JP2002228228A - 冷凍サイクル装置およびその冷凍サイクル装置における蓄電池の放電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用交流電源側の電力需要、宅内電流のブレ
ーカ許容値、圧縮機の負荷変動などを考慮した適切な電
源管理が可能な信頼性にすぐれた冷凍サイクル装置およ
びその冷凍サイクル装置における蓄電池の放電制御方法
を提供する。 【解決手段】 蓄電池４４の放電電流を最大にして商用
交流電源２０からの入力を最小に押さえる強制放電処理
の機能を備えるとともに、商用交流電源２０からの入力
電流が設定値より大きくなった場合に、圧縮機１の運転
電流の不足分を補う放電を行う通常放電処理の機能を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄電池および商
用交流電源を電源として圧縮機を駆動するインバータ回
路を備えた冷凍サイクル装置およびその冷凍サイクル装
置における蓄電池の放電制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機に搭載される冷凍サイクル装
置の例として、蓄電池および商用交流電源を電源として
圧縮機を駆動するインバータ回路を備えたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような冷凍サイ
クル装置では、蓄電池および商用交流電源の使用に関
し、商用交流電源側の電力需要、宅内電流のブレーカ許
容値、圧縮機の負荷変動などを考慮した適切な管理が望
まれる。

【０００４】この発明は、上記の事情を考慮したもの
で、その目的は、商用交流電源側の電力需要、宅内電流
のブレーカ許容値、圧縮機の負荷変動などを考慮した適
切な電源管理が可能な信頼性にすぐれた冷凍サイクル装
置およびその冷凍サイクル装置における蓄電池の放電制
御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の冷
凍サイクル装置における蓄電池の放電制御方法は、蓄電
池の放電電流を最大にして商用交流電源からの入力を最
小に押さえる強制放電処理と、商用交流電源からの入力
電流が設定値より大きくなった場合に、圧縮機の運転電
流の不足分を補う放電を行う通常放電処理と、を備えて
いる。

【０００６】請求項２に係る発明の冷凍サイクル装置
は、蓄電池の放電電流を最大にして商用交流電源からの
入力を最小に押さえる強制放電処理を実行する制御手段
と、商用交流電源からの入力電流が設定値より大きくな
った場合に、圧縮機の運転電流の不足分を補う放電を行
う通常放電処理を実行する制御手段と、を備えている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０００８】図１に示すように、圧縮機１の吐出口に電
磁式の四方弁２を介して室外熱交換器３が接続され、そ
の室外熱交換器３に減圧器であるところの電動式膨脹弁
４を介して回転熱交換器５が接続される。そして、この
回転熱交換器５が電磁式の二方弁６および上記四方弁２
を介して圧縮機１の吸込口に接続される。

【０００９】すなわち、ヒートポンプ式冷凍サイクルが
構成されており、冷房運転時は四方弁２の非作動により
室外熱交換器３から回転熱交換器５の方向に冷媒が流れ
る冷房サイクルが形成され、室外熱交換器３が凝縮器、
回転熱交換器５が蒸発器として働く。暖房運転時は、四
方弁２の作動により回転熱交換器５から室外熱交換器３
の方向に冷媒が流れる暖房サイクルが形成され、回転熱
交換器５が凝縮器、室外熱交換器３が蒸発器として働
く。

【００１０】電動式膨脹弁４は、供給される駆動パルス
の数に応じて開度Ｑが連続的に変化するパルスモータバ
ルブであり、以下、ＰＭＶと略称する。

【００１１】回転熱交換器５は、熱交換器の機能とファ
ンの機能を合わせ持つもので、付属の熱交モータ５Ｍの
動作により回転して室内空気を取り込み、かつ送風し、
室内空気と冷媒の熱交換を行なう。具体的な構成につい
ては、後で説明する。

【００１２】圧縮機１の吐出口にバイパス７の一端が接
続され、そのバイパス７の他端が室外熱交換器３と電動
式膨脹弁４との間の配管に接続される。そして、バイパ
ス７に電磁式の二方弁８が設けられる。バイパス７は、
除霜用であり、暖房運転を継続しながら圧縮機１から吐
出される高温冷媒を室外熱交換器３に直接的に供給する
働きをする。

【００１３】室外熱交換器３の近傍に室外ファン９が設
けられる。この室外ファン９は、室外熱交換器３に対し
て外気を送る働きをする。

【００１４】室外熱交換器３に、室外熱交温度センサ１
１が取付けられる。この室外熱交温度センサ１１は、室
外熱交換器３の温度Ｔｃ_２を検知する。

【００１５】回転熱交換器５と二方弁６との間の配管
に、圧力センサ１２が取付けられる。圧力センサ１２
は、配管を通して回転熱交換器５内の圧力Ｐｏを検知す
る。

【００１６】圧縮機１の吸込側配管に、吸込冷媒温度セ
ンサ１３が取付けられる。この吸込冷媒温度センサ１３
は、圧縮機１に吸込まれる冷媒の温度Ｔｃ_０を検知す
る。

【００１７】回転熱交換器５の近傍に室内温度センサ１
４が設けられる。この室内温度センサ１４は、吸い込ま
れる室内空気の温度Ｔａを検知する。

【００１８】回転熱交換器５の近傍でかつ回転熱交換器
５の温度の影響を受けない位置に、吹出温度センサ１
５、ヒータ付温度センサ１６、熱交輻射温度センサ１７
が設けられる。

【００１９】吹出温度センサ１５は、回転熱交換器５で
熱交換された吹き出し空気の温度Ｔｏを検知する。

【００２０】ヒータ付温度センサ１６は、一定の発熱量
で動作するヒータと、このヒータの熱が加えられる板
（たとえばアルミニウム製）と、この板の温度Ｔｚを検
知するセンサからなり、板の温度Ｔｚが送風を受けてど
のように変化するかを捕らえるためのものである。

【００２１】熱交輻射温度センサ１７は、回転熱交換器
５から輻射される熱を受けることにより、その回転熱交
換器５の温度Ｔｃ_１を検知する。

【００２２】熱交モータ５Ｍの近傍に、モータ回転数セ
ンサ１８が設けられる。このモータ回転数センサ１８
は、熱交モータ５Ｍの回転数Ｎを検知する。

【００２３】回転熱交換器５によって形成される通風路
の吹出口に、シャッタ１９が設けられる。このシャッタ
１９は、吹出口の開口面積を可変し、これにより吹出風
速を調節するためのもので、モータ１９Ｍの動作により
開閉する。

【００２４】一方、商用１００Ｖ交流電源２０にブレー
カＢを介して宅内配線ＡＣＬが接続され、その宅内配線
ＡＣＬに室内制御器２１が接続される。この室内制御器
２１は、ワイヤレス式の操作器（ワイヤレスリモコン）
２２の操作や外部入力端子２１ａから入力されるデータ
などに基づき、後述する室外制御器２４と共に当該空気
調和機を制御する。

【００２５】宅内配線ＡＣＬに、電力ライン２３を介し
て室外制御器２４および充放電制御器２５が接続され
る。そして、これら室内制御器２１、室外制御器２４、
および充放電制御器２５が信号ライン２６によって相互
に接続される。

【００２６】また、宅内配線ＡＣＬに、メインスイッチ
２７および主電力ライン２８を介して整流回路２９が接
続される。メインスイッチ２７は、室内制御器２１の制
御指令に応動するたとえば電磁接触器の接点である。そ
して、主電力ライン２８に電流センサ３０が取付けられ
る。この電流センサ３０は、電流検出手段３１とともに
商用交流電源２０から整流回路２９への入力電流Ｉ（以
下、インバータ電流と称す）を検知する。この検知出力
は上記充放電制御器２５に送られる。なお、この整流回
路２９は倍電圧整流回路で構成され、交流１００Ｖの入
力を直流約２８０Ｖの出力に変換する。

【００２７】整流回路２９の出力端に平滑用のコンデン
サ３２が接続され、そのコンデンサ３２にスイッチング
回路３３が接続される。このスイッチング回路３３は、
室外制御器２４の指令に基づくインバータ制御回路３４
の動作により駆動され、入力直流電圧を所定周波数（お
よびレベル）の電圧に変換して出力する。この出力は、
圧縮機モータ１Ｍの駆動電力となる。

【００２８】すなわち、整流回路２９、コンデンサ３
２、およびスイッチング回路３３によってインバータ回
路が構成されており、そのインバータ回路の出力周波数
（以下、運転周波数と称す）Ｆが変化することにより圧
縮機モータ１Ｍの回転数、つまり圧縮機１の能力が変化
する。

【００２９】このインバータ回路におけるコンデンサ３
２の両端に、充電用トランジスタ３５のコレクタ・エミ
ッタ間と放電用トランジスタ３６のコレクタ・エミッタ
間との直列回路が接続され、両トランジスタ３５，３６
のベースが充電回路４１および放電回路４２に接続され
る。これら充電回路４１および放電回路４２は、充電制
御器２５からのオン，オフ指令に応じてトランジスタ３
５，３６をオン，オフ駆動する。

【００３０】充電用トランジスタ３５のコレクタ・エミ
ッタ間に放電用ダイオード３７、放電用トランジスタ３
６のコレクタ・エミッタ間に充電用ダイオード３８が接
続される。

【００３１】トランジスタ３６のコレクタ・エミッタ間
にリアクトル４３を介して電源電圧補助用の直流出力１
００Ｖの蓄電池４４が接続される。この蓄電池４４の両
端に蓄電池残量検出手段４５が接続され、その蓄電池残
量検出手段４５の出力が充放電制御器２５に送られる。

【００３２】トランジスタ３６のコレクタと蓄電池４４
との接続ラインに電流検出用のシャント抵抗４６が挿入
接続される。このシャント抵抗４６の両端に放電電流検
出手段４７が接続され、その放電電流検出手段４７の出
力が充放電制御器２５に送られる。

【００３３】充放電制御器２５は、室内制御器２１から
の指令、電流検出手段３１の出力、蓄電池残量検出手段
４５の出力、放電電流検出手段４７の出力などに基づい
てトランジスタ３５，３７をオン，オフし、蓄電池４４
の充電および放電を制御するものである。

【００３４】なお、室内側の機器および制御回路は室内
ユニットに搭載され、室外側の機器および制御回路は室
外ユニットに搭載される。

【００３５】宅内配線ＡＣＬには他の電気機器も適宜に
接続される。他の電気機器として、電力消費の大きな電
子レンジ４８やドライヤ４９の接続例を示している。

【００３６】そして、宅内配線ＡＣＬに電流センサ５０
が取付けられる。この電流センサ５０は、電流検出手段
５１とともに、宅内電流Ｉａを検知する。この検知出力
は上記室内制御器２１に送られる。

【００３７】ここで、室内制御器２１、室外制御器２
４、および充放電制御器２５の詳細について説明してお
く。

【００３８】まず、室内制御器２１は次の（１）〜（１
０）の構成を有しており、その具体例を図２に示す。

【００３９】（１）室内温度センサ１４で検知される室
内温度Ｔａとリモコン２２で設定される設定室内温度Ｔ
ｓとの差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｓ）、つまり空調負荷に応じ
て圧縮機１の運転周波数ｆを決定し、その旨の周波数指
令を発する運転周波数決定手段。

【００４０】（２）モータ回転数センサ１８で検知され
るモータ回転数Ｎを室外ユニットに送る熱交回転数送信
手段。

【００４１】（３）リモコン２２からの運転／停止指
令、モータ回転数Ｎ、および後述の冷風防止手段の出力
ｇに基づき、運転開始時の冷媒充填処理に際して熱交モ
ータ５Ｍの初期回転数Ｎsoを設定する初期熱交回転数設
定手段。

【００４２】（４）リモコン２２からの運転／停止指
令、初期回転数Ｎso、モータ回転数Ｎ、設定吹出温度Ｔ
os、吹出温度センサ１５で検知される吹出温度Ｔｏ、室
外ユニットから送られる冷媒充填終了信号に基づき、熱
交モータ５Ｍを制御する熱交回転数制御手段。

【００４３】（５）リモコン２２からの冷／暖指令およ
び運転／停止指令、吹出温度Ｔｏ、ヒータ付温度センサ
１６の検知温度Ｔｚに基づき、吹出口における吹出風速
Ｗを検出する吹出風速検出手段。

【００４４】（６）吹出風速Ｗ、設定吹出風速Ｗｓ、運
転／停止指令、冷風防止手段の出力ｇに基づき、吹出口
におけるシャッタ１９のモータ１９Ｍを駆動制御する吹
出風速制御手段。

【００４５】（７）冷／暖指令と、熱交輻射温度センサ
１７で検知される回転熱交温度（＝回転熱交換器５の温
度）Ｔｃ_１とに基づき、暖房開始時の冷風吹出しを防止
するべく信号ｇを出力する冷風防止手段。

【００４６】（８）回転熱交温度Ｔｃ_１を室外ユニット
に送る回転熱交温度送信手段。

【００４７】（９）充放電制御器２５からのメインスイ
ッチオン，オフ指令ｄに応じてメインスイッチ２７をオ
ン，オフ制御するメインスイッチ制御手段。

【００４８】（10）外部入力端子２１ａに入力される放
電指令、リモコン２２からの冷／暖指令および運転／停
止指令を室外ユニットに送る手段。

【００４９】一方、室外制御器２４は次の（１）〜（2
1）の構成を有しており、その具体例を図３に示す。

【００５０】（１）室内ユニットからの停止指令に基づ
き、運転を停止させるための停止信号を発する停止判別
手段。

【００５１】（２）上記停止信号、および後述する圧力
判別手段の出力信号ｊに基づき、二方弁６の開閉を制御
する弁制御手段。

【００５２】（３）室内ユニットからの暖房指令に基づ
き、暖房モードを判定する暖房判別手段。

【００５３】（４）上記停止信号、および暖房判別手段
の出力信号に応じて動作し、暖房運転終了時の冷媒回収
に際して、冷凍サイクルの高低圧力バランスのためのタ
イムカウントｔ_４を実行するタイマ手段。

【００５４】（５）冷／暖指令、およびタイマ手段の出
力信号に基づき、四方弁２の切換を制御する四方弁制御
手段。

【００５５】（６）暖房判別手段の出力信号、後述する
着霜検出手段の出力信号ｋ、後述する周波数固定手段お
よび電流制御手段のそれぞれ出力信号に基づき、室外フ
ァンモータ９Ｍの駆動を制御する室外ファン制御手段。

【００５６】（７）圧力センサ１２で検知される回転熱
交換器５内の圧力Ｐｏと設定圧力であるところの“１気
圧”とを比較する圧力判別手段。

【００５７】（８）圧力判別手段の出力信号、および停
止判別手段からの停止信号に基づき、運転周波数Ｆを冷
媒回収用の所定値に固定するための信号を出力する周波
数固定手段。

【００５８】（９）室内ユニットからの周波数指令、お
よび後述する比較手段の出力信号に基づき、インバータ
電流Ｉを抑制するための信号を出力する電流抑制手段。

【００５９】（10）室内ユニットからの放電指令がない
ときには設定電流値Ｉｓとして大きい方のＩｓ_０（たと
えば１９Ａ）を選択し、放電指令があるときには小さい
方のＩｓ_１（たとえば１９Ａ）を選択する設定電流値選
択手段。

【００６０】（11）インバータ電流Ｉと設定電流値Ｉｓ
とを比較する比較手段。

【００６１】（12）室内ユニットからの運転指令および
周波数指令に基づき、運転を実行させるための運転信号
を発する運転判別手段。

【００６２】（13）上記運転信号、冷／暖指令、吸込冷
媒温度センサ１３の検知温度（＝圧縮機１の吸込冷媒温
度）Ｔｃ_０、室外熱交温度センサ１１の検知温度（＝室
外熱交換器３の温度）Ｔｃ_２、および室内ユニットから
の回転熱交温度Ｔｃ_１に基づき、温度差の算出を行なう
温度差算出手段。この温度差は、蒸発器として働く熱交
換器での冷媒の過熱度に相当する。

【００６３】（14）運転中に上記温度差（＝過熱度）を
一定値に維持するべく、ＰＭＶ４の開度を決定するＰＭ
Ｖ開度決定手段。

【００６４】（15）上記停止信号およびタイマ手段（ｔ
_４）の出力信号に基づき、停止信号の発生から高低圧力
バランスに要するタイムカウントｔ_４の後にＰＭＶ４を
強制的に全閉させるための信号を出力するＰＭＶ強制全
閉手段。

【００６５】（16）ＰＭＶ開度決定手段の出力信号、冷
媒回収ＰＭＶ開度設定手段の出力信号、ＰＭＶ強制全閉
手段の出力信号、後述する冷媒充填ＰＭＶ開度設定手段
および除霜ＰＭＶ開度設定手段のそれぞれ出力信号に基
づき、ＰＭＶ４の開度Ｑを制御するＰＭＶ制御手段。

【００６６】（17）上記運転信号、室内ユニットから送
られるモータ回転数Ｎ、付属のタイマ手段のタイムカウ
ントｔ_３に基づき、ＰＭＶ４の冷媒充填用の開度Ｑを設
定する冷媒充填ＰＭＶ開度設定手段。

【００６７】（18）冷媒充填用の開度Ｑが設定開度Ｑｓ
に達したとき、冷媒充填終了信号を発してそれを室内ユ
ニットへ送る冷媒充填終了信号送信手段。

【００６８】（19）室外熱交温度センサ１１の検知温度
Ｔｃ_２に基づいて室外熱交換器３の着霜を検出し、その
検出結果を表わす信号ｋを出力する着霜検出手段。

【００６９】（20）出力信号ｋに基づいて二方弁８の開
閉を制御する除霜用弁制御手段。

【００７０】（21）出力信号ｋに基づいてＰＭＶ４の除
霜用の開度を設定する除霜ＰＭＶ開度設定手段。

【００７１】ところで、充放電制御器２５の構成は停止
中充電ブロック、運転中ブロック、放電ブロックに分か
れている。

【００７２】このうち停止中充電ブロックは次の（１）
〜（８）の構成よりなり、その具体例を図４に示す。

【００７３】（１）蓄電池残量検出手段４５で検出され
る電圧Ｖｅと設定電圧Ｖehとを比較する電圧比較手段。
設定電圧Ｖehは、満充電に相当する。

【００７４】（２）時計として働き、現在時刻ｔを把握
する時計手段。

【００７５】（３）深夜時間帯ｍ〜ｎを設定するための
深夜時間帯設定手段。

【００７６】（４）時計手段の出力信号、および深夜時
間帯設定手段の出力信号に基づき、放電時間帯を判別す
る放電時間帯判別手段。

【００７７】（５）放電時間帯判別手段の出力信号、電
圧比較手段の出力信号、後述する運転中充電ブロックか
らの停止信号、および室内ユニットから送られる放電指
令に基づき、充電が許可できる状態にあるかどうか判別
し、判別結果を表わす信号ｂを出力する充電許可手段。

【００７８】（６）時計手段の出力信号、および深夜時
間帯設定手段の出力信号に基づき、現在時刻ｔから深夜
時間帯終了までの残時間ｘを算出する残時間算出手段。

【００７９】（７）残時間ｘ、後述する放電ブロックか
らのメインスイッチオン，オフ指令ｄ、充電許可手段の
出力信号ｂ、および蓄電池残量検出手段４５で検出され
る蓄電池４４の電圧Ｖｅに基づき、充電用トランジスタ
３５のオン，オフデューティｚを決定する充電レベル決
定手段。

【００８０】（８）オン，オフデューティｚに対応する
オン，オフ信号を発する充電用Ｔｒオン，オフ手段。オ
ン，オフ信号は、充電用トランジスタ３５に対する駆動
信号となる。

【００８１】運転中充電ブロックは次の（１）〜（６）
の構成よりなり、その具体例を停止中充電ブロックと同
じ図４に示す。

【００８２】（１）蓄電池残量検出手段４５で検出され
る電圧Ｖｅと設定電圧Ｖehとを比較する電圧比較手段。
この電圧比較手段は、停止中充電ブロックの構成要素と
して兼用である。

【００８３】（２）室内ユニットからの運転／停止指令
に基づき、運転を停止させるための停止信号、および運
転を実行させるための運転信号（ｃ）をそれぞれ発する
運転／停止判別手段。

【００８４】（３）運転信号、室内ユニットから送られ
る放電指令、電圧比較手段の出力信号、停止中充電ブロ
ックにおける放電時間帯判別手段の出力信号ａに基づ
き、充電の許可または禁止を判定し、その判定結果を出
力する充電許可／禁止手段。

【００８５】（４）電流検出手段３１の出力信号（イン
バータ電流Ｉ）と、設定電流値Ｉｓ _０２（たとえば18.7
Ａ）とを比較する電流比較手段。

【００８６】（５）電流比較手段の出力信号、および充
電許可／禁止手段の出力信号に基づき、充電用トランジ
スタ３５のオン，オフデューティｚを決定するオン，オ
フデューティ決定手段。

【００８７】（６）オン，オフデューティｚに対応する
オン，オフ信号を発する充電用Ｔｒオン，オフ手段。こ
の充電用Ｔｒオン，オフ手段は、停止中充電ブロックの
構成要素として兼用である。

【００８８】放電ブロックは次の（１）〜（13）の構成
よりなる。具体例を図５に示す。

【００８９】（１）宅内電流検出手段５１で検出される
宅内電流Ｉａ、運転中充電ブロックから送られる運転信
号（ｃ）、室内ユニットから送られる放電指令、および
後述する第１電圧比較手段の出力信号に基づき、強制的
な放電を許可すべきかどうか判別する強制放電許可判別
手段。

【００９０】（２）蓄電池残量検出手段４５で検出され
る蓄電池４４の電圧Ｖｅと設定電圧Ｖelとを比較する第
１電圧比較手段。設定電圧Ｖelは、放電が可能な最低限
の電圧である放電下限電圧に相当する。

【００９１】（３）インバータ回路のコンデンサ３２に
生じる主回路電圧Ｖを検出する主回路電圧検出手段。

【００９２】（４）主回路電圧Ｖと放電制限用の設定電
圧Ｖｍとを比較する第２電圧比較手段。

【００９３】（５）強制放電許可判別手段の出力信号、
第２電圧比較手段の出力信号、付属のＴonタイマ手段お
よびＴoff タイマ手段の動作に基づき、放電用トランジ
スタ３６に対する強制放電用のオン，オフ信号を発する
強制放電用Ｔｒオン，オフ手段。

【００９４】（６）運転中充電ブロックからの運転信号
（ｃ）、室内ユニットから送られる放電指令、第１電圧
比較手段の出力信号、および後述する電流比較手段の出
力信号に基づき、運転立上り時の放電を許可する立上り
放電許可手段。

【００９５】（７）インバータ電流Ｉと設定電流値Ｉｓ
_０１（たとえば18.5Ａ）とを比較する電流比較手段。Ｉ
ｓ_０１は、運転開始時の立上がり（過負荷）判別用であ
り、蓄電池放電開始電流設定値であり、さらに放電電流
値算出の基準値である。

【００９６】（８）インバータ電流Ｉと設定電流値Ｉｓ
_０１との差を算出して求める電流差算出手段。

【００９７】（９）上記電流差に応じて放電電流値Ｉds
を設定する放電電流値設定手段。

【００９８】（10）立上り放電許可手段の出力信号、放
電電流値Ｉds、および放電電流検出手段４７で検出され
る放電電流Ｉdcに基づき、放電用トランジスタ３６に対
する立上り放電用のオン，オフ信号を発する立上り放電
用Ｔｒオン，オフ手段。

【００９９】（11）主回路電圧Ｖと突入電流防止処理用
の設定電圧Ｖｓとを比較する第３電圧比較手段。

【０１００】（12）第３電圧比較手段の出力信号に基づ
き、放電用トランジスタ３６に対する突入電流防止用の
オン，オフ信号を発する突入電流防止用放電手段。

【０１０１】（13）第３電圧比較手段の出力信号、運転
信号（ｃ）、停止中充電ブロックにおける充電許可手段
の出力信号ｂに基づき、メインスイッチ２７に対するメ
インスイッチオン，オフ指令ｄを発するメインスイッチ
制御手段。

【０１０２】つぎに、上記構成の作用を説明する。

【０１０３】まず、全体的な作用について説明してお
く。

【０１０４】冷房運転では、圧縮機１から吐出される冷
媒が四方弁２を通って室外熱交換器３に流れる。この室
外熱交換器３では、冷媒が凝縮する。

【０１０５】室外熱交換器３を経た冷媒は、ＰＭＶ４で
減圧され、回転熱交換器５に入る。室内ユニットＮ内の
回転熱交換器５においては、熱交モータ５Ｍによってセ
ンターパイプ１１３が回転駆動される。これと一体の端
板１１０ａ，１１０ｂと、ブレード１１８…およびフィ
ン１１９…が回転する。

【０１０６】回転熱交換器５は横流ファンと同一形状構
造であるから、被空調室内の空気を上部吸込口１０１ａ
および下部吸込口１０１ｂからユニット本体１００内に
吸込む。これは回転熱交換器５のブレード１１８…相互
間を通過し、さらに各風向案内板１０５，１０６に案内
されて、吹出口１０２から吹出される。

【０１０７】一方、それぞれのブレード１１８内に形成
される複数室１２２…には冷媒が流通し、外面に沿って
送風される被空調室空気と熱交換する。この軸方向に沿
って所定間隔を存して設けられるフィン１１９…は、ブ
レード１１８の熱交換作用を助成する。

【０１０８】冷房運転時には、被空調室空気は冷媒の蒸
発潜熱を奪われて、除湿冷却される。したがって、冷風
が吹出口１０２から吹出される。

【０１０９】回転熱交換器５で蒸発した冷媒は二方弁６
を通り、さらに四方弁２を通って圧縮機１に吸い込まれ
る。

【０１１０】暖房運転では、圧縮機１から吐出される冷
媒が四方弁２および二方弁６を通って回転熱交換器５に
流れる。

【０１１１】回転熱交換器５は熱交モータ５Ｍの動作に
よって回転しており、その回転によって被空調室空気が
吸い込まれる。この被空調室空気は冷媒の凝縮熱を吸収
して、温度上昇する。したがって、温風が吹出口１０２
から吹出される。

【０１１２】回転熱交換器５では冷媒が凝縮し、それが
ＰＭＶ４で減圧され、室外熱交換器３に入って蒸発す
る。この室外熱交換器３を経た冷媒は四方弁２を通り、
圧縮機１に吸い込まれる。

【０１１３】次に、上記した構造を有する本実施形態の
制御動作について説明する。

【０１１４】運転停止時、電源２０が投入された状態に
おいて、充放電制御器２５が動作しており、そこで蓄電
池４４の充電状況が監視される。充電状況が満足できる
状態にあれば、充放電制御器２５からメインスイッチオ
ン指令が発せられ、それが室内制御器２１に送られる。

【０１１５】ここで、室内制御器２１のメイン制御を図
３０のフローチャートにより説明する。

【０１１６】メインスイッチオン指令が入ると、メイン
スイッチ２７がオンされ、宅内配線ＡＣＬに主電力ライ
ン２８が接続される。上記メインスイッチオン指令は、
後述するインバータ回路のコンデンサ３２に対する突入
電流防止の準備が完了しているとき、充放電制御器２５
から送られる。

【０１１７】リモコン２２の運転スイッチがオンされて
運転指令が入ると、室内温度センサ１４の検知温度Ｔａ
およびリモコン２２での設定室内温度Ｔｓが読み込ま
れ、両温度の差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｓ）、つまり空調負荷
が求められる。

【０１１８】温度差ΔＴに基づいて圧縮機１の運転周波
数ｆが決定され、その運転周波数指令がリモコン２２の
操作に基づく運転指令および冷／暖指令と共に室外ユニ
ットへ送られる。

【０１１９】外部入力端子２１ａからの放電指令入力が
あれば、それが室外ユニットへ送られる。

【０１２０】運転開始に際しては、内部メモリの充填未
処理記憶に基づいて先ず回転熱交換器５に対する冷媒の
冷媒充填処理が実行され、次に通常の運転処理に入る。

【０１２１】リモコン２２の運転スイッチがオフされて
停止指令が入ると、その停止指令および運転周波数零指
令が室外ユニットに送られるとともに、吹出口のシャッ
タ１９が閉じられ、かつ回転熱交換器５の回転が停止さ
れる。同時に、内部メモリに充填未処理記憶がなされ
る。

【０１２２】室外制御器２２のメイン制御を図３１に示
す。

【０１２３】運転中は運転処理が実行されるが、停止指
令が入ると、回転熱交換器５に対する冷媒回収処理が実
行される。

【０１２４】運転指令が入ると、内部メモリの充填未処
理記憶に基づいて先ず回転熱交換器５に対する冷媒充填
処理が実行され、次に室外ファン９が起動されて通常の
運転処理に入る。

【０１２５】以下、（ア）室内側運転処理、（イ）室外
側運転処理、（ウ）室外側冷媒回収処理、（エ）室内側
冷媒充填処理、（オ）室外側冷媒充填処理についてそれ
ぞれ説明する。

【０１２６】（ア）…室内側運転処理（図３２および図
３３のフローチャート） リモコン２２から冷房指令が入ると、モータ１９Ｍが駆
動されて吹出口のシャッタ１９が全開され、ローラー１
０７が回転熱交換器５のブレード１１８に接触する位置
に駆動される。

【０１２７】室内温度Ｔａおよび設定室内温度Ｔｓが読
み込まれ、両温度の差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｓ）に基づいて
回転熱交換器５に対するモータ回転数Ｎｓ_１（≠０）が
決定される。

【０１２８】Ｎｓ_１が目標回転数Ｎｓとして定められ、
モータ回転数センサ１８で検知されるモータ回転数Ｎが
その目標回転数Ｎｓに一致するよう、熱交モータ回転数
制御が実行される。この熱交モータ回転数制御に関して
は、（ア´）として後記する。

【０１２９】熱交輻射温度センサ１７によって回転熱交
換器５の温度Ｔｃ_１が非接触で検知されて読み込まれ、
それが室外ユニットへ送られる。

【０１３０】リモコン２２から暖房指令が入ると、ロー
ラー１０７がブレード１１８から離され、熱交輻射温度
センサ１７の検知温度Ｔｃ_１が読み込まれ、それと冷風
吹出防止のための設定温度Ｔｃ_１ｓとが比較される。

【０１３１】Ｔｃ_１がまだＴｃ_１ｓより低ければ（Ｔｃ
_１＜Ｔｃ_１ｓ）、モータ１９Ｍが駆動されて吹出口のシ
ャッタ１９が全閉される。これにより、回転熱交換器５
の回転を止めることなく、室内への冷風吹出しを防ぐこ
とができる。

【０１３２】始動用の小さめの初期回転数Ｎsoが目標回
転数Ｎｓとして定められ、モータ回転数センサ１８で検
知されるモータ回転数Ｎがその目標回転数Ｎｓに一致す
るよう、熱交モータ回転数制御が実行される。

【０１３３】Ｔｃ_１がＴｃ_１ｓと同じまたはそれ以上に
なったとき（Ｔｃ_１≧Ｔｃ_１ｓ）、シャッタ１９がまだ
全閉していれば、そのシャッタ１９があらかじめ定めら
れている初期開度まで開かれる。この場合、回転熱交換
器５の回転が継続されているので、スムーズかつ迅速な
送風が可能である。

【０１３４】シャッタ１９が初期開度まで開いたら、吹
出温度センサ１５で検知される吹出温度Ｔｏが読み込ま
れ、それと高めの設定吹出温度Ｔosとが比較される。

【０１３５】ＴｏがＴosより高ければ（Ｔｏ＞Ｔos）、
現時点のモータ回転数Ｎに１ステップ分のΔＮだけ加え
た値（Ｎ＋ΔＮ）が目標回転数Ｎｓとして定められ、熱
交モータ回転数制御が実行される。

【０１３６】ＴｏがＴosより低ければ（Ｔｏ＜Ｔos）、
現時点のモータ回転数Ｎに１ステップ分のΔＮだけ減ら
した値（Ｎ−ΔＮ）が目標回転数Ｎｓとして定められ、
熱交モータ回転数制御が実行される。

【０１３７】こうして、吹出温度Ｔｏが設定吹出温度Ｔ
osに一致するよう、回転熱交換器５の回転数が増減さ
れ、いわゆる暖房高温吹出が行なわれる。

【０１３８】そして、吹出温度Ｔｏだけでなくヒータ付
温度センサ１６の検知温度Ｔｚも読み込まれ、両温度か
ら吹出口における吹出風速Ｗが検出される。

【０１３９】すなわち、ヒータ付温度センサ１６は、前
記したように、一定の発熱量で動作するヒータと、この
ヒータの熱が加えられる板（たとえばアルミニウム製）
と、この板の温度Ｔｚを検知するセンサからなる。板は
吹出風を受けるようになっており、その温度Ｔｚは図３
４に示すように風速が増すほど低くなる。しかも、温度
Ｔｚは吹出温度Ｔｏをパラメータとして上下にシフトす
る。

【０１４０】このヒータ付温度センサ１６の特性はあら
かじめ記憶されており、その特性を基に吹出温度Ｔｏお
よび検知温度Ｔｚを監視することにより、吹出風速Ｗを
検出することができる。

【０１４１】この吹出風速Ｗは設定吹出風速Ｗｓと比較
される。

【０１４２】ＷがＷｓより高ければ（Ｗ＞Ｗｓ）、シャ
ッタ１９の現時点の開度が１ステップ分のΔＳＨだけ増
加するよう、モータ１９Ｍが制御される。

【０１４３】ＷがＷｓより低ければ（Ｗ＜Ｗｓ）、シャ
ッタ１９の現時点の開度が１ステップ分のΔＳＨだけ減
少するよう、モータ１９Ｍが制御される。

【０１４４】こうして、吹出風速Ｗが設定吹出風速Ｗｓ
に一致するよう、吹出口の吹出面積が調節される。

【０１４５】（ア´）…熱交モータ回転数制御（図３５
のフローチャート） モータ回転数Ｎが目標回転数Ｎｓより高ければ（Ｎ＞Ｎ
ｓ）、熱交モータ５Ｍの出力をΔｍだけ減少させるべ
く、熱交モータ５Ｍへの通電量が減らされる。

【０１４６】モータ回転数Ｎが目標回転数Ｎｓより低け
れば（Ｎ＜Ｎｓ）、熱交モータ５Ｍの出力をΔｍだけ増
大させるべく、熱交モータ５Ｍへの通電量が増やされ
る。

【０１４７】なお、このモータの出力制御は、単相誘導
モータの位相制御、または直流モータの印加電圧制御な
どによって行なわれる。

【０１４８】（イ）…室外側運転処理（図３６のフロー
チャート） 室内ユニットからの運転周波数指令の内容および電流検
出手段３１で検出されるインバータ電流Ｉが読み込まれ
る。

【０１４９】室内ユニットから放電指令が入っていなけ
れば、設定電流値Ｉｓとして大きい方のＩｓ_０（たとえ
ば１９Ａ）が選択される。放電指令が入っていれば、設
定電流値Ｉｓとして小さい方のＩｓ_１（たとえば９Ａ）
が選択される。

【０１５０】Ｉｓ_０は、インバータ回路に対する交流電
源入力の最大値を規制するためのもので、宅内配線ＡＣ
Ｌやエアコン用コンセントの電流容量から決定される。

【０１５１】Ｉｓ_１は、同じくインバータ回路に対する
交流電源入力の最大値を規制するためのものであるが、
運転中のインバータ電流Ｉの低減を目的に、通常のＩｓ
_０より低い値に定められる。

【０１５２】このインバータ電流Ｉと設定電流Ｉｓとが
比較される。ＩがＩｓより大きければ、室内ユニットか
らの運転周波数指令に基づく運転周波数Ｆが１ステップ
分のΔＦだけ下げられる。ＩがＩｓより小さければ、室
内ユニットの指令運転周波数ｆが運転周波数Ｆとしてそ
のまま保持される。

【０１５３】この運転周波数Ｆが得られるよう実際にイ
ンバータ回路が駆動され、圧縮機１が運転オンする。こ
うして、空調負荷に対応する最適な能力が圧縮機１から
発揮される。

【０１５４】運転周波数Ｆが零より大きければ、室外フ
ァン９の運転もオンされる。運転周波数Ｆが零になる
と、室外ファン９の運転がオフされる。

【０１５５】室内ユニットから冷房指令が入った場合、
四方弁２が冷房位置に設定され、冷房サイクルが形成さ
れる。このとき、吸込冷媒温度センサ１３で検知される
圧縮機１の吸込冷媒温度Ｔｃ_０が読み込まれる。

【０１５６】運転が始まってしばらくすると回転熱交換
器５の温度が低下し、回転熱交換器５の温度（＝蒸発器
温度）Ｔｃ_１が熱交輻射温度センサ１７で検知される。

【０１５７】吸込冷媒温度Ｔｃ_０と蒸発器温度Ｔｃ_１と
の差、つまり回転熱交換器５での冷媒の過熱度が求めら
れ、その過熱度があらかじめ定められている一定値とな
るよう、ＰＭＶ４の開度が制御される。この過熱度の一
定値制御により、冷凍サイクルの安定運転が確保され
る。

【０１５８】室内ユニットから暖房指令が入った場合、
四方弁２が暖房位置に設定され、暖房サイクルが形成さ
れる。このとき、吸込冷媒温度センサ１３で検知されて
いる圧縮機１の吸込冷媒温度Ｔｃ_０が読み込まれる。同
時に、室外熱交温度センサ１１で検知されている室外熱
交換器３の温度（＝蒸発器温度）Ｔｃ_２が読み込まれ
る。

【０１５９】吸込冷媒温度Ｔｃ_０と蒸発器温度Ｔｃ_２と
の差、つまり室外熱交換器３での冷媒の過熱度が求めら
れ、その過熱度があらかじめ定められている一定値とな
るよう、ＰＭＶ４の開度が制御される。この過熱度の一
定値制御により、冷凍サイクルの安定運転が確保され
る。

【０１６０】蒸発器温度Ｔｃ_２はさらに除霜開始用の設
定温度（たとえば零℃）Ｄｓ_１と比較される。

【０１６１】蒸発器として働く室外熱交換器３の表面に
は徐々に霜が着くようになり、その着霜の進行に伴って
Ｔｃ_２が下がっていく。やがて、Ｔｃ_２が設定温度Ｄｓ
_１と同じまたはそれ以下に下がると、除霜処理が実行さ
れる。この除霜処理に関しては、（イ´）として以下に
述べる。

【０１６２】（イ´）…除霜制御（図３７のフローチャ
ート） 二方弁８が開かれてバイパス７が導通し、圧縮機１から
吐出される高温の冷媒が室外熱交換器３に直接的に供給
される。このいわゆるホットガス除霜により室外熱交換
器３に付着した霜が除去される。この除霜により、室外
熱交換器３の熱交換面積が確保される。

【０１６３】この除霜時、ＰＭＶ４が全開されるととも
に、室外ファン９の運転がオフされる。この室外ファン
９の運転オフにより、除霜作用が促進される。同時に、
圧縮機１の運転周波数Ｆが除霜用の設定運転周波数Ｆｓ
_２に設定される。

【０１６４】Ｔｃ_２が除霜終了用の設定温度Ｄｓ_２（＞
Ｄｓ_１）よりも高くなると、そこでこの除霜運転が終了
され、通常の運転に復帰する。

【０１６５】このようにバイパス回路を用いた除霜を行
なうと同時にＰＭＶ４を全開とするため、室内の回転熱
交換器５は除霜中も高温状態を維持することができ、し
かも回転熱交換器５は回転したままでよく、よって除霜
終了後の暖房立ち上がりがスムーズかつ良好である。

【０１６６】（ウ）…室外側冷媒回収処理（図３８のフ
ローチャート） 停止信号が入ると、先ず冷媒回収処理が実行される。

【０１６７】初めに、室外ファン９の運転が継続され
る。これは、冷媒回収がし易いよう、冷媒の液化を促進
するためのものである。

【０１６８】冷房運転であれば、四方弁２の位置はその
まま、圧縮機１の運転周波数Ｆが冷媒回収用の所定値に
固定され、かつＰＭＶ４が全閉される。

【０１６９】暖房運転であれば、タイムカウントｔ
_４（たとえば２分）が実行されるとともに、運転周波数
Ｆが零に設定されて圧縮機１の運転がオフされる。この
圧縮機１の運転オフにより、冷凍サイクルの高低圧差が
減少される。

【０１７０】タイムカウントｔ_４ が終わると、四方弁
２が冷房位置に切換えられる。そして、圧縮機１が起動
されて冷媒回収用の運転周波数Ｆに固定され、かつＰＭ
Ｖ４が全閉される。この場合、高低圧差が減少されてい
るので、四方弁２の切換えによる不快な冷媒音の発生は
ない。

【０１７１】ＰＭＶ４が全閉されると、室外熱交換器３
から回転熱交換器５への冷媒の流入が遮断され、その回
転熱交換器５内の冷媒が圧縮機１側に回収される。

【０１７２】このとき、圧力センサ１２の検知圧力Ｐｏ
が取り込まれており、その検知圧力Ｐｏと設定圧力値で
あるところの大気圧（１気圧）とが比較される。

【０１７３】回収が進んで検知圧力Ｐｏが大気圧まで下
がると、二方弁６が閉じられ、かつ圧縮機１の運転が停
止される。同時に、室外ファン９の運転が停止される。

【０１７４】この場合、二方弁６の閉成により、圧縮機
１側に回収された冷媒が回転熱交換器５側に戻らない。
これで冷媒回収が終了し、同時に運転が停止する。な
お、冷媒回収済が記憶される。

【０１７５】このように、運転停止に際してはあらかじ
め回転熱交換器５内の冷媒を圧縮機１側に回収しておく
ことにより、運転停止時に回転熱交換器５の下部に液冷
媒が溜まり込む事態を防ぐことができる。

【０１７６】したがって、次の運転開始に際し、回転熱
交換器５に重心ずれによるアンバランス振動が起こるこ
ともなく、回転熱交換器５の寿命に対する悪影響を解消
できる。

【０１７７】また、回転熱交換器５内の圧力が大気圧と
同じ圧力になるので、たとえ回転熱交換器５のシール構
造が十分でなかったとしても、そこから外に冷媒が漏れ
るという事態を未然に防ぐことができる。これは、冷凍
サイクルの冷媒循環量を常に最適な状態に保つことにつ
ながり、適切な空調が可能であるとともに、圧縮機１を
はじめとする冷凍サイクル機器の寿命に対する悪影響を
解消できる。

【０１７８】る。

【０１７９】（エ）…室内側冷媒充填処理（図３９のフ
ローチャート） 運転指令が入ると、運転処理に入る前に冷媒充填処理が
実行される。

【０１８０】熱交モータ５Ｍが起動され、回転熱交換器
５の回転が開始されるが、初めは小さめの初期回転数Ｎ
ｓ₀ が目標回転数Ｎｓとして定められる。そして、モー
タ回転数センサ１８で検知されるモータ回転数Ｎが目標
回転数Ｎｓに一致するよう、熱交モータ回転数制御が実
行される。この熱交モータ回転数制御は、上記した（ア
´）および図３５の制御と同じである。

【０１８１】モータ回転数Ｎは制御ループに基づく所定
タイミングで逐次に読み込まれながら、室外ユニットへ
送られる。

【０１８２】室外ユニットから冷媒充填終了信号が入る
と、そこで冷媒充填処理の終了となり、その旨が記憶さ
れる。

【０１８３】（オ）…室外側冷媒充填処理（図４０のフ
ローチャート） 室内ユニットから送られるモータ回転数Ｎの値が初期回
転数Ｎｓ₀ に達すると、その初期回転数Ｎｓ_０が基準回
転数Ｎｏとして保持される。

【０１８４】ＰＭＶ４の開度Ｑと設定開度Ｑｏとが比較
される。運転停止中はＰＭＶ４が全閉されていたため、
初めはＱ＜Ｑｏである。

【０１８５】このＱ＜Ｑｏの条件では、開度Ｑが１ステ
ップ分のΔＱだけ増大される。

【０１８６】こうして、開度Ｑが徐々に増していくこと
により、回転熱交換器５に冷媒が少しずつ充填されてい
く。

【０１８７】この場合、冷媒の充填による重量増分だけ
モータ回転数Ｎが基準回転数Ｎｏから落ちることがある
が、その低下変動分はＮｄとして検出される。

【０１８８】Ｎｄ＝Ｎ−Ｎｏ この低下変動分Ｎｄが設定値ΔＮより小さい場合、その
まま開度Ｑの増大が繰り返される。

【０１８９】低下変動分Ｎｄが設定値ΔＮよりも大きい
場合、タイムカウントｔ_３が実行され、その間は開度Ｑ
の増大が保留される。

【０１９０】開度Ｑが設定開度Ｑｏに達したら、二方弁
６が開かれ、冷媒充填終了信号が室内ユニットに送られ
る。これで冷媒充填処理の終了となり、その旨が記憶さ
れる。

【０１９１】なお、この冷媒充填処理の終了後、通常の
運転処理（圧縮機１のオン，オフ、室外ファン９のオ
ン，オフ等）に入ることになる。

【０１９２】したがって、図４１に示すように、回転熱
交換器５が初期回転数Ｎｓ_０に達するのを待ち、達した
ら、モータ回転数Ｎの変動が設定値ΔＮに収まるよう回
転熱交換器５に対して冷媒を徐々に送り込むことによ
り、その冷媒の充填を偏りなく行なうことができる。ひ
いては、回転熱交換器５にアンバランス振動が生じな
い。

【０１９３】しかも、回転熱交換器５にある程度の量の
冷媒が充填されたところで実際の運転に移るので、円滑
な運転が可能である。

【０１９４】一方、充放電制御器２５により、蓄電池４
４に関わる充電制御、放電制御、突入電流防止制御が実
行される。これを図４２のフローチャートに示す。

【０１９５】充電制御には、運転中に放電指令が入らな
い場合に実施される運転中充電処理と、運転停止中に放
電指令が入らない場合に実施される停止中充電処理の２
種類があり、基本的にはいずれも電力料金の安い深夜時
間帯に実施される。また、運転中、停止中にかかわら
ず、充電中に放電指令が入力された場合、充電は中止さ
れる。

【０１９６】放電制御には、強制放電処理と通常放電処
理の２種類がある。

【０１９７】強制放電処理は、蓄電池４４の放電電流を
最大限に使用し、電源２０からの交流入力電流を最小に
押さえるためのもので、運転中に外部入力に基づく放電
指令が入った場合、また他の電気機器の使用が原因で宅
内電流検出手段５１の検知電流（宅内電流）Ｉａがブレ
ーカＢの作動直前の最大電流値Ｉmax に達した場合、そ
れぞれ実施される。

【０１９８】具体的には、インバータ回路の主回路電圧
（直流電圧）Ｖを検出し、その主回路電圧Ｖが無負荷時
の値（＝ 290Ｖ）よりも５Ｖ程度わずかに高い値となる
よう、蓄電池４４の放電電流を制御する。

【０１９９】たとえば、負荷が軽い場合、インバータ出
力電流（圧縮機モータ１Ｍの消費電流）のすべてが蓄電
池４４の放電電流で賄われ、主回路電圧Ｖが過電圧とな
るのを防ぐことができる。

【０２００】負荷が重い場合には、蓄電池４４の放電電
流が最大となり、不足分が電源２０から供給される。

【０２０１】通常放電処理は、運転開始時の能力アップ
を図るためのもので、運転開始時の過負荷運転などによ
り電源２０からの交流入力電流が不足する場合に実施さ
れる。この処理の目的および効果は特開平1-308136号公
報記載のものと同じであり、インバータ入力電流Ｉを検
出し、それに基づいて放電電流の設定値を決定する。こ
れにより、電源２０の電力が空調運転に極力用いられ、
不足電流のみが蓄電池４４から放電される。

【０２０２】その他に、突入電流防止処理がある。

【０２０３】すなわち、運転停止状態では、インバータ
回路に対する通電が継続すると、主回路の平滑用のコン
デンサ３２に常時通電がなされ、コンデンサ３２の寿命
が短縮したり、あるいは保守サービス時にコンデンサ３
２の充電電圧（約２８０Ｖ）による感電事故が起こるな
どの問題がある。

【０２０４】このような問題に対処するため、室内ユニ
ットにおいてメインスイッチ２７をオフしておくことが
有効であるが、そうすると逆に、運転開始時のメインス
イッチ２７の投入時にコンデンサ３２が一気に充電され
ることになり、コンデンサ３２に大電流が流れる。この
大電流は短時間であるが、ブレーカＢを溶着させたり、
電源電圧の低下を招いて他の電気機器に悪影響（証明器
具の光低下、ちらつきなど）を与える。

【０２０５】そこで、運転停止中はメインスイッチ２７
をオフして主電力ライン２８を遮断するようにしてお
り、インバータ回路を駆動する前にそのコンデンサ３２
に対して蓄電池４４からの放電を行なう。この放電によ
って主回路電圧Ｖがある程度の値（約２６０Ｖ）まで上
昇したら、そこで放電を停止する。こうして、運転開始
前にコンデンサ３２の電圧をある程度まで高めておくこ
とにより、コンデンサ３２への突入電流を防ぐことがで
き、ひいてはブレーカＢの溶着や他の電気機器への悪影
響を回避することができる。

【０２０６】以下、（ア）運転中充電処理、（イ）停止
中充電処理、（ウ）強制放電処理、（ウ）通常放電処
理、（オ）突入電流防止処理の具体例について説明す
る。

【０２０７】（ア）…運転中充電処理（図４３のフロー
チャート） 蓄電池残量検出手段によって蓄電池４４の電圧Ｖｅが検
出され、それと満充電に相当する設定電圧Ｖehとが比較
される。

【０２０８】検出電圧Ｖｅが設定電圧Ｖehに達していれ
ば、充電はなされない。

【０２０９】検出電圧Ｖｅが設定電圧Ｖehより低けれ
ば、現在時刻ｔがあらかじめ定められている深夜時間帯
（電力料金が安い）かどうか判別される。深夜時間帯で
なければ、充電はなされない。

【０２１０】深夜時間帯であれば、充電用トランジスタ
３５のオン，オフデューティＺとして基準デューティ比
Ｚｏがセットされ、そのオン，オフデューティＺをもっ
て充電用トランジスタ３５がオン，オフされる。

【０２１１】充電用トランジスタ３５がオンすると、そ
のコレクタ・エミッタ間とリアクトル４３を通して、イ
ンバータ回路におけるコンデンサ３２の電圧が蓄電池４
４に印加される。充電用トランジスタ３５がオフする
と、リアクトル４３の作用により、充電用ダイオード３
８を通して蓄電池４４に充電電流が流れる。こうして、
蓄電池４４が充電される。

【０２１２】充電中はインバータ電流Ｉが読み込まれ、
それと最適値であるところの設定電流値Ｉｓ_０２とが比
較される。

【０２１３】インバータ電流Ｉが設定電流値Ｉｓ_０２を
超えた場合、オン，オフデューティＺが１ステップ分の
ΔＺだけ減らされ、充電用トランジスタ３５のオン期間
が短縮されて充電量が減少し、インバータ電流Ｉの減少
が図られる。インバータ電流Ｉが設定電流値Ｉｓ_０２よ
り小さくなると、オン，オフデューティＺがΔＺだけ増
やされ、充電用トランジスタ３５のオン期間が延長され
て充電量が増加し、インバータ電流Ｉの増加が図られ
る。つまり、インバータ電流Ｉが設定電流値Ｉｓ _０２に
維持される。

【０２１４】ここで、設定電流値Ｉｓ_０２は、交流電源
入力最大制限値であるところのＩｓ _０よりも低く、かつ
できる限り高く定めた値である。たとえば、Ｉｓ_０が１
９Ａであれば、１８．７Ａ程度に定められる。

【０２１５】すなわち、エアコンの運転の方が優先であ
り、インバータ電流ＩがＩｓ_０を超える前に充電が停止
される。

【０２１６】（イ）…停止中充電処理（図４４のフロー
チャート） 蓄電池残量検出手段によって蓄電池４４の電圧Ｖｅが検
出され、それと満充電に相当する設定電圧Ｖehとが比較
される。

【０２１７】検出電圧Ｖｅが設定電圧Ｖehに達していれ
ば、充電はなされない。

【０２１８】検出電圧Ｖｅが設定電圧Ｖehより低けれ
ば、現在時刻ｔがあらかじめ定められている深夜時間帯
（電力料金が安い）かどうか判別される。深夜時間帯で
なければ、充電はなされない。

【０２１９】深夜時間帯であれば、現在時刻ｔから深夜
時間帯終了までの残時間ｘが算出される。

【０２２０】そして、充電レベル決定手段において、下
式のように充電必要量ΔＶｅが算出され、それと上記残
時間Ｘとに基づいて充電用トランジスタ３５のオン，オ
フデューティＺが決定される。

【０２２１】ΔＶｅ＝Ｖeh−Ｖｅ たとえば、残時間Ｘが短、充電必要量ΔＶｅが大なら
ば、もっとも大きいオン，オフデューティＺ_５が決定さ
れる。反対に、残時間Ｘが長、充電必要量ΔＶｅが小な
らば、もっとも小さいオン，オフデューティＺ_１が決定
される。

【０２２２】すなわち、残時間Ｘと充電必要量ΔＶｅと
に応じて充電電流を決めることにより、時間当たりの充
電電流を極力少なくしている。この結果、充電の効率が
高くなるとともに、蓄電池４４の寿命が向上する。

【０２２３】（ウ）…強制放電処理（図４５のフローチ
ャート） 蓄電池４４の電圧Ｖｅが設定電圧Ｖelより大きくて放電
に耐え得る条件にあるとき、インバータ回路の主回路電
圧、つまりコンデンサ３２の電圧Ｖが読み込まれ、それ
と設定電圧Ｖｍとが比較される。この設定電圧Ｖｍは、
無負荷時の値（＝ 290Ｖ）より５Ｖ程度高い値である。

【０２２４】主回路電圧Ｖが設定電圧Ｖｍに満たない場
合、一定周期で放電用トランジスタ３８がオン，オフさ
れ、充電用ダイオード３７を通してインバータ回路に放
電電流が流れる。主回路電圧Ｖが設定電圧Ｖｍを超える
と、放電用トランジスタ３８のオンが中断され、放電を
中断する。

【０２２５】軽負荷時の放電作用を図４６および図４７
に示しており、軽負荷でインバータ回路の消費電流が放
電電流max 値（８Ａ…交流１００Ｖ換算）より低い場
合、放電電流により主回路電圧Ｖが上昇し、それが設定
電圧Ｖｍを超えたところで放電用トランジスタ３８のオ
ンが中断される。結果的に、放電用トランジスタ３８の
オフ時間が長くなり、放電電流が制限される。

【０２２６】重負荷時の放電作用を図４８および図４９
に示しており、放電用トランジスタ３８は一定周期のオ
ン，オフを繰り返し、フル放電となる（最大８Ａ）。こ
の放電電流および交流入力の和と、インバータ回路出力
とが設定電圧Ｖｍより低いところでつり合い、主回路電
圧Ｖが一定のＶｘに落ち着く。

【０２２７】この強制放電は、電力会社から電力需要の
増大に基づく“入り”信号が外部入力端子２１ａに入力
されると、その入力期間中だけ実行される。

【０２２８】電子レンジ４８やドライヤ４９のようにヒ
ータを用いる電気機器は消費電流が大きいという特徴が
あり、これらの電気機器を使用すると、宅内電流がブレ
ーカＢの許容値を超えることがあり、ブレーカＢの遮断
が予想される。

【０２２９】そこで、“入り”信号入力がない場合で
も、宅内電流検出手段５１の検知電流（宅内電流）Ｉａ
がブレーカＢの作動直前の最大許容電流値に達するよう
な状況では、同様に放電がなされ、電流Ｉａが低下すれ
ば放電は終了する。

【０２３０】（エ）…通常放電処理（図５０のフローチ
ャート） 電流検出手段３１で検出されるインバータ電流Ｉと過負
荷運転判別用の設定電流値Ｉｓ_０１とが比較される。運
転開始時の過負荷運転では、インバータ電流Ｉが増大
し、それが設定電流値Ｉｓ_０１より大きくなる。この条
件において、通常放電処理が実行される。

【０２３１】まず、蓄電池４４の電圧Ｖｅが放電下限電
圧であるところの設定電圧Ｖelより大きければ、インバ
ータ電流Ｉと設定電流値Ｉｓ_０１との差ΔＩが算出され
る。そして、この電流差ΔＩから下式のように必要放電
電流Ｉdsが設定される。

【０２３２】Ｉds＝α・ΔＩ αは定数（＝30）であり、電流差ΔＩの30倍が必要放電
電流Ｉdsとして設定される。

【０２３３】放電電流Ｉdcと必要放電電流Ｉdsとが比較
され、放電電流Ｉdcが必要放電電流Ｉdsよりも小さい場
合、放電用トランジスタ３８がオン，オフされ、放電が
行なわれる。これにより、運転電流の不足分が補われ、
圧縮機１の十分な能力が確保される。

【０２３４】放電電流Ｉdcが必要放電電流Ｉdsよりも大
きくなると、放電用トランジスタ３８がオフされる。こ
れにより、放電電流が制限される。

【０２３５】なお、放電が進んで蓄電池４４の電圧Ｖｅ
が設定電圧Ｖelより小さくなると、そこで放電が終了す
る。また、放電用トランジスタ３８のオン，オフは短時
間に動作してトランジスタ３８を破壊することがないよ
う最低オン，オフ時間が定められており、極端な短時間
のオン，オフ動作は行なわれない。

【０２３６】（オ）…突入電流防止処理（図５１のフロ
ーチャート） 運転停止時はコンデンサ３２の常時通電を防ぐためにメ
インスイッチ２７がオフされており、そのような状況に
おいてこの突入電流防止処理が実行される。

【０２３７】すなわち、コンデンサ３２の電圧（主回路
電圧）Ｖと設定電圧Ｖｓ（約２６０Ｖ）とが比較され、
電圧Ｖが設定電圧Ｖｓより小さいときに特定の周波数を
もって放電用トランジスタ３８がオン，オフされる。こ
れにより、蓄電池４４から放電電流が流れ、コンデンサ
３２が充電される。

【０２３８】電圧Ｖが設定電圧Ｖｓを超えると、放電用
トランジスタ３８がオフされ、放電が停止する。このと
き、突入電流防止の準備が完了したとの判断の下に、メ
インスイッチオン指令が室内ユニットに送られる。

【０２３９】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、商
用交流電源側の電力需要、宅内電流のブレーカ許容値、
圧縮機の負荷変動などを考慮した適切な電源管理が可能
な信頼性にすぐれた冷凍サイクル装置およびその冷凍サ
イクル装置における蓄電池の放電制御方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の冷凍サイクルおよび
制御回路の構成図。

【図２】 室内制御器の構成図。

【図３】 室外制御器の構成図。

【図４】 充放電制御器の充電ブロックの構成図。

【図５】 充放電制御器の放電ブロックの構成図。

【図６】 空気調和機を構成する室内ユニットの縦断
側面図。

【図７】 室内ユニットの縦断正面図。

【図８】 回転熱交換器を構成するブレードの一部省
略した斜視図。

【図９】 回転熱交換器の一部省略した斜視図。

【図１０】 分流器の縦断側面図。

【図１１】 図１０のＹ−Ｙ線に沿う縦断面図。

【図１２】 ドレン水滴除去用ローラの説明図。

【図１３】 室内ユニットの正面図。

【図１４】 室内ユニットの底面図。

【図１５】 室内ユニットの一部省略した縦断側面図。

【図１６】 吹出口を可変するシャッタ駆動機構全体の
構成図。

【図１７】 シャッタ板の作用説明図。

【図１８】 室外ユニットの平面図。

【図１９】 室外ユニットの一部省略した斜視図。

【図２０】 集積配管体を説明するための冷凍サイクル
構成図。

【図２１】 集積配管体の斜視図。

【図２２】 集積配管体の四方弁切換え部の縦断正面
図。

【図２３】 集積配管体の四方弁駆動用パイロット弁部
の縦断正面図。

【図２４】 集積配管体のＰＭＶを構成する弁部の縦断
正面図。

【図２５】 集積配管体の除霜用二方弁を構成する弁部
の縦断正面図。

【図２６】 集積配管体の細孔加工説明図。

【図２７】 （Ａ）は逆止弁部の縦断正面図、（Ｂ）は
逆止弁部の縦断側面図。

【図２８】 特殊冷媒管端部の縦断面図。

【図２９】 特殊冷媒管を構成する可撓チューブの縦断
面図。

【図３０】 室内制御器のメイン制御を説明するための
フローチャート。

【図３１】 室外制御器のメイン制御を説明するための
フローチャート。

【図３２】 室内側運転処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図３３】 室内側運転処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図３４】 風速検出を説明するためのグラフ。

【図３５】 熱交モータ回転数制御を説明するためのフ
ローチャート。

【図３６】 室外側運転処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図３７】 室外側除霜処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図３８】 室外側冷媒回収処理を説明するためのフロ
ーチャート。

【図３９】 室内側冷媒充填処理を説明するためのフロ
ーチャート。

【図４０】 室外側冷媒充填処理を説明するためのフロ
ーチャート。

【図４１】 冷媒充填時のモータ回転数Ｎ、ＰＭＶ開度
Ｑ、二方弁動作を説明するためのタイムチャート。

【図４２】 充放電制御器におけるメイン制御を説明す
るためのフローチャート。

【図４３】 運転中充電処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図４４】 停止中充電処理を説明するためのフローチ
ャート。

【図４５】 強制放電処理を説明するためのフローチャ
ート。

【図４６】 強制放電処理における軽負荷時の例を示す
タイムチャート。

【図４７】 強制放電処理における軽負荷時のインバー
タ電流変化を示すグラフ。

【図４８】 強制放電処理における重負荷時の例を示す
タイムチャート。

【図４９】 強制放電処理における重負荷時のインバー
タ電流変化を示すグラフ。

【図５０】 通常放電処理を説明するためのフローチャ
ート。

【図５１】 突入電流防止処理を説明するためのフロー
チャート。

【図５２】 吹出口を可変するシャッタ駆動機構の概略
構成図、

【図５３】 シャッタ駆動機構の斜視図、

【図５４】 （Ａ）は可動膜の斜視図、（Ｂ）はさらに
異なる可動膜の説明図、（Ｃ）は支軸のガイド構造説明
図、

【図５５】 室外ユニットのレイアウト図、

【図５６】 さらに異なる室外ユニットのレイアウト図
である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…ＰＭ
Ｖ、５…回転熱交換器、６…二方弁、７…バイパス、８
…二方弁、９…室外ファン、２０…商用交流電源、２５
…充放電制御器、４４…蓄電池、４５…蓄電池残量検出
手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一色 正男 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 星 隆夫 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 久保 徹 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 長澤 敦氏 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 長岡 良明 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 川合 信夫 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 蛭間 淳之 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 秋山 和彦 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC10 DD08 EE45 5G003 AA01 BA01 DA07 DA18 GB06 GC05 5G066 HB09 JA03 JA07 JB03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機と、蓄電池と、こ
   の蓄電池および商用交流電源を電源として前記圧縮機を
   駆動するインバータ回路とを備えた冷凍サイクル装置に
   おける蓄電池の放電制御方法において、 前記蓄電池の放電電流を最大にして前記商用交流電源か
   らの入力を最小に押さえる強制放電処理と、 前記商用交流電源からの入力電流が設定値より大きくな
   った場合に、前記圧縮機の運転電流の不足分を補う放電
   を行う通常放電処理と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置における蓄
   電池の放電制御方法。
2. 【請求項２】 冷媒を圧縮する圧縮機と、蓄電池と、こ
   の蓄電池および商用交流電源を電源として前記圧縮機を
   駆動するインバータ回路とを備えた冷凍サイクル装置に
   おいて、 前記蓄電池の放電電流を最大にして前記商用交流電源か
   らの入力を最小に押さえる強制放電処理を実行する制御
   手段と、 前記商用交流電源からの入力電流が設定値より大きくな
   った場合に、前記圧縮機の運転電流の不足分を補う放電
   を行う通常放電処理を実行する制御手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。