JP2007298237A - 電力制御システム及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の装置（１０）に接続される電源から供給される電力を、電源用電線（３０ａ、３０ｂ）を経て第１の装置（１０）から第２の装置（２０）へ供給する電力制御システムにおいて、誤配線又は故障による回路破損を防止可能な電力制御システム及び電力制御方法を提供する。
【解決手段】電力制御システム（１）の第１の装置（１０）は、第２の装置（２０）と通信を行う第１の通信回路（１３）と、第２の装置（２０）との通信状態に基づいて、電源用電線（３０ａ、３０ｂ）に設けられる開閉器（１５）の制御を行う制御ユニット（１２）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力制御システム及び電力制御方法に関するものであり、より詳しくは、供給される電力を第１の装置を通じて第２の装置に供給する電力制御システム及び電力制御方法に関する。

近年、省エネルギーで給湯を行える給湯システムとして、ヒートポンプユニットを備える給湯システムが注目されている。このような給湯システムでは、通常、ヒートポンプユニットは屋外に配置され、タンクユニットのみが屋内に配置される。そのため、ヒートポンプユニットに電力供給するために、商用電源をタンクユニットに接続し、そのタンクユニットから接続線を通じてヒートポンプユニットに電力供給される。このような電力供給機構は、例えば室外機を備える空調機などにおいても採用されている（特許文献１参照）。また、特許文献１に記載された空調機では、室外機への電力供給を行う接続線に接続された開閉器を室内機制御ユニットによりオン／オフして、無駄な電力消費を抑えるようにしている。

一方、このような電力供給機構を備える装置では、電力供給される側のユニットは、電力供給を受ける限り通電された状態が継続することになる。そのため、電力供給される側のユニットに万一誤配線が存在したり、故障が存在するなどの異常がある場合には、発熱などによる回路破損を生じるおそれがあった。さらに最悪の場合には、供給される電力の廻り込みによって、そのユニットの他の箇所にも故障を生じさせてしまうおそれがあった。また、このような異常があると、正常な動作を行えないにもかかわらず、手動で電源供給を停止しない限り給電を続け、無駄に電力を消費してしまうおそれがあった。

特開２０００−１９３３２５号公報

上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、供給される電力を第１の装置を通じて第２の装置に供給する電力制御システムにおいて、誤配線又は故障による回路破損を防止可能な電力制御システム及び電力制御方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の形態によれば、本発明に係る電力制御システムは、電源用電線（３０ａ、３０ｂ）に設けられる開閉器（１５）を有し、且つ電源が接続される第１の装置（１０）が、第２の装置（２０）と通信を行う第１の通信回路（１３）と、第２の装置（２０）との通信状態に基づいて、開閉器（１５）を制御する制御ユニット（１２）とを有する。係る構成により、異常検出用の回路や素子を別途設ける必要なく、誤配線又は故障による回路破損を防止することができる。

また請求項２に記載のように、制御ユニット（１２）は、通信を行えないと判定した場合、開閉器（１５）を開くように制御することにより、誤配線又は故障の発生を確実に検出することができる。なお、通信を行えないとは、例えば、第１の装置と第２の装置間の通信を確立できないこと、又は少なくとも一方が送信した信号を、他方がその送信された信号を正確に解釈できる程度に受信できないことをいう。

また、請求項３に記載のように、第２の装置（２０）は、制御ユニット（１２）が通信を行えないと判定したことを報知する報知器をさらに有することが好ましい。

また、請求項４に記載のように、本発明の電力制御システムは、第１の装置（１０）と第２の装置（２０）間の信号の送受信を行うための通信用電線（３１）と、第２の装置（２０）に含まれ、第１の通信回路（１３）と通信を行う第２の通信回路（２３）とを有し、第１の通信回路（１３）と第２の通信回路（２３）は、通信用電線（３１）及び電源用電線（３０ａ、３０ｂ）を通じて接続され、且つ電源用電線（３０ａ、３０ｂ）により供給される電力とともに、通信用電線（３１）を通じて信号を互いに送信することが好ましい。係る構成により、通信用の信号を電源用電線を通じて供給される電力と重畳して送ることができるため、第１の装置と第２の装置間の通信配線を簡単化することができ、且つ電源供給用の回路と通信用の回路を一つの開閉器で同時に保護することができる。

本発明の請求項５に記載の形態によれば、本発明に係る電力制御方法は、電源が接続された第１の装置から第２の装置へ電力を供給するように電源用電線に設けられた開閉器を閉じるステップ（Ｓ１０１、Ｓ３０３）と、第１の装置と第２の装置の通信状態を確認するステップ（Ｓ１０２、Ｓ３０４）と、通信状態を確認するステップにおいて、第１の装置と第２の装置の通信状態を行えないと判定した場合、開閉器を開くステップ（Ｓ１０３、Ｓ３０８）とを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の形態によれば、開閉器を開いた後、所定時間を経過したか否かを判定するステップ（Ｓ１０６）をさらに有し、その判定ステップにおいて所定時間を経過したと判定された場合、開閉器を閉じるステップ（Ｓ１０１）と、通信状態を確認するステップ（Ｓ１０２）を再度実行することが好ましい。一時的な要因によって第２の装置への電源供給が停止されることを防止できる。

また、本発明の請求項７に記載の形態によれば、第１の装置（１０）及び第２の装置（２０）の施工時か否かを判定するステップ（Ｓ３０２）をさらに有し、施工時判定ステップ（Ｓ３０２）において施工時と判定された場合、通信状態確認ステップ（Ｓ３０４）は、第１の装置（１０）と第２の装置（２０）間の通信確立手順を１回だけ試行して通信を行えるか否かを確認し、施工時判定ステップ（Ｓ３０２）において施工時でないと判定された場合、通信状態確認ステップ（Ｓ１０２）は、第１の装置（１０）と第２の装置（２０）間の通信確立手順を複数回試行して通信を行えるか否かを確認することが好ましい。施工時においては、早期に回路異常の有無を施工業者に知らせることができるとともに、通常時には一時的な要因によって第２の装置への電源供給が停止されることを防止できる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照しつつ本発明の電力制御システムを適用した給湯システムについて詳細に説明する。
図１に、本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの概略構成図を示す。本発明の電力制御システムを適用した給湯システム１は、室内装置１０（第１の装置）と、室外装置２０（第２の装置）を有する。そして室内装置１０には、外部電源２が電源用電線３０ａ及び３０ｂを通じて接続されている。

また室内装置１０は、貯湯タンクユニット１１、制御ユニット１２、通信回路１３及び電源回路１４を有する。一方、室外装置２０は、ヒートポンプユニット２１、制御ユニット２２、通信回路２３及び電源回路２４を有する。

室内装置１０の貯湯タンクユニット１１は、貯湯タンク１１１を有する。貯湯タンク１１１は、温水を貯湯タンクユニット１１とヒートポンプユニット２１との間を循環させる循環路１１２ａ、１１２ｂと接続されている。また、貯湯タンク１１１は、下部に取水口を備える。そして、貯湯タンク１１１は、循環路１１２ａを通じて流入された、ヒートポンプユニット２１の水冷媒熱交換器２１２で加熱された高温の温水を保温貯蔵する。また、貯湯タンク１１１から流出される温水が、循環路１１２ｂを通じて電動ポンプ２１５によりヒートポンプユニット２１の水冷媒熱交換器２１２に流入される。そして、ヒートポンプユニット２１で加熱された温水は、循環路１１２ａを通じて貯湯タンク１１１に戻される。なお、循環路１１２ａ、１１２ｂには、それぞれ止水弁１１３ａ、１１３ｂが設けられている。その止水弁１１３ａ、１１３ｂを閉じることにより、室外装置２０のメンテナンス時など、ヒートポンプユニット２１への温水の流入を停止することができる。さらに、貯湯タンク１１１は、給水用止水弁１１３ｃを開けることにより、水道の給水栓から給水される。さらに、貯湯タンク１１１に貯められた温水は、取水口から風呂桶等に出湯させることができる。

一方、室外装置２０のヒートポンプユニット２１は、電動圧縮機２１１にて圧縮され、高圧となった冷媒を水冷媒熱交換器２１２に流入させる。そしてヒートポンプユニット２１は、水冷媒熱交換器２１２において、その高圧の冷媒と給湯タンク１１１より送られてきた温水とを熱交換して温水を加熱する。一方、水冷媒熱交換器２１２を通過した放熱後の高圧の冷媒は、減圧装置２１３へ送られ、低圧状態に減圧される。そして低圧状態となった冷媒は蒸発器２１４へ送られ、蒸発器２１４で大気等から吸熱して蒸発し、その後、電動圧縮機２１１に吸入され、再度圧縮される。また電動送風機２１６は、蒸発器２１４に向けて外気を送風し、冷媒の蒸発を助ける。

室内装置１０の通信回路１３及び室外装置２０の通信回路２３は、電源用電線３０ａ、３０ｂおよび通信用電線３１に対してバス接続されている。また、室内装置１０の制御ユニット１２及び室外装置２０の制御ユニット２２は、それぞれ通信回路１３及び２３に接続されており、通信用電線３１を通じて互いに通信可能となっている。
そして、通信回路１３及び電源回路１４には、外部電源２から単相２００Ｖの商用交流電力が供給されている。そして、通信回路１３は、その商用交流電力を利用して、通信回路２３と信号の送受信を行う。また、電源回路１４は、その商用交流電力を整流して直流電力を制御ユニット１２に出力する。さらに、電源回路１４は、室内装置１０の各部を稼動させるために必要な電力を供給する。さらに、その商用交流電力は、電源用電線３０ａ、３０ｂを通じて室外装置２０の通信回路２３及び電源回路２４にも供給される。そして、通信回路２３は、通信回路１３と同様に、供給された商用交流電力を利用して、通信回路１３と信号の送受信を行う。また電源回路２４も、電源回路１４と同様に、室外装置２０の各部を稼動させるために必要な電力を供給する。そして、電源用電線３０ａには、外部電源２との接続点よりも室外装置２０側に、制御ユニット１２からの制御信号に基づいて、電力供給のオン／オフを行う開閉器１５が設けられている。

制御ユニット１２は、組み込み型のマイクロプロセッサ及び不揮発性のメモリなどで構成され、制御ユニット１２と通信可能な操作ユニット１６から受信した操作信号に基づいて、給湯システム１全体の制御を行う。なお、操作ユニット１６は、例えば制御ユニット１２と赤外線通信を行うリモコン装置で構成される。また、操作信号は、例えば、室内装置１０から取水される温水の設定温度を表す信号、給湯システム１のオン／オフ信号である。
そこで、制御ユニット１２は、給湯システム１全体の制御を行うために、貯湯タンク１１１内に設けられたタンク内温水センサ１１４ａ〜１１４ｃと接続され、それら温水センサ１１４ａ〜１１４ｃから貯湯タンク１１１内の検出温度を取得可能となっている。
なお、タンク内温水温度センサ１１４ａ〜１１４ｃは、貯湯タンク１１１の外表面にてその上方側から下側にかけて順に貼り付けられたもので、貯湯タンク１１１内の温水温度をそれぞれ検出する。

また、制御ユニット１２は、室内装置１０から取水される温水を設定温度にするために、必要な応答信号を室外装置２０の制御ユニット２２から通信用電線３１を通じて取得し、また室外装置２０の制御ユニット２２に対する制御信号を通信用電線３１を通じて送信する。
例えば、制御信号としては、タンク内温水温度センサ１１４ａ〜１１４ｃの検出温度および設定温度を示すものが用いられ、応答信号としては、出水温度センサ２１７の検出温度、圧力センサ２１８の検出圧力を示すものが用いられる。

さらに、制御ユニット１２は、室外装置２０の制御ユニット２２との間での、通信状態が正常か否かを、電源投入時などに判断する。そして、制御ユニット１２は、制御ユニット２２との間で通信を行えないと判断した場合には、開閉器１５を操作して電源用電線３０ａを遮断し、室外装置２０への電力供給を停止する。

このような制御を行うために、制御ユニット１２と制御ユニット２２は、予め定められた通信プロトコルにしたがって互いに通信を行う。このような通信プロトコルとしては、周知の様々なものを利用することができる。あるいは、独自に定めた通信プロトコルを用いてもよい。本実施形態では、一例として、２進データ同期通信（ＢＳＣ）を用いた。
なお、通信状態が正常か否かの判断については、後述する。

電源回路１４は、外部電源２から供給された２００Ｖの商用交流電力を、直流に整流して室内装置１０の各部に供給する。本実施形態では、電源回路１４を半波整流回路で構成した。しかし、電源回路１４を、他の周知の整流回路で構成してもよい。

開閉器１５は、電源用電線３０ａに設けられ、リレー回路で構成される。そして、開閉器１５は、制御ユニット１２から受信した制御信号に基づいて開閉し、室外装置２０への電力供給を許可したり、停止する。なお、開閉器１５を構成するリレー回路は、例えば、汎用の機械式リレー回路、封入接点リレー回路、又は光ＭＯＳ型ＦＥＴリレー回路など、周知の様々なリレー回路とすることができる。本実施形態では、一例として、開閉器１５を封入接点リレー回路で構成した。

室外装置２０の制御ユニット２２は、例えば、組み込み型のマイクロプロセッサ及び不揮発性のメモリなどで構成される。そして、制御ユニット２２は、室内装置１０の制御ユニット１２から通信回路１３、通信用電線３１、通信回路２３を通じて受信される制御信号に基づきタンク内温水温度センサ１１４ａ〜１１４ｃの検出温度および操作ユニット１６で設定された温水の設定温度を取得する。さらに制御回路２２は、タンク内温水温度センサ１１４ａ〜１１４ｃの検出温度、出水温度センサ２１７の検出温度、圧力センサ２１８の検出圧力、および温水の設定温度等に基づいて、貯湯タンク１１内の温水温度を設定温度に近づけるように、電動圧縮機２１１、電動送風機２１６及び電動ポンプ２１５等を制御する。

なお、出水温度センサ２１７は、循環路１１２ｂに設けられ、水冷媒熱交換器２１２から流出する温水の温度を検出する。一方、圧力センサ２１８は、ヒートポンプユニット２１内の水冷媒熱交換器２１２から流出した冷媒の圧力を検出する。

電源回路２４は、通信回路２３と並列に、電源用電線３０ａ、３０ｂに接続される。そして、電源回路２４は、電源用電線３０ａ、３０ｂを通じて外部電源２から供給された２００Ｖの商用交流電力を、直流に整流して室外装置２０の各部に供給する。本実施形態では、電源回路２４を、電源回路１４と同様に半波整流回路で構成した。しかし、電源回路２４も、他の周知の整流回路で構成してもよい。

図２に、通信回路１３及び２３の電気回路構成を示す。以下、図２を用いて通信回路１３及び２３の構成及び信号の送受信について説明する。
通信回路１３は、直流電源回路１３１、抵抗素子１３２、１３６、１４０、１４１、送信フォトカプラ１３３、ダイオード１３４、１３５、受信フォトカプラ１３７、トランジスタ１３８、１３９などで構成されている。

ここで、抵抗素子１４１は送信フォトカプラ１３３を過電流から保護し、ダイオード１３４は送信フォトカプラ１３３を逆電圧から保護する。抵抗素子１３６は受信フォトカプラ１３７を過電流から保護し、ダイオード１３５は受信フォトカプラ１３７を逆電圧から保護する。

通信回路２３は、通信回路１３と同一回路構成で、直流電源回路２３１、抵抗素子２３２、２３６、２４０、２４１、送信フォトカプラ２３３、ダイオード２３４、２３５、受信フォトカプラ２３７、トランジスタ２３８、２３９などで構成されている。

そして、通信回路１３と同様に、通信回路２３において、抵抗素子２４１は送信フォトカプラ２３３を過電流から保護し、ダイオード２３４は送信フォトカプラ２３３を逆電圧から保護する。抵抗素子２３６は受信フォトカプラ２３７を過電流から保護し、ダイオード２３５は受信フォトカプラ２３７を逆電圧から保護する。

最初に、室内装置１０の制御ユニット１２から、室外装置２０の制御ユニット２２へ制御信号を送信する場合について説明する。
まず、制御ユニット１２が、制御信号としての複数列のパルス信号を通信回路１３に出力する。これに伴い、通信回路１３のトランジスタ１３８が、制御ユニット１２から出力されるパルス信号に基づきオンになると、電源回路１４からトランジスタ１３８を通してトランジスタ１３９にベース端子に電流が流れるので、トランジスタ１３９がオンになる。

これに伴い、送信フォトカプラ１３３の発光ダイオード１３３ａには、電源回路１４から抵抗素子１４１を通して電流が流れ込むので、発光ダイオード１３３ａがフォトトランジスタ１３３ｂに赤外線を出力する。このため、フォトトランジスタ１３３ｂがオンになる。

ここで、直流電源回路１３１においては、整流ダイオード１５１が、電源用電線３０ａから供給される商用交流電圧を整流して整流電圧を抵抗素子１５２を通してコンデンサ１５３に出力する。すると、コンデンサ１５３は、整流電圧を平滑し、直流電圧として抵抗１３２を経てフォトトランジスタ１３３ｂに出力するので、フォトトランジスタ１３３ｂが、制御ユニット１２から送信されたパルス信号（制御信号）のオン／オフに合わせて、直流電圧をオン／オフする。したがって、パルス信号は、矢印Ｙ３のように、通信用電線３１を通じて通信回路２３に送られる。

一方、通信回路２３では、パルス信号が、ダイオード２３５、抵抗素子２３６を通じて受信フォトカプラ２３７に受信される。そして、受信されたパルス信号のオン／オフにしたがって、受信フォトカプラ２３７の発光ダイオード２３７ａは、フォトトランジスタ２３７ｂに向かって発光する赤外線をオン／オフする。そして、赤外線が発光する場合、フォトトランジスタ２３７ｂがオンになるので、電源回路２４から抵抗素子２４０を通して出力される直流電圧に基づいて、フォトトランジスタ２３７ｂのコレクタ端子から制御ユニット２２に入力される電圧がオンとなる。したがって、受信されたパルス信号は、制御ユニット２２に入力される。

以上により、制御ユニット１２から出力されたパルス信号は、送信フォトカプラ１３３を経て、外部電源２からの商用交流電力に重畳され、通信用電線３１を通じた後受信フォトカプラ２３７によって受信され、制御ユニット２２に出力されることになる。

次に、制御ユニット２２が、応答信号としての複数列のパルス信号を制御ユニット１２に送る場合について説明する。
通信回路２３において、トランジスタ２３８が、制御ユニット２２から出力される応答信号としてのパルス信号（応答信号）に基づきオンになると、電源回路２４からトランジスタ２３８を通してトランジスタ２３９のベース端子に電流が流れるので、トランジスタ２３９がオンになる。

トランジスタ２３９がオンになると、送信フォトカプラ２３３の発光ダイオード２３３ａには、電源回路２４から抵抗素子２４１を通して電流が流れ込むので、発光ダイオード２３３ａがフォトトランジスタ２３３ｂに赤外線を出力する。このため、フォトトランジスタ２３３ｂが赤外線に基づきオンになる。

したがって、フォトトランジスタ２３３ｂは、制御ユニット２２から発信されたパルス信号（応答信号）に基づき、直流電源回路２３１から出力される直流電圧をオン／オフするので、パルス信号は、矢印Ｙ４のように、通信用電線３１を通して通信回路１３に送られる。

この通信回路１３では、パルス信号（応答信号）が、ダイオード１３５、抵抗素子１３６を通して受信フォトカプラ１３７に受信される。そして、受信されたパルス信号のオン／オフにしたがって、受信フォトカプラ１３７の発光ダイオード１３７ａは、フォトトランジスタ１３７ｂに向かって発光する赤外線をオン／オフする。そして、赤外線が発光する場合、フォトトランジスタ１３７ｂがオンになるので、電源回路１４から抵抗素子１４０を通して出力される直流電圧に基づいて、フォトトランジスタ１３７ｂのコレクタ端子から制御ユニット１２に入力される電圧がオンとなる。したがって、受信されたパルス信号は、制御ユニット１２に入力される。

以上により、制御ユニット２２から出力されたパルス信号は、送信フォトカプラ２３３を経て外部電源２からの商用交流電力に重畳され、通信用電線３１を通じた後受信フォトカプラ１３７によって受信され、制御ユニット１２に出力されることになる。

ここで、通信回路１３又は２３などの何れかの部品が故障している場合、あるいは、誤配線されている場合などでは、上記のような信号の伝達が行われず、制御ユニット１２と制御ユニット２２は通信を行うことができなくなる。そこで、給湯システム１では、電源投入時に制御ユニット１２と制御ユニット２２との間で、正常に通信を行えるか否かを調べることにより、異常検出用の特別な回路を必要とすることなく、これらの回路の故障や誤配線を検出することができる。

以下に、本発明の電力制御システムを適用した給湯システム１の電源投入時における、回路内の検証動作について、図３を用いて説明する。
最初に、操作ユニット１６から電源オンを表す制御信号を室内装置１０の制御ユニット１２が受信すると、給湯システム１が起動され、検証動作が開始される。このとき、制御ユニット１２は、エラーカウンタのクリアなど、初期化動作を行う。

検証動作が開始されると、制御ユニット１２は、開閉器１５を閉じる（ステップＳ１０１）。そして、外部電源２から商用交流電力が室内装置１０に供給され、電源用電線３０ａ、３０ｂを通じて室外装置２０に供給される。次に、制御ユニット１２は、室外装置２０との通信状態を確認する（ステップＳ１０２）。通信状態の確認は、複数のステップ（Ｓ２０１〜Ｓ２０４）によって行われる。具体的には、制御ユニット１２は、室外装置２０の制御ユニット２２に対し、通信開始を示す所定の制御信号を送信する（ステップＳ２０１）。その後、制御ユニット１２は、制御信号の送信開始から、所定期間（例えば、１秒間、１０秒間など）内に制御ユニット２２から通信開始の応答信号を受信したか否か判断する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、制御ユニット１２は、制御ユニット２２から、所定の通信プロトコルに従った正常な応答信号を受信すると、エラーカウンタをクリアし（ステップＳ１０４）、制御ユニット２２に運転開始を示す制御信号及び設定温度などを示す制御信号を送信する（ステップＳ１０５）。そして、給湯システム１は運転を開始する。

一方、ステップＳ２０２において、制御ユニット１２は、制御ユニット２２から応答信号を受信しない場合、あるいは、所定の通信プロトコルに従わない誤った応答信号を受信した場合、エラーカウンタを１インクリメントする（ステップＳ２０３）。そして、制御ユニット１２は、エラーカウンタが所定値以上に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。エラーカウンタが所定値未満の場合、制御ユニット１２は、プロセスをステップＳ２０１の前に戻す。そして再度を通信開始を示す制御信号の送信を行うなど、ステップＳ１０２の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２０４において、エラーカウンタが所定値を超えた場合、制御ユニット１２は、通信が確立できないと判断し（すなわち、通信回路１３又は２３などに何らかの異常有りと判断し）、開閉器１５を開き、給湯システム１全体の電源をオフにする（ステップＳ１０３）。このとき、制御ユニット１２は、操作ユニット１６に対して起動不能を示す信号を送信し、操作ユニット１６を通じてユーザに対して給湯システム１の起動に失敗したことを報知する。そして、給湯システム１の起動を中止する。

なお、上記の所定数は、通信回路１３又は２３、電源回路２４、若しくは制御ユニット２２などにおいて誤配線がある場合、又はそれらの何れかの構成部品に異常がある場合でも、他の構成部品にまで故障箇所が拡大しないように、何れかの構成部品に異常が有ると判断するのに十分な回数、例えば１０回に設定される。

なお、制御ユニット１２は、エラーカウンタを用いる代わりに、タイマを用い、通信開始の最初の制御信号送信開始からの経過時間を測定することによって、異常の有無を判定してもよい。この場合、上記のステップＳ２０４では、制御ユニット１２は、経過時間が所定の時間を超えた場合、異常が発生したと判定し、経過時間が所定の時間以下の場合、プロセスをステップＳ２０１に戻す。この所定の時間は、通信回路１３又は２３、電源回路２４、若しくは制御ユニット２２などにおいて誤配線されているか、又はそれらの構成部品の故障が有ると判断するのに十分な時間、例えば２分間に設定される。また、制御ユニット１２及び２２が、通信可能の成否を判断する信号は、運転開始に関する信号であってもよい。

また、上記の起動時の検証動作において、給湯システム１の起動を中止した場合、さらに所定時間経過後（例えば、１０分後、３０分後）に再度自動的に起動を試みるようにしてもよい。この場合のフローチャートを図４に示す。なお、図４においてステップＳ１０１〜Ｓ１０５については、図３に示したフローチャートに示したものと同一であるため、説明を省略する。
図４において、制御ユニット１２は、上記のステップＳ１０３の時点から計時を開始し、所定時間を経過したか否かを調べる（ステップＳ１０６）。所定時間を経過していない場合、計時を継続する。一方、所定時間を経過したと判断すると、エラーカウントのクリアなど、初期化動作を再度を行って（ステップＳ１０７）、制御をステップＳ１０１に戻す。このように制御することで、電源用電線の接触不良など、何等かの一時的な要因によって室外装置２０への電源供給が停止されたままとなることを防止できる。

さらに、電源投入時だけでなく、給湯システム１の運転中に発生した故障から回路を保護するために、給湯システム１の運転中において、所定の時間間隔（例えば、１０分間間隔、３０分間隔）で定期的に上記手順を実行するようにしてもよい。この場合には、室内装置１０の制御ユニット１２は、通信開始を示す制御信号を送信する代わりに、検証用に設定された制御信号を送信する。また室外装置２０の制御ユニット２２も通信開始時の応答信号ではなく、検証用の応答信号を送信する。これら検証用の制御信号及び応答信号は、正しく信号の送受信が行えることを確認できるものであればよい。

また、通常、給湯システム１の設置作業時（施工時）においても、回路の検証作業が行われる。ただし、施工時では、回路に異常がある場合には、施工業者がそのことを直ちに認識できることが好ましい。そこで、施工時に行う回路検証では、室内装置１０と室外装置２０間で一度でも通信異常が発生したら、直ちに開閉器１５を開き、通信異常を施工業者に報知する。そのために、室内装置１０の制御ユニット１２は、施工時の検証か通常運転時の検証かを識別するための施工完了フラグを有し、制御ユニット１２内の不揮発性メモリに施工完了フラグの値を保存する。そして、例えば、施工完了フラグには、施工未完了を表す‘０’が初期値として与えられる。この場合には、給湯システム１は、施工時用の回路検証動作を行う。そして、施工完了と判断された場合に、制御ユニット１２は、施工完了フラグの値を、施工完了を表す‘１’に書き換える。施工完了フラグの値が‘１’の場合には、給湯システム１は、通常の回路検証動作を行う。なお、施工完了フラグの値は、操作ユニット１６からの制御信号により初期化できるようにしてもよい。例えば、施工業者が、施工時検証用の特殊な操作（例えば、複数の所定の操作ボタンを同時に押下する）をすることにより、施工完了フラグの値を‘０’に設定できるようにしてもよい。

さらに、施工時では、施工業者が室外にいることもあり、操作ユニット１６の表示を見ることができない可能性がある。そのため、室外装置２０は、回路異常が検知されたことを知らせる報知器を有することが好ましい。この報知器は、例えば、制御ユニット２２と接続され、制御ユニット２２によって制御されるＬＥＤ及びＬＥＤ駆動回路で構成することができる。この場合、例えば、制御ユニット１２より、施工時であることを示す制御信号を制御ユニット２２が受信しており、且つ開閉器１５がＯＮの場合のみＬＥＤを点灯させる。すなわち、施工時の回路検証中、報知器のＬＥＤが点灯していれば、回路異常は発生しておらず、逆に報知器のＬＥＤが消灯すれば回路異常が生じたことを表す。そこで、施工業者は、室外にいても、報知器のＬＥＤが点灯しているか、消灯しているかを見れば、回路異常の有無を知ることができる。なお、室外装置２０に、電池等、報知器用の電源を別途設けることにより、開閉器１５が開いた状態、すなわち、室外装置２０への電源供給が遮断された場合にＬＥＤを点灯あるいは点滅させるようにすることもできる。また、報知器を、ブザーなど、音声で知らせるもので構成してもよい。さらに、開閉器１５の開閉を繰り返し行わせて、その開閉器１５の作動音で回路異常を報知するようにしてもよい。

以下、図５及び図６を用いて、給湯システム１の回路内の検証を行う際の動作を施工時まで含めて説明する。
最初に、操作ユニット１６から運転開始の制御信号を室内装置１０の制御ユニット１２が受信すると、給湯システム１が起動され、検証動作が開始される。

検証動作が開始されると、制御ユニット１２は、不揮発性メモリから施工完了フラグを読み込むとともに、エラーカウンタのクリアなどの初期化動作を行う（ステップＳ３０１）。次に、制御ユニット１２は、施工完了フラグの値を参照する（ステップＳ３０２）。そして、施工完了フラグの値が‘１’であれば、通常運転時用の検証動作を行う（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）。なお、通常運転時用の検証動作については、既に説明しているため、以下では説明を省略する。一方、ステップＳ３０２において、施工完了フラグの値が‘０’の場合、給湯システム１の施工時用の検証動作が行われる。そこで、制御ユニット１２は、開閉器１５を閉じる（ステップＳ３０３）。そして、外部電源２から商用交流電力が室内装置１０に供給され、電源用電線３０ａ、３０ｂを通じて室外装置２０に供給される。

次に、制御ユニット１２は、室外装置２０との通信状態を確認する（ステップＳ３０４）。具体的には、室外装置２０の制御ユニット２２に対し、通信開始を示す所定の制御信号を送信する（ステップＳ４０１）。その後、制御ユニット１２は、制御信号の送信開始から、所定期間（例えば、１秒間、１０秒間など）内に制御ユニット２２から通信開始の応答信号を受信したか否か判断する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０２において、制御ユニット１２は、制御ユニット２２から、所定の通信プロトコルに従った正常な応答信号を受信すると、給湯システム１の回路は正常に設置できていると判断し、施工完了フラグの値を‘１’に書き換え、不揮発性メモリに保存する（ステップＳ３０５）。そして、制御ユニット２２に運転開始を示す制御信号及び設定温度などを示す制御信号を送信する（ステップＳ３０６）。そして、給湯システム１は試運転を開始する。

一方、ステップＳ４０２において、制御ユニット１２は、制御ユニット２２から応答信号を受信しない場合、あるいは、所定の通信プロトコルに従わない誤った応答信号を受信した場合、制御ユニット１２は、通信が確立できないと判断し（すなわち、通信回路１３又は２３などに何らかの異常有りと判断し）、操作ユニット１６に対して起動不能を示す信号を送信し、操作ユニット１６を通じてユーザに対して給湯システム１の起動に失敗したことを報知する。このとき、室外装置２０の制御ユニット２２も、報知器を通じて回路異常を報知することが好ましい（ステップＳ３０７）。その後、制御ユニット１２は、開閉器１５を開き、給湯システム１全体の電源をオフにする（ステップＳ３０８）。そして、給湯システム１の起動を中止する。

以上説明してきたように、本発明の電力制御システムを適用した給湯システムは、給湯装置と熱交換装置の通信回路及び電源回路などの異常（構成部品の故障、誤配線など）を、システムの起動時に検出することができるため、故障範囲の拡大を防止することができる。また、異常が検出された場合、室外装置への給電が停止されるため、余計な電力消費を防止することができる。

なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

例えば、開閉器を、室内装置中に設ける代わりに、室外装置中に設けることもできる。また、開閉器を室内装置及び室外装置と別個に設けることもできる。ただし、何れの場合であっても、室内装置の制御ユニットから、開閉器へ制御信号を送信するための電気配線が別途必要になることに注意が必要である。

また、本発明は、給湯システム以外の装置にも適用することができる。例えば、商用電源から電力供給される室内機と、その室内機を通じて電力供給される室外機を備えた空調装置にも適用できる。

上記のように、本発明に係る電力供給システムは、本発明の範囲内で適宜最適化される。

本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの構成ブロック図である。 給湯装置及び熱交換装置の通信回路の回路構成図である。 本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの電源投入時における、回路内の検証動作の手順を示すフローチャートである。 本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの電源投入時における、回路内の検証動作の別の手順を示すフローチャートである。 本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの回路内の検証動作の別の手順を示すフローチャートである。 本発明の電力制御システムを適用した給湯システムの回路内の検証動作の別の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 給湯システム（電力制御システム）
２ 外部電源
１０ 室内装置（第１の装置）
１１ タンクユニット
１１１ 貯湯タンク
１１２ 循環路
１１３ａ〜１１３ｃ 止水弁
１１４ａ〜１１４ｃ タンク内温水センサ
１２ 制御ユニット
１３ 通信回路
１４ 電源回路
１５ 開閉器
１６ 操作ユニット
２０ 室外装置（第２の装置）
２１ ヒートポンプユニット
２２ 制御ユニット
２３ 通信回路
２４ 電源回路
２１１ 電動圧縮機
２１２ 水冷媒熱交換器
２１３ 減圧装置
２１４ 蒸発器
２１５ 電動ポンプ
２１６ 電動送風機
２１７ 出水温度センサ
２１８ 圧力センサ
３０ａ、３０ｂ 電源用電線
３１ 通信用電線
１３１、２３１ 直流電源回路
１３２、１３６、１４０、１４１、２３２、２３６、２４０、２４１ 抵抗素子
１３４、１３５、２３４、２３５ ダイオード
１３３、２３３ 送信フォトカプラ１３３
１３７、２３７ 受信フォトカプラ
１３８、１３９、２３８、２３９ トランジスタ抵抗素子
１５１ 整流ダイオード
１５２ 抵抗素子
１５３ コンデンサ

Claims (7)

1. 第１の装置（１０）に接続される電源から供給される電力を、電源用電線（３０ａ、３０ｂ）を経て該第１の装置（１０）から第２の装置（２０）へ供給する電力制御システム（１）であって、
   前記電源用電線（３０ａ、３０ｂ）に設けられる開閉器（１５）を有し、且つ
   前記第１の装置（１０）は、
   前記第２の装置（２０）と通信を行う第１の通信回路（１３）と、
   前記第２の装置（２０）との通信状態に基づいて、前記開閉器（１５）の制御を行う制御ユニット（１２）と、
   を有することを特徴とする電力制御システム。
2. 前記制御ユニット（１２）は、前記通信を行えないと判定した場合、前記開閉器（１５）を開くように制御する、請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記第２の装置（２０）は、前記制御ユニット（１２）が前記通信を行えないと判定したことを報知する報知器をさらに有する、請求項２に記載の電力制御システム。
4. 前記第１の装置（１０）と前記第２の装置（２０）間の信号の送受信を行うための通信用電線（３１）と、
   前記第２の装置（２０）に含まれ、前記第１の通信回路（１３）と通信を行う第２の通信回路（２３）とを有し、
   前記第１の通信回路（１３）と前記第２の通信回路（２３）は、前記通信用電線（３１）及び前記電源用電線（３０ａ、３０ｂ）を通じて接続され、且つ前記電源用電線（３０ａ、３０ｂ）により供給される電力とともに、前記通信用電線（３１）を通じて信号を互いに送信する、請求項１〜３の何れか一項に記載の電力制御システム。
5. 第１の装置（１０）に接続される電源から供給される電力を、開閉器（１５）を備えた電源用電線（３０ａ、３０ｂ）を経て該第１の装置（１０）から第２の装置（２０）へ供給する電力制御方法であって、
   前記第１の装置（１０）から前記第２の装置（２０）へ電力を供給するように前記開閉器（１５）を閉じるステップ（Ｓ１０１、Ｓ３０３）と、
   前記第１の装置（１０）と前記第２の装置（２０）の通信状態を確認するステップ（Ｓ１０２、Ｓ３０４）と、
   前記通信状態を確認するステップにおいて、前記第１の装置（１０）と前記第２の装置（２０）の通信を行えないと判定した場合、前記開閉器を開くステップ（Ｓ１０３、Ｓ３０８）と、
   を有することを特徴とする電力制御方法。
6. 前記開閉器（１５）を開いた後、所定時間を経過したか否かを判定するステップ（Ｓ１０６）をさらに有し、
   前記判定ステップ（Ｓ１０６）において所定時間を経過したと判定された場合、前記開閉器を閉じるステップ（Ｓ１０１）と、前記通信状態を確認するステップ（Ｓ１０２）を再度実行する、請求項５に記載の電力制御方法。
7. 前記第１の装置（１０）及び前記第２の装置（２０）の施工時か否かを判定するステップ（Ｓ３０２）をさらに有し、
   前記施工時判定ステップ（Ｓ３０２）において施工時と判定された場合、前記通信状態確認ステップ（Ｓ３０４）は、前記第１の装置（１０）と前記第２の装置（２０）間の通信確立手順を１回だけ試行して通信を行えるか否かを確認し、前記設置作業判定ステップ（Ｓ３０２）において施工時でないと判定された場合、前記通信状態確認ステップ（Ｓ１０２）は、前記第１の装置（１０）と前記第２の装置（２０）間の通信確立手順を複数回試行して通信を行えるか否かを確認する、請求項５又は６に記載の電力制御方法。

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