JP2019124372A - 電源システム搭載型空気調和装置 - Google Patents

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晃弘 桝谷
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Abstract

【課題】パワーコンディショナを用いることなく、ソーラーパネルによって発電した電気をユーザが自由に使用することのできる電源システム搭載型空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】電源システム搭載型空気調和装置1は、圧縮機22、蒸発器、膨張弁、及び凝縮器が接続された冷凍サイクルと、圧縮機22を駆動するインバータとを備えた空気調和装置と、コンセント3と、インバータへ直流電流を供給するソーラーパネル2と、インバータによって変換された交流電流が入力され、交流電流を圧縮機22及びコンセント3のいずれか一方へ供給する切替部と、圧縮機22が停止中の場合には、交流電流をコンセント3へ供給するよう切替部を制御する切替制御部とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、電源システム搭載型空気調和装置に関するものである。
家庭用に設置されている太陽光発電システムは、一般的に、ソーラーパネルとパワーコンディショナにより構成されている。ソーラーパネルによって発電した電圧は直流であるため、パワーコンディショナによって交流電圧(例えば、100V、50Hz)へ変換することで、家庭で使用できるようにしている。しかしながら、パワーコンディショナは、非常に高価な装置であるため、ユーザにとって導入時の負担は大きい。
特許文献1では、室内機及び室外機により構成されている空気調和装置において、室外機に設けられた圧縮機を駆動するインバータ装置へ、平滑した商用電源及びソーラーパネルにより発電した電力のいずれか一方を入力することで、ソーラーパネルによっても圧縮機を駆動して省エネを達成することが開示されている。
特開2005−156072号公報
しかしながら、特許文献1に開示された方法において、ソーラーパネルによって発電した電気は、空気調和装置の圧縮機にしか供給されていない。このため、圧縮機を使用していない場合であっても、ソーラーパネルによって発電した電気をユーザが自由に使用することは不可能であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、パワーコンディショナを用いることなくソーラーパネルによって発電した電気をユーザが自由に使用することのできる電源システム搭載型空気調和装置を提供することを目的とする。
本発明の第1態様は、圧縮機、蒸発器、膨張弁、及び凝縮器が接続された冷凍サイクルと、前記圧縮機を駆動するインバータとを備えた空気調和装置と、コンセントと、前記インバータへ直流電流を供給するソーラーパネルと、前記インバータによって変換された交流電流が入力され、前記交流電流を前記圧縮機及び前記コンセントのいずれか一方へ供給する切替部と、前記圧縮機が停止中の場合には、前記交流電流を前記コンセントへ供給するよう前記切替部を制御する切替制御部と、を備える電源システム搭載型空気調和装置である。
上記のような構成によれば、ソーラーパネルで発電した直流電流を、空気調和装置の備えるインバータを介して交流電流へ変換し、該交流電流をコンセントへ供給することができる。このため、例えば、パワーコンディショナといった非常に高価な装置を用いることなく、ソーラーパネルによって発電した直流電流を交流電流へ変換することが可能となる。また、ソーラーパネルによって発電が可能な状態であれば、いつでもコンセントから電力を得ることができるため、例えば災害時等にも非常用電源として使用することができる。
上記電源システム搭載型空気調和装置において、前記切替部の切替状態に応じて、前記インバータから出力される交流電圧の周波数及び実効値を変化させるインバータ制御部を備えるとしてもよい。
上記のような構成によれば、インバータから、切替部の切替状態に応じて適切な交流電流を出力することができるため、圧縮機またはコンセントへ接続される機器をより確実に保護することができる。
上記電源システム搭載型空気調和装置において、前記空気調和装置は、室内機と室外機を有しており、前記ソーラーパネルは、前記室外機の上面及び側面の少なくともいずれか一方に設けられていることとしてもよい。
上記のような構成によれば、ソーラーパネルを室外機に設けることとしたため、ソーラーパネルの取り付け作業を、例えば室外機の製造段階等で行うことが可能となる。このため、装置全体の製造及び設置を簡便にすることができる。また、ソーラーパネルとインバータまでの配線距離を短くすることができるため、電力の損失を抑制することが可能である。
本発明によれば、パワーコンディショナを用いることなくソーラーパネルによって発電した電気をユーザが自由に使用することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置における冷凍サイクルの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置における電力供給系統の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置における制御装置の機能を示した機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置による電力供給フローを示した図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置による電力供給フローを示した図である。 本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置によるモード決定のフローチャートを示した図である。
以下に、本発明に係る電源システム搭載型空気調和装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置1の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置1は、空気調和装置(室内機7と室外機8から構成される)と、ソーラーパネル2と、コンセント3と、制御装置5とを主な構成として備えている。また、電源システム搭載型空気調和装置1は、電力供給系統6を備えている。なお、ユーザはリモコン9等を用いて空気調和装置の動作/停止を制御できるものとする。また、本実施形態における空気調和装置は、家庭等に設置される室内機7及び室外機8から構成される場合を例示して説明するが、業務用の空気調和装置や、室内機7と室外機8とが一体化した空気調和装置についても同様に適用可能である。また、本実施形態では、空気調和装置が冷房運転する場合について例示して説明するが、暖房運転を行う場合であっても同様に適用可能である。
空気調和装置は、圧縮機22、凝縮器23、膨張弁24、及び蒸発器25が接続された冷凍サイクル21と、圧縮機22を駆動するコンバータ31及びインバータ32とを備えている。図2に、冷凍サイクル21の一例を示す。冷凍サイクル21には冷媒が充填されており、冷媒の圧縮及び膨張を制御することによって、熱エネルギーを移動させることが可能である。具体的には、冷媒は、圧縮機22によって圧縮されることによって高温高圧状態となり、凝縮器23へ供給される。そして、凝縮器23において、冷媒から外気へ熱が移動することによって冷媒は凝縮する。そして、凝縮した冷媒は膨張弁24によって膨張し、蒸発器25へ供給される。そして、蒸発器25において、外気から冷媒へ熱が移動することによって冷媒は蒸発する。そして、蒸発した冷媒は圧縮機22へ供給され、上記のサイクルを繰り返す。つまり、冷凍サイクル21では、蒸発器25側における外気の熱エネルギーを、凝縮器23側における外気へ移動させている。なお、本実施形態では、空気調和装置は室内機7と室外機8とから構成されているものとする。室内機7は蒸発器25を備え、室外機8が圧縮機22、膨張弁24、及び凝縮器23を備えるものとする。つまり、本実施形態に係る空気調和装置では、室内に設けられた室内機7によって、室内の空気の熱エネルギーを冷凍サイクル21を流れる冷媒に移動させ、室外に設けられた室外機8によって、冷媒から外気へ熱エネルギーを移動させている。このため、室内の空気を冷却(冷房運転)することができる。
ソーラーパネル2(太陽電池パネル)では、光電効果を用いて太陽光のエネルギーを電気エネルギーへ変換し、発電した直流電流を、後述する電力供給系統6のインバータ32へ供給する。具体的には、発電された直流電流は、昇圧部33を介してインバータ32へ供給される。また、ソーラーパネル2は、室外機8の上面及び側面の少なくともいずれか一方に設けられている。本実施形態では、ソーラーパネル2は室外機8の上面に設けられているものとする。なお、ソーラーパネル2を室外機8の上面及び側面の少なくともいずれか一方に設けることで、製造及び設置を簡便にすることができるが、ソーラーパネル2と室外機8は個別に配置されてもよい。
コンセント3は、ソーラーパネル2によって発電した電気をユーザが自由に使用するために、例えば、室内機7に付随して設けられている。具体的には、コンセント3には、空気調和装置が停止中(圧縮機22が停止中)の場合に、ソーラーパネル2によって発電した電気が供給される。このため、ユーザは、空気調和装置を使用していないときには、ソーラーパネル2によって発電した電気をコンセント3を介して自由に使用することができる。空気調和装置を使用していないときとは、ユーザが意図的に空気調和装置を使用していない場合だけでなく、停電等によって空気調和装置が使用できない場合も含まれる。
なお、コンセント3には、インバータ32より商用電源と同じ交流電圧(100V、50Hz)が供給されるため、ユーザはコンセント3から自由に電気を使用することができる。コンセント3の配置位置については、例えば、室外機8側に設けられてもよいし、適宜設計可能である。しかし、コンセント3が室内機7に付随して設けられることで、電力供給系統6からコンセント3への配線は、電路11(室内機7と室外機8間において商用電源からの電力を供給する電路)と同じ敷設経路を用いることができるため、工事の簡略化等を図ることができる。
電力供給系統6とは、圧縮機22及びコンセント3へ電力を供給するための電路系統である。図3は、本実施形態に係る電力供給系統6の概略構成を示す図である。図3に示されるように、電力供給系統6は、コンバータ31と、インバータ32と、昇圧部33と、切替部34とを備えている。電力供給系統6を制御装置5によって制御することによって、電力供給側である商用電源及びソーラーパネル2からの電力を、電力需要側である圧縮機22及びコンセント3へ適切に供給する。なお、本実施形態では、電力供給系統6は室外機8に設けられるものとする。
コンバータ31は、商用電源から得た交流電流を直流電流へ変換する。本実施形態では、図1に示されるように、室内機7に設けられたプラグが商用電源と接続されることによって、交流電流が電路11を介してコンバータ31へ供給される。商用電源から得た交流電圧を例えば100V(実効値)、50Hz(周波数)とすると、コンバータ31では、得た交流電圧を、280Vの直流電圧へ変換する。変換された直流電圧はインバータ32へ供給される。
インバータ32は、コンバータ31から出力された直流電圧及び昇圧部33によって昇圧された直流電圧が供給され、所望の電圧値及び周波数の交流電圧に変換して切替部34へ出力する。なお、インバータ32は、後述するインバータ制御部42によって制御され、交流電圧の出力先(圧縮機22又はコンセント3)に応じて、変換する交流電圧の実効値と周波数を変化させる。なお、交流電圧の実効値と周波数は、交流電圧の出力先(圧縮機22又はコンセント3)の仕様等に応じて予め設定されている。
なお、本実施形態では、コンバータ31から出力された直流電圧及び昇圧部33によって昇圧された直流電圧の両方がインバータ32へ供給されることとしているが、どちらか一方が供給されることとしてもよい。すなわち、圧縮機22に電力を供給する場合には、商用電源からの電力のみがインバータ32へ入力され、コンセント3に電力を供給する場合には、ソーラーパネル2からの電力のみがインバータ32へ入力されることとしてもよい。
昇圧部33では、ソーラーパネル2で発電された電圧を昇圧してインバータ32へ供給する。ソーラーパネル2によって得られる直流電圧は、例えば10V程度である。このため、圧縮機22やコンセント3へ適切な電圧が供給できるように、ソーラーパネル2で発電された10V程度の電圧を、例えば280Vまで昇圧してインバータ32へ供給する。なお、例えば複数のソーラーパネルを直列に接続する等によってソーラーパネルから高い電圧を直接得ることができる場合には、昇圧部33は不要である。
切替部34は、インバータ32によって変換された交流電流が入力され、入力された交流電流を圧縮機22及びコンセント3のいずれか一方へ供給する。切替部34は、後述する切替制御部43によって制御され、交流電流の出力先を切り替える。具体的には、圧縮機22が使用中の場合には、インバータ32から出力された交流電流は切替部34を介して圧縮機22へ供給され、圧縮機22が停止中の場合には、インバータ32から出力された交流電流は切替部34を介してコンセント3へ供給される。
制御装置5は、圧縮機22が運転中か否かに応じて、インバータ32と切替部34を制御する。具体的には、圧縮機22が運転中(以下、「圧縮機モード」という。)の場合には、圧縮機モードとしてインバータ32を制御し、インバータ32の出力が圧縮機22に供給されるように切替部34を制御する。また、圧縮機22が停止中(以下、「コンセントモード」という。)の場合には、コンセントモードとしてインバータ32を制御し、インバータ32の出力がコンセント3に供給されるように切替部34を制御する。
制御装置5は、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等を備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
図4は、制御装置5が備える機能を示した機能ブロック図である。図4に示されるように、制御装置5は、モード決定部41、インバータ制御部42、切替制御部43を備えている。
モード決定部41は、圧縮機22が動作中か否かを判定し、圧縮機モードとコンセントモードのいずれか一方を制御モードとして決定し、インバータ制御部42と切替制御部43へ決定した制御モードを出力する。具体的には、モード決定部41には、空気調和装置全体の制御を行う上位制御装置から出力される圧縮機22の動作/停止に係る信号が入力される。なお、上位制御装置においては、例えば、ユーザがリモコン9等を用いて行う空気調和装置の動作/停止に係る信号が入力され、該信号に応じて空気調和装置全体を制御するために、空気調和装置を構成する各機器(例えば圧縮機22や膨張弁24等)に動作/停止に係る信号を出力する。上位制御装置から出力される圧縮機22の動作/停止に係る信号とは、上位制御装置が空気調和装置全体を制御するために出力する信号のうち、圧縮機22の動作/停止に係る信号であり、モード決定部41に対して出力される信号である。
モード決定部41は、上位制御装置から圧縮機22の運転に係る信号(例えば、「1」)が出力されていない場合には、圧縮機22は動作中ではないと判定し、制御モードとしてコンセントモードを選択する。また、モード決定部41は、上位制御装置から圧縮機22の動作に係る信号(例えば、「1」)が出力されている場合には、圧縮機22は動作中であると判定し、制御モードとして圧縮機モードを選択する。つまり、モード決定部41では、圧縮機22の運転に係る信号「1」が入力されるかどうかに基づいて、圧縮機22が動作中か否かを判定し、圧縮機モードとコンセントモードのいずれか一方を制御モードとして選択する。なお、圧縮機22が停止の状態とは、ユーザがリモコン9等を用いて空気調和装置を停止させた場合と、商用電源側で停電等が発生し空気調和装置が停止した場合の両方を含む。つまり、モード決定部41は、ユーザが意図して空気調和装置(特に、圧縮機22)を止めた場合だけでなく、停電等といったユーザが意図せず空気調和装置(特に、圧縮機22)が止まってしまった場合でも、圧縮機22は動作中ではないと判定することができ、制御モードとしてコンセントモードを選択することができる。なお、ユーザがリモコン9等を用いて空気調和装置を停止させ場合と、商用電源側で停電等が発生し空気調和装置が停止した場合とで、モード決定部41に入力される信号を分けてもよく、停電が検知可能な装置を別途設けてもよい。
インバータ制御部42は、圧縮機22が動作中か否かに応じてインバータ32を制御し、インバータ32から出力される交流電圧の周波数及び実効値を変化させる。具体的には、インバータ制御部42には、モード決定部41により選択された制御モードが入力される。制御モードとは、圧縮機22が動作中であることを示す圧縮機モードと、圧縮機22が停止中であることを示すコンセントモードである。つまり、インバータ制御部42は、インバータ32により変換された交流電流が、圧縮機22に供給されるのか、コンセント3に供給されるのかに応じて、交流電圧が適切な電圧及び周波数となるようにインバータ32を制御する。つまり、インバータ制御部42は、切替部34の切替状態に応じて、インバータ32から出力される交流電圧の周波数及び実効値を変化させることとなる。
例えば、制御モードが圧縮機モードの場合には、インバータ32により変換される交流電圧の電圧は10V以上150V未満であり、周波数は15Hz以上120Hz未満に制御される。また、コンセントモードの場合には、インバータ32により変換される交流電圧は、商用電源と同じ(電圧が100Vであり、周波数が50Hz)となるように制御される。このように、交流電圧の供給先(圧縮機22またはコンセント3)によって適切な交流電圧の電圧値及び周波数が異なることから、インバータ制御部42は所望の交流電圧が得られるようにインバータ32を制御する。なお、圧縮機22に供給される交流電圧の電圧値及び周波数は、圧縮機22の機種等によって適宜設定され得る。また、コンセント3に供給される交流電圧の電圧値及び周波数は、商用電源が国や地域に応じて異なるため、適切に設定され得る。
切替制御部43は、圧縮機22が動作中か否かに応じて切替部34を制御し、インバータ32によって変換された交流電流の出力先を切り替える。具体的には、切替制御部43には、モード決定部41により決定された制御モードが入力される。そして、切替制御部43は、制御モードに応じて、インバータ32により変換された交流電流を圧縮機22及びコンセント3のいずれか一方に供給する。すなわち、切替制御部43は、制御モードが圧縮機モードである場合には、インバータ32により変換された交流電流を圧縮機22へ供給し、制御モードがコンセントモードである場合には、インバータ32により変換された交流電流をコンセント3へ供給する。
次に、上述の電源システム搭載型空気調和装置1による電力供給フローについて図5を参照して説明する。なお、図5のフローでは、制御モードは圧縮機モードとする。また、商用電源として交流電圧(100V、50Hz)、圧縮機22に必要な電圧として交流電圧(150V、120Hz)の場合を例示して説明する。
商用電源から供給された交流電圧(100V、50Hz)はコンバータ31へ供給される。そして、コンバータ31にて、交流電圧(100V、50Hz)は直流電圧(280V)へ変換され、インバータ32へ供給される。
一方で、ソーラーパネル2によって発電された直流電圧(10V)は、昇圧部33へ供給される。そして、昇圧部33にて、直流電圧(10V)は直流電圧(280V)へ昇圧され、インバータ32へ供給される。
コンバータ31及び昇圧部33から出力された直流電圧(280V)は、インバータ32によって交流電圧(150V、120Hz)へ変換され、切替部34へ供給される。
インバータ32から出力された交流電圧(150V、120Hz)は、切替部34を介して圧縮機22へ供給される。このように圧縮機22に電力が供給されることによって、圧縮機22が駆動される。
次に、上述の電源システム搭載型空気調和装置1による電力供給フローについて図6を参照して説明する。なお、図6のフローでは、制御モードはコンセントモードとする。また、商用電源として交流電圧(100V、50Hz)、コンセント3へ供給される電圧として交流電圧(100V、50Hz)の場合を例示して説明する。なお、圧縮機22が停止中の場合において、コンセント3へはソーラーパネル2によって発電した電気のみが供給されればよいため、コンセントモードの場合には、インバータ32には商用電源から電力は供給されないものとする。
ソーラーパネル2によって発電された直流電圧(10V)は、昇圧部33へ供給される。そして、昇圧部33にて、直流電圧(10V)は、直流電圧(280V)へ昇圧され、インバータ32へ供給される。
昇圧部33から出力された直流電圧(280V)は、インバータ32によって交流電圧(100V、50Hz)へ変換され、切替部34へ供給される。
インバータ32から出力された交流電圧(100V、50Hz)は、切替部34を介してコンセント3へ供給される。このように、コンセント3に電力が供給されることによって、ユーザはソーラーパネル2によって発電した電力を自由に使用することができる。
次に、上述の電源システム搭載型空気調和装置1によるモード決定方法について図7を参照して説明する。図7に示すフローは、所定の制御周期で繰り返し実行される。
上位制御装置からの信号を参照し、上位制御装置から圧縮機22の運転に係る信号が出力されているか否かを判定する(S101)。そして、上位制御装置から圧縮機22の運転に係る信号が出力されていない場合(S101のNO判定)には、制御モードとしてコンセントモードを選択する(S102)。
上位制御装置から圧縮機22の運転に係る信号が出力されている場合(S101のYES判定)には、制御モードとして圧縮機モードを選択する(S103)。上記の処理は所定の制御周期で繰り返し実行される。
以上説明したように、本実施形態に係る電源システム搭載型空気調和装置1によれば、ソーラーパネル2で発電した直流電流を、空気調和装置の備えるインバータ32を介して交流電流へ変換し、該交流電流をコンセント3へ供給することができる。このため、例えば、パワーコンディショナといった非常に高価な装置を用いることなく、ソーラーパネル2によって発電した直流電流を交流電流へ変換することが可能となる。また、ソーラーパネル2によって発電が可能な状態であれば、いつでもコンセント3から電力を得ることができるため、例えば災害時等にも非常用電源として使用することができる。
また、インバータ32から、切替部34の切替状態に応じて適切な交流電流を出力することができるため、圧縮機22またはコンセント3へ接続される機器をより適切に動作させることが可能である。また、圧縮機22またはコンセント3へ接続される機器には、適切な交流電流が供給されるため、不適切な電力供給による機器の誤動作や故障等を防ぐことができる。
また、ソーラーパネル2を室外機8に設けることとしたため、ソーラーパネル2の取り付け作業を、例えば室外機8の製造段階等で行うことが可能となる。このため、装置全体の製造及び設置を簡便にすることができる。また、ソーラーパネル2とインバータ32までの配線距離を短くすることができるため、電力の損失を抑制することが可能である。
また、空気調和装置を運転している場合においては、商用電源からの電力だけでなく、ソーラーパネル2によって発電した電力も用いて圧縮機22を駆動するため、商用電源からの電力消費量を低減することができる。
また、圧縮機22が動作中であるか否かを判定することとし、判定結果に基づいて、圧縮機22またはコンセント3に電力供給を行うこととしたため、圧縮機22が動作していないときには、ソーラーパネル2によって発電した電気をコンセント3から使用可能な状態とすることができる。このため、ソーラーパネル2によって発電した電気をユーザが自由に使用することができる。
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施形態では、コンセント3は1つ設ける場合について説明しているが、複数設ける構成としてもよい。また、コンセント3を複数設ける場合には、各コンセント3の形はそれぞれ異なる規格のものとしてもよい。
1 :電源システム搭載型空気調和装置
2 :ソーラーパネル
3 :コンセント
5 :制御装置
6 :電力供給系統
7 :室内機
8 :室外機
9 :リモコン
21 :冷凍サイクル
22 :圧縮機
23 :凝縮器
24 :膨張弁
25 :蒸発器
31 :コンバータ
32 :インバータ
33 :昇圧部
34 :切替部
41 :モード決定部
42 :インバータ制御部
43 :切替制御部

Claims (3)

  1. 圧縮機、蒸発器、膨張弁、及び凝縮器が接続された冷凍サイクルと、前記圧縮機を駆動するインバータとを備えた空気調和装置と、
    コンセントと、
    前記インバータへ直流電流を供給するソーラーパネルと、
    前記インバータによって変換された交流電流が入力され、前記交流電流を前記圧縮機及び前記コンセントのいずれか一方へ供給する切替部と、
    前記圧縮機が停止中の場合には、前記交流電流を前記コンセントへ供給するよう前記切替部を制御する切替制御部と、
    を備える電源システム搭載型空気調和装置。
  2. 前記切替部の切替状態に応じて、前記インバータから出力される交流電圧の周波数及び実効値を変化させるインバータ制御部を備える請求項1に記載の電源システム搭載型空気調和装置。
  3. 前記空気調和装置は、室内機と室外機を有しており、
    前記ソーラーパネルは、前記室外機の上面及び側面の少なくともいずれか一方に設けられている請求項1または2に記載の電源システム搭載型空気調和装置。
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JPH04255428A (ja) * 1991-02-08 1992-09-10 Sanyo Electric Co Ltd 電動機駆動用の電源装置
JP2005156072A (ja) 2003-11-27 2005-06-16 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
KR101176499B1 (ko) * 2010-03-22 2012-08-22 엘지전자 주식회사 태양광을 이용한 공기조화기
KR101710207B1 (ko) * 2010-08-02 2017-02-24 엘지전자 주식회사 태양전지를 구비한 공기조화기

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