(57)【要約】【課題】回生電圧からコンデンサを保護し、かつ、冷媒制御の問題を生じない形で回生電力を有効利用する。【解決手段】この空気調和機は、室外機１００のファン１５，１６及びこれを駆動するファン駆動回路１３，１４と、圧縮機１０及びこれを駆動する圧縮機駆動回路９と、ファン駆動回路１３，１４及び圧縮機駆動回路９に直流電圧を供給する共通の２本の電源供給線路４と、２本の電源供給線路４の線間に設けられたコンデンサ５と、２本の電源供給線路４の線間電圧を検出する電圧検出部６，７と、圧縮機１０が運転停止している状態において、電圧検出部６，７が検出する回生電圧が所定値を超えたとき、冷媒移動を伴わない発熱運転により、回生電力を消費させる制御部８と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機（１００）のファン（１５，１６）と、
前記ファン（１５，１６）を駆動するファン駆動回路（１３，１４）と、
圧縮機（１０）と、
前記圧縮機（１０）を駆動する圧縮機駆動回路（９）と、
前記ファン駆動回路（１３，１４）及び前記圧縮機駆動回路（９）に直流電圧を供給する共通の２本の電源供給線路（４）と、
前記２本の電源供給線路（４）の線間に設けられたコンデンサ（５）と、
前記２本の電源供給線路（４）の線間電圧を検出する電圧検出部（６，７）と、
前記圧縮機（１０）が運転停止している状態において、前記電圧検出部（６，７）が検出する回生電圧が所定値を超えたとき、冷媒移動を伴わない発熱運転により、回生電力を消費させる制御部（８）と、
を備えている空気調和機。
【請求項２】
前記発熱運転とは、前記圧縮機（１０）の予熱運転である請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記予熱運転は、前記圧縮機（１０）の欠相運転又は誘導加熱運転である請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記予熱運転は、クランクケースヒータ（１１）への通電である請求項２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関し、特に、圧縮機が運転停止していて、室外のファンが強風によって回転するときの回生電圧への対応に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機におけるファンは、圧縮機の運転停止中に、台風などの外部からの強風により回転させられる場合がある。このような場合、回路基板の電源ラインに、回生電圧が現れる。この回生電圧により、例えば平滑用のコンデンサの両端に、耐電圧を超える電圧が一時的に印加される場合がある。しかし、コンデンサは、表示されている耐電圧を少し超えても実力として耐え得る場合が多いので、実際には、コンデンサが壊れる事態を招くことは極めてまれである。
【０００３】
一方、上記のような回生電圧が生じた場合に、回生電力で圧縮機を運転することにより、回生電力を消費し、回生電圧の上昇を抑制する制御方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３７６７号公報（段落[００２０]）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コンデンサの実力頼み、ということでは製品の信頼性を高める上で好ましくない。また、特許文献１のように、回生電力で圧縮機が運転されると、例えば、圧縮機を停止させた状態で、レシーバに冷媒を回収させる運転を行っている際に、レシーバに冷媒が回収され終わる前に回生電圧が生じることで圧縮機が起動する場合がある。この場合、液冷媒が圧縮機に入ってきて、圧縮機の故障を招く場合がある。すなわち、強風を受けて生じた回生電力で不用意に圧縮機を運転するのは、冷媒制御上の問題を生じる場合がある。
かかる従来に問題点に鑑み、本発明は、回生電圧からコンデンサを保護し、かつ、冷媒制御の問題を生じない形で回生電力を有効利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の空気調和機は、室外機のファンと、前記ファンを駆動するファン駆動回路と、圧縮機と、前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動回路と、前記ファン駆動回路及び前記圧縮機駆動回路に直流電圧を供給する共通の２本の電源供給線路と、前記２本の電源供給線路の線間に設けられたコンデンサと、前記２本の電源供給線路の線間電圧を検出する電圧検出部と、前記圧縮機が運転停止している状態において、前記電圧検出部が検出する回生電圧が所定値を超えたとき、冷媒移動を伴わない発熱運転により、回生電力を消費させる制御部と、を備えている。
【０００７】
上記のような空気調和機では、圧縮機が運転停止している状態において、例えば台風などの強風によりファンが回転（正転・逆転いずれでも）したとき、回生電圧が電源供給線路に現れ、コンデンサの両端に印加される。この回生電圧が所定値を超えると、制御部は、冷媒移動を伴わない発熱運転により、回生電力を有効利用して消費させる。その結果、回生電圧の上昇は抑制され、コンデンサの耐圧を超えない。従って、コンデンサの耐圧を特に高くしなくても、コンデンサを回生電圧から保護することができる。また、耐圧を特に高くしなくてもよいことにより、比較的耐圧の低い、低コストなコンデンサの使用が可能となる。なお、コンデンサは、平滑用の大容量コンデンサ（電解コンデンサ）の場合と、主としてローパスフィルタ用や回生電圧吸収用の小容量コンデンサ（セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ等）の場合とがあるが、いずれの場合も、回生電圧から保護され、高い耐圧も不要となる。
【０００８】
（２）また、（１）の空気調和機において、前記発熱運転とは例えば、前記圧縮機の予熱運転である。
この場合、圧縮機の予熱により、油と溶け合っている冷媒を分離することができる。すなわち、コンデンサの保護のみならず、回生電力を有効利用することができる。
【０００９】
（３）また、（２）の空気調和機において例えば、前記予熱運転は、前記圧縮機の欠相運転又は誘導加熱運転である。
この場合、圧縮機のモータ巻線をヒータ代わりに利用して、回生電力を有効活用することができる。
【００１０】
（４）また、（２）の空気調和機において、前記予熱運転は、クランクケースヒータへの通電であってもよい。
この場合、クランクケース内に溜まっている油と溶け合っている冷媒を効率よく分離することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回生電圧からコンデンサを保護し、かつ、冷媒制御の問題を生じない形で回生電力を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】空気調和機の室外機における電気回路の一例を示す回路図である。
【図２】圧縮機が運転停止している状態で、ファンに強風が吹き付けた場合の回生電圧の発生を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《回路構成》
図１は、空気調和機の室外機１００における電気回路の一例を示す回路図である。
図において、交流電源１の交流電圧は、ダイオードブリッジ２で全波整流される。全波整流された出力電圧は、リアクトル３を介して、２本の線路４ｐ，４ｎで構成される電源供給線路４に供給される。２本の線路４ｐ，４ｎ間にはコンデンサ５が接続されている。また、２本の線路４ｐ，４ｎ間には抵抗６，７の直列体が接続され、接続点で抵抗分圧された電圧が制御部８に送られる。抵抗６，７は制御部８とともに、電圧検出部を構成している。なお、電圧検出部としての抵抗６，７は、電圧センサに置き換えることも可能である。
【００１４】
ダイオードブリッジ２の出力電圧（脈流）は、リアクトル３及びコンデンサ５（例えば電解コンデンサ）により、平滑化される。但し、コンデンサ５を小容量にして、ほとんど平滑化を行わず、圧縮機駆動回路９及びファン駆動回路１３，１４で所望の交流波形に変換して出力する制御方式もある。この制御方式でのコンデンサ（例えば、セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ等）は、主としてローパスフィルタ用や回生電圧吸収用となる。
【００１５】
電源供給線路４の２本の線路４ｐ，４ｎ間には、インバータ回路を含む圧縮機駆動回路９が接続されている。圧縮機１０は、圧縮機駆動回路９により、駆動される。圧縮機１０にはクランクケースヒータ１１が設けられ、スイッチ１２を閉路することにより、２本の線路４ｐ，４ｎ間の電圧を印加してクランクケースヒータ１１を発熱させることができる。
【００１６】
また、２本の線路４ｐ，４ｎ間には、一対のファン駆動回路１３，１４がそれぞれ並列に接続されている。室外機１００のファン１５は、ファン駆動回路１３により駆動される。また、室外機１００のファン１６は、ファン駆動回路１４により駆動される。なお、ここでは、２個のファン１５，１６を示したが、数量は一例に過ぎず、１個の場合もある。
制御部８は例えばマイクロコンピュータを含むものであり、圧縮機駆動回路９、ファン駆動回路１３，１３及びスイッチ１２を制御することができる。また、２本の線路４ｐ，４ｎ間の電圧を常に監視している。
【００１７】
《圧縮機の運転中》
圧縮機１０の運転中は、ファン１５，１６も回転駆動されている。仮に、ファン１５，１６に対して順風（追い風）となる強風が吹き抜けて回生電力が生じても、生じた回生電力は圧縮機１０の運転に使用される。
【００１８】
《圧縮機の運転停止時》
次に、圧縮機１０が運転停止し、ファン１５，１６も停止している状態を考える。但し、この場合も、交流電源１は活きており、電源供給線路４には所定の直流電圧が印加されている。いわば、空調運転のオン・スタンバイの状態である。
図２は、圧縮機１０が運転停止している状態で、ファン１５，１６に強風が吹き付けた場合の回生電圧の発生を示す回路図である。
【００１９】
ファン１５，１６が外部からの風により回転させられると、回生電圧が生じ、図の太線で示すように、電源供給線路４の２本の線路４ｐ，４ｎ間に通常の直流電圧より高い電圧が印加される場合がある。通常起こり得る直流電圧の上限値又はそれより若干高い値を所定値（閾値）として設定し、これを超える電圧を検出した制御部８は、以下のようにして、回生電力を消費させる。
【００２０】
冷媒制御の問題を起こさずに、回生電力を消費させるには、冷媒移動を伴わない発熱運転が好適である。
そこで、制御部８は、以下の発熱運転のいずれか１つ以上を実行する。
【００２１】
（ａ）欠相運転による予熱運転
制御部８は、圧縮機駆動回路９を制御して、圧縮機１０を欠相運転させる。すなわち、圧縮機１０内の３相のモータ巻線のうち、２相に電流を流して、回転トルクを生じさせず、回生電力による電流のみを流す。これにより、回生電力は消費される。その結果、回生電圧の上昇は抑制され、コンデンサ５の耐圧を超えない。また、モータ巻線がヒータ代わりとなって圧縮機１０は予熱され、油と溶け合っている冷媒を分離することができる。すなわち、コンデンサ５の保護のみならず、回生電力を有効利用することができる。
【００２２】
（ｂ）誘導加熱による予熱運転
制御部８は、圧縮機駆動回路９を制御して、圧縮機１０内の３相のモータ巻線のうち、２相に高周波の電流を流して、回転トルクを生じさせず、回生電力による電流のみを流す。これにより、回生電力は消費される。その結果、回生電圧の上昇は抑制され、コンデンサ５の耐圧を超えない。また、誘導加熱によりモータ巻線をヒータ代わりに熱し、圧縮機１０を予熱することができる。従って、油と溶け合っている冷媒を分離することができる。すなわち、コンデンサ５の保護のみならず、回生電力を有効利用することができる。
【００２３】
（ｃ）クランクケースヒータによる予熱運転
制御部８は、スイッチ１２を閉路して、クランクケースヒータ１１に、回生電力による電流を流す。これにより、回生電力は消費される。その結果、回生電圧の上昇は抑制され、コンデンサ５の耐圧を超えない。また、クランクケースヒータ１１の発熱により、圧縮機１０を予熱することができる。従って、クランクケース内に溜まっている油と溶け合っている冷媒を分離することができる。すなわち、コンデンサ５の保護のみならず、回生電力を有効利用することができる。
【００２４】
（ｄ）まとめ
上記のような空気調和機では、圧縮機１０が運転停止している状態において、台風などの強風によりファンが回転（正転・逆転いずれでも）したとき、回生電圧が電源供給線路４に現れ、コンデンサ５の両端に印加される。この回生電圧が所定値を超えると、制御部８は、冷媒移動を伴わない発熱運転により、回生電力を消費させる。その結果、回生電圧の上昇は抑制され、コンデンサ５の耐圧を超えない。従って、コンデンサ５の耐圧を特に高くしなくても、コンデンサ５を回生電圧から保護することができる。また、耐圧を特に高くしなくてもよいことにより、比較的耐圧の低い、低コストなコンデンサの使用が可能となる。なお、前述のように、コンデンサは、平滑用の大容量コンデンサの場合と、主として回生電圧吸収用の小容量コンデンサの場合とがあるが、いずれの場合も、回生電圧から保護され、高い耐圧も不要となる。
【００２５】
《その他》
なお、上記実施形態のような発熱運転による回生電圧の消費は、商用電源としての交流電源１が供給されていない状態でも行うことは可能であるが、好ましくない場合がある。  例えば、室外機に商用電源が供給されていない状態でも、風でファンが回転すると、回生電圧からスイッチング電源回路を介して制御電圧を得た制御部８が動作することは可能である。しかし、回生電圧は安定して得られるものではないので、風が無くなれば回生電圧は失われる。このとき、制御部８がエラーコードを発生する場合があり、かかる場合には、不要な点検を要する不便を生じることになる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、室外機のファンが２個の空気調和機について説明したが、ファンの個数は前述のように限定されない。また、室外機のファンの向き（上吹き、横吹き等）も限定されない。
【符号の説明】
【００２７】
１：交流電源、２：ダイオードブリッジ、３：リアクトル、４：電源供給線路、４ｐ，４ｎ：線路、５：コンデンサ、６，７：抵抗、８：制御部、９：圧縮機駆動回路、１０：圧縮機、１１：クランクケースヒータ、１２：スイッチ、１３，１４：ファン駆動回路、１５，１６：ファン、１００：室外機
【図１】
2017009212.tif 000003
【図２】
2017009212.tif 000004