(57)【要約】【課題】熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばす。【解決手段】バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計２が、計測対象の熱量を算出し、積算する積算部２１と、積算部２１により積算される積算値が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達したか否かを判定する増分判定部２２と、積算値が基準熱量に到達したと判定されるたびに、積算値が基準熱量に到達したことを示す到達信号を、無線通信により管理機器３に送信する送信部２３と、を備え、管理機器３が、到達信号を受信する受信部３１と、到達信号の受信日時を計測する日時計測部３２と、基準熱量を記憶する記憶部３３と、を備え、記憶部３３が、受信部３１により到達信号が受信されるたびに、日時計測部３２により計測される受信日時を、基準熱量に順次対応付けて記憶していく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計であって、
計測対象の熱量を算出し、積算する積算手段と、
前記積算手段により積算される積算値が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達したか否かを判定する増分判定手段と、
前記積算値が前記基準熱量に到達したと判定されるたびに、前記積算値が前記基準熱量に到達したことを示す到達信号を、無線通信により外部機器に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする積算熱量計。
【請求項２】
前記到達信号は、信号対雑音比が許容される通信基準値よりも小さく、雑音により信号の品質が劣化する状況下であっても、前記外部機器において前記到達信号が受信されたことを判別可能となるように、単純に構成された信号である、ことを特徴とする請求項１記載の積算熱量計。
【請求項３】
予め設定された期間ごとに、前記積算手段により算出された前記熱量を積算する積算処理を実行し、当該積算処理の実行を、予め設定された回数分、繰り返す積算処理実行手段と、
前記積算処理実行手段により前記回数分繰り返し実行された前記積算処理の結果に基づいて、１回の前記積算処理において積算される前記熱量の平均値を算出し、当該平均値を、前記増分値として設定する増分値設定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の積算熱量計。
【請求項４】
前記増分値設定手段により設定される前記増分値を出力する出力手段を、さらに備えることを特徴とする請求項３記載の積算熱量計。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の積算熱量計と、
前記外部機器としての管理機器と、を備える積算熱量計システムであって、
前記管理機器は、
前記到達信号を受信する受信手段と、
前記到達信号の受信日時を計測する日時計測手段と、
前記基準熱量を記憶する記憶手段と、を備え、
前記記憶手段は、前記受信手段により前記到達信号が受信されるたびに、前記日時計測手段により計測される前記受信日時を、前記基準熱量に順次対応付けて記憶していく、ことを特徴とする積算熱量計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計および積算熱量計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、バッテリーで駆動する無線センサにおいて、イベントの発生を通知するためのイベント情報を制御局に送信する際の消費電力を抑制する技術が開示されている。下記特許文献２には、一定のサンプリング周期ごとに水道水の瞬時流量を検出し、検出した瞬時流量を外部機器に送信する流量計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０９８８８４号公報
【特許文献２】特開２００８−２２４３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、建物の冷暖房システム等に用いられる積算熱量計は、特許文献１の無線センサのように、無線化してバッテリーで駆動させることへのニーズが高まっている。このような積算熱量計は、積算量に基づいて課金する用途に加え、建物のエネルギー管理にも活用される。建物のエネルギー管理では、積算熱量計の計測値に基づいて、熱量消費の多い時間帯や少ない時間帯を把握できるようにすることが要求される。熱量消費の変動状況を的確に把握するためには、特許文献２の流量計のように、一定のサンプリング周期ごとに瞬時熱量を計測し、外部機器に送信することが望ましい。しかしながら、一定のサンプリング周期ごとに計測値を送信すると、外部機器との間の通信量が増加し、バッテリーの寿命が短くなる要因となる。
【０００５】
本発明は、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができる積算熱量計および積算熱量計システム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】
本発明に係る積算熱量計は、バッテリーから供給される電力により駆動する積算熱量計であって、計測対象の熱量を算出し、積算する積算手段と、前記積算手段により積算される積算値が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達したか否かを判定する増分判定手段と、前記積算値が前記基準熱量に到達したと判定されるたびに、前記積算値が前記基準熱量に到達したことを示す到達信号を、無線通信により外部機器に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記到達信号は、信号対雑音比が許容される通信基準よりも小さく、雑音により信号の品質が劣化する状況下であっても、前記外部機器において前記到達信号が受信されたことを判別可能となるように、単純に構成された信号である、こととしてもよい。
【０００８】
上記積算熱量計は、予め設定された期間ごとに、前記積算手段により算出された前記熱量を積算する積算処理を実行し、当該積算処理の実行を、予め設定された回数分、繰り返す積算処理実行手段と、前記積算処理実行手段により前記回数分繰り返し実行された前記積算処理の結果に基づいて、１回の前記積算処理において積算される前記熱量の平均値を算出し、当該平均値を、前記増分値として設定する増分値設定手段と、をさらに備える、こととしてもよい。
【０００９】
上記増分値設定手段により設定される前記増分値を出力する出力手段を、さらに備えることとしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る積算熱量計システムは、上記積算熱量計と、前記外部機器としての管理機器と、を備える積算熱量計システムであって、前記管理機器は、前記到達信号を受信する受信手段と、前記到達信号の受信日時を計測する日時計測手段と、前記基準熱量を記憶する記憶手段と、を備え、前記記憶手段は、前記受信手段により前記到達信号が受信されるたびに、前記日時計測手段により計測される前記受信日時を、前記基準熱量に順次対応付けて記憶していく、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができる積算熱量計および積算熱量計システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における積算熱量計システムの構成を例示する図である。
【図２】積算熱量計の物理構成を例示する図である。
【図３】管理機器で管理する積算熱量計の積算熱量データのデータ構成を例示する図である。
【図４】第２実施形態における積算熱量計システムの構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００１４】
[第１実施形態]
図１を参照して、第１実施形態における積算熱量計システムの構成について説明する。図１に示すように、積算熱量計システム１は、計測対象の熱量を算出して積算する積算熱量計２と、積算熱量計２で計測された熱量に関するデータを管理する管理機器３とを備える。積算熱量計２は、バッテリー（不図示）を搭載しており、バッテリーから供給される電力によって駆動する。積算熱量計２および管理機器３は、無線通信機能を搭載しており、無線通信を利用して各種データ等を格納した信号のやり取りを行う。
【００１５】
積算熱量計２は、機能構成として、例えば、積算部（積算手段）２１と、増分判定部（増分判定手段）２２と、送信部（送信手段）２３と、を有する。
【００１６】
積算部２１は、計測対象の熱量を算出し、その算出した熱量を積算する。計測対象としては、例えば、冷暖房システムの配管を流れる冷温水が該当する。積算部２１は、配管を流れる冷温水の瞬時熱量を算出し、その算出した瞬時熱量を積算することで、積算熱量を計測する。
【００１７】
ここで、積算部２１に対応する物理構成として、例えば、図２に示す超音波式の積算熱量計を採用することができる。図２に示す積算熱量計は、超音波センサ２１１、２１２と、温度センサ２１３、２１４と、演算装置２１５と、熱交換器２１６とを備える。演算装置２１５は、例えば、演算処理手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、通信手段としての無線通信インターフェース等を備える。例示的に、演算装置２１５は、以下のようにして、計測対象の熱量を算出し、積算する。
【００１８】
最初に、演算装置２１５は、配管４の上流側上方に位置する超音波センサ２１１から発信された超音波が下流側下方に位置する超音波センサ２１２により受信されるまでに要した時間ｔ1と、下流側下方の超音波センサ２１２から発信された超音波が上流側上方の超音波センサ２１１により受信されるまでに要した時間ｔ2との差、および超音波の伝搬各θを用いて、配管４内に流れる冷温水の瞬時流量を算出する。
【００１９】
続いて、演算装置２１５は、配管４の上流側に位置する温度センサ２１３により検出された温度と、下流側に位置する温度センサ２１４により検出された温度との差、および瞬時流量を用いて、配管４内に流れる冷温水の瞬時熱量を算出する。続いて、演算装置２１５は、瞬時熱量を積算していくことで積算熱量（積算値）を計測する。
【００２０】
なお、積算部２１に対応する物理構成は、図２に示す超音波式の積算熱量計に限定されない。例えば電磁式の積算熱量計のように、他の形式の積算熱量計であってもよい。
【００２１】
図１に示す増分判定部２２は、積算部２１が計測した積算熱量が、基準熱量に到達したか否かを判定する。基準熱量は、予め設定された増分値ごとに定まる熱量である。具体的に説明すると、例えば増分値が１００ｋｃａｌに設定されている場合には、１００ｋｃａｌ、２００ｋｃａｌ、３００ｋｃａｌ等が、基準熱量となる。また、例えば増分値が３００ｋｃａｌに設定されている場合には、３００ｋｃａｌ、６００ｋｃａｌ、９００ｋｃａｌ等が、基準熱量となる。増分値は、設置状況や管理目標等に応じて管理者が適宜設定できる。
【００２２】
送信部２３は、積算値が基準熱量に到達したと判定されるたびに、到達信号を管理機器３に送信する。到達信号は、積算熱量が基準熱量に到達したことを示す信号である。この到達信号は、例えばＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が、許容される通信基準値よりも小さい場合等のように、雑音により信号の品質が許容基準を超えて劣化する状況下であっても、管理機器３において到達信号が受信されたことを判別可能となるように、単純に構成された信号を用いる。単純に構成された信号として、例えば、無線通信用のフレームを構成する複数のスロットのうちの１スロットに納まる信号を用いることができる。
【００２３】
図１に示す管理機器３は、機能構成として、例えば、受信部（受信手段）３１と、日時計測部（日時計測手段）３２と、記憶部（記憶手段）３３と、を有する。
【００２４】
受信部３１は、積算熱量計２から送信された到達信号を受信する。日時計測部３２は、到達信号の受信日時を計測する。
【００２５】
記憶部３３は、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量ごとに１レコードを作成する積算熱量データを記憶する。この基準熱量は、積算熱量計２に設定された増分値に基づいて定まる基準熱量と同一になるように、管理者が設定する。記憶部３３は、受信部３１が到達信号を受信するたびに、日時計測部３２で計測された受信日時を、基準熱量に順次対応付けて記憶していく。
【００２６】
図３に、記憶部３３が記憶する積算熱量データを例示する。図３に示す積算熱量データは、増分値が１００ｋｃａｌに設定されている場合に記憶されるデータを例示したものである。具体的に、１件目のレコードは、積算熱量が“１００”ｋｃａｌに到達したときに積算熱量計２から発信された１回目の到達信号の受信日時が“２０１４／０３／１２ ０８：２９：３４”であることを示している。
【００２７】
同様に、２件目のレコードは、積算熱量が“２００”ｋｃａｌに到達したときに積算熱量計２から発信された２回目の到達信号の受信日時が“２０１４／０３／１２ １３：１５：５６”であることを示している。３件目のレコードは、積算熱量が“３００”ｋｃａｌに到達したときに積算熱量計２から発信された３回目の到達信号の受信日時が“２０１４／０３／１２ ２２：４８：０８”であることを示している。
【００２８】
上述してきたように、第１実施形態における積算熱量計システム１によれば、積算熱量計２が積算部２１を備えることで、配管を流れる冷温水の熱量を算出し、積算することができ、積算熱量計２が増分判定部２２を備えることで、計測した積算熱量が、基準熱量に到達したか否かを判定することができ、積算熱量計２が送信部２３を備えることで、積算熱量が基準熱量に到達したと判定されるたびに、到達信号を管理機器３に送信することができる。
【００２９】
ここで、配管を流れる冷温水の熱量は、目標熱量になるように制御されるため、積算された熱量は、経過時間に対して単調に増加することが想定される。したがって、積算熱量が、予め設定された増分値ごとに定まる基準熱量に到達するごとに、その旨を示す到達信号を、管理機器３に送信することで、管理機器３側では、到達信号に基づいて、熱量消費の変動状況を把握することが可能となる。
【００３０】
また、到達信号は、Ｓ／Ｎ比が許容通信基準よりも小さい場合でも、管理機器３で判別できるように、単純に構成されているため、劣悪な通信環境下であっても、通信リトライの発生を抑制し、通信に要する消費電力を最小限に抑えることが可能となる。それゆえ、バッテリーの寿命を向上させることが可能となる。
【００３１】
また、管理機器３が受信部３１を備えることで、積算熱量計２から送信された到達信号を受信することができ、管理機器３が日時計測部３２を備えることで、到達信号の受信日時を計測することができ、管理機器３が記憶部３３を備えることで、到達信号を受信するたびに、その受信日時を基準熱量に順次対応付けて記憶していくことができる。
【００３２】
これにより、管理機器３側では、記憶された受信日時および基準熱量に基づいて、熱量消費の多い時間帯や、熱量消費の少ない時間帯を的確に把握することが可能となる。
【００３３】
それゆえ、第１実施形態における積算熱量計システム１によれば、熱量消費の変動状況を把握することができ、かつ、バッテリーの寿命を延ばすことができることが可能となる。
【００３４】
[第２実施形態]
積算熱量計システム１を構成する積算熱量計２の設置環境や使用環境は多岐に亘る。したがって、到達信号を管理機器３に送信するタイミングを決定する増分値を、積算熱量計２の出荷時や設置時に設定することは困難である。一方、熱量消費の多い時間帯や熱量消費の少ない時間帯を適切に把握するためには、設置環境や使用環境に応じた最適な増分値を設定する必要がある。そこで、第２実施形態における積算熱量計システムでは、実際に計測した積算熱量に基づいて増分値を算出して設定することとした。第２実施形態における積算熱量計システムについて、以下に説明する。
【００３５】
図４に示す第２実施形態における積算熱量計システムが、図１に示す第１実施形態における積算熱量計システムと相違する点は、第２実施形態における積算熱量計２に、増分値を算出して設定する機能が追加されている点である。それ以外の構成については、第１実施形態における積算熱量計システムの構成と同様である。したがって、各構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。以下においては、主に第１実施形態との相違点について説明する。
【００３６】
図４に示すように、積算熱量計２は、第１実施形態における積算熱量計２が有する機能構成に加え、例えば、積算処理実行部（積算処理実行手段）２４と、増分値設定部（増分値設定手段）２５と、出力部（出力手段）２６とをさらに有する。
【００３７】
積算処理実行部２４は、予め設定された期間ごとに、積算部２１が算出した熱量を積算する積算処理を実行する。予め設定する期間は、積算処理で積算した熱量を管理機器３に送信する間隔であり、例えば、４時間、６時間等のように、目標となる送信間隔に応じて管理者が適宜設定できる。
【００３８】
積算処理実行部２４は、積算処理の実行を、予め設定された回数分、繰り返す。予め設定する回数は、例えば、１回、２０回等のように、後述する増分値の算出精度と、増分値を算出すまでに要する時間とを比較衡量して、管理者が適宜設定できる。
【００３９】
増分値設定部２５は、積算処理実行部２４が、設定された回数分、繰り返し実行した積算処理の結果に基づき、１回の積算処理で積算される熱量の平均値を算出する。増分値設定部２５は、算出した平均値を、基準熱量を定める際に用いる増分値に設定する。
【００４０】
ここで、例えば、期間として６時間が設定され、回数として２０回が設定された場合、積算処理実行部２４は、１回の積算処理を６時間実行し、その積算処理を２０回繰り返すことになる。この場合、増分値設定部２５は、２０回分の積算熱量の平均値を算出し、その平均値を増分値として設定する。
【００４１】
積算処理は、積算熱量計２の初期稼働時に限定して実行することとしてもよいし、定期メンテナンスの一環として定期的に実行することとしてもよい。また、初期稼働時には、積算熱量計２および管理機器３に設定する増分値として、暫定値を設定しておくことが好ましい。
【００４２】
また、増分値設定部２５は、算出された平均値の端数処理を行うこととしてもよい。これにより、増分値を区切りのよい値に調整することができる。端数処理では、予め設定された下位の桁数分を切り捨てまたは四捨五入することができる。例えば、下１桁を切り捨てる端数処理を行う場合には、平均値が“２６１８”、“２７４８”、“２８７８”、“３００８”であるとき、それぞれ、“２６１０”、“２７４０”、“２８７０”、“３０００”に調整される。
【００４３】
出力部２６は、増分値設定部２５が設定した増分値を出力する。出力の形態は、例えば、ディスプレイ等の表示装置に増分値を表示することとしてもよいし、スピーカから増分値を音声出力することとしてもよいし、増分値をメッセージデータとして外部に送信することとしてもよい。管理者は、出力部２６から出力された増分値を確認し、その確認した増分値と同一の値を、管理機器３の増分値に設定する。
【００４４】
上述したように、第２実施形態における積算熱量計システム１によれば、第１実施形態における積算熱量計システム１が奏する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００４５】
第２実施形態における積算熱量計システム１によれば、積算熱量計２が積算処理実行部２４を備えることで、１回の積算処理を所定時間実行し、その積算処理を所定回繰り返すことができ、積算熱量計２が増分値設定部２５を備えることで、積算処理の結果に基づき、１回の積算処理で積算される熱量の平均値を算出し、その平均値を増分値として設定することができ、積算熱量計２が出力部２６を備えることで、設定した増分値を出力することができる。
【００４６】
これにより、設置環境や使用環境に応じた最適な増分値を設定することが可能となり、その増分値に基づいて管理機器３に到達信号を送信するタイミングを決定することができるため、熱量消費の多い時間帯や、熱量消費の少ない時間帯を、より的確に把握することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１…積算熱量計システム
２…積算熱量計
３…管理機器
２１…積算部
２２…増分判定部
２３…送信部
２４…積算処理実行部
２５…増分値設定部
２６…出力部
３１…受信部
３２…日時計測部
３３…記憶部
２１１、２１２…超音波センサ
２１３、２１４…温度センサ
２１５…演算装置
２１６…熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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