(57)【要約】【課題】空気集熱装置の制御を、太陽電池と商用電源を併用して行う構成において、商用電源が喪失し、かつ太陽電池の出力が低下していても、空気集熱装置による集熱を継続する。【解決手段】商用電源の電圧及び太陽電池の電圧を監視して商用電源の喪失を検出し、商用電源の喪失を検出したとき、ファン停止中であれば、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、ファン運転中であれば、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えていたらそのときの回転数で運転を継続し、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く前記第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高ければ回転数を下げて運転する。【選択図】　　　　図２
2004044892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置。
【請求項２】
太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の空気集熱装置において、前記制御回路は、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置。
【請求項４】
太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法。
【請求項５】
太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法。
【請求項６】
請求項５記載の空気集熱装置において、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池と商用電源を動力源として併用する空気集熱装置とその制御方法に係り、商用電源を喪失した場合の空気集熱装置を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、屋根面に空気集熱部を取り付け、太陽熱によって空気を暖め、暖かくなった空気を、太陽電池を動力源に用いて暖房に利用したり、暖かくなった空気を外部に排気して熱気がこもるのを防ぐ空気集熱装置が知られている。暖かくなった空気を暖房に利用したり、外部に排気して熱気がこもるのを防いだりするために、制御回路から供給される電力で駆動されるファンを設けている。そしてこのファンの吸込み側に吸込みダンパを設け、吸込みダンパと空気集熱部を棟側吸気ダクトで接続し、ファンの吹き出し側に吹き出しダンパを設け、吹き出しダンパと床下を床下送気ダクトで接続してある。また、前記吹き出しダンパと屋外を連通する屋外排気ダクトが設けられ、前記吸込みダンパと居室を連通する室内吸気ダクトが設けられている。前記吸込みダンパは、前記ファンの吸込み側を、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトのいずれかに連通するように位置を切り換えられるようになっており、前記吹き出しダンパは、前記ファンの吐出側を、床下送気ダクトと屋外排気ダクトのいずれかに連通するように位置を切り換えられるようになっている。
【０００３】
なお、以下の説明では、前記吸込みダンパを、前記ファンの吸込み側と空気集熱部を連通して前記ファンの吸込み側と居室の間を遮断する位置にしたとき、吸込みダンパを空気集熱部側に向けるといい、前記ファンの吸込み側と居室を連通して前記ファンの吸込み側と空気集熱部の間を遮断する位置にしたとき、吸込みダンパを居室側に向けるという。
【０００４】
同様に、前記吹き出しダンパを、前記ファンの吐出側と屋外排気ダクトを連通して前記ファンの吐出側と床下側の間を遮断する位置にしたとき、吹き出しダンパを屋外側に向けるといい、前記ファンの吐出側と床下送気ダクトを連通して前記ファンの吐出側と屋外排気ダクトの間を遮断する位置にしたとき、吹き出しダンパを床下側に向けるという。
【０００５】
前記吸込みダンパと吹き出しダンパの位置の組合せにより、次の四つのモードでファンの運転が行われる。
１．屋根集熱モード：空気集熱部から吸込み、床下に吹き出し
２．屋根排気モード：空気集熱部から吸込み、屋外に吹き出し
３．室内循環モード：室内から吸込み、床下に吹き出し
４．室内排気モード：室内から吸込み、屋外に吹き出し
なお、図４に示すように、床下と居室を連通する吹き出し口が設けられ、床下に送り込まれた空気は、この吹き出し口を経て室内へ導かれるようになっている。
【０００６】
前記制御回路は電源回路を含んで構成され、この電源回路は、第１の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して直流電流を供給する太陽電池に接続され、このいずれか一方もしくは双方から供給される電力でファンを駆動するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記空気集熱装置は、基本的に、太陽電池の電圧が予め定められた電圧（Ｖｐ３）よりも高いときは太陽電池の電力でファンを駆動するようになっている。また、商用電源は前記電圧（Ｖｐ３）の電流を電源回路に供給するようになっており、ファン駆動中に太陽電池の出力が低下して電圧がＶｐ３以下になったら、商用電源からの電力が電源回路に供給され、ファンは商用電源からの電力と太陽電池の電力の双方で駆動される。そして、太陽電池の出力がなくなったら、１００％商用電源の電力で駆動される。
【０００８】
商用電源が停電等により供給されない場合、太陽電池の電圧が制御回路の動作電圧（Ｖｐ１）を超えると，ファンが起動される。太陽電池は、エネルギーが少ないときでも開放電圧は高くなるという特性をもち、結果的に少ない出力でファンを回転させることになる。少ない出力でファンを回転させると急激に消費電力が増えて電圧が低下する。電圧がＶｐ１以下になるとマイコン制御回路にリセットがかかり、ファンも停止する。すると消費電力が減るため再度電圧が上昇する、というサイクルを繰り返す。図６はこの状態をを例示したものである。このような現象が生ずるため、表示灯がチカチカ点滅するとともに、ファンが動いたり止まったりのいわゆるハンチングが繰り返され、品質上、問題がある。
【０００９】
また、ハンチングを回避するため、ファンを回転させても太陽電池の電圧が前記Ｖｐ３を下回ることのない状態においてのみファンを回転させるとすると、太陽熱による集熱は可能なのに太陽電池の出力不足で集熱装置が稼動しないケースが増え、望ましくない。
【００１０】
本発明の目的は、商用電源が喪失し、かつ太陽電池の出力が低下していても、できるだけ空気集熱装置による集熱を可能とすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、商用電源の電圧と太陽電池の電圧を検出し、商用電源が喪失した状態では、太陽電池の電圧が予め定めた第１の電圧（Ｖｐ１）以上で制御回路を動作させ、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたときファンを起動するとともに、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させることにより達成される。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成する本発明の第１の手段は、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置である。
【００１３】
上記構成によれば、設定された太陽電池の電圧に対応して、ファンを起動する電圧領域、ファンの回転数を定格回転数よりも下げて運転すべき電圧領域、制御回路が動作を停止する前にファンを停止すべき電圧などを設定することができ、太陽電池の電圧がファンを定格回転数で運転することができない電圧であっても、集熱を実行することが可能になる。また、このように構成することで、太陽電池の電圧低下に伴なうファンの起動停止の繰り返し（ハンチング）を回避することが可能になる。
【００１４】
具体的には、上記目的は、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置により達成される。
【００１５】
上記目的はまた、前記太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置において、前記制御回路は、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置によっても達成される。
【００１６】
また、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１７】
具体的に、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１８】
また、前記太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法において、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４に本実施の形態にかかる空気集熱装置の全体構成の概要を示す。先に図４を参照して従来技術を説明したが、従来技術と本実施の形態が異なるのは、制御回路の構成である。
【００２０】
図示の空気集熱装置は、屋根面に配置されて太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、この空気集熱部に接続された棟側吸気ダクトと、棟側吸気ダクトに電動駆動の吸込みダンパを介して接続されたファンと、このファンの吐出側に電動駆動の吹き出しダンパを介して接続され、下流端が居室の床下の区画に開口する床下送気ダクトと、居室と前記吸込みダンパを接続する室内吸気ダクトと、前記吹き出しダクトと屋外を接続する屋外排気ダクトと、太陽光により電力を発生する太陽電池と、太陽電池及び商用電源を電源として前記吸込みダンパと吹き出しダンパ及びファンを駆動し、制御する制御回路と、を含んで構成されている。前記床下区画は、床に形成された開口により居室と連通されている。
【００２１】
前記吸込みダンパは、四角形のダンパ本体をその一辺に固着された軸を回転軸として回転させて、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトのいずれか一方をファンの吸込み口に連通するようになっている。ダンパ本体を中間位置におけば、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトの双方をファンの吸込み口に連通することも可能になっている。
【００２２】
同様に、前記吹き出しダンパは、四角形のダンパ本体をその一辺に固着された軸を回転軸として回転させて、屋外排気ダクトと床下送気ダクトのいずれか一方をファンの吐出口に連通するようになっている。ダンパ本体を中間位置におけば、屋外排気ダクトと床下送気ダクトの双方をファンの吐出口に連通することも可能になっている。
【００２３】
次に、前記制御回路の構成を説明する。本実施の形態における制御回路は、図１に示すように、商用電源に第１の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して接続されているとともに、ソーラー電源（太陽電池、以下同じ）に第２の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して接続されている電源回路と、複数の温度入力回路及び前記商用電源と前記整流ダイオードを結ぶ電路及びソーラー電源と前記整流ダイオードを結ぶ電路に接続されたマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）と、マイコンに接続されたファンモータ制御回路、吸込みダンパ制御回路、吹き出しダンパ制御回路を備え、ファンモータ制御回路はファンモータに、吸込みダンパ制御回路は吸込みダンパに、吹き出しダンパ制御回路は吹き出しダンパに、それぞれ接続されている。マイコンは、ファンモータ制御回路を介してファンの回転数制御を行うことができるようになっている。
【００２４】
制御回路のマイコンは、前記整流ダイオード上流側の太陽電池の電圧と、同じく整流ダイオード上流側の商用電源電圧を常時検出している電圧検出手段を備えている。制御回路には、図示されていない制御盤が設けられ、装置の運転者は、この制御盤で必要な指示や設定値を入力する。
【００２５】
本実施の形態における商用電源は、商用のＡＣ１００Ｖをもとに直流の電流を発生する直流電源装置である。したがって、商用電源、ソーラー電源は共に直流電源であって整流の必要はなく、整流ダイオードの目的は逆流防止である。逆流防止手段がないと、商用電源よりもソーラー電源の方が電圧が低い場合にソーラー電源に電流が逆流するし、逆にソーラー電源の方が商用電源よりも電圧が高い場合、商用電源（直流電源装置）に逆電圧が加わり、故障する可能性がある。整流ダイオードはそのような事態を防止するために設けられている。
【００２６】
本実施の形態の空気集熱装置は、吸込みダンパと吹き出しダンパの位置の組合せを変えることで、次の四つの運転モードで運転されるようになっている。
１．屋根集熱モード：空気集熱部から吸込み、床下に吹き出し
２．屋根排気モード：空気集熱部から吸込み、屋外に吹き出し
３．室内循環モード：室内から吸込み、床下に吹き出し
４．室内排気モード：室内から吸込み、屋外に吹き出し
５．待機モード：ファン停止、ダンパは室内循環モードと同じ状態
以下、本実施の形態の制御につき説明する。本実施の形態では、ファンの駆動に、商用電源とソーラー電源のいずれか一方もしくは双方の電力を使用する。
【００２７】
商用電源の出力電圧はファンの定格回転数に対応する電圧Ｖｐ３に設定され、ソーラー電源の電圧がＶｐ３よりも低くなると、整流ダイオードを介して自動的に商用電源から電源回路に電流が送り込まれ、ソーラー電源の電流を補うようになる。逆にソーラー電源の電圧がＶｐ３よりも高いと、商用電源からは電源回路へは電流は流れない。ソーラー電源のパワーが十分にある場合は、電流は１００％ソーラー電源から供給される。ソーラー電源のパワーが必要電力の５０％に落ちてきた場合は、５０％がソーラー電源から、残り５０％が商用電源から供給され、電圧はＶｐ３に維持される。すなわち、商用電源とソーラー電源の切替は特に制御されず、前記整流ダイオードを介した接続により、電圧の高い方から自然に電流が供給される。
【００２８】
太陽電池は、太陽エネルギが少ないときでも開放電圧（負荷をつながない場合の電圧）は、商用電源の電圧以上に上昇する。この状態から負荷電流を増やしていくと次第に電圧は低下するが、商用電源がバックアップしているので、商用電源の電圧Ｖｐ３まで低下すると、それ以上の負荷電流は商用電源から供給され、電源回路の電圧はそれ以上は低下せず、Ｖｐ３に維持される。
【００２９】
したがって、商用電源が生きていれば、ソーラー電源の電圧が低下してもファンの運転は継続され、空気集熱部による集熱は中断されない。この場合、マイコンの電圧検出手段が検出した電圧は制御には利用されない。また、制御回路はファンの回転数制御を行うことができるように構成されているので、商用電源による回転数制御運転も可能である。
【００３０】
一方、商用電源が停電等により停止（喪失）すると、マイコンは前記電圧検出手段が検出する商用電源の電圧の低下により商用電源喪失を確認し、ソーラー電源のみによるファンの運転制御を開始する。
【００３１】
以下、図２を参照して、ソーラー電源のみによるファンの運転制御につき、説明する。図２は、横軸に電圧検出手段で検出される太陽電池（この場合、電源回路の電圧と同じになる）の電圧をとり、縦軸に運転状態を示してある。横軸に設定された第１の電圧Ｖｐ１は、制御回路の動作が開始される電圧で、太陽電池の電圧がこの電圧よりも高いとき、制御回路が作動し、太陽電池の電圧Ｖｓがこの電圧よりも低いと、制御回路がリセットされて作動を停止する。第２の電圧Ｖｐ２は、ファンが停止され、吸込みダンパ、吹き出しダンパが待機状態に移行される電圧である。第３の電圧Ｖｐ３は、ファンの定格回転数に対応する電圧で、この電圧でファンの回転が起動される。
【００３２】
商用電源が喪失したとき、電源回路の電圧はソーラー電源の電圧となる。ソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ１を超えていると、制御回路のマイコンは引き続き作動を継続するし、ソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ１未満であれば、マイコンは作動を停止し、ファンは停止する。図５に制御の手順を示す。
【００３３】
商用電源が喪失時、ソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ１を超えている場合、制御回路のマイコンは引き続き作動を継続する。マイコンは商用電源の喪失を確認（手順１０１）すると、ファンが運転中かどうかを判断し（手順１０２）、ファンが運転中のときは、検出したソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ３以上であるかどうかを判断する（手順１０３）。Ｖｓが前記Ｖｐ３以上であればそのまま定格回転数での運転を継続し（手順１０４）、Ｖｓが前記Ｖｐ３未満であれば手順１０５に進んで、ソーラー電源電圧ＶｓがＶｐ２＜Ｖｓ＜Ｖｐ３の範囲にあるかどうかを判断する。ＶｓがＶｐ２＜Ｖｓ＜Ｖｐ３の範囲であれば、ファンの回転数を低下させてソーラー電源電圧ＶｓがＶｐ２以下になるのを防ぐ（手順１０６）。ソーラー電源電圧ＶｓがＶｐ２以下になったら、ファンを停止する（手順１０７）。
【００３４】
商用電源の喪失を確認したとき、ファンが停止していたときは、手順１０８に進み、他の制御条件がファンの運転を指示しているかどうかを確認する。他の制御条件がファンの運転を指示していない場合は、所定の時間経過後（手順１１３）、手順１０８に戻る。他の制御条件がファンの運転を指示している場合、手順１０９に進み、検出したソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ３以上あるかどうかを判断する。電圧Ｖｓが前記Ｖｐ３以上であればファンを起動して（手順１１０）、徐々に回転を上昇させ（手順１１１）、定格回転数とする（手順１１２）。手順１０９で、電圧Ｖｓが前記Ｖｐ３未満の場合、所定の時間経過後（手順１１４）、手順１０９に戻る。
【００３５】
なお、図５に示した手順は所定のサンプリング時間間隔繰り返され、手順１０７でファンを停止した場合、手順１０９へ進み、手順１０４，１０６、１１２からは手順１０３へ進んで図示の手順を繰り返す。
【００３６】
商用電源が喪失したとき、ソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ１未満であれば、マイコンは制御動作を停止し、ファンは停止する。この場合、ソーラー電源電圧Ｖｓが前記Ｖｐ１を回復すると、その時点でマイコンは制御動作を開始し、図５に示した手順１０１から上述の制御を実行する。
【００３７】
手順１１４の待機状態から電圧が上昇してＶｐ３を超えると、マイコンの指示により、ダンパが予め設定された運転モードに対応する位置に動かされ、次いで、ファンが起動される。ファンが起動されたら、低回転からゆっくり回転を上げてゆき、消費電力を徐々に増やしてゆく。例えば、定格回転数を１００％として、１％／ｓｅｃ程度のペースで定格回転数まで回転を上げてゆく。
【００３８】
ファンの運転中に電圧がＶｐ３以下に低下すると、マイコンは次第にファンの回転数を低下させ、電圧がＶｐ２以下に低下するのを防ぐように制御する。ファンの回転数を低下させても電圧がＶｐ２に低下したら、ファンが停止され、待機状態（待機モード）に移行する。例えば、太陽電池の電圧がＶｐ３あるいはそれ以上のとき、ファン回転数を定格回転数（１００％）で運転し、太陽電池の電圧ＶｓがＶｐ３とＶｐ２の間では、
ファン回転数（％）＝１００・（Ｖｓ−Ｖｐ２）／（Ｖｐ３−Ｖｐ２）（％）
として運転する。ファン回転数をこのように制御することで、太陽電池の電圧の低下に伴なって負荷が低減され、太陽電池の電圧低下が抑制される。
【００３９】
待機状態で待機しているうちにさらに電圧が低下し、Ｖｐ１以下になったら、制御回路が作動を停止し、完全な停止状態となる。
【００４０】
このように、制御回路が作動を開始する電圧Ｖｐ１と、ファンが起動される電圧Ｖｐ３に差を設け、さらに、電圧がＶｐ３よりも低下した段階で直ちにファンを停止するのではなく、前記Ｖｐ１よりも高い第２の電圧Ｖｐ２まで低下してからファンを停止するので、商用電源を喪失し、太陽電池だけでファンを駆動する場合でも、日射量の変化に伴なう電圧の変動で生ずるシステムのハンチング現象を避けることができる。
【００４１】
図３に、この場合の太陽電池の電圧と消費電力の挙動の例を模式的に示す。この例では、ダンパの作動がない場合を示している。
【００４２】
第２の電圧Ｖｐ２は、ファンは運転できないが、消費電力の少ない吸込みダンパ、吹き出しダンパの作動が可能な電圧に設定され、待機状態では、吸込みダンパと吹き出しダンパは、制御回路に制御されて予め指定された状態（吸込みダンパ：室内側、吹き出しダンパ：床下側）に移行する。
【００４３】
本実施の形態では、第２の電圧Ｖｐ２は、ファンは運転できないが、消費電力の少ない吸込みダンパ、吹き出しダンパの作動が可能な電圧に設定されているが、必ずしも、ファンの運転ができない電圧に設定する必要はなく、ファンの実用上要求される最低回転数を賄える電圧とすればよい。
【００４４】
本実施の形態によれば、商用電源が使えなくなった場合でも、太陽電池の出力に応じた回転数にファンの回転数を制御して太陽電池の出力が急激に低下するのを防ぐことができるので、太陽熱による空気への集熱を継続することが可能になる。また、太陽電池の出力が低下した場合のファンの運転のハンチングを避けることが可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、空気集熱装置の制御を、太陽電池と商用電源を併用して行う構成において、商用電源が喪失し、かつ太陽電池の出力が低下していても、空気集熱装置による集熱を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気集熱装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における太陽電池の電圧と、電圧に対応して設定された運転状態を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における太陽電池出力の変動と消費電力の関係を示す概念図である。
【図４】空気集熱装置の全体構成を模式的に示す断面概念図である。
【図５】本発明の実施の形態における制御手順の例を示す手順図である。
【図６】従来技術における、商用電源喪失の際の太陽電池出力の変動と消費電力の関係を示す概念図である。
【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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