(57)【要約】【課題】適正な空調効率を実現し、快適性を損なうことなく、制御内容および制御装置の構成が簡素な空調機器制御装置を実現すること。【解決手段】空調機器１の室外機１０を外部より制御して空調機器の運転能力を切換え制御せしめる空調機器制御装置２であって、空調機器１の作動電流値を計測する電流計測手段２１と、空調される室内温度を計測する室内温度計測手段２２と、消費電力および計測された作動電流に基づいて空調機器の運転能力を想定して空調機器１の運転能力を切換え制御せしめる第１の制御手段２３と、計測した室内温度に基づいて運転能力を判断して空調機器１の運転能力を切換え制御せしめる第２の制御手段２４と、前記第１および第２の制御手段に基づいて制御信号を出力せしめる制御出力手段２５とを備え、第１の制御手段２３による運転能力切換え制御と第２の制御手段２４による切換え制御とを繰返し実行する。【選択図】        図１
2013072598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機器の室外機に設けられた空調能力調整用外部入力端子により空調機器の運転能力を切換え制御せしめる空調機器制御装置であって、
空調機器の作動電流値を計測する電流計測手段と、
空調機器の室内機により空調される室内温度を計測する室内温度計測手段と、
消費電力および計測された作動電流に基づいて空調機器の運転能力を想定して該想定に基づいて空調機器の運転能力を切換え制御せしめる第１の制御手段と、
計測された室内温度に基づいて運転能力を判断して該判断に基づいて空調機器の運転能力を切換え制御せしめる第２の制御手段と、
前記空調能力調整用外部入力端子と電気的に接続されて前記第１および第２の制御手段に基づいて制御信号を出力せしめる制御出力手段とを備え、
前記第１の制御手段による運転能力切換え制御と前記第２の制御手段による運転能力切換え制御とを繰り返し実行することを特徴とする空調機器制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調機器制御装置において、
前記第１の制御手段は、電力が供給される建物全体の消費電力の年間の最大デマンド値と最小デマンド値との差異により想定せしめた空調消費電力と、空調機器の定格能力とで第１の空調効率を想定するとともに、
計測した作動電流値と空調機器の定格電流値とで第２の空調効率を想定せしめ、
前記第１および第２の空調効率の平均値により空調機器の運転能力を想定せしめるように構成した空調機器制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空調機器制御装置において、
前記第２の制御手段は、室内設定温度と計測された室内温度とを対比して空調機器の運転能力を判断せしめるように構成した空調機器制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の空調機器制御装置において、
前記第１の制御手段により想定した運転能力に基く制御を、第２の制御手段により前記制御が適正であるか確認しつつ空調機器の運転能力を制御せしめるように構成した空調機器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調装置の室外機に設けられた空調能力調整用外部入力端子により空調機器の運転能力を切換え制御せしめる空調機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機器は、木造、コンクリート造などの建物の構造、建物の立地条件、空調する部屋の大きさなどを基準として、設置される空調機器の能力が決められる。一般には大きめの空調能力を有する空調機器が選択される。しかしながら同様な条件の建物、部屋であっても、建物、部屋ごとに空調効率に差異が生じ、ある建物、部屋では空調効率が良好で快適であるが、他の建物、部屋では空調効率が適正でなく使用者の快適性が損なわれる。また空調効率が適正でないと、過剰冷房や過剰暖房となって無駄な電力を消費するおそれがあり、経済性がよくない。
【０００３】
そこで空調機器にはその室外機に、空調能力を切換え可能な空調能力調整用外部入力端子が設けられ、これにより運転能力を例えば１００％、７５％，５０％などに切換え可能とされている。この種の空調能力調整用外部入力端子はコモン端子と複数の信号入力端子とを備え、運転能力の調整はコモン端子といずれかの信号入力端子とを短絡部品又は電線等を用いて短絡させることで運転力を切換えるようにしている。
空調能力調整用外部入力端子による運転能力の切換えは、一度、短絡部品又は電線等を用いて端子間を短絡させると、こまめに運転能力の切換え調整ができず、適正な空調効率を実現するのに充分とはいえない。
【０００４】
また従来の他の空調機器の制御として、電力のデマンド装置などの要求により空調機器を一時的に停止する制御や、使用者により設定された空調温度を強制的に変更する制御を行うことが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７９１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の制御の空調機器を一時的に停止する制御では制御時に一時的に快適性が損なわれ、空調温度を強制的に変更する制御では快適性が損なわれるうえ制御内容および制御装置の構成が複雑で装置事態が高価で普及していないといった問題があった。
そこで本発明は前記事情に鑑み、適正な空調効率を実現し、快適性を損なうことなく、制御内容および制御装置の構成が簡素な空調機器制御装置を実現することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、空調機器の室外機に設けられた空調能力調整用外部入力端子により空調機器の運転能力を切換え制御せしめる空調機器制御装置であって、
空調機器の作動電流値を計測する電流計測手段と、
空調機器の室内機により空調される室内温度を計測する室内温度計測手段と、
消費電力および計測された作動電流に基づいて空調機器の運転能力を想定して該想定に基づいて空調機器の運転能力を切換え制御せしめる第１の制御手段と、
計測された室内温度に基づいて運転能力を判断して該判断に基づいて空調機器の運転能力を切換え制御せしめる第２の制御手段と、
前記空調能力調整用外部入力端子と電気的に接続されて前記第１および第２の制御手段に基づいて制御信号を出力せしめる制御出力手段とを備え、
前記第１の制御手段による運転能力切換え制御と前記第２の制御手段による運転能力切換え制御とを繰り返し実行する（請求項１）。
第１の制御手段により消費電力および作動電流から空調機器の運転能力を想定し、該想定に基づいて空調能力を制御せしめるとともに、第２の制御手段により室内温から現状の運転能力を判断し、該判断に基づいて空調能力を制御せしめるようになしたので、２通りの制御により快適性を損なうことなく、適正な空調効率を実現することができる。また制御装置は作動電流と室内温を計測して空調能力の想定と判断を行うことができ、制御内容の簡素化および構成の簡素化を図ることができる。
【０００８】
前記第１の制御手段は、電力が供給される建物全体の消費電力の年間の最大デマンド値と最小デマンド値との差異により想定せしめた空調消費電力と、空調機器の定格能力とで第１の空調効率を想定するとともに、
計測した作動電流値と空調機器の定格電流値とで第２の空調効率を想定せしめ、
前記第１および第２の空調効率の平均値により空調機器の運転能力を想定せしめる（請求項２）。
空調消費電力と空調機器の定格能力とに基く第１の空調効率と、作動電流値と空調機器の定格電流値とに基づく第２の空調効率から好適に空調機器の運転能力を想定できる。
【０００９】
前記第２の制御手段は、室内設定温度と計測された室内温度とを対比して空調機器の運転能力を判断せしめる（請求項３）。
室内設定温度と計測した室内温度から好適に空調機器の運転能力を判断できる。
【００１０】
前記第１の制御手段により想定した運転能力に基く制御を、第２の制御手段により前記制御が適正であるか確認しつつ空調機器の運転能力を制御せしめる（請求項４）。
第１の制御手段による空調制御が適切であるか否か、第２の制御手段により確認しつつ、第１の制御手段による制御が適切であればそのままの状態として、適切でなければ補正制御を行うことができ、より精度の高い空調機器の運転能力制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る空調機器制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記空調機器制御装置で実行される適正運転能力想定処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】電力のデマンド値に関する説明図である。
【図４】作動電流と定格電流との関係を示す説明図である。
【図５】前記空調機器制御装置で実行される適正運転能力判断処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】室内の設定温度と各運転能力時における測定温度の関係を示す説明図である。
【図７】作動電流との運転能力切換え制御の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように、空調機器１はヒートポンプ式の機器であり、室外機１０と室内機１１とからなる。室外機１０には、外部からの制御により運転能力を切換えることが可能な空調能力調整用外部入力端子１２を備えている。空調能力調整用外部入力端子１２は、運転能力を７５％に制御する入力端子１２ａ、運転能力を５０％に制御する入力端子１２ｂおよびコモン端子１２ｃとからなる。そして入力端子１２ａとコモン端子１２ｃとを短絡部品又は電線等で短絡させることで運転能力が７５％に切換えられ、入力端子１２ｂとコモン端子１２ｃとを短絡させることで運転能力が５０％に切換えられる。尚、通常は各端子間１２ａ，１２ｂ，１２ｃは短絡されておらず１００％の能力で運転される。
【００１３】
本実施形態の空調機器制御装置２はマイコンを備え、マイコンが実行するプログラム処理に応じて空調機器１の運転能力切換え制御を行う。空調機器制御装置２には、前記室外機１０の電源供給ラインにおいて室外機１０の作動時の作動電流を計測する電流計測器（電流計測手段）２１、および前記室内機１１により空調される室内温度を計測する温度計（室内温度計測手段）２２が接続されている。
【００１４】
空調機器制御装置２は、消費電力および前記電流計測器２１で計測された作動電流に基づいて空調機器１の運転能力を想定して該能力に基づいて空調機器１の運転能力を切換え制御せしめる第１の制御手段２３を備える。また、前記温度計２２で計測された室内温度に基づいて運転能力を判断して該判断に基づいて空調機器１の運転能力を切換え制御せしめる第２の制御手段２４を備える。
【００１５】
更に、空調機器制御装置２は、前記空調能力調整用外部入力端子１２と電気的に接続されて前記第１および第２の制御手段２３，２４に基づいて制御信号を出力せしめる制御出力手段２５を備えている。制御出力手段２５は空調能力調整用外部入力端子１２の入力端子１２ａとコモン端子１２ｃとを短絡させる第１のスイッチ機構２５ａ、および入力端子１２ｂとコモン端子１２ｃとを短絡させる第２のスイッチ機構２５ｂを有する。
【００１６】
空調機器制御装置２により実行される制御を説明する。空調機器制御装置２は先ず、前記第１の制御手段２３により空調機器１の適正運転能力を想定する。
図２は第１の制御手段２３として実行される「適正運転能力想定処理」のフローチャートを示す。
【００１７】
この処理では、先ず、消費電力最大デマンド値を確認する（Ｓ１０）とともに、消費電力最小デマンド値を確認し（Ｓ１１）、これらから空調による消費電力の想定を行う（Ｓ１２）。
【００１８】
これらの処理の詳細を説明する。図３に示すように、電力会社から提出される月ごとの消費電力デマンド値の最大値と最小値を調べる。これらのデマンド値は空調を含む全ての消費電力の値を示すため、最も空調が稼動する時期（図例では７月）と最も空調を使わない時期（図例では１０，１１月）との差異により空調による消費電力を想定する（数式１）。この場合、空調による消費電力は１１０ｋｗと想定される。尚、最大デマンド値と最小デマンド値は使用者によって調べられ、空調機器制御装置２へ入力される。
(空調による消費電力)=(最大デマンド値)‐(最小デマンド値)・・・・数式１
【００１９】
図２のＳ１３において空調機器１の定格能力を確認し、続いて消費電力に基づく空調効率（第１の空調効率）を算出する（Ｓ１４）。この処理では後記（数式２）により空調効率を算出する。例えば、空調機器１の定格能力が１４０ｋｗであれば、空調による消費電力は１１０ｋｗであるため空調効率は７８％となる。空調機器１の定格能力は使用者によって調べられ、空調機器制御装置２へ入力される。
(消費電力に基づく空調効率)=(空調による消費電力)／(空調機器の定格能力)＊１００・・・・数式２
【００２０】
次にＳ１５の処理で空調機器１の定格電流値を確認し、続いて電流計測器２１により作動電流値(実測電流値)を確認し（Ｓ１６）、続いて電流値に基づく空調効率（第２の空調効率）を算出する（Ｓ１７）。この処理では後記（数式３）により空調効率を算出する。図４に示すように、作動電流は運転状態に応じて変動するので、所定の時間内（例えば１時間）の最大値（ｂ）とする。例えば、空調機器１の定格電流（ａ）が２０Ａであり、実測電流値（ｂ）が１２Ａであれば電流値に基づく空調効率は６０％となる。尚、空調機器１の定格電流は使用者によって調べられ、空調機器制御装置２へ入力される。
(電流値に基づく空調効率)=(空調機器の実測電流値)／(空調機器の定格電流値)＊１００・・・・数式３
【００２１】
そしてＳ１８の処理において、消費電力に基づく空調効率（第１の空調効率）および電流値に基づく空調効率（第２の空調効率）の平均値を算出して空調機器１の適正運転能力を想定する。この場合、第１の空調効率が７８％であり第２の空調効率が６０％であるので、適正運転能力は６９％と想定する。
【００２２】
続くＳ１９の処理では、想定した適正運転能力に基づいて制御出力手段２５により前記室外機１０の空調能力調整用外部入力端子１２に向けて制御出力を行い、空調機器１の運転能力切換え制御を行う。この場合、適正運転能力は６９％と想定しているので、これに近い７５％の能力で空調機器１が運転するように、第１のスイッチ機構２５ａを作動させて、空調能力調整用外部入力端子１２の入力端子１２ａとコモン端子１２ｃとを短絡させる。その後、リターンする。
【００２３】
図５に示す「適正運転能力判定処理」は第２の制御手段２４として前記「適正運転能力想定処理」に続いて実行されるプログラムである。先ず、室内の空調設定温度を確認する（Ｓ２０）とともに、室内の実測温度を確認し（Ｓ２１）、これらを対比する（Ｓ２２）。
【００２４】
図６に示すように、運転能力が７５％での冷房運転時、実測温度が設定温度に比べて低い場合は、過剰な冷房状態であり、適正な運転とはいえない。この場合、１００％では更に過剰な冷房となる。
そこで、図５のＳ２３の適正運転能力の判断処理において、７５％の運転能力では適正ではないと判断し、これよりも低い５０％の運転能力が適正であると判断して切換え制御を行う運転能力を決める。
【００２５】
続くＳ２４の処理では、決定した適正運転能力に基づいて制御出力手段２５により室外機１０の空調能力調整用外部入力端子１２に向けて制御出力を行い、空調機器１の運転能力切換え制御を行う。この場合、第１のスイッチ機構２５ａを非作動とする一方、第２のスイッチ機構２５ｂを作動させて、空調能力調整用外部入力端子１２の入力端子１２ｂとコモン端子１２ｃとを短絡させる。その後、リターンする。
図６に示すように、５０％の運転能力での実測温度がほぼ設定温度と同じであれば適正運転と判断する。
【００２６】
冷房での室内の設定温度と実測温度を対比する場合、実測温度が設定温度よりも高いときは運転能力が不足と判断して運転能力を高くする制御を行う。
暖房では、実測温度が設定温度よりも高いときは運転能力が過剰と判断して運転能力を低くする制御を行う一方、実測温度が設定温度よりも低いときは運転能力が不足と判断して運転能力を高くする制御を行う。
【００２７】
このように空調機器制御装置２は、前記「適正運転能力想定処理」と前記「適正運転能力判断処理」とを交互に繰返すことにより空調機器１の運転能力切換え制御を行う。例えば、作動電流を１時間計測して「適正運転能力想定処理」を実行し、次に室内温度を１時間測定して「適正運転能力判断処理」を実行し、これを繰り返すことが望ましい。
【００２８】
図７は運転能力の切換えにより空調機器１の作動電流の変化を示す一例であり、運転能力１００％の時は、最大作動電流が大きく、作動電流が大きいパワー運転と作動電流の小さいセーブ運転との差異が大きい上、両運転状態が頻繁に繰返されて経済的な運転がなされていない。
そこで空調機器制御装置２により、運転能力を７５％、５０％と切換えることで、最大作動電流を小さくしていくことができ、更にはパワー運転とセーブ運転との差異を小さくするとともに、両運転状態の頻度を少なくして、全体的に消費電力の低い経済的な運転を行うことができる。
本実施形態によれば、制御内容および制御装置の構成が簡素な空調機器制御装置２により空調機器１の能力を切換え制御することにより、快適性を損なうことなく、適正な空調効率を実現することができる。
【００２９】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは勿論である。例えば前記実施形態では「適正運転能力想定処理」と「適正運転能力判断処理」とを交互に繰返すように構成したが、これに限らず、空調機器の運転開始時に「適正運転能力想定処理」により適正運転能力を想定し、これにより空調機器の能力切換え制御を行い、その後は「適正運転能力判断処理」を繰り返して空調機器を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  空調機器
１０  室外機
１１  室内機
１２  空調能力調整用外部入力端子
２  空調機器制御装置
２１  電流計測手段
２２  室内温度計測手段
２３  第１の制御手段
２４  第２の制御手段
２５  制御出力手段
【図１】
2013072598.tif 000003
【図２】
2013072598.tif 000004
【図３】
2013072598.tif 000005
【図４】
2013072598.tif 000006
【図５】
2013072598.tif 000007
【図６】
2013072598.tif 000008
【図７】
2013072598.tif 000009