JP6918676B2 - 住宅用機器制御システム - Google Patents
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Description
サーバと、
前記サーバが策定した運転計画を受信する制御機器と、
前記運転計画を記憶する記憶手段を有する被制御機器と、を備え、
前記サーバは、定期的に前記運転計画を前記制御機器に送信し、前記制御機器は、受信した前記運転計画を前記被制御機器に送信し、前記被制御機器は、受信した前記運転計画を前記記憶手段に記憶するとともに、この記憶した前記運転計画に従って動作する住宅用機器制御システムであって、
前記記憶手段には、利用者が決めた機器動作設定がデフォルトの運転計画として記憶され、
前記サーバは、外部から提供される気象予報データと前記利用者が決めた機器動作設定とに基づいて、前記デフォルトの運転計画よりも前記利用者にとって価値の高い前記運転計画を所定時間幅で作成し、
前記被制御機器は、前記サーバで作成された前記運転計画を受信できなかった場合、前記デフォルトの運転計画に基づいて動作する住宅用機器制御システムとした。
したがって、被制御機器において、サーバで作成した運転計画を、制御機器を介して取得できる場合には、利用者にとってより価値の高い被制御機器の動作を行うことができる。
デフォルトの運転計画は、予め利用者が決めたものであり、例えば、利用者の生活リズムなどの快適性や、経済性や、省電力性などの利用者の価値観に応じて決定することができるものである。デフォルトの制御情報は被制御機器ごとに異なっており、例えば空調機器の場合には、リビングルームのように深夜不在となる部屋について、朝使用を開始する時刻に合わせて利用者が設定したタイマに従い、使用開始時点で快適な環境となるよう深夜電力で蓄熱を行うように設定できる。
したがって、被制御機器において、サーバで策定した運転計画が受信できない場合であっても、デフォルトの運転計画に基づいて、快適性などの利用者の価値観に応じた動作を行わせることができる。
図1は、実施の形態の住宅用機器制御システムの概要を表した説明図である。
この住宅用機器制御システムAは、邸H1、邸H2、邸H3・・として示した各住宅に設置した各種機器を制御するシステムである。
各邸に設置した各種機器は、インターネットIを介して直接もしくは間接的に1または複数のサーバSv(Sv1、Sv2)に接続されており、サーバSvから受信した運転計画に基づいて運転が行われるようになっている。
また、太陽光発電を行う設備を備える場合には、スマートメータSmや情報分電盤Bを設置し、太陽光発電などによって生成した電力の売電や、商用電力の買電を行うといったコントロールや管理が行われる。
制御機器HGWは、邸H内に設置した上述の暖房機器4、空調機器5を含む各種の機器を被制御機器として制御や監視する機能を有している。
なお、住宅用機器制御システムAは、暖房機器4、空調機器5の両方を備えているものに限られず、いずれか一方であってもよく、また、被制御機器としては、他の設備を付加しても差し支えがないものである。
空調機器5は、室内の暖房や冷房を行う所謂エアコンとして機能する空調機器であり、快適性を保ちながら深夜の運転を最適化することで省エネ効果を発揮する機器である。
図2において示した「自動制御あり」の欄に記載した運転は、制御機器HGWを経由して取得したサーバSvにより策定した運転計画に基づいて効率の良い暖房運転を行う場合の制御内容である。
図2の「自動制御なし」では、暖房機器4は、工場出荷時に設定された運転モードによって深夜電力を利用し、建物の床下や躯体を暖める運転を行うようになっている例を示している。
また、記憶部41には、前述したように利用者が決定したデフォルトの運転計画を記憶することができる。このデフォルトの運転計画では、例えば、利用者が生活スタイル(起床時間、不在時間)や電力料金に合わせて希望する運転開始時刻や運転終了時刻などのタイマ設定に基づく運転計画である。また、暖房機器4の制御手段は、運転状況を制御機器HGWに対して出力し、定期的もしくはその都度新しい運転計画を取得する。
また、「自動制御なし」の運転は、サーバSvからの運転計画を取得できない場合の運転であり、工場出荷時の初期設定による運転計画か、あるいは利用者が決定したデフォルトの運転計画による運転を行う。空調機器5は、工場出荷時に設定された運転モードでは、深夜電力を利用し、建物の床下、躯体、室内を冷暖房する運転を行う。
この運転計画では、深夜キープ運転時間において、利用者の起床時刻に設定温度の環境に到達する条件で深夜キープ運転よりも消費電力の少ない弱運転(省エネキープ)が可能な時間を判断し、効率的な弱運転の時間を設定することで毎日の生活に合わせた省エネ運転を行う計画を策定できる。また、運転計画の一例として、外気温が高めの日は省エネキープ時間を長く、低い日は省エネキープ時間を短くするようなことが行われる。
例えば、深夜の除湿運転時間のうち、起床時刻に設定湿度の環境に到達する条件で、深夜除湿運転よりも弱運転(省エネキープ)が可能な時間を判断し、効率的な弱運転の時間を設定することで毎日の生活に合わせた省エネ運転を行うよう運転計画を策定する。
制御機器HGWは、HEMS端末とも称されるものであり、インターネットIに接続したルータRを経由してサーバSvと通信するように構成されているものである。また、制御機器HGWは、CPUなどの演算手段、制御機器HGW自体の制御プログラム、各種の情報を記憶する記憶手段を有しており、リモコン装置(壁付リモコン6、Webリモコン7)などの入力手段を使用して各種の設定や制御を行うようになっている。
・サーバSv1(制御サーバ)に、運転計画をリクエストし、送られてきた1日分の運転計画を記憶手段としての記憶部HG1に保持する。
・前記運転計画を各被制御機器用の運転計画として分解し、指定された時刻の少し前に各被制御機器に対して送信する。
・サーバSv1に運転計画をリクエストし、受信できなかった場合、一定時間後に再度リクエストし、可能な限り運転計画の取得を試みる。
・運転計画を制御機器HGWから各被制御機器に配信しようとしてもできなかった場合、前記指定された時刻になるまでの間に再送を続け、可能な限り配信を試みる。
・運転計画の配信ができなかった場合、配信ができなかった被制御機器を特定するため情報と、可能な範囲で原因を取得し記録する。
・図1に示す壁付リモコン6とWebリモコン7のどちらか一方で自動制御オフ(もしくはオン)する操作が行われた場合、その情報を他方に伝達する。
・サーバSv1から運転計画を受信できなかった場合、運転計画を受信できずにそれを配信できないことを示す信号を各被制御機器に送信する。
・運転計画で指定した被制御機器について、各設定項目の実際の設定状態を取得し、運転計画と同じ時間間隔のデータとして1日ごとにサーバSv1に送信する。
・運転計画の配信が行われなかった被制御機器は、原因を取得して制御機器HGWを経由してサーバSv1に送信する。原因が送信できなかった場合、少なくとも他のサーバ送信データ(電力データなど)と同じ期間はデータを保持する。
サーバSv1の機能は以下の通りである。
・運転計画を策定するサーバSv2から送られてきた運転計画を邸別に分類する機能を有し、各邸(H1,H2,H3・・・)の制御機器HGW(HEMS端末)から運転計画のリクエストがあった場合、邸(H1,H2,H3・・・)毎に個別の運転計画を送信する。また、どの邸からリクエストがあったか、運転計画を送信できたか、といった情報を記録する。
・リクエストがあった邸が運転計画を取得できていなかった場合、その邸コードと対象機器を記録する。
・制御機器HGWから送信される、各邸(H1,H2,H3・・・)の、運転計画に対する実際の機器設定状態データを受信する。
・前記記録したデータおよび受信したデータを、サーバSv2に渡す。
・外部のサービスベンダなどから提供される気象予報データと、デフォルトの運転計画と、利用者の過去の履歴データなどを用いて運転計画を作成する。
利用者の過去の履歴データとは、利用者の過去の消費電力量の履歴や利用者宅に設置されている被制御機器の動作状況などの履歴などである。これらの情報を予測モデルに入力して、電力消費量の予測値を算出し、機器別制御処理を行い、運転計画を策定する。
運転計画は、被制御機器の記憶部41,51に記憶されたデフォルトの運転計画と比較して、利用者にとって価値の高い運転計画となるように所定時間幅で作成される。利用者にとって価値の高い運転計画とは、快適性、経済性、省電力性のいずれか1つまたは複数の基準によって判断される。
所定時間幅とは、30分ごと、1時間ごと、24時間ごとなどであり、本実施の形態では、24時間の制御サイクルの運転計画であり、1時間の幅で作成した指示データから成る24個の指示データの集合となる。
・作成した運転計画を、サーバSv1に渡す。
・運転計画を作成できなかった邸があった場合、日付、邸コード、原因を記録する。
・各邸の制御機器HGWからから、実際の機器設定状態データをサーバSv1経由あるいは直接受け取り記録する。
この図3に示すように、サーバSv2では、各邸の制御機器HGWから蓄積された履歴情報(履歴データ)や設定情報(デフォルトの運転計画など)を受信するとともに、外部のサービスベンダなどから気象予報データを受信する。そして、これらの情報に基づいて運転計画を作成する。
そして、各邸(H1,H2,H3・・・)内では、制御機器HGWから宅内機器となる被制御機器(4,5)に運転計画がそれぞれ送信され、記憶部41,51に記憶される。
・自動制御オン、オフの切り替えが可能であり、Webリモコン7の指定により切り替えが行われる。
・自動制御オン時、制御機器HGWから配信される運転計画を受信する。
・自動制御オン時、次の制御サイクル開始時刻から、受信した運転計画に従って機器状態を設定する(30分ごと、1時間ごとなど)。
・自動制御オン時、制御サイクル開始時刻までに運転計画が受信できなかった場合は、機器それぞれの記憶部41,51に記憶されたデフォルトの運転計画に基づいて次の制御サイクルでは動作する。
・自動制御オン時、サーバSv2で策定された運転計画に従った動作をしているか否かを区別できるよう壁付リモコン6に表示する。
・自動制御がオフに設定された場合、運転計画をクリアし、初期設定または記憶部41,51にそれぞれ記憶されたデフォルトの設定に基づいて動作する。
・Webリモコン7で機器が操作された場合、その操作が受け付けられたことを壁付リモコン6で表示する。
しかしながら、通信の途絶、その他の理由によって制御機器HGWもしくは各被制御機器が、サーバSv2で策定された運転計画に基づいて動作しないというような異常事態の発生も想定される。本実施の形態では、想定される異常事態に応じて、以下の制御を行うようになっている。
例えば、通常の配信時となるT1時(22時)に、制御機器HGWがサーバSv1からの運転計画を受信できなかった場合、本実施の形態の住宅用機器制御システムAであれば、空調機器5の記憶部51に記憶されたデフォルト設定(デフォルトの運転計画)に基づいて空調機器5を動作させる。
1)実施の形態の住宅用機器制御システムは、
サーバSv(Sv1、Sv2)と、
サーバSvが策定した運転計画を受信する制御機器HGWと、
運転計画を記憶する記憶部41,51を有する被制御機器(暖房機器4、空調機器5)と、を備え、
サーバSvは、定期的に運転計画を制御機器HGWに送信し、制御機器HGWは、受信した運転計画を被制御機器(暖房機器4、空調機器5)に送信し、被制御機器(暖房機器4、空調機器5)は、制御機器HGWから受信した運転計画を記憶部41,51に記憶するとともに、この記憶した運転計画に従って動作する住宅用機器制御システムであって、
記憶部41,51には、利用者が決めた機器動作設定がデフォルトの運転計画として記憶され、
サーバSvは、外部から提供される気象予報データと利用者が決めた機器動作設定とに基づいて、デフォルトの運転計画よりも利用者にとって価値の高い運転計画を所定時間幅で作成し、
被制御機器(暖房機器4、空調機器5)は、サーバSvで作成された運転計画を受信できなかった場合、デフォルトの運転計画に基づいて動作する。
したがって、被制御機器(暖房機器4、空調機器5)において、サーバSv(Sv2)で策定した運転計画が受信できない場合であっても、デフォルトの運転計画に基づいて、快適性などの利用者の価値観に応じた動作を行わせることができる。
被制御機器(暖房機器4、空調機器5)が運転計画を受信できない場合として、
制御機器HGWが運転計画を受信できない場合、制御機器HGWが受信した運転計画を被制御機器(暖房機器4、空調機器5)に送信できない場合、制御機器HGWが送信した運転計画を被制御機器(暖房機器4、空調機器5)が受信できない場合のいずれかが含まれる。
したがって、サーバSvと制御機器HGWとの間の通信不良、制御機器HGWと被制御機器(暖房機器4、空調機器5)との間の通信不良、制御機器HGWの送信不良、被制御機器(暖房機器4、空調機器5)の受信不良のいずれかが生じた際に、上記のデフォルトの運転計画による運転を行うことができる。
利用者にとっての価値は、快適性、経済性、省電力性のいずれか1つまたは複数を基準とする住宅用機器制御システム。
したがって、サーバSv(Sv2)において作成する運転計画は、デフォルトの運転計画よりも、快適性、経済性、省電力性のいずれか1つまたは複数の点で優れる。
実施の形態では、被制御機器として暖房機器、空調機器を示したが、被制御機器は、これらに限られるものではなく、住宅に用いられる制御対象となる機器であればよく、例えば、給湯器なども制御対象とすることができる。
4 暖房機器(被制御機器)
41 記憶部(記憶手段)
5 空調機器(被制御機器)
51 記憶部(記憶手段)
H(H1、H2、H3) 邸
HGW 制御機器
I インターネット
Sv(Sv1,Sv2) サーバ
Claims (3)
- サーバと、
前記サーバが策定した運転計画を受信する制御機器と、
前記運転計画を記憶する記憶手段を有する被制御機器と、を備え、
前記サーバは、定期的に前記運転計画を前記制御機器に送信し、前記制御機器は、受信した前記運転計画を前記被制御機器に送信し、前記被制御機器は、受信した前記運転計画を前記記憶手段に記憶するとともに、この記憶した前記運転計画に従って動作する住宅用機器制御システムであって、
前記記憶手段には、利用者が決めた機器動作設定がデフォルトの運転計画として記憶され、
前記サーバは、外部から提供される気象予報データと前記利用者が決めた機器動作設定とに基づいて、前記デフォルトの運転計画よりも前記利用者にとって価値の高い前記運転計画を所定時間幅で作成し、
前記被制御機器は、前記サーバで作成された前記運転計画を受信できなかった場合、前記デフォルトの運転計画に基づいて動作する住宅用機器制御システム。 - 請求項1に記載の住宅用機器制御システムにおいて、
前記被制御機器が前記運転計画を受信できない場合として、
前記制御機器が前記運転計画を受信できない場合、前記制御機器が受信した前記運転計画を前記被制御機器に送信できない場合、前記制御機器が送信した前記運転計画を前記被制御機器が受信できない場合のいずれかが含まれる住宅用機器制御システム。 - 請求項1または請求項2に記載の住宅用機器制御システムにおいて、
前記利用者にとっての価値は、快適性、経済性、省電力性のいずれか1つまたは複数を基準とする住宅用機器制御システム。
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