JP2012067982A - アクティブフィルタを備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブフィルタの故障を空気調和機側で容易に検出でき、且つ空気調和機の運転への影響を最小限にする。
【解決手段】空気調和装置は、室外機１０と、高調波電流を抑制するアクティブフィルタ４０を備える。このアクティブフィルタは、電流センサ４１の検出電流によりアクティブフィルタを起動／停止させる運転手段４３及び停止手段４４、アクティブフィルタの故障判定手段４５、アクティブフィルタの故障発生情報を室外機側に出力する故障出力手段４２を備える。前記室外機は、前記故障発生情報を受ける接点入力手段１１、故障発生情報をカウントする故障判定カウント手段１３、室外機の動作を判定して制御手段１５に指令を与える動作判定手段１４を備える。前記故障判定手段はアクティブフィルタの故障判定に冗長性を持たせ、また前記室外機でも前記アクティブフィルタの故障判定に冗長性を持たせている。
【選択図】図１

Description

本発明は高調波を抑制するアクティブフィルタを備えた空気調和装置に関する。

従来のアクティブフィルタを備えている空気調和装置においては、アクティブフィルタの故障を判定し、故障があった場合には故障出力手段により故障であることを出力するものがある。しかし、この従来技術のものは、使用者の管理に基づき前記故障出力手段の使用、不使用が決められていたため、アクティブフィルタに故障が起こった場合、故障出力手段を使用している場合にのみ前記使用者が把握できるものの、不使用となっていた場合には故障の把握ができなかった。

また、空気調和機の整流回路に並列に接続され、高調波を抑制するアクティブフィルタ（電源高調波抑制装置）の故障を空気調和機側から検出できるようにしたものとしては特許第３４２４５３９号公報（特許文献１）に記載のものがある。この特許文献１に記載のものは、前記アクティブフィルタ自体に自己異常判定手段を備えており、空気調和機側から前記アクティブフィルタ側には運転／停止にかかる指令信号を送信し、前記アクティブフィルタ側から前記空気調和機側には運転／停止の状態信号を送信するようになっている。例えば、前記空気調和機側から「運転」の指令信号が送信され、前記アクティブフィルタ側から「停止」の状態信号が返信された場合、アクティブフィルタを故障として検出するものである。この特許文献１のものでは、アクティブフィルタの故障を検出するためには、空気調和機側から運転／停止にかかる指令信号をアクティブフィルタ側に送信する必要があった。

特許第３４２４５３９号公報

上記従来技術のものでは、空気調和機側からアクティブフィルタの故障を検出するためには、空気調和機側から運転／停止にかかる指令信号をアクティブフィルタ側に送信する必要があり、また、アクティブフィルタ側からその運転状態を空気調和機側に送信する必要があり、そのため構造が複雑となっていた。

更に、従来のものでは、アクティブフィルタに備えられた自己異常判定手段で異常と判定されるとすぐに異常停止されてしまい、一時的な異常電流の検出や、空気調和機の運転に影響を与えない軽微な故障であっても空気調和機の運転がすぐに停止されてしまうという課題があった。

本発明の目的は、空気調和機側からアクティブフィルタ側に運転／停止にかかる指令信号を送信することなく、アクティブフィルタの故障を空気調和機側で検出できるようにすると共に、アクティブフィルタの軽微な故障に対しては空気調和機自体の運転への影響を最小限にして運転を継続できるアクティブフィルタを備えた空気調和装置を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、室外機を有する空気調和機と、前記室外機の電源配線に接続され電源配線の高調波電流を抑制するアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記アクティブフィルタは、前記室外機の運転電流を測定する電流センサと、この電流センサで検出された電流が第１の所定値以上のときにアクティブフィルタを起動させる運転手段と、前記電流センサで検出された電流が前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下のときにアクティブフィルタを停止させる停止手段と、アクティブフィルタの故障を判定する故障判定手段と、この故障判定手段で故障と判定されたときアクティブフィルタの故障発生情報を前記室外機側に出力する故障出力手段とを備え、前記室外機は、前記アクティブフィルタの故障出力手段からの故障発生情報を受ける接点入力手段と、前記アクティブフィルタからの故障発生情報をカウントする故障判定カウント手段と、室外機の動作を判定して室外機を制御する制御手段に指令を与える動作判定手段とを備え、前記アクティブフィルタに設けられた故障判定手段は、一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合に一旦停止させ、所定時間経過後に再起動して一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生するかどうかでアクティブフィルタの故障を判定するように故障判定に冗長性を持たせ、前記室外機では、前記アクティブフィルタに設けた前記故障判定手段での故障判定回数が所定時間内に所定回数以上発生するかどうかをカウントすることにより前記アクティブフィルタの故障を室外機側でも冗長性を持たせて判定するようにしたことを特徴とする。

本発明のアクティブフィルタを備えた空気調和装置によれば、空気調和機側からアクティブフィルタ側に運転／停止にかかる指令信号を送信することなく、アクティブフィルタの故障を空気調和機側で検出することができる。また、アクティブフィルタの軽微な故障に対しては空気調和機自体の運転への影響を最小限にして運転を継続できる効果がある。

本発明のアクティブフィルタを備えた空気調和装置の実施例１を示す構成図。 本発明のアクティブフィルタを備えた空気調和装置の実施例２を示す構成図。

以下、図面に基づき本発明の具体的実施例を説明する。

図１は、本発明のアクティブフィルタを備えた空気調和装置の実施例１を示す構成図である。
空気調和装置１は、室外機１０、該室外機１０に接続された室内機２０、該室内機２０に接続されたリモコンスイッチ３０、前記室外機１０と電源６０とを接続している電源配線６１に接続されたアクティブフィルタ４０などを備えている。前記アクティブフィルタ４０は、前記電源配線６１を流れる高調波電流を正弦波電流にするための補償電流を出力して高調波電流を抑制するものである。前記室外機１０と室内機２０とは冷媒回路（図示せず）で接続されていると共に、配線１９でも接続されている。また、前記室内機２０と前記リモコンスイッチ３１も配線２１で接続されている。

前記アクティブフィルタ４０は、前記室外機１０の運転電流、即ち、前記電源配線を流れる電流を測定する電流センサ４１、この電流センサ４１で検出された前記室外機１０の運転電流が第１の所定値（例えば５アンペア）以上になったときにアクティブフィルタの動作を開始させる運転手段４３、前記室外機１０の運転電流が第２の所定値（例えば２アンペア）以下になったときにアクティブフィルタの動作を停止させる停止手段４４、アクティブフィルタ４０の故障を判定するための故障判定手段４５、該故障判定手段４５でアクティブフィルタ４０が故障であると判定されたとき、故障であることを前記室外機１０の接点入力手段１１に配線４６を介して出力する故障出力手段４２などを備えている。

前記故障判定手段４５は、例えば何種類かの故障モードがあり、同じ故障モード（例えば異常電流）が９０秒に５回以上起きた場合に一度停止して、アクティブフィルタ４０内に故障表示を行う。１０分経過後に再起動し、更に同じ故障モードが９０秒に５回以上起きた場合には、アクティブフィルタを停止させると共に前記故障出力手段４２を介して故障発生情報を外部出力、即ち前記室外機１０の接点入力手段１１に例えば異常電流発生による故障モードで故障が発生し停止状態にあることを出力する。前記外部出力および故障表示は継続しつつ、１時間待機後、もう一度再起動しても同じ故障モードが９０秒に５回発生した場合には、アクティブフィルタ４０の運転を停止させるという一連の動作をさせる。このとき、例えば異常電流発生による故障モードで停止状態にあることの外部出力を、前記故障出力手段４２から前記室外機１０の前記接点入力手段１１に行い、この外部出力は継続させておく。

なお、前記アクティブフィルタ４０を再起動した後、同じ故障モードの発生が９０秒に５回未満であった場合には前記外部出力は中止され、故障発生情報はリセットされて通常運転に戻る。

このように、本実施例ではアクティブフィルタ４０の故障判定に冗長性を持たせている。
なお、図１に示すアクティブフィルタ４０において一点鎖線で囲んで表示している前記運転手段４３、停止手段４４及び故障判定手段４５は本実施例では一つのマイコンで構成されている。

前記室外機１０は、前記アクティブフィルタ４０の故障出力手段４２からの故障発生情報（信号）の出力を入力する前記接点入力手段１１、この接点入力手段１１からの信号を受けて前記アクティブフィルタ４０の故障判定回数をカウントする故障判定カウント手段１３、前記アクティブフィルタの故障出力手段からの故障発生情報を基にアクティブフィルタの運転状態（運転中、ある故障モードで停止状態など）を判定するアクティブフィルタ運転状態判定手段１８、室外機１０の動作を判定する動作判定手段１４、この動作判定手段１４からの指令などに基づき室外機１０の圧縮機などを制御する制御手段１５などを備えている。

前記故障判定カウント手段１３は故障発生情報を受けてアクティブフィルタ４０の故障判定回数をカウント後、カウントされた故障回数が所定回数未満の場合、前記動作判定手段１４にアクティブフィルタ４０を再起動させるための指令を与える。この指令を受けた前記動作判定手段１４は圧縮機が停止している場合には起動させ、起動中であれば一旦停止させた後再起動するように制御手段１５に指令を与える。このように圧縮機を起動させることにより、前記電源配線６１に第１の所定値（例えば５アンペア）以上の電流を流すことができるから、運転手段４３により前記アクティブフィルタ４０が停止中であっても再起動させることができる。

前記アクティブフィルタ運転状態判定手段１８は、前記故障発生情報が入力された後、所定時間（例えば１時間）経過後もその故障発生情報が継続している（この場合アクティブフィルタは停止されている）場合には前記動作判定手段１４及び前記制御手段１５を介して、室外機１０の圧縮機が停止している場合には起動させ、起動中であれば一旦停止後再起動させる。これによって前記電源配線６１に第１の所定値以上の電流を流すことができるから、運転手段４３により前記アクティブフィルタ４０を再起動させ、停止状態にあるアクティブフィルタ４０を室外機側から再起動させることができる。その後、アクティブフィルタ４０に同じ故障モードでの故障が同様に発生すると、室外機の故障判定カウント手段１３はそのモードでの故障回数を２とカウントし、以下同様の動作を繰り返す。従って、所定の時間内に同じ故障モードでの故障回数が所定回数となった場合、室外機側でもアクティブフィルタの故障と判定し、室外機を停止するように制御されて、アクティブフィルタの必要なメンテナンスなどが行なわれる。

このようにすることで、室外機側でもアクティブフィルタの故障判定に冗長性を持たせることができる。従って、アクティブフィルタの軽微な故障に対しては空気調和機自体の運転への影響を最小限にして運転を継続できる効果がある。

なお、アクティブフィルタで緊急停止すべき故障が発生した場合、その故障信号を室外機側に発信するが、この故障信号は室外機に設けたアクティブフィルタ故障判定手段１２に入力され、このアクティブフィルタ故障判定手段１２から前記動作判定手段１４に室外機の停止指令が与えられて、室外機の運転は停止される。

図１に示す室外機１０において一点鎖線で囲んで表示している前記アクティブフィルタ故障判定手段１２、故障判定カウント手段１３及びアクティブフィルタ運転状態判定手段１８は本実施例では一つのマイコンで構成されている。

前記動作判定手段１４は、室外機１０の運転状態（圧縮機の運転／停止など）を検出する運転状態検出手段１６、及びこの運転状態検出手段１６からの情報を基に運転電流を算出するか或いは前記電流センサ４１で検出された電流を基に室外機１０の運転電流を検出する運転電流検出手段１７と接続されている。また、この動作判定手段１４は、前記故障判定カウント手段１３や前記アクティブフィルタ故障判定手段１２からの指令に基づき、室外機１０の圧縮機を停止或いは運転させるかどうかなどを判定し、圧縮機などを制御する制御手段１５に指令を出力する。

また、前記室外機１０には室内機２０が配線接続され、更に前記室内機２０にはリモコンスイッチ３０が接続されていて、前記アクティブフィルタ４０の故障出力手段４２からの故障発生情報を基にアクティブフィルタの運転状態を前記リモコンスイッチに表示させることができるようになっている。即ち、アクティブフィルタ４０の故障判定手段４５による判定情報や、室外機１０側でのアクティブフィルタの故障情報などを配線１９，２１を介してリモモンスイッチ３０等に表示させて、使用者に知らせることができる。

以上述べたように、本実施例ではアクティブフィルタ４０側での故障判定に冗長性を持たせているだけでなく、室外機１０側でも、アクティブフィルタ４０側で故障と判定した回数が更に所定回数以上となった場合に、初めてアクティブフィルタの故障と判定するように冗長性を持たせているので、アクティブフィルタの軽微な故障に対しては空気調和機自体の運転にほとんど影響させることなく運転を継続できる。

また、本実施例では、アクティブフィルタ４０の故障出力手段４２からの情報を室外機１０の接点入力手段１１に常時取り込むようにしているから、空気調和機（室外機）側からアクティブフィルタ側に運転／停止にかかる指令信号を送信することなく、アクティブフィルタの故障情報を室外機１０側で検知することができる。

更に本実施例におけるアクティブフィルタ４０は、電流センサ４１により電流を検出し、運転手段４３と停止手段４４により運転または停止できるように構成されているから、アクティブフィルタ４０に故障が発生して停止している場合でも、故障出力手段４２からの故障発生情報を室外機１０が受けることにより、室外機１０の圧縮機を制御して運転電流を第１の所定値以上に制御することができ、これにより室外機側からアクティブフィルタ４０の再起動をかけることができる。

このように、本実施例によれば、空気調和機（室外機の圧縮機）の運転、停止に合わせ、アクティブフィルタ４０を室外機側から自動的に運転、停止させることができるから、アクティブフィルタ４０の軽微な故障に対しては、アクティブフィルタを自動的に再起動させて空気調和機の運転を継続できる。従って、空気調和機の運転への影響を最小限にすることができる。

図２は、本発明のアクティブフィルタを備えた空気調和装置の実施例２を示す構成図で、遠隔地からも空気調和機を操作できるようにしたものである。図２において、図1と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示す。

本実施例では、室外機（空気調和機）１０やアクティブフィルタ４０などを有する空気調和装置は複数台設けられており、しかもこれら複数台の空気調和装置を遠隔で監視、制御する集中制御装置５０が設けられている。この集中制御装置５０には、前記各アクティブフィルタ４０の故障出力手段４２に配線（信号線）５３で接続される遠隔接点入力手段５１と、前記室外機１０の接点入力手段１１に配線（信号線）５４で接続される運転停止指令出力手段５２などが設けられている。

アクティブフィルタ４０の故障を出力する故障出力手段４２から配線５３を介して前記集中制御装置５０の遠隔接点入力手段５１にアクティブフィルタ４０の故障情報が入力されると、集中制御装置５０では管理者がモニター画面５５を介してアクティブフィルタ４０の故障情報を見ることができる。通常、この故障情報は運転停止指令出力手段５２から配線５４を介して室外機１０の接点入力手段１１に送信され、実施例１と同様な制御が行われる。

また、前記集中制御装置５０で管理者が、アクティブフィルタ４０の故障情報を見て、該当する室外機１０の運転を停止させるか、停止させないかを判断し、管理者が停止すべきと判断した場合には、集中制御装置５０の運転停止指令出力手段５２から該当する室外機１０に対して運転停止指令を出力することで、当該室外機１０の運転を停止させることもできる。

このように本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、複数台の空気調和装置に対して遠隔地に設置した集中制御装置５０からアクティブフィルタ４０の故障情報を監視して、該当する室外機１０を停止させたり、運転再開をさせることも可能になる。

１ 空気調和装置
１０ 室外機
１１ 接点入力手段
１２ アクティブフィルタ故障判定手段
１３ 故障判定カウント手段
１４ 動作判定手段
１５ 制御手段
１６ 運転状態検出手段
１７ 運転電流検出手段
１８ アクティブフィルタ運転状態判定手段
１９,２１，４６，５３，５４ 配線（信号線）
２０ 室内機
３０ リモコンスイッチ
４０ アクティブフィルタ
４１ 電流センサ
４２ 故障出力手段
４３ 運転手段
４４ 停止手段
４５ 故障判定手段
５０ 集中制御装置
５１ 遠隔接点入力手段
５２ 運転停止指令出力手段
５５ モニター
６０ 電源
６１ 電源配線。

Claims (8)

1. 室外機を有する空気調和機と、前記室外機の電源配線に接続され電源配線の高調波電流を抑制するアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、
   前記アクティブフィルタは、前記室外機の運転電流を測定する電流センサと、この電流センサで検出された電流が第１の所定値以上のときにアクティブフィルタを起動させる運転手段と、前記電流センサで検出された電流が前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下のときにアクティブフィルタを停止させる停止手段と、アクティブフィルタの故障を判定する故障判定手段と、この故障判定手段で故障と判定されたときアクティブフィルタの故障発生情報を前記室外機側に出力する故障出力手段とを備え、
   前記室外機は、前記アクティブフィルタの故障出力手段からの故障発生情報を受ける接点入力手段と、前記アクティブフィルタからの故障発生情報をカウントする故障判定カウント手段と、室外機の動作を判定して室外機を制御する制御手段に指令を与える動作判定手段とを備え、
   前記アクティブフィルタに設けられた故障判定手段は、一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合に一旦停止させ、所定時間経過後に再起動して一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生するかどうかでアクティブフィルタの故障を判定するように故障判定に冗長性を持たせ、
   前記室外機では、前記アクティブフィルタに設けた前記故障判定手段での故障判定回数が所定時間内に所定回数以上発生するかどうかをカウントすることにより前記アクティブフィルタの故障を室外機側でも冗長性を持たせて判定するようにした
   ことを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
2. 請求項１に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記アクティブフィルタに設けられた故障判定手段は、一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合に一旦停止させ、所定時間経過後に再起動して一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合には故障と判定して再び停止させ、所定時間経過後再び起動させて一定の時間内に同じ故障モードが所定回数以上発生した場合にはアクティブフィルタを停止させることを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
3. 請求項２に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記室外機には、前記アクティブフィルタの故障出力手段からの故障発生情報を基にアクティブフィルタの運転状態が入力されるアクティブフィルタ運転状態判定手段が設けられ、このアクティブフィルタ運転状態判定手段は、前記故障発生情報が入力された後、所定時間経過後もその故障発生情報が継続している場合には前記動作判定手段及び前記制御手段を介して室外機を停止／運転させ、これによって前記電源配線に所定値以上の電流を流して前記アクティブフィルタを再起動させることを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
4. 請求項１に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記室外機には、該室外機の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記室外機の運転電流を検出する運転電流検出手段を備えていることを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
5. 請求項１に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記アクティブフィルタに設けた前記故障判定手段での故障判定回数が所定時間内に所定回数以上発生した場合、前記故障判定カウント手段はアクティブフィルタの故障と判定し、室外機の運転を停止させる指令を前記動作判定手段に出力することを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
6. 請求項１に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記アクティブフィルタ側で緊急停止させるべき故障が発生した場合にはその緊急停止信号を室外機側に出力し、前記室外機にはその緊急停止信号を受けてアクティブフィルタの故障判定を行うアクティブフィルタ故障判定手段を備え、このアクティブフィルタ故障判定手段から前記動作判定手段に室外機の停止指令を与え、室外機の運転を停止させることを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
7. 請求項１に記載のアクティブフィルタを備えた空気調和装置において、前記室外機には室内機が配線接続され、更に前記室内機にはリモコンスイッチが設けられていて、前記アクティブフィルタの故障出力手段からの故障発生情報を基にアクティブフィルタの運転状態を前記リモコンスイッチに表示させることを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。
8. 請求項１において、室外機を有する空気調和機と、前記室外機の電源配線に接続され電源配線の高調波電流を抑制するアクティブフィルタを備えた空気調和装置は複数台設けられ、これら複数台の空気調和装置を遠隔で監視、制御する集中制御装置を備え、この集中制御装置は、前記各アクティブフィルタの故障出力手段に接続される遠隔接点入力手段と、前記室外機の接点入力手段に接続される運転停止指令出力手段が設けられ、複数台の空気調和装置に対して遠隔地に設置した集中制御装置からアクティブフィルタの故障情報を監視できるようにすると共に、前記運転停止指令出力手段から室外機を停止させることもできるように構成したことを特徴とするアクティブフィルタを備えた空気調和装置。

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