JP2003329284A

JP2003329284A - 空気調和機及びその運転制御方法

Info

Publication number: JP2003329284A
Application number: JP2002137560A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hattori; 誠服部
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】室外機に備わる電動機を発電機として用いた
場合における発電電力を有効利用できる空気調和機及び
その運転制御方法を提供すること。【解決手段】室内機と、室外機と、該室外機内に設置
された室外熱交換器２３と、該室外熱交換器２３に外気
を流通させる室外送風機２４と、該室外送風機２４を駆
動する電動機２５とを備える空気調和機において、外部
に電力を供給するための外部出力端子１７，２７を前記
室内機及び／または前記室外機に備え、該外部出力端子
１７，２７が外部出力用配線３１を介して電動機２５に
接続される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内空気の調和を
図るための室内機及び室外機を備えた空気調和機及びそ
の運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照しながら、一般的に用いられ
ている空気調和機の構成について説明する。空気調和機
の暖房運転時は、図において実線の矢印に示すように冷
媒が冷媒配管３０内を流通し、除霜及び冷房運転時で
は、四方向切替弁２８を切り替えることにより、破線の
矢印に示すように冷媒が冷媒配管３０内を流通する。

【０００３】空気調和機の運転は、図示しない電源スイ
ッチがＯＮ状態とされると、室内機１に設置されたリモ
ートコントロール（以下「リモコン」と称する。）信号
送受信装置４１は待機状態となる。そして、利用者によ
るリモコン操作または、室内機１に設置された図示しな
い運転スイッチによる運転開始指令、または図示しない
温度センサ等による運転開始信号により、電子制御装置
２６は各機器への電力供給を行う。

【０００４】電子制御装置２６には、図示しないＡＣ−
ＤＣ変換器が内蔵されており、変換された電力が各機
器、より詳細には、冷媒を圧縮する圧縮機２２、四方切
替弁２８、室内機１内の室内電動機１５、室外機２内の
室外電動機２５（電動機）、さらには、室内機１の筐体
１１に設けられた動作状態表示ランプ４２等に通電され
る。このことによって、空気調和機の運転が開始される
ことになる。なお、電子制御装置２６は、図においては
室外機２に備えられているが、電子制御装置２６が有す
る機能を備えた制御用の装置が室内機１側に配置された
りすることがある。

【０００５】冷媒は、室外機２に備わる圧縮機２２で圧
縮された後に吐出され、冷房運転時においては室外熱交
換器２３にて放熱を行うことで液化する。室外熱交換器
２３を通過する冷媒は、電子制御装置２６の指令によっ
て駆動する電動機２５に連結された室外送風機２４の送
風によって冷却される。つまり、室外送風機２４を回転
させることで、外気を室外機２の内部に取り込んで室外
熱交換器２３を通過させ、冷媒の冷却を促すものであ
る。

【０００６】また、室外熱交換器２３で放熱し液化され
た液冷媒は冷媒配管３０を流通し、断熱膨張用絞りであ
るキャピラリチューブ２９により断熱膨張する。そし
て、断熱膨張した冷媒は室内機１の室内熱交換器１１に
流入し、室内空気を冷却することにより蒸発気化する。
室内機１に備わる室内電動機１５で駆動される室内送風
機１４の動作により、室内熱交換器１１で冷却された空
気が冷風として室内に送風される。そして、室内熱交換
器１１で蒸発気化した冷媒は、冷媒配管３０を流通して
再び圧縮機２２に吸入される。

【０００７】さて、このように構成された空気調和機に
おいて、運転待機状態では、電子制御装置２６や、リモ
コン信号送受信装置４１、及び、動作状況表示ランプ４
２等の各機器に通電する必要があるので、運転が行われ
ていない状態であっても電力の消費がある。そして、こ
こで必要とされる電力は、商用電源（電力源）からの供
給に頼っていることが一般的である。

【０００８】このことを解決すべく、特願平１１−１３
２５０９公報に開示された空気調和機では、外部風力を
受ける室外電動機２５の発電電力を用いることで、運転
待機状態とされた各機器（２６，４１，４２など）に電
力を供給する構成が示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部風
力により発電された電動機２５からの電力は、空気調和
機内に備わる各機器にのみ供給される構成とされていた
ため、室外機２に備わる電動機２５にて比較的大きな電
力が得られても、この電力が有効に利用されていないこ
とが多々あった。

【００１０】なぜなら、運転待機状態における各機器の
消費電力はごく僅かであり、先の出願に記載された電力
蓄積手段に電力を一旦蓄えても、この電力が有効に利用
されないことがあった。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、電動機を発電機として用いた場合における発電電
力を有効利用できる空気調和機及びその運転制御方法を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用する。請求項１に記載の
発明は、室内機と、室外機と、該室外機内に設置された
室外熱交換器と、該室外熱交換器に外気を流通させる室
外送風機と、該室外送風機を駆動する電動機とを備える
空気調和機において、前記室内機及び／または前記室外
機に、外部に電力を供給するための外部出力端子を備え
てなり、該外部出力端子は、外部出力用配線を介して前
記電動機に接続されていることを特徴としている。

【００１３】このような構成とすることで、室外機に備
わる電動機が、例えば、外部風力による室外送風機の回
転によって発電がなされると、発電にて生じた電力は外
部出力用配線を導通して外部出力端子に導かれる。従っ
て、外部出力端子に電気機器が接続されていると、この
電気機器に電力が供給されることになり、電機機器は商
用電源を用いることなく動作することになる。なお、外
部出力端子は、室内機または室外機のどちらか一方に設
置してもよいし、これら両方に設置することとしてもよ
い。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
空気調和機において、前記電動機と前記外部出力端子と
の間に、前記電動機にて得られた電力を蓄積する電力蓄
積手段が備えられていることを特徴としている。

【００１５】このような構成とすることで、電動機での
発電等によって得られた電力は、外部出力用配線を導通
して電動機から外部出力端子まで供給される間に、電力
蓄積手段に蓄えられることになる。なお、電動機にて得
られた電力の全てが電力蓄積手段に蓄えられるものでは
なく、直接外部出力端子に供給されることも含んでいう
ものである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
空気調和機において、前記電動機に電力が供給される場
合に電力源と前記電動機とを接続し、前記電動機に電力
が供給されない場合に前記電動機と前記電力蓄積手段と
を接続する切り換え手段が備えられていることを特徴と
している。

【００１７】このような構成とすることで、切り換え手
段が電力源と電動機との接続を行うことにより、電力源
からの電力が電動機に供給されて電動機は駆動すること
になる。また、切り換え手段が電動機と電力蓄積手段の
接続を行うことにより、電動機にて発電された電力が電
力蓄積手段に供給されて蓄積されることになる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、室内機と、室外
機と、該室外機内に設置された室外熱交換器と、該室外
熱交換器に外気を流通させる室外送風機と、該室外送風
機を駆動する電動機と、前記電動機にて得られた電力を
蓄積する電力蓄積手段と、該電力蓄積手段に接続された
外部出力端子とを備えた空気調和機の運転制御方法にお
いて、電動機に電力が供給される場合に、電力源と前記
電動機とを接続し、前記電動機に電力が供給されない場
合に、前記電動機と前記電力蓄積手段とを接続すること
を特徴としている。

【００１９】このような運転制御方法とすることで、電
力源と電動機との接続を行うことにより、電力源からの
電力が電動機に供給されて電動機は駆動することにな
り、また、電動機と電力蓄積手段の接続を行うことによ
り、電動機にて発電された電力が電力蓄積手段に供給さ
れて蓄積されることになる。そして、電力蓄積手段に蓄
積された電力は、安定した電力状態で外部出力端子に送
られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態に係る
空気調和機ついて、図面を参照して説明する。図１は本
実施形態の空気調和機の全体構成を示す断面図である。
図において、符号１は室内に設置される室内機、２は室
外に設置される室外機を示し、これらの内部には複数の
機器が据え付けられている。

【００２１】室内機１の外観形状をなす筐体１１は、こ
の上面及び正面に、室内気を吸い込む吸込パネルを有し
て形成され、その裏面側（流入する室内気の下流側）に
フィルタ１２を備えている。さらに該フィルタ１２の裏
面側には、分割された室内熱交換器１３ａ〜１３ｃが設
置されている。これら室内熱交換器１３ａ〜１３ｃは、
室内機１のほぼ中央に位置する室内送風機１４（一般に
「タンジェンシャルファン」とされる。）を覆うように
設置されている。そして、図示しない室内電動機が室内
送風機を駆動させることにより、室内気が室内熱交換器
１３ａ〜１３ｃを通過して冷媒と室内気との間で熱交換
が行われている。また、筐体１１の下部には、冷却また
は加熱された空気が吹き出される吹出口が形成され、こ
の吹出口にフラップ１８が設けられている。

【００２２】符号１９はコントロールユニットを示し、
商用電源１６から得た電力を変換したり、この電力を室
内機１内の各機器に分配したり、図示しないリモコンの
運転指示信号を受信したり、受信した信号に基づいて運
転の制御信号を出力したりしている。なお、このコント
ロールユニット１９は、従来技術にて説明したリモコン
信号送受信装置や、動作状態表示ランプ等を備えるもの
でもあり、本実施形態では、図２に示す符号１９ａ，１
９ｂをそれぞれリモコン信号送受信装置または動作状態
表示ランプとする。また、コントロールユニット１９
は、図４に示した電子制御装置２６の機能を一部補って
機能するものでもある。

【００２３】そして、室内機１の筐体１１の側面には、
本発明に係る外部出力端子１７が設けられており、この
外部出力端子１７は、室外機２へと繋がる外部出力用配
線３１に筐体１１の内部側で接続されている。

【００２４】冷媒配管３０にて上記室内機１に接続され
た室外機２の筐体２１内には、圧縮機２２と、該圧縮機
２２のインバータ制御等、各機器の運転制御を行う電子
制御装置２６と、室外熱交換器２３と、室外送風機２４
と、該室外送風機２４を駆動する室外電動機２５（電動
機）とが据え付けられている。そして、室外機２の筐体
２１の側面には、本発明に係る外部出力端子２７が設け
られている。なお、該室外電動機２５は、発電機として
も機能するものである。

【００２５】室外電動機２５は、商用電源１６から供給
される電力によって駆動し、これに連結された室外送風
機２４を回転させている。そして、室外送風機２４の回
転により、外気は室外機２の後方から取り込まれて室外
熱交換器２３を通過し、破線の矢印に示す気流Ｗ２とし
て吹き出ることになる。これによって、室外熱交換器２
３内を通過する冷媒と外気との間で熱交換が行われる。

【００２６】また、室外電動機２５が商用電源１６から
の電力供給を受けない場合、室外機２に向かって気流Ｗ
１の外部風力が作用すると、室外送風機２４は通常の回
転と逆向きに回転する。これによって室外送風機２４に
連結された室外電動機２５には電力が発生し、ここで発
電された電力は後述する電気回路、さらには外部出力用
配線３１を経た後に、室内機１側の外部出力端子１７
や、室外機２の筐体２１に設けられた外部出力端子２７
に供給される。

【００２７】さて、室外機２に備わる室外電動機２５か
らの電力の流れについて、図２に示される電気回路図を
用いて説明する。空気調和機の運転制御を行う電子制御
装置２６の内部には、交流とされた商用電源の電力を、
予め設定された直流の電力に変換するためのＡＣ−ＤＣ
変換器２６ａと、電子制御回路部２６ｂと、後述するバ
ッテリー５（電力蓄積手段）での蓄電量を検知する電圧
検知装置２６ｃと、メークビホアブレーク形継電器の接
点２６ｄと、電流方向を規制して整流する整流器が設け
られている。

【００２８】電子制御装置２６から室外電動機２５に繋
がる回路上には、リレースイッチ８，９（切り換え手
段）が設けられている。空気調和機が冷房・除湿運転あ
るいは暖房運転を行うと、電子制御装置２６の指令によ
りリレースイッチ８，９は接点ｂ側に接続される。これ
によって、室外機２の室外電動機２５に通電がなされて
室外送風機２４は正回転する。そして、室外送風機２４
が正回転することで、破線で示す気流Ｗ２が発生し、室
外熱交換器２３内の冷媒が冷却または加熱される。

【００２９】空気調和機が冷房・除湿運転あるいは暖房
運転を行わず、商用電源からの電力供給がない場合、電
子制御装置２６はリレースイッチ８，９を接点ａ側に接
続するように指令を出力する。これによって、室外電動
機２５に電力が供給されなくなる。

【００３０】さて、上記段落に説明した状態にて、実線
で示される気流Ｗ１の如く室外機２に外気が流れ込んだ
場合、室外送風機２４は運転時の正回転に対して逆向き
に回転し、この回転を得た室外電動機２５では発電が行
われる。室外電動機２５にて発電された電力は、外部風
力の影響により変動するので、コンデンサ７により平滑
化される。そして、平滑化された電力は、ＤＣ−ＤＣ変
換器６により所定の電流電圧に変換された後、バッテリ
ー５に蓄電される。

【００３１】そして、バッテリー５に蓄電された電力
は、該バッテリー５に接続された室外機２に備わる外部
出力端子２７に供給されることになり、さらには、室内
機１側に備わる外部出力端子１７に外部出力配線３１を
介して供給されることになる。外部出力端子１７，２７
は、バッテリー５の出力に応じて正と負の２極を有して
おり、ギボシ等の接続端子での接続が可能とされてい
る。

【００３２】さて、以上のように構成された空気調和機
において、各外部出力端子１７、２７に接続される電気
機器の使用例について図３を用いて説明する。室外機２
が設置される位置は、室外機２にできる限り強い風が大
量に流れ込む場所が好ましく図３（ａ）や図３（ｃ）で
は、一例としてビルの屋上Ｒや住宅の屋根上に設置され
ている。

【００３３】図３（ａ）では、室外機２の外部出力端子
２７に、屋上用の常備灯４１が接続され、室内機１の外
部出力端子１７に外灯が接続された場合を示している。
また、図３（ｂ）では、マンション等のバルコニーＢの
上方に室外機２が設置され、この室外機２に対応する室
内機１の外部出力端子１７に、室内用の照明灯４３が接
続された場合を示している。また、図３（ｃ）では、住
宅の屋根上に室外機２が設置されており、外部出力用配
線３１を経て室内機１に電力が供給され、室内機１の外
部出力端子１７から室内天井に備わるシーリングファン
４４に電力が供給される場合を示している。この場合、
例えば強風が吹きやすい冬季に空気調和機が暖房運転を
停止している場合にも、運転時に得られた暖気が床面に
送風され、空気調和機の省エネ運転を実施することも可
能となる。

【００３４】なお、これら外部出力端子１７，２７から
出力される電力は、コンバータを介さない場合であれば
直流として供給されるので、直流にて動作する電気機器
が望ましい。しかし、コンバータを設置することで交流
用の電気機器に使用することも、もちろん可能である。

【００３５】このように、外部風力により室外機２内の
室外電動機２５にて得られ発電電力は、空気調和機の内
部に備わる各機器での利用に特定されず、各外部出力端
子１７，２７を介して空気調和機以外の電気機器に供給
されて有効に利用することができる。

【００３６】特に、近年はＬＥＤにて点灯する階段用の
常備灯など、省電力で動作する電気機器が多数有り、こ
れら電気機器に対して商用電源の外部電力を用いること
なく、空気調和機から供給される電力を用いて的確に動
作を促すことができる。そして、バッテリー５を介して
電力が供給されるので、蓄電された電力によって継続的
に電力の供給が行えるようになる。

【００３７】なお、本実施形態の各外部出力端子１７，
２７は、室内機１及び室外機２の各筐体１１，２１の側
面に設置した構成を示したが、室内機１または室外機２
のどちらかに設置してもよいし、それぞれに設置する位
置については特に限定されるものではない。

【００３８】また、電気制御装置２６を備える構成を説
明したが、該装置の機能及び配置等についてはこれに限
定解釈されるものではない。また、室外電動機２５から
電気制御装置２６に向かう回路を有せず、コンデンサ
７、ＤＣ−ＤＣ変換器６、バッテリー５等を介して直接
外部出力端子に電力を供給する電気回路を構成してもよ
い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した本発明の空気調和機及びそ
の運転制御方法においては以下の効果を奏する。請求項
１記載の発明は、外部に電力を供給するための外部出力
端子を室内機及び／または前記室外機に備えてなり、該
外部出力端子が、外部出力用配線を介して電動機に接続
されているので、電動機にて発電された電力が外部出力
端子に供給されることになり、ここに接続される電気機
器の動作を得ることができる。つまり、発電機として機
能した電動機の発電電力が有効に使用されることにな
り、エネルギの有効利用を図ることができる。

【００４０】請求項２記載の発明は、電動機と外部出力
端子との間に、電動機にて得られた電力を蓄積する電力
蓄積手段が備えられているので、電動機での発電がない
場合でも外部出力端子に電力の供給を行うことができ
る。従って、電動機にて得られた電力を随時用いて外部
出力端子に接続された、例えば、電気機器を動作させる
ことができる。

【００４１】請求項３記載の発明は、電動機に電力が供
給される場合に、電力源と電動機とを接続し、電動機に
電力が供給されない場合に、電動機と電力蓄積手段とを
接続する切り換え手段が備えられているので、電力蓄積
手段に電力源からの電力が直接供給されることがなくな
り、電力蓄積手段の破損を回避するとともに、外部出力
端子に安定した電力を供給することができる。

【００４２】請求項４記載の発明は、電動機に電力が供
給される場合に、電力源と前記電動機とを接続し、前記
電動機に電力が供給されない場合に、前記電動機と前記
電力蓄積手段とを接続する空気調和機の運転制御方法と
されているので、電力蓄積手段に電力源からの電力が直
接供給されることがなくなり、電力蓄積手段の破損を回
避するとともに、電力蓄積手段から外部出力端子に安定
した電力を供給することができる。よって、空気調和機
の通常運転を的確に得るととともに、電動機にて得られ
た電力を外部機器等にて有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における空気調和機の全
体構成を説明する斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態における空気調和機の電
気回路の一部を説明する電気回路図である。

【図３】室外機の設置場所、及び外部出力端子に接続
される電気機器の使用例について説明する概略図であ
る。

【図４】従来の空気調和機の構成について説明する概
略図である。

【符号の説明】

１室内機２室外機５バッテリー（電力蓄積手段）６ＤＣ−ＤＣ変換器７コンデンサ８，９リレースイッチ（切り換え手段）１１筐体１７外部出力端子２１筐体２３室外熱交換器２４室外送風機２５室外電動機（電動機）２６電子制御装置２７外部出力端子３１外部出力用配線Ｗ１室外機に吹き込む気流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内機と、室外機と、該室外機内に設置
された室外熱交換器と、該室外熱交換器に外気を流通さ
せる室外送風機と、該室外送風機を駆動する電動機とを
備える空気調和機において、前記室内機及び／または前記室外機には、外部に電力を
供給するための外部出力端子を備えてなり、該外部出力端子は、外部出力用配線を介して前記電動機
に接続されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】前記電動機と前記外部出力端子との間に
は、前記電動機にて得られた電力を蓄積する電力蓄積手
段が備えられてい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】前記電動機に電力が供給される場合に、
電力源と前記電動機とを接続し、前記電動機に電力が供
給されない場合に、前記電動機と前記電力蓄積手段とを
接続する切り換え手段が備えられていることを特徴とす
る請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】室内機と、室外機と、該室外機内に設置
された室外熱交換器と、該室外熱交換器に外気を流通さ
せる室外送風機と、該室外送風機を駆動する電動機と、
前記電動機にて得られた電力を蓄積する電力蓄積手段
と、該電力蓄積手段に接続された外部出力端子とを備え
た空気調和機の運転制御方法において、電動機に電力が供給される場合に、電力源と前記電動機
とを接続し、前記電動機に電力が供給されない場合に、
前記電動機と前記電力蓄積手段とを接続することを特徴
とする空気調和機の運転制御方法。