(57)【要約】【課題】システムの省電力化を実現しつつ、各空調機の所望の運転を円滑に行うことができる集中制御空調システムを提供する。【解決手段】各空調機３には、運転停止中に交流電源から通信回路等への通電を遮断するスイッチ素子を備え、各空調機３の運転制御回路は運転停止中に蓄電器の電力により待機しつつ、スイッチ素子を所定時間づつ周期的に閉成し、交流電源の電力を蓄電器に充電する。集中制御装置２は、すべての空調機３についての待機状態を許可するか否かの待機可否データと、各空調機３毎の識別データおよび運転制御指令データとを含む制御信号を前記所定時間よりも短い時間間隔で周期的に送信する。運転停止中の空調機３の運転制御回路は、スイッチ素子を閉成している期間に、自己の空調機に係わる待機可否データが待機状態を不許可とするデータとなっている制御信号を受信したときには、スイッチ素子を継続的に閉成状態に維持する。【選択図】図１
2004353877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を電力源として運転可能な複数の空調機と、各空調機と通信可能に設けられ、各空調機毎の識別データおよび運転制御指令データを含む制御信号を全ての空調機が受信可能に送信する集中制御装置とを備えた集中制御空調システムにおいて、
前記各空調機には、前記交流電源の電力によって充電される蓄電器と、前記交流電源の電力によって前記集中制御装置との通信を行う通信回路と、該空調機の運転停止中に前記交流電源から該空調機の前記蓄電器および通信回路を含む各電装品への通電を遮断するよう設けられたスイッチ素子と、該空調機の運転停止中に前記蓄電器の電力により待機しつつ、所定の周期で前記スイッチ素子を所定時間づつ閉成させて前記通電の遮断を解除する手段を有すると共に、前記通信回路を介して前記集中制御装置から該空調機に対応する識別データを含む制御信号を受信したときにその制御信号に含まれる前記運転制御指令データに応じた該空調機の運転制御を行なう手段を有する運転制御回路とが設けられ、
前記集中制御装置には、すべての空調機のそれぞれについての待機状態を許可するか否かの待機可否データを含む待機可否信号を前記所定時間よりも短い時間間隔で周期的に送信する手段が設けられ、
前記各空調機の運転制御回路は、該空調機の運転停止中に前記スイッチ素子を閉成した状態で前記通信回路を介して受信した前記待機可否信号の待機可否データのうち、該空調機に対応する待機可否データが該空調機の待機状態を不許可とするデータであるとき、前記スイッチ素子の閉成状態を継続させることを特徴とする集中制御空調システム。
【請求項２】
前記集中制御装置は、各空調機に対応する前記識別データおよび運転制御指令データに前記待機可否データを付加してなる前記制御信号を前記待機可否信号として、全ての空調機分、前記時間間隔で順番に送信することを周期的に繰り返すことを特徴とする請求項１記載の集中制御空調システム。
【請求項３】
前記蓄電器はコンデンサであり、前記スイッチ素子と並列に一時的な通電により開閉する自己保持型のリレースイッチが設けられ、該リレースイッチは、前記空調機の出荷時の初期状態では閉成状態とされており、前記運転制御回路は、該空調機の出荷後に最初に前記交流電源から前記リレースイッチを介して電力を受けて前記蓄電器の充電が行われた後に、該リレースイッチを開成させる手段と、前記空調機の運転停止中での前記スイッチ素子の前記所定時間の開成状態において前記交流電源の電力を受電不能となる停電状態であるか否かを該交流電源の電力により生成される電圧に基づき判断する手段と、その判断結果が停電状態でないときには、前記リレースイッチを開成状態に維持し、該判断結果が停電状態であるときには、前記蓄電器の電力により前記リレースイッチを閉成させる手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の集中制御空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の空調機の運転を集中制御装置で管理する集中制御空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の集中制御空調システムとしては、例えば特開平１０−１０３６９９号公報（特許文献１）に見られるように、集中制御装置と複数の暖房機とを信号線を介して通信可能に接続し、集中制御装置から前記複数の暖房機のそれぞれに制御信号（運転開始指令データ等の運転制御指令データを含む信号等）を送信することで、その暖房機の運転開始や停止を行わせるものが知られている。
【０００３】
なお、この種の空調システムでは、集中制御装置と複数の空調機との通信には、通常、共通の信号幹線が用いられ、集中制御装置から送信される制御信号は、全ての空調機で受信されるようになっている。このため、該制御信号には、各空調機毎の運転制御指令データと共に、各空調機を識別するための識別データが含まれる。
【０００４】
ところで、この種の集中制御空調システムでは、一般に、各空調機は、商用電源等の交流電源を電力源として用いて動作する。すなわち、各空調機に備えたマイコン等の制御回路や通信回路、電子機器等の電装品に交流電源から電力（より詳しくは交流電力をトランスや整流回路等を介して直流電力に変換したもの）を供給することで、各空調機の運転が行われる。この場合、集中制御装置と各空調機との通信を行うために、各空調機の制御回路や通信回路には、該空調機の運転停止状態においても交流電源から電力が供給される。
【０００５】
一方、近年、各種電機機器の省電力化の要求が高まっていることから、上記集中制御空調システムにおいても可能な限り、電力消費を低減することが望ましい。ここで、集中制御型でない単独の空調機にあっては、空調機の運転停止中の電力消費を低減する技術が例えば本願出願人による特開２００３−７４２８号公報（特許文献２）にて提案されている。この技術では、暖房機の運転中にコンデンサ等の蓄電器に交流電源の電力を充電しておき、運転停止中は、交流電源から暖房機の各電装品への通電をスイッチ素子により遮断する。そして、暖房機の運転停止中に、マイコン等の制御回路を蓄電器の電力により待機させつつ、周期的に所定時間づつ、該制御回路の制御によりスイッチ素子を閉成して上記通電の遮断を解除し、蓄電器の充電を行う。この技術によれば、運転停止中の大部分の期間は、交流電源の電力を消費しないので、電力消費を低減することができる。
【０００６】
従って、このような技術を前記集中制御空調システムの各空調機に採用することが考えられる。しかるに、集中制御空調システムでは、各空調機の運転停止中に、通信回路を含む各電装品に交流電源の電力の通電を遮断した状態では、前記集中制御装置から自身の空調機に対応する運転制御指令データを含む制御信号を受信することができなくなってしまう。また、蓄電器の充電のために一時的に各電装品への通電の遮断を解除した状態であっても、その状態でタイミングよく自身の空調機に対応する運転制御指令データを含む制御信号を受信できるとは限らない。このため、各空調機の所望の運転を行うことができなくなくなる恐れがある。
【０００７】
また、各空調機の運転停止中に通信回路に常時、蓄電器から電力を供給するようにすることも考えられるが、一般に通信回路の通信時の電力消費は比較的大きなものとなりやすい。このため、蓄電器の充電を頻繁に行うか、あるいは、大容量の蓄電器を使用しなければならない。その結果、電力消費を十分に低減できなくなり、あるいは、各空調機の経費節減や小型化の妨げとなってしまう。
【０００８】
このように、前記特開２００３−７４２８号公報のような個々の暖房機の省電力化の技術を単純に集中制御空調システムに導入することには難点があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１０３６９９号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００３−７４２８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、システムの省電力化を実現しつつ、各空調機の所望の運転を円滑に行うことができる集中制御空調システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の集中制御空調システムは前記の目的を達成するために、交流電源を電力源として運転可能な複数の空調機と、各空調機と通信可能に設けられ、各空調機毎の識別データおよび運転制御指令データを含む制御信号を全ての空調機が受信可能に送信する集中制御装置とを備えた集中制御空調システムにおいて、前記各空調機には、前記交流電源の電力によって充電される蓄電器と、前記交流電源の電力によって前記集中制御装置との通信を行う通信回路と、該空調機の運転停止中に前記交流電源から該空調機の前記蓄電器および通信回路を含む各電装品への通電を遮断するよう設けられたスイッチ素子と、該空調機の運転停止中に前記蓄電器の電力により待機しつつ、所定の周期で前記スイッチ素子を所定時間づつ閉成させて前記通電の遮断を解除する手段を有すると共に、前記通信回路を介して前記集中制御装置から該空調機に対応する識別データを含む制御信号を受信したときにその制御信号に含まれる前記運転制御指令データに応じた該空調機の運転制御を行なう手段を有する運転制御回路とが設けられ、前記集中制御装置には、すべての空調機のそれぞれについての待機状態を許可するか否かの待機可否データを含む待機可否信号を前記所定時間よりも短い時間間隔で周期的に送信する手段が設けられ、前記各空調機の運転制御回路は、該空調機の運転停止中に前記スイッチ素子を閉成した状態で前記通信回路を介して受信した前記待機可否信号の待機可否データのうち、該空調機に対応する待機可否データが該空調機の待機状態を不許可とするデータであるとき、前記スイッチ素子の閉成状態を継続させることを特徴とする。
【００１３】
かかる本発明によれば、各空調機の運転停止中は、基本的には、該空調機の蓄電器および通信回路を含む各電装品への交流電源からの通電は、前記スイッチ素子により遮断されると共に、該空調機の運転制御回路が蓄電器の電力により待機状態となる。そして、該運転制御回路は、所定の周期で前記スイッチ素子を所定時間づづ閉成して（該所定時間だけ一時的に閉成する）、交流電源から各電装品への通電の遮断を解除する。このスイッチ素子の一時的な閉成状態では、交流電源の電力によって蓄電器が充電されると共に、通信回路が該交流電源の電力によって通信可能な状態となる。
【００１４】
一方、前記集中制御装置は、前記待機可否データを含む待機可否信号を、前記所定時間（運転停止中の空調機で前記スイッチ素子が閉成される時間）よりも短い時間間隔で周期的に送信する。なお、上記待機可否信号は、前記制御信号と別のものであってもよいが、後述するように、前記待機可否データを前記制御信号に含ませることで、該制御信号を待機可否信号として用いてもよい。ここで、運転停止中の空調機のスイッチ素子を一時的に閉成させる前記所定時間は、前記待機可否信号の送信が行われる周期（前記時間間隔）よりも長いので、該スイッチ素子の閉成状態、すなわち前記通信回路が通信可能な状態おいて運転停止中の空調機の通信回路によって、基本的にはいずれか一つの待機可否信号を受信できる。そして、その受信した待機可否信号の待機可否データのうち、自身の空調機の対応する待機可否データが該空調機の待機状態を不許可とするデータであるときには、該空調機の運転制御回路は、該空調機のスイッチ素子の閉成状態を継続する。これにより、通信回路は、継続的に通信可能な状態となる。このため、以後は、運転停止中の空調機の運転制御回路は、集中制御装置から自身の空調機に対応した識別データを有する制御信号が送信されれば、確実にその制御信号を通信回路を介して受信して、その制御信号の運転制御指令データに応じた空調機の運転制御を行なうことができる。なお、運転停止中の空調機の運転制御回路は、スイッチ素子の閉成状態で受信した待機可否信号の待機可否データのうち、自身の空調機の対応する待機可否データが該空調機の待機状態を許可するデータであるときには、該スイッチ素子の閉成状態を維持しないので、通常通り、前記所定時間だけ、スイッチ素子を閉成した後、該スイッチ素子を開成して、再び蓄電器の電力による待機状態となる。
【００１５】
このように、本発明によれば、運転停止中の空調機にあっては、集中制御装置から、自身の空調機に対応する待機可否データが待機状態を不許可とするデータとなっている待機可否信号を受信するまでは、前記所定時間づつ、スイッチ素子を閉成するときを除いて、交流電源から各電装品への通電が遮断されるため、該空調機の運転停止中の電力消費を低減できる。そして、集中制御装置から前記所定時間よりも短い時間間隔で前記待機可否信号を周期的に送信することで、運転停止中の空調機の運転制御回路は、スイッチ素子を一時的に閉成している状態で、該待機可否信号を通信回路を介して受信し、その待機可否信号の待機可否データに応じてスイッチ素子の閉成を維持すべきか否かを適切に判断できる。その結果、自身の空調機に対応する制御信号を、受信すべきときに受信できるようになり、その制御信号の運転制御指令データに応じて支障なく該空調機の運転制御を行なうことができる。
【００１６】
従って、本発明の集中制御空調システムによれば、システムの省電力化を実現しつつ、各空調機の所望の運転を円滑に行うことができる。
【００１７】
かかる本発明では、前記集中制御装置は、各空調機に対応する前記識別データおよび運転制御指令データに前記待機可否データを付加してなる前記制御信号を前記待機可否信号として、全ての空調機分、前記時間間隔で順番に送信することを周期的に繰り返すことが好ましい。
【００１８】
これによれば、前記制御信号に待機可否データを含ませるので、集中制御装置と各空調機との間で前記制御信号と待機可否信号とを区別して送受信する必要がなくなるため、集中制御装置や各空調機でのデータ処理が容易になる。
【００１９】
さらに、本発明では、前記蓄電器はコンデンサであるときには、前記スイッチ素子と並列に一時的な通電により開閉する自己保持型のリレースイッチを設け、該リレースイッチを、前記空調機の出荷時の初期状態では閉成状態としておく。そして、前記運転制御回路は、該空調機の出荷後に最初に前記交流電源から前記リレースイッチを介して電力を受けて前記蓄電器の充電が行われた後に、該リレースイッチを開成させる手段と、前記空調機の運転停止中での前記スイッチ素子の前記所定時間の開成状態において前記交流電源の電力を受電不能となる停電状態であるか否かを該交流電源の電力により生成される電圧に基づき判断する手段と、その判断結果が停電状態でないときには、前記リレースイッチを開成状態に維持し、該判断結果が停電状態であるときには、前記蓄電器の電力により前記リレースイッチを閉成させる手段とを備えることが好ましい。
【００２０】
すなわち、前記蓄電器がコンデンサである場合、前記空調機の出荷後に該空調機を最初に交流電源に接続したときには、該コンデンサの充電電力は自然放電等によって一般には失われている。そして、この場合、運転制御回路は、前記スイッチ素子を閉成させることができないものの、前記自己保持型のリレースイッチを備えて、その初期状態を閉成状態としておくことで、空調機を交流電源に接続したとき、運転制御回路や蓄電器（コンデンサ）は、該リレースイッチを介して交流電源から電力を受けることができ、蓄電器の充電が行われる。そして、運転制御回路は、該蓄電器の充電後にリレースイッチを開成させる。ここで、該リレースイッチは、自己保持型であるので、該リレースイッチを開成状態に維持するために電力を消費することはない。従って、空調機の運転停止中には、前記スイッチ素子およびリレースイッチの両者が開成状態となって、交流電源の電力消費が無くなり、本来の省電力効果を確保することができる。さらに、運転制御回路は、空調機の運転停止中での前記スイッチ素子の前記所定時間の開成状態において前記交流電源の電力を受電不能となる停電状態であるか否かを判断し、その判断結果が停電状態でない場合、すなわち、前記スイッチ素子を閉成状態にすれば、運転制御回路や蓄電器が交流電源から電力を受けることができる状態である場合には、リレースイッチの開成状態を維持する。一方、上記判断結果が停電状態である場合には、その停電期間中に蓄電器（コンデンサ）の充電電力が失われる恐れがあるので、運転制御回路は、蓄電器の電力を用いてリレースイッチを閉成状態にする。このとき、リレースイッチを閉成状態にするのは、該リレースイッチのコイルに一時的にパルス通電を行えばよいので、蓄電器の電力を多量に消費することなく、該リレースイッチを確実に閉成させることができる。そして、このように停電状態で、リレースイッチを閉成状態にすれば、停電状態が解除されたときに、前記出荷後に空調機を最初に交流電源に接続した場合と同様に運転制御回路や蓄電器への電力供給が交流電源から行われることとなり、運転停止中における前記スイッチ素子の開閉を支障なく行うことができる。この場合、停電状態の解除後は、リレースイッチは再び開成されることとなる。
【００２１】
なお、本発明では前記停電状態は、交流電源の元電力の発電設備もしくは送電設備の不調による停電状態だけでなく、空調機と交流電源との接続を切り離した状態も含まれる。また、前記スイッチ素子は、その開閉回数が多くなりやすいことから、双方向サイリスタ等の無接点の半導体スイッチ素子が好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図７を参照して以下に説明する。図１は本実施形態の集中制御空調システムの全体構成を示しており、この集中制御空調システム１は、集中制御装置２と、複数の暖房機（本発明における空調機に相当）３，３，……とを備えている。これらの集中制御装置２および各暖房機３は、商用電源等の交流電源を電力源とするものであり、共通の通信ケーブル４を介して相互に通信可能に接続されている。なお、集中制御装置２と各暖房機３との間の通信は無線により行なうようにしてもよい。
【００２３】
集中制御装置２は、図２に示すようにマイクロコンピュータ等により構成された制御回路５と、通信回路６とを内蔵している。制御回路５は、集中制御装置２の操作スイッチ（図示省略）の操作情報や、あらかじめ入力されたタイムスケジュール等に基づいて各暖房機３毎の運転制御指令データと、全ての暖房機３についての待機可否データを所定の演算処理周期（制御サイクル）で生成する。そして、制御回路５は、各暖房機３毎の運転制御指令データとそれに対応する暖房機３の識別データとしてのアドレス番号と上記待機可否データとを含む制御信号（パッケージデータ）を生成し、それを通信回路６を介して通信ケーブル４に送信させる。この場合、各暖房機３に対応する制御信号は、各暖房機３のアドレス番号順に生成されて所定の時間間隔（例えば１００ｍｓ）で送信され、それが繰り返される。
【００２４】
ここで、各制御信号のより具体的なデータ形態は、例えば図３に示すように、スタートビットａ、アドレス番号データｂ、運転制御指令データｃ、待機可否データ群ｄ、チェックデータ（ＢＣＣ）ｅ、およびストップビットｆから構成されている。集中制御装置２に接続可能な暖房機３の最大数が例えば３２台であれば、アドレス番号データｂは５ビットデータとなり、待機可否データ群ｄは３２ビットデータとなる。該待機可否データ群ｄは、各暖房機３の待機状態を許可するか否かを表す待機可否データ（０又は１のフラグ）をアドレス番号順に並べたものである。従って、待機可否データ群ｄの中の各待機可否データは、該待機可否データ群ｄの中の何番目にあるかによって、どの暖房機３に対応したものであるかが判るようになっている。また、運転制御指令データｃは、例えばアドレス番号データｂに対応する暖房機３の運転を開始するか、停止するか等を表す指令データである。このように構成される各制御信号は、それが含むアドレス番号（識別データ）に対応する各暖房機３を制御するための信号としての機能を持つと同時に、本発明における待機可否信号としての機能を併せ持つ。
【００２５】
各暖房機３は、図４に示すように、例えばＦＦ式の温風暖房装置であり、その外装ケース７内に、灯油等の液体燃料の気化ガスを燃焼させる気化式燃焼装置８と、外装ケース７が設置される室内の空気を対流させつつ温風を送風する送風ファン９とを具備している。気化式燃焼装置８は、バーナ１０、気化器１１、点火電極１２を収容した燃焼室１３と、この燃焼室１３に燃焼空気を供給する燃焼ファン１４と、定油面器１５から液体燃焼を気化器１１に供給する電磁ポンプ１６とを備えており、電磁ポンプ１６の作動により気化器１１に供給される液体燃料を該気化器１１に内蔵された電熱ヒータ１７の熱により気化すると共に、その気化ガスと燃焼ファン１４から供給される燃焼用空気とを混合してバーナ１０に供給し、その混合気をバーナ１０にて燃焼させる。なお、定油面器１５には図示を省略する外部の燃料タンクから液体燃料が供給される。
【００２６】
前記燃焼室１３から屋外に至る排気路１８が導出され、この排気路１８には、外装ケース７内で室内空気との熱交換を行う熱交換部１９が設けられている。そして、この熱交換部１９に臨んで前記送風ファン９が設けられ、該送風ファン９は、外装ケース７の吸気口２０から室内空気を吸入し、それを熱交換部１９を介して外装ケース７の吹出し口２１から室内に送風する。
【００２７】
なお、送風ファン９および燃焼ファン１４は、その駆動用の電動モータ９ａ，１４ａをそれぞれ備えている。以下、これらのモータ９ａ，１４ａをそれぞれ送風モータ９ａ、バーナモータ１４ａと称する。
【００２８】
各暖房機３は、上記の機構的構成の他、図５に示す回路構成の電子回路ユニット２２を備えている。この電子回路ユニット２２は、交流電源２３の電圧を降圧するトランス２４を備え、このトランス２４の一次コイル２４ａがスイッチ素子としての光学制御型の双方向サイリスタ２５を介して交流電源２３に接続されている。従って、トランス２４の一次コイル２４ａには、双方向サイリスタ２５の閉成状態（導通状態）で交流電源２３の交流電圧が付与される。なお、双方向サイリスタ２５には、サージ吸収用の抵抗２６およびコンデンサ２７の直列回路が並列に接続されている。また、双方向サイリスタ２５と並列に、自己保持型リレースイッチであるラッチングリレー７０の接点スイッチ７１が設けられている。該ラッチングリレー７０は、２巻き線型のものであり、後述するようにセット側コイル７２又はリセット側コイル７３に一時的に通電する（ワンショットパルスの通電を行う）ことでそれぞれ接点スイッチ７１が開成又は閉成し、非通電状態では接点スイッチ７１の開閉状態が維持される。
【００２９】
一次コイル２４ａ側では、交流電源２３の交流電圧からノイズ分を除去するバリスタ２７と前記送風モータ９ａと前記バーナモータ１４ａと前記点火電極１２に火花放電を発生させるイグナイタ２８と前記電磁ポンプ１６とが交流電源２３に接続されている。
【００３０】
より詳しくは、送風モータ９ａは、リレースイッチ２９を介して交流電源２３に接続され、バーナモータ１４ａはリレースイッチ３０を介して交流電源２３に接続され、イグナイタ２８はリレースイッチ３０，３１を介して交流電源２３に接続されている。従って、送風モータ９ａおよびバーナモータ１４ａは、それぞれリレースイッチ２９，３０が閉成状態であるときに交流電源２３から動作用の電力が供給され、イグナイタ２８は、リレースイッチ３０，３１が閉成状態であるときに交流電源２３から動作用の電力が供給される。また、電磁ポンプ１６は、暖房機３の運転スイッチ３２（暖房機３の主電源スイッチ）と、暖房機３の過熱防止用のサーモスイッチ３３とリレースイッチ３４と前記双方向サイリスタ２５とを介して交流電源２３に接続されている。従って、電磁ポンプ１６は、双方向サイリスタ２５（又はこれに並列接続されたラッチングリレー７０の接点スイッチ７１）、運転スイッチ３２、サーモスイッチ３３およびリレースイッチ３４のいずれもが閉成状態であるときに交流電源２３から動作用の電力が供給される。なお、運転スイッチ３２は、前記外装ケース７に設けれられる押しボタンスイッチ（図示省略）のＯＮ／ＯＦＦ操作に応じて閉成／開成するスイッチであり、該運転スイッチ３２の運転を常に行わないようにする場合以外の通常時は、閉成状態に保たれる。また、サーモスイッチ３３は暖房機３の外装ケース７内の温度が所定温度以上の高温になると開成する感熱スイッチである。
【００３１】
また、運転スイッチ３２と双方向サイリスタ２５との間には、該運転スイッチ３２と、双方向サイリスタ２５（又はこれに並列接続されたラッチングリレー７０の接点スイッチ７１）とが閉成状態であるときに交流電源２３の電力により光信号を出力する発光ダイオード３５が接続され、サーモスイッチ３３と双方向サイリスタ２５との間には、該サーモスイッチ３３と、双方向サイリスタ２５（又はラッチングリレー７０の接点スイッチ７１）と、運転スイッチ３２とが開成状態であるときに交流電源２３の電力により光信号を出力する発光ダイオード３６が接続されている。発光ダイオード３５，３６はそれぞれ、運転スイッチ３２、サーモスイッチ３３の開閉状態を後述するマイクロコンピュータ３８に認識させるためのものである。
【００３２】
トランス２４の二次コイル２４ｂ側には、直流電源電圧を生成する直流電源電圧生成回路３７と、暖房機３の運転制御回路としてのマイクロコンピュータ３８（以下、マイコン３８という）と、前記集中制御装置２との間での通信を行なう通信回路３９と、蓄電器としてのコンデンサ４０，４１，７４（以下、補助電源コンデンサ４０，４１，７４という）と、前記発光ダイオード３５，３６の光信号をそれぞれ電気信号に変換してマイコン３８に入力するフォトトランジスタ４２，４３と、マイコン３８の指令により前記双方向サイリスタ２５の開閉を行なうサイリスタ駆動回路４４と、マイコン３８の指令により前記ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１の開閉を行うリレー駆動回路７５とが設けられている。また、図示は省略するが、二次コイル２４ｂ側には、マイコン３８の指令により前記リレースイッチ２９〜３１，３４の開閉を行うリレー駆動回路や、計時回路等も備えられている。なお、補助電源コンデンサ４０，４１，７４は、電気二重層コンデンサ等、比較的容量の大きいコンデンサである。
【００３３】
前記直流電源電圧生成回路３７は、二次コイル２４ｂに接続された全波整流回路４５を具備し、二次コイル２４ｂに発生する交流電圧を該全波整流回路４５により全波整流してなる脈流の直流電圧をコンデンサ４６により平滑化することでほぼ一定レベルの直流電源電圧Ｖｃｃを生成すると共に、該直流電源電圧Ｖｃｃから定電圧レギュレータ４７およびコンデンサ４８を介して一定レベルの直流電源電圧Ｖｄｄ３（＜Ｖｃｃ）を生成し、さらに該直流電源電圧Ｖｄｄ３からダイオード４９を介して直流電源電圧Ｖｄｄ（≒Ｖｄｄ３）を生成するようにしている。そして、それらの直流電源電圧Ｖｃｃ、Ｖｄｄ３、Ｖｄｄをそれぞれ、コンデンサ４６の一端に導通する第１給電部５０、コンデンサ４８の一端に導通する第２給電部５１、ダイオード４９の出力側に導通する第３給電部５２から出力（給電）可能としている。
【００３４】
第３給電部５２には、前記補助電源コンデンサ４０が接続されている。これにより、トランス２４の一次コイル２４ａに交流電源２３の交流電圧が付与されている状態で、前記直流電源電圧生成回路３７の第３給電部４８に発生する直流電源電圧Ｖｄｄが補助電源コンデンサ４０に充電される。さらに、第３給電部５２には、マイコン３８の電源入力部３８ａが接続されている。従って、マイコン３８は、直流電源電圧生成回路３７が交流電源２３の電力により第３給電部５２に生成する直流電源電圧Ｖｄｄ、あるいは、補助電源コンデンサ４０の充電電圧を電源として動作可能となっている。さらに、第３給電部５２には、ダイオード５３を介して前記補助電源コンデンサ４１が接続されている。これにより、トランス２４の一次コイル２４ａに交流電源２３の交流電圧が付与されている状態で、ダイオード５３の出力側に発生する直流電源電圧Ｖｄｄ２（≒Ｖｄｄ）が補助電源コンデンサ４１に充電される。また、第１給電部５０には、ダイオード７６を介して前記補助電源コンデンサ７４が接続されている。これにより、トランス２４の一次コイル２４ａに交流電源２３の交流電圧が付与されている状態で、ダイオード７６の出力側に発生する直流電源電圧Ｖｃｃ１（≒Ｖｃｃ）が補助電源コンデンサ７４に充電される。
【００３５】
なお、第２給電部５１の直流電源電圧Ｖｄｄ３をマイコン３８で監視するために、該第２給電部５１の直流電源電圧Ｖｄｄ３は、ダイオード７７および一対の分圧抵抗７８，７９からなる回路によりＶｄｄ３に比例したレベルの電圧に分圧されて、マイコン３８に入力される。
【００３６】
前記フォトトランジスタ４２，４３は、それぞれ前記発光ダイオード３５，３６と併せてフォトカプラを構成するものであり、前記第２給電部５１の直流電源電圧Ｖｄｄ３を電源電圧として、各発光ダイオード３５，３６の発光信号を電気信号に変換する。そして、フォトトランジスタ４２，４３は、その変換した電気信号をマイコン３８に入力すべく該マイコン３８に接続されている。
【００３７】
前記サイリスタ駆動回路４４は、マイコン３８にバッファ５６（スイッチングトランジスタ）を介して接続されて、前記ダイオード５３の出力側の直流電源電圧Ｖｄｄ２（補助電源コンデンサ４１の充電電圧）を電源電圧とする発光ダイオード５７を備えている。この発光ダイオード５７は、前記双方向サイリスタ２５と併せてフォトカプラを構成するものであり、マイコン３８からバッファ５６への制御信号に応じて発光し、その発光信号を前記双方向サイリスタ２５の受光部に出力する。これにより、双方向サイリスタ２５の開閉がマイコン３８により制御される。この場合、発光ダイオード５７は、直流電源電圧Ｖｄｄ２を電源電圧とするものであるので、該発光ダイオード５７は、直流電源電圧生成回路３７側から供給される電力あるいは補助電源コンデンサ４１の充電電力によって発光する。
【００３８】
前記通信回路３９は、前記通信ケーブル４に接続された整流回路５４と、前記集中制御装置２から送信される制御信号を受信するための受信用回路５５と、マイコン３８から前記集中制御装置２への応答信号を送信するための送信用回路５６とを備えている。受信用回路５５は、集中制御装置２からの制御信号を整流回路５５で整流してなる信号を、該整流回路５５に接続された発光ダイオード５７により光信号に変換し、それを前記第２給電部５１の直流電源電圧Ｖｄｄ３を電源電圧とするフォトトランジスタ５８（発光ダイオード５７と併せてフォトカプラを構成するもの）により電気信号に変換するようにしている。そして、該フォトトランジスタ５８が出力する電気信号を抵抗５９およびコンデンサ６０により構成されたフィルタを介してマイコン３８に入力するようにしている。
【００３９】
送信用回路５６は、マイコン３８にバッファ６１を介して接続された発光ダイオード６２を備えている。この発光ダイオード６２は、前記第１給電部５０の直流電源電圧Ｖｃｃを電源電圧として、マイコン３８からバッファ６１への制御信号（前記集中制御装置２に送信すべき応答信号を表す信号）に応じて発光する。さらに、送信用回路５６は、発光ダイオード６２と併せてフォトカプラを構成するフォトトランジスタ６３を含む受光回路６４を備え、この受光回路６４で発光ダイード６２から出力された光信号を電気信号に変換して増幅した後、それを整流回路５４を介して通信ケーブル４に出力する（集中制御装置２に送信する）ようにしている。
【００４０】
ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１を開閉するための前記リレー駆動回路７５は、ラッチングリレー７０のセット側コイル７２およびリセット側コイル７３に、それぞれ前記ダイード７６の出力側の直流電源電圧Ｖｃｃ１（補助電源コンデンサ７４の充電電圧）を電源電圧として通電するものであり、各コイル７２，７３の通電を、それぞれマイコン３８に接続されたバッファ８０，８１（スイッチングトランジスタ）を介して制御するようにしている。すなわち、マイコン３８の指令によりバッファ８０を一時的に導通させることで、セット側コイル７２に一時的にパルス通電し、このとき、ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１が開成して、自己保持機能によりその開成状態に維持される。また、マイコン３８の指令によりバッファ８１を一時的に導通させることで、リセット側コイル７３に一時的にパルス通電し、このとき、ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１が閉成して、自己保持機能によりその閉成状態に維持される。この場合、各コイル７２，７３は、直流電源電圧Ｖｃｃ１を電源電圧とするものであるので、直流電源電圧生成回路３７側から供給される電力あるいは補助電源コンデンサ７４の充電電力によって通電される。
【００４１】
なお、前記リレースイッチ２９〜３１，３４の開閉を行うためのリレー駆動回路（図示省略）は、前記第１給電部５０の直流電源電圧Ｖｃｃが電源として用いられる。
【００４２】
次に、本実施形態の集中制御空調システム１の作動を詳細に説明する。なお、本実施形態では、詳細は後述するが、前記ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１は、各暖房機３の出荷直後で未だ交流電源２３に接続していない状態や停電状態以外の通常時は、開成状態に維持されている。そこで、以下の説明では、しばらくの間、ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１は開成状態となっているとして説明する。
【００４３】
本実施形態の集中制御空調システム１では、各暖房機３の運転中は、該暖房機３のマイコン３８は、サイリスタ駆動回路４４を介して双方向サイリスタ２５を閉成状態に維持する。このため、トランス２４の一次コイル２４ａに交流電源２３の交流電圧が付与され、直流電源電圧生成回路３７は該交流電源２３の電力から前記直流電源電圧Ｖｃｃ、Ｖｃｃ１、Ｖｄｄ３、Ｖｄｄ、Ｖｄｄ２を生成する。従って、暖房機３の運転中は、該暖房機３の電子回路ユニット２２は、その全体が交流電源２３の電力によって動作する。そして、この運転中は、マイコン３８は、集中制御装置２から周期的に送信される制御信号を通信回路３９を介して受信して監視しつつ、リレースイッチ２９〜３１，３４の開閉を所定のプログラム等に基づいて制御して、暖房機３の運転を制御する。また、マイコン３８は、暖房機３の運転状態等の情報を適宜、通信回路３９を介して集中制御装置２に出力する。
【００４４】
なお、暖房機３の運転中に直流電源電圧生成回路３７が生成する直流電源電圧Ｖｄｄ、Ｖｄｄ２、Ｖｃｃ１によって、それぞれ前記補助電源コンデンサ４０，４１，７４が充電される。
【００４５】
一方、集中制御装置２は、各暖房機３について、その運転を停止すべきタイミングになると、その運転を停止すべき暖房機３に係わる制御信号を送信するとき、該制御信号の運転制御指令データｃに運転を停止すべき旨の指令データを含ませて該制御信号を送信する。そして、この制御信号を、該当する暖房機３（該制御信号のアドレス番号データに対応する暖房機３）のマイコン３８が通信回路３９を介して受信すると、該暖房機３の所定の運転停止処理（バーナ１０の消火や、ポストパージ等）を実行した後、前記双方向サイリスタ２５をサイリスタ駆動回路４４を介して開成させる。この双方向サイリスタ２５の開成により、トランス２４の一次コイル２４ａに交流電源２３の交流電圧が付与されない状態となるので、直流電源電圧生成回路３７は、直流電源電圧Ｖｃ  ｃ、Ｖｃｃ１、Ｖｄｄ３、Ｖｄｄ、Ｖｄｄ２を生成しなくなる。そして、マイコン３８は、補助電源コンデンサ４０の充電電圧を電源として待機状態（以降の説明では、省電力待機状態という）になる。また、このとき、通信回路３９の受信用回路５５のフォトトランジスタ５８と送信用回路５６の発光ダイオード６２とにそれぞれ直流電源電圧Ｖｄｄ３、Ｖｃｃが供給されない状態となるので、通信回路３９は通信不能となる。なお、前記サイリスタ駆動回路４４は補助電源コンデンサ４１の充電電圧によって動作可能となる。同様に、前記ラッチングリレー７０に対するリレー駆動回路７５は補助電源コンデンサ７４の充電電圧によって動作可能となる。
【００４６】
上記の如く双方向サイリスタ２５を開成した状態では、前記発光ダイオード３５，３６や通信回路３９、直流電源電圧生成回路３７等に電流が流れないため、トランス２４の一次電流による無駄がなくなり、交流電源２３の電力消費が節減されることとなる。
【００４７】
マイコン３８は、上記省電力待機状態では、暖房機３の運転停止後、例えば１０分を経過した時から、図６に示す如く、周期的に所定時間づつ、サイリスタ駆動回路４４を介して双方向サイリスタ２５を閉成させる。この場合、例えば、１６秒周期で、１秒間づつ、双方向サイリスタ２５を閉成する。このとき、双方向サイリスタ２５を閉成させている期間（以降、ＯＮ期間という）では、暖房機３の運転中と同様に、該暖房機３の電子回路ユニット２２の全体（通信回路３９等を含む）が交流電源２３の電力によって動作し得る状態となると共に、補助電源コンデンサ４０，４１，７４が充電されてそれらの蓄電電力が補充される。
【００４８】
一方、集中制御装置２は、運転停止中の暖房機３の運転を再開すべきタイミングになると、その暖房機３に対応する制御信号を送信するとき、該制御信号の運転制御指令データを暖房機３の運転を行うべき旨のデータとして該制御信号を送信する。また、集中制御装置２は、運転を再開すべき暖房機３を含む全ての暖房機３に対する各制御信号に含まれる待機可否データ群ｄにおいて、当該運転の再開を行うべき暖房機３に対応する待機可否データを、前記省電力待機状態を不許可とするデータにする。例えば、運転を再開すべき暖房機３が第ｎ番のアドレス番号の暖房機３であるとした場合、第ｎ番を含む全てのアドレス番号の各暖房機３に対する制御信号に含ませる待機可否データ群のうちの第ｎ番目の待機可否データを、前記省電力待機状態を不許可とするデータにする。
【００４９】
この場合、本実施形態では、各暖房機３に対応する制御信号は、前述したように、各暖房機３のアドレス番号順に例えば１００ｍｓの時間間隔で集中制御装置２から送信され、その送信が繰り返される。従って、１つ１つの暖房機３に対応する制御信号は、「１００ｍｓ×暖房機の台数」の時間間隔で送信されることとなるが、各制御信号は、いずれも全ての暖房機３分の待機可否データを含むため、各暖房機３に対応する待機可否データは、１００ｍｓの時間間隔で送信されることとなる。また、運転停止中の暖房機３の双方向サイリスタ２５の前記ＯＮ期間は、例えば１秒で、制御信号の送信の時間間隔（１００ｍｓ）よりも十分に長い。
【００５０】
このため、運転停止中での暖房機３のマイコン３８は、図７に示す如く、双方向サイリスタ２５の１回のＯＮ期間内に、複数の制御信号を通信回路３９を介して受信することができる。従って、運転停止中の暖房機３の運転を再開させるに際して、前記のように集中制御装置２が送信する全ての制御信号において、該暖房機３に対応する待機可否データを、前記省電力待機状態を不許可とするデータにすることによって、該暖房機３のマイコン３８は、１回のＯＮ期間内に確実に省電力待機状態の不許可データを受信することができる。そして、その受信をしたとき（ＯＮ期間内で最初に省電力待機状態の不許可データを受信したとき）は、マイコン３８は、以後、双方向サイリスタ２５を周期的に開閉させる処理を中止し、該双方向サイリスタ２５を継続的に閉成状態に維持する。つまり、今回のＯＮ期間を含めて通信回路３９による通信可能な状態を維持する。
【００５１】
この場合、双方向サイリスタ２５のＯＮ期間内で最初に受信した制御信号が自己の暖房機３に対するものである場合には、その制御信号に含まれる運転制御指令データに応じて、マイコン３８は直ちに、暖房機３の運転を開始させる。また、双方向サイリスタ２５のＯＮ期間内で最初に受信した制御信号が自己の暖房機３に対するものでない場合には、双方向サイリスタ２５の継続的な閉成状態の維持を開始した後に、自己の暖房機３に対応する制御信号をマイコン３８が通信回路３９を介して受信した時点で、暖房機３の運転が開始される。
【００５２】
なお、運転を再開した暖房機３のマイコン３８は、その運転を再開したときには、その旨を示すデータを通信回路３９を介して集中制御装置２に送信する。そして、集中制御装置２は、そのデータを受信すると、以後に送信する各制御信号において、その運転を再開した暖房機３に対応する待機可否フラグを、前記省電力待機状態を許可するデータに戻す。
【００５３】
以上のように、本実施形態の集中制御空調システム１によれば、各暖房機３の運転停止中の大部分の期間（前記ＯＮ期間を除く期間）は、交流電源２３の電力を使用しないので、集中制御空調システム１の電力消費を節減できる。そして、このように電力消費を節減しつつ、集中制御装置２の指令に応じて所要のタイミングもしくはそれにほぼ近いタイミングで各暖房機３の運転を行うことができる。
【００５４】
ところで、本実施形態では、蓄電器として補助電源コンデンサ４０，４１，７４を使用しているため、各暖房機３の出荷後の初期状態では、これらの補助電源コンデンサ４０，４１，７４は、一般には自然放電等によって蓄電電力が不足した状態となっている。また、停電時には、マイコン３８が周期的に双方向サイリスタ２５を開成させることで、補助電源コンデンサ４０，４１の蓄電電力が失われてしまう。そして、このように補助電源コンデンサ４０，４１の蓄電電力が不足した状態では、双方向サイリスタ２５の閉成によって交流電源２３の交流電力を受電することが可能な状態になっても、マイコン３８の制御動作や双方向サイリスタ２５の閉成を行うことができない。そこで、本実施形態では、前記ラッチングリレー７１を備えている。以下に、このラッチングリレー７１に関する作動を図８を参照しつつ説明する。
【００５５】
ラッチングリレー７０は、暖房機３の出荷後の初期状態では、接点スイッチ７１が閉成状態とされている。このため、暖房機３を交流電源２３に接続したとき（図８の初回電源投入時刻ｔ０）、双方向サイリスタ２５の開閉に関係なく、該交流電源２３からトランス２４の二次コイル２４ｂ側の各回路に電力が供給される。その結果、各補助電源コンデンサ４０，４１，７４が直流電源生成回路３７側から交流電源２３の電力によって充電されると共に、マイコン３８は、サイリスタ駆動回路４４およびリレー駆動回路７５それぞれ介して双方向サイリスタ２５およびラッチングリレー７０の接点スイッチ７１の開閉を行い得る状態となる。そして、初回電源投入時刻ｔ０から各補助電源コンデンサ４０，４１，７４を充電するのに必要な所定時間が経過すると（図８の時刻ｔ１）、マイコン３８はリレー駆動回路７５を介してセット側コイル７２にパルス通電させ、これによりラッチングリレー７０の接点スイッチ７１を開成させ、以後は、後述する停電状態を除いて接点スイッチ７１の開成状態を維持する。上記時刻ｔ１での接点スイッチ７１の開成駆動後、暖房機３は前記双方向サイリスタ２５を所定の周期で開成させる前記省電力待機状態となる（図８の時刻ｔ２）。該省電力待機状態でのラッチングリレー７０の接点スイッチ７１は、自己保持機能によって電力を消費することなく開成状態に維持されるので、暖房機３の前述した電力消費の節減が確保される。
【００５６】
次に、前記省電力待機状態での前記ＯＮ期間では、マイコン３８は、前述の通り集中制御装置２からの制御信号の受信を行なう他、前記ダイオード７７および一対の分圧抵抗７８，７９からなる回路により直流電源電圧生成回路３７の第２給電部５１の直流電源電圧Ｖｄｄ３を監視する。このとき、該直流電源電圧Ｖｄｄ３がほぼ「０」であるときには、マイコン３８は交流電源２３からの電力供給を受けることができない停電状態であると判断する（図８の停電判断時刻ｔ３）。ここで、停電状態は、交流電源２３の元電力の発電設備もしくは送電設備の不調により交流電源２３に交流電力が供給されない状態、あるいは、暖房機３と交流電源２３の接続を切り離した状態である。そして、この停電状態であると判断した場合には、マイコン３８は、今回のＯＮ期間の終了時に、リレー駆動回路７５を介してリセット側コイル７３にパルス通電させ、これによりラッチングリレー７０の接点スイッチ７１を閉成させる。このとき、リレー駆動回路７５は、補助電源コンデンサ７４の充電電力を使用して、リセット側コイル７３に通電させる。このように接点スイッチ７１を閉成させることで、停電が終了したときには、直ちに交流電源２３からトランス２４の二次コイル２４ｂ側の各回路に電力が供給されることとなる。このとき、マイコン３８は、前記初回電源投入時刻ｔ０の場合と同様に、ラッチングリレー７０の接点スイッチ７１を開成させた後、省電力待機状態となる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、ラッチングリレー７０を備えることで、補助電源コンデンサ４０，４１，７４が充電不足となっている状態でも、停電の解除等により交流電源２３から電力を受電し得る状態になると、マイコン３８は、支障なく双方向サイリスタ２５やラッチングリレー７０の接点スイッチ７１の開閉を行うことができる。
【００５８】
なお、以上説明した集中制御空調システム１では、各暖房機３の運転停止中におけるマイコン３８やサイリスタ駆動回路４４、ラッチングリレー７０用のリレー駆動回路７５の電源としての蓄電器として補助電源コンデンサ４０，４１，７４を使用したが、Ｎｉ−Ｃｄ電池等の充電可能な二次電池を使用してもよい。そして、このように二次電池を使用した場合には、前記ラッチングリレー７０を省略するようにしてもよい。また、前記実施形態では、空調機として暖房機３を備えたものを示したが、冷房機、あるいは暖房および冷房運転の両者が可能な冷暖房機であってもよい。また、前記実施形態では、補助電源コンデンサ４０，４１，７４の蓄電電力が失われている場合に、双方向サイリスタ２５を開成せずともそれらのコンデンサ４０，４１，７４の充電を行い得るようにラッチングリレー７０を備えたが、これに代えて、手動操作により閉成する操作スイッチを双方向サイリスタ２５と並列に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の集中制御空調システムの全体構成を示す図。
【図２】図１のシステムの集中制御装置の要部構成を示すブロック図。
【図３】図２の集中制御システムが送信する制御信号のデータ構造を示す図。
【図４】図１のシステムの空調機の構成を模式的に示す図。
【図５】図１のシステムの空調機に備えた電子回路ユニットの構成を示す回路図。
【図６】図１のシステムの空調機におけるスイッチ素子（双方向サイリスタ）の開閉形態を示すタイミングチャート。
【図７】図１のシステムの集中制御装置が送信する制御信号と空調機におけるスイッチ素子（双方向サイリスタ）の開閉との関係を示すタイミングチャート。
【図８】図１のシステムの空調機に備えた自己保持型リレースイッチ（ラッチングリレー）に係わる作動を説明するめためのタイミングチャート。
【符号の説明】
１…集中制御空調システム、２…集中制御装置、３…空調機、２３…交流電源、２５…双方向サイリスタ（スイッチ素子）、３８…運転制御回路（マイクロコンピュータ）、３９…通信回路、４０，４１，７４…補助電源コンデンサ（蓄電器）、７０…ラッチングリレー（自己保持型リレースイッチ）。
【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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【図７】
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【図８】
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