KR101365397B1 - 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기 - Google Patents

적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기 Download PDF

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KR101365397B1
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정성엽
김정배
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Abstract

본 발명은 복수 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정 및 관리하기 위한 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 소비전력 관리기는 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정하기 위해 전력 측정, 전력 변환, 데이터 통신, 표시 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 처리하는 복수 모듈에서 필요한 기능을 연계시킬 수 있도록 선별한 모듈들을 적층하여 하나의 단품을 형성한 단말 모듈조립체, 및 단말 모듈조립체로부터 수집한 복수 전기 소비 제품에 대한 전력 사용량을 집계한 총 전력 사용량과 요금을 산출할 수 있도록 단말 모듈조립체와 분리되어 있고 단말 모듈조립체에 적용한 복수 모듈과 실질적으로 동일한 모듈들을 선별하여 적층하여 하나의 단품을 형성한 중앙 모듈조립체를 포함한다.

Description

적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기{Consumed Power Management Device Using Stacked Structure Module }
본 발명은 가정, 사무실, 공장 등의 시설에서 사용하는 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정 및 관리하기 위한 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기에 관한 것이다.
정부, 지자체는 물론 일반 소비자가 전기 에너지의 낭비를 줄이려는 많은 노력에도 불구하고, 산업시설 뿐만 아니라 가정 및 상업시설에서 전력 수요가 증가함에 따라 에너지 절약에 관련된 제품 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 배경에는 산업 정책적으로 원가 보다 저렴한 가격으로 전기 에너지를 사용할 수 있는 국내의 전기 사용 실태에 하나의 요인이 있지만, 가정이나 사무실 등에 마련된 전력량 계량기가 전체 전기 소비 제품에 대한 총 사용량을 측정하여 알려주는 제한된 기능만을 가지고 있어 개별 제품의 전력 사용량에 대한 정보를 충분히 제공하여 경각심을 주지 못하는데 기인한 것이기도 하다.
이와 관련하여 종래 기술을 살펴보면, 한국공개특허 제2006-0029736호(발명 명칭 : 실시간 사용전력량 무선 디스플레이 시스템)는 전력선에 연결된 전력측정부를 이용하여 측정한 사용전력량을 데이터 송/수신부를 통하여 무선전송하고, 무선 디스플레이부에서 과거의 전력량과 비교하여 출력하는 기술이 공개되어 있다. 그러나 가정이나 사무실의 총 전력 사용량을 비교 출력하는데 주안점을 두고 있기 때문에 개별 제품의 전기 사용량을 측정할 수 없는 한계가 있을 뿐만 아니라 기존 전력선에 전력 측정장치를 연결하는 설치 작업에 많은 비용과 인력이 소모되는 문제점이 있다.
또한 한국등록특허 제10-1122984호(발명 명칭 : 셋탑박스를 이용한 지능형 전력 사용량 측정 시스템)에는 댁내에 구비된 전자기기와 근거리 무선 통신하는 셋탑박스를 텔레비젼에 연결하고, 셋탑박스가 각 전자 기기의 전력 사용량 정보를 수신하여 실시간으로 측정하며, 이를 텔레비젼을 통해 전력 사용량을 표시하는 기술이 알려져 있다. 그러나 각 전자기기에 전력량 측정 장치와 무선 통신을 위한 통신모듈을 갖추어야 하므로, 이미 완제품으로 제조된 기존 제품에 적용할 수 없는 문제점이 있고, 뿐만 아니라 해당 전자 기기에 전력량 측정과 무선통신 기능을 필수적으로 설비해야 하는 문제가 있다.
또한 한국등록특허 제10-1045228호(발명 명칭 : 절전형 콘센트 장치)에는 벽체의 일부에 고정 설치되는 콘센트장치와 케이블로 연결한 수신모듈을 설치하여 사용자에 의해 설정된 자동차단 전류이하로 일정시간이 지나면 콘센트의 전원이 자동으로 차단되어 가전기기의 대기전력을 차단함으로서 절전효과를 제공하는 기술이 알려져 있다. 그러나 대기전력을 차단하는 기술로서 유용성을 가지고 있을 뿐이며 개별 가전기기의 전력 사용량을 측정 및 관리하기 위한 기능을 구비하고 있지 않으며, 더욱이 수신모듈과 콘센트 장치를 벽체에 고정 설치하여야 하므로 설치 작업에 많은 비용과 인력이 소모되는 문제점이 있다.
이와 같이 앞서 설명한 선행문헌들을 포함한 종래 기술과 연결하여 이들 및 기타 문제점을 개선하여 전기 소비 제품의 전력량 측정을 위한 여러 기능에 대해 모듈화하여 필요에 따라 하나의 조립체를 구성할 수 있도록 하여 설치가 용이하고 휴대가 간편하며 사용 목적이나 사용 환경에 따라 모듈을 선택하여 단품으로 제조함으로서 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 하는 것이 요구된다.
[문헌1] 한국공개특허 제2006-0029736호(2006.04.07. 공개) [문헌2] 한국등록특허 제10-1122984호(2012.03.12. 공고) [문헌3] 한국등록특허 제10-1045228호(2011.06.30. 공고)
없음
본 발명의 일측면은 전기 소비 제품의 전력 관리에 관련된 여러 기능을 모듈화하고 적층 구조로 필요한 모듈을 조립하여 하나의 단품을 제조함으로서 설치 작업과 고장 수리가 쉽고 간편하며 휴대하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 전기 소비 제품에 대한 전력 측정의 역할과 수집 및 관리하는 역할에 따라 서로 구분된 모듈조립체 상호간에 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 단위 모듈을 공용할 수 있도록 하여 총괄적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기는, 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정하기 위해 전력 측정, 전력 변환, 데이터 통신, 표시 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 처리하는 복수 모듈에서 필요한 기능을 연계시킬 수 있도록 선별한 모듈들을 적층하여 합체한 조립체가 하나의 단품을 형성하고, 메인 전기 콘센트에 접속하여 전력을 공급받기 위한 플러그와 전력 공급용 플러그를 접속하기 위한 콘센트를 모듈 몸체에 형성한 단말 모듈조립체; 및 상기 단말 모듈조립체로부터 수집한 복수 전기 소비 제품에 대한 전력 사용량을 집계한 총 전력 사용량과 요금을 산출할 수 있도록 상기 단말 모듈조립체와 분리되고 상기 단말 모듈조립체에 적용한 복수 모듈과 실질적으로 동일한 모듈들을 선별하고 선별한 모듈들을 적층하여 합체한 조립체가 하나의 단품을 형성하고, 메인 전기 콘센트에 접속하여 전력을 공급받기 위한 플러그를 모듈 몸체에 형성한 중앙 모듈조립체;를 포함한다.
상기 중앙 모듈조립체는 메모리 용량을 확장하기 위한 메모리 모듈 또는 관리 센터와 통신하기 위한 통신 모듈을 추가적으로 적층하여 결합할 수 있다.
상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈조립체에 사용된 모듈 상호간에는 암수 결합을 이용하여 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈조립체 각각은 사용된 모듈은 암수 결합을 위한 커넥터와 접속 소켓 중 적어도 하나를 구비한다.
상기 중앙 모듈조립체는 모듈 몸체에 전력 공급용 플러그를 접속하기 위한 콘센트를 형성하고, 단독으로 전기 소비 제품의 전력량을 측정하는 전력측정모듈을 구비한다.
상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈 조립체 사이에 전력사용량 데이터를 중계하기 위한 중계 모듈조립체를 더 포함하고, 상기 중계 모듈조립체는 메인 전기 콘센트에 전기 접속하는 플러그와 전력을 변환하는 전력변환모듈을 모듈 몸체에 형성하고, 중계를 위한 통신 모듈을 적층하여 조립할 수 있다.
상기 중계 모듈조립체는 자체적으로 직류 전력을 공급하기 위한 배터리팩을 구비하며, 상기 중계 모듈조립체의 플러그를 메인 전기 콘센트에 접속한 상태에서 충전할 수 있는 충전 회로를 상기 배터리팩에 내장할 수 있으며, 상기 중계 모듈조립체에 상기 배터리팩을 탈착가능하게 결합할 수 있는 수납홈을 형성한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 적층 구조의 모듈을 이용한 소비전력 관리기는 복수 전기 소비 제품에 대하여 총괄적으로 전력을 관리하기 위한 소비전력 관리기를 구성함에 있어서 독립된 기능에 따라 모듈화하고, 이러한 복수 모듈 중에서 선택한 모듈을 적층 구조로 조립하여 하나의 단품을 제조할 수 있어 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.
또한 본 발명은 조립과 분해 가능한 독립 기능의 모듈들을 이용하여 하나의 단품을 제조하므로 사용 환경이나 사용 목적에 따라 새로운 모듈을 부가하여 기능확장하거나 불필요하거나 고장난 모듈을 쉽게 제외시킬 수 있어 사용상의 편의성을 향상할 수 있다.
또한 본 발명은 전기 소비제품과 별도로 메인 전기 콘센트에 연결하여 사용하므로 기존 가전제품에 적용함에 있어 제한을 받지 않아도 되므로 별도의 비용 부담없이 사용할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기의 사용 예시도이다.
도 1b는 도 1a의 중앙 모듈조립체와 단말 모듈조립체 상호간 통신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1b의 중앙 모듈조립체의 구성도이다.
도 3은 도 1b의 단말 모듈조립체의 구성도이다.
도 4a는 제1베이스모듈의 구성도이다.
도 4b는 제2베이스 모듈의 구성도이다.
도 4c는 제3베이스 모듈의 구성도이다.
도 4d는 제1서비스 모듈의 구성도이다.
도 4e는 제2서비스 모듈의 구성도이다.
도 4f는 제3서비스 모듈의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말 모듈조립체의 구성도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 중계 모듈조립체의 구성도이다.
도 6b는 도 6a의 중계 단말조립체를 이용하여 단말 모듈조립체와 통신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계 모듈조립체의 구성도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 센터로 전력 사용량 데이터를 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 모듈조립체를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 원거리 통신을 위한 통신 모듈을 적층하여 조립한 경우이고, (b)는 메모리 확장을 위하여 메모리 모듈을 추가로 적층하여 조립한 경우이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1a에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기(1; 이하 소비전력 관리기)는 가정에서 사용하는 냉장고(10), 컴퓨터(11), TV(12), 에어컨(13) 등 가전기기와 같은 여러 종류의 전기 소비제품을 사용하는 환경에 적용이 가능하며, 또한 사무실이나 상업시설과 같이 사무용 기기와 전자제품을 사용하는 환경에 적용할 수 있고, 공장에서도 사용이 가능하다. 이러한 여러 종류의 전기 소비제품은 옥내 배전반(3)에 연결된 전력선(2)을 통해 전력을 제공받는다.
소비전력 관리기(1)는 무선 통신으로 전력 사용량을 수집하는 중앙 모듈조립체(100)와, 중앙 모듈조립체(100)로 개별 제품의 전력 사용량을 전송하는 하나 이상의 단말 모듈조립체(200)로 구성할 수 있다. 복수의 단말 모듈조립체(200)는 벽체의 메인 전기 콘센트에 접속되어 냉장고(10), 컴퓨터(11), TV(12), 에어컨(13)에 전력을 공급할 때 전력 사용량을 측정하는 측정 수단을 구비한다.
도 1b를 참고하면, 중앙 모듈조립체(100)는 쌍방향 통신하여 복수의 단말 모듈조립체(200)로부터 측정된 여러 전기 소비제품의 전력 사용량을 집계하여 총 전력 사용량과 요금을 산출할 수 있다. 이때 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 무선 통신으로 데이터를 전송할 수 있으며, 예를 들어 블루투스 통신 프로토콜, 지그비 통신 프로토콜, 와이파이 통신 프로토콜 등 근거리 무선 통신 방식을 적용할 수 있다.
중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 여러 기능 모듈을 적층하여 조립한 하나의 단품으로 구성하며, 실질적으로 동일 기능을 처리하는 모듈을 공용적으로 사용할 수 있다. 이에 관련하여 도 2와 도 3에 따라 설명한다.
도 2를 참고하여, 중앙 모듈조립체(100)는 구동 전원으로 직류 전력을 제공하는 제1베이스 모듈(50-1)과 제1베이스 모듈(50-1)에 적층되는 제1서비스 모듈(60-1) 및 제2서비스 모듈(60-2)을 포함한다.
제1서비스 모듈(60-1)은 전력 사용량 데이터를 화면(31)에 표시하는 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 제2서비스 모듈(60-2)은 단말 모듈조립체(200)와 통신하기 위한 통신 모듈을 구비한다.
제1베이스 모듈(50-1)은 박스 형상의 몸체 내부에 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 전력변환 모듈을 구비한다. 여기서 전력변환모듈은 일반적으로 사용하는 AC/DC 컨버터를 적용할 수 있다. 제1베이스 모듈(50-1)의 몸체 일측에 콘센트(21)를 형성할 수 있고, 몸체 뒷편에는 전력선에 연결된 메인 전기 콘센트에 전기 접속하기 위한 플러그(22)를 고정 설치할 수 있는데, 콘센트(21)에 전기 소비제품의 전원공급용 플러그를 접속하여 전기 소비제품에 교류 전력을 제공할 수 있다. 이러한 콘센트(21)는 선택적으로 적용할 수 있는 구성으로, 중앙 모듈조립체(100)에 전기 소비제품을 연결하는 경우에 대비하기 위한 것이다.
제1베이스 모듈(50-1) 상면에 일정 깊이 함몰된 수용공간을 갖는 접속 소켓(s)을 형성한다. 접속 소켓(s)은 적층되는 다른 모듈의 커넥터(n)를 수용하여 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 제1베이스 모듈(50-1)은 전력변환모듈을 이용하여 메인 전기콘센트로부터 제공된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 다른 모듈에 공급하는 기본 기능만을 수행하도록 최소한의 부품으로 구성함이 바람직하다.
제1 및 제2서비스 모듈(60-1)(60-2)은 다른 모듈에 적층하여 결합할 수 있는 연결수단으로서 몸체 상면과 하면에 각각 접속 소켓(s)과 커넥터(n)을 각각 구비하고 있다. 도시한 바와 같이, 제2서비스 모듈(60-2) 하면에 돌출 형성된 커넥터(n)는 제1베이스 모듈(50-1)의 접속 소켓(s)에 전기적으로 접속되고, 제2서비스 모듈(60-2) 상면의 접속 소켓(s)에 제1서비스 모듈(60-1) 하면에 돌출 형성된 커넥터(n)를 연결하게 된다. 이렇게 제1베이스 모듈(50-1)과 제1 및 제2서비스 모듈(60-1)(60-2)은 적층 구조로 합체되어 하나의 단품을 구성함에 따라, 제1베이스 모듈(50-1)로부터 제공되는 전력 변환된 직류 전력이 제1 및 제2서비스 모듈(60-1)(60-2)에 구동전원으로 공급된다. 실시예에서는 제1서비스 모듈(60-1)과 제1베이스 모듈(50-1) 사이에 제2서비스 모듈(60-2)를 연결하고 있으나, 모듈의 배치는 필요에 따라 변경할 수 있으며, 제1베이스 모듈(50)에 적층하는 제1서비스 모듈(60-1)과 제2서비스 모듈(60-2)의 위치를 바꾸어 결합할 수 있다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 단말 모듈조립체(200)는 개별 전기 소비제품의 전력 사용량을 측정하여 전송하는데 요구되는 두 개의 모듈(50-2)(60-2)로 구성하는데, 그 하나는 제2베이스 모듈(50-2)이고 다른 하나는 제2서비스 모듈(60-2)이다. 제2서비스 모듈(60-2)은 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)에 공통적으로 적용하여 상방향 통신하는 역할을 수행하는 것이다.
제2베이스 모듈(50-2)은 상면에 일정 깊이 함몰된 수용공간을 갖는 접속 소켓(s)을 형성한다. 접속 소켓(s)은 적층되는 다른 모듈의 커넥터(n)를 수용하여 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 제2베이스 모듈(50-2)은 박스 형상의 몸체 내부에 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 전력변환 모듈과 전력 사용량을 측정하는 전력측정모듈을 구비한다. 여기서 전력변환모듈은 메인 전기콘센트로부터 제공된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 다른 모듈에 공급하는 기능을 수행하는 것으로 일반적으로 사용하는 AC/DC 컨버터를 적용할 수 있다. 전력측정모듈은 변류기를 이용하여 전기 소비제품의 전력 사용량을 측정하는 기능을 수행한다.
또한 제2베이스 모듈(50-2)의 몸체 일측에 콘센트(21)를 형성할 수 있고, 몸체 뒷편에는 전력선에 연결된 메인 전기 콘센트에 전기 접속하기 위한 플러그(22)를 고정 설치할 수 있다. 콘센트(21)에는 측정 대상의 전기 소비제품의 전원공급용 플러그를 접속한다.
본 발명에 따른 소비전력 관리기(1)는 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)로 구성하는데, 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 베이스 모듈에 하나 이상의 서비스 모듈을 적층 구조로 결합하여 형성하는 것으로, 이들 모듈조립체는 상호간 통신하기 위한 통신 모듈로서 제2서비스 모듈(60-2)을 공통적으로 포함한다.
중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 앞서 설명한 모듈 구성에 한정하는 것은 아니며 이하에서 설명하는 다양한 종류의 베이스 모듈과 서비스 모듈에 대해 필요한 기능에 대응하는 모듈들을 선별적으로 모아서 적층 구조로 하나의 단품을 형성할 수 있다. 예를 들어 도 4a 내지 도 4c에서 기술하는 제1 내지 제3 베이스 모듈 중 어느 하나의 베이스 모듈에 도 4d 내지 도 4f에서 기술하는 제1 내지 제3서비스 모듈 중 적어도 어느 하나의 서비스 모듈을 결합하여 하나의 단품을 형성할 수 있다.
도 4a에 도시한 제1베이스 모듈(50-1)은 앞서 설명한 도 2의 중앙 모듈조립체(100)를 구성하는데 적용한 바 있고, 도 4b에 도시한 제2베이스 모듈(50-2)은 앞서 설명한 도 3의 단말 모듈조립체(200)에 적용한 바 있는데, 이러한 실시예와 같이 특정한 경우로 제한되는 것은 아니며, 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 제1 내지 제3베이스 모듈(50-1)(50-2)(50-3) 중 어느 하나의 베이스 모듈을 적용할 수 있음은 물론이다.
참고로 제3베이스 모듈(50-3)은 전력변환모듈과 전력측정모듈을 구비하는 점에서 제2베이스 모듈(50-2)과 동일하나, 원격제어에 의하여 전력 공급을 스위칭하기 위한 스위치를 추가로 구비한다. 이러한 스위치는 리모콘의 원격 제어신호에 응답하여 전력변환모듈을 통해 변환되어 다른 모듈에 제공하기 위한 직류 전력을 차단하거나 공급하는 역할을 수행하기 위한 것이다.
도 4d에 도시한 제1서비스 모듈(60-1)은 앞서 설명한 도 2의 중앙 모듈조립체(100)를 구성하는데 적용한 바 있고, 도 4e에 도시한 제2서비스 모듈(60-2)은 앞서 설명한 중앙 모듈조립체(100)와 도 3의 단말 모듈조립체(200)를 구성하는데 각각 적용한 바 있는데, 이러한 실시예와 같이 특정한 경우로 제한되는 것은 아니며, 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200)는 제1 내지 제3서비스 모듈(60-1)(60-2)(60-3) 중 적어도 어느 하나의 서비스 모듈을 적용할 수 있다. 여기서 모듈 조립체(100)(200)를 구성하는 서비스 모듈은 기능별로 독립되어 있으므로 필요한 기능을 선별하여 복수로 구성할 수 있다.
참고로 제2서비스 모듈(60-2)은 여러 종류의 통신 프로토콜을 사용할 수 있는 환경을 고려할 때 적용하는 통신 프로토콜에 따라 세분화할 수 있고, 근거리 무선 통신을 위해 적용할 수 있는 여러 종류의 방식 예를 들어 지그비 통신 프로토콜, 블루투스 통신 프로토콜, 와이파이 통신 프로토콜 등에서 해당하는 방식의 통신 모듈을 사용할 수 있다. 또한 쌍방향 통신하기 위한 대상을 구분하여 복수의 통신 모듈을 사용할 수도 있는데, 이에 대해서는 도 7a를 참고하여 후술하기로 한다.
도 4f에 도시한 제3서비스 모듈(60-3)은 중앙 모듈조립체(100)에서 메모리 용량을 추가할 때 적용할 수 있는 메모리 모듈을 포함하는 것으로, 몸체 내부에 플래시 메모리(flash memory)를 내장하여 구현할 수 있다.
단말 모듈조립체(200)는 콘센트(21)에 접속된 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정하여 중앙 모듈조립체(100에 전송하는 것을 기본 기능으로 하는데, 이러한 단말 모듈조립체(200)에 전력 사용량을 표시하는 기능을 부여하면 단말 모듈조립체(200)가 해당 전기 소비제품의 전력 사용량을 소비자에게 알려 줄 수 있다.
이러한 점에 착안하여, 도 5에 도시한 바와 같이 다른 실시예에 따른 단말 모듈조립체(200A)는 제2베이스 모듈(50-2)과 제1서비스 모듈(60-1)을 적층 결합하여 하나의 단품을 형성한다. 다른 실시예의 단말 모듈조립체(200A)는 통신 기능을 구비하고 있지 않지만 전력 사용량을 표시하는 기능을 구비한다. 즉, 제2베이스 모듈(50-2)의 상면에 형성된 접속 소켓(s)에는 제1서비스 모듈(60)의 하면에 돌출 형성된 커낵터(n)가 연결됨에 따라, 제2베이스 모듈(50-2)의 전력변환모듈에 의해 변환된 직류 전력을 제1서비스 모듈(60-1)로 공급함과 아울러, 전력측정모듈에 의해 측정된 전기 소비 제품의 전력 사용량이 제1서비스 모듈(60-1)의 화면(31)을 통해 표시될 수 있고, 소비자가 해당 전기 소비 제품의 전력 사용량을 확인할 수 있다. 물론 소비자가 중앙 모듈조립체(200)에 집계되어 관리하고 있는 해당 전기 소비 제품의 전력 사용량을 확인할 수도 있지만, 해당 전기 소비 제품에 직접 연결된 단말 모듈조립체(200A)가 개별 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정하고 표시하는 기능을 모두 수행하도록 할 수 있는 것이다. 이는 에어컨과 같이 단독으로 많은 전력을 사용하는 대형 가전기기에 대해 개별적으로 전력 사용량을 점검할 때 유용하다.
한편 가정, 사무실, 공장 등과 같이 여러 구역으로 나누어진 환경에서는 통신 음영지역이 발생할 수 있기 때문에 통신 중계장치를 이용하여 전력 사용량을 효율적으로 수집할 필요가 있다. 이러한 경우를 고려하여 중앙 모듈조립체(100)와 단말 모듈조립체(200) 사이에 데이터 통신을 중계하는 장치가 요구될 수 있다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 중계 모듈조립체(300)는 제1베이스 모듈(50-1)과 제2서비스 모듈(60-2)을 적층 결합하여 하나의 단품을 형성한다. 제1베이스 모듈(50-1)은 전력변환모듈을 이용하여 적층 결합된 제2서비스 모듈(60-2)에 변환된 직류 전력을 공급하는 역할을 한다. 제2서비스 모듈(60-2)은 도 6b에 도시한 바와 같이, 단말 모듈조립체(200)에서 측정된 전력 사용량을 중앙 모듈조립체(100)에 중계하는 역할을 한다.
도 6c를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계 모듈조립체(300A)는 도 6a의 중계 모듈조립체(300)의 구성요소에 배터리팩(23)을 추가로 구비한다. 배터리팩(23)은 자체적으로 직류 전력을 다른 모듈에 공급하기 위한 것으로, 예를 들어 통신모듈(60-2)에서 요구하는 구동전원으로 직류 전력을 제공하는 전원 공급원의 역할을 한다. 이는 중계 장치를 설치하는 장소에 메인 전기 콘센트를 갖추고 있지 않은 환경에서도 중계 기능을 수행할 수 있도록 하기 위함이다. 여기서 배터리팩(23)은 모듈 몸체에 형성된 수납함(24)에 수납된다. 수납함(24)은 배터리팩(23)을 분리 또는 결합할 수 있는 탈착 구조를 적용할 수 있다.
또한 배터리팩(23)을 일정 시간 사용하여 교환 주기마다 바꾸어 주어야 하는 번거러움을 줄이기 위하여, 메인 전기 콘센트에 중계 모듈조립체(300A)를 접속하여 충전하는 방식으로 배터리팩(23)을 재사용할 수 있다. 즉, 배터리팩(23)은 충전 회로(미도시)를 내장하여 메인 전기 콘센트에 접속한 플러그(22)를 통해 공급되는 외부 전원을 이용하여 충전할 수 있는 충전 배터리를 적용함이 바람직하다.
한편 중앙 모듈조립체(100)는 복수 단말 모듈조립체(200)와 쌍방향으로 통신하여 전력 사용량을 집계하여 표시하는 기능은 물론 집계한 전력 사용량 데이터를 외부 관리자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 7a에서 볼 수 있는 바와 같이, 다른 실시예에 따른 중앙 모듈조립체(100A)가 점선 안에 속한 복수 단말 모듈조립체(200)로부터 수집한 전력 사용량 데이터를 외부 관리 센터(400)로 전송하고, 관리 센터(400)가 지역별로 분산 배치된 중앙 모듈조립체(100A)에서 수집한 전력 사용량 데이터를 총괄적으로 관리할 수 있다. 이러한 방식은 아파트가 밀집된 대단지를 대상으로 적용이 가능하다.
이러한 다른 실시예에 따른 중앙 모듈조립체(100A)는 관리 센터(400)와 통신하기 위한 별도의 통신모듈을 적층 결합하여 사용할 수 있으며, 도 7b (a)와 같이 제2서비스 모듈(60-2)에서 적용하는 통신 프로토콜과 방식이 다른 통신 프로토콜을 사용하는 제2서비스 모듈(60-2a)를 추가로 적층 결합하여 사용할 수 있다. 예를 들어 하나의 제2서비스 모듈(60-2)은 단말 모듈조립체(200)로부터 측정된 전력 사용량 데이터를 얻기 위하여 블루투스 통신 프로토콜을 적용하고, 다른 하나의 제2서비스 모듈(60-2a)은 집계된 전력 사용량 데이터를 관리 센터(400)에 전달하기 위하여 와이파이 통신 프로토콜을 적용할 수 있다.
한편, 도 7b (b)와 같이 중앙 모듈조립체(100B)는 앞서 설명한 도 2의 중앙 모듈조립체(100)에 제3서비스 모듈(60-3)를 추가로 적층 결합하여 사용할 수 있다. 이러한 제3서비스 모듈(60-3)은 몸체 내부에 플래시 메모리(flash memory)를 내장하고 있기 때문에, 집계된 전력 사용량 데이터의 용량이 많거나 오랜 시간 동인 정기적으로 저장할 때 적용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전기 소비 제품의 전력량 측정을 위한 여러 기능에 대해 모듈화하여 필요에 따라 하나의 조립체를 구성할 수 있어 설치 작업이 용이하다. 또한 모듈화된 조립체를 분리할 수 있고 휴대가 간편하기 때문에 가정과 사무실에 각각 별도로 설비해야 하는 제약을 받지 않으므로 장소에 구애됨이 없이 공통적으로 사용할 수 있어 비용을 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 가정, 사무실, 공장 등 사용 환경에 따라 모듈을 추가 구성하여 조립체를 형성하므로 사용 환경에 적합한 모듈을 적용하여 사용할 수 있고, 중앙 모듈조립체와 단말 모듈조립체에 사용하는 단위 모듈을 공용화할 수 있어 비용 절감을 도모할 수 있다.
1 : 소비전력 관리기
100, 100A : 중앙 모듈조립체
200, 200A : 단말 모듈조립체
50-1, 50-2, 50-3 : 제1 내지 제3베이스 모듈
60-1, 60-2, 60-3 : 제1 내지 제3서비스 모듈

Claims (7)

  1. 전기 소비 제품의 전력 사용량을 측정하기 위해 전력 측정, 전력 변환, 데이터 통신, 표시 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 처리하는 복수 모듈에서 필요한 기능을 연계시킬 수 있도록 선별한 모듈들을 적층하여 합체한 조립체가 하나의 단품을 형성하고, 메인 전기 콘센트에 접속하여 전력을 공급받기 위한 플러그와 전력 공급용 플러그를 접속하기 위한 콘센트를 모듈 몸체에 형성한 단말 모듈조립체; 및
    상기 단말 모듈조립체로부터 수집한 복수 전기 소비 제품에 대한 전력 사용량을 집계한 총 전력 사용량과 요금을 산출할 수 있도록 상기 단말 모듈조립체와 분리되고 상기 단말 모듈조립체에 적용한 복수 모듈과 동일한 모듈들을 선별하고 선별한 모듈들을 적층하여 합체한 조립체가 하나의 단품을 형성하고, 메인 전기 콘센트에 접속하여 전력을 공급받기 위한 플러그를 모듈 몸체에 형성한 중앙 모듈조립체;를 포함하고,
    상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈조립체에 사용된 모듈 상호간에는 암수 결합을 이용하여 전기적으로 접속할 수 있는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 모듈조립체는 메모리 용량을 확장하기 위한 메모리 모듈 또는 관리 센터와 통신하기 위한 통신 모듈을 추가적으로 적층하여 결합할 수 있는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈조립체 각각은 사용된 모듈은 암수 결합을 위한 커넥터와 접속 소켓 중 적어도 하나를 구비하는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 모듈조립체는 모듈 몸체에 전력 공급용 플러그를 접속하기 위한 콘센트를 형성하고, 단독으로 전기 소비 제품의 전력량을 측정하는 전력측정모듈을 구비하는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말 모듈조립체와 상기 중앙 모듈 조립체 사이에 전력사용량 데이터를 중계하기 위한 중계 모듈조립체를 더 포함하고,
    상기 중계 모듈조립체는 메인 전기 콘센트에 전기 접속하는 플러그와 전력을 변환하는 전력변환모듈을 모듈 몸체에 형성하고, 중계를 위한 통신 모듈을 적층하여 조립할 수 있는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중계 모듈조립체는 자체적으로 직류 전력을 공급하기 위한 배터리팩을 구비하며,
    상기 중계 모듈조립체의 플러그를 메인 전기 콘센트에 접속한 상태에서 충전할 수 있는 충전 회로를 상기 배터리팩에 내장할 수 있으며,
    상기 중계 모듈조립체에 상기 배터리팩을 탈착가능하게 결합할 수 있는 수납홈을 형성하는 적층 구조 모듈을 이용한 소비전력 관리기.



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KR20120050653A (ko) * 2010-11-11 2012-05-21 주식회사 케이디파워 모듈형 통합 전력 감시 장치

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