25で演算を行い、出力電圧生成部13の制御により日出後1時間後に起動するようになる。
Therefore, for example, when the data indicating that the
また、当日の日中の長さはおおよそ前日の日中の長さと同等と考えられるので、前日の日出、日没データより、前日の日中の長さがわかれば、当日の日出を時間軸としたおおよその日没の時間を知ることができる。 In addition, the daytime of the day is considered to be approximately the same as the daytime of the previous day, so if you know the daytime of the previous day from the previous day's sunrise and sunset data, You can know the approximate sunset time on the axis.
これを新たな基準時として日出および日没を記憶する基準記憶部26に演算記憶すると、日没の何時間前に起動するなどの制御が可能となる。
When this is calculated and stored in the
また、日出および日没を記憶する基準記憶部26において、前日のデータだけではなく過去のデータをもとに補正し、当日の日中の長さを予測することで、さらに正確な起動および停止を行なうことができる。
In addition, in the
さらに、上述した日没と日出による基準時だけでなく、日没と日出の双方の時刻のちょうど中間の時刻がほぼ一年を通して一定になることを利用し、日出と日没の中間時を中間時基準として利用するとよい。 Furthermore, not only the above-mentioned reference time based on sunset and sunrise, but also the fact that the time exactly halfway between sunset and sunrise is constant throughout the year. Use time as an intermediate time reference.
具体的には、基準時設定部16に中間時基準記憶部28を設け、基準記憶部26の日没と日出の時間のデータを基に中間の時刻を算出する。
Specifically, an intermediate time
この基準時をもとに、時間調整部17にあらかじめ入力されている中間時を基準時として、何時間前・何時間後に起動および停止を行うかの指示にしたがい起動および停止を行うことで、前日に日没や日出が明確でなかった場合においても、誤動作の無いファンモーター12の起動および停止が可能となる。
Based on this reference time, starting and stopping according to the instruction of how many hours before and how many hours after starting, with the intermediate time input in advance in the
また、図3にあるように季節が冬至に近づくと日出は遅くなり、日没は早くなる。 In addition, as shown in FIG. 3, when the season approaches the winter solstice, the sunrise will be delayed and the sunset will be early.
夏至に近づくと日出は早くなり、日没は遅くなる。日出、日没時刻の変化率は日出、日没の中間時に対してほぼ対象で、前記中間時は、ほぼ一定の時刻となる。 As you approach the summer solstice, the sun goes up earlier and the sunset goes slower. The rate of change in sunrise and sunset times is almost the same as that in the middle of sunrise and sunset, and the intermediate time is substantially constant.
したがって、この中間時を基準時として、何時間前および後とすることで、毎日一定の時間での起動および停止とすることも可能となる。 Therefore, by setting this intermediate time as the reference time and before and after several hours, it is possible to start and stop at a certain time every day.
具体的には、日出および日没を記憶する基準記憶部26にある前日のデータの日中の長さが12時間であったとすると、中間時は日出より6時間であり、当日の日出から6時間後における時点が基準時となり、日出および日没を記憶する基準記憶部26に記憶される。
Specifically, if the daytime length of the previous day's data in the
さらに時間調整部17にあらかじめ入力されているデータが基準時の4時間前に起動、5時間後に停止ということであれば、時間制御部25が当日の日出時刻より2時間後に起動し、11時間後に(日没の1時間前に)停止するということを演算し、さらに出力生成部13に伝え、ファンモーター12を制御する。
Further, if the data input in advance to the
上述の時間を通常の時刻に換算すると、前日と当日の日出がほぼ6時とした場合、起動および停止はそれぞれ8時と17時ということになる。 When the above-mentioned time is converted into a normal time, if the previous day and the day's sunrise are approximately 6 o'clock, the start and stop will be 8 o'clock and 17 o'clock respectively.
日中の長さが10時間になったとしても、日出と日没はともに1時間、日出は早く、日没は遅くなったことが予想でき、中間時間は12時と変わらない。 Even if the length of the day is 10 hours, it can be expected that both sunrise and sunset are 1 hour, sunrise is early and sunset is late, and the intermediate time is no different from 12:00.
したがって、この場合においても、時間調整部17の値が、中間時という基準時の4時間前に起動、5時間後に停止と、変わらないということであれば、ほぼ同時刻の8時と17時に起動および停止するようになる。
Accordingly, even in this case, if the value of the
このような方法によれば、カレンダー機能などを有しなくても、季節に合わせた起動および停止へ自動的に変更することができる。 According to such a method, even if it does not have a calendar function etc., it can change automatically to start and stop according to a season.
以上、上述したように、太陽電池の光照度を利用して日出日没を基準時とすることで、太陽電池の駆動による換気装置では不可能であった時間的制御を、時計機能を使用せず、時計あわせをする必要もなく、行うことができる。 As described above, by using the light intensity of the solar cell as the reference time, the time function that was not possible with the ventilation device driven by the solar cell can be used by using the clock function. It can be done without having to set the clock.
つぎに図2によって、本発明の他の太陽光発電システムを述べる。 Next, another photovoltaic power generation system of the present invention will be described with reference to FIG.
同図によれば、図1に示す太陽光発電システムと同様に、初期設定として時刻合せや、上述したような演算をせず、図2に示す換気装置29のように、基準設定部の代わりに時計部19を設け、この時計部19の時刻にしたがって、起動および停止を行うことでも時間的な制御ができる。
According to this figure, as in the photovoltaic power generation system shown in FIG. 1, the time setting as the initial setting and the calculation as described above are not performed, and instead of the reference setting unit as in the
具体的には太陽電池11の光照度に対して起動および停止の基準となる起動および停止の光照度を記憶させる基準照度部20を設け、制御部14に設けた照度制御部24において、照度測定部15より随時送られてくる照度データと比較し、時間制御部25での起動時間内において、出力電圧生成部13にて起動および停止制御するように成す。
Specifically, a
このように構成することで、商用電源駆動換気装置において必要としていた季節や設置場所により変動する日没、日出に関する膨大なデータを記憶するメモリや、湿度センサーや、設置者が設置日時や設置場所の緯度や経度などの初期データを入力する煩雑な作業も必要としなくなり、夜間や雨天時の高い湿度での低照度時においては、ファンモーターを停止することが可能となる。 With this configuration, a memory that stores a huge amount of data related to sunset and sunrise, which varies depending on the season and installation location required for commercial power supply ventilators, humidity sensors, installation date / time and installation by the installer The complicated operation of inputting initial data such as the latitude and longitude of the place is not required, and the fan motor can be stopped at night and in low light with high humidity during rainy weather.
また、出力生成部13に昇圧回路や降圧回路などの回路を設け、任意の電圧へ可変してファンモーター12の回転数を制御できるようにしておき、時間調整部17においても、任意の時間帯とその時間帯に出力する電圧データを入れることで、前記時間調整部17に入力されたデータにもとづいて制御部14が、任意の時間帯に任意の電圧を出力するよう出力生成部13を制御することができ、これにより、希望の時間帯に希望の風量でファンモーター12を回すことができる。
Further, a circuit such as a step-up circuit or a step-down circuit is provided in the
たとえば、早朝のファンによる騒音は耳障りであるので、換気を行いたい場合など、起動開始より1時間は弱い風量で回すなどといった制御として騒音対策と換気量の増加を同時に図ることも可能である。 For example, noise caused by a fan in the early morning is annoying, so when ventilation is desired, it is possible to simultaneously take measures against noise and increase the ventilation volume as control such as turning at a weak air volume for one hour from the start of activation.
また、時間調整部17や基準照度部20にデータを入力することができる入力手段21により、使用者が任意の時間に起動および停止を設定できる。
In addition, the
さらに制御部14などによりデータを表示する表示手段22を設けることで、制御内容の確認やファンモーターの動作状態や現在の光照度などの状態確認を表示することもでき、使用者の時間設定の手助けとなる。
Furthermore, by providing the display means 22 for displaying data by the
また、上述したような日出や日没の時間軸で制御する換気装置10に、さらに時計機能を付加することで、前日までのデータで予測した日没や日出の基準時を時計時刻と比較して時計時刻に換算し、たとえば明日の日出時刻、当日の日没時刻として表示させることも可能となり、この表示をもとに、使用者が、さらに何時間後や何時間前を入力することで、翌日の起動および停止の微調整が可能とするようにしてもよい。
Further, by adding a clock function to the
7:トランジスター
8:ファン制御回路
10:換気装置
11:太陽電池
12:ファンモーター
13:出力電圧生成部
14:制御部
15:照度測定部
16:基準時設定部
17:時間調整部
18:バックアップ電源部
19:時計部
20:基準照度部
21:入力手段
22:表示手段
24:照度制御部
25:時間制御部
26:基準記憶部
28:中間時基準記憶部
29:換気装置
41:定電圧回路
42:電圧判定回路
43:遅延タイマー回路
44:抵抗器
45:抵抗器
51:商用電源
52:AC/DC変換器
54:スイッチ
55:ソーラタイマ部
56:時計部
57:カレンダー部
58:時刻記憶部
59:設定部
60:地区設定記憶部
61:地区修正データ記憶部
62:おそめ設定記憶部
63:はやめ設定記憶部
64:時刻演算部
65:比較部
66:接点駆動部
J1、J2:換気装置
7: Transistor 8: Fan control circuit 10: Ventilator 11: Solar cell 12: Fan motor 13: Output voltage generator 14: Controller 15: Illuminance measuring unit 16: Reference time setting unit 17: Time adjusting unit 18: Backup power source Unit 19: clock unit 20: reference illuminance unit 21: input unit 22: display unit 24: illuminance control unit 25: time control unit 26: reference storage unit 28: intermediate reference storage unit 29: ventilator 41: constant voltage circuit 42 : Voltage determination circuit 43: Delay timer circuit 44: Resistor 45: Resistor 51: Commercial power supply 52: AC / DC converter 54: Switch 55: Solar timer unit 56: Clock unit 57: Calendar unit 58: Time storage unit 59: Setting unit 60: District setting storage unit 61: District correction data storage unit 62: Loose setting setting unit 63: Quit setting storage unit 64: Time calculation unit 65: Comparison unit 66: Contact Moving parts
J1, J2: Ventilator
Claims (8)
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---|---|---|---|
JP2004094016A JP2005282877A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Ventilating device and photovoltaic power system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008069994A (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating element storage box cooling device |
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CN111219820A (en) * | 2020-01-19 | 2020-06-02 | 山东华宇工学院 | Household air conditioner hybrid energy control device and air conditioner |
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2004
- 2004-03-29 JP JP2004094016A patent/JP2005282877A/en active Pending
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