JP2014196871A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】接続する負荷が発電電力に制限されず、停電時に所望の負荷を優先的に運転させることができる空気調和システムを提供する。【解決手段】商用系統３６と発電電力の系統とを切り替える電源切替盤５２を備え、この電源切替盤５２に室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８を含む負荷を接続し、商用系統３６に供給される商用電力の停電時には、発電電力により室内ユニット３ａ〜３ｇおよび電源切替盤５２に接続された上記負荷の運転を可能にするとともに、複数の負荷のうち、停電時に運転を許可する負荷の選択を受け付け、停電時には、その選択に従って負荷の運転を制限するようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、ガスエンジンによって駆動される圧縮機、室外熱交換機を有する室外ユニットと、室外ユニットと配管接続されて冷凍サイクル回路を構成する室内ユニットと、ガスエンジンの駆動力で発電する発電機と、発電機の発電電力を商用系統に出力する系統連系インバータとを備える空気調和システムに関する。

空気調和システムには、商用電源からの電力供給が停止されている停電時であっても駆動できるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載される発電機能付きエンジン駆動式ヒートポンプ装置では、発電機の発電電力と商用電源からの電力をそれぞれ直流電力に変換し、合流させた状態でインバータにより交流電流に変換し、室外ファン、室内ファンおよびその他の電力負荷に供給可能に構成するとともに、発電電力を蓄電する蓄電手段を備え、停電時でも蓄電手段からの電力によって始動し、空調運転を行うようにしている。

特開２００９−２３６４１７号公報

しかし、従来の構成では、発電機の発電電力は有限であるため、室内ユニットやその他の電力負荷等の接続負荷が発電電力に制限されていた。しかし、それでは、商用電力で運転する場合でも、接続負荷が発電電力量に制限されてしまう。
一方、商用電力で運転できる多数の負荷を接続したとすると、停電の混乱時に、発電電力を超えないように、ユーザーが運転する接続負荷を選ぶ必要が生じ、また、ユーザーが誤って発電電力を超える接続負荷を運転させてしまう事態が生じるおそれもある。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、接続する負荷が発電電力に制限されず、停電時に所望の負荷を優先的に運転させることができる空気調和システムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、ガスエンジンによって駆動される圧縮機、室外熱交換機を有する室外ユニットと、前記室外ユニットと配管接続されて冷凍サイクル回路を構成する室内ユニットと、前記ガスエンジンの駆動力で発電する発電機と、前記発電機の発電電力を商用系統に出力する系統連系インバータとを備える空気調和システムにおいて、前記商用系統と前記発電電力の系統とを切り替える電源切替盤を備え、この電源切替盤に前記室内ユニットを含む複数の負荷を接続し、前記商用系統に供給される商用電力の停電時には、前記発電電力により前記室外ユニットおよび前記電源切替盤に接続された前記負荷の運転を可能にするとともに、前記複数の負荷のうち、前記停電時に運転を許可する負荷の選択を受け付け、前記停電時には、前記選択に従って前記負荷の運転を制限する制御部を備えることを特徴とする。

上記構成において、前記制御部は、前記複数の負荷のうち、通信線を介して接続された負荷について、前記停電時に運転を許可するか否かの選択を受け付け、前記停電時に前記選択に従って前記負荷の運転を制限し、他の前記負荷は停電時に運転可能にしたことを特徴とすることを特徴とする。この場合、前記通信線を介して接続された負荷は、前記室内ユニットとしても良い。
また、上記構成において、前記制御部は、前記停電時に運転する前記負荷の最大運転台数の入力を受け付け、前記停電時に、前記負荷に対応づけられたアドレスに基づいて、前記最大運転台数の数だけ、前記停電時に運転を許可する負荷を設定する運転台数設定部と、前記負荷に対応づけられたアドレスの変更を受け付けるアドレス変更部とを備え、前記最大運転台数の入力と前記アドレスの変更とによって、前記停電時に運転を許可する負荷が選択されることを特徴とする。

また、上記構成において、前記室外ユニットは、停電時に前記ガスエンジンを始動させるための電力を蓄えるバッテリーを備え、停電時に手動スイッチが操作された場合に前記バッテリーの電力を利用して前記ガスエンジンが始動し、前記発電機が発電することを特徴とする。

本発明によれば、接続する負荷が発電電力に制限されず、停電時に所望の負荷を優先的に運転させることができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和システムを示す回路図である。 通常運転時の空気調和システムの電力系統を模式的に示す図である。 商用系統の電力供給が断たれた直後における電力の供給を示す模式図である。 自立運転時の電力の供給を示す模式図である。 自動アドレス設定後のアドレスの一例を示す図である。 運転制御処理を示すフローチャートである。 運転制御処理の説明に供する図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和システムを示す回路図である。
空気調和システム１は、ビルや学校等の施設に設置されるシステムであり、屋外に設置される室外ユニット２（室外機とも言う）と、屋内に設置される室内ユニット３（室内機とも言う）とを備えている。室外ユニット２と室内ユニット３とは、液管４ａおよびガス管４ｂからなるユニット間配管４で接続され、これによって空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成される。
室外ユニット２には、駆動源として機能するガスエンジン１０（エンジン）と、このガスエンジン１０の駆動力により発電を行う発電機１１と、ガスエンジン１０の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機１２とが収容される。ガスエンジン１０は、燃料調整弁７を経て供給されるガス等の燃料と、スロットル弁８を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。

室内ユニット３は、同じ施設の各箇所に振り分けて設置される複数台（本例では７台）の室内ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇで構成されている。なお、本実施形態では、７台の室内ユニット３ａ〜３ｇが接続された場合を例に説明するが、室内ユニット３の台数は設置場所に応じて適宜に増減される。これら室内ユニット３ａ〜３ｇには、室内ユニット３ａ〜３ｇを操作するためのリモコン５がそれぞれ設けられており、各室内ユニット３ａ〜３ｇに電力が供給されている場合、ユーザーによるリモコン操作に応じて個別に運転／運転停止等の操作が可能である。なお、図１では、電力が供給される線を太線で示している。

圧縮機１２は、容量が異なる大および小の圧縮機１２ａ，１２ｂで構成され、２台が並列に、ガスエンジン１０に対し、それぞれ電磁クラッチ１４ａ，１４ｂを介して接続されている。電磁クラッチ１４ａ，１４ｂによって圧縮機１２ａ，１２ｂとガスエンジン１０との接続が切り替えられることで、空調の負荷に応じて圧縮機１２ａ，１２ｂの駆動が制御される。これら圧縮機１２ａ，１２ｂの吐出管１２ｃには、プレート式熱交換器３１、四方弁１５、室外熱交換器１７が順に接続され、この室外熱交換器１７には、液管４ａを介して、各室内ユニット３の膨張弁１９ａ〜１９ｇ（減圧装置とも言う）および室内熱交換器２１ａ〜２１ｇが接続され、室内熱交換器２１ａ〜２１ｇには、ガス管４ｂを介して、四方弁１５が接続され、この四方弁１５には、圧縮機１２ａ，１２ｂが接続されている。室内熱交換器２１ａ〜２１ｇには、直流モーターによって駆動される送風機６ａ〜６ｇ（室内送風機とも言う）がそれぞれ設けられている。
また、圧縮機１２ａ，１２ｂの吐出管１２ｃおよび吸込管１２ｄが、バイパス管１８で接続され、このバイパス管１８に、アンロード用のバイパス弁２０が接続されている。本構成では、上記した各機器を備えて冷媒回路が形成されている。

圧縮機１２ａ，１２ｂが駆動されると、四方弁１５の切り替え状態が暖房切り替えであれば、図１に実線の矢印で示すように、圧縮機１２ａ，１２ｂ（いずれか一方の圧縮機１２ａ，１２ｂの場合も含む）、四方弁１５、室内熱交換器２１ａ〜２１ｇ、膨張弁１９ａ〜１９ｇ、室外熱交換器１７の順に冷媒が循環し、室内熱交換器２１ａ〜２１ｇでの冷媒凝縮熱により室内が暖房される。これとは反対に、四方弁１５が冷房切り替えであれば、図１に破線の矢印で示すように、圧縮機１２ａ，１２ｂ、四方弁１５、室外熱交換器１７、膨張弁１９ａ〜１９ｇ、室内熱交換器２１ａ〜２１ｇの順に冷媒が循環し、この室内熱交換器２１ａ〜２１ｇでの冷媒蒸発熱により室内が冷房される。
なお、室内ユニット３ａ〜３ｇは並列接続されるため、各室内ユニット３ａ〜３ｇへ個別に冷媒を供給することができ、各室内ユニット３ａ〜３ｇを各々独立して運転することが可能である。

次に、ガスエンジン１０の冷却装置について説明する。
このガスエンジン１０は水冷式であり、このガスエンジン１０のウォータージャケットを循環した冷却水は、第１の三方弁２２、逆潮流ヒータ２３および第２の三方弁２４を経て、ラジエータ２５に供給される。このラジエータ２５は、室外熱交換器１７と併設されており、これらは同一の送風機２６により送られる空気によって空冷され、このラジエータ２５を経た冷却水は、冷却水ポンプ２７、排ガス熱交換器２９の順に流れて、ガスエンジン１０のウォータージャケットに戻される。
排ガス熱交換器２９には、ガスエンジン１０の排気ガスが通され、この排気ガスは、排気トップ３０を経て、室外ユニット２の外に排出される。

上述した第１の三方弁２２は冷却水温度で自動的に切り替えられる。すなわち、冷却水温度が所定温度よりも低い場合、ガスエンジン１０のウォータージャケットからの冷却水を、ラジエータ２５をバイパスさせ、直接、冷却水ポンプ２７、排ガス熱交換器２９に導いて、上記ウォータージャケットに戻す。
第２の三方弁２４は、例えば暖房運転時に切り替えられ、冷却水を、ラジエータ２５をバイパスさせ、プレート式熱交換器３１を経て、冷却水ポンプ２７、排ガス熱交換器２９の順に流し、ウォータージャケットに戻す。

次に、電力系統について説明する。図２は、空気調和システム１の電力系統を模式的に示している。なお、図２では電力が流れる線を実線で示し、電力が流れない線を破線で示している。
図１および図２に示すように、本実施の形態の空気調和システム１では、発電機１１を、電力会社の電力系統である商用系統３６（商用電源とも称する）に系統連系することにより、発電機１１の発電電力を、商用系統３６の電力とともに、室外ユニット２、室内ユニット３および他の電力負荷３８に供給することができる。
この場合、室外ユニット２および室内ユニット３は、空気調和システム１の自己消費（自己電力消費）の電力負荷に相当しており、他の電力負荷３８は、空気調和に関係しない電力負荷（非空調装置）に相当しており、これらの電力負荷が需要家負荷を構成している。他の電力負荷３８は、設置場所やユーザーの希望に応じて適宜に接続される需要家負荷であり、以下、「他の需要家負荷３８」と表記する。本実施形態の他の需要家負荷３８は、室内を照らす照明装置となっている。
なお、需要家負荷は上記のものに限定されるものではなく、例えば、更に別の電力負荷を接続するように構成しても良い。

商用系統３６は、商用電源線（電灯線とも言う）である上流側給電ライン５１ａを介して室外ユニット２内の電源切替盤５２に接続されており、この商用系統３６と電源切替盤５２との間には、商用系統３６側から順に電力検出器４３とブレーカ３７が設けられている。
電源切替盤５２は、上流側給電ライン５１ａが接続される第１端子５２ａ（通常運転用端子）と、発電機１１の発電電力が供給される後述する電源線３４ｂが接続される第２端子５２ｂ（自立運転用端子）と、室内ユニット３および他の需要家負荷３８等が接続される下流側給電ライン５１ｂが接続される第３端子５２ｃ（給電用端子）とを備え、第３端子５２ｃの接続先を、第１端子５２ａと第２端子５２ｂとのいずれか一方に切り替えるスイッチ回路として機能する。

このため、第３端子５２ｃと第１端子５２ａとを接続することにより、商用系統３６から商用電力（本実施形態では２００Ｖの交流電力）を下流側給電ライン５１ｂに供給することができ、第３端子５２ｃと第２端子５２ｂとを接続することにより、発電機１１の発電電力を下流側給電ライン５１ｂに供給することができる。
つまり、電源切替盤５２は、下流側給電ライン５１ｂへの電力源を、商用系統３６と発電電力の系統（発電系統とも言う）との間で切り替える切替手段として機能する。この下流側給電ライン５１ｂに供給された電力は、電源線４１を介して室外側コントローラ３９にも供給され、この電力により圧縮機１２や送風機２６等を駆動可能に構成されている。

このように、この空気調和システム１では、商用系統３６と発電電力の系統とを切り替える電源切替盤５２を備え、この電源切替盤５２に、室外ユニット２、室内ユニット３および他の需要家負荷３８を接続することによって、商用系統３６および室外ユニット２の発電機１１から供給される電力を利用し、室外ユニット２、室内ユニット３および他の需要家負荷３８を駆動する通常運転と、商用系統３６から切り離して発電機１１の発電電力によって室外ユニット２、室内ユニット３および他の需要家負荷３８を駆動する自立運転と、を選択的に行うことができる。

次いで、発電電力の系統について説明する。
発電機１１の発電電力は、電力線３２を介して系統連系インバータ３３に出力される。系統連系インバータ３３は、発電機１１の発電電力である三相交流電力を、ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、直流電力に変換した後、２００Ｖの交流の電力に再度変換して電源線３４（発電電力出力線）に出力する。
この電源線３４は、系統連系用の電源線３４ａと、自立運転用の電源線３４ｂとに分岐し、系統連系用の電源線３４ａは、室外側コントローラ３９を含む室外ユニット２に電力を供給する電源線４１を介して下流側給電ライン５１ｂに接続される。また、図１に示すように、系統連系用の電源線３４ａと下流側給電ライン５１ｂとの間には、漏電時に遮断する漏電ブレーカ３４Ｘが配設されている。
なお、発電電力の一部は、図２に示す電源線４７ｂを介してバッテリー４９に供給され、バッテリー４９に発電電力が蓄電されるように構成されている。

自立運転用の電源線３４ｂは、上述した電源切替盤５２の第２端子５２ｂに接続されている。このため、上述したように、電源切替盤５２の第２端子５２ｂと第３端子５２ｃとを接続することによって、電源切替盤５２を介して発電電力を下流側給電ライン５１ｂに直接供給することができる。
ここで、自立運転用の電源線３４ｂには、当該電源線３４ｂに発電電力を流す際にオンにされる自立用リレー３４ｃが設けられており、系統連系用の電源線３４ａにも、当該電源線３４ａに発電電力を流す際にオンにされる連系用リレー３４ｄが設けられている。

系統連系インバータ３３は、室外ユニット２の室外側コントローラ３９に、通信線４０を介して通信可能に接続されるとともに、電力が逆潮流しないように、上述した逆潮流ヒータ２３に適宜に電力を供給する。
室外側コントローラ３９は、系統連系用の電源線３４ａを介して発電電力が供給可能な構成に加え、商用系統３６から電源線４１を介して動作電源を得ることができ、通信線４２を介して各室内ユニット３の室内側コントローラに通信可能に接続されている。
この室外側コントローラ３９は、電源線５４を介してバッテリー４９の電力が直接供給される自立制御部３９ａと、制御プログラム等の各種データを記憶する記憶部３９ｂと、各種の警報を表示処理や報音処理等により出力可能な警報出力部３９ｃとを備えている。

また、室外側コントローラ３９は、商用系統３６および室外ユニット２の発電機１１から供給される電力で室外ユニット２、室内ユニット３および他の需要家負荷３８を駆動する通常運転を行う通常運転モードと、停電時等に商用系統３６から切り離されて発電機１１の発電電力によって室外ユニット２、室内ユニット３および他の需要家負荷３８を駆動する自立運転を行う自立運転モードとのいずれかに動作モードを切り替える制御を行う。
自立制御部３９ａには、ユーザー等が手動で操作する手動スイッチである自立運転切り替えスイッチ５６（自立運転スイッチ）が接続され、自立運転切り替えスイッチ５６が操作されることで自立制御部３９ａが、自立運転モードへの切り替え動作を開始する。

バッテリー４９の電力が供給される電源線５４には、電源線４８（図１）を介してガスエンジン１０のセルモーター（不図示）がつながっており、室外側コントローラ３９の制御の下、バッテリー４９の電力でセルモーターを駆動し、ガスエンジン１０を始動させることができる。
また、上述した警報出力部３９ｃは、エラーコード等の警報情報を表示する表示部や、エラー音等の警報音声を出力する音声出力部を有し、室外側コントローラ３９の制御の下、ユーザーやサービスマン等に対して各種の警報を報知する装置である。なお、本実施形態では、警報出力部３９ｃが、室外ユニット２に設けられている場合を例示しているが、室内ユニット３側に設けても良く、設置箇所は適宜に変更可能である。
室外側コントローラ３９は、上述したように、室外ユニット２の各機器（例えば、ガスエンジン１０、電磁クラッチ１４ａ，１４ｂ、送風機２６、バッテリー４９および電源切替盤５２等）の動作を中枢的に制御する制御部として機能する。

系統連系インバータ３３には、通信線４４を介して系統連系盤４５が接続され、この系統連系盤４５には、通信線４６を介して、商用系統３６とブレーカ３７との間に設置された電力検出器４３（以下、第１電力検出器４３と言う）が接続されている。第１電力検出器４３は、商用系統３６に供給される電力値をリアルタイムに取得し、この取得した電力値データは、系統連系盤４５を介して、系統連系インバータ３３に入力され、通信線４０を通じて室外側コントローラ３９に送られる。系統連系盤４５は、図示は省略するが、ＯＶＧＲ／ＲＰＲ（地絡過電圧継電器／逆電力継電器）、ＵＰＲ（不足電力継電器）、Ｗ／ＴＤ（ワット・トランスデューサ）等を備え、受信した第１電力検出器４３からの信号とともに、ＯＶＧＲ／ＲＰＲ、ＵＰＲ、Ｗ／ＴＤからの信号を系統連系インバータ３３に送信するようになっている。このため、系統連系インバータ３３は、商用系統３６の情報を得ることができる。

系統連系インバータ３３は、発電機１１の発電量を制御する機能を有し、必要に応じ、発電量を減少または増大させる。例えば、室内ユニット３の空調要求に応じた圧縮機１２ａ，１２ｂの負荷の増大、および、他の需要家負荷３８の増大に応じて発電要求が増大した場合に、発電機１１の発電量を増大させる。この場合、他の需要家負荷３８は、第１電力検出器４３、系統連系盤４５、系統連系インバータ３３および室外側コントローラ３９により常時監視されている。
また、系統連系インバータ３３は、自身の出力電力、つまり、電源線５４に供給される電力を検出する電力検出器３３ａ（以下、第２電力検出器３３ａと言う）を有している。

続いて、この空気調和システム１の基本動作を説明する。
図２は通常運転時（通常運転モード）の空気調和システム１を示している。
通常運転モードは、商用系統３６から電力が供給されている場合の動作モードであり、このモードでは、図２に示すように、電源切替盤５２は第１端子５２ａ側に切り替えられる。このため、商用系統３６から供給される電力は、上流側給電ライン５１ａ、下流側給電ライン５１ｂおよび電源線４１（図１）等を介して、室外ユニット２の各部、室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８に供給される。また、発電機１１が発電した電力は、系統連系インバータ３３の出力線である電源線３４、系統連系用の電源線３４ａおよび電源線４１からなる電源線６１（図２）を介して下流側給電ライン５１ｂに流れ、室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８に供給される。
ここで、室内ユニット３ａ〜３ｇに供給される電力の大部分は、送風機６ａ〜６ｇ（図１参照）で消費される。送風機６ａ〜６ｇの手前には、系統連系インバータ３３からの交流電力を直流に変換するコンバータが設けられている。
また、この通常運転時には、発電機１１は、室外ユニット２を駆動するための駆動電力を全てまかなう発電電力を出力し、発電した余剰の電力を室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８に供給する。

図３は、商用系統３６の電力供給が停止した直後を示す模式図であり、図４は、自立運転時（自立運転モード）の電力供給を示す模式図である。この図３および図４においても、電力が流れる線を実線で示し、電力が流れない線を破線で示している。
図３に示すように、停電等によって商用系統３６からの電力供給が断たれると、室外ユニット２、室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８は電力が供給されなくなって停止する。停電後にユーザーの手動操作によって自立運転切り替えスイッチ５６が「オン」に操作されると、このスイッチ５６をオンしたタイミングでバッテリー４９からの電力が自立制御部３９ａ（図１参照）に供給され、自立制御部３９ａの制御の下、バッテリー４９の電力が不図示のＤＣ／ＤＣコンバータを通してＤＣ２００Ｖとされ、室外側コントローラ３９の電源として供給される。

続いて、室外側コントローラ３９は、通常運転モードから自立運転モードに切り替える動作を開始する。この場合、まず、室外側コントローラ３９は、バッテリー４９の電力によってセルモーターを駆動し、ガスエンジン１０を始動させる。ガスエンジン１０が始動すると、発電機１１により発電が開始され、系統連系インバータ３３を通して自立電源として出力される。自立電源が出力されると、図４に示すように、電源切替盤５２は、自立運転用端子である第２端子５２ｂ側に自動的に切り替わる。これにより、商用系統３６から系統連系インバータ３３を含む室外ユニット２が切り離され、室外ユニット２と室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８とが接続されて閉じた自立運転回路５７が形成され、自立運転が開始される。
この自立運転時には、少なくともガスエンジン１０を駆動して発電機１１で発電する運転（発電運転）を継続し、発電機１１が発電した電力は、系統連系インバータ３３の出力線である電源線３４および自立運転用の電源線３４ｂからなる電源線５５（図２）を介して下流側給電ライン５１ｂに流れる。このため、室内ユニット３ａ〜３ｇのいずれかを運転する場合には、室外ユニット２内の電磁クラッチ１４ａ，１４ｂのいずれかをつないだ状態にして圧縮機１２ａ，１２ｂのいずれかを駆動して空調運転を行う。また、この自立運転時には、発電しているため、発電電力によって他の需要家負荷３８を運転すること、つまり、照明装置を作動させることもできる。

また、この自立運転時には、上流側給電ライン５１ａは電源切替盤５２によって室外ユニット２から切り離されているため、電源切替盤５２よりも上流側の商用系統３６には発電機１１の電力は供給されない。このため、自立運転の際に商用系統３６側へ逆潮流が生じることを簡単な構成で防止できるとともに、所望の室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８を運転することができる。
したがって、発電能力が限られている発電機１１で電力を供給する場合であっても、停電時に運転したい設備を稼働させることができる。
また、停電時の混乱状態にあっても、運転したい設備をその場で選定することなく、予め選定されて自立運転回路５７に配置されている設備を速やかに稼働させることができる。

停電時に室内ユニット３ａ〜３ｇを稼働させる必要が無い場合には、電磁クラッチ１４ａ，１４ｂの接続が解除され、圧縮機１２ａ，１２ｂの運転が停止される。このため、他の需要家負荷３８だけに電力を供給したい場合に圧縮機１２ａ，１２ｂを運転する必要がなく、効率良く電力を供給できる。
また、自立運転時には、電源線６１は、発電機１１で発電されて電源切替盤５２の二次側に供給された電力を室外ユニット２側に戻す電力戻し回路として機能する。すなわち、発電機１１から下流側給電ライン５１ｂに流れた電力の一部は、電源線６１の一部を構成する電源線４１（図１参照）を通って室外ユニット２に戻り、電源線４７ａ（図１）等を介して送風機２６等の室外ユニット２の各部に供給される。この場合、バッテリー４９にも電力が供給され、自立運転中もバッテリー４９は充電される。

また、図４の状態から商用系統３６が復電すると、系統側の電力を検出する第１電力検出器４３（図１）によって復電が検出され、この検出結果が系統連系盤４５および系統連系インバータ３３を介して室外側コントローラ３９に送られ、室外側コントローラ３９は自立運転を自動停止させる。自立運転が停止されると、室外ユニット２、室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８は電力の供給が一度断たれて稼働が停止される。
商用系統３６が復電すると、電源切替盤５２は、通常運転用端子である第１端子５２ａ側に自動的に切り替わり、これにより、商用系統３６の電力が室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８に供給されるようになる。
その後、自立運転切り替えスイッチ５６がユーザー等の意思によって手動で「オフ」に切り替えられると、室外側コントローラ３９は室外ユニット２の稼働を許可し、次いで室外ユニット２の主電源スイッチ等によってユーザーによる室外ユニット２の再稼働の意思が入力されると、ガスエンジン１０および発電機１１を含む室外ユニット２が再稼働され、通常運転が開始される。これにより、通常運転時には、自立運転切り替えスイッチ５６は必ず「オフ」に切り替えられていることになるため、停電時にユーザーの意思による自立運転切り替えスイッチ５６の手動操作なしに自立運転に切り替えられてしまうことがない。

ところで、発電機１１の発電電力は有限であり、商用電力に比して低いのが一般的である。この空気調和システム１では、商用電力で運転する場合、室外ユニット２、室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８の全てを運転できるものの、発電機１１の最大発電電力が、これら全てを運転するのに必要な合計電力よりも低く、発電機１１の電力だけで運転する場合には、全てを運転することができない。
このため、自立運転時には、多数の負荷を運転してしまうと、優先的に運転させたい負荷の運転ができないおそれが生じてしまう。
そこで、本実施形態では、停電時に運転を許可する負荷の選択を受け付け、停電時には、その選択に従って負荷の運転を制限する運転制限処理を行うようにしている。

この空気調和システム１では、上記運転制限処理を行うための制御プログラムが、室外側コントローラ３９の記憶部３９ｂに記憶されており、室外側コントローラ３９の自立制御部３９ａが、上記制御プログラムを読み出して実行することにより、運転制限処理を実施する。
この運転制御処理を行う前提として、この空気調和システム１は、従来のガスヒートポンプ式の空気調和システムと同様に、室外側コントローラ３９に設けられる不図示の操作装置を備え、この操作装置がサービスマン等によって操作されることにより、室内ユニット３の接続台数の設定（本実施形態では７台）と、室外ユニット２および室内ユニット３へのアドレス設定とが行われているものとする。
なお、初回のアドレス設定の場合、室内ユニット３へのアドレス設定は、自動アドレス設定によって行われ、つまり、室外側コントローラ３９が、通信線４２を介して各室内ユニット３ａ〜３ｇの室内側コントローラと通信することによって、自動的に、各室内ユニット３ａ〜３ｇに固有のアドレス（「室内ユニットアドレス」とも称する）が所定順で割り振られる。

図５は、自動アドレス設定後のアドレスの一例を示している。本実施形態では、室内ユニット３ａに数値が最も小さいアドレス「0001」が割り当てられ、室内ユニット３ｂにアドレス「0002」が割り当てられ、室内ユニット３ｃにアドレス「0003」が割り当てられ、室内ユニット３ｄにアドレス「0004」が割り当てられ、・・・、室内ユニット３ｆにアドレス「0006」が割り当てられ、室内ユニット３ｇに数値が最も大きいアドレス「0007」が割り当てられているものとする。なお、自動アドレス設定の処理は、公知のものを広く適用可能である。

図６は、運転制御処理を示すフローチャートである。
図６に示すように、この運転制御処理は、停電時に運転する室内ユニット３の台数を設定する運転台数設定処理（ステップＳ１Ａ）と、室内ユニット３のアドレス変更によって停電時に運転を許容する室内ユニット３を設定するアドレス変更処理（ステップＳ２Ａ）とで構成されている。
ステップＳ１Ａに示す運転台数設定処理は、室外側コントローラ３９に設けられる操作装置を、サービスマン又はユーザーが操作することによって実行される。この処理を実行した場合、室外側コントローラ３９は、操作装置を介して、図６に示すように、停電時に運転する室内ユニット３の最大運転台数０台に対応する設定項目「nb00」、最大運転台数１台に対応する設定項目「nb01」、最大運転台数２台に対応する設定項目「nb02」、最大運転台数３台に対応する設定項目「nb03」、最大運転台数４台に対応する設定項目「nb04」、・・・・のいずれか１つの選択を促し、その結果、選択された１つの設定項目を記憶部３９ｂに記憶させる。これによって、室外側コントローラ３９には、ユーザーが所望する、停電時に運転させたい室内ユニット３の最大運転台数」が入力される。その後、操作装置が所定操作されることによって運転台数設定処理が終了する。

この運転台数設定処理が行われると、自立運転時、室外側コントローラ３９は、室内ユニット３に対しては、アドレスが小さい順から最大運転台数の数に該当するものだけの運転を許容し、それ以外の室内ユニット３の運転を禁止する。つまり、アドレス順で運転を許容するか禁止するかが決定される。
具体例を挙げると、図５に示すアドレスの場合に、最大運転台数４台に対応する設定項目「nb04」が選択されると、図７の上段に示すように、アドレス「0001」〜アドレス「0004」の室内ユニット３ａ〜３ｄの運転が許容され（図７中、「○」を付して示す）、残りの室内ユニット３ｅ〜３ｇの運転が禁止される（図７中、「×」を付して示す）。

運転が許容された室内ユニット３ａ〜３ｄは、自立運転時に、リモコン５の操作があると、通信線４２を介して室外側コントローラ３９がその操作を受け付け、通常運転時と同様に、リモコン５の操作に応じて運転／運転停止等が行われる。
一方、運転が禁止された室内ユニット３ｅ〜３ｇは、自立運転時に、リモコン５の操作があっても、室外側コントローラ３９がその操作を受け付けないことにより、運転停止状態に保持される。
また、自立運転時、室外側コントローラ３９は、他の需要家負荷３８については、運転を許容する。このため、上記の運転台数設定処理において、「最大運転台数０台（設定項目「nb00」）」に設定されていれば、自立運転時、全ての室内ユニット３の運転が禁止される。これによって、他の需要家負荷３８だけを利用すること、つまり、照明装置を点灯させることが可能になる。

図６のステップＳ２Ａに示すアドレス変更処理は、自動アドレス設定後に、室内ユニット３のアドレスを変更する処理であり、室内ユニット３の停止中に、サービスマン又はユーザーが、アドレスを変更したい室内ユニット３のリモコン５を操作することによって実行される。
つまり、リモコン５に所定操作が行われると、通信線４２を介して接続される室外側コントローラ３９が、アドレス変更処理を実行し、リモコン５を介して、そのリモコン５を有する室内ユニット３のアドレスの入力を促し、入力されたアドレスに変更する。その後、リモコン５が所定操作されることによってアドレス変更処理が終了する。

上記したように、ステップＳ１Ａの運転台数設定処理を行った後は、アドレス順で運転を許容するか否かが決定される。このため、ステップＳ２Ａのアドレス変更処理によって、アドレスを小さい値に変更すれば、所望の室内ユニット３の運転を許容させることができる。
このアドレス変更をする際は、複数の室内ユニット３に同一のアドレスが重複しないようにする必要があるため、実際には、複数の室内ユニット３間でアドレスを入れ替えるようにアドレス変更を行われる。

具体例を挙げると、図７の上段のアドレスの場合、最大運転台数４台に設定されていれば、前述したように、自立運転時には、室内ユニット３ａ〜３ｄの運転が許容され、残りの室内ユニット３ｅ〜３ｇの運転が禁止される。
これに対し、ユーザーが、自立運転時に、室内ユニット３ａ，３ｂ，３ｆ，３ｇの運転を許容し、残りの室内ユニット３ｃ，３ｄ，３ｅの運転を禁止することを希望した場合には、例えば、図７の下段のアドレスに示すように、運転が許容されている室内ユニット３ｃ，３ｄと、運転が禁止されている室内ユニット３ｆ、３ｇとの間でアドレスを入れ替えるようにアドレス変更を行う。これによって、同図７の下段に示すように、室内ユニット３ａ，３ｂ，３ｆ，３ｇの運転を許容し、残りの室内ユニット３ｃ，３ｄ，３ｅの運転を禁止するように設定することができる。

このようにして、最大運転台数の設定とアドレス変更とによって、停電時に運転させたい室内ユニット３および停電時に運転させたくない室内ユニット３を設定することができる。これにより、停電時にユーザー等が誤って、運転させたくない室内ユニット３を含む多数の室内ユニット３を運転させてしまうことを回避することができ、自立運転時に必要な電力量を抑えることができる。
この結果、接続する負荷（室内ユニット３、他の需要家負荷３８）が発電機１１の発電電力に制限されず、停電時に所望の負荷を運転させることが可能になる。

なお、上述の運転台数設定処理とアドレス変更処理とは、室外側コントローラ３９の自立制御部３９ａが行っており、つまり、自立制御部３９ａは、運転台数設定処理を行う運転台数設定部、および、アドレス変更処理を行うアドレス変更部としても機能する。なお、この運転台数設定部とアドレス変更部とを共通のハードウェアで構成する構成に限らず、別々のハードウェアで構成するようにしても良い。
また、上記の運転台数設定処理とアドレス変更処理とは、サービスマン若しくはユーザーによって、各々任意のタイミングで実行することができ、例えば、図６と逆の順で行うようにしても良い。

以上説明したように、この空気調和システム１では、商用系統３６と発電電力の系統とを切り替える電源切替盤５２を備え、この電源切替盤５２に室内ユニット３ａ〜３ｇおよび他の需要家負荷３８を含む負荷を接続し、商用系統３６に供給される商用電力の停電時には、発電電力により室内ユニット３ａ〜３ｇおよび電源切替盤５２に接続された上記負荷の運転を可能にするとともに、複数の負荷のうち、停電時に運転を許可する負荷の選択を受け付け、停電時には、その選択に従って負荷の運転を制限するので、接続する負荷が発電電力に制限されず、停電時に所望の負荷を優先的に運転させることができる。

また、本構成では、複数の負荷のうち、通信線４２を介して接続された室内ユニット３について、停電時に運転を許可するか否かの選択を受け付け、停電時に上記選択に従って室内ユニット３の運転を制限するようにしたので、離れた位置で運転／運転停止等が操作される複数の室内ユニット３を、集中管理によって運転を許可／制限することができる。
また、本構成では、他の需要家負荷３８が停電時に運転可能であるので、他の需要家負荷３８の運転を許可するための特別な操作や制御が不要である。

さらに、本構成では、停電時に運転する負荷の最大運転台数の入力を受け付け、停電時に、負荷に対応づけられたアドレスに基づいて、最大運転台数の数だけ、停電時に運転を許可する負荷を設定する運転台数設定処理（ステップＳ１Ａ）と、負荷に対応づけられたアドレスの変更を受け付けるアドレス変更処理（ステップＳ２Ａ）とによって、停電時に運転を許可する負荷を選択するように構成しているので、最大運転台数の設定と、アドレス変更とを個別に行うことができる。
これによって、上記アドレス変更処理に、従来のアドレス変更処理をそのまま適用することができ、プログラム等の流用が可能である。しかも、室内ユニット３に通常割り振られるアドレスを用いて運転を許可するか否かを判断するので、別途新たなデータを割り振る必要がない、という効果も得られる。

さらに、室外ユニット２は、停電時にガスエンジン１０を始動させるための電力を蓄えるバッテリー４９を備え、停電時に手動スイッチである自立運転切り替えスイッチ５６が操作された場合にバッテリー４９の電力を利用してガスエンジン１０が始動し、発電機１１が発電するので、ユーザーの意思に応じて確実に且つ簡単に自立運転を開始でき、負荷の接続許容量の範囲内であればユーザーは所望の負荷を運転させることができる。従って、停電時にユーザーにとって利便性の高い空気調和システム１を提供することができる。また、自立運転を停止してもバッテリー４９の電力を利用して、自立運転を再開させることも可能である。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、停電時に運転を許可する室内ユニット３の選択を行う場合を説明したが、これに限らず、室内ユニット３以外の負荷、例えば、他の需要家負荷３８についても停電時に運転を許可するか否かを選択可能にしても良い。この場合、例えば、他の需要家負荷３８を、室外側コントローラ３９の制御下で運転／運転停止可能、つまり、照明装置を点灯／消灯可能に構成し、予め入力された選択に従って、室外側コントローラ３９が他の需要家負荷３８を運転状態或いは運転停止状態に制御するようにしても良い。

また、上記実施形態では、運転台数設定処理（ステップＳ１Ａ）とアドレス変更処理（ステップＳ２Ａ）とによって停電時に運転を許可する負荷を選択する場合を説明したが、これに限らず、要は、停電時に運転を許可する負荷を特定する情報を入力し、この情報に基づいて停電時に負荷の運転を制限するようにすれば良い。従って、上記ステップＳ１Ａ、Ｓ２Ａの処理に限定しなくても良い。例えば、停電時に運転を許可するか否かを示すフラグ情報を、各室内ユニット３に割り振るようにし、このフラグ情報に基づいて運転を制限するようにしても良い。但し、フラグ情報を用いる場合は、上記実施形態に比して、使用データが増えてしまう、といったデメリットが生じる。

１ 空気調和システム
２ 室外ユニット
３ａ〜３ｇ 室内ユニット（負荷）
１０ ガスエンジン（駆動源）
１１ 発電機
１２ａ，１２ｂ 圧縮機
１７ 室外熱交換器
２１ａ〜２１ｇ 室内熱交換器
３３ 系統連系インバータ
３６ 商用系統
３８ 他の需要家負荷（負荷）
３９ 室外側コントローラ
３９ａ 自立制御部（制御部、運転台数設定部、アドレス変更部）
４９ バッテリー
５２ 電源切替盤
５６ 自立運転切り替えスイッチ（手動スイッチ）

Claims (5)

1. ガスエンジンによって駆動される圧縮機、室外熱交換機を有する室外ユニットと、前記室外ユニットと配管接続されて冷凍サイクル回路を構成する室内ユニットと、前記ガスエンジンの駆動力で発電する発電機と、前記発電機の発電電力を商用系統に出力する系統連系インバータとを備える空気調和システムにおいて、
   前記商用系統と前記発電電力の系統とを切り替える電源切替盤を備え、この電源切替盤に前記室内ユニットを含む複数の負荷を接続し、前記商用系統に供給される商用電力の停電時には、前記発電電力により前記室外ユニットおよび前記電源切替盤に接続された前記負荷の運転を可能にするとともに、
   前記複数の負荷のうち、前記停電時に運転を許可する負荷の選択を受け付け、前記停電時には、前記選択に従って前記負荷の運転を制限する制御部を備えることを特徴とする空気調和システム。
2. 前記制御部は、前記複数の負荷のうち、通信線を介して接続された負荷について、前記停電時に運転を許可するか否かの選択を受け付け、前記停電時に前記選択に従って前記負荷の運転を制限し、他の前記負荷は停電時に運転可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記通信線を介して接続された負荷は、前記室内ユニットであることを特徴とする請求項２に記載の空気調和システム。
4. 前記制御部は、前記停電時に運転する前記負荷の最大運転台数の入力を受け付け、前記停電時に、前記負荷に対応づけられたアドレスに基づいて、前記最大運転台数の数だけ、前記停電時に運転を許可する負荷を設定する運転台数設定部と、
   前記負荷に対応づけられたアドレスの変更を受け付けるアドレス変更部とを備え、
   前記最大運転台数の入力と前記アドレスの変更とによって、前記停電時に運転を許可する負荷が選択されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気調和システム。
5. 前記室外ユニットは、停電時に前記ガスエンジンを始動させるための電力を蓄えるバッテリーを備え、停電時に手動スイッチが操作された場合に前記バッテリーの電力を利用して前記ガスエンジンが始動し、前記発電機が発電することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気調和システム。

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