JP4448411B2 - Light control system for interior lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、住宅の室内を照明する照明器具を調光するシステムに関する。 The present invention relates to a system for dimming a lighting fixture that illuminates the interior of a house.
従来より、住宅における消費電力の節減を図るために、太陽光と照明器具の併用による室内照明が試みられている。これに適用可能な従来の発明として、第1に、住宅の採光部から導光経路を経て室内に採り込まれる太陽光の照度を測定し、所定値以下の時は、採光部の太陽電池にて発電された電力を用いて、所定値との差に応じた照度分を補うように照度を調整して人工光源を点灯させ、所定値以上の時は人工光源を消灯させる、というものがある(例えば特許文献1)。 Conventionally, in order to save power consumption in a house, indoor lighting using both sunlight and lighting fixtures has been attempted. As a conventional invention applicable to this, firstly, the illuminance of sunlight taken into the room through the light guide path from the daylighting part of the house is measured, and when it is below a predetermined value, the solar cell of the daylighting part The artificial light source is turned on by adjusting the illuminance so that the illuminance corresponding to the difference from the predetermined value is compensated using the generated power, and the artificial light source is turned off when the electric power exceeds the predetermined value. (For example, patent document 1).
また、第2に、廂に設けた太陽電池にて発電された電力によって点灯する人工照明を用いて、廂によって太陽光が遮られる領域を照明することで、廂の内側を全体に亘って太陽光の日射状態に応じた明るさにする、というものがある(例えば特許文献2)。
上記した第1の従来技術は、太陽光の採光経路が採光部及び導光経路に限られてしまい、しかも、これらを予め住宅に設置しておかなければならないので、既設の住宅に容易に採用することができない。また、第2の従来技術は、廂で覆われた競技場のスタンド等の屋外施設でないと利用できないもので、住宅への転用性がない。このように、従来の技術はいずれも、既設の住宅に採用するという汎用性の面で不都合を有するものであった。 The first prior art described above is easily adopted in an existing house because the sunlight collecting path is limited to the daylighting section and the light guiding path, and these must be installed in the house in advance. Can not do it. In addition, the second prior art can be used only for outdoor facilities such as a stadium-covered stadium stand and is not divertable to a house. As described above, any of the conventional techniques has a disadvantage in terms of versatility to be adopted in existing houses.
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、既設の住宅であっても、太陽光と照明器具の併用による室内照明で住宅における消費電力の節減を図ることができる室内照明器具の調光システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to reduce power consumption in a house by using indoor lighting by using a combination of sunlight and a lighting fixture even in an existing house. It is to provide a dimming system for an instrument.
前記目的を達成するため請求項1に記載した本発明の室内照明器具の調光システムは、図1に基本構成図で示すように、住宅1の窓1aから室内に入射する太陽光の平均照度に応じて前記室内の照明器具13を調光する室内照明器具の調光システムであって、前記住宅1の屋外に配置された太陽電池5により発電された電力量を測定する発電電力量測定手段7と、前記発電電力量測定手段7の測定結果を受け取り、受け取った前記発電電力量測定手段7の測定結果から前記太陽電池5により発電された単位面積及び単位時間当たりの電力量を算出して一時記憶手段21bに格納し、一時記憶手段21bに格納した電力量に基づいて、前記住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度を算出して一時記憶手段21bに格納する日射量算出手段21Aと、不揮発性記憶手段23に予め記憶されている前記住宅1の緯度及び経度と、時計手段25により管理されている現在の暦及び時刻とに基づいて、前記住宅1に対する太陽の現在の高度及び方位を算出して一時記憶手段21bに格納する太陽位置算出手段21Bと、不揮発性記憶手段23に予め記憶されている前記窓1aの前記住宅1における設置方位及び開口面積と、前記日射量算出手段21Aが一時記憶手段21bに格納した、前記住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度と、当該平均照度を前記日射量算出手段21Aが一時記憶手段21bに格納した時点において前記太陽位置算出手段21Bが算出して一時記憶手段21bに格納した、前記住宅1に対する太陽の現在の高度及び方位とから、前記窓1aから前記室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度を算出して一時記憶手段21bに格納する入射量算出手段21Cと、前記室内の照度が不揮発性記憶手段23に予め記憶されている前記室内の最適照度となるように、前記入射量算出手段21Cが一時記憶手段21bに格納した、前記窓1aから前記室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度と、不揮発性記憶手段23に予め記憶されている前記室内の最適照度とに基づいて、照明調光手段15により前記照明器具13を調光する調光制御手段21Dとを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the light control system for an indoor lighting apparatus according to the first aspect of the present invention includes an average illuminance of sunlight incident on a room through a window 1a of a
また、請求項2に記載した本発明の室内照明器具の調光システムは、請求項1に記載した本発明の室内照明器具の調光システムにおいて、前記日射量算出手段21Aが、前記住宅1に設置されて該住宅1内の各種情報が伝送される宅内ネットワーク11を介して前記発電電力量測定手段7の測定結果を受け取るように構成されているものとした。
Moreover, the light control system of the indoor lighting fixture of the present invention described in
住宅1の窓1aから室内に太陽光が入射する場合、その入射する太陽光の平均照度を司るファクタとしては、住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度、住宅1に対する太陽の高度及び方位と住宅における窓1aの設置方位との関係、そして、住宅1の窓1aの開口面積がある。このうち、住宅1に対する窓1aの設置方位と窓1aの開口面積は、一度決まれば不変であるが、住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度や、太陽の高度及び方位は、時刻や季節によって変わる。
When sunlight enters the room from the window 1a of the
そこで、請求項1に記載した本発明の室内照明器具の調光システムでは、発電電力量測定手段7によって測定される住宅1の屋外の太陽電池5により発電された電力量から、住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度を日射量算出手段21Aによって算出して一時記憶手段21bに格納し、これと、太陽位置算出手段21Bによって算出されて一時記憶手段21bに格納される、時刻や季節によって変わる住宅に対する太陽の高度及び方位と、不揮発性記憶手段23に予め記憶されている住宅1における窓1aの設置方位との関係、そして、やはり不揮発性記憶手段23に予め記憶されている住宅1の窓1aの開口面積を考慮に入れて、窓1aから室内に入射する太陽光の単位時間当たりの入射量を入射量算出手段21Cにより算出して一時記憶手段21bに格納し、これに基づいて、室内の照度が不揮発性記憶手段23に予め記憶されている最適照度となるように、調光制御手段21Dが照明調光手段15により照明器具13を調光するようにしている。
Therefore, in the dimming system for indoor lighting equipment according to the first aspect of the present invention, the
これにより、既設の住宅1であってもその住宅1の窓1aから室内に入射する太陽光と室内の照明器具13とを併用して、消費電力の節減を図りつつ最適照度を基準にした照度に室内の照度をコントロールすることができる。
Thereby, even if it is the existing
また、請求項2に記載した本発明の室内照明器具の調光システムによれば、請求項1に記載した本発明の室内照明器具の調光システムにおいて、住宅1内の各種情報を伝送するための宅内ネットワーク11が住宅1に設置されていて、余剰電力を電力会社に売却するためや商用電源の併用量を割り出すため等に、太陽電池5により発電された電力量を測定する発電電力量測定手段7が既に設けられてその測定結果が宅内ネットワーク11経由でやりとりされている場合、既存の構成を効率よく利用して、消費電力の節減が可能な照明器具13の調光を行わせることができる。
Moreover, according to the light control system of the indoor lighting fixture of this invention described in
以下、本発明の室内照明器具の調光システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the light control system of the indoor lighting fixture of this invention is demonstrated with reference to drawings.
図2は本発明の一実施形態に係る室内照明器具の調光システムを採用した住宅の概略構成を一部ブロックで示す説明図で、図2に示す本実施形態の住宅は、建物1の屋根3に太陽電池パネル5(請求項中の太陽電池に相当)を配置し、この太陽電池パネル5が太陽光を利用して発電する電力量を電力量計7(請求項中の発電電力量測定手段に相当)により測定しつつ、太陽電池パネル5により発電された電力を蓄電ユニット9に蓄え、これを住宅1の電気機器にて消費し、或は、余剰電力を電灯線を介して電力会社に伝送し売却するように構成されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing, in partial block form, a schematic configuration of a house that employs a light control system for indoor lighting equipment according to an embodiment of the present invention. The house of this embodiment shown in FIG. 3 is arranged with a solar cell panel 5 (corresponding to the solar cell in the claims), and the amount of electric power generated by the
また、住宅1には、インターネット回線に接続された宅内ネットワーク(LAN)11が設けられており、この宅内ネットワーク11には、住宅1の各部屋の照明器具13を調光する調光装置15や、風呂給湯装置、例えば台所等に設置された集中コントローラ等(いずれも図示せず)が接続されている。
The
そして、太陽電池パネル5により発電されて蓄電ユニット9に蓄えられる電力量は、宅内ネットワーク11を介して電力量計7から入力される電力量に基づいて、集中コントローラ内のマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する。)21によって管理され、また、これに基づいて、住宅1の電気機器による消費用に蓄電ユニット9から供給する電力量や、蓄電ユニット9から電灯線を介して電力会社に伝送し売却する電力量が、マイコン21の制御によってコントロールされる。さらに、このマイコン21から宅内ネットワーク11を介して供給される制御信号により、調光装置15や風呂給湯装置17の動作が制御される。
The amount of power generated by the
前記マイコン21は、図3に電気的構成のブロック図で示すように、CPU21a、RAM21b、及び、ROM21cを有しており、このうち、CPU21aには、RAM21b及びROM21cの他、電源供給が断たれても格納データが失われない不揮発性メモリ(以下、NVMと略記する)23や、現在の暦(年月日)及び時刻を管理する時計装置25(請求項中の時計手段に相当)、各照明器具13の調光装置15のドライバ27、宅内ネットワーク11に対するインタフェース29等が接続されている。
The
前記RAM21bは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ROM21cには、CPU21aに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
The RAM 21b has a data area for storing various data and a work area used for various processing operations, and the ROM 21c stores a control program for causing the
前記NVM23には、住宅1が建てられている位置の緯度及び経度や、住宅1の各部屋に設けられている窓1aの住宅1に対する設置方位や開口面積が、各部屋毎に分けて格納されており、また、住宅1の緯度と経度、及び、現在の暦(年月日)と時刻から、住宅1に対する太陽の高度及び方位を算出するための計算式や、太陽電池パネル5の面積、発電効率(例えば、太陽電池パネル5の日射量に対する発電電力量の相関)、そして、各部屋(室内)毎の最適照度が格納されている。
In the
次に、前記ROM21cに格納された制御プログラムに従いCPU21aが行う処理を、図4のフローチャートを参照して説明する。
Next, processing performed by the
マイコン21の起動によりプログラムがスタートすると、CPU21aは、まず、インタフェース29及び宅内ネットワーク11を介して、電力量計7が測定した太陽電池パネル5による発電電力量を、このフローチャートにより定まる処理の周期毎に取り込み(ステップS1)、取り込んだ電力量と、NVM23に格納されている太陽電池パネル5の面積と、ステップS1における電力量の取り込み周期とから、太陽電池パネル5により発電された単位面積及び単位時間当たりの電力量を算出して、RAM21bのワークエリアに一時的に格納し(ステップS3)、格納した電力量と、NVM23に格納されている太陽電池パネル5の発電効率とに基づいて、前記住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度を算出して、RAM21bのワークエリアに一時的に格納する(ステップS5)。
When the program is started by the activation of the
そして、時計装置25が管理している現在の暦(年月日)及び時刻と、NVM23に格納されている住宅1の緯度及び経度、並びに、計算式から、住宅1に対する太陽の現在の高度及び方位を算出して、RAM21bのワークエリアに一時的に格納し(ステップS7)、格納した現在の太陽の高度及び方位と、ステップS5で算出した太陽光の平均照度と、NVM23に格納されている住宅1の各部屋の窓1aの住宅1に対する設置方位や開口面積とから、各部屋毎の窓1aから室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度を算出して、RAM21bのワークエリアに一時的に格納する(ステップS9)。
Then, from the current calendar (year / month / day) and time managed by the
続いて、各部屋毎の窓1aから室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度と、NVM23に格納されている各部屋(室内)毎の最適照度とから、各部屋(室内)の照明器具13による照明光とその部屋の窓1aから入射する太陽光とでその部屋(室内)の照度を最適照度とするように、各部屋に設けられた照明器具13を対応する調光装置15によって調光するための、各調光装置15による対応する照明器具13の調光量を算出して、RAM21bのワークエリアに一時的に格納し(ステップS11)、格納した各照明器具13の調光量を、インタフェース29及び宅内ネットワーク11を介して、対応する各調光装置15に対して出力した後(ステップS13)、ステップS1にリターンする。
Subsequently, the illumination of each room (room) is calculated from the average illuminance per unit time of sunlight incident on the room through the window 1a of each room and the optimum illuminance for each room (room) stored in the
以上の説明からも明らかなように、本実施形態による室内照明器具の調光システムでは、図4のフローチャートにおけるステップS1乃至ステップS5が、請求項中の日射量算出手段に対応する処理となっており、また、図4中のステップS7が、請求項中の太陽位置算出手段に対応する処理となっており、さらに、図4中のステップS9が、請求項中の入射量算出手段に対応する処理となっている。 As is clear from the above description, in the light control system for room lighting equipment according to the present embodiment, steps S1 to S5 in the flowchart of FIG. 4 are processes corresponding to the solar radiation amount calculating means in the claims. Further, step S7 in FIG. 4 is processing corresponding to the solar position calculation means in the claims, and step S9 in FIG. 4 corresponds to the incident amount calculation means in the claims. It is processing.
また、本実施形態による室内照明器具の調光システムでは、図4中のステップS11及びステップS13が、請求項中の調光制御手段に対応する処理となっており、さらに、RAM21bのワークエリアによって請求項中の一時記憶手段が構成され、NVM23によって請求項中の不揮発性記憶手段が構成されている。
Moreover, in the light control system of the indoor lighting fixture by this embodiment, step S11 and step S13 in FIG. 4 become the process corresponding to the light control means in a claim, Furthermore, it depends on the work area of RAM21b. The temporary storage means in the claims is configured, and the non-volatile storage means in the claims is configured by the
このように構成された本実施形態による室内照明器具の調光システムでは、蓄電ユニット9に蓄えられた電力を住宅1の電気機器にて消費するか、それとも、余剰電力として電力会社に売却するかを決定し、或は、住宅1の電気機器で消費したり電力会社に売却する電力量をどのくらいにするかを決定するために、その基礎として、太陽電池パネル5による発電電力量が電力量計7により周期的に測定される。
In the indoor lighting fixture dimming system according to the present embodiment configured as described above, whether the electric power stored in the
そして、太陽電池パネル5により発電された電力量が周期的に測定されると、その測定された電力量を、太陽電池パネル5の面積と、太陽電池パネル5による発電電力量の測定周期とで除することで、太陽電池パネル5により発電された単位面積及び単位時間当たりの電力量が算出され、これと、太陽電池パネル5の発電効率とから、住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度が算出される。
And if the electric energy generated by the
また、太陽電池パネル5により発電された電気量が測定された周期の時点における、住宅1に対する太陽の高度及び方位が、その時点における現在の暦(年月日)及び時刻と、住宅1の緯度及び経度とから、所定の計算式を用いて算出され、その高度と方位、先に算出した住宅1に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度、及び、NVM23に格納されている住宅1の各部屋の窓1aの住宅1に対する設置方位や開口面積によって、各窓1aから各部屋に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度が算出される。
Moreover, the altitude and direction of the sun with respect to the
このようにして、各部屋毎に、窓1aから入射する太陽光の平均照度が算出されると、元々各部屋に設定されている最適照度に各部屋の照度を合わせるために、窓1aから入射される太陽光による照度にどのくらいの照度を加えて補う必要があるかが算出されて、その算出された照度となるように、各部屋の照明器具13が対応する調光装置15によって調光される。
In this way, when the average illuminance of the sunlight incident from the window 1a is calculated for each room, in order to match the illuminance of each room with the optimal illuminance originally set for each room, the incident light is incident from the window 1a. It is calculated how much illuminance needs to be added to the illuminance due to the sunlight to be compensated, and the
したがって、太陽電池パネル5により発電された電力量が周期的に測定される毎に、その時点の暦(年月日)及び時刻等から住宅1に対する太陽の高度及び方位が算出され、また、その時点の太陽電池パネル5により発電された電力量等から太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度が算出されて、常に最新の太陽の高度及び方位と太陽光の平均照度とに基づいて、各窓1aから各部屋に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度が算出されて、各部屋の照度を最適照度とするように照明器具13が調光装置15によって調光されることになる。
Therefore, every time the amount of power generated by the
このように、本実施形態による室内照明器具の調光システムによれば、太陽の高度及び方位や、住宅1に照射される太陽光の平均照度の時間の経過による変化を考慮に入れて、各部屋の窓1aから室内に入射する太陽光の平均照度を求め、これを基準に各部屋の照明器具13の調光量を算出するようにしているので、一般的な構造の住宅1について、太陽光と照明器具13との併用による省エネ型の室内照明を実現することができる。
Thus, according to the light control system of the indoor lighting fixture according to the present embodiment, taking into account changes in the altitude and direction of the sun and the average illuminance of sunlight irradiated on the
また、本実施形態による室内照明器具の調光システムによれば、電力量計7により測定される太陽電池パネル5の発電電力量を宅内ネットワーク11からマイコン21に取り込むと共に、各種の情報をNVM23からマイコン21に取り込んで、これらを用いて各部屋の照明器具13の調光量を算出し調光装置15に出力する構成としていることから、特殊な採光部や導光経路の採用を前提としなくても、既設の住宅1に電気配線を施す程度で利用できるようにすることができる。
Moreover, according to the light control system of the indoor lighting fixture by this embodiment, while taking in the
尚、本実施形態では宅内ネットワーク11が住宅1内に既に設けられていて、電力量計7で測定した太陽電池パネル5の発電電力量のマイコン21への取り込みを宅内ネットワーク11経由で行う場合について説明したが、宅内ネットワーク11は必須ではなく、電力量計7がマイコン21のインタフェース29に直結されていてもよい。
In this embodiment, the
但し、本実施形態のように宅内ネットワーク11が住宅1内に既に設けられていて、蓄電ユニット9に蓄えられた電力を住宅1の電気機器にて消費するか、それとも、余剰電力として電力会社に売却するかや、その際の電力量をどのくらいにするかを決定するために、電力量計7により周期的に測定された太陽電池パネル5の発電電力量を宅内ネットワーク11を介してマイコン21に取り込むように既に構成されている場合には、その取り込んだ太陽電池パネル5の発電電力量を用いて各部屋の照明器具13の調光量を算出する構成として、照明器具13の調光量の算出のためにわざわざ電力量計7からマイコン21に太陽電池パネル5の発電量を取り込むための構成を設けなくて済むようにして、既存の構成を有効活用することができる。
However, the
1 住宅
1a 窓
5 太陽電池
7 発電電力量測定手段
13 照明器具
15 照明調光手段
21A 日射量算出手段
21B 太陽位置算出手段
21C 入射量算出手段
21D 調光制御手段
21b 一時記憶手段
23 不揮発性記憶手段
25 時計手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記住宅の屋外に配置された太陽電池により発電された電力量を測定する発電電力量測定手段と、
前記発電電力量測定手段の測定結果を受け取り、受け取った前記発電電力量測定手段の測定結果から前記太陽電池により発電された単位面積及び単位時間当たりの電力量を算出して一時記憶手段に格納し、一時記憶手段に格納した電力量に基づいて、前記住宅に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度を算出して一時記憶手段に格納する日射量算出手段と、
不揮発性記憶手段に予め記憶されている前記住宅の緯度及び経度と、時計手段25により管理されている現在の暦及び時刻とに基づいて、前記住宅に対する太陽の現在の高度及び方位を算出して一時記憶手段に格納する太陽位置算出手段と、
不揮発性記憶手段に予め記憶されている前記窓の前記住宅における設置方位及び開口面積と、前記日射量算出手段が一時記憶手段に格納した、前記住宅に照射される太陽光の単位面積及び単位時間当たりの平均照度と、当該平均照度を前記日射量算出手段が一時記憶手段に格納した時点において前記太陽位置算出手段が算出して一時記憶手段に格納した、前記住宅に対する太陽の現在の高度及び方位とから、前記窓から前記室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度を算出して一時記憶手段に格納する入射量算出手段と、
前記室内の照度が不揮発性記憶手段に予め記憶されている前記室内の最適照度となるように、前記入射量算出手段が一時記憶手段に格納した、前記窓から前記室内に入射する太陽光の単位時間当たりの平均照度と、不揮発性記憶手段に予め記憶されている前記室内の最適照度とに基づいて、照明調光手段により前記照明器具を調光する調光制御手段と、
を備えることを特徴とする室内照明器具の調光システム。 A dimming system for an indoor lighting fixture that dims the indoor lighting fixture according to the average illuminance of sunlight entering the room from a window of a house
A power generation amount measuring means for measuring the amount of power generated by a solar cell disposed outside the house;
Receives the measurement result of the generated power amount measuring means, calculates the unit area generated by the solar cell and the power amount per unit time from the received measurement result of the generated power amount measuring means, and stores it in the temporary storage means. , Based on the amount of electric power stored in the temporary storage means, calculate the average illuminance per unit area and unit time of sunlight irradiated to the house, and store in the temporary storage means;
Based on the latitude and longitude of the house stored in advance in the nonvolatile storage means and the current calendar and time managed by the clock means 25, the current altitude and direction of the sun with respect to the house are calculated. Solar position calculating means for storing in the temporary storage means;
The installation orientation and opening area of the window stored in advance in the non-volatile storage means, and the unit area and unit time of sunlight irradiated on the house stored in the temporary storage means by the solar radiation amount calculation means The average illuminance per hit, and the current altitude and direction of the sun relative to the house, calculated by the solar position calculating means and stored in the temporary storage means when the solar radiation amount calculating means stores the average illuminance in the temporary storage means And an incident amount calculating means for calculating an average illuminance per unit time of sunlight incident on the room from the window and storing it in a temporary storage means
The unit of sunlight that enters the room from the window, which is stored in the temporary storage means by the incident amount calculation means, so that the illuminance in the room is the optimum illuminance in the room stored in advance in the nonvolatile storage means. Based on the average illuminance per hour and the optimum illuminance in the room stored in advance in the nonvolatile storage means, dimming control means for dimming the lighting fixture by the lighting dimming means,
A dimming system for indoor lighting equipment, comprising:
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