JP2014517247A - ターゲット電源管理を備えた暖房、換気および／または空調装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱および／または冷気を生成するための少なくとも第１のコンポーネント（９）と、少なくとも第２のコンポーネント（１３）と、第１および第２のコンポーネントによって共用される電力供給回路（３）と、電力供給回路（３）のための制御装置（４）とを含む、暖房、換気および／または空調装置（１）に関する。第１および第２のコンポーネントは、選択された温度で空気を出力するように協働する。本装置は、第１のコンポーネント（９）への電力の供給を遮断するためのリレー（５）をさらに含むことを特徴とする。リレー（５）は、制御装置（４）とは別に作動させることができ、および第２のコンポーネント（１３）への電力の供給が、リレー（５）の作動の状態とは無関係であるように回路内に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房、換気および／または空調装置に関する。従来、この種の装置は、その頭字語によりＨＶＡＣ（ｈｅａｔｉｎｇ、ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ／ｏｒ ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）と呼ばれている。本発明は、暖房装置、空調装置およびそれらの組合せに関する。

現在のエネルギーコストは、消費電力を制御された方法で注意深く管理する必要がある。この管理は、電気装置自体の規模で、およびそれらを供給する電力網において必要である。地方または国の規模での送電網に関する消費の調節は、地域規模、例えば、複数の居住施設での行動が含まれ得る。

エネルギー消費量を管理するための既存のシステムは、様々な形態を有する。それらのシステムは、最もシンプルな家庭用電気暖房サーモスタットから、アパートの全ブロックの集中管理まで、受けた命令に従って、電気装置への電力供給を制御できるようになっている。

本出願人は既に、仏国特許公開第２９０４４８６号明細書において、消費電力に関するリアルタイムの管理および調節のための方法を提案している。この方法は、一方においては、非常に多数のエンドユーザーの電力消費を分析して、電力網上で使用可能なエネルギー生成量と常に比較できるようになっている。他方においては、この方法は、それらのエンドユーザーの特定の装置への電力供給を選択的に調節できるようになっている。

大勢のユーザーの消費量の分析と関連した電力供給の調節は、定められた時に電力消費を使用可能な生成量に適合できるようにする。換言すれば、需要の増加時に、エネルギー生成量を増加させる代わりに、電力網上のいくつかのある場所における消費量を低減することによって、その増加を相殺することが可能になる。これは、「分散型負荷制限(distributed load shedding)」として知られている。

分散型負荷制限は、エネルギーピークの財政的な影響を制限するために、（例えば、冬期の夕方における）エネルギー需要の急激な変動を最小限にするようになっている。通常は、休止している生成設備を作動させることにより、または、外国の電力網から購入することによって補われている。どちらの解決策も非常にコストがかかる。

この方法は、それ自体有能であることを示す。それでもやはり、この方法には、電力供給における定期的な障害がある。これは、電力供給における急激なおよび繰り返される障害に耐えられない脆弱な電子部品を含む電気装置には適合しない。

また、この方法は、データを保存しなければならない電気装置には不適合である。いくつかの装置は、それらの内部記憶装置に含まれている情報を保持するために、待機モードであっても電力が供給されるように設計されている。本出願人の本方法によって生じる障害等の電力供給における障害は、記憶装置を危険にさらしたり、誤作動を引き起こしたりする可能性がある。

また別の装置には、電力供給における障害がユーザーに即時に不都合を与えるような使用法もある。ここでもまた、それらの装置は、この方法には全く適合しない。

その結果、多くの装置は、この方法を実行するためには使用されない。このことは、この方法から、その有効性の一部を奪い、エネルギー的および財政的に共に達成可能な想定される節約を制限している。

さらに、これまでは、様々な空調装置と、他の暖房、換気および／または空調装置モデルとの間の調和された制御の組み合わせは存在していない。そのため、一般的な設備によるこれら装置の制御は複雑であり、信頼できる解決策はない。

仏国特許公開第２９０４４８６号

本発明は、上記の状況を改善しようとするものである。

熱および／または冷気を発生させるための少なくとも第１のコンポーネントと、少なくとも第２のコンポーネントと、第１および第２のコンポーネントに共通の電力供給回路と、電力供給回路のための制御装置とを有する、暖房、換気および／または空調装置である。第１および第２のコンポーネントは、選択された温度で空気を出力するように協働する。装置は、第１のコンポーネントへの電力供給を遮断するためのリレーをさらに備えることが注目に値する。リレーは、制御装置とは無関係に作動させることができ、および第２のコンポーネントへの電力供給が、リレーの作動状態とは無関係であるように、電力供給回路内に配置することができる。

この装置は、装置内の電力供給回路を選択的に調節できるようになっているため、特に有利である。そのため、その電気装置自体の外部にあるシステムによって、いくつかのコンポーネントを制御することができる。それらのコンポーネントは、その装置またはユーザーにとって悪い結果を伴うことなく、一時的に調節することができる。同時に、それにとって永続的な電力供給が必要であるか、または、その切断が好ましくない、いくつかの他のコンポーネントへの電力供給を維持することができる。したがって、脆弱な電子部品を、電力供給の遮断から保護することができる。

このような装置は、制御すべきコンポーネントへの電力供給に直接的に作用するため、装置の制御装置の標準化という問題によって影響を受けることがない。コンポーネントは、その停止が、何らかの不便さを引き起こさないように選択される。換言すれば、装置は、電気装置の即時動作モードを可能にする。この即時動作モードは、外部の制御部材によって遠隔的に作動させることができる。

この種の装置は、特に、暖房、換気および／または空調装置、例えば、プログラム可能な電気ストーブまたは空調装置に適している。本発明による装置の動作は、電力消費に関するリアルタイムの管理および調節のための方法およびシステム、例えば、上述した方法と組合わせにおいて特別な関心を持たれるものである。しかし、本発明の装置は、他の同様の方法とともに用いてもよい。

本発明は、暖房、換気および／または空調装置と、装置を駆動するように構成されたドライバとを備えるキットの形態をとることができる。ドライバは、電力消費に関するリアルタイムの管理および調節のためのシステムによって遠隔的に制御することができる。

本発明のその他の特徴および効果は、以下の詳細な説明および添付図面の検討によって明らかになるであろう。

本発明の装置の概略図である。 仏国特許公開第２９０４４８６号明細書の方法を実行する回路における図１の装置の概略図である。

添付図面は、主に特定の性質のもの(of a certain nature)であり、そして本発明を補足するのに役に立つだけではなく、適切な場合、本発明の規定にも寄与する。

図１に示す実施形態において、暖房、換気および／または空調装置１は、空調装置である。空調装置１は、電力供給回路３と、電力供給回路３のための制御装置４と、リレー５と、熱交換器７と、複数のアクセサリコンポーネント１３、１５、１７、１９とを備えている。ここに記載されている実施例において、制御装置４は、手動スイッチである。変形例においては、制御装置４は、遠隔制御することができ、および／または自動的にすることができる。熱交換器７は、冷気を生成するためのコンポーネントを備えている。図示の実施例において、冷気を生成するためのコンポーネントは、閉じた冷却剤回路１１の一部を構成するコンプレッサ９を備えている。アクセサリコンポーネントは、ここに記載されている実施例においては、プログラマ１３と、送風ファン１５、１７、１９とを含んでいる。熱交換器７のコンプレッサ９、ならびにアクセサリコンポーネント１３、１５、１７、１９には、電力供給回路３によって電力が供給される。リレー５は、電源と、熱交換器７のコンプレッサ９との間に電気的に配置されている。

空調装置１の動作は、プログラマ１３によって制御される。ここに記載されている実施例においては、プログラマ１３は、空調装置１に一体化されており、空調装置専用になっている。変形例においては、プログラマ１３は、独立させることができ、および公知の何らかの手段によって、空調装置１と通信することができる。プログラマ１３は、空調装置１と類似の一群の空調装置を同様に制御することができる。プログラマ１３は、他の装置、例えば、暖房機も制御することができる。

リレー５は、少なくとも「開」位置と「閉」位置を有している。閉位置において、リレー５は、閉じたスイッチと電気的に等価であり、電源、すなわち、電力供給回路３と、熱交換器７のコンプレッサ９との間に電流を流せるようになっている。空調装置１は、従来の動作モードになっており、それによって、その全てのコンポーネントの同時動作を可能にしている。熱交換器７が作動している場合、ファン１５、１７、１９のような冷気生成機能が作動可能になっている。空調装置１は、プログラマ１３によって設定された温度で空気を出力することができる。

開位置において、リレー５は、開いたスイッチとして機能し、電力供給回路３と、熱交換器７のコンプレッサ９との間に電流が流れるのを防いでいる。その場合、空調装置１は、「エコノミー（節約）」動作モードになっており、およびコンプレッサ９への電力供給は停止されている。閉回路１１内での冷却剤の循環は止まっている。リレー５は、電力供給回路３内のコンプレッサ９のみに結合されているため、リレー５の開位置が、アクセサリコンポーネント１３、１５、１７、１９への電力供給に影響を及ぼすことはない。そのため、リレー５は、アクセサリコンポーネント１３、１５、１７、１９への電力供給が、リレー５の作動状態とは無関係となる方法で、電力供給回路３内に配置される。したがって、ファン１５、１７、１９を用いた空調装置１による空気攪拌は可能なままであり、プログラマ１３によるおよび／または制御装置４による空調装置１の動作の制御が維持されている。

リレー５が開位置になっている状態での空調装置１の動作は空気攪拌をもたらしているが、もはや空気の冷却はもたらしていない。このような動作モードは、コンプレッサ９のエネルギー消費を止めながら、攪拌により、ユーザーのために新鮮な感覚を維持できるようにしている。

空調装置１の確立された用途の場合、すなわち、プログラマ１３の設定温度周辺では、熱交換器７のコンプレッサ９は、ユーザーに快適さがなくなったと気にさせることなく、短時間、例えば、約３０分間、停止させることができる。他方において、ファン１５、１７、１９を、それと同じ短時間、停止させた場合、空気攪拌の停止およびコンプレッサ９の停止は、温度の上昇および空気のよどみを生じさせるであろう。このことは、ユーザーにとってすぐ簡単に気になるような快適さの喪失をもたらすであろう。したがって、エコノミー動作モードは、ユーザーのために環境の爽快感を維持しながら、かなりの省エネルギーを実施できるようにする。

そのため、この動作モードは、アクセサリコンポーネント１３、１５、１７、１９によって消費されたエネルギーに対する空調装置１の総消費量を制限する。このことは、コンプレッサ９が、概して、ほとんどのエネルギーを消費する空調装置１の構成部材であるため、エネルギーの観点から有利である。

換言すれば、エコノミーモードにおいて、空気の対流は、快適さ、すなわち、温度的な心地よさをもたらす。閉じた空間内での対流は、体、ここではユーザーの体と、周囲空気との間の熱交換を促進する。このモードにおいて、空調装置１は、必ずしも部屋の実際の平均温度よりも低くなるわけではない。対照的に、温度は、換気により、部屋の全体にわたって一様になり、それによって熱交換を最適化する。

図１に示す実施形態において、リレー５の動作は、ドライバ２１によって遠隔的に制御される。ドライバ２１とリレー５との間の通信は、リレー５の通信手段によって実行することができる。それらの手段は、例えば、有線接続、電力線通信（ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＰＬＣ）、電波、ＷｉＦｉ、赤外線、または他の何らかの適当な手段による送信機／受信機を備えることができる。

作動、すなわち、ドライバ２１によってリレー５を開くこと、またはその不作動、すなわち、リレー５を閉じることは、ユーザーによるドライバ２１の直接プログラミングから得ることができる。ドライバ２１のためのコマンドは、ドライバ２１が、例えば、ＧＰＲＳモデムおよびアンテナ（図示せず）によって、および／または（ＷｉＦｉ、ＰＬＣ等による）ＡＤＳＬモデムへの接続によって外部のネットワークに接続された場合に、遠隔的にプログラムすることができる。また、ドライバ２１のためのコマンドは、予めドライバ２１の内部記憶装置でプログラムすることもできる。

変形例においては、リレー５は、コンプレッサ９の電力消費を測定することが可能な回路を備えることができる。この測定は、誘導ループを用いて実行することができる。それらのデータは、それによる処理のためのドライバ２１へリレー５の通信手段によって送ることができる。他の実施形態においては、測定回路のために、他の要素を用いることができる。

また、ドライバ２１は、リレー５、空調装置等を含む他の電気装置を制御することもできる。ここで図示されている実施例において、ドライバ２１は、仏国特許公開第２９０４４８６号明細書に記載されているボックスタイプである。

本発明の暖房、換気および／または空調装置は、熱交換器７のコンプレッサ９の電気的に上流で、および電源の下流で、リレー５を何れかの空調装置に取り付けることによって得ることができる。したがって、既存の空調装置に適応させることが可能である。リレー５は、設計段階で、空調装置１の電気回路に同様に一体化することができる。リレー５は、装置１の電力供給回路３の制御装置４とは無関係に駆動することができ、また、その状態は、装置の動作モードに依存しない。このことは、ドライバ２１とは異なり、装置１のための制御手段に関するユーザーによる介在は、リレー５に影響を及ぼさないことを意味する。

既存の空調装置へのリレー５の取付けには、リレー５の電気的接続を含む。実用的な理由および景観的理由のため、取付けは、好ましくは、リレー５を空調装置内部に物理的に配置することを含む。このような作業は、迅速でシンプルでコストがかからない。リレー５の小さなサイズ、および電気的接続の容易さは、市場で既に入手可能なほとんど大多数の空調装置への適応を可能にしている。

このような取付けは、空調装置の既存の制御システム、例えば、制御装置、遠隔制御部または他のユーザーインタフェースをそのままにする。本発明は、コンポーネント群の内部電力供給に直接的に作用することにより、異なる製造会社によって採用された様々な通信規格への適応という問題を避けることを可能にする。

リレー５によってもたらされた電気的調節は、プログラマ１３に格納された情報を維持する。コンプレッサ９は、概して、電流の急激な変動に対して比較的反応しにくいため、電気的調節は、空調装置１の脆弱な電子部品に影響を及ぼさない。

変形例においては、暖房、換気および／または空調装置１は、電気ラジエータとすることができる。この場合、装置は、熱交換器７が、熱を生成するためのコンポーネント、例えば、電気抵抗加熱部材を備えていることを除いて、図１の装置と類似している。コンプレッサ９と、閉じた冷却剤回路１１は、この変形例において、加熱部材と置き換えることができる。リレー５の動作は、図１の空調装置の動作と類似しており、すなわち、暖房装置は、装置の電力供給回路３の制御装置４とは無関係な方法で調節することができる。例えば、リレー５が開位置になっている状態でも、アクセサリコンポーネントと考えられるファンおよび／またはサーモスタットは、動作を続けることが可能である。電気ラジエータは、同様にファンを含まなくてもよく、また本発明の範囲内にとどまるところにおいて、サーモスタットのみを含むことができる。

図２は、ドライバ２１に結合された図１の装置１を備える設備の概略図を示す。ドライバ２１は、装置２５および２７への電力供給、および装置２４から成る一群２３への電力供給も制御する。そのため、ドライバ２１は、例えば、住宅への主電力供給源である主電源３３と、装置２４、２５および２７の電気回路との間に電気的に配置されているリレー２２を制御する。

実施例として、電気回路は、電気ストーブ２４から成る一群２３と、温水器２５と、インバータ２７と、図１に記載されているような空調装置１とを備えている。リレー２２は、適切な通信チャネルにより、例えば、有線接続により、電力線通信（ＰＬＣ）により、電波により、ＷｉＦｉにより、赤外線により、または、他の何らかの手段によって、ドライバ２１に接続されている。リレー２２は、装置２４、２５および２７、または、一群の装置２３への電力の供給を可能にしたり不可能にしたりするスイッチとして機能する。リレー２２は、制御されるべき装置へ電力を供給するように選択された電力供給路上の主電源パネルの領域内に配置することができる。空調装置１は、上記で詳述した理由のために、電力を奪われてはならないため、空調装置１への電力供給ラインは、リレー２２を有していない。他方では、ドライバ２１もまた、空調装置１のリレー５（図２には図示せず）と通信する。装置１とドライバ２１は、一緒にまたは別々に販売および／または取付けることができ、またそのためキットを構成する。

仏国特許公開第２９０４４８６号の方法によれば、セントラルサーバ３１は、複数の住宅に分散されている、ドライバ２１と類似の複数のドライバを管理する。セントラルサーバ３１は、短期間、例えば、約１０分間の調節のための命令を、望まれる消費を適合させることにより、ドライバ２１のうちのいくつかへ送る。調節が適用されるドライバ２１は、各ドライバ２１によって生じる調節の継続時間を制限しながら、総消費量を長期的に低減するように順に入れ替えられる。

本発明は、環境管理装置の有効性を著しく低減することなく、環境管理装置の電力消費を実質的に低減すること、および選択された電子部品を保護しながら、短時間の局所的な電力供給障害を装置内で生じさせることを可能にする。

本発明は、小規模の介入で、非常に多くの既存の暖房、換気および／または空調装置とともに用いることができる。リレーを既存の装置に取付けるコストは、実現されるエネルギー節約によって相殺される。本発明は、本発明による装置の経済的な動作と、それらの動作モードの稼働の集中化とを可能にする。このような装置は、１つの住居または大規模な住居群規模での集中稼働を可能にする。

Claims (10)

1. 熱および／または冷気を生成するための少なくとも第１のコンポーネント（９）と、少なくとも第２のコンポーネント（１３）と、前記第１および第２のコンポーネントに共通の電力供給回路（３）と、前記電力供給回路（３）のための制御装置（４）とを備え、前記第１および第２のコンポーネントが選択された温度で空気を出力するように協働する暖房、換気および／または空調装置（１）であって、前記第１のコンポーネント（９）への電力供給を遮断するためのリレー（５）を更に備え、前記リレー（５）は前記制御装置（４）とは無関係に作動させることができ、また前記第２のコンポーネント（１３）への電力供給が前記リレー（５）の作動状態とは無関係であるように電力供給回路（３）内に配置されることを特徴とする暖房、換気および／または空調装置。
2. 前記第１のコンポーネント（９）はコンプレッサを備える、請求項１に記載の暖房、換気および／または空調装置。
3. 第１のコンポーネント（９）は発熱体を備える、請求項１または請求項２に記載の暖房、換気および／または空調装置。
4. 前記第２のコンポーネントはプログラマ（１３）を備える、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の暖房、換気および／または空調装置。
5. 前記第２のコンポーネントは、少なくとも１つのファン（１５）を備える、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の暖房、換気および／または空調装置。
6. リレー（５）は、第１のコンポーネント（９）の電力消費を測定することが可能な回路を備える、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の暖房、換気および／または空調装置。
7. リレー（５）は、有線接続による、電力線通信（ＰＬＣ）による、電波による、ＷｉＦｉによる、および／または赤外線による通信の手段を備える、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の暖房、換気および／または空調装置。
8. 少なくとも、先行する請求項のいずれか１項に記載の暖房、換気および／または空調装置（１）と、前記暖房、換気および／または空調装置（１）のリレー（５）を制御するように構成されたドライバ（２１）とを備えるキット。
9. ドライバ（２１）は、他のリレーを駆動することができる、請求項８に記載のキット。
10. ドライバ（２１）は、電力消費に関するリアルタイムの管理および調節のためのシステムによって遠隔的に制御することができる、請求項８または請求項９に記載のキット。
    

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