(57)【要約】【課題】温度測定部の値によって消費電力が変化する機器に設置することで、機器のメーカー、製品、製造年式等によらずエリア単位での節電運転を可能とする節電装置を提供する。【解決手段】この節電装置８０は、機器１０の運転状態（消費電力）を左右する温度測定部１２の出力に接続し、この出力を操作することで機器１０の消費電力を低減する。このため、機器１０の固有の制御方法、制御信号、動作シーケンスとは無関係に節電運転を行うことができる。よって、この節電装置８０の設置により、メーカー、製品、製造年式等によらずほぼ全ての機器１０に対し送信装置２０によるエリア単位での節電運転を行うことができる。このため、既存の機器１０をそのまま使用することが可能となり、極めて低い導入コストで節電管理システムを構築することができる。【選択図】図１
2017090132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定部を有し、前記温度測定部の値によって消費電力が変化する機器の節電装置であって、
前記温度測定部の出力と接続する制御配線と、
前記制御配線と接続し前記温度測定部の値を間接的に検知する出力情報取得部と、
外部からの節電信号を受信する受信部と、
前記機器の制御部に対し温度制御出力を前記制御配線を介して出力する節電制御部と、を有し、
前記節電制御部は、非節電運転時において前記温度測定部の値と等しくなる値の温度制御出力を前記制御部に出力するとともに、前記受信部が節電動作を指示する節電信号を受信した場合に前記温度測定部の値よりも前記機器の消費電力が小さく動作する値の温度制御出力を前記制御部に出力し、前記受信部が節電動作を解除する節電解除信号を受信した場合に温度制御出力を前記温度測定部の値と等しくなる値に復帰させることを特徴とする節電装置。
【請求項２】
機器への電気的接続を制御配線と前記機器へのＧＮＤ配線のみにより行うことを特徴とする請求項１記載の節電装置。
【請求項３】
機器の交流電流配線から電磁誘導により給電する給電手段をさらに有することを特徴とする請求項２記載の節電装置。
【請求項４】
節電運転時の節電制御部は、温度測定部の値の変化を補償して一定の温度制御出力を機器の制御部に出力することを特徴とする請求項１記載の節電装置。
【請求項５】
節電信号が削減電力量情報を有し、
節電制御部は節電比率が設定されるとともに、温度制御出力と前記機器の消費電力との関係が予め入力され、
前記節電制御部は、前記削減電力量情報と前記節電比率とから個別削減電力量を算出し、前記温度制御出力と消費電力の関係に基づいて個別削減電力量分の消費電力が減少する温度制御出力を選択し、前記機器の制御部に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の節電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定部を有し、この温度測定部の値によって消費電力が変化する機器に設置して節電運転を行わせる節電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止や環境問題の観点から家庭やオフィス、店舗、工場等、様々な場所で節電が求められている。この節電の手法としては、機器の効率アップや使用部品の選定等により機器自体の消費電力を抑えるハード面からの節電と、例えば空調の設定温度を調節して消費電力を低減するソフト面から節電が挙げられる。このようなソフト面からの節電に関して、現在では建築物やフロア等の所定のエリアの単位で、このエリア内の複数の機器に対して統括的に節電運転を行わせる節電管理システムが実用化されている。このような節電管理システムの例として、下記［特許文献１］には複数の空調機に対し無線にて間欠運転制御及びインバータ周波数制御を行って節電運転を行わせる空調管理システムに関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９０７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、機器の制御方法、制御信号、動作シーケンス等はメーカー、製品、製造年式等により多種多様であり、［特許文献１］に記載のような節電管理システムがこれら全ての機器に対応することは難しい。よって、このような節電管理システムの導入に際しては管理エリア内の既存の機器を全て対応機器に変更する必要があり、膨大な導入コストがかかるという問題点がある。【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温度測定部の値によって消費電力が変化する機器に設置することで、機器のメーカー、製品、製造年式等によらずエリア単位での節電運転を可能とする節電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（１）温度測定部１２を有し、前記温度測定部１２の値によって消費電力が変化する機器１０の節電装置であって、
前記温度測定部１２の出力と接続する制御配線３０と、
前記制御配線３０と接続し前記温度測定部１２の値を間接的に検知する出力情報取得部３２と、
外部からの節電信号を受信する受信部３４と、
前記機器１０の制御部１４に対し温度制御出力を前記制御配線３０を介して出力する節電制御部３６と、を有し、
前記節電制御部３６は、非節電運転時において前記温度測定部１２の値と等しくなる値の温度制御出力を前記制御部１４に出力するとともに、前記受信部３４が節電動作を指示する節電信号を受信した場合に前記温度測定部１２の値よりも前記機器１０の消費電力が小さく動作する値の温度制御出力を前記制御部１４に出力し、前記受信部３４が節電動作を解除する節電解除信号を受信した場合に温度制御出力を前記温度測定部１２の値と等しくなる値に復帰させることを特徴とする節電装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）機器１０への電気的接続を制御配線３０と前記機器１０へのＧＮＤ配線３１のみにより行うことを特徴とする上記（１）記載の節電装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）機器１０の交流電流配線から電磁誘導により給電する給電手段をさらに有することを特徴とする上記（２）記載の節電装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）節電運転時の節電制御部３６は、温度測定部１２の値の変化を補償して一定の温度制御出力を機器１０の制御部１４に出力することを特徴とする上記（１）記載の節電装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）節電信号が削減電力量情報を有し、
節電制御部３６は節電比率が設定されるとともに、温度制御出力と前記機器１０の消費電力との関係が予め入力され、
前記節電制御部３６は、前記削減電力量情報と前記節電比率とから個別削減電力量を算出し、前記温度制御出力と消費電力の関係に基づいて個別削減電力量分の消費電力が減少する温度制御出力を選択し、前記機器１０の制御部１４に出力することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の節電装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る節電装置は機器の温度測定部の出力に接続し、この出力を操作することで機器の消費電力を低減する。このため、既存の機器をそのまま使用してエリア単位の節電管理システムを構築することができる。これにより、節電管理システムを低コストで導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る節電装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る節電装置を用いた節電管理システムの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る節電装置８０の実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、ここでは制御する機器１０として空調設備を例に説明を行うが、機器１０はこれに限定されるものではなく、例えばヒーター、電気温水器、電気温水器付便座、給湯機、ストーブ、床暖房、電気カーペット等、機器１０自身が温度測定部１２を有し、この温度測定部１２の値によって消費電力が変化する全ての機器に適用が可能である。
【００１０】
図１に示す本発明に係る節電装置８０は、温度測定部１２を有する機器１０に設置するものであり、機器１０の温度測定部１２の出力（出力点Ｐ）に接続する制御配線３０と、この制御配線３０に接続する出力情報取得部３２と、外部の送信装置２０からの節電信号を受信する受信部３４と、機器１０の制御部１４に対し温度制御出力を制御配線３０を介して出力する節電制御部３６と、節電装置８０の各部への給電手段と、を有している。尚、本発明に係る節電装置８０は、機器１０が自身の構成として予め搭載していても良いが、基本的に既存の機器１０に後付けで接続し、機器１０の内部の隙間に設置することを想定している。よって、その外形寸法は小型であることが好ましく、概ね５０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ前後とすることが好ましい。また、節電装置８０は機器１０に対する電気的接続を、基本的に制御配線３０と機器１０のＧＮＤに接続するＧＮＤ配線３１の２つのみにより行う。このため、温度測定部１２を有するほぼ全ての機器１０に容易に接続することができる。尚、この接続は周知の圧着式の分岐配線コネクタを用いることで、配線を切断することなく行うことができる。
【００１１】
また、節電装置８０の給電手段は、機器１０の交流電流配線に設置して電磁誘導により給電する給電コイル４０と、この給電コイル４０からの電流を整流する整流部４２と、整流された電力を蓄電する周知の蓄電池４４と、を有するものが好ましい。この構成によれば、節電装置８０に対し機器１０から非接触で給電することができるため、接続が容易であると同時に機器１０側への影響も生じない。
【００１２】
機器１０の温度測定部１２としては、サーミスタ、白金測温抵抗（ＰＴ）、熱電対、温度測定ＩＣ等の周知の温度測定手段を用いることができる。尚、ここでは温度測定部１２として温度によって抵抗値が変化するサーミスタ等の素子を用い、抵抗値の変化に伴う出力点Ｐの電圧値に応じて動作状態が変化し消費電力が増減する機器１０の例を説明する。
【００１３】
そして、機器１０が出力点Ｐの電圧の値によって制御される場合、出力情報取得部３２は、制御配線３０に直列に接続した抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の両端電圧を取得可能なＡ/Ｄ（アナログ−デジタル）コンバータ３２ａと、で構成することが好ましい。
【００１４】
また、受信部３４は外部の送信装置２０からの節電信号を無線にて受信して節電制御部３６に出力するものであり、９２０ＭＨｚ帯無線やその他の周知の無線受信装置を用いることができる。中でも特に消費電力の少ない近距離無線通信であるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を用いることが好ましい。尚、送信装置２０に関しては特に限定は無く、如何なるトリガでどのような節電信号を送信するものでも良い。また、如何なるシーケンス、アルゴリズムを用いたものでも良い。ただし、送信する節電信号は、少なくとも節電動作を指示する節電信号と、節電動作の解除を指示する節電解除信号が必要であり、さらにエリア内で削減したい総削減電力量の情報（削減電力量情報）を含むことが好ましい。
【００１５】
節電制御部３６は出力点Ｐに所定の温度制御出力（本例の場合は電圧）を出力するものであり、温度制御出力の値を制御するマイコン等の周知の演算部３６ａと、演算部３６ａで設定された温度制御出力をデジタル−アナログ変換して出力点Ｐ側に出力する例えば周知のＤ/Ａ（デジタル−アナログ）コンバータ３６ｂと、を有している。尚、温度制御出力は電子ボリュームを用いて出力するようにしても良い。そして、特に削減電力量情報に応じて機器１０の節電量を増減する場合には、演算部３６ａに温度制御出力と機器１０の消費電力との関係を予め入力し設定しておくことが好ましい。この温度制御出力と機器１０の消費電力との関係は、例えば最小の温度制御出力の時の機器１０の消費電力と、最大の温度制御出力の時の機器１０の消費電力とを入力し、各温度制御出力の消費電力を導出することが好ましい。
【００１６】
また、節電装置８０の節電制御部３６には個々に優先度を設定可能としても良い。この優先度は単純に節電レベルの強弱としても良いが、図２に示すように、エリア内に設置された全ての節電装置８０の節電比率とすることが好ましい。尚、優先度を節電比率としたときの動作に関しては後に詳述する。
【００１７】
次に、本発明に係る節電装置８０の動作を説明する。尚、ここでは機器１０として空調設備の冷房運転を例に説明を行う。また、ここで説明する節電装置８０の動作は、本発明の好適な一例であるから節電装置８０の動作は下記の例に限定されるものではない。
【００１８】
先ず、ユーザが節電装置８０を備えた機器１０を冷房運転で起動する。これにより、機器１０の温度測定部１２は室温に応じた抵抗値を示し、これにより出力点Ｐは室温に応じた電圧値を取る。これと前後して、出力情報取得部３２の抵抗Ｒ１の両端は出力点Ｐの電圧に応じた電圧値を示す。出力情報取得部３２のＡ/Ｄコンバータ３２ａはこの抵抗Ｒ１の両端間の電圧を取得してデジタル変換し、節電制御部３６の演算部３６ａに出力する。節電制御部３６の演算部３６ａは、節電信号を受信していない非節電運転時においては、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が０Ｖとなる温度制御出力を設定し、Ｄ/Ａコンバータ３６ｂを介して制御配線３０に出力する。尚、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が０Ｖとなる状態とは、節電制御部３６からの温度制御出力と出力点Ｐとが同電位であることを意味しており、よってこの場合の温度制御出力は温度測定部１２が示す電圧の値と等しくなる。そして、機器１０の制御部１４はこの出力点Ｐの電圧の値によって室温を把握し、設定温度との差に応じた能力（動作状態）で冷房運転を行う。即ち、非節電運転時には節電装置８０は機器１０の制御に干渉せず、機器１０は従来通り温度測定部１２の値に準じた動作状態（消費電力）で運転する。尚、節電制御部３６は、室温等が変化して温度測定部１２の抵抗値が変わり出力点Ｐの電圧が変化した場合でも、常に抵抗Ｒ１の両端間の電圧が０Ｖとなるように追従して温度制御出力を制御する。
【００１９】
次に、エリア内の消費電力（消費電流）が予め設定された上限値を超えるなどすると、送信装置２０がこれを検知する。そして、節電動作を指示する節電信号を発信する。尚、節電信号は前述の削減電力量情報を送信するものが好ましい。この削減電力量情報としては、例えばエリア内の消費電力の上限値からの差、即ち上限値を超過した分の電力量とすることが好ましい。ただし、この削減電力量情報は必須のものではなく、節電信号を受信した節電装置８０は単純に予め設定された削減量で節電運転を行うようにしても良い。
【００２０】
この節電信号は節電装置８０の受信部３４が受信し、節電制御部３６に出力する。そして、特に節電信号が削減電力量情報を含む場合、節電制御部３６の演算部３６ａは削減電力量情報と自身に設定された節電比率（優先度）とから自身の接続機器１０に割り当てられた個別削減電力量を算出する。例えば、総削減電力量が１０００Ｗで節電比率が１０％の機器１０には総削減電力量の１／１０の１００Ｗの個別削減電力量が割り当てられる。また、節電比率が３０％の機器１０には総削減電力量の３／１０の３００Ｗの個別削減電力量が割り当てられる。
【００２１】
次に、演算部３６ａは予め入力されている温度制御出力と機器１０の消費電力との相関関係から、割り当てられた個別削減電力量分の消費電力が減少した動作状態をとる温度制御出力を選択する。そして、この温度制御出力をＤ/Ａコンバータ３６ｂ、制御配線３０を介して出力点Ｐに出力する。このときの温度制御出力は、機器１０の消費電力が小さく動作する側の値、即ち冷房運転時には実際の室温よりも低い室温に相当する電圧値となる。例えば実際の室温が２８℃であった場合でも、節電制御部３６は実際の室温によらず現状よりも個別削減電力量分だけ低い消費電力で運転する例えば２６℃の室温に相当する温度制御出力を出力点Ｐに出力する。これにより、機器１０の制御部１４は実際の室温よりも低い、設定温度に近い温度の状態で機器１０を動作制御する。これにより、機器１０の消費電力は（個別削減電力量分）低減する。尚、暖房運転や機器１０が加温機器の場合には、実際の温度（室温、水温等）よりも高い温度に相当する温度制御出力を出力点Ｐに出力する。これにより、機器１０は設定温度に近い温度の状態で動作制御され消費電力は低減する。
【００２２】
機器１０の消費電力が低減すると、送信装置２０が送信する削減電力量情報も減少する。これにより、各機器１０の個別削減電力量も減少し、節電制御部３６が出力する温度制御出力も変化する。これら一連の動作により、エリア内の消費電力は最終的に上限値と一致する。このとき、送信装置２０は削減電力量情報が“０”の節電信号を送信するか、節電信号の送信を停止する。この削減電力量情報が“０”の節電信号もしくは節電信号の停止を演算部３６ａが検知すると、節電装置８０は節電維持運転となり現在の温度制御出力の設定を維持する。尚、実温が変化すると温度測定部１２の抵抗値が変化し、出力点Ｐにおける電圧が変動する。しかしながら、この変動は抵抗Ｒ１の電圧変化として出力情報取得部３２が取得し、節電制御部３６はこの変動分を補償して出力点Ｐにおいて常に設定された温度制御出力となるように出力を制御する。
【００２３】
また、エリア内の消費電力がさらに減少し、例えば予め設定された下限値以下となると、送信装置２０はこれを検知して節電動作を解除する節電解除信号を発信する。節電制御部３６はこの節電解除信号を受信すると非節電運転時に復帰して、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が０Ｖとなるような温度制御出力を出力する。これにより、機器１０は温度測定部１２の値に準じた運転に復帰する。
【００２４】
以上のように、本発明に係る節電装置８０は、機器１０の運転状態（消費電力）を左右する温度測定部１２の出力に接続し、この出力を操作することで機器１０の消費電力を低減する。このため、機器１０の固有の制御方法、制御信号、動作シーケンスとは無関係に節電運転を行うことができる。よって、本発明に係る節電装置８０の設置により、メーカー、製品、製造年式等によらずほぼ全ての機器１０に対し送信装置２０によるエリア単位での節電運転を行うことができる。このため、既存の機器１０をそのまま使用することが可能となり、極めて低い導入コストで節電管理システムを構築することができる。
【００２５】
また、本発明に係る節電装置８０は、機器１０に対する電気的接続を基本的に制御配線３０とＧＮＤ配線３１の２つのみにより行う。このため、短時間かつ簡単な作業で接続することが可能で、機器１０に対する大規模な改造を必要としない。さらに、本発明に係る節電装置８０は、非節電運転時には機器１０の制御に干渉しない。よって、機器１０側の制御に悪影響を与えることも無い。
【００２６】
尚、本例で示した節電装置８０の各部の構成、回路、寸法、動作、送受信する情報等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    機器
１２    温度測定部
１４    制御部（機器側）
３０    制御配線
３１    ＧＮＤ配線
３２    出力情報取得部
３４    受信部
３６    節電制御部
８０    節電装置
【図１】
2017090132.tif 000003
【図２】
2017090132.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月19日(2016.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定部を有し、前記温度測定部の値によって消費電力が変化する機器の節電装置であって、
前記温度測定部の出力と接続する制御配線と、
前記制御配線と接続し前記温度測定部の値を間接的に検知する出力情報取得部と、
外部からの節電信号を受信する受信部と、
前記機器の制御部に対し温度制御出力を前記制御配線を介して出力する節電制御部と、を有し、
前記節電制御部は、非節電運転時において前記温度測定部の値と等しくなる値の温度制御出力を前記制御部に出力するとともに、前記受信部が節電動作を指示する節電信号を受信した場合に前記温度測定部の値よりも前記機器の消費電力が小さく動作する値の温度制御出力を前記制御部に出力し、前記受信部が節電動作を解除する節電解除信号を受信した場合に温度制御出力を前記温度測定部の値と等しくなる値に復帰させ、
さらに、前記機器への電気的接続を前記制御配線と前記機器へのＧＮＤ配線のみにより行うことを特徴とする節電装置。
【請求項２】
機器の交流電流配線から電磁誘導により給電する給電手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の節電装置。
【請求項３】
節電運転時の節電制御部は、温度測定部の値の変化を補償して一定の温度制御出力を機器の制御部に出力することを特徴とする請求項１記載の節電装置。
【請求項４】
節電信号が削減電力量情報を有し、
節電制御部は節電比率が設定されるとともに、温度制御出力と前記機器の消費電力との関係が予め入力され、
前記節電制御部は、前記削減電力量情報と前記節電比率とから個別削減電力量を算出し、前記温度制御出力と消費電力の関係に基づいて個別削減電力量分の消費電力が減少する温度制御出力を選択し、前記機器の制御部に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の節電装置。
【国際調査報告】
2017090132.tif 000005
2017090132.tif 000006
2017090132.tif 000007
2017090132.tif 000008