(57)【要約】【課題】ユーザーが希望する電力値（電流値）により近い電力値(電流値)になるように制御する空気調和機のデマンド制御システムを得る。【解決手段】室外機１は室外機制御装置６、インバーター装置７及び圧縮機９を内蔵しており、室外機制御装置６はデマンド装置４に接続されており、インバーター装置７は電流センサー８を内蔵しており、そして、電流センサー８はインバーター装置７の一次側電流を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を内蔵する室外機と、
該室外機に設けられ、前記室外機を制御する室外機制御装置と、
前記圧縮機及びファンモーターを含む前記室外機の全電流を検出する電流センサーと、
前記室外機に接続され、デマンド制御信号を発信するデマンド装置と、
を備え、
前記室外機制御装置は、
前記電流センサーによって検出された電流及び前記室外機制御装置で設定する運転電圧に基づいて運転電力を算出し、
前記デマンド装置からのデマンド制御信号に基づいて制御する場合、算出した前記運転電力が所定の運転電力となるように前記圧縮機の運転周波数を制御する
ことを特徴とする空気調和機のデマンド制御システム。
【請求項２】
圧縮機を内蔵する室外機と、
該室外機に設けられ、前記室外機を制御する室外機制御装置と、
前記圧縮機及びファンモーターを含む前記室外機の全電流を検出する電流センサーと、
前記室外機に接続され、デマンド制御信号を発信するデマンド装置と、
を備え、
前記室外機制御装置は、前記デマンド装置からのデマンド制御信号に基づいて制御する場合、前記電流センサーによって検出された電流が所定の運転電流となるように前記圧縮機の運転周波数を制御する
ことを特徴とする空気調和機のデマンド制御システム。
【請求項３】
前記デマンド装置からのデマンド制御信号に基づいて制御する場合においても、空気調和機を保護するための制御を優先する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機のデマンド制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機のデマンド制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機のデマンド制御システムは、電流センサを介して圧縮機の運転電流を検出すると共に、その運転電流と室外制御装置で設定する運転電圧との積により空気調和機における圧縮機の運転電力を求め、デマンド装置からのデマンド制御信号に基づいて、室外制御装置に設定された運転電力となるように圧縮機の運転周波数を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。ここで、デマンド制御とは電力量（電流）をユーザーの要求に合わせて一定値以下（ピークを押さえる）にする制御である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−０５５２２５号公報（第４頁、図５）
【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、上記の特許文献１における空気調和機におけるデマンド制御システムは、圧縮機の運転電流値から計算された運転電力を求めるため、その他の電気機器の電流値、例えば、ファンモーター、電磁弁又は四方弁等の電流値は加味されておらず、ユーザーの要求電力量に対して、オーバーする可能性があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ユーザーが希望する電力値又は電流値により近い電力値又は電流値になるように制御する空気調和機のデマンド制御システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気調和機のデマンド制御システムは、圧縮機を内蔵する室外機と、該室外機に設けられ、前記室外機を制御する室外機制御装置と、前記圧縮機及びファンモーターを含む前記室外機の全電流を検出する電流センサーと、前記室外機に接続され、デマンド制御信号を発信するデマンド装置と、を備え、前記室外機制御装置は、前記電流センサーによって検出された電流及び前記室外機制御装置で設定する運転電圧に基づいて運転電力を算出し、前記デマンド装置からのデマンド制御信号に基づいて制御する場合、算出した前記運転電力が所定の運転電力となるように前記圧縮機の運転周波数を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧縮機、ファンモーター、電磁弁コイル及び四方弁コイル等に流れる室外機を構成する電気機器の全電流を検出する電流センサーによって検出された電流と室外制御装置で設定する運転電圧との積により電力を算出することによって、従来に対して、より実際の値に近い電力値によってデマンド制御を実施することができ、ユーザーが希望する電力値に近い電力値になるような制御を実現する。また、ユーザーが希望する電力値に近い状態でデマンド制御することができるので、省電力性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機のデマンド制御システムの全体構成図である。
【図２】同空気調和機の冷媒回路図である。
【図３】同空気調和機の室外機における室外機制御装置及びインバーター装置の構成図である。
【図４】同空気調和機の室内機における室内機制御装置の構成図である。
【図５】同空気調和機のデマンド制御の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和機のデマンド制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
（空気調和機のデマンド制御システムの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機のデマンド制御システムの全体構成図であり、図２は、同空気調和機の冷媒回路図である。
図１で示されるように、室外機１は室外機制御装置６、インバーター装置７及び圧縮機９を内蔵しており、室外機制御装置６はデマンド装置４に接続されており、そして、インバーター装置７は電流センサー８を内蔵している。室外機１が内蔵している室外機制御装置６を基点とし、伝送線５を介して、複数の室内機２が直列に接続されている。具体的には、その伝送線５は、それぞれの室内機２の室内機制御装置１０に接続されている。また、それぞれの室内機制御装置１０には、リモートコントローラー３が接続されている。
【００１０】
図２で示されるように、室外機１は、前述の圧縮機９、アキュームレーター１２、室外機熱交換器１３、その室外機熱交換器１３に取り付けられた室外機ファン１４、及び、四方弁１５を内蔵している。圧縮機９、アキュームレーター１２及び四方弁１５は、冷媒配管によって環状に接続されている。また、複数の室内機２はそれぞれ、電磁弁１６、室内機熱交換器１７及びその室内機熱交換器１７に取り付けられた室内機ファン１８を内蔵している。室外機１における室外機熱交換器１３及び四方弁１５、並びに、室内機２において冷媒配管によって直列に接続された電磁弁１６及び室内機熱交換器１７が、冷媒配管によって環状に接続されている。さらに、上記の室内機２以外のその他の室内機２においても、冷媒配管によって直列に接続された電磁弁１６及び室内機熱交換器１７がそれぞれ、上記の室内機２における冷媒配管によって直列に接続された電磁弁１６及び室内機熱交換器１７に並列に接続されている。
【００１１】
なお、上記の説明において、伝送線５を介して室外機１に接続される室内機２は、複数であると説明したが、これに限られるものではなく、単一の室内機２が接続される構成としてもよい。
【００１２】
（室外機における室外機制御装置及びインバーター装置の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機における室外機制御装置及びインバーター装置の構成図である。
図３で示されるように、室外機１における室外機制御装置６は、室外機入力回路２３、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４、室外機メモリー２５、室外機伝送回路２６及び室外機出力回路２７を内蔵している。また、室外機１におけるインバーター装置７は、前述した電流センサー８、ダイオードモジュール１９、平滑コンデンサー２０、トランジスターモジュール２１及び駆動回路２２を内蔵している。
【００１３】
前述した室外機１におけるインバーター装置７に内蔵されているダイオードモジュール１９は、その一次電流である交流電流を検出する電流センサー８を介して交流電源に接続されている。そのダイオードモジュール１９の出力端には、平滑コンデンサー２０が並列に接続されている。その平滑コンデンサー２０の両端は、トランジスターモジュール２１の入力側に接続されており、そのトランジスターモジュール２１の出力側は、圧縮機９に接続されている。また、そのトランジスターモジュール２１には、それを駆動する駆動回路２２が接続されている。
【００１４】
前述したデマンド装置４は、室外機制御装置６における室外機入力回路２３に接続されており、その室外機入力回路２３は、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４に接続されている。その室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、情報をやりとりする室外機メモリー２５に接続されている。また、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４には、外部との情報通信を実施するための室外機伝送回路２６、並びに、室外機熱交換器１３における室外機ファン１４及び四方弁１５等を駆動する室外機出力回路２７が接続されている。この室外機伝送回路２６は、具体的には、室内機制御装置１０における室内機伝送回路２８に接続されており、互いに情報通信を実施する。また、前述のように室外機出力回路２７は、室外機ファン１４及び四方弁１５を駆動するため、それらに電気的に接続されている（図示せず）。さらに、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４には、インバーター装置７の一次側電流を検出する電流センサー８、及び、トランジスターモジュール２１を駆動する駆動回路２２が接続されている。
【００１５】
（室内機における室内機制御装置の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における室内機制御装置の構成図である。
図４で示されるように、室内機２における室内機制御装置１０は、室内機伝送回路２８、室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９、室内機出力回路３０及び室内機メモリー３１を内蔵している。前述のリモートコントローラー３は室内機伝送回路２８に接続されており、その室内機伝送回路２８は室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９に接続されている。この室内機伝送回路２８は、室外機制御装置６における室外機伝送回路２６に接続されており、互いに情報通信を実施する。また、室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９には、電磁弁１６及び室内機熱交換器１７における室内機ファン１８等を駆動する室内機出力回路３０、並びに、情報をやりとりする室内機メモリー３１が接続されている。この室内機出力回路３０は、電磁弁１６及び室内機ファン１８を駆動するため、それらに電気的に接続されている（図示せず）。
【００１６】
（空気調和機の全体動作）
ユーザーが、各室内機２におけるリモートコントローラー３を操作することによって、運転又は停止信号等の操作信号が、室内機制御装置１０における室内機伝送回路２８に送信される。室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９は、その操作信号を受信し、室内機伝送回路２８を介して、室外機１に対して送信する。室外機１の室外機制御装置６における室外機伝送回路２６は、その操作信号を受信し、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４に送信する。その操作信号を受信した室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、その操作信号の内容を判断し、その判断結果に基づいてインバーター装置７における駆動回路２２に駆動信号を送信し、その駆動回路２２は、その駆動信号に基づいてトランジスターモジュール２１の出力周波数を設定して圧縮機９を駆動させる。
【００１７】
インバーター装置７におけるトランジスターモジュール２１への電源は、以下に説明するように供給される。まず、交流電源から供給される交流電圧が、ダイオードモジュール１９によって整流される。次に、その整流された電圧は、平滑コンデンサー２０によって平滑されて直流電圧となって、トランジスターモジュール２１に供給される。
【００１８】
室内機２における室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９は、必要に応じて、運転情報その他の情報を記憶するため、室内機メモリー３１にアクセスして記憶させる。また、室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９は室内機出力回路３０に制御信号を送信し、そして、室内機出力回路３０はその制御信号に基づいて電磁弁１６の開閉動作、及び、室内機ファン１８の回転動作をさせる。さらに、室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２９は、室内機伝送回路２８を介して、室外機１及びリモートコントローラー３に運転情報等を送信する。
【００１９】
室外機１における室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、必要に応じて、運転情報その他の情報を記憶するため、室外機メモリー２５にアクセスして記憶させる。また、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は室外機出力回路２７に制御信号を送信し、そして、室外機出力回路２７はその制御信号に基づいて四方弁１５の切替動作、及び、室外機ファン１４の回転動作をさせる。さらに、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、室外機伝送回路２６を介して、室内機２に運転情報等を送信する。
【００２０】
（空気調和機の冷凍サイクル動作）
次に、図２を参照しながら、冷凍サイクルの暖房動作について説明する。
上記のように、ユーザーが各室内機２に接続されたリモートコントローラー３を操作することによって、室内機２及び室外機１の運転が開始されると、圧縮機９も駆動を開始する。圧縮機９は、流入するガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒として吐出する。吐出されたガス冷媒は、四方弁１５を経由して、複数の室内機２へ向かう方向へ流通し、その内、電磁弁１６が開状態となっている室内機２において、その電磁弁１６を経由して室内機熱交換器１７に流入する。室内機熱交換器１７に流入したガス冷媒は、室内機ファン１８の回転によって送り込まれる空気と熱交換を実施して室内の空気を加熱し、凝縮して流出する。室内機熱交換器１７から流出した冷媒は、膨張弁（図示せず）によって減圧され、室外機熱交換器１３へ流入する。室外機熱交換器１３に流入した冷媒は、室外機ファン１４の回転によって送り込まれる空気と熱交換を実施し、蒸発してガス冷媒となり流出する。室外機熱交換器１３を流出したガス冷媒は、四方弁１５及びアキュームレーター１２を経由し、再び圧縮機９へ戻る。なお、冷凍サイクルにおける冷房動作は、室外機熱交換器１３及び室内機熱交換器１７の熱交換動作が逆となり、その他の動作については暖房動作と同様である。
【００２１】
（空気調和機のデマンド制御動作）
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機のデマンド制御の動作を示すフローチャートである。
（Ｓ３１）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、圧縮機９の運転周波数の初期設定を実施して、インバーター装置７における駆動回路２２に駆動信号を送信し、圧縮機９の駆動を開始させる。
（Ｓ３２）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、室外機１の通常の制御、具体的には、室外機出力回路２７を介して、室外機熱交換器１３における室外機ファン１４及び四方弁１５等の駆動制御を実施する。
（Ｓ３３）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、電流センサー８によって検出される一次電流を取得することによって、その電流値を実際の室外機１を構成する電気機器の全電流に換算する。
（Ｓ３４）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、ステップＳ３３によって換算された全電流等によって保護動作を実施する場合は、デマンド制御を実施せず、保護動作を優先して実施し、ステップＳ３２へ戻る。保護動作を実施しない場合は、ステップＳ３５へ進む。ここで、保護動作とは、例えば、冷媒不足による保護、電気機器の温度上昇保護、又は、冷媒の高圧状態保護等である。なお、保護動作として、ステップＳ３２における室外機１の制御そのものを停止させる場合は、処理を終了させる動作としてもよい。
【００２２】
（Ｓ３５）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、デマンド装置４から室外機入力回路２３を介して、デマンド制御指令の有無をチェックし、デマンド制御指令がない場合は、ステップＳ３２へ戻り、室外機１の通常の制御を実施する。また、デマンド制御指令がある場合は、ステップＳ３６へ進む。
（Ｓ３６）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、ステップＳ３３において換算した電流とインバーター装置７に対して設定する運転電圧に基づいて下記の式（１）によって運転電力を計算する。
【００２３】
運転電力  ＝  室外機１内電気機器の全電流  ×  運転電圧  ×  Ａ(力率)  （１）
【００２４】
運転電力値は、上記の式（１）のように、ステップＳ３３において換算された電流、設定された運転電圧、及び、力率Ａとの積によって算出する。この力率Ａは、製品ごとの特性によって定まるものであり、製品ごとに適正値が異なるため、ここでは変数である力率Ａとしている。
（Ｓ３７）
そして、ステップＳ３６において計算した運転電力が予め室外機メモリー２５に記憶されている設定電力（例えば、定格電力の５０％）以上であるかどうかを判定する。その判定の結果、運転電力が設定電力以上でない場合は、ステップＳ３８へ進む。また、運転電力が設定電力以上である場合は、ステップＳ３９へ進む。
（Ｓ３８）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、運転電力を下げる必要がないと判断して、圧縮機９の運転周波数はそのままとして駆動動作を継続させ、ステップＳ３２へ戻る。
（Ｓ３９）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、運転電力を下げる必要があると判断し、インバーター装置７に対し、圧縮機９の運転周波数を１ランク（例えば、２Ｈｚ）低下させる。
（Ｓ４０）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、再び、電流センサー８によって検出される一次電流を取得することによって、その電流値を実際の室外機１を構成する電気機器の全電流に換算する。
（Ｓ４１）
そして、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、ステップＳ４０において換算した電流とインバーター装置７に対して設定する運転電圧に基づいて上記の式（１）によって運転電力を計算する。
（Ｓ４２）
そして、ステップＳ４１において計算した運転電力が予め室外機メモリー２５に記憶されている設定電力（例えば、定格電力の５０％）未満であるかどうかを判定する。その判定の結果、運転電力が設定電力未満でない場合は、ステップＳ３９へ戻る。また、運転電力が設定電力未満である場合は、ステップＳ３２へ戻る。
【００２５】
以上のように、ステップＳ３１における圧縮機９の運転周波数の初期設定の実施後、上記で説明したように、ステップＳ３２〜ステップＳ４２の処理を、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４に対して運転停止指令が入力されるまで繰り返す。
【００２６】
（実施の形態１における効果）
以上の構成及び動作のように、圧縮機のみではなく室外機全体から検出される電流に基づく運転電力に対してデマンド制御を実施することによって、ユーザーの要求電力値に近い電力値の状態で制御することが可能となる。
また、その要求電力値に近い状態でデマンド制御することができるので、省電力性を向上させることができる。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２に係る空気調和機のデマンド制御システムの構成、並びに、空気調和機の全体動作及び冷凍サイクル動作は、実施の形態１と同様である。
【００２８】
（空気調和機のデマンド制御動作）
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機のデマンド制御の動作を示すフローチャートである。
（Ｓ３１）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、圧縮機９の運転周波数の初期設定を実施して、インバーター装置７における駆動回路２２に駆動信号を送信し、圧縮機９の駆動を開始させる。
（Ｓ３２）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、室外機１の通常の制御、具体的には、室外機出力回路２７を介して、室外機熱交換器１３における室外機ファン１４及び四方弁１５等の駆動制御を実施する。
（Ｓ３３）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、電流センサー８によって検出される一次電流を取得することによって、その電流値を実際の室外機１を構成する電気機器の全電流に換算する。
（Ｓ３４）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、ステップＳ３３によって換算された全電流等によって保護動作を実施する場合は、デマンド制御を実施せず、保護動作を優先して実施し、ステップＳ３２へ戻る。保護動作を実施しない場合は、ステップＳ３５へ進む。ここで、保護動作とは、例えば、冷媒不足による保護、電気機器の温度上昇保護、又は、冷媒の高圧状態保護等である。なお、保護動作として、ステップＳ３２における室外機１の制御そのものを停止させる場合は、処理を終了させる動作としてもよい。
【００２９】
（Ｓ３５）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、デマンド装置４から室外機入力回路２３を介して、デマンド制御指令の有無をチェックし、デマンド制御指令がない場合は、ステップＳ３２へ戻り、室外機１の通常の制御を実施する。また、デマンド制御指令がある場合は、ステップＳ４５へ進む。
（Ｓ４５）
そして、ステップＳ３３において換算した電流が予め室外機メモリー２５に記憶されている設定電流（例えば、定格電流の５０％）以上であるかどうかを判定する。その判定の結果、換算した電流が設定電流以上でない場合は、ステップＳ３８へ進む。また、換算した電流が設定電流以上である場合は、ステップＳ３９へ進む。
（Ｓ３８）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、電流を下げる必要がないと判断して、圧縮機９の運転周波数はそのままとして駆動動作を継続させ、ステップＳ３２へ戻る。
（Ｓ３９）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、電流を下げる必要があると判断し、インバーター装置７に対し、圧縮機９の運転周波数を１ランク（例えば、２Ｈｚ）低下させる。
（Ｓ４０）
室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４は、再び、電流センサー８によって検出される一次電流を取得することによって、その電流値を実際の室外機１を構成する電気機器の全電流に換算し、ステップＳ４６に進む。
（Ｓ４６）
そして、ステップＳ４０において換算した電流が予め室外機メモリー２５に記憶されている設定電流（例えば、定格電流の５０％）未満であるかどうかを判定する。その判定の結果、換算した電流が設定電流未満でない場合は、ステップＳ３９へ戻る。また、換算した電流が設定電流未満である場合は、ステップＳ３２へ戻る。
【００３０】
以上のように、ステップＳ３１における圧縮機９の運転周波数の初期設定の実施後、上記で説明したように、ステップＳ３２〜ステップＳ３５、ステップＳ３８〜Ｓ４０、ステップＳ４５及びステップＳ４６の処理を、室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）２４に対して運転停止指令が入力されるまで繰り返す。
【００３１】
（実施の形態２における効果）
以上の構成及び動作のように、圧縮機のみではなく室外機全体から検出される電流に対してデマンド制御を実施することによって、ユーザーの要求電流値に近い電流値の状態で制御することが可能となる。
また、その要求電流値に近い状態でデマンド制御することができるので、省電力性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  室外機、２  室内機、３  リモートコントローラー、４  デマンド装置、５  伝送線、６  室外機制御装置、７  インバーター装置、８  電流センサー、９  圧縮機、１０  室内機制御装置、１２  アキュームレーター、１３  室外機熱交換器、１４  室外機ファン、１５  四方弁、１６  電磁弁、１７  室内機熱交換器、１８  室内機ファン、１９  ダイオードモジュール、２０  平滑コンデンサー、２１  トランジスターモジュール、２２  駆動回路、２３  室外機入力回路、２４  室外機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）、２５  室外機メモリー、２６  室外機伝送回路、２７  室外機出力回路、２８  室内機伝送回路、２９  室内機マイクロコンピューター（ＣＰＵ）、３０  室内機出力回路、３１  室内機メモリー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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