JP2011237307A - 電気機器及び消費電力監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を直感的に認識することができ、また製造費用を抑制することができる電気機器及び消費電力監視システムを提供する。
【解決手段】一つの建屋に電源と複数の電気機器とが設置してある場合に、電源から電気機器への入力電圧は、全電気機器の消費電力の多少に応じて変動する。全電気機器の消費電力が多い場合に、入力電圧は低下し、全電気機器の消費電力が少ない場合に、入力電圧は上昇するので、電源回路２４への入力電圧と予め定めた平均電圧とを比較することによって、建屋全体での消費電力の多少を容易に判定することができる構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は電源からの入力電圧に基づいて消費電力を演算し、演算結果を出力する電気機器及び電気機器にて消費された電力量を監視する消費電力監視システムに関する。

近年、環境保全の意識が高まっており、ユーザによっては消費電力の監視が可能な電気機器を希望する場合がある。以前より、消費電力を監視する消費電力モニタが提案されており、該消費電力モニタは、電流センサ及び電圧センサにて検出された電流値及び電圧値に基づいて、演算装置にて消費電力を演算し、詳細な消費電力を表示している（例えば特許文献１及び特許文献２）。

特開平９−６１４６５号公報 特開平１０−１２３１８５号公報

表示装置のような電気機器に、前記消費電力モニタと同様な構成を設けることで、ユーザは消費電力の監視を行うことができると考えられる。しかし、消費電力モニタと同様な構成によって、消費電力の詳細な情報、例えば消費電力値をユーザに報知したとしても、ユーザは一般的な電力消費量を知悉していることは少なく、報知された情報が示す消費電力が通常より多いのか又は少ないのかを直感的に認識することは難しい。また前記消費電力モニタのように二つのセンサを電気機器に搭載した場合、電気機器の製造費用が嵩む。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を直感的に認識することができ、また製造費用を抑制することができる電気機器及び消費電力監視システムを提供することを目的とする。

本発明に係る電気機器は、電源回路を介して電力を供給される電気機器において、前記電源回路への入力電圧を時系列的に検出する検出手段と、該検出手段にて検出した入力電圧及び所定の閾値を比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基づいて、消費電力を示す情報を生成する生成手段と、該生成手段にて生成された消費電力を示す情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、一つの建屋に電源と複数の電気機器とが設置してある場合に、電源から電気機器への入力電圧は、全電気機器の消費電力の多少に応じて変動する。全電気機器の消費電力が多い場合に、入力電圧は低下し、全電気機器の消費電力が少ない場合に、入力電圧は上昇するので、入力電圧と予め定めた所定値とを比較することによって、建屋全体での消費電力の多少が判定される。

本発明に係る電気機器は、前記検出手段によって検出された入力電圧を示す値を所定時間に亘って加算する手段と、該手段によって加算された値に基づいて、前記所定の閾値を算出する手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、入力電圧を示す値を加算して、例えば１日あたりの入力電圧の平均値を算出し、算出した平均値と入力電圧とを比較して、建屋全体での消費電力の多少を判定する。

本発明に係る電気機器は、前記出力手段は、映像を表示するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、建屋全体での消費電力の多少を映像（例えば横長矩形のメータ）にて示すことによって、ユーザは前記消費電力の多少を直感的に認識する。

本発明に係る電気機器は、前記出力手段は、点灯するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、建屋全体での消費電力の多少を光にて示すことによって、ユーザは前記消費電力の多少を直感的に認識する。

本発明に係る消費電力監視システムは、電源回路を介して電力を供給される電気機器と、該電気機器での消費電力を監視する監視装置とを備え、前記電気機器は、前記電源回路への入力電圧を時系列的に検出する検出手段と、該検出手段にて検出した入力電圧及び所定の閾値を比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基づいて、消費電力を示す情報を生成する生成手段と、該生成手段にて生成された消費電力を示す情報を前記監視装置に送信する送信手段とを備え、前記監視装置は、前記送信手段から前記消費電力を示す情報を受信する受信手段と、該受信手段にて受信した前記消費電力を示す情報を出力する手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、各電気機器から建屋全体の消費電力を示す情報が監視装置に送信され、ユーザは監視装置の出力手段（例えば映像を表示する表示部）を確認することによって前記情報を一覧することができる。

本発明に係る電気機器にあっては、一つの建屋に電源と複数の電気機器とが設置してある場合に、電源から電気機器への入力電圧は、全電気機器の消費電力の多少に応じて変動する。全電気機器の消費電力が多い場合に、入力電圧は低下し、全電気機器の消費電力が少ない場合に、入力電圧は上昇するので、入力電圧と予め定めた所定値とを比較することによって、建屋全体での消費電力の多少を容易に判定することができ、ユーザは消費電力の多少をを直感的に認識することができる。また電流値を検出する手段を削減し、製造費用を抑制することができる。

本発明に係る消費電力監視システムにあっては、各電気機器から建屋全体の消費電力を示す情報が監視装置に送信され、ユーザは監視装置の出力手段（例えば映像を表示する表示部）を確認することによって前記情報を一覧し、消費電力の判定における各電気機器の傾向を考慮して、建屋全体での消費電力の多少を客観的に判断することができる。またユーザは各電気機器の稼働状態を確認して、必要に応じて電気機器の稼動を停止させることができ、例えば入力電圧の高い電気機器は消費電力も多いと考えられるので、ユーザは優先的に入力電圧の高い電気機器の稼動を停止させて、消費電力を効率的に低減させることができる。

実施の形態１に係る表示装置を略示する正面図である。 電源付近の構成を略示する回路図である。 制御部を略示するブロック図である。 制御部による平均電圧演算処理を示すフローチャートである。 制御部による消費電力表示処理を示すフローチャートである。 点灯するランプ及び表示パネルに表示されたメータ部を略示する表示装置の正面図である。 点灯するランプ及び表示パネルに表示されたメータ部を略示する表示装置の正面図である。 点灯するランプ及び表示パネルに表示されたメータ部を略示する表示装置の正面図である。 実施の形態２に係る消費電力監視システムを略示する模式図である。 監視装置の制御部による表示処理を示すフローチャートである。 表示装置、冷蔵庫、電子レンジ又はエアコンの制御部における送信処理を示すフローチャートである。

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る表示装置（電気機器）を示す図面に基づいて詳述する。図１は表示装置を略示する正面図である。
図において１は液晶及びＴＦＴ(Thin Film Transistor)を備える矩形の表示パネルである。該表示パネル１は、ＴＦＴの動作を制御することによって液晶への印加電圧を制御し、光の透過率を調整する。光の透過率を調整することによって、表示パネル１に所定の映像が表示される。

表示パネル１は、前保持枠体と後保持枠体と（いずれも図示せず）によって、その周縁部が挟持されており、矩形枠状の前キャビネット２に収容されている。前キャビネット２は前保持枠体及び後保持枠体の周囲に配置されている。前キャビネット２は矩形の開口を備えており、該開口の寸法は表示パネル１に対応した寸法となっている。前キャビネット２の後側に、前面が開放された矩形箱形の後キャビネット３が設けてある。後キャビネット３の前縁部は図示しない係合凸部を備え、前キャビネット２の後縁部は図示しない係合凹部を備えており、該係合凹部及び係合凸部を係合させて、前キャビネット２と後キャビネット３とが連結してある。前キャビネット２の下部中央には、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)からなるランプ４が設けてあり、該ランプ４は、赤色、黄色又は青色に点灯することができる。

表示装置は、交流電源（以下電源という）からの電力によって駆動する。図２は電源付近の構成を略示する回路図である。表示装置は電源に接続されるアダプタ２０と、整流回路２２を介してアダプタ２０に接続され、ＤＣ(Direct Current)／ＤＣコンバータを含む電源回路２４とを備える。整流回路２２及び電源回路２４は、コンデンサ２３を介して設置してある。アダプタ２０と整流回路２２との間には電圧検出器２１が接続してある。

電源にアダプタ２０が接続された場合に、交流電圧は整流回路２２において直流電圧に変換され、電源回路２４において電圧の大きさを調整され、出力される。電圧検出器２１はアダプタ２０からの入力電圧を検出し、後述する制御部１０に検出値を出力する。なおアダプタ２０と整流回路２２との間に電圧検出器２１を接続しているが、整流回路２２と電源回路２４との間に電圧検出器２１を接続してもよい。

表示装置は表示パネルの駆動を制御する制御部１０を備えている。図３は制御部１０を略示するブロック図である。
制御部１０は、共通バスを介して相互に接続されたＭＰＵ(Micro Processing Unit)１１、ＲＯＭ(Read Only Memory)１２、ＲＡＭ(Random Access Memory)１３、不揮発性メモリ１４、入力Ｉ／Ｆ(InterFace)１５及び出力Ｉ／Ｆ１６を備えている。

ＭＰＵ１１はタイマを備えている。ＲＯＭ１２は制御プログラムを格納しており、ＲＡＭ１３は必要なデータを一時的に格納する。ＭＰＵ１１は、ＲＡＭ１３を作業領域として動作し、ＲＯＭ１２に格納された制御プログラムをＲＡＭ１３に読出して実行する。不揮発性メモリ１４は、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ１２(Erasable Programmable ROM)などからなり、必要なデータを格納する。

制御部１０には、入力Ｉ／Ｆ１５を介して電圧検出器２１の検出値が入力されている。また制御部１０から出力Ｉ／Ｆ１６を介して表示パネル１に映像を表示する表示信号が出力され、所定の色、例えば赤色、黄色又は青色で点灯することを示す点灯信号がランプに出力される。制御部１０は、電圧検出器２１からの検出値に基づいて、表示パネルに表示信号を出力し、ランプに点灯信号を出力する。

制御部１０は電圧検出器２１の検出値を時系列的に積算し、平均電圧を演算する平均電圧演算処理を実行する。図４は制御部１０による平均電圧演算処理を示すフローチャートである。

制御部１０のＭＰＵ１１は、タイマを参照して、電圧検出器２１にて入力電圧を検出するタイミングとなるまで待機する（ステップＳ１：ＮＯ）。電圧検出器２１にて入力電圧を検出するタイミングとなった場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１１は電圧検出器２１による検出電圧を示す値を取込む（ステップＳ２）。そしてＭＰＵ１１は、検出電圧を示す値を積算し（ステップＳ３）、所定期間における入力電圧の平均電圧を算出する（ステップＳ４）。例えば所定のサンプリング周期で移動平均を２４時間に亘って算出し、算出した全移動平均の総和を算出して、該総和の時間平均を求める。次にＭＰＵ１１は、算出した平均電圧を不揮発性メモリ１４に格納する（ステップＳ５）。このときＭＰＵ１１は平均電圧の変動率を示す値αを平均電圧と共に算出し、平均電圧に対応付けて不揮発性メモリ１４に格納する。

制御部１０は、リモートコントローラなどの操作部（図示せず）から消費電力を表示することを示す指令を受信した場合に、表示パネル１に建屋内の全体的な消費電力を表示する消費電力表示処理を実行する。図５は制御部１０による消費電力表示処理を示すフローチャート、図６〜図８は、点灯するランプ及び表示パネル１に表示されたメータ部１ａを略示する表示装置の正面図である。

制御部１０のＭＰＵ１１は、操作部から消費電力を表示することを示す指令を受信するまで待機する（ステップＳ１１：ＮＯ）。操作部から消費電力を表示することを示す指令を受信した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１１は電圧検出器２１による検出電圧を取込み（ステップＳ１２）、取込んだ検出電圧が平均電圧からαを減算した値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。

取込んだ検出電圧が平均電圧からαを減算した値よりも小さい場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１１は、建屋内における消費電力量が平均よりも多いことを表示する信号を表示パネル１に出力し（ステップＳ１４）、赤色に点灯することを示す信号をランプに出力する（ステップＳ１５）。このとき表示パネル１には横長矩形のメータ部１ａが表示され、メータ部１ａは、内側全体が着色された状態で表示される。またランプ４は赤色に点灯する（図６参照）。

取込んだ検出電圧が平均電圧からαを減算した値以上である場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ＭＰＵ１１は、取込んだ検出電圧が平均電圧にαを加算した値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。取込んだ検出電圧が平均電圧にαを加算した値よりも小さい場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ＭＰＵ１１は、建屋内における消費電力量が平均的な値であることを表示する信号を表示パネル１に出力し（ステップＳ１７）、黄色に点灯することを示す信号をランプに出力する（ステップＳ１８）。このとき表示パネル１には横長矩形のメータ部１ａは、半分程度の面積が着色された状態で表示される。またランプ４は黄色に点灯する（図７参照）。

取込んだ検出電圧が平均電圧にαを加算した値以上である場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＭＰＵ１１は、建屋内における消費電力量が平均よりも少ないことを表示する信号を表示パネル１に出力し（ステップＳ１９）、青色に点灯することを示す信号をランプに出力する（ステップＳ２０）。このとき表示パネル１には横長矩形のメータ部１ａは、１／１０程度の面積が着色された状態で表示される。またランプ４は青色に点灯する（図８参照）。

実施の形態１に係る表示装置にあっては、一つの建屋に電源と複数の電気機器とが設置してある場合に、電源から電気機器への入力電圧は、全電気機器の消費電力の多少に応じて変動する。全電気機器の消費電力が多い場合に、入力電圧は低下し、全電気機器の消費電力が少ない場合に、入力電圧は上昇するので、入力電圧と予め定めた平均電圧とを比較することによって、建屋全体での消費電力の多少を容易に判定することができ、ユーザは消費電力の多少を直感的に認識することができる。また電流値を検出する手段を削減し、製造費用を抑制することができる。

また入力電圧を積算して、例えば１日あたりの入力電圧の平均値を算出し、算出した平均値と入力電圧とを比較して、建屋全体での消費電力の多少を適切に判定することができる。

また建屋全体での消費電力の多少を、横長矩形のメータ又は光などで示すことによって、ユーザは前記消費電力の多少を直感的に認識することができ、表示装置の利便性を向上させることができる。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る消費電力監視システムを示す図面に基づいて詳述する。図９は消費電力監視システムを略示する模式図である。
消費電力監視システムは、通信ネットワーク１００を介して相互に接続された監視装置３０、表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０を備えている。なお表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０は、電気機器の例示であって、これら以外の電気機器が通信ネットワーク１００に接続されていてもよい。

監視装置３０は、映像を表示する表示部３３と、ユーザの操作を受け付ける操作部３４と、通信ネットワーク１００に接続される通信Ｉ／Ｆ３２を有する制御部３１とを備える。該制御部３１はＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを更に備える。表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０は、それぞれ通信ネットワーク１００に接続される通信Ｉ／Ｆ４２〜７２を有する制御部４１〜７１を備える。該制御部４１〜７１はＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを更に備える。該制御部４１〜７１のＲＯＭには、閾値Ａ及び閾値Ｂ（Ａ＞Ｂ）が予め格納してある。監視装置３０、表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０は、通信Ｉ／Ｆ４２〜７２を介して相互に通信する。

なお表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０は、実施の形態１に係る表示装置４０と同様に、入力電圧を検出する電圧検出器２１を備えており、電圧検出器２１による検出電圧に基づいて、消費電力の多少を示す情報を生成し、監視装置３０に送信する送信処理を実行する。一方監視装置３０は受信した前記情報を表示部３３に表示する表示処理を実行する。

図１０は監視装置３０の制御部３１による表示処理を示すフローチャートである。
監視装置３０の制御部３１は、操作部３４からの出力を取込み、消費電力を表示する指令が入力されるまで待機する（ステップＳ３１：ＮＯ）。消費電力を表示する指令が入力された場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部３１は、表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０に消費電力を示す情報を要求し（ステップＳ３２）、表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０から消費電力を示す情報を受信するまで待機する（ステップＳ３３：ＮＯ）。

消費電力を示す情報を受信した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、制御部３１は、受信した情報を表示する信号を表示部３３に出力する（ステップＳ３４）。このとき表示部３３は、表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０及びエアコン７０について、横長矩形のメータ部をそれぞれ表示し、メータ部における着色面積によって建屋における消費電力の多少を示す。

なお表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０又はエアコン７０の電源がオフになっている場合、ステップＳ３３において、制御部３１はＮＵＬＬを受信し、ステップＳ３４において表示部３３は電源がオフになっていることを示す情報を表示する。

図１１は表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０又はエアコン７０の制御部４１〜７１における送信処理を示すフローチャートである。

表示装置４０、冷蔵庫５０、電子レンジ６０又はエアコン７０の制御部４１〜７１は、監視装置３０から消費電力を示す情報を要求されるまで待機する（ステップＳ４１：ＮＯ）。監視装置３０から消費電力を示す情報を要求された場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、制御部４１〜７１は、電圧検出器２１から検出電圧を取込み（ステップＳ４２）、ＲＯＭを参照して検出電圧が閾値Ｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４３）。

検出電圧が閾値Ｂよりも小さい場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、制御部４１〜７１は、建屋内における消費電力量が平均よりも多いことを示す情報を監視装置３０に送信する（ステップＳ４４）。検出電圧が閾値Ｂ以上である場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、制御部４１〜７１は、ＲＯＭを参照して検出電圧が閾値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。検出電圧が閾値Ａ以上である場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、制御部４１〜７１は、建屋内における消費電力量が平均よりも少ないことを示す情報を監視装置３０に送信する（ステップＳ４６）。検出電圧が閾値Ａよりも小さい場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、制御部４１〜７１は、建屋内における消費電力量が平均的な値であることを示す情報を監視装置３０に送信する（ステップＳ４７）。

実施の形態２に係る消費電力システムにあっては、各電気機器から建屋全体の消費電力を示す情報が監視装置３０に送信され、ユーザは監視装置３０の表示部３３を確認することによって前記情報を一覧し、消費電力の判定における各電気機器の傾向を考慮して、建屋全体での消費電力の多少を客観的に判断することができる。またユーザは各電気機器の稼働状態を確認して、必要に応じて電気機器の稼動を停止させることができ、例えば入力電圧の高い電気機器は消費電力も多いと考えられるので、ユーザは優先的に入力電圧の高い電気機器の稼動を停止させて、建屋における消費電力を効率的に低減させることができる。

実施の形態２に係る構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

以上説明した実施の形態は本発明の例示であり、本発明は特許請求の範囲の記載に基づいて定められる範囲内において種々変更した形態で実施することができる。

１ 表示パネル（出力手段）
１ａ メータ部
４ ランプ
１０、３１〜７１ 制御部
１１ ＭＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
２１ 電圧検出器（検出手段）
２４ 電源回路
３０ 監視装置
３２〜７２ 通信Ｉ／Ｆ（受信手段、送信手段）

Claims (5)

1. 電源回路を介して電力を供給される電気機器において、
   前記電源回路への入力電圧を時系列的に検出する検出手段と、
   該検出手段にて検出した入力電圧及び所定の閾値を比較する比較手段と、
   該比較手段での比較結果に基づいて、消費電力を示す情報を生成する生成手段と、
   該生成手段にて生成された消費電力を示す情報を出力する出力手段と
   を備えることを特徴とする電気機器。
2. 前記検出手段によって検出された入力電圧を示す値を所定時間に亘って加算する手段と、
   該手段によって加算された値に基づいて、前記所定の閾値を算出する手段を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記出力手段は、映像を表示するようにしてあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器。
4. 前記出力手段は、点灯するようにしてあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器。
5. 電源回路を介して電力を供給される電気機器と、
   該電気機器での消費電力を監視する監視装置と
   を備え、
   前記電気機器は、
   前記電源回路への入力電圧を時系列的に検出する検出手段と、
   該検出手段にて検出した入力電圧及び所定の閾値を比較する比較手段と、
   該比較手段での比較結果に基づいて、消費電力を示す情報を生成する生成手段と、
   該生成手段にて生成された消費電力を示す情報を前記監視装置に送信する送信手段とを備え、
   前記監視装置は、
   前記送信手段から前記消費電力を示す情報を受信する受信手段と、
   該受信手段にて受信した前記消費電力を示す情報を出力する手段とを備えること
   を特徴とする消費電力監視システム。

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