JP2016109544A - Thermal energy meter and thermal energy meter system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計および積算熱量計システムに関する。 The present invention relates to an integrated calorimeter and an integrated calorimeter system driven by electric power supplied from a battery.
下記特許文献1には、バッテリーで駆動する無線センサにおいて、イベントの発生を通知するためのイベント情報を制御局に送信する際の消費電力を抑制する技術が開示されている。下記特許文献2には、一定のサンプリング周期ごとに水道水の瞬時流量を検出し、検出した瞬時流量を外部機器に送信する流量計が開示されている。
ここで、建物の冷暖房システム等に用いられる積算熱量計は、特許文献1の無線センサのように、無線化してバッテリーで駆動させることへのニーズが高まっている。このような積算熱量計は、積算量に基づいて課金する用途に加え、建物のエネルギー管理にも活用される。建物のエネルギー管理では、積算熱量計の計測値に基づいて、熱量消費の多い時間帯や少ない時間帯を把握できるようにすることが要求される。熱量消費の変動状況を的確に把握するためには、特許文献2の流量計のように、一定のサンプリング周期ごとに瞬時熱量を計測し、外部機器に送信することが望ましい。しかしながら、一定のサンプリング周期ごとに計測値を送信すると、外部機器との間の通信量が増加し、バッテリーの寿命が短くなる要因となる。
Here, the integrated calorimeter used in a building air conditioning system or the like, like the wireless sensor disclosed in
本発明は、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができる積算熱量計および積算熱量計システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an integrated calorimeter and an integrated calorimeter system capable of grasping the fluctuation state of heat consumption and extending the life of a battery.
本発明に係る積算熱量計は、バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計であって、計測対象の熱量を算出し、積算する積算手段と、前記積算手段により積算される積算値が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達したか否かを判定する増分判定手段と、前記積算値が前記基準熱量に到達したと判定されるたびに、前記積算値が前記基準熱量に到達したことを示す到達信号を、無線通信により外部機器に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。 An integrated calorimeter according to the present invention is an integrated calorimeter that is driven by electric power supplied from a battery, calculates an amount of heat to be measured and integrates, and an integrated value integrated by the integrating unit includes: Increment determining means for determining whether or not a reference heat amount determined for each preset increment value has been reached, and whenever the integrated value is determined to have reached the reference heat amount, the integrated value is set to the reference heat amount. Transmission means for transmitting a reaching signal indicating arrival to an external device by wireless communication.
上記到達信号は、信号対雑音比が許容される通信基準よりも小さく、雑音により信号の品質が劣化する状況下であっても、前記外部機器において前記到達信号が受信されたことを判別可能となるように、単純に構成された信号である、こととしてもよい。 The arrival signal has a signal-to-noise ratio smaller than an allowable communication standard, and even when the signal quality is deteriorated due to noise, it is possible to determine that the arrival signal has been received by the external device. As such, the signal may be simply configured.
上記積算熱量計は、予め設定された期間ごとに、前記積算手段により算出された前記熱量を積算する積算処理を実行し、当該積算処理の実行を、予め設定された回数分、繰り返す積算処理実行手段と、前記積算処理実行手段により前記回数分繰り返し実行された前記積算処理の結果に基づいて、1回の前記積算処理において積算される前記熱量の平均値を算出し、当該平均値を、前記増分値として設定する増分値設定手段と、をさらに備える、こととしてもよい。 The integration calorimeter executes an integration process for integrating the calorie calculated by the integration means for each preset period, and repeats the integration process for a preset number of times. And an average value of the heat quantity integrated in one integration process based on the result of the integration process repeatedly executed by the integration process execution means by the number of times, and the average value is calculated as Incremental value setting means for setting as an incremental value may be further provided.
上記増分値設定手段により設定される前記増分値を出力する出力手段を、さらに備えることとしてもよい。 Output means for outputting the increment value set by the increment value setting means may be further provided.
また、本発明に係る積算熱量計システムは、上記積算熱量計と、前記外部機器としての管理機器と、を備える積算熱量計システムであって、前記管理機器は、前記到達信号を受信する受信手段と、前記到達信号の受信日時を計測する日時計測手段と、前記基準熱量を記憶する記憶手段と、を備え、前記記憶手段は、前記受信手段により前記到達信号が受信されるたびに、前記日時計測手段により計測される前記受信日時を、前記基準熱量に順次対応付けて記憶していく、ことを特徴とする。 An integrated calorimeter system according to the present invention is an integrated calorimeter system comprising the integrated calorimeter and a management device as the external device, wherein the management device receives the arrival signal. And a date and time measuring means for measuring the reception date and time of the arrival signal, and a storage means for storing the reference heat quantity, the storage means each time the arrival signal is received by the reception means. The reception date and time measured by the measuring means is sequentially stored in association with the reference heat quantity.
本発明によれば、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができる積算熱量計および積算熱量計システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the integrated calorimeter and the integrated calorimeter system which can grasp | ascertain the fluctuation condition of heat consumption and can extend the lifetime of a battery can be provided.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and does not exclude application of various modifications and techniques not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
[第1実施形態]
図1を参照して、第1実施形態における積算熱量計システムの構成について説明する。図1に示すように、積算熱量計システム1は、計測対象の熱量を算出して積算する積算熱量計2と、積算熱量計2で計測された熱量に関するデータを管理する管理機器3とを備える。積算熱量計2は、バッテリー(不図示)を搭載しており、バッテリーから供給される電力によって駆動する。積算熱量計2および管理機器3は、無線通信機能を搭載しており、無線通信を利用して各種データ等を格納した信号のやり取りを行う。
[First embodiment]
With reference to FIG. 1, the structure of the integrating | accumulating calorimeter system in 1st Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the integrated
積算熱量計2は、機能構成として、例えば、積算部(積算手段)21と、増分判定部(増分判定手段)22と、送信部(送信手段)23と、を有する。
The integrating
積算部21は、計測対象の熱量を算出し、その算出した熱量を積算する。計測対象としては、例えば、冷暖房システムの配管を流れる冷温水が該当する。積算部21は、配管を流れる冷温水の瞬時熱量を算出し、その算出した瞬時熱量を積算することで、積算熱量を計測する。
The integrating
ここで、積算部21に対応する物理構成として、例えば、図2に示す超音波式の積算熱量計を採用することができる。図2に示す積算熱量計は、超音波センサ211、212と、温度センサ213、214と、演算装置215と、熱交換器216とを備える。演算装置215は、例えば、演算処理手段としてのCPU、記憶手段としてのROMやRAM等のメモリ、通信手段としての無線通信インターフェース等を備える。例示的に、演算装置215は、以下のようにして、計測対象の熱量を算出し、積算する。
Here, as a physical configuration corresponding to the integrating
最初に、演算装置215は、配管4の上流側上方に位置する超音波センサ211から発信された超音波が下流側下方に位置する超音波センサ212により受信されるまでに要した時間t1と、下流側下方の超音波センサ212から発信された超音波が上流側上方の超音波センサ211により受信されるまでに要した時間t2との差、および超音波の伝搬各θを用いて、配管4内に流れる冷温水の瞬時流量を算出する。
First, the
続いて、演算装置215は、配管4の上流側に位置する温度センサ213により検出された温度と、下流側に位置する温度センサ214により検出された温度との差、および瞬時流量を用いて、配管4内に流れる冷温水の瞬時熱量を算出する。続いて、演算装置215は、瞬時熱量を積算していくことで積算熱量(積算値)を計測する。
Subsequently, the
なお、積算部21に対応する物理構成は、図2に示す超音波式の積算熱量計に限定されない。例えば電磁式の積算熱量計のように、他の形式の積算熱量計であってもよい。
The physical configuration corresponding to the integrating
図1に示す増分判定部22は、積算部21が計測した積算熱量が、基準熱量に到達したか否かを判定する。基準熱量は、予め設定された増分値ごとに定まる熱量である。具体的に説明すると、例えば増分値が100kcalに設定されている場合には、100kcal、200kcal、300kcal等が、基準熱量となる。また、例えば増分値が300kcalに設定されている場合には、300kcal、600kcal、900kcal等が、基準熱量となる。増分値は、設置状況や管理目標等に応じて管理者が適宜設定できる。
The
送信部23は、積算値が基準熱量に到達したと判定されるたびに、到達信号を管理機器3に送信する。到達信号は、積算熱量が基準熱量に到達したことを示す信号である。この到達信号は、例えばS/N比(信号対雑音比)が、許容される通信基準値よりも小さい場合等のように、雑音により信号の品質が許容基準を超えて劣化する状況下であっても、管理機器3において到達信号が受信されたことを判別可能となるように、単純に構成された信号を用いる。単純に構成された信号として、例えば、無線通信用のフレームを構成する複数のスロットのうちの1スロットに納まる信号を用いることができる。
The
図1に示す管理機器3は、機能構成として、例えば、受信部(受信手段)31と、日時計測部(日時計測手段)32と、記憶部(記憶手段)33と、を有する。
The
受信部31は、積算熱量計2から送信された到達信号を受信する。日時計測部32は、到達信号の受信日時を計測する。
The
記憶部33は、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量ごとに1レコードを作成する積算熱量データを記憶する。この基準熱量は、積算熱量計2に設定された増分値に基づいて定まる基準熱量と同一になるように、管理者が設定する。記憶部33は、受信部31が到達信号を受信するたびに、日時計測部32で計測された受信日時を、基準熱量に順次対応付けて記憶していく。
The
図3に、記憶部33が記憶する積算熱量データを例示する。図3に示す積算熱量データは、増分値が100kcalに設定されている場合に記憶されるデータを例示したものである。具体的に、1件目のレコードは、積算熱量が“100”kcalに到達したときに積算熱量計2から発信された1回目の到達信号の受信日時が“2014/03/12 08:29:34”であることを示している。
FIG. 3 illustrates the integrated heat amount data stored in the
同様に、2件目のレコードは、積算熱量が“200”kcalに到達したときに積算熱量計2から発信された2回目の到達信号の受信日時が“2014/03/12 13:15:56”であることを示している。3件目のレコードは、積算熱量が“300”kcalに到達したときに積算熱量計2から発信された3回目の到達信号の受信日時が“2014/03/12 22:48:08”であることを示している。
Similarly, in the second record, the reception date and time of the second arrival signal transmitted from the
上述してきたように、第1実施形態における積算熱量計システム1によれば、積算熱量計2が積算部21を備えることで、配管を流れる冷温水の熱量を算出し、積算することができ、積算熱量計2が増分判定部22を備えることで、計測した積算熱量が、基準熱量に到達したか否かを判定することができ、積算熱量計2が送信部23を備えることで、積算熱量が基準熱量に到達したと判定されるたびに、到達信号を管理機器3に送信することができる。
As described above, according to the
ここで、配管を流れる冷温水の熱量は、目標熱量になるように制御されるため、積算された熱量は、経過時間に対して単調に増加することが想定される。したがって、積算熱量が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達するごとに、その旨を示す到達信号を、管理機器3に送信することで、管理機器3側では、到達信号に基づいて、熱量消費の変動状況を把握することが可能となる。
Here, since the heat quantity of the cold / hot water flowing through the pipe is controlled to become the target heat quantity, it is assumed that the integrated heat quantity increases monotonously with respect to the elapsed time. Therefore, every time the integrated heat amount reaches the reference heat amount determined for each preset increment value, an arrival signal indicating that fact is transmitted to the
また、到達信号は、S/N比が許容通信基準よりも小さい場合でも、管理機器3で判別できるように、単純に構成されているため、劣悪な通信環境下であっても、通信リトライの発生を抑制し、通信に要する消費電力を最小限に抑えることが可能となる。それゆえ、バッテリーの寿命を向上させることが可能となる。
In addition, since the arrival signal is simply configured so that the
また、管理機器3が受信部31を備えることで、積算熱量計2から送信された到達信号を受信することができ、管理機器3が日時計測部32を備えることで、到達信号の受信日時を計測することができ、管理機器3が記憶部33を備えることで、到達信号を受信するたびに、その受信日時を基準熱量に順次対応付けて記憶していくことができる。
In addition, the
これにより、管理機器3側では、記憶された受信日時および基準熱量に基づいて、熱量消費の多い時間帯や、熱量消費の少ない時間帯を的確に把握することが可能となる。
As a result, the
それゆえ、第1実施形態における積算熱量計システム1によれば、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができることが可能となる。
Therefore, according to the
[第2実施形態]
積算熱量計システム1を構成する積算熱量計2の設置環境や使用環境は多岐に亘る。したがって、到達信号を管理機器3に送信するタイミングを決定する増分値を、積算熱量計2の出荷時や設置時に設定することは困難である。一方、熱量消費の多い時間帯や熱量消費の少ない時間帯を適切に把握するためには、設置環境や使用環境に応じた最適な増分値を設定する必要がある。そこで、第2実施形態における積算熱量計システムでは、実際に計測した積算熱量に基づいて増分値を算出して設定することとした。第2実施形態における積算熱量計システムについて、以下に説明する。
[Second Embodiment]
The installation environment and use environment of the
図4に示す第2実施形態における積算熱量計システムが、図1に示す第1実施形態における積算熱量計システムと相違する点は、第2実施形態における積算熱量計2に、増分値を算出して設定する機能が追加されている点である。それ以外の構成については、第1実施形態における積算熱量計システムの構成と同様である。したがって、各構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。以下においては、主に第1実施形態との相違点について説明する。
The difference between the integrated calorimeter system in the second embodiment shown in FIG. 4 and the integrated calorimeter system in the first embodiment shown in FIG. 1 is that an incremental value is calculated in the
図4に示すように、積算熱量計2は、第1実施形態における積算熱量計2が有する機能構成に加え、例えば、積算処理実行部(積算処理実行手段)24と、増分値設定部(増分値設定手段)25と、出力部(出力手段)26とをさらに有する。
As shown in FIG. 4, the
積算処理実行部24は、予め設定された期間ごとに、積算部21が算出した熱量を積算する積算処理を実行する。予め設定する期間は、積算処理で積算した熱量を管理機器3に送信する間隔であり、例えば、4時間、6時間等のように、目標となる送信間隔に応じて管理者が適宜設定できる。
The integration
積算処理実行部24は、積算処理の実行を、予め設定された回数分、繰り返す。予め設定する回数は、例えば、1回、20回等のように、後述する増分値の算出精度と、増分値を算出すまでに要する時間とを比較衡量して、管理者が適宜設定できる。
The integration
増分値設定部25は、積算処理実行部24が、設定された回数分、繰り返し実行した積算処理の結果に基づき、1回の積算処理で積算される熱量の平均値を算出する。増分値設定部25は、算出した平均値を、基準熱量を定める際に用いる増分値に設定する。
The increment
ここで、例えば、期間として6時間が設定され、回数として20回が設定された場合、積算処理実行部24は、1回の積算処理を6時間実行し、その積算処理を20回繰り返すことになる。この場合、増分値設定部25は、20回分の積算熱量の平均値を算出し、その平均値を増分値として設定する。
Here, for example, when 6 hours is set as the period and 20 times is set as the number of times, the integration
積算処理は、積算熱量計2の初期稼働時に限定して実行することとしてもよいし、定期メンテナンスの一環として定期的に実行することとしてもよい。また、初期稼働時には、積算熱量計2および管理機器3に設定する増分値として、暫定値を設定しておくことが好ましい。
The integration process may be executed only during the initial operation of the
また、増分値設定部25は、算出された平均値の端数処理を行うこととしてもよい。これにより、増分値を区切りのよい値に調整することができる。端数処理では、予め設定された下位の桁数分を切り捨てまたは四捨五入することができる。例えば、下1桁を切り捨てる端数処理を行う場合には、平均値が“2618”、“2748”、“2878”、“3008”であるとき、それぞれ、“2610”、“2740”、“2870”、“3000”に調整される。
Further, the increment
出力部26は、増分値設定部25が設定した増分値を出力する。出力の形態は、例えば、ディスプレイ等の表示装置に増分値を表示することとしてもよいし、スピーカから増分値を音声出力することとしてもよいし、増分値をメッセージデータとして外部に送信することとしてもよい。管理者は、出力部26から出力された増分値を確認し、その確認した増分値と同一の値を、管理機器3の増分値に設定する。
The
上述したように、第2実施形態における積算熱量計システム1によれば、第1実施形態における積算熱量計システム1が奏する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
第2実施形態における積算熱量計システム1によれば、積算熱量計2が積算処理実行部24を備えることで、1回の積算処理を所定時間実行し、その積算処理を所定回繰り返すことができ、積算熱量計2が増分値設定部25を備えることで、積算処理の結果に基づき、1回の積算処理で積算される熱量の平均値を算出し、その平均値を増分値として設定することができ、積算熱量計2が出力部26を備えることで、設定した増分値を出力することができる。
According to the
これにより、設置環境や使用環境に応じた最適な増分値を設定することが可能となり、その増分値に基づいて管理機器3に到達信号を送信するタイミングを決定することができるため、熱量消費の多い時間帯や、熱量消費の少ない時間帯を、より的確に把握することが可能となる。
As a result, it is possible to set an optimum increment value according to the installation environment and the use environment, and the timing for transmitting the arrival signal to the
1…積算熱量計システム
2…積算熱量計
3…管理機器
21…積算部
22…増分判定部
23…送信部
24…積算処理実行部
25…増分値設定部
26…出力部
31…受信部
32…日時計測部
33…記憶部
211、212…超音波センサ
213、214…温度センサ
215…演算装置
216…熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
計測対象の熱量を算出し、積算する積算手段と、
前記積算手段により積算される積算値が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達したか否かを判定する増分判定手段と、
前記積算値が前記基準熱量に到達したと判定されるたびに、前記積算値が前記基準熱量に到達したことを示す到達信号を、無線通信により外部機器に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする積算熱量計。 An integrated calorimeter driven by electric power supplied from a battery,
An integration means for calculating and integrating the amount of heat to be measured;
An increment determining means for determining whether or not the integrated value integrated by the integrating means has reached a reference heat amount determined for each preset increment value;
Each time it is determined that the integrated value has reached the reference heat amount, a transmission means for transmitting an arrival signal indicating that the integrated value has reached the reference heat amount to an external device by wireless communication;
An integrated calorimeter characterized by comprising:
前記積算処理実行手段により前記回数分繰り返し実行された前記積算処理の結果に基づいて、1回の前記積算処理において積算される前記熱量の平均値を算出し、当該平均値を、前記増分値として設定する増分値設定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または2記載の積算熱量計。 For each preset period, an integration process for integrating the amount of heat calculated by the integration unit is executed, and an integration process execution unit that repeats the execution of the integration process for a preset number of times;
Based on the result of the integration process repeatedly executed the number of times by the integration process execution means, an average value of the heat amount integrated in one integration process is calculated, and the average value is used as the increment value. Increment value setting means to be set;
The integrated calorimeter according to claim 1, further comprising:
前記外部機器としての管理機器と、を備える積算熱量計システムであって、
前記管理機器は、
前記到達信号を受信する受信手段と、
前記到達信号の受信日時を計測する日時計測手段と、
前記基準熱量を記憶する記憶手段と、を備え、
前記記憶手段は、前記受信手段により前記到達信号が受信されるたびに、前記日時計測手段により計測される前記受信日時を、前記基準熱量に順次対応付けて記憶していく、ことを特徴とする積算熱量計システム。 The integrated calorimeter according to any one of claims 1 to 4,
A management calorimeter system comprising the management device as the external device,
The management device is:
Receiving means for receiving the arrival signal;
Date and time measuring means for measuring the reception date and time of the arrival signal;
Storage means for storing the reference heat amount,
The storage means stores the reception date and time measured by the date and time measurement means in association with the reference heat quantity each time the arrival signal is received by the reception means. Integrated calorimeter system.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
DE112020003118T5 (en) | 2019-06-28 | 2022-05-05 | Kelk Ltd. | State Estimation System |
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