JP2011069553A

JP2011069553A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2011069553A
Application number: JP2009221326A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Higashichi; 広明東地; Tomoya Asari; 知哉浅利
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-07

Abstract

【課題】運転停止中の必要な機能を維持しながら消費電力の低減が図れる省エネルギー性にすぐれた空気調和機を提供する。
【解決手段】運転停止から所定時間後、室内機および室外機の機器のうち、室外機における圧縮機のモータ巻線または電気ヒータに対する通電により、その圧縮機内の冷媒を温めておく予熱運転などの運転停止中の機能と関わりのない機器への通電路２７を遮断する。
【選択図】図２

Description

この発明は、室内機および室外機からなる空気調和機に関する。

一般に、室内機および室外機からなる空気調和機は、商用電源を室内側の電源コンセントに室内機を接続してその室内機に動作用の電力を取込むとともに、その室内機から室外機へ動作用の電力を供給する方式、或いは、商用電源を室外機に接続し、室外機から室内機へ動作用の電力を供給する方式がある。

室内機および室外機には電力を消費する多数の機器が搭載されており、非作動状態であるにもかかわらず暗電流が流れてしまうことによる電力の消費、いわゆる待機電力が、省エネルギーの観点から無視できない状況にある。

このような待機電力を解消するため、運転停止時、室内機および室外機における全ての機器への通電を遮断するようにした空気調和機が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０００−２８３５２２号公報

ヒートポンプ式の空気調和機では、暖房開始前、圧縮機のモータ巻線や電気ヒータに通電して圧縮機内の冷媒をあらかじめ温めておく予熱運転を行うものがある。

この予熱運転の機能を有する空気調和機の場合、運転停止持に室内機および室外機における全ての機器への通電を遮断することはできない。通電を遮断すると、予熱運転が不可能となってしまう。

この発明は、上記事情を考慮したもので、その目的は、運転停止中の必要な機能を維持しながら消費電力の低減が図れる省エネルギー性にすぐれた空気調和機を提供することである。

請求項１に係る発明の空気調和機は、室内機および室外機からなるものであって、商用電源に接続され、前記室内機の機器に対する動作用電圧を出力する室内側電源回路と、前記商用電源に接続され、前記室外機の機器に対する動作用電圧を出力する室外側電源回路と、当該空気調和機の運転停止から所定時間後、前記室内機および前記室外機の機器のうち、運転停止中の機能と関わりのない機器への通電路を遮断する制御手段と、を備える。

この発明の空気調和機によれば、運転停止中の必要な機能を維持しながら消費電力の低減が図れる省エネルギー性にすぐれた空気調和機を提供できる。

この発明の一実施形態における室内機の外観斜視図。一実施形態における室内機の制御回路を示すブロック図。一実施形態における室外機の制御回路を示すブロック図。一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

以下、この発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１は室内機で、上部に吸込口２、下部に吹出口４を有するとともに、前面に可動パネル６を有する。可動パネル６は、前方への突出により開いて裏面側に空室内空気の吸込み流路を形成し、突出位置からの復帰により閉じてその吸込み流路を閉塞する。室内機１の室内ファン（図示しない）が動作すると、吸込口２や可動パネル６の裏側空間を通して室内空気が吸込まれ、その吸込み空気が室内熱交換器（図示しない）および吹出口４を通って室内に吹出される。

また、可動パネル６は、後述の表示ユニット４１と対応する部位に透過表示部６ａを有する。この透過表示部６ａは、光を通す部材で形成されており、表示ユニット４１の表示を室内機１の前方側に透過表示する。

この室内機１に、図２に示す室内基板１０、送受光基板３０、および表示基板４０が設けられている。

室内基板１０は、商用交流電源ＡＣに接続され、その商用交流電源ＡＣの交流電圧を電源スイッチ１１を介して室内側電源回路１２に取込むとともに、商用交流電源ＡＣの交流電圧をパワーリレー１３を介して室外機の室外基板５０に供給する。室内側電源回路１２は、交流電圧を降圧および整流し、それを当該室内基板１０、送受光基板３０、および表示基板４０における各種機器の動作用電圧として出力する。

そして、室内基板１０に、室内制御部（ＭＣＵ）２０、駆動回路２１，２２，２３，２４、およびシリアル回路２５が搭載される。室内制御部２０は、シリアル回路２５を介した室外基板５０とのデータ送受信により、室外基板５０上の後述する室外制御部６０と共に、当該空気調和機の全体を制御する。駆動回路２１は、上下ルーバ７ａ、左右ルーバ７ｂ、および可動パネル６を駆動する。駆動回路２２は、送受光基板３０上の送受光ユニット３１を駆動する。駆動回路２３は、表示基板４０上の表示ユニット４１を駆動する。駆動回路２４は、室内ファンモータ９を可変速駆動する。

また、室内制御部２０にセンサ郡８および開閉スイッチ２６が接続される。センサ群８は、室内温度を検知する室内温度センサ、室内熱交換器（図示しない）の温度を検知する熱交換器温度センサ、室内熱交換器から流出する冷媒の温度を検知する冷媒温度センサ、室内湿度を検知する室内湿度センサなどを含む。

開閉スイッチ２６は、例えばリレー接点または半導体スイッチであり、室内基板１０における室内側電源回路１２から駆動回路２１，２４への通電路２７に設けられ、室内制御部２０からの指令に応じて通電路２７を開閉する。室内側電源回路１２から駆動回路２２，２３、シリアル回路２５、およびセンサ群８への通電路については、図示していないが、開閉スイッチを設けることなく形成された状態にある。

室内側電源回路１２から駆動回路２１，２４への通電路として１つの通電路２７を示しているが、動作電圧レベルの違いなどにより、実際には室内側電源回路１２から複数の通電路が導出される場合もある。その場合は、通電路ごとに開閉スイッチ２６を設けてもよい。

上記送受光ユニット３１は、駆動回路２２により駆動され、リモートコントロール式の操作器（リモコンという）３２から発せられる操作用の赤外線光を受光するとともに、リモコン３２に対するデータ送信用の赤外線光を発する。

一方、図３に示すように、上記室外基板５０に、室外側電源回路５１、室外制御部（ＭＣＵ）６０、駆動回路６１，６２、インバータ６３、駆動回路６４，６５が搭載される。室外側電源回路５１は、室内機１のパワーリレー１３を通して商用交流電源ＡＣに接続された状態にあり、その商用交流電源ＡＣから供給される交流電圧を当該室外基板５０上の各種機器に対する動作用電圧に変換して出力する。駆動回路６１は、電子膨張弁７１を駆動する。駆動回路６２は、圧縮機（図示しない）の１シリンダ運転用の冷媒流路と２シリンダ運転用の冷媒流路を切換えるための切換弁７２を駆動する。インバータ６３は、圧縮機（図示しない）のモータ（圧縮機モータという）７３に対する駆動電圧を出力するもので、その出力周波数（運転周波数ともいう）を室外制御部６０からの指令に応じて制御することにより、圧縮機モータを可変速駆動(能力可変運転)する。駆動回路６４は、ヒートポンプ式冷凍サイクルにおける冷媒の冷房用流路と暖房用流路とを切換えるための四方弁７４を駆動する。駆動回路６５は、室外ファンモータ７５を可変速駆動する。

また、室外制御部６０に、センサ群８０および開閉スイッチ６６が接続される。センサ群８０は、圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出冷媒温度センサ、圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検知する吸込冷媒温度センサ、室外熱交換器の温度を検知する熱交換器温度センサ、室外温度を検知する外気温センサなどを含む。

開閉スイッチ６６は、例えばリレー接点または半導体スイッチであり、室外基板５０における室外側電源回路５１から駆動回路６１，６２，６４，６５への通電路６７に設けられ、室外制御部６０からの指令に応じて通電路６７を開閉する。室外側電源回路５１からインバータ６３およびセンサ群８０への通電路については、図示していないが、開閉スイッチを設けることなく形成された状態にある。

室外側電源回路５１から駆動回路６１，６２，６４，６５への通電路として１つの通電路６７を示しているが、動作電圧レベルの違いなどにより、実際には室外側電源回路５１から複数の通電路が導出される場合もある。その場合は、通電路ごとに開閉スイッチ６６を設けてもよい。

そして、室内制御部２０および室外制御部６０は、主要な機能として次の（１）の手段を有する。

（１）当該空気調和機の運転停止から所定時間後、室内基板１０および室外基板５０の機器のうち、運転停止中の機能と関わりのない機器への通電路２７，３７を遮断する制御手段。

ここで、運転停止中の機能とは、リモコン３２から発せられる指示を駆動回路２２および送受光ユニット３１の動作により受ける機能、およびインバータ６３の動作により圧縮機モータ７３の巻線（または圧縮機の電気ヒータ）への通電を行って圧縮機内の冷媒を予め温めておく予熱運転の機能などである。運転停止中の機能と関わりのない機器とは、少なくとも圧縮機モータ７３の巻線（または圧縮機の電気ヒータ）および予熱運転制御用のセンサを除く機器である。

つぎに、図４のフローチャートを参照しながら作用について説明する。
運転停止時（ステップ１０１のＹＥＳ）、その停止から所定時間が経過すると（ステップ１０２のＹＥＳ）、省電力モードが設定される（ステップ１０３）。

すなわち、省電力モードが設定されると、室内基板１０における開閉スイッチ２６が開くとともに、室外基板５０における開閉スイッチ６６が開く。開閉スイッチ２６が開くと、リモコン３２から発せられる指示を受ける機能および予熱運転の機能とは関わりのない機器である駆動回路２１，２４への通電路２７が遮断される。開閉スイッチ６６が開くと、予熱運転の機能とは関わりのない機器である駆動回路６１，６２，６４，６５への通電路６７が遮断される。

この省電力モードの設定により、リモコン３２から発せられる指示を受ける機能および予熱運転の機能とは関わりのない機器に暗電流が流れる事態を回避することができ、いわゆる待機電力を低減できる。

とくに、運転停止時から省電力モードの設定までに所定時間を確保しているので、その間に可動パネル６、上下ルーバ７ａ、左右ルーバ７ｂ、切換弁７２、四方弁７４などを定常位置に戻しておくことが可能である。

そして、室内機１のセンサ群８における室内温度センサの検知温度Ｔａが設定値Ｔｓ１以上であるか否か、あるいは室外機のセンサ群８０における外気温度センサの検知温度Ｔｏが設定値Ｔｏ１以上であるか否か、あるいはセンサ群８０における熱交換器温度センサの検知温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１以上であるか否かが、判定される（ステップ１０４）。この判定結果が肯定の場合（ステップ１０４のＹＥＳ）、つまり冷房期、リモコン３２からの運転開始の指示を受けたかどうか判定される（ステップ１０５）。この判定結果が肯定の場合（ステップ１０５のＹＥＳ）、省電力モードが解除される（ステップ１０６）。

省電力モードが解除されると、室内基板１０における開閉スイッチ２６が閉じるとともに、室外基板５０における開閉スイッチ６６が閉じる。開閉スイッチ２６が閉じると、駆動回路２１，２４への通電路２７が形成される。開閉スイッチ６６が閉じると、駆動回路６１，６２，６４，６５への通電路６７が形成される。

一方、省電力モードの設定後、室内機１のセンサ群８における室内温度センサの検知温度Ｔａが設定値Ｔｓ１未満であれば、あるいは室外機のセンサ群８０における外気温度センサの検知温度Ｔｏが設定値Ｔｏ１未満であれば、あるいはセンサ群８０における熱交換器温度センサの検知温度Ｔｃが設定値Ｔｃ１未満であれば（ステップ１０４のＮＯ）、暖房期であるとの判断の下に、予熱条件の成立が判定される（ステップ１０７）。

例えば、熱交換器温度センサの検知温度Ｔｃに基づいて推定される圧縮機内の冷媒温度が所定値未満の状態にあれば、予熱条件が成立したとの判断の下に（ステップ１０７のＹＥＳ）、インバータ６３の動作により圧縮機モータ７３の巻線（または圧縮機の電気ヒータ）への通電を行う予熱運転が実行される（ステップ１０８）。この予熱運転中は“予熱中”の文字が表示ユニット４１で表示され、その表示が可動パネル６の透過表示部６ａを透過する。室内のユーザーは、透過表示部６ａの透過表示を見ることにより、予熱運転が実行されていることを知ることができる。

上記推定される圧縮機内の冷媒温度が所定値以上になると、予熱条件解除との判断の下に（ステップ１０９のＹＥＳ）、上記予熱運転が停止される（ステップ１１０）。

そして、リモコン３２からの運転開始の指示を受けると（ステップ１０５のＹＥＳ）、省電力モードが解除される（ステップ１０６）。

以上のように、運転停止から所定時間後、省電力モードを設定して、室内機１および室外機の機器のうち、運転停止中の機能と関わりのない機器への通電路２７，３７を遮断することにより、運転停止中の必要な機能を維持しながら、消費電力の低減が図れる。これにより、省エネルギー効果が得られる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１…室内機、６…可動パネル、６ａ…透過表示部、８…センサ群、９…室内ファンモータ、１０…室内基板、１１…電源スイッチ、１２…室内側電源回路、１３…パワーリレー、２０…室内制御部、２１，２２，２３，２４…駆動回路、２５…シリアル回路、２６…開閉スイッチ、２７…通電路、３１…送受光ユニット、４１…表示ユニット、５０…室外基板、５１…室外側電源回路、６０…室外制御部、６１，６２，６４，６５…駆動回路、６３…インバータ、７３…圧縮機モータ、７５…室外ファンモータ

Claims

室内機および室外機からなる空気調和機において、
商用電源に接続され、前記室内機の機器に対する動作用電圧を出力する室内側電源回路と、
前記商用電源に接続され、前記室外機の機器に対する動作用電圧を出力する室外側電源回路と、
当該空気調和機の運転停止から所定時間後、前記室内機および前記室外機の機器のうち、運転停止中の機能と関わりのない機器への通電路を遮断する制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
前記運転停止中の機能は、前記室外機における圧縮機のモータ巻線または電気ヒータに対する通電により、その圧縮機内の冷媒を温めておく予熱運転であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記制御手段は、当該空気調和機の運転停止から所定時間後、前記室内機および前記室外機の機器のうち、少なくとも前記圧縮機のモータ巻線または電気ヒータおよび前記予熱運転制御用のセンサを除く機器への通電路を遮断する、
ことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。