(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの交流を直流に変換する変換手段と、この変換手段からの直流を交流に変換するインバータ手段と、これら変換手段及びインバータ手段を制御する室外制御回路と、この室外制御回路及び室内機に電力を供給する室外制御電源を備える室外機及び室内機のファンモータを制御する室内制御回路と、前記室内機は前記室外制御電源より電力を受電し、前記室内制御回路に電力を供給する室内制御電源を備える空気調和機において、
前記商用電源から前記室外制御電源に電力を供給する経路における室外制御電源スイッチと、
前記室外制御回路に室外マイコンを有する回路及び室内機に電力を供給し、空気調和機の通常運転時には前記室外制御電源スイッチをオンにし、待機時には、前記室外制御電源スイッチをオフにして室外制御電源への電力の供給を停止するとともに、前記室外マイコンを有する回路及び室内機に電力を供給する補助電源とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記補助電源から室内機へ待機時に供給する電圧は、通常運転時に室外制御電源から供給する電圧よりも低電圧にすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室内制御電源の出力電圧を待機時には通常運転時より低電圧にすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
前記室外制御回路の室外マイコンを待機時に通常運転時とは異なる運転モードである低消費電力モードで運転することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項５】
前記室内機の熱交換ファンモータへの電力の供給を待機時に停止する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項６】
前記室内機と室外機との通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停止するための通信リレーを室外機に備え、前記通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停止する前記通信リレーへの供給電力を待機時に通常運転時より低電力にする手段を備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項７】
前記通信リレーにＭＯＳリレーを使用することを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
【請求項８】
前記通信リレーにラッチリレーを使用することを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、待機電力供給システムを用いる空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内機及び室外機の制御回路と、その制御回路に電力を供給する制御電源及び待機電力の低減手段を、本願出願人は、特願平１０−２６７７００号で、本願出願人が提案している。
ここでは、室内機及び室外機の制御回路に供給する電力を室外機の制御電源のみで行っている。
【０００３】
空気調和機の主な制御対象としては、冷凍サイクルを構成する圧縮機及び電動膨張弁等の各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等がある。圧縮機を除いた制御対象には、室外機の制御電源によって直流電力を供給している。一方、圧縮機には、別に圧縮機駆動用に商用電源を整流、平滑化して直流電力を供給している。
【０００４】
圧縮機駆動用に商用電源を整流、平滑化して直流電力を供給する経路にスイッチを接続し、圧縮機のオフ時には、このスイッチをオフにすることにより圧縮機への電力供給を停止している。また、圧縮機を除く冷凍サイクルを構成する電動膨張弁等の各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等の制御対象には、圧縮機への電力供給を停止している場合でも、常に室外機の制御電源から直流電力を室内機及び室外機の制御回路に供給している。この理由は、制御電源の入力段にある整流回路を介して商用電源を直接入力しているため、圧縮機への電力供給を停止している場合でも、常に室外機の制御電源から直流電力が室内機及び室外機の制御回路に供給されることによる。
【０００５】
室内機及び室外機の制御回路には通信回路が含まれるが、通常、運転時にはリモコンによって運転モード及び設定温度等に見合った制御を室内機及び室外機に対して行う必要があるり、このために室内機及び室外機へ通信を行うものであるが、待機時にはその必要性は全くない。そこで、通信を停止することにより通信回路の消費電力を低減することで、空気調和機の待機電力を低減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の回路及び待機電力の低減手段においても、圧縮機停止の軽負荷時において、すなわち待機時において不必要な電力を消費することに対し配慮されていない。
【０００７】
その理由を述べると、圧縮機が停止した場合、冷凍サイクルの熱交換が行われないため、空気調和機内の冷凍サイクルを構成する電動膨張弁等の各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等は、駆動するが全く必要がない。
【０００８】
したがって、圧縮機停止時には、これら各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等を制御する室外機及び室内機の制御回路への電力供給は不要である。室内機及び室外機の制御回路における通信回路についても同様である。室内機及び室外機の制御回路への電力供給は室外機の制御電源を用いているが、制御電源の入力段にある整流回路を介して商用電源を直接入力しているため、圧縮機の駆動電源をオフにしている場合でも、常に室外機の制御電源によって直流電力が室内機及び室外機の制御回路に供給されており、室外機の制御電源及びその負荷により不必要な電力を消費している。
【０００９】
また、一般的に室外機の制御電源は、通常、負荷時に最も効率がよくなるように設計されるため、各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等が停止した場合などの軽負荷時には効率は低下する。これらが、待機時に不必要な電力を消費している主な理由である。
【００１０】
空気調和機では、運転を停止している場合には、運転を開始するためのリモコン信号を検出する回路のみを通電させておけばよいが、実際には室外制御電源から運転停止時に不必要な回路にまで電力が供給されている。
【００１１】
このため、リモコン信号を検出する回路のみに電力を供給するには、室内機に商用電源から直流電力を発生する制御電源が必要となるので、室内回路への高電圧印加、高電圧用部品の実装等、安全上の問題が新たに発生し、従来の回路、つまり室内で受電した商用電源を室外に伝送して室外機で低圧直流化し、室内機に供給する回路で待機電力を低減する空気調和機が必要とされていた。
【００１２】
本発明の目的は、圧縮機が停止し待機時における制御電源の負荷が小さくなった場合において、必要最小限の電力供給を行うようにして待機電力を低減する空気調和機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、商用電源からの交流を直流に変換する変換手段と、この変換手段からの直流を交流に変換するインバータ手段と、これら変換手段及びインバータ手段を制御する室外制御回路と、この室外制御回路及び室内機に電力を供給する室外制御電源を備える室外機及び室内機のファンモータを制御する室内制御回路と、前記室内機は前記室外制御電源より電力を受電し、前記室内制御回路に電力を供給する室内制御電源を備える空気調和機において、前記商用電源から前記室外制御電源に電力を供給する経路における室外制御電源スイッチと、前記室外制御回路に室外マイコンを有する回路及び室内機に電力を供給し、空気調和機の通常運転時には前記室外制御電源スイッチをオンにし、待機時には、前記室外制御電源スイッチをオフにして室外制御電源への電力の供給を停止するとともに、前記室外マイコンを有する回路及び室内機に電力を供給する補助電源とを備えるものである。
【００１４】
また、より好ましくは、前記補助電源から室内機へ待機時に供給する電圧は、通常運転時に室外制御電源から供給する電圧よりも低電圧にするものである。
【００１５】
また、より好ましくは、前記室内制御電源の出力電圧を待機時には通常運転時より低電圧にするものである。
【００１６】
また、より好ましくは、前記室外制御回路の室外マイコンを待機時に通常運転時とは異なる運転モードである低消費電力モードで運転するものである。
【００１７】
また、より好ましくは、前記室内機の熱交換ファンモータへの電力の供給を待機時に停止する手段を備えるものである。
【００１８】
また、より好ましくは、前記室内機と室外機との通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停止するための通信リレーを室外機に備え、前記通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停止する前記通信リレーへの供給電力を待機時に通常運転時より低電力にする手段を備えるものである。
【００１９】
さらにまた、より好ましくは、前記通信リレーにＭＯＳリレーを使用するものである。
【００２０】
さらにまた、より好ましくは、前記通信リレーにラッチリレーを使用するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例に係る空気調和機の回路図である。
図１において、１は商用電源、２は室内制御回路、３は室内マイコン、４は定電圧レギュレータ、５は室内制御電源、６は室内機と室外機の通信を制御する通信回路、７は室内ファンモータの制御電源スイッチ、８は風向板駆動用ファンモータ、９は二方弁、１０は室内ファンモータである。
【００２２】
１１は室内機、１２は室内制御電源の出力電圧の切替信号、１３は室内ファンモータの制御電源スイッチのオン／オフ信号、１４は商用電源から圧縮機への電力供給をオン／オフをするパワーリレー、１５は整流用のダイオードブリッジ、１６は力率改善及びインバータに印加する直流電圧を昇降圧するアクティブコンバータ回路、１７はインバータ入力電力用平滑コンデンサ、１８はインバータ回路、１９は圧縮機、２０は整流用のダイオードブリッジである。
【００２３】
２１は室外制御電源のスイッチ、２２は室外制御電源の入力電力用平滑コンデンサ、２３は室外制御電源、２４は電動膨張弁、２５は室外ファンモータ、２６は通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停止する通信リレー、２７は室内機と室外機の通信兼電力伝送線、２８は補助電源の入力電力用平滑コンデンサ、２９は補助電源、３０は定電圧レギュレータである。３１は室内機と室外機の通信を制御する通信回路、３２は室外制御回路、３３は室外マイコン、３４は室外機、３５は室外制御電源のスイッチのオン／オフ信号、３６は通信リレーのオン／オフ信号、３７は通信リレーのオン時の電力供給を低減する信号である。
【００２４】
上記構成において、通常運転から待機運転に移行する場合について説明する。リモコン（図示せず）による停止命令を受け、圧縮機１９は商用電源１からの電力供給を停止され、パワーリレー１４をオフにする。この時、パワーリレー１４は、オフ状態を保持するよう室外マイコン３３から信号を受ける。同時に、商用電源１からインバータ入力電力用平滑コンデンサ１７への電力供給も停止されるため、インバータ入力電力用平滑コンデンサ１７の充電電圧が放電して減少を始める。インバータ入力電力用平滑コンデンサ１７の充電電圧は室外マイコン３３により監視され（図示しない信号線により監視）、その電圧が所定値（実施例では、１０Ｖ）になった時、商用電源１から室外制御電源２３への電力供給を停止するために、室外マイコン３３から制御信号３５が出力され室外制御電源スイッチ２１をオフにするとともに、室外制御電源スイッチ２１のオフ状態を保持するため、室外マイコン３３から制御信号３５が出力される。
【００２５】
図２は、室外制御電源スイッチ２１の制御回路図で。
２１Ａはフォトカプラ、２１Ｂ、２１Ｃはトランジスタである。室外制御電源スイッチ２１をオン／オフにするには、室外制御電源スイッチ２１に用いるリレーのコイル部へ電力を供給もしくは停止すればよく、トランジスタ２１Ｃがこのために設けられている。次ぎに、トランジスタ２１Ｃをオン／オフにするため、室外マイコン３３よりＨＩもしくはＬＯＷの制御信号３５を出力するが、室外マイコン３３と室外制御電源スイッチ２１との電源電位が異なるため、フォトカプラ２１Ａを用いてそれぞれを絶縁し制御を行っている。したがって、フォトカプラ２１Ａの一次側にあるトランジスタ２１ＢにＨＩもしくはＬＯＷの制御信号３５を与えることで室外制御電源スイッチ２１をオン／オフにすることができる。上記動作によって、室外制御電源２３に接続した負荷の消費電力が０になる。室外制御電源２３をオフにすることで、室内機１１には補助電源２９から電力の供給が行われる。この時、通常時に室外制御電源２３から室内機１１に出力する電圧（実施例では３５Ｖ）よりも低い電圧（実施例では１２Ｖ）を、補助電源２９から室内機１１に供給して室内機１１の消費電力を低減している。
【００２６】
また、通信リレー２６に供給する電力は、室外マイコン３３からの制御信号３６をオフ、制御信号３５をオンにすることで通常時より低減される（実施例では通常時電力の５０％）。
上記のように制御することで、通信リレー２６の消費電力を低減できる。
【００２７】
図３は、通信リレー２６の供給電力を低減するための回路図である。
２６Ａ、２６Ｂはトランジスタ、２６Ｃは抵抗である。通信リレー２６への供給電力を低減するには、通信リレー２６のコイル部に供給する電力を低減すればよい。そのため、抵抗２６Ｃによって通信リレー２６のコイル部に流す電流を低減する。ここで、通信リレー２６のコイル部に流す電力を低減できるのは、通信リレー２６の接点を保持した後である。したがって、通信リレー２６をオンにする時は、トランジスタ２６Ａに通信リレー２６のオン／オフ信号３６をＨＩとして与え、通信リレー２６が保持状態になっている待機時にトランジスタ２６Ａをオンにしトランジスタ２６Ｂをオフにするため、通信リレー２６のオン時の電力供給の低減信号３７をＨＩに、また、通信リレー２６のオン／オフ信号３６をＬＯＷにしてそれぞれ与える。このようにして、通信リレー２６への供給電力を低減している。
また、通信リレー２６にＭＯＳリレーまたはラッチリレーを使用することによっても同様の効果を得ることができる。
さらに、室外マイコン３３で消費する電力をＣＰＵの動作を停止する低消費電力モードにすることで通常運転時より低減できる。
【００２８】
次に、待機運転動作に移ったことを室外マイコン３３が室内機１１の室内マイコン３と確認し合い、室内制御電源５から室内制御回路２へ供給する電圧を通常時に出力する電圧（実施例では１２Ｖ）よりも低く（実施例では７Ｖ）するために、室内マイコン３から室内制御電源５へ制御信号１２を出力する。
【００２９】
図４は、室内制御電源５の出力電圧の制御回路図で、出力電圧を切り替える場合について説明する。
Ｒ１、Ｒ２は抵抗、５Ａはトランジスタである。室内制御電源５の出力電圧は１＋Ｒ１／Ｒ２により設定される。したがって、抵抗Ｒ２の抵抗値を変えることによって室内制御電源５の出力電圧を切り替えることができる。ここでは、トランジスタ５Ａに室内制御電源５の出力電圧の切替信号を与えることで抵抗Ｒ２の抵抗値を変え、出力電圧を切り替えている。つまり、通常時には、室内制御電源５の出力電圧の切替信号をＬＯＷとし抵抗Ｒ２の抵抗値を小さくして出力電圧を高くし、待機時には、室内制御電源５の出力電圧の切替信号をＨＩとして抵抗Ｒ２の抵抗値を大きくし出力電圧を低くすることで室内制御回路の消費電力を低減している。
【００３０】
また、室内ファンモータ１０への電力供給を室内マイコン３からの制御信号１３によって制御電源スイッチ７をオフにして停止するとともに、室内ファンモータ１０の制御電源スイッチ７のオフ状態を保持するように室内マイコン３が制御する。
【００３１】
図５は、室内ファンモータ１０の制御電源スイッチ７の駆動回路図である。
【００３２】
７Ａはトランジスタである。室内ファンモータ１０への電力供給をオフにするには、室内ファンモータ１０の制御電源の経路を遮断すればよい。そのため、その経路にトランジスタ７Ａを設ける。このトランジスタ７Ａをオン／オフにするため、室内ファンモータ１０の制御電源スイッチ７のオン／オフ信号をＨＩ、ＬＯＷとして与えることで制御する。
上記動作により、空気調和機の通常運転から待機運転へ移行され、この動作を、図６の▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼に示す。
上記により、待機時の電力を低減することができる。
【００３３】
次に、待機運転から通常運転に移行する場合について説明する。
リモコンからの通常運転の命令を受け、室内制御電源５から室内制御回路２へ供給する電圧を待機時に出力する電圧（実施例では７Ｖ）から通常時に出力する電圧（実施例では１２Ｖ）にするために、室内マイコン３より制御信号１２を室内制御電源５へ出力する。さらに、室内マイコン３は室外マイコン３３へ電力伝送兼信号線２７を介して通信を再開する。室外マイコン３３はその信号を受けて低消費電力モードから通常運転モードに復帰し、ＣＰＵが動作を再開する。
【００３４】
室内機１１及び室外機３４の通信が正常に行われることを室内マイコン３と室外マイコン３３との間で確認し合い、商用電源１から室外制御電源２３への電力供給を再開するため、室外制御電源スイッチ２１をオンにするための制御信号３５が室外マイコン３３から出力されるとともに、室外制御電源スイッチ２１のオン状態を保持するために、室外マイコン３３から制御信号３５が出力される。この制御信号３５の出力により、補助電源２９よりも高い出力電圧（実施例では３５Ｖ）が室外制御電源２３から室内機１１へ供給される。
【００３５】
さらに、通信リレー２６に定格電力（実施例では待機時に供給する電力比２００％）を供給するため、室外マイコン３３から出力される制御信号３６をオン、制御信号３７をオフにする。
【００３６】
次に、商用電源１からの電力供給を再開し圧縮機１９を通常運転にするため、室外マイコン３３から信号が出力されてパワーリレー１４をオンにするとともに、パワーリレー１４のオン状態を保持するために室外マイコン３３が信号を出力する。
以上の動作により、空気調和機の待機運転から通常運転へ移行され、この動作を、図６の▲６▼、▲７▼、▲８▼、▲９▼、(10)に示す。
【００３７】
上記動作の繰り返しによって、空気調和機の待機運転時の省電力化が図れる。本実施例によれば、待機時に補助電源から室内機へ供給する電圧を、通常運転時に室外制御電源から供給する電圧よりも低くし、また、室内制御電源の出力電圧を通常運転時よりも低くし、さらに、室内機の熱交換及び風向板駆動用のファンモータへの電力の供給を待機時に停止することによって、室内機の消費電力が低減され、空気調和機の消費電力をすることが低減できる。
【００３８】
また、本実施例によれば、室外制御回路に含まれる室外マイコンを、待機時に通常運転時とは異なる運転モードすなわち低消費電力モードで運転し、また、待機時に室外制御電源をオフにすることによって室外制御電源に接続した負荷の消費電力をゼロにすることで室外機の消費電力が低減され、空気調和機の消費電力を低減することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、商用電源から室外制御電源に電力を供給する経路にスイッチを備え、待機時と通常運転時の状態に応じて、スイッチをオフもしくはオンにすることにより室外制御電源に商用電源からの電力供給を停止し、さらに室外制御電源から電力供給を停止した室内機には補助電源により電力を供給することにより、空気調和機の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る空気調和機の回路図である。
【図２】図１に示す実施例における室外制御電源スイッチの制御回路図である。
【図３】図１に示す実施例における通信リレーの供給電力の低減回路である。
【図４】図１に示す実施例における室内制御電源の出力電圧の制御回路図である。
【図５】図１に示す実施例における室内ファンモータの制御電源スイッチの駆動回路図である。
【図６】図１に示す実施例の動作推移図である。
【符号の説明】
１…商用電源
２…室内制御回路
３…室内マイコン
４…定電圧レギュレータ
５…室内制御電源
６…室内機と室外機の通信を制御する通信回路
７…室内ファンモータの制御電源スイッチ
８…風向板駆動用ファンモータ
９…二方弁
１０…室内ファンモータ
１１…室内機
１２…室内制御電源の出力電圧の切替信号
１３…室内ファンモータの制御電源スイッチのオン／オフ信号
１４…商用電源から圧縮機への電力供給をオン／オフするパワーリレー
１５…整流用のダイオードブリッジ
１６…力率改善及びインバータに印加する直流電圧を昇降圧するアクティブコン
バータ回路
１７…インバータ入力電力用平滑コンデンサ
１８…インバータ回路
１９…圧縮機
２０…整流用のダイオードブリッジ
２１…室外制御電源のスイッチ
２２…室外制御電源の入力電力用平滑コンデンサ
２３…室外制御電源
２４…電動膨張弁
２５…室外ファンモータ
２６…通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を停
止する通信リレー
２７…室内機と室外機の通信兼電力伝送線
２８…補助電源の入力電力用平滑コンデンサ
２９…補助電源
３０…定電圧レギュレータ
３１…室内機と室外機の通信を制御する通信回路
３２…室外制御回路
３３…室外マイコン
３４…室外機
３５…室外制御電源のスイッチのオン／オフ信号
３６…通信リレーのオン／オフ信号
３７…通信リレーのオン時の電力供給を低減する信号
【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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