TW201719086A - 節電裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種節電裝置，其藉由設置於根據溫度測定部之值而改變消耗電力之機器上，從而可不受機器製造商、製品、製造年份等之影響，進行區域單位之節電運轉。本發明之節電裝置80，係與控制機器10之運轉狀態(消耗電力)的溫度測定部12之輸出連接，藉由操作該輸出，從而降低機器10之消耗電力。因此，可與機器10之原有之控制方法、控制訊號、動作順序等無關地進行節電運轉。據此，藉由該節電裝置80之設置，可不受機器製造商、製品、製造年份等之影響，對於幾乎全部之機器10進行藉由傳送裝置20所成區域單位之節電運轉。因此，可直接使用既存之機器10，以極低之導入成本建構節電管理系統。

Description

節電裝置

本發明係關於一種節電裝置，其係設置於具有溫度測定部，且藉由該溫度測定部之值改變消耗電力之機器上，從而進行節電運轉者。

近年來，由防止地球暖化及環境問題之觀點來看，家庭或辦公室、店鋪及工廠等，各種場所皆有節電需求。作為此節電之手段，可列舉出：硬體方面的節電，藉由提高機器之效率或藉由使用零件之選擇等抑制機器本身的消耗電力；及軟體方面的節電，例如調整空調之設定溫度而減低消耗電力。關於如此之由軟體方面的節電，目前係將在建築物及樓層等所定之區域的單位中，對於該區域內之複數機器進行統一節電運轉之節電管理系統已經實用化。如此之節電管理系統之例子，下述〔專利文獻1〕中記載了一種進行節電運轉之空調管理系統，其係對於複數之空調機，以無線方式進行間歇運轉控制及變頻器頻率控制者。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2015-190700號公報

然而，機器之控制方法、控制訊號、動作順序等因製造商、製品、製造年份等而種類繁多，〔專利文獻1〕所記載之節電管理系統難以對應至此等全部之機器。因此，在導入如此之節電管理系統時，必須將管理區域內既存之機器全部更換為對應機器，故有產生龐大導入成本之問題點。

本發明係鑑於上述情事而開發，目的在於提供一種節電裝置，其藉由設置於以溫度測定部之值改變消耗電力之機器上，可不受機器製造商、製品、製造年份等影響，進行面積單位之節電運轉。

本發明係：

藉由提供(1)一種節電裝置80，其特徵為其係機器10之節電裝置，該機器10具有溫度測定部12，且藉由前述溫度測定部12之值而改變消耗電力；前述節電裝置具有：與前述溫度測定部12之輸出連接的控制配線30、與前述控制配線30連接而間接檢測前述溫度測定部12之值的輸出資訊取得部32、接收由外部而來之節電訊號的接收部34、及 藉由前述控制配線30對於前述機器10之控制部14輸出溫度控制輸出的節電控制部36；前述節電控制部36，於非節電運轉時，係將與前述溫度測定部12之值相等之值的溫度控制輸出向前述控制部14輸出；同時前述接收部34接收指示節電動作之節電訊號時，取代前述溫度測定部12輸出之值，係將減少前述機器10之消耗電力之動作值的溫度控制輸出向前述控制部14輸出；前述接收部34接收解除節電動作之節電解除訊號時，係將溫度控制輸出之值恢復至與前述溫度測定部12相等之值；進一步，與前述機器10之電連接係僅藉由前述控制配線30與對於前述機器10之GND配線31而進行者，從而解決上述課題。

藉由提供(2)如上述(1)所記載之節電裝置80，其中，其係進一步具有藉由以機器10之交流電配線產生電磁感應而供電之供電手段，從而解決上述課題。

藉由提供(3)如上述(1)所記載之節電裝置80，其中，節電運轉時之節電控制部36，係對於溫度測定部12之值的變化進行補償，並向機器10之控制部14輸出一定之溫度控制輸出，從而解決上述課題。

藉由提供(4)如上述(1)至(3)中任一項所記載之節電裝置80，其中，節電訊號具有降低電量資訊；且節電控制部36係設定有節電比率，同時預先輸入溫度控制輸出與前述機器10之消耗電力間之關係；前述節電控制部36，由前述降低電量資訊及前述節電比率算出個別降低電量，基於前述溫度控制輸出及消耗電力之關係，選擇減少個別降低電 力量分之消耗電力的溫度控制輸出，向前述機器10之控制部14輸出，從而解決上述課題。

本發明之節電裝置係連接機器之溫定測定部之輸出，藉由操作該輸出，可降低機器之消耗電力。因此，可直接使用既存的機器，建構區域單位之節電管理系統。藉此，可低成本導入節電管理系統。

10‧‧‧機器

12‧‧‧溫度測定部

14‧‧‧控制部(機器側)

30‧‧‧控制配線

31‧‧‧GND配線

32‧‧‧輸出資訊取得部

34‧‧‧接收部

36‧‧‧節電控制部

80‧‧‧節電裝置

【圖1】本發明之節電裝置的方塊圖。

【圖2】使用本發明之節電裝置的節電管理系統之全體構成示意圖。

基於圖示說明本發明之節電裝置80之實施型態。又，雖在此控制機器10係以空調設備作為例子進行說明，惟機器10並不限於此，可適用於例如暖氣、電熱水器、免治馬桶、熱水器、烤箱、地板暖房、電熱毯等，所有之機器10本身具有溫度測定部12，且藉由該溫度測定部12之值改變消耗電力的機器均可適用。

圖1所示之本發明之節電裝置80，係設置於具有溫度測定部12的機器10上者，其具有：與機器10之溫度測定部12之輸出(輸出點P)連接的連接控制配線30、與此控制配線30連接的輸出資訊取 得部32、接收由外部之傳輸裝置20而來之節電訊號的接收部34、藉由控制配線30對於前述機器10之控制部14輸出溫度控制輸出的節電控制部36、及向節電裝置80之各部供電之手段。又，本發明之節電裝置80，雖然可作為機器10本身之構成而預先搭載，但基本係假設為後來附加而與既存之機器10連接，設置於機器10之內部的空隙中。因此，其外型尺寸以小型為佳，較佳係約50mm×30mm×10mm左右。此外，節電裝置80對於機器10之電連接，基本上只需連接控制配線30與機器10之GND的2條GND配線31即可進行。因此，可輕易地與具有溫度測定部12之幾乎全部的機器10連接。又，由於此連接係使用習知之壓著式分歧配線連接器，故不須切斷配線即可進行。

此外，節電裝置80之供電手段，較佳係具備：設置於機器10之交流電流配線上並藉由電磁感應而供電的供電盤40、將從此供電盤40而來之電流整流的整流部42、及將整流後之電力蓄電之習知的蓄電池44。藉由此構成，機器10可藉由非接觸而對於節電裝置80供電，從而易於連接，同時對於機器10側不產生影響。

機器10之溫度測定部12，可使用熱敏電阻、白金測溫電阻(PT)、熱電偶、溫度量測IC等習知的溫度測量手段。又，在此係對於溫度測定部12使用藉由溫度而改變阻抗值之熱敏電阻等元素，且對應阻抗值改變所伴隨之輸出點P的電壓值而改變動作狀態以增減消耗電力之機器10的例子進行說明。

並且，機器10藉由輸出點P之電壓值而被控制時，輸出資訊取得部32，係由在直列連接控制配線30之阻抗R1、及可取得此阻 抗R1之兩端電壓的A/D(類比-數位)轉換器32a所構成為佳。

此外，接收部34係藉由無線接收外部之傳輸裝置20而來之節電訊號並輸出至節電控制部36者，可使用920MHz頻帶無線或其他習知之無線接收裝置。其中，特別係使用消耗電力較少之近距離無線通訊的ZigBee(註冊商標)為佳。又，關於傳送裝置20並無特別限定，無論係使用何種觸發傳輸任何之節電訊號者皆可。此外，使用任何順序、演算法皆可。但，傳輸之節電訊號，至少必須包含指示節電動作之節電訊號、及指示解除節電動作之節電解除訊號，且進一步包含在區域內欲降低之總削減電量之資訊(降低電量資訊)為佳。

節電控制部36係將所定之溫度控制輸出(本例之情況為電壓)輸出至輸出點P者，其具有：控制溫度控制輸出之值之微控器等習知之演算部36a、及演算部36a所設定之溫度控制輸出進行數位-類比訊號轉換並輸出至輸出點P側之例如習知之D/A(數位-類比)轉換器36b。又，溫度控制輸出亦可使用電子容量輸出。並且，特別在對應削減電量資訊而使機器10之節電量增減時，較佳係預先將溫度控制輸出與機器10之消耗電力間之關係輸入設定至演算部36a。此溫度控制輸出與機器10之消耗電力間之關係，例如，輸入最小之溫度控制輸出時之機器10的消耗電力、及最大之溫度控制輸出時之機器10的消耗電力，並導出各溫度控制輸出之消耗電力為佳。

此外，節電裝置80之節電控制部36，亦可個別設定優先度。雖可將此優先度單純作為節電程度之強弱，但如圖2所示，較佳係作為區域內所設置之全部的節電裝置80之節電比率。又，優先度作為節電 比率時之動作將於後續詳述。

接著，說明本發明之節電裝置30的動作。又，在此係以空調設備之冷房運轉作為機器10之例子進行說明。此外，在此說明之節電裝置80的動作，僅為本發明的適宜之一例，節電裝置80的動作並不限於下述之例。

首先，使用者啟動具備節電裝置80之機器10的冷房運轉。藉此，機器10之溫度測定部12將對應室溫表示阻抗值，藉此輸出點P取得對應室溫之電壓值。將此作為前後動作，輸出資訊取得部32之阻抗R1的兩端將可對應輸出點P之電壓而表示電壓值。輸出資訊取得部32之A/D轉換器32a取得此阻抗R1之兩端間的電壓，將其轉換數據並輸出至節電控制部36之演算部36a。節電控制部36之演算部36a，在未接收節電訊號之非節電運轉時，係將溫度控制輸出設定為阻抗R1之兩端間的電壓成為0V，藉由D/A轉換器36b輸出至控制配線30。又，阻抗R1之兩端間的電壓成為0V之狀態，係意指由節電控制部36而來的溫度控制輸出與輸出點P為相同電位，故此時之溫度控制輸出等同於溫度測定部12所示電壓之值。並且，機器10之控制部14藉由此輸出點P之電壓的值掌握室溫，以其與設定溫度之差的對應能力(動作狀態)進行冷房運轉。亦即，非節電運轉時，節電裝置80並未干涉機器10之控制，機器10如同原本運轉以溫度測定部12之值為基準的動作狀態(消耗電力)進行運轉。又，節電控制部36，即使在室溫等改變而使溫度測定部12之阻抗值改變導致輸出點P之電壓變化時，亦始終為了使阻抗R1之兩端間的電壓成為0V而繼續控制溫度控制輸出。

接著，若超過預先設定的區域內之消耗電力(消耗電流)之上限值，則傳輸裝置20將會檢測到此。並且，發送指示節電動作之節電訊號。又，節電訊號係前述削減電量資訊所傳送者為佳。此削減電量資訊，例如係與區域內之消耗電力的上限值之差，亦即超過上限值之部分的電量較佳。但，該削減電量資訊並非必要者，接收節電訊號之節電裝置80單純地以預先設定之削減量進行節電運轉亦可。

此節電訊號係由節電裝置80之接收部34接收，並輸出至節電控制部36。並且，特別在節電訊號包含削減電量資訊時，節電控制部36之演算部36a將由減低電量資訊與自身所設定之節電比率(優先度)算出分配至自身之連接機器10上的個別削減電量。例如，對於總削減電量1000W而節電比率10%之機器10，個別減低電量將分配為總減低電量之1/10，亦即100W。此外，節電比率30%之機器10，個別減低電量將分配為總減低電量之3/10，亦即300W。

接著，演算部36a從預先輸入之溫度控制輸出與機器10之消耗電力的相關關係，將溫度控制輸出選擇為減少所分配個別削減電量分之消耗電力的動作狀態。並且，此溫度控制輸出藉由D/A轉換器36b、控制配線30輸出至輸出點P。此時之溫度控制輸出，相當於使機器10之消耗電力減少之動作側之值，亦即相當於冷房運轉時較實際室溫低之室溫的電壓值。例如，即使實際室溫為28℃，節電控制部36亦不論實際室溫，而係以較現狀低個別減低電量分之消耗電力運轉，例如係相當於26℃之室溫的溫度控制輸出而輸出至輸出點P。藉此，機器10之控制部14較實際之室溫為低，在與設定溫度相近之溫度的狀態下對於機器 10進行動作控制。因此，可降低機器10之消耗電力(個別削減電量分)。又，暖氣運轉或機器10為加溫機器時，係以相當於較實際之溫度(室溫、水溫等)為高之溫度的溫度控制輸出而輸出至輸出點P。藉此，機器10可在接近設定溫度之溫度狀態下，動作控制而降低消耗電力。

若降低機器10之消耗電力，傳送裝置20所傳送之降低電量資訊亦將減少。藉此，各機器10之個別降低電量亦減少，節電控制部36所輸出之溫度控制輸出亦會變化。藉由此等一連串之動作，區域內之消耗電力最終將與上限值一致。此時，傳送裝置20發送降低電量資訊為“0”的節電訊號，或停止節電訊號之發送。此降低電量為“0”之節電訊號或節電訊號的停止由演算部36a檢測出時，節電裝置80將維持節電運轉並維持現在之溫度控制輸出的設定。又，實際溫度一變化，溫度測定部12之阻抗值隨之變化，且輸出點P之電壓亦會變動。然而，此變動將由輸出資訊取得部32取得作為阻抗R1的電壓變化，節電控制部36將會補償此變動部分而控制輸出，使輸出點P始終為設定之溫度控制輸出。

此外，如區域內之消耗電力進一步減少，例如成為預先設定的下限值以下時，傳送裝置20將會檢測到此並發送解除節電動作之節電解除訊號。節電控制部36接收該節電解除訊號後，將會回復為非節電運轉時，輸出使阻抗R1之兩端間的電壓成為0V之溫度控制輸出。藉此，機器10將以溫度測定部12之值為基準而回復運轉。

如上所述，本發明之節電裝置80，係連接控制機器10運轉狀態(消耗電力)的溫度測定部12之輸出，藉由操作此輸出而降低機器10之消耗電力。因此，可與機器10原有之控制方法、控制訊號、動 作順序等無關地進行節電運轉。故，藉由設置本發明之節電裝置80，可不受機器製造商、製品、製造年份等影響，對於幾乎全部之機器10進行藉由傳送裝置20所成區域單位下之節電運轉。因此，可直接使用既存之機器10，以極低之導入成本建構節電管理系統。

此外，本發明之節電裝置80，對於機器10之電氣連接，基本上僅需控制配線30及GND配線31的2者即可進行。因此，藉由短時間且簡單之作業即可連接，不須對機器10進行大規模的改裝。進一步，本發明之節電裝置80，於非節電運轉時並不干涉機器10之控制。因此，並不會對於機器10側之控制導致不好之影響。

又，本例所示之節電裝置80之各部的構成、電路、尺寸、動作、傳送接收資訊等僅代表其中一例，只要不脫離本發明之要旨範圍皆可實施本發明。

10‧‧‧機器

12‧‧‧溫度測定部

14‧‧‧控制部(機器側)

30‧‧‧控制配線

31‧‧‧GND配線

32‧‧‧輸出資訊取得部

34‧‧‧接收部

36‧‧‧節電控制部

80‧‧‧節電裝置

Claims (4)

1. 一種節電裝置，其特徵為其係機器之節電裝置，該機器具有溫度測定部，且藉由前述溫度測定部之值而改變消耗電力；前述節電裝置具有：與前述溫度測定部之輸出連接的控制配線、與前述控制配線連接而間接檢測前述溫度測定部之值的輸出資訊取得部、接收由外部而來之節電訊號的接收部、及藉由前述控制配線對於前述機器之控制部輸出溫度控制輸出的節電控制部；前述節電控制部，於非節電運轉時，係將與前述溫度測定部之值相等之值的溫度控制輸出向前述控制部輸出；同時前述接收部接收指示節電動作之節電訊號時，取代前述溫度測定部輸出之值，係將減少前述機器之消耗電力之動作值的溫度控制輸出向前述控制部輸出；前述接收部接收解除節電動作之節電解除訊號時，係將溫度控制輸出之值恢復至與前述溫度測定部相等之值；進一步，與前述機器之電連接係僅藉由前述控制配線與對於前述機器之GND配線而進行者。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之節電裝置，其中，其係進一步具有藉由以機器之交流電配線產生電磁感應而供電之供電手段。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之節電裝置，其中，節電運轉時之節電控制部，係對於溫度測定部之值的變化進行補償，並向機器之控制部輸出 一定之溫度控制輸出。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所記載之節電裝置，其中，節電訊號具有降低電量資訊；且節電控制部係設定有節電比率，同時預先輸入溫度控制輸出與前述機器之消耗電力間之關係；前述節電控制部，由前述降低電量資訊及前述節電比率算出個別降低電量，基於前述溫度控制輸出及消耗電力之關係，選擇減少個別降低電力量分之消耗電力的溫度控制輸出，向前述機器之控制部輸出。