(57)【要約】【課題】運転停止時に、状況確認のため室外機に常時通電を行いつつ待機電力の低減を図る。【解決手段】ＡＣラインの片側に第１のスイッチ手段１２ともう一方のＡＣラインに第２のスイッチ手段１３を挿入し、第１、第２のスイッチ手段の前のＡＣラインに第１の電源回路１６と第１、第２のスイッチ手段の後ろに第２の電源回路１９を備え、圧縮機２２等を駆動しない時には第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３を遮断し、第１の電源回路１６のみ駆動することで常時制御部２０のみ動作させることができるので、待機電力を低減することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ入力ラインの両側に各々のＡＣラインをＯＮ・ＯＦＦする第１及び第２のスイッチ手段と、前記第２のスイッチ手段と並列に接続した電流制限素子と、前記第１及び第２のスイッチ手段の前段のＡＣラインに接続した第１の電源回路と、前記第１及び第２のスイッチ手段の後段のＡＣラインに接続した第２の電源回路と、前記第１の電源回路から電源供給される制御部とを有するヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【請求項２】
冷媒の圧力の状態によりＯＮ・ＯＦＦを行なう圧力スイッチと、前記圧力スイッチの信号をマイクロコンピュータに入力すると共に前記マイクロコンピュータを経由しない回路で第２のスイッチ手段を遮断できるように接続した第２のスイッチ遮断手段を備え、冷媒の圧力が所定値以上に大きくなり前記圧力スイッチがＯＦＦ状態になったことを前記マイクロコンピュータにて検知した場合にはいったん第１及び第２のスイッチ手段を共にＯＦＦした後、所定時間後に前記第１及び第２のスイッチをＯＮして前記圧力スイッチの状態を再確認することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【請求項３】
第１の電源回路と第２の電源回路を第１のダイオードを介して接続し、前記第２の電源回路が動作していないときには、前記第１の電源回路より電流を供給することを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【請求項４】
第１のスイッチ手段をＯＮした後、第２のスイッチ手段をＯＮするタイミングをある一定時間の差を持たせることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【請求項５】
第１および第２のスイッチ手段をＯＮした後の一定期間は、制御部が各種エラー信号を受け付けないことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【請求項６】
第２の電源回路から第２のダイオードを介して制御部へ電源を供給する構成としたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートポンプ式給湯機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の制御装置は室内機にスイッチ手段を有し、不要な時は室外機への通電をＯＦＦすることで待機電力を削減していた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された従来の制御装置を示すものである。図７に示すようにＡＣ電源１を室内機２に供給し、スイッチ手段３を室内機制御部４でＯＮ、ＯＦＦして内外接続線５を介して室外機６にＡＣ電源を供給する。室外機６では制御部７で室外機温度センサー９からの信号で室外機温度を検知し、また、圧縮機８等の制御を行なっていた。待機電力を削減するため、不要な時には室内機２のスイッチ手段３をＯＦＦし、室外機６へのＡＣ電源供給を遮断していた。また、定期的に室内機２のスイッチ手段３をＯＮして、室外機６から室外機温度情報を入手し、室外機温度が低い場合にはスイッチ手段３をＯＮしたまま圧縮機８の予熱を行なっていた。
【特許文献１】特開２０００−１９３３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の空気調和機の制御装置構成をヒートポンプ式給湯機に使用しようとすると、圧縮機を予熱したり、室外機側の状況を確認する以外の時間は室内機側より室外機側への電源の供給を停止しているため、室外機側の状況を常時確認することができない。また室外機側の状況を常時確認する為に室外機側に常時電源を供給すると室外機側の電源の全てが駆動してしまう為に室外機側での無駄な消費電力を増やしてしまうことになるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、室内機側と室外機側の常時通電を行ないつつ室外機側の制御部以外の電源は、圧縮機運転時以外は動作させずに待機時の消費電力を低減することができるヒートポンプ式給湯機の制御装置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】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式給湯機の制御装置は、ＡＣ入力ラインの両側に各々のＡＣラインをＯＮ・ＯＦＦする第１及び第２のスイッチ手段と、前記第２のスイッチ手段と並列に接続した電流制限素子と、前記第１及び第２のスイッチ手段の前段のＡＣラインに接続した第１の電源回路と、前記第１及び第２のスイッチ手段の後段のＡＣラインに接続した第２の電源回路と、前記第１の電源回路から電源供給される制御部とを有する制御装置としたものである。
【０００７】
これによって圧縮機が運転していない状態のときは、第１、第２のスイッチ手段を遮断することで第２の電源回路の動作を停止することができる為、制御部のみ駆動して、通信しつづけることが出来る。これによって待機時の消費電力を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
これによって本発明のヒートポンプ式給湯機の制御装置は、常時制御部のみ駆動し、制御部以外の電源を駆動しないので、圧縮機を運転していない待機時の消費電力を大幅に低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明はＡＣ入力ラインの両側に各々のＡＣラインをＯＮ・ＯＦＦする第１及び第２のスイッチ手段と、前記第２のスイッチ手段と並列に接続した電流制限素子と、前記第１及び第２のスイッチ手段の前段のＡＣラインに接続した第１の電源回路と、前記第１及び第２のスイッチ手段の後段のＡＣラインに接続した第２の電源回路と、前記第１の電源回路から電源供給される制御部とを有する制御装置とすることにより、制御部を常時駆動しながら、ＡＣラインに挿入されている第１、第２のスイッチ手段を両方とも遮断する。これにより第１の電源回路を制御部を駆動する為だけの必要最低限に小型化でき、圧縮機を運転していないときには制御部のみ通電して常時通信できるので待機時の消費電力を削減することが出来る。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明で、冷媒の圧力の状態によりＯＮ・ＯＦＦを行なう圧力スイッチと、前記圧力スイッチの信号をマイクロコンピュータに入力すると共に前記マイクロコンピュータを経由しない回路で第２のスイッチ手段を遮断できるように接続した第２のスイッチ遮断手段を備え、冷媒の圧力が所定値以上に大きくなり前記圧力スイッチがＯＦＦ状態になったことを前記マイクロコンピュータにて検知した場合にはいったん第１及び第２のスイッチ手段を共にＯＦＦした後、所定時間後に前記第１及び第２のスイッチをＯＮして前記圧力スイッチの状態を再確認する制御装置とすることにより、マイクロコンピュータが万一暴走した場合でも確実に第２のスイッチ手段を遮断できるので、安全に回路を停止することが出来る。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明で、第１の電源回路と第２の電源回路を第１のダイオードを介して接続し、前記第２の電源回路が動作していないときには、前記第１の電源回路より電流を供給することにより、第１、第２のスイッチ手段のうち少なくともどちらか一方が遮断された状態でも、各種アクチュエータに必要最低限の電圧を印加することができるので、正規に印加されるべき電圧が印加されないときに、ある電圧以上の電圧を印加することになり、アクチュエータの破壊を防止することが出来る。
【００１２】
第４の発明は第１の発明で、、第１のスイッチ手段をＯＮした後、第２のスイッチ手段をＯＮするタイミングをある一定時間の差を持たせることにより、第１のスイッチ手段をＯＮした後、第２の電源回路が確実に起動して出力が安定した状態で第２のスイッチ手段をＯＮすることができ、第２の電源回路に接続された各負荷（図示せず）の動作を安定させることが出来る。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明で、第１および第２のスイッチ手段をＯＮした後の一定期間は、制御部が各種エラー信号を受け付けなくすることにより、制御部が各種アクチュエータのエラー信号を受け付けることをＡＣラインに挿入されている第１、第２の両方のスイッチ手段がＯＮ状態になってから一定時間経過するまでは禁止することにより、ＡＣラインに挿入される第１、第２のスイッチ手段のどちらか一方がＯＦＦ状態、もしくは両方のスイッチ手段がＯＦＦ状態のときにエラーの誤検知を防止することが出来る。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明で、第２の電源回路から第２のダイオードを介して制御部へ電源を供給する構成とすることにより、修理等による制御装置への通電停止時に第１の電源回路と第２の電源回路に残留する電荷を制御部の動作電力で消費でき、電解コンデンサ等の放電回路を不要とすることが出来る。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図1は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置のなかのヒートポンプ制御装置の回路図を示すものである。ヒートポンプ式給湯機の貯湯タンク側については図面への記載を省略する。
【００１７】
図1において、ＡＣ電源１１と、ＡＣラインに挿入された第１のスイッチ手段１２と、もう一方のＡＣラインに挿入された第２のスイッチ手段１３と、第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３の前のＡＣラインに接続されている整流用のダイオードブリッジ１４と、平滑用の電解コンデンサ１５と、ダイオードブリッジ１４と電解コンデンサ１５により変換されたＤＣ電圧を各種の低電圧に変換する第１の電源回路１６と、第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３の後ろのＡＣラインに接続されている整流用のダイオードブリッジ１７と、平滑用の電解コンデンサ１８と、ダイオードブリッジ１７と電解コンデンサ１８により変換されたＤＣ電圧を各種の低電圧に変換する第２の電源回路１９と、電子制御装置を制御する制御部２０と、第１の電源回路１６により作られた電圧から制御部２０用の電圧に変換するレギュレータ２１と、冷媒を圧縮しヒートポンプ動作を行う圧縮機２２と、圧縮機２２を駆動するインバータ部２３と、第２のスイッチ手段１３と並列に接続されている電流制限素子２４（以下ＰＴＣサーミスタ）から構成されている。
【００１８】
ここで共通電圧接続ライン（例えばレギュレータ２１の出力と制御部２０の電源）は上向き矢印の上に共通記号を記入して表記している。（以下の図でも同じ）
以上のように構成されたヒートポンプ式給湯機の制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
まず、ＡＣ電源１１が立ち上がるとダイオードブリッジ１４と電解コンデンサ１５によりＡＣ電圧がＤＣ電圧に変換され、第１の電源回路１６が立ち上がり動作を開始する。第１の電源回路１６は各種必要な低圧のＤＣ電圧に変換され、そのうちの一つの電圧がレギュレータ２１に入力され、制御部２０が立ち上がり動作を開始する。これにより貯湯タンクの制御部とヒートポンプの制御部２０は通信が可能になりヒートポンプの様々な情報を貯湯タンクに送信することが出来る。
【００２０】
ところで貯湯式の電気給湯機は安価な深夜電力を使用して大量のお湯を沸き上げるが、深夜になり圧縮機２２を駆動してお湯を沸かすときには、安価な深夜電力の適応時刻になると貯湯タンクの制御部より沸き上げ指示がヒートポンプの制御部２０にくる。それによりヒートポンプの制御部２０が第１のスイッチ手段１２のＯＮ指示を出すことにより、ＡＣラインの第１のスイッチ手段１２側は導通し、もう一方のＡＣラインは突入電流防止用のＰＴＣサーミスタ２４を介して導通しているため、ダイオードブリッジ１７、電解コンデンサ１８によりＡＣ電圧がＤＣ電圧に変換され、第２の電源回路１９が立ち上がり動作を開始する。その後第２の電源回路１９が十分立ち上がった後に第２のスイッチ手段１３をＯＮすることで圧縮機２２駆動の準備が整い、制御部２０の信号によりインバータ部２３を動作させ、圧縮機２２を駆動する。これによりお湯を沸き上げることが可能となる。
【００２１】
沸き上げ動作としては、深夜電力を活用する為、昼間にはヒートポンプ側への通電の必要はないが、水配管の凍結防止等の為に、ヒートポンプ側の情報を常時送信する必要がある。本実施の形態においては、夜間の深夜電力を使いお湯を沸かし上げたら第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３の両方のスイッチを遮断する。それにより運転していないときには第１の電源回路１６のみを駆動することで常時通信を行いつつ、圧縮機２２の運転を停止しているときの消費電力の低減をすることが出来る。また第１の電源回路１６は制御部２０の電源を供給するだけの必要最低限の小出力電源で構成でき、効率を向上することができる。
【００２２】
また図５は本発明の実施の形態１から４におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置に共通の動作タイミング図であり、１番上が図１の回路図の第１のスイッチ手段１２のＯＮタイミングで、上から２番目が第２のスイッチ手段１３のＯＮタイミング、上から３番目が電解コンデンサ１８に充電された電圧、１番下が第２の電源回路１９の出力（＝第２のスイッチ手段１３の電源）を示している。
【００２３】
図５を用いて、以下にその動作、作用を説明する。
【００２４】
本発明を用いずに、圧縮機２２運転時に第２の電源回路１９を駆動するために第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３を同時にＯＮした場合には、第２の電源回路１９が動作していなく、第２のスイッチ手段１３の電源が立ち上がっていない為に、第２のスイッチ手段１３がＯＮできない。その状態で電解コンデンサ１８が充電され、第２の電源回路１９が動作を開始して第２のスイッチ手段１３の電源が立ち上がると、第２のスイッチ手段１３がＯＮする。しかし、このような状態で第２のスイッチ手段１３がＯＮすると電解コンデンサ１８の電圧がまだ安定しないで、さらに充電されている途中であるので、第２のスイッチ手段１３がＯＮした瞬間に流れる突入電流が非常に大きいものになってしまう。以上の課題を解決する為に本発明では、図４に示すように第１のスイッチ手段１２をＯＮしてから第２の電源回路１９が確実に起動して、電解コンデンサ１８の電圧が充分充電されてから第２のスイッチ手段１３をＯＮすることで、制御部２０が第２のスイッチ手段１３をＯＮしているのに実際には第２のスイッチ手段１３がＯＮしていないという状態を防ぎ、また第２のスイッチ手段１３がＯＮした瞬間に流れる突入電流を抑制することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図で、図１の回路図に給湯機に使われている冷媒の状態の圧力によってＯＮ・ＯＦＦすることを目的とした圧力スイッチ４１と圧縮機等、ヒートポンプの各部を制御するマイクロコンピュータ２０ａとマイクロコンピュータ２０ａを介さない第２のスイッチ遮断手段４２を追加したものである。図２において、図１と同じ構成要素については図１と同じ符号を用い説明を省略する。
【００２６】
以上のように構成された給湯機の電気回路について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
ヒートポンプがお湯を沸き上げ中には、冷媒の圧力を測定して不安全な状態にまで冷媒の圧力が上がらないように監視しておく必要がある。通常、例えば空気調和機の場合であると冷媒であるフロンの圧力は冷媒の通っている配管の温度を計測することによってある程度圧力を推定することが出来るが、圧力を温度より計測することが困難な冷媒の場合には冷媒の圧力を直接測定する必要がある。特に冷媒が二酸化炭素の場合には冷媒の圧力が温度から推定できない上に冷媒の特徴で圧力を非常に高圧にして運転しなくてはならない。そのため、何らかの異常により冷媒の圧力が異常に上がってしまったときには圧縮機２２を停止しなくてはならない。そのため冷媒の圧力を測定する圧力スイッチ４１の出力をマイクロコンピュータ２０ａと第２のスイッチ遮断手段４２に接続する。これにより冷媒が高圧になったときには第２のスイッチ遮断手段４２により第２のスイッチ１３を遮断し、また、マイクロコンピュータ２０ａにも送信して、第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３を遮断する。
【００２８】
それによりマイクロコンピュータ２０ａが万一暴走状態になり圧縮機２２を運転し続けていても第２のスイッチ遮断手段４２によってハード的に第２のスイッチ手段１３を遮断することでＰＴＣサーミスタ２４が発熱して圧縮機２２を停止することができるので、圧
縮機２２が運転し続けて冷媒の圧力が上昇して不安全な状態になることを防止することが出来る。
【００２９】
また、マイクロコンピュータ２０ａが第１のスイッチ手段１２および第２のスイッチ手段１３をＯＦＦした後、所定時間経過後に再度第１のスイッチ手段１２および第２のスイッチ手段１３をＯＮして圧力スイッチ４１の状態を再確認し、圧力スイッチ４１がＯＦＦ状態であれば異常を確定している。
【００３０】
これによりマイクロコンピュータ２０ａでＯＦＦしないと第２のスイッチ遮断手段４２で第２の電源回路１９がＯＦＦされ、圧力スイッチ４１の電源（１３Ｖ）もＯＦＦするため、圧力が低くなってもマイクロコンピュータ２０ａは圧力が高いと誤認識してしまうことを防止している。回路抵抗を流れる電流のため、圧力スイッチ４１の電流は大きく、第２の電源回路１９より電源を供給することで待機電力を低減することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図で、図１の回路図のインバータ部２３と第１の電源回路１６と第２の電源回路１９と制御部２０とレギュレータ２１の接続と、インバータ部２３のエラー信号出力ポートＦｏと制御部２０との接続、第１の電源回路１６と第２の電源回路１９の接続図を示している。図３において、インバータ部２３の異常時にＬｏ出力するエラー信号出力ポートＦｏを５Ｖ系にプルアップするための抵抗５１と、第２の電源回路１９が動作していなくて、第１の電源回路１６が動作している場合にのみインバータ部２３に給電するための第１のダイオード５２から構成されている。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３２】
以上のように構成された給湯機の電気回路について、以下その動作、作用を説明する。
【００３３】
実施の形態１で説明したように、圧縮機２２の停止している状態でも制御部２０は動作を継続しているため第１の電源回路１６が動作していて第２の電源回路１９が動作していない状態が発生する。しかしこの状態の場合であってもインバータ部２３のエラー信号出力ポートには抵抗５１を介して５Ｖが常に印加している状態になる。このような状態の場合ではインバータ部２３の電源にはある一定以上の電源電圧が印加されていないとインバータ部２３が破壊してしまう恐れがある。これを防止するために制御部２０を駆動している第１の電源回路１６よりある一定電圧以上の電圧を第１のダイオード５２を介して供給することで、通常圧縮機２２が動作してインバータ部２３が動作している場合には第２の電源回路１９より電源を供給し、運転を停止していて第２の電源回路１９が動作していないときには第１の電源回路１６よりある電圧以上の電源を供給することが可能となりインバータ部２３の保護をすることが可能となる。
【００３４】
また図６は本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置のエラー検知タイミング図であり、第１のスイッチ手段１２と第２のスイッチ手段１３のＯＮするタイミングと制御部２０が各アクチュエータのエラー信号を検知するタイミングを示している。圧縮機２２運転時に各アクチュエータのエラー信号を第２のスイッチング手段１３がＯＮするまで無視することにより、各アクチュエータが第２の電源回路１９が正常動作するまでに出力する制御電圧の低電圧保護のエラー信号を無視するため、運転モードに移行した際に各アクチュエータのエラー出力を誤検知して運転が停止するということを防止することが出来る。
【００３５】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図で、図
１の回路図の第１の電源回路１６とレギュレータ２１のあいだに、第２のダイオード６１を介して第２の電源回路１９を接続した構成になっている。図６において、図１と同じ構成要素については図１と同じ符号を用い説明を省略する。
【００３６】
以上のように構成されたヒートポンプ式給湯機の制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３７】
図４において、制御部２０への電源電圧は、第２の電源回路１９のレギュレータ２１への出力が、第１の電源回路１６のレギュレータ２１への出力電圧プラス第２のダイオード６１のＶf分より高いときに、第２の電源回路１９より電源が供給され、それ以外の時には第１の電源回路１６より供給される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては、第２のダイオード６１を介して第２の電源回路１９とレギュレータ２１を接続することにより、制御装置の修理等でＡＣ電源１１の供給を停止したときに、第１の電源回路１６と第２の電源回路１９に残留する電荷を制御部２０の動作電力によって消費することが出来るので電解コンデンサ１５や電解コンデンサ１８等の放電回路を不要とすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ式給湯機の制御装置は常時通電しても待機電力の大幅削減が可能となるので、常時通電の必要なマルチ式空気調和機等で室外機の状態を常時監視する必要がある機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図
【図２】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図
【図３】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図
【図４】本発明の実施の形態４におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置の回路図
【図５】本発明の実施の形態１から４におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置に共通の動作タイミング図
【図６】本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ式給湯機の制御装置のエラー検知タイミング図
【図７】従来の電源回路図
【符号の説明】
【００４１】
１１  ＡＣ電源
１２  第１のスイッチ手段
１３  第２のスイッチ手段
１６  第１の電源回路
１９  第２の電源回路
２０、３３  制御部
２４  電流制限素子
２０ａ  マイクロコンピュータ
４１  圧力スイッチ
４２  第２のスイッチ遮断手段
５２  第１のダイオード
６１  第２のダイオード
【図１】
2005114249.tif 000003
【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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