JP2020153617A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外機給電方式の室外機と室内機を備えた空気調和機において、室内機の待機電力をなくすことを目的とする。【解決手段】マルチエアコン６は、ＡＣ電源３が供給され無線通信部を備えた室外機２と、室外機２からＡＣ電源３が供給され、室外機２と通信接続された第１室内機５１と第２室内機５２と第３室内機５３と、各室内機を操作する指示データを無線で送信する第１無線リモコン６１と第２無線リモコン６２と第３無線リモコン６３と、指示データを無線通信部で受信し、同指示データの指示に基づいて各室内機へ供給されるＡＣ電源３の接続／遮断指示を実行する運転管理部２０を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、室外機給電方式の空気調和機に係わり、より詳細には、室内機が待機状態時に消費する待機電力の低減に関する。

従来の室外機給電方式の空気調和機であるマルチエアコンは図５の構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
このマルチエアコン１０１はＡＣ電源１２０が接続される室外機１００と、室外機１００から給電される室内機１０８と室内機１０９を備えている。

室外機１００には無線装置１０５が、室内機１０８には無線装置１０６が、また、室内機１０９には無線装置１０７が、それぞれ搭載されており、各室内機と室外機１００の間で無線を用いて制御用のデータを送受信している。

一方、各室内機は個別の部屋に設置されており、図示しないリモコンによってユーザーの指示を受け付けるようになっている。このリモコンは一般的に赤外線方式であるため、各室内機側に赤外線の受信部を備えている。各室内機はこのリモコンによって運転開始／運転停止の指示を受け付けるため、運転停止時、つまり、待機時はこの受信部を除く他の制御部の電源を遮断して待機電力を低減するようになっている。一方、赤外線リモコンに代えて無線リモコンを用いる空気調和機もあるが、この場合も受信部を常時稼働させる必要があり、待機電力を消費していた。

また、室内機と室外機を1台ずつ備えた室外機給電方式の空気調和機でも同様の問題が有るが、特にマルチエアコンの場合、接続される室内機の台数が多いため、個々の室内機で発生していた待機電力の合計が大きくなる問題があった。

特開２００９−６８７８４号公報（段落番号００１０〜００１２）

本発明は以上述べた問題点を解決し、室外機給電方式の室外機と室内機を備えた空気調和機において、室内機の待機電力をなくすことを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、
ＡＣ電源が供給され、無線通信部を備えた室外機と、
前記室外機から前記ＡＣ電源が供給され、前記室外機と通信接続された少なくとも1台の室内機と、
前記室内機を操作する指示データを無線で送信する少なくとも1台の無線操作端末と を備え、
前記室外機は、前記指示データを前記無線通信部で受信し、同指示データに基づいて前記室内機へ供給される前記ＡＣ電源の接続／遮断を実行する運転管理手段を備えていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、
前記運転管理手段は、前記指示データが対象となる前記室内機の運転開始を示す時、前記指示データによって特定される前記室内機へ前記ＡＣ電源を接続し、
前記室外機は、前記室内機へ前記ＡＣ電源が接続された後、予め定めた起動時間が経過した時に前記指示データを対象となる前記室内機へ送信することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、
前記室外機が、前記指示データによって特定される前記室内機へ前記室内機の運転停止を示す前記指示データを送信し、同室内機から同室内機の前記ＡＣ電源の遮断可能を意味する状態データが前記室外機で受信された時、
前記運転管理手段は、前記状態データを送信した前記室内機に供給される前記ＡＣ電源を遮断することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、
室外機給電方式の室外機が、室内機へ供給するＡＣ電源を遮断していても、無線操作端末からの指示により運転管理手段がこの室内機にＡＣ電源を供給するため、従来のように室内機側のリモコン用受信部で待機電力を消費することがない。このため従来の室内機の待機時に必要な待機電力を不要にすることができる。

本発明による空気調和機を用いた空調機システムの実施例を示すブロック図である。 運転管理部の内部を示すブロック図である。 通信フォーマットを示す説明図である。 運転管理部の動作を説明する説明図である。 従来のマルチエアコンを示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本実施例と直接関係のない冷媒回路やファンなどの図示と説明を省略する。

図１は本発明によるマルチエアコン（空気調和機）６を用いた空調機システム１の実施例を示すブロック図である。
この空調機システム１は、図示しない家屋に設置されたマルチエアコン６と、この家屋内に設置された無線ＬＡＮ中継器４と、携帯端末用のネットワーク５を備えている。

マルチエアコン６は、ＡＣ電源３が接続された室外機２と、ＡＣ電源３が室外機２を介して接続される第１室内機５１と第２室内機５２と第３室内機５３と、第１室内機５１に指示を与える第１無線リモコン６１と、第２室内機５２に指示を与える第２無線リモコン６２と、第３室内機５３に指示を与える第３無線リモコン６３を備えている。また、第１室内機５１と第２室内機５２と第３室内機５３は、室外機２と通信線７を介して通信接続されている。なお、ＡＣ電源３は単相交流電源であるため配線は２本（一対）必要であるが、図面には１本として記載する。なお、各無線リモコンは専用のリモコンであってもよいし、汎用の無線操作端末、又はスマートフォンなどであってもよい。

室外機２は、ＡＣ電源３が接続され、各無線リモコンから操作指示を受け付ける運転管理部（運転管理手段）２０と、室外機２全体を制御し、各室内機と通信線７を介して通信する室外機制御部３０を備えている。運転管理部２０は、室外機制御部３０へ起動信号と操作指示信号を出力し、室外機制御部３０は運転管理部２０へ運転停止信号を出力する。運転管理部２０は、第１室内機５１へ第１電源線５１ａ、第２室内機５２へ第２電源線５２ａ、第３室内機５３へ第３電源線５３ａを用いてそれぞれの室内機へＡＣ電源３を供給する。

起動信号は待機電力を低減するためスリープ状態になっている室外機制御部３０をウェイクアップ（起動）させる信号であり、運転停止信号は各室内機への給電を遮断させる信号であり、操作指示信号は、各無線リモコンから指示される操作を実行させるための指示データの信号である。この指示データには指示の対象となる室内機を特定するデータと、この室内機に指示する内容のデータが含まれている。これらについては後で詳細に説明する。

第１無線リモコン６１はマルチエアコン６専用に設計されたリモコンであり、運転管理部２０と直接無線通信出来るようになっている。第２無線リモコン６２はスマートフォンに専用のアプリケーションをインストールしたものであり、無線ＬＡＮ中継器４を介して運転管理部２０と無線通信出来るようになっている。第３無線リモコン６３は、スマートフォンに専用のアプリケーションをインストールしたものであり、携帯端末のネットワーク５と無線ＬＡＮ中継器４を介して運転管理部２０と無線通信出来るようになっている。なお、第３無線リモコン６３は室内から操作するだけでなく、例えばマルチエアコン６が設置された住居に帰宅する前に、前もって外部から空調運転を開始させる操作を行う場合などに利用できる。

図２は運転管理部２０の内部を示すブロック図である。
運転管理部２０は、ＡＣ電源３から各室内機へ供給される電源を個別に接続／遮断する、第１室内機５１用の第１リレー２１と、第２室内機５２用の第２リレー２２と、第３室内機５３用の第３リレー２３を備えている。なお、各リレーは各室内機へ接続される一対の電源線のうち一方の電源線に接続されている。また、第１リレー２１には第１電源線５１ａが、第２リレー２２には第２電源線５２ａが、第３リレー２３には第３電源線５３ａがそれぞれ接続されている。

また、運転管理部２０は、第１リレー２１に第１駆動信号を、第２リレー２２に第２駆動信号を、第３リレー２３に第３駆動信号をそれぞれ出力するリレー制御部２４と、無線通信部２５と、リレー制御部２４へリレー閉信号を出力する運転開始処理部２６と、リレー制御部２４へリレー開信号を出力する運転停止処理部２７と、無線通信部２５で受信した指示データ内に運転開始の指示が含まれる場合に、該当する指示データを所定時間だけ遅延させて出力する運転開始遅延部２８を備えている。

無線通信部２５は、前述した経路により各無線リモコンと無線通信を行う機能を有している。また、無線通信部２５は受信した指示データを無線受信信号として運転開始遅延部２８へ出力する。運転開始遅延部２８は、スリープ状態の室外機２やＡＣ電源が遮断された各室内機が電源を供給されて起動を開始し、動作可能となるまでの所定時間、ここでは起動時間（３秒間）だけ無線受信信号を遅延させた操作指示信号として室外機制御部３０へ出力する。また、運転開始処理部２６は無線受信信号のうち「運転開始」のデータを抽出して取り込む。なお、運転開始遅延部２８は無線受信信号のデータの内、「運転開始」が含まれる場合、この指示データのみを遅延させる。ただし、運転開始遅延部２８は指示データが連続して複数入力された場合であっても指示データの順序は変更しない。

運転開始処理部２６は指示データによって「運転開始」が指示されると該当する室内機に対応するリレーを閉とするようにリレー閉信号をリレー制御部２４へ出力すると共に、起動信号をローレベル（待機）からハイレベル（動作）にして室外機制御部３０へ出力する。このハイレベルの起動信号が入力された室外機制御部３０は、起動して動作可能な状態になる。

一方、運転停止処理部２７は該当する室内機から送信された室内機の状態が運転停止を示す運転停止信号が入力されると、該当する室内機と対応するリレーを開にするリレー開信号をリレー制御部２４へ出力する。同時に運転停止処理部２７は停止した室内機を停止信号によって運転開始処理部２６へ通知する。

一方、運転開始処理部２６は、指示データによる「運転開始」の室内機と、この停止信号による「運転停止」の室内機を監視することで現在運転中の室内機の有無を確認し、現在運転中の室内機が無い場合、起動信号をローレベルにして室外機制御部３０をスリープ状態に移行させる。

図３はマルチエアコン６内で使用する通信フォーマットを説明する説明図である。
図３（１）は各無線リモコンから送られてくる指示データを、図３（２）は室外機制御部３０を介して各室内機へ送信する送信データ（指示データ）を、図３（３）は各室内機から室外機制御部３０を介して運転管理部２０へ送られる受信データを、それぞれ示している。

図３（１）に示すように各無線リモコンから送られてくる指示データは、左から右に向かって「対象室内機」「運転指示」「設定温度」「運転モード」「風量」「風向」・・・となっている。「対象室内機」は指示対象となる第１室内機〜第３室内機を示し、「運転指示」は運転開始又は運転停止を示し、それに引き続いて空調運転に必要なパラメータが順次指示されている。なお、このデータは無線通信部２５から無線受信信号として出力される。また、このデータは前述したように操作指示信号として室外機制御部３０に入力され、室外機制御部３０は入力された操作指示信号を各室内機へ送受信信号として送信する。従って図３（２）は図３（１）と同じになるため説明を省略する。図３（２）のデータを受信した各室内機は、「対象室内機」で指示された室内機が自分であればデータを取り込んで空調制御を実行する。各室内機は「対象室内機」で指示された室内機が自分でなければ無視する。

図３（２）のデータを受信して空調運転を開始した室内機は、室外機２から運転停止の指示が有った場合、図３（３）に示すように自身の状態を返信する。
図３（３）に示す状態情報は、左から右に向かって「対象室内機」「運転状態」・・・となっている。「対象室内機」は第１室内機〜第３室内機を示し、データの送信元を示している。「運転状態」は送信元の室内機の状態を示しており、運転停止又は運転中を示している。運転停止は運転終了に関わる処理、例えば、室内機の膨張弁の閉鎖や送風ファンの停止、水平風向板を所定の位置に戻すなどの一連の動作からなる運転停止処理の実行終了を意味しており、この状態でＡＣ電源を遮断されても問題ない状態や次の指示を受付可能な状態、つまり、指示待ち状態を示している。

次に図４の説明図を用いてマルチエアコン６の動作を説明する。
図４の横軸は時間であり、縦軸に関して図４（１）は第１無線リモコン６１の指示（操作）を、図４（２）は第２無線リモコン６２の指示（操作）を、図４（３）は第３無線リモコン６３の指示（操作）を、図４（４）は第１リレー２１の状態を、図４（５）は第２リレー２２の状態を、図４（６）は第３リレー２３の状態を、図４（７）は無線受信信号を、図４（８）は送受信信号のうち室外機制御部３０から送信する送信データ（操作指示信号と同じ）を、図４（９）は送受信信号のうち室外機制御部３０が受信する受信データを、図４（１０）は起動信号を、図４（１１）は運転停止信号を、それぞれ示している。なお、ｔ０からｔ１３は時刻である。

ここでは３つの無線リモコンに対応して各室内機と室外機２の動作を説明しているが、各無線リモコンや各室内機は同様の動作を行うため、第１無線リモコン６１と第１室内機５１と室外機２の動作を代表例として説明する。なお前提条件としてｔ０以前は全ての室内機の供給電源が運転管理部２０の各リレーで遮断され、室外機制御部３０がスリープ状態であるとする。

図４（１）に示すように、ｔ１で第１無線リモコン６１が操作されて「運転開始」が指示されると、第１無線リモコン６１は、無線により図３（１）のフォーマットでこの指示データを運転管理部２０へ送信する。この指示データを受信した無線通信部２５は、図４（７）に示す無線受信信号をｔ１で運転開始遅延部２８へ出力する。

一方、運転開始処理部２６は、ｔ１で受信した無線受信信号の指示データが「第１室内機：運転開始」であるため、第１リレー２１を閉とするリレー閉信号をリレー制御部２４へ出力し、これが入力されたリレー制御部２４は第１駆動信号により第１リレーを閉とする。この結果、第１室内機５１へＡＣ電源３が供給され、第１室内機５１が起動して約２秒後に動作可能状態になる。

一方、運転開始処理部２６は、ｔ１で受信した無線受信信号の指示データが「第１室内機：運転開始」であるため、図４（１０）に示すように起動信号をローレベル（待機）からハイレベル（動作）にする。この起動信号により室外機制御部３０はスリープ状態からウェイクアップして動作可能な状態になる。この起動には約２秒が必要である。従って、ｔ２までには操作指示信号を取り込むことが可能になっている。

一方、ｔ１で無線受信信号が入力された運転開始遅延部２８は、入力されたデータが「第１室内機：運転開始」の指示データであるため、このデータを起動時間である３秒間が経過してから操作指示信号としてｔ２で室外機制御部３０へ出力する。この信号が入力された室外機制御部３０は、図３（２）のフォーマットで送受信信号としてｔ２で各室内機へ送信する。
一方、前述したように、この時点では第１室内機５１は動作可能な状態になっているため、ｔ２で「第１室内機：運転開始」の指示データを受信した第１室内機５１は、受信した指示データの内容（設定温度や風量、風向など）に従って空調運転を開始する。

その後、ｔ９で第１無線リモコン６１が操作されて「運転停止」が指示されると、第１無線リモコン６１は、この指示データを無線により図３（１）のフォーマットで運転管理部２０へ送信する。この指示データを受信した無線通信部２５は、図４（７）に示す「第１室内機：運転停止」の指示データである無線受信信号をｔ９で運転開始遅延部２８へ出力する。運転開始遅延部２８は、入力された指示データが「第１室内機：運転停止」の指示データであるため、この指示データを遅延させずに直ちに操作指示信号として室外機制御部３０へ出力する。この信号が入力された室外機制御部３０は、図３（２）のフォーマットでこの指示データをｔ９で送受信信号として各室内機へ送信する。

一方、ｔ９で「第１室内機：運転停止」のデータを受信した第１室内機５１は、受信した指示データの内容が運転停止であるため、前述した運転停止処理を実行する。第１室内機５１は運転停止処理が終了したｔ１０で室外機２へ図３（３）のフォーマットを用いて「第１室内機：運転停止」の状態データを送信する。この「運転停止」の状態データは前述したように第１室内機５１において運転停止処理が完了した状態を示しており、第１室内機５１に供給されるＡＣ電源を遮断可能な状態を示している。この状態データを受信した室外機制御部３０は運転停止信号により「第１室内機：運転停止」のデータを運転停止処理部２７へ出力する。

この運転停止信号が入力された運転停止処理部２７は、第１リレーを開とするリレー開号をリレー制御部２４へ出力し、これが入力されたリレー制御部２４は第１駆動信号により第１リレーを開とする。この結果、第１室内機５１へのＡＣ電源が遮断され、第１室内機５１が完全に停止する。一方、運転停止処理部２７は、同時に停止信号によって「第１室内機：運転停止」のデータを運転開始処理部２６へ出力する。この信号が入力された運転開始処理部２６は、ｔ１０の時点で運転中の室内機がないため、起動信号をローレベルにして室外機制御部３０をスリープ状態に移行させる。このため全ての室内機の電源を完全に遮断し、かつ、室外機２の待機電力を低減することができる。

また、前述したように各無線リモコンはユーザーがすでに保有しているスマートフォンを利用でき、また、ネットワーク５はスマートフォンですでに利用されており、さらに、無線ＬＡＮ中継器４も一般家庭や企業で普及が進んでいる。このように既存の機器を流用できるため、背景技術で説明した各室内機ごとのリモコン受信部を設けなくてもよい。このため、コストダウンを図ることができる。

一方、ｔ１１において第３無線リモコン６３で運転開始の操作が行われると、前述した第１無線リモコン６１の時と同様の処理により第３室内機５３が空調動作を開始する。そして、ｔ１３において第３無線リモコン６３で設定温度変更の操作が行われると、第３無線リモコン６３は、図３（１）のフォーマットを用いて「対象室内機」が第３室内機、「運転指示」がその他、「設定温度」が２２℃、「運転モード」が暖房、・・・・の指示データを、ネットワーク５と無線ＬＡＮ中継器４を介して無線通信部２５へ送信する。

この指示データを受信した無線通信部２５は、この指示データを無線受信信号を用いて運転開始遅延部２８へ出力する。運転開始遅延部２８はこの指示データが運転開始を指示する指示データでないため、直ちに操作指示信号として室外機制御部３０へ出力する。室外機制御部３０は、入力された指示データを第３室内機５３へ送信し、第３室内機５３はこの指示データに従って設定温度を変更する。

以上説明したように、室外機給電方式の室外機２が、各室内機へ供給するＡＣ電源３を遮断していても、各無線リモコンからの指示により運転管理部２０が、該当する室内機にＡＣ電源を供給するため、従来のように室内機側のリモコン用受信部で待機電力を消費することがない。このため従来の室内機の待機時に必要な待機電力を不要にすることができる。

本実施例では各室内機と室外機２の間を通信線で接続しているが、これに限るものでなく、それぞれの室内機に無線通信部を設けて各室内機と室外機の間のデータを送受信するようにしてもよい。この場合、室内機が待機状態となった時に無線通信部も待機状態になるため、室内機の待機電力を低減できる。また、無線リモコンと室外機の間は無線であればどの様な経路で接続されてもよい。また、本実施例では1台の室外機を用いた例を説明しているが、これに限るものでなく、複数の室外機を備えたマルチエアコンであっても、室外機の無線通信部は1台の室外機に備えられていればよい。

また、本実施例では室外機が室内機へのＡＣ電源接続後に起動時間だけ待ってから指示データを各室内機へ送信しているが、これに限るものでなく、室内機へのＡＣ電源接続後に室内機から「運転停止」の状態情報を受信することで、室内機の起動確認を行うことができるため、この受信の後で指示データを各室内機へ送信するようにしてもよい。
一方、本実施例では室外機が室内機へ「運転停止」を送信した後、室内機からの「運転停止」の状態情報を受信してから室内機のＡＣ電源を遮断しているが、これに限るものでなく、室外機が室内機へ「運転停止」を送信した後、室内機の運転停止処理に必要な運転処理停止処理時間が経過してから室内機のＡＣ電源を遮断するようにしてもよい。

１ 空調機システム
２ 室外機
３ ＡＣ電源
４ 無線ＬＡＮ中継器
５ ネットワーク
６ マルチエアコン（空気調和機）
２０ 運転管理部（運転管理手段）
２１ 第１リレー
２２ 第２リレー
２３ 第３リレー
２４ リレー制御部
２５ 無線通信部
２６ 運転開始処理部
２７ 運転停止処理部
２８ 運転開始遅延部
３０ 室外機制御部
５１ 第１室内機
５１ａ 第１電源線
５２ 第２室内機
５２ａ 第２電源線
５３ 第３室内機
５３ａ 第３電源線
６１ 第１無線リモコン
６２ 第２無線リモコン
６３ 第３無線リモコン

Claims (3)

1. ＡＣ電源が供給され、無線通信部を備えた室外機と、
   前記室外機から前記ＡＣ電源が供給され、前記室外機と通信接続された少なくとも1台の室内機と、
   前記室内機を操作する指示データを無線で送信する少なくとも1台の無線操作端末と を備え、
   前記室外機は、前記指示データを前記無線通信部で受信し、同指示データに基づいて前記室内機へ供給される前記ＡＣ電源の接続／遮断を実行する運転管理手段を備えていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記運転管理手段は、前記指示データが対象となる前記室内機の運転開始を示す時、前記指示データによって特定される前記室内機へ前記ＡＣ電源を接続し、
   前記室外機は、前記室内機へ前記ＡＣ電源が接続された後、予め定めた起動時間が経過した時に前記指示データを対象となる前記室内機へ送信することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記室外機が、前記指示データによって特定される前記室内機へ前記室内機の運転停止を示す前記指示データを送信し、同室内機から同室内機の前記ＡＣ電源の遮断可能を意味する状態データが前記室外機で受信された時、
   前記運転管理手段は、前記状態データを送信した前記室内機に供給される前記ＡＣ電源を遮断することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
   

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