TWI451096B - Integrated energy consumption control system and its method - Google Patents

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Description

整合式能源消耗量之管控系統及其方法
本發明是有關於一種管控系統及其方法，特別是指一種整合式能源消耗量之管控系統及其方法。
節約能源是減少或降低能源的使用時間，若是個人或團體都能具體實踐，可以減少能源浪費問題，且讓大氣中的溫室氣體含量不再上昇，進而避免劇烈的氣候改變的現象發生，即得以減少惡劣氣候令人類造成傷害的機會。
節約能源的具體實現方案，在個人或團體可以著力的部份，例如改用節能電器用品、使用綠色能源、居住在節能屋或選擇率能交通工具，皆可達到一定的效果。然而，目前僅有電力公司或瓦斯公司以家戶或公司的電表或瓦斯表的表定記錄的方式計算個別的能源項目，再分別通知家戶或公司，並無一套跨不同能源類別的整合式整合不同能源用量的警示平台及相關技術方案。
因此，本發明之目的，即在提供一種整合式能源消耗量之管控系統及其方法。
於是，本發明的整合式能源消耗量之管控系統是配合管控一預定區域內的一耗能設備，其中，該耗能設備至少具有一用水裝置群組、一瓦斯裝置群組或一用電裝置群組。
該管控系統包括一開關管路群集、一電子式總表集合及一監控裝置。
該開關管路群集組裝在該耗能設備及該電子式總表集合的管路之間，且該開關管路群集至少包含一水量偵測模組、一瓦斯用量偵測模組或一用電量偵測模組，該水量偵測模組具有多數個水量偵測器、該瓦斯用量偵測模組具有多數個瓦斯用量偵測器，該用電量偵測模組具有多數個用電量偵測器；該用水裝置群組具有多數個用水設施且各該用水設施之管路分別組裝各該水量偵測器，該瓦斯裝置群組具有多數個瓦斯設施且各該瓦斯設施之管路分別組裝各該瓦斯用量偵測器，該用電裝置群組具有多數個用電設施且各該用電設施之管線分別組裝各該用電量偵測器；該電子式總表集合至少具有一電子式用水總表、一電子式瓦斯總表或一電子式用電總表，分別連接各該水量偵測器、各該瓦斯用量偵測器及各該用電量偵測器以將偵測到的耗能結果轉換為數位資料；該監控裝置電性連接該電子式總表集合，並輸出該電子式總表集合之數位資料以作為警示功能。
較佳的，該開關管路群集還至少包含一水路開關線路、一瓦斯開關線路或一電力開關線路，該監控裝置電性連接並控制該水路開關線路、該瓦斯開關線路及該電力開關線路，且設定有一預定耗能管制量；該監控裝置依據整合該電子式總表集合之數位資料進行判斷，若是判斷超出該預定耗能管制量時，就控制該水路開關線路、該瓦斯開關線路及該電力開關線路關閉其中不必要的供能來源。
較佳的，該監測裝置具有：一傳輸模組，接收該數位資料，該數位資料包括一或多筆的能源消耗量及其使用期間； 一處理單元，利用能源消耗量及其使用期間代入一預定公式換算出一總能源消耗量；及一顯示模組，該處理單元設定一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該總能源消耗量超出該高標門檻值時產生一高標提示，若判斷該總能源消耗量不超出該低標門檻值時產生一低標提示。
較佳的，該處理單元可依據設定將不同時間的能源消耗量描繪出一能源消耗量走勢圖、將不同時間的能源消耗量除以天數以得到一每日平均能源消耗量，或是將不同時間的能源消耗量加以累計以得到一累計能源消耗量。
較佳的，該管控系統還包括一記錄的不同群組使用者的能源消耗量的記憶模組，該處理單元可依據設定將該記憶模組記錄的不同群組的使用者分別計算其能源消耗量加總後進行比較或排序。
本發明的整合式能源消耗量之管控方法適用於一管控系統，該管控系統的一用戶資料庫具有多數個使用者的帳戶資料，該方法是由該管控系統執行包括下述步驟：(a)接收多數個使用者的上傳資料，各該上傳資料包括一或多筆的能源項目及其使用期間；(b)依據該等上傳資料的各該能源項目及其使用期間，代入一預定公式換算出一能源消耗量，且每一帳戶資料記錄各該使用者在不同時間的能源消耗量；及(c)以該用戶資料庫內的帳戶資料的能源消耗量為基礎並配合一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該能源消耗量超出該高標門檻值時產生一高標提示，若判斷該能源消耗量不超出該低標門檻值時產生一低標提示。
較佳的，本發明的整合式能源消耗量之管控方法還包括步驟(d)，依據設定將不同時間的能源消耗量描繪出一能源消耗量走勢圖、將不同時間的能源消耗量除以天數以得到一每日平均能源消耗量，或是將不同時間的能源消耗量加以累計以得到一累計能源消耗量。
較佳的，本發明的整合式能源消耗量之管控方法中，該管控系統的每一帳戶資料還記錄各該使用者所屬的群組，且該方法還包括步驟(e)，依據設定將不同群組的使用者分別計算能源消耗量加總後進行比較或排序。
本發明之功效在於：整合式能源消耗量之管控系統及其方法能整合個別能源項目的總能源消耗量並加以提示，便於能源消耗量降低時可於後續落實實質的獎勵，或者能源消耗量過高時提出對策，並且讓每一個體用戶對於己身跨能源項目的能源消耗量能感同身受，對於節省能源能有更切身的了解。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1，本發明之較佳實施例主要是配合管理一預定區域，例如：一般家庭、公司或學校等用戶內的一耗能設備200，其中，耗能設備200具有一用水裝置群組21、一瓦斯裝置群組31及一用電裝置群組41。
本發明之管控系統500包括：一連接耗能設備200的開 關管路群集300、一電子式總表集合400及一監控裝置100，分別介紹如下。
開關管路群集300組裝在耗能設備200及電子式總表集合400的管路之間，且開關管路群集300包含一水量偵測模組22、一瓦斯用量偵測模組32及一用電量偵測模組42，水量偵測模組22具有多數個水量偵測器Sw1~Swn、瓦斯用量偵測模組32具有多數個瓦斯用量偵測器Sg1~Sgm，及用電量偵測模組42具有多數個用電量偵測器Se1~Sek。
電子式總表集合400具有一電子式用水總表23、一電子式瓦斯總表33及一電子式用電總表43。
以下配合用水裝置群組21、瓦斯裝置群組31及用電裝置群組41之應用，將其感測原理分別介紹如下。
用水裝置群組21具有用水設施1~用水設施n，用水設施1~用水設施n之管路分別組裝水量偵測器Sw1~Swn，水量偵測器Sw1~Swn之感測原理為透過裝設在水管中的葉輪，當水流推動葉輪的葉片旋轉，便代表有一定體積的水流流過。電子式用水總表23經過累計所有水量偵測器Sw1~Swn的旋轉的圈數，便可得到流出的總水量。
瓦斯裝置群組31具有瓦斯設施1~瓦斯設施m，瓦斯設施1~瓦斯設施m之管路分別組裝瓦斯用量偵測器Sg1~Sgm，瓦斯用量偵測器Sg1~Sgm之感測原理為透過裝設在在瓦斯管內的計量機構．當瓦斯流動則推動計量機構的旋轉，依據計量機構的旋轉轉速與瓦斯流動的氣體流速成正比，電子式瓦斯總表33累計所有瓦斯用量偵測器Sg1~Sgm 的轉速變化，即可換算出瓦斯的體積總量。
用電裝置群組41具有用電設施1~用電設施k，用電設施1~用電設施k之管線分別組裝用電量偵測器Se1~Sek，用電量偵測器Se1~Sek之感測原理為利用電磁效應，當電流通過線圈後產生磁場，帶動轉盤旋轉，然後再由電子式用電總表43累計所有用電量偵測器Se1~Sek的旋轉圈數，即可換算出總用電度數。
監控裝置100設置在電子式總表集合400、個人電子裝置群組5及管控終端群組6之間，監控系統100包括一處理單元10、一傳輸模組11、一記憶模組12、一通訊模組13及一顯示模組14，處理單元10電性連接傳輸模組11、記憶模組12及通訊模組13，且協調各元件運作，傳輸模組11接收來自電子式總表集合400輸出的數位資料，將收集到的數位資料整合運算後，由通訊模組13傳送到後端的一個人電子裝置群組5或一管控終端群組6；其中，個人電子裝置群組5包括一行動電話51、一數位電視52、一雲端系統53及一個人數位助理54，可作為整體規劃的耗能管理功能；管控終端群組6包括一能源管理終端61及一能源供應終端62，可作為遠端監測功能。
較佳的，該開關管路群集300還可包含一水路開關線路421、一瓦斯開關線路422及一電力開關線路423，監控裝置100電性連接並控制水路開關線路421、瓦斯開關線路422及電力開關線路423，且監控裝置100設定有一預定耗能管制量，監控裝置100依據整合電子式總表集合400之數位資 料進行判斷，若是判斷超出該預定耗能管制量時，就控制水路開關線路421、瓦斯開關線路422及電力開關線路423關閉其中較不必要的供能來源，藉此，可達到總量耗能的管控功能。
為方便了解本發明的技術原理，本較佳實施例是以學校為主要區域為例說明，但熟知技術者當知，本發明的概念也可延伸到其他類型區域的使用者，例如公司或者政府部門等，不以說明書中記載的實施方式的內容揭示者為限制。
配合圖2，監控裝置100可與多個使用者501、502的通訊裝置511、512彼此連線及傳遞資料，通訊裝置511、512可以是電腦、行動通訊產品等的電子裝置，皆屬於本發明的範疇。
記憶模組12記錄有一用戶資料庫121，用戶資料庫121具有各使用者501、502的一註冊資料及一帳戶資料；各使用者501、502的註冊資料包括使用者代號、使用者密碼及聯絡資料等；各使用者501、502的帳戶資料則是用來記錄處理單元10藉由各使用者501、502上傳的能源項目及其使用期間換算的相關數據。
參閱圖3，如圖2的顯示模組14可顯示一操作介面201，操作介面201用來接收來自該等使用者501、502在操作介面201的一帳號欄311輸入的使用者代號，以及接收來自該等使用者501、502在一密碼欄312輸入的使用者密碼，使用者代號及使用者密碼需與用戶資料庫121預存的註冊資料比對，若比對正確代表登入成功，該等使用者501、502 就可監控耗能狀況。
操作介面201的耗能資訊區321提供各使用者501、502顯示當時已消耗的能源類別及時間；需注意的是，熟知本技術領域人士當知其種類可因時因地不同而改變，當不以本實施例所提種類為限制。
再參閱圖1，處理單元10具有一轉換模組101、一提示模組102及一計算模組103，其中，轉換模組101接收傳輸模組11的監控耗能狀況，利用其中的能源項目的種類配合消耗功率及使用期間代入一預定公式換算出一總能源消耗量，預定公式如下： 其中，Energy total 為總能源消耗量，Power per_i 為第i 種能源項目之消耗功率，T i 為第i 種能源項目之使用期間。
提示模組102以總能源消耗量為基礎並配合一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該總能源消耗量超出該高標門檻值時產生一高標提示，如：操作介面201的的提示區362顯示哭臉，或以警示的紅顏色表示；若判斷該總能源消耗量不超出該低標門檻值時產生一低標提示，如：操作介面201的提示區361顯示笑臉，或以代表環保的綠顏色表示。
計算模組103可計算不同時間的能源消耗量除以天數以得到一每日平均能源消耗量，如：操作介面201的耗能資訊區351的設定，將一週的能源消耗量除以七天；或是計算不同時間的能源消耗量加以累計以得到一累計能源消耗量，如：操作介面201的耗能資訊區352的設定，將一週的 能源消耗量累計；或是計算今日能源消耗量，如：操作介面201的耗能資訊區353的設定，計算今日每個能源項目的能源消耗量總合；或是計算不同時間的能源消耗量以描繪出一能源消耗量走勢圖，如：操作介面201的耗能資訊區354的設定，計算一週的每日能源項目的能源消耗量總合的折線圖。
另外，每一帳戶資料還可記錄各使用者501、502所屬的群組，例如：以學校不同班級為例，計算模組103可依據設定將不同群組的班級分別計算能源消耗量加總後進行比較或排序，如：操作介面201的耗能資訊區355的設定，藉由競賽結果來提供獎懲以提高學生的參與感。
參閱圖4，並配合圖2，本發明整合式能源消耗量之監測方法的較佳實施例中，該方法是由該監控系統100執行包括下述步驟：接收數位資料(步驟401)，依據該等數位資料的各該能源項目及其使用期間，代入預定公式換算出一能源消耗量(步驟402)，並配合一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該能源消耗量超出高標門檻值(步驟403)時產生一高標提示(步驟404)，若判斷該能源消耗量不超出低標門檻值(步驟405)時產生一低標提示(步驟406)。
較佳的，還可依據設定計算今日能源消耗量(步驟411)，或是依據設定將不同時間的能源消耗量描繪出一能源消耗量走勢圖(步驟412)，或是依據設定將不同時間的能源消耗量除以天數以得到一每日平均能源消耗量(步驟413)，或是依據設定將不同時間的能源消耗量加以累計以得到一 累計能源消耗量(步驟414)，或是依據設定將不同群組的使用者分別計算能源消耗量加總後進行比較(步驟415)或排序。
綜上所述，本發明的整合式能源消耗量之監控系統100及其方法具有下述優點：
1.自動化監測及整合個別能源項目的總能源消耗量並加以提示，讓每一個體用戶對於己身能源項目的能源消耗量變化能感同身受，對於節省能源能有更切身的了解。
2.自動化判斷能源消耗量是否達到高標或低標，便於能源消耗量降低時可於後續落實實質獎勵，或者能源消耗量過高時提出改善對策，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧管控系統
10‧‧‧處理單元
101‧‧‧轉換模組
102‧‧‧顯示模組
103‧‧‧計算模組
11‧‧‧傳輸模組
12‧‧‧記憶模組
121‧‧‧用戶資料庫
13‧‧‧通訊模組
14‧‧‧顯示模組
21‧‧‧用水裝置群組
22‧‧‧水量偵測模組
23‧‧‧電子式用水總表
200‧‧‧耗能設備
201‧‧‧操作介面
31‧‧‧瓦斯裝置群組
32‧‧‧瓦斯用量偵測模組
33‧‧‧電子式瓦斯總表
300‧‧‧開關管路群集
311‧‧‧帳號欄
312‧‧‧密碼欄
321‧‧‧耗能資訊區
351-355‧‧‧耗能資訊區
361、362‧‧‧提示區
41‧‧‧用電裝置群組
42‧‧‧用電量偵測模組
43‧‧‧電子式用電總表
400‧‧‧電子式總表集合
401-406、411-415‧‧‧步驟
421‧‧‧水路開關線路
422‧‧‧瓦斯開關線路
423‧‧‧電力開關線路
5‧‧‧個人電子裝置群組
51‧‧‧行動電話
52‧‧‧數位電視
53‧‧‧雲端系統
54‧‧‧個人數位助理
501、502‧‧‧使用者
511、512‧‧‧通訊裝置
500‧‧‧管控系統
6‧‧‧管控終端群組
61‧‧‧能源管理終端
62‧‧‧能源供應終端
圖1是一系統方塊圖，說明本發明的整合式能源消耗量之管控系統之較佳實施例；圖2是一示意圖，說明本較佳實施例的監控裝置可與多個使用者的通訊裝置彼此連線及傳遞資料；圖3是一示意圖，說明本較佳實施例的監控裝產生的操作介面；及圖4是一流程圖，說明本發明整合式能源消耗量之管控方法的較佳實施例。
100‧‧‧管控系統
10‧‧‧處理單元
11‧‧‧傳輸模組
12‧‧‧記憶模組
13‧‧‧通訊模組
14‧‧‧顯示模組
21‧‧‧用水裝置群組
22‧‧‧水量偵測模組
23‧‧‧電子式用水總表
200‧‧‧耗能設備
31‧‧‧瓦斯裝置群組
32‧‧‧瓦斯用量偵測模組
33‧‧‧電子式瓦斯總表
300‧‧‧開關管路群集
41‧‧‧用電裝置群組
42‧‧‧用電量偵測模組
43‧‧‧電子式用電總表
400‧‧‧電子式總表集合
421‧‧‧水路開關線路
422‧‧‧瓦斯開關線路
423‧‧‧電力開關線路
5‧‧‧個人電子裝置群組
51‧‧‧行動電話
52‧‧‧數位電視
53‧‧‧雲端系統
54‧‧‧個人數位助理
500‧‧‧管控系統
6‧‧‧管控終端群組
61‧‧‧能源管理終端
62‧‧‧能源供應終端

Claims (7)

  1. 一種整合式能源消耗量之管控系統，配合管控一預定區域內的一耗能設備，其中，該耗能設備至少具有一用水裝置群組、一瓦斯裝置群組或一用電裝置群組，該管控系統包括一開關管路群集、一電子式總表集合及一監控裝置；該開關管路群集組裝在該耗能設備及該電子式總表集合的管路之間，且該開關管路群集至少包含一水量偵測模組、一瓦斯用量偵測模組或一用電量偵測模組，該水量偵測模組具有多數個水量偵測器、該瓦斯用量偵測模組具有多數個瓦斯用量偵測器，該用電量偵測模組具有多數個用電量偵測器；該用水裝置群組具有多數個用水設施且各該用水設施之管路分別組裝各該水量偵測器，該瓦斯裝置群組具有多數個瓦斯設施且各該瓦斯設施之管路分別組裝各該瓦斯用量偵測器，該用電裝置群組具有多數個用電設施且各該用電設施之管線分別組裝各該用電量偵測器；該電子式總表集合至少具有一電子式用水總表、一電子式瓦斯總表或一電子式用電總表，分別連接各該水量偵測器、各該瓦斯用量偵測器及各該用電量偵測器以將偵測到的耗能結果轉換為數位資料；及該監控裝置電性連接該電子式總表集合，並輸出該電子 式總表集合之數位資料以作為警示功能。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之整合式能源消耗量之管控系統，其中，該開關管路群集還至少包含一水路開關線路、一瓦斯開關線路或一電力開關線路，該監控裝置電性連接並控制該水路開關線路、該瓦斯開關線路及該電力開關線路，且設定有一預定耗能管制量；該監控裝置依據整合該電子式總表集合之數位資料進行判斷，若是判斷超出該預定耗能管制量時，就控制該水路開關線路、該瓦斯開關線路及該電力開關線路關閉其中不必要的供能來源。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之整合式能源消耗量之管控系統，其中，該監測裝置具有：一傳輸模組，接收該數位資料，該數位資料包括一或多筆的能源消耗量及其使用期間；一處理單元，利用能源消耗量及其使用期間代入一預定公式換算出一總能源消耗量；及一顯示模組，該處理單元設定一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該總能源消耗量超出該高標門檻值時產生一高標提示，若判斷該總能源消耗量不超出該低標門檻值時產生一低標提示。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之整合式能源消耗量之管控系統，其中，該處理單元可依據設定將不同時間的能源消耗量描繪出一能源消耗量走勢圖、將不同時間的能源消耗量除 以天數以得到一每日平均能源消耗量，或是將不同時間的能源消耗量加以累計以得到一累計能源消耗量。
  5. 依據申請專利範圍第3項所述之整合式能源消耗量之管控系統，該管控系統還包括一記錄的不同群組使用者的能源消耗量的記憶模組，該處理單元可依據設定將該記憶模組記錄的不同群組的使用者分別計算其能源消耗量加總後進行比較或排序。
  6. 一種整合式能源消耗量之管控方法，適用於一管控系統，該管控系統的一用戶資料庫具有多數個使用者的帳戶資料，每一帳戶資料還記錄各該使用者所屬的群組，該方法是由該管控系統執行包括下述步驟：(a)接收一數位資料，該數位資料包括一或多筆的能源消耗量及其使用期間，且各該能源消耗量是選自一水量偵測器、一瓦斯用量偵測器或一用電量偵測器偵測到的耗能結果；(b)依據該等上傳資料的能源消耗量及其使用期間，代入一預定公式換算出一總能源消耗量；及(c)以該總能源消耗量為基礎並配合一高標門檻值或一低標門檻值，若判斷該總能源消耗量超出該高標門檻值時產生一高標提示，若判斷該總能源消耗量不超出該低標門檻值時產生一低標提示；及(d)依據設定將不同群組的使用者分別計算能源消耗量 加總後進行比較或排序。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之整合式能源消耗量之管控方法，還包括下述步驟：(e)依據設定將不同時間的能源消耗量描繪出一能源消耗量走勢圖、將不同時間的能源消耗量除以天數以得到一每日平均能源消耗量，或是將不同時間的能源消耗量加以累計以得到一累計能源消耗量。
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