TWI631530B - Energy management method - Google Patents

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TWI631530B TW104122338A TW104122338A TWI631530B TW I631530 B TWI631530 B TW I631530B TW 104122338 A TW104122338 A TW 104122338A TW 104122338 A TW104122338 A TW 104122338A TW I631530 B TWI631530 B TW I631530B
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Abstract

一種耗能管理方法，係應用於一無線控制系統，該無線控制系統包含複數個設備與一中繼裝置；該方法包含下列步驟：A、取得該些設備在一統計期間之中由一起始時間點至一指定時間點所累計的一能源消耗量；B、將該能源消耗量與該統計期間的一管制量進行比對，該管制量係小於該統計期間的一目標量；C、在該能源消耗量超過該管制量時，判斷是否進入一節能模式：若是，則由該中繼裝置發送一節能控制指令至指定的設備，以限制所指定的設備減少能源的消耗。藉此，在節能模式時，在不停止供應能源的狀態下，減緩能源消耗的速度。

Description

耗能管理方法
本發明係與無線控制系統有關；特別是指一種應用無線控制系統的耗能管理方法。
隨著社會的進步，為了增進生活上的便利性，人們所使用的設備也越來越多，因此，人們時常在不知不覺中一直地在耗用能源，亦同時增加碳排放量。在能源逐漸減少及溫室效應越趨嚴重的今日，節能減碳已成為國際間最受關注的課題。
目前，只能依靠政府單位的宣導，讓人們的自主地進行節能的動作，例如，隨手關燈、冷氣溫度調整在28度以上、在水龍頭加裝省水閥、採用恆溫式瓦斯熱水器。然而，無論再怎麼節省，皆必須等到收到水、電、瓦斯帳單後才知道前期使用了多少能源、所採行的節能動作是否有效。僅以此種被動的方式來節省能源的消耗，其節能效果不彰，無法有效地達到節能減碳之目的。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種耗能管理方法，可在統計期間內的能源消耗量超過管制量時，減緩能源消耗的速度。
本發明所提供耗能管理方法，係應用於一無線控制系統，該無線控制系統包含複數個設備以及一中繼裝置以無線的方式與該些設備通訊，該些設備係個別受該中繼裝置發送的一控制指令所控制而改變其運作狀態；該耗能管理方法包含下列步驟：A、取得該些設備在一統計期間之中由一起始時間點至一指定時間點所累計的一能源消耗量；B、將該能源消耗量與該統計期間的一管制量進行比對，該管制量係小於該統計期間的一目標量；C、在該能源消耗量超過該管制量時，判斷是否進入一節能模式：若是，則由該中繼裝置發送一節能控制指令至指定的設備，以限制所指定的設備減少能源的消耗。
本發明之效果在於，利用取得能源的消耗量與管制量比對，在節能模式時，在不停止供應能源的狀態下，減少能源的消耗，讓使用者在可接受的程度下仍可使用設備，藉以超過管制量後減緩能源消耗的速度，達到節省能源之目的。
〔本發明〕
10‧‧‧無線基地台
20‧‧‧中繼裝置
202‧‧‧Wi-Fi訊號收發電路
204‧‧‧RF訊號收發電路
206‧‧‧處理器
206a‧‧‧記憶體
22‧‧‧水管路
24‧‧‧電力線
26‧‧‧瓦斯管路
28‧‧‧水表
282‧‧‧RF訊號收發電路
30‧‧‧電表
302‧‧‧RF訊號收發電路
32‧‧‧瓦斯表
322‧‧‧RF訊號收發電路
34‧‧‧冷氣機
342‧‧‧RF訊號收發電路
36‧‧‧抽水泵
362‧‧‧RF訊號收發電路
38‧‧‧瓦斯通道閥
382‧‧‧RF訊號收發電路
40‧‧‧熱水器
402‧‧‧RF訊號收發電路
42‧‧‧壁爐
422‧‧‧RF訊號收發電路
44‧‧‧洗衣機
442‧‧‧RF訊號收發電路
46‧‧‧水流調節閥
462‧‧‧RF訊號收發電路
48‧‧‧水龍頭
50‧‧‧電子裝置
圖1為本發明一較佳實施例之無線控制系統方塊圖。
圖2為上述第一較佳實施例之中繼裝置方塊圖。
圖3為上述第一較佳實施例之耗能管理方法流程圖。
為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如后，請參圖1所示，為本發明一較佳實施例之耗能管理方法所 應用的無線控制系統，該無線控制系統包含一無線基地台(Access Point,AP)10、一中繼裝置20、複數個設備與一電子裝置50。
該無線基地台10係連接至一網際網路(圖未示)，且作為Wi-Fi無線區域網路的中介點。請配合圖2，該中繼裝置20包括一Wi-Fi訊號收發電路202、一RF(Radio Frquency)訊號收發電路204、一處理器206，該Wi-Fi訊號收發電路202係與該無線基地台10通訊，該RF訊號收發電路204係與該些設備透過RF訊號通訊，該處理器206作為Wi-Fi訊號與RF訊號的雙向轉換之用。該中繼裝置20接收具有控制指令的Wi-Fi訊號後，轉換為具有控制指令的RF訊號後發送。
本發明使用三種不同的能源，分別為水、電及瓦斯，於水管路22、電力線24及瓦斯管路26的源頭分別連接有一水表28、一電表30及一瓦斯表32，以監測各種能源的使用量。該水表28、該電表30及該瓦斯表32各別具有一RF訊號收發電路282,302,322，且以各自的RF訊號收發電路282,302,322與該中繼裝置20的RF訊號收發電路204通訊。該水表28、該電表30及該瓦斯表32各自收到該中繼裝置20傳來的擷取指令後，將當前所的水、電、瓦斯的讀值發送至該中繼裝置20。
該些設備在本實施例中依其所連接的能源種類亦區分為三類，分別為電器類、瓦斯器具類、用水設備類。
電器類的設備包括連接於電力線24的一冷氣機34與一抽水泵36。該冷氣機34具有一RF訊號收發電路342以與該中繼裝置20通訊，該冷氣機34接收該中繼裝置20傳來的控制指令以調節室內的溫度，以及將冷氣機34的運作狀態(目前溫度)發送至該中繼裝置20。該抽水泵36具有一RF訊號收發電路362與該中繼裝置20通訊，該抽水泵36接收 該中繼裝置20傳來的控制指令以啟動或關閉，以及將運作狀態發送至中繼裝置20。
瓦斯器具類的設備包括一瓦斯通道閥38、一熱水器40與一壁爐42，該瓦斯通道閥38設置於連通至該熱水器40與該壁爐42的瓦斯管路26上。該瓦斯通道閥38、該熱水器40與該壁爐42各別具有一RF訊號收發電路382,402,422，以與該中繼裝置20通訊。該瓦斯通道閥38接收該中繼裝置20傳來的控制指令以開啟或阻斷通過的瓦斯。該熱水器40接收該中繼裝置20傳來的控制指令以設定該熱水器40加熱時的出水溫度，以及將熱水器40的運作狀態發送至該中繼裝置20。該壁爐42接收該中繼裝置傳來的控制指令以開啟、關閉及改變火力大小而調整室溫，以及將該壁爐42的運作狀態(啟閉狀態、火力大小、室溫)發送至該中繼裝置20。
用水設備類的設備包括一洗衣機44、一水流調節閥46及一水龍頭48。該洗衣機44具有一RF訊號收發電路442以與該中繼裝置20通訊，該洗衣機44接收該中繼裝置20傳來的控制指令後，啟動洗衣程序，以及將洗衣機44的狀態(例如啟動、洗衣階段、停止)傳送至中繼裝置20。該水流調節閥46係連接於該水龍頭48與該水表28之間，該水流調節閥46具有一RF訊號收發電路462以與該中繼裝置20通訊，該水流調節閥46接收該中繼裝置20傳來的控制指令後，調節通過的水流量，以及將水流調節閥46的狀態(例如供水流通過的開口的開啟程度)傳送至中繼裝置20。該水龍頭48係供使用者操控以使水流出使用。
該電子裝置50在本實施例中為一平板電腦，該電子裝置50係與該無線基地台10以Wi-Fi訊號連線，亦可選擇地透過網際網路而與該無線基地台10連線。該電子裝置50執行一應用程式後，以供使用者操控該些設備，而操控設備的控制指令以Wi-Fi訊號係經由該無線基地台 10傳送至該中繼裝置20，再由該中繼裝置20轉換後將控制指令以RF訊號傳送至對應的設備以進行控制。此外，該中繼裝置20則是將各該設備的運作狀態再經轉換成Wi-Fi訊號後發送至該電子裝置50，以在該電子裝置50上進行顯示及後續處理。
藉由上述之架構，即可進行圖3所示之耗能管理方法。
首先，依據各種能源的種類，訂定對應各種能源的複數個統計期間，本實施例中，該些統計期間分別為水、電、瓦斯的計費週期。 一般而言，三種能源的計費起始日不同，為便於說明，先就電力耗能管理說明，其中： 對電器類的設備分類為複數個群組，該些群組包括一第一群組與一第二群組，其中該第一群組之設備為不適合節能的設備(本實施例中為抽水泵36)，該中繼裝置不發送一節能控制指令至屬於該第一群組之設備，亦即不會對其進行節能控制；該第二群組之設備為適合節能的設備(本實施例中為冷氣機34)，且於該節能模式時，該第二群組之設備係受該節能控制指令所控制而進行節能。分類的方式可由使用者透過電子裝置50設定，或由無線控制系統的製造商先行指定設備所屬群組，並將各群組之設備的關係儲存於該中繼裝置20的記憶體206a。
在該中繼裝置20的記憶體206a中預先建立一第一目標量及一第一管制量，本實施例中該第一目標量是由使用者自行訂定，而預先透過該電子裝置50儲存於該記憶體206a。當然，該第一目標量亦可為該起始時間之前的另一統計期間的實際能源使用量，例如前一期統計期間的實際能源使用量，或去年同期之統計期間的實際能源使用量。取得該第一目標量的方式亦可由該中繼裝置20透過該無線基地台10連線網際網路而向外部的資料庫(如電力公司的資料庫)取得。該管制量係由 使用者設定，該管制量係小於該第一目標量，其訂定方式可為第一目標量乘上一預定之百分比，例如目標量的百分之七十。
由電力的該統計期間的一起始時間點起，該中繼裝置20每隔一段時間發送擷取指令至該電表30，使該電表30回傳讀值至該中繼裝置20，並儲存於該處理器206的記憶體206a中，藉以取得各種電器類之設備及其它類設備但有使用電力者的電力消耗。該中繼裝置20統計自該起始時間點起至一指定時間點的所累計的以電力消耗量為例的能源消耗量。本實施例中，該起始時間點為統計期間開始的時間點，該指定時間點預設為最近一次發送擷取指令的時間點，但不以此為限，亦可由使用者透過該電子裝置50設定為該統計週期中的任一時間點，並儲存於該中繼裝置20的記憶體206a中。
該中繼裝置20的處理器206將該電力消耗量與該第一管制量行比對，並判斷該電力消耗量是否超過該第一管制量，若是，則該中繼裝置20發送一提示訊息至該電子裝置50，以詢問使用者是否要選擇進入一節能模式。藉此，使用者即可得知目前的電力消耗量已超出管制量。
若使用者選擇不進入節能模式，則該中繼裝置20不進行設備節能的控制。若使用者由該電子裝置50上選擇進入節能模式時，該電子裝置50發送一節能模式指令至該中繼裝置20，該中繼裝置20判斷收到該節能模式指令後，則發送一節能控制指令至屬於第二群組的設備，以係限制設備可受調整的程度。舉例而言，本實施例中第二群組的設備為冷氣機34，該冷氣機34在未接收該節能控制指令前(未進入節能模式之前)，其可調的溫度範圍為17~31度，調到最低溫度(17度)時，其消耗的最大功率為一第一功率；而該冷氣機34接收該節能控制指令後，其可 被調整的溫度範圍將受到限制，例如，最低只能調整到28度，此時該冷氣機34可消耗的功率為一第二功率，該第二功率小於該第一功率，藉此，在電力消耗量超過該第一管制量時，即限制該冷氣機34至少在使用者可接受的溫度運轉以減少能源的消耗，減少能電力消耗量超過第一目標量的機會。需說明的是，本實施例的該節能模式，是在設備運作的狀態下減少能源的消耗，而不是以直接停止設備運轉來停止能源的消耗，如此，讓使用者仍可在享受到設備所帶來的便利，而不會因設備無法使用帶感到不便。
前述中是說明電器類設備的耗能管理，而瓦斯器具類設備的耗能管理與電器類相似，同樣是先對瓦斯器具類的設備分為第一群組與第二群組，本實施例的第一群組為瓦斯通道閥38，第二群組為熱水器40與壁爐42。在該中繼裝置20的記憶體206a針對瓦斯的消耗預先儲存一第二目標量及一第二管制量。前述之設定與電器類之耗能管理相同，容不贅述。
該中繼裝置20由瓦斯的統計期間的一起始時間點至一指定時間點每隔一段時間向瓦斯表32擷取讀值，並累計取得以瓦斯消耗量為例的能源消耗量。
該中繼裝置20的處理器206將該瓦斯消耗量與該第二管量進行比對，並判斷該瓦斯消耗量是否超過該第二管制量，若是，則該中繼裝置發送一提示訊息至該電子裝置，以詢問使用者是否要選擇進入一節能模式。
同樣地，進入節能模式後該中繼裝置則發送一節能控制指令至瓦斯器具中屬於第二群組的設備(即熱水器40和壁爐42)，以係限制設備可受調整的程度。舉例而言，熱水器40可調的出水溫度範圍為 32~70度，調到最高溫度(70度)時，其消耗的最大熱值為一第一熱值；而該熱水器40接收該節能控制指令後，其可被調整的溫度範圍將受到限制，例如，最高只能調整到42度，此時該熱水器40可消耗的最大熱值為一第二熱值，該第二熱值小於該第一熱值，且第二熱值不為零，藉此，不停止熱水器40運轉的前提下，限制該熱水器40輸出使用者可接受的出水溫度的熱水，以減少能源的消耗。
而用水設備類設備的耗能管理與電器類相似，同樣是先對設備分為第一群組與第二群組，本實施例的第一群組為洗衣機44，第二群組為水流調節閥46。在該中繼裝置20的記憶體206a針對水的消耗預先儲存一第三目標量及一第三管制量。前述之設定與電器類之耗能管理相同，容不贅述。
該中繼裝置20由用水的統計期間的一起始時間點至一指定時間點每隔一段時間向水表28擷取讀值，並累計取得以水消耗量為例的能源消耗量。
該中繼裝置20的處理器206將該水消耗量與該第三管制量進行比對，並判斷該水消耗量是否超過該第三管制量，若是，則該中繼裝置20發送一提示訊息至該電子裝置50，以詢問使用者是否要選擇進入一節能模式。
同樣地，進入節能模式後該中繼裝置20則發送一節能控制指令至用水設備中屬於第二群組的設備(即水流調節閥46)，以係限制設備可受調整的程度。舉例而言，未進入節能模式之前，水流調節閥46受調整而可通過的最大水流量為一第一水流量；在節能模式時，係限制該水流調節閥46可受調整的程度，使通過該水流調節閥46的最大水流量為一第二水流量，該第二水流量小於該第一水流量，且第二水流量不為 零。藉此，使水流調節閥46不阻斷水流的前提下，限制通過水流調節閥46的水流量，當使用者打開水龍頭後，在仍有水用的情形下減少能源的消耗。
據上所述，本發明利用取得各種不同能源的消耗量與各種能源的管制量比對，判斷是否要進入節能模式，且在節能模式時，在不停止供應能源的狀態下，減少能源的消耗，讓使用者在可接受的程度下仍可使用設備，藉以在超過管制量後減緩能源消耗的速度，達到節省能源之目的。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

Claims (7)

  1. 一種耗能管理方法，係應用於一無線控制系統，該無線控制系統包含複數個設備以及一中繼裝置以無線的方式與該些設備通訊，該些設備係個別受該中繼裝置發送的一控制指令所控制而改變其運作狀態；該耗能管理方法包含下列步驟：A、取得該些設備在一統計期間之中由一起始時間點至一指定時間點所累計的一能源消耗量；B、將該能源消耗量與該統計期間的一管制量進行比對，該管制量係小於該統計期間的一目標量；C、在該能源消耗量超過該管制量時，判斷是否進入一節能模式：若是，則由該中繼裝置發送一節能控制指令至指定的至少一該設備，以限制所指定的設備減少能源的消耗；其中，該些設備之中包括一瓦斯器具，該瓦斯器具在接收該節能控制指令前，受調整而可產生的最大熱值為一第一熱值；步驟C中，係由該中繼裝置發送該節能控制指令至該瓦斯器具，該節能控制指令係限制該瓦斯器具可受調整的程度，使該瓦斯器具可消耗的最大熱值為一第二熱值，該第二熱值小於該第一熱值且該第二熱值不為零。
  2. 一種耗能管理方法，係應用於一無線控制系統，該無線控制系統包含複數個設備以及一中繼裝置以無線的方式與該些設備通訊，該些設備係個別受該中繼裝置發送的一控制指令所控制而改變其運作狀態；該耗能管理方法包含下列步驟：A、取得該些設備在一統計期間之中由一起始時間點至一指定時間點所累計的一能源消耗量； B、將該能源消耗量與該統計期間的一管制量進行比對，該管制量係小於該統計期間的一目標量；C、在該能源消耗量超過該管制量時，判斷是否進入一節能模式：若是，則由該中繼裝置發送一節能控制指令至指定的至少一該設備，以限制所指定的設備減少能源的消耗；其中，該些設備之中包括一水流調節閥，該水流調節閥在接收該節能控制指令前，受調整而可通過的最大水流量為一第一水流量；步驟C中，係由該中繼裝置發送該節能控制指令至該水流調節閥，該節能控制指令係限制該水流調節閥可受調整的程度，使通過該水流調節閥的最大水流量為一第二水流量，該第二水流量小於該第一水流量且該第二水流量不為零。
  3. 如請求項1或2所述之耗能管理方法，其中步驟A之前包含將該些設備分類為複數個群組，該些群組包括一第一群組與一第二群組，其中，該中繼裝置不發送該節能控制指令至屬於該第一群組之設備；該第二群組之設備於該節能模式時，係受該節能控制指令所控制；步驟C中，在該節能模式時，該節能控制指令係傳送到屬於該第二群組之設備。
  4. 如請求項1或2所述之耗能管理方法，其中步驟B中該目標量為該起始時間之前的另一統計期間的實際能源使用量。
  5. 如請求項1或2所述之耗能管理方法，其中步驟A之前包含有由使用者設定該目標量及該管制量。
  6. 如請求項1或2所述之耗能管理方法，其中步驟C係限制被指定的設備在運作的狀態下減少能源的消耗。
  7. 如請求項1或2所述之耗能管理方法，其中步驟C中該能源消耗量超過該管制量時，係產生一提示訊息，以詢問使用者是否要選擇使用該節能模式，並依據使用者選擇之結果判斷是否進入該節能模式。
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