JP3203161B2 - 太陽光発電装置付空気調和機 - Google Patents

太陽光発電装置付空気調和機

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JP3203161B2
JP3203161B2 JP20346795A JP20346795A JP3203161B2 JP 3203161 B2 JP3203161 B2 JP 3203161B2 JP 20346795 A JP20346795 A JP 20346795A JP 20346795 A JP20346795 A JP 20346795A JP 3203161 B2 JP3203161 B2 JP 3203161B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の空気調和を行う
空気調和機に係り、詳細には太陽光をエネルギー源とし
て発電し、この発電電力を商用電源として供給する太陽
光発電装置を備えた太陽発電装置付空気調和機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】室内の空気調和を行う空気調和機(以下
「エアコン」と言う)は、冷媒と熱交換を行うことによ
り、例えば「暖房モード」、「冷房モード」、「ドライ
モード」及び、設定温度と運転開始時の室温とを比較し
て暖房モードと冷房モードとのいずれかを自動的に選択
する「自動運転モード」等の各運転モードで動作するよ
うになっている。また、このようなエアコンでは、付属
のリモコンによる遠隔操作によって、運転/停止、運転
モードの設定、運転条件の設定等の種々の動作設定が可
能となっている。
【0003】上記したエアコンには、電源として太陽エ
ネルギーを利用した、所謂ソーラエアコンが開発されて
いる(一例として、特開平6−74522号参照)。こ
のソーラエアコンでは、ソーラパネルで吸収した太陽光
に応じて発生する電力を、エアコンの電源として利用す
るようになっている。また、このようなソーラエアコン
では、発電する電力が天候や時刻に左右されるため、従
来から用いている商用電源と併用し、太陽光による発電
量に応じて、太陽光による発電電力と商用電源を用いた
電力の使用配分を制御して、安定した空調運転を確保で
きるようにしている。
【0004】ところで、上記構成のソーラエアコンで
は、太陽光による発電電力をソーラエアコンだけでしか
利用することができないため、ソーラエアコンの運転が
停止しているとき等、発電能力があるにもかかわらず、
この太陽光による電力を有効に利用できるものではなか
った。
【0005】このため、ソーラエアコンで発電した電力
を一般の商用電源に供給しようとする提案が成されてい
る。このようなソーラエアコンは、太陽光によって発電
した電力を一旦商用電源として供給し、太陽光によって
発電した電力と合わせられた商用電源を用いるようにし
た電源供給システムが構成されたものである。これによ
り太陽光による発電電力を有効に利用することができる
と共に、ソーラエアコンで、太陽光による発電電力と商
用電源を用いた電力のバランス配分の制御を不要とする
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽光
によって発電した電力を商用電源として供給するとき
に、供給した電力量を知るためには、高価な測定器を必
要とする。また、太陽光発電装置に発電状態を表示させ
る機能を持たせても、この太陽光発電装置が屋外にある
ため、簡単に発電状態を確認できるものではなかった。
【0007】本発明は上記事実を考慮してなされたもの
であり、太陽光による発電状態を室内で容易に確認する
ことができる太陽光発電装置付空気調和機を提案するこ
とを目的とする。
【0008】
【0009】
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、室内に設けら
れた室内ユニットと室外に設けられた室外ユニットの間
で熱交換を行う冷媒を循環させて被調和室の空気調和運
転を行う空気調和運転部と、室外に設けられ太陽光を集
光しこの太陽光から電力を発生させる発電部と、前記発
電部で発生した電力を商用電源の電圧及び周波数に変換
して商用電源へ出力するインバータ部とを備えた空気調
和機において、該空気調和機の運転及び停止を行うリモ
コンスイッチ又は前記室内ユニットには、前記発電部に
おける発電の有無及び前記インバータ部からの商用電源
への出力電流又は出力電力を表示する表示部が設けられ
ていることを特徴としている。
【0011】この発明によれば、表示部に発電部の発電
電力、太陽光発電装置からの出力電力を示す情報を表示
する。これにより、発電部の発電電力(発電電圧、発電
電流)、太陽光発電装置から商用電源として出力される
電力(出力電流)等を測定する測定器と別に設ける必要
がなくなり、太陽光発電装置の設置コストの上昇を抑え
ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の一形態を図
面を参照しながら説明する。図1には、本発明を適用し
た太陽発電装置付空気調和機であるエアコン10が示さ
れている。このエアコン10は、室内ユニット12と室
外ユニット14を備えており、リモコンスイッチ126
から送出される操作信号(例えば赤外線を用いた信号)
を室内ユニット12によって受信し、この受信信号に応
じて、各種運転モードによる空気調和運転及び停止を行
うようになっている。
【0013】また、このエアコン10の室外ユニット1
4には、太陽光を吸収して電気エネルギーに変換するソ
ーラパネル102が接続されている。このソーラパネル
102によって発生された電気エネルギー(以下「発電
電力」と言う)は、室外ユニット14に取り付けられた
商用電源供給ユニット(以下「SOL100」と言う)
に入力されるようになっている。
【0014】このSOL100は、エアコン10の室内
ユニット12、室外ユニット14とは別に動作可能とな
っている。すなわち、エアコン10の室内ユニット1
2、室外ユニット14が停止中でもSOL100は動作
し、夜間等のSOL100が停止しているときでも、室
内ユニット12、室外ユニット14は、空気調和運転が
可能となっている。
【0015】まず、エアコン10の室内ユニット12及
び室外ユニット14について説明する。
【0016】図2に示されるように、エアコン10の室
内ユニット12と室外ユニット14との間には、冷媒を
循環させる太管の冷媒配管15Aと細管の冷媒配管15
Bが設けられており、それぞれの一端が室内ユニット1
2内の熱交換器16に接続さている。
【0017】室外ユニット14には、一方の冷媒配管1
5Aの他端がバルブ18に接続されている。このバルブ
18は、マフラー20Aを介して四方弁22に接続され
ている。また、四方弁22には、アキュムレータ24、
コンプレッサ26及びマフラ20Bが連結された管路の
両側が接続され、さらに、熱交換器28の一方に接続さ
れている。また、熱交換器28の他方には、キャピラリ
チューブ30、ストレーナ32、バルブ34を介して冷
媒配管15Bの他端が接続されている。また、マフラ3
0Bと四方弁22の間と熱交換器28とキャピラリチュ
ーブ30の間は、電磁弁36を介して接続されている。
【0018】これによって、室内ユニット12と室外ユ
ニット14との間に密閉された冷媒循環路、即ち冷凍サ
イクルが形成されており、四方弁22の切り換えと電磁
弁36の開閉によって、運転モードが冷房モード、暖房
モード又は除霜(ドライ)モードに切り換えられる。な
お、図2には、それぞれの運転モードでの冷媒の流れを
示している。
【0019】図3には、室内ユニット12内の電気回路
の概略構成を示し、図4には、室外ユニット14内の電
気回路の概略構成を示している。
【0020】図3に示されるように、室内ユニット12
には、電源基板38、コントロール基板40が設けられ
ている。電源基板38には、エアコン10の作動用の交
流電力が供給されるようになっており、室内ユニット1
2内の各種モータを駆動する電力を出力するモータ電源
46、制御回路用の電力を出力する制御回路電源48、
シリアル回路用の電力を出力するシリアル回路電源50
が設けられている。
【0021】コントロール基板40は、シリアル回路5
2、各種モータを駆動する駆動回路54及びシリアル回
路52、駆動回路54が接続されエアコン10の作動を
制御するマイコン(マイクロコンピュータ)56を備え
ており、駆動回路54には、室内へ向けて調温された風
を吹き出すクロスフローファン(図示省略)を駆動する
ファンモータ42(DCブラシレスモータ)、室外ユニ
ット14への電源回路の接点58を開閉するパワーリレ
ー60、風向を調節する上下フラップモータ62が接続
されている。
【0022】駆動回路54は、モータ電源から供給され
る直流電圧をマイコン56からの信号に応じて変え、フ
ァンモータ42の回転数、即ち、クロスフローファンに
よって室内ユニット12から吹き出す送風量を調節して
いる。例えば、ファンモータ42への供給電圧を12V
〜36Vの範囲で256ステップで変化させることによ
り、送風量をきめ細かに調節することができるようにな
っている。このとき、マイコン56は、上下フラップモ
ータ62を必要に応じて制御して、室内ユニット12か
らの風量と共に風向も制御している。
【0023】また、マイコン56には、LED等によっ
てエアコン10の作動状態、運転モードを表示すると共
にリモコンスイッチ126との送受信回路が設けられた
表示基板68、フロアセンサ及び光センサが設けられた
センサ基板70、自己診断スイッチ、自己診断LEDと
共に運転切換スイッチが設けられたスイッチ基板72、
室温を検出する室温センサ74及び熱交換器16内の冷
媒コイルの温度を検出する熱交換器温度センサ76が接
続されている。
【0024】図4に示されるように、室外ユニット14
には、整流回路78とコントロール基板80が設けられ
ており、ターミナル82A〜82Cがそれぞれ室内ユニ
ット12のターミナル84A〜84C(図3参照)に通
信線83Aと電源線83B(図1参照)によって接続さ
れ、電力の供給を受けると共に、室内ユニット12との
間でマイコン56からの制御信号に応じたシリアル信号
の送受信が行われ、コンプレッサ26へ供給する交流電
力の周波数(例えば18Hz〜150Hzの間)の制
御、各機器の動作制御を行うようになっている。
【0025】このコントロール基板80には、シリアル
回路86が設けられており、室内ユニット12のシリア
ル回路52との間でシリアル信号の送受を行うようにな
っている。また、コントロール基板80には、ノイズを
除去する複数のノイズフィルタ88A、88B、88
C、コンプレッサ26を駆動するインバータ回路90へ
電力を供給するスイッチング電源92及びマイコン94
が設けられている。
【0026】エアコン10では、インバータ回路90か
ら出力するコンプレッサ26を駆動する周波数を可変す
ることにより、コンプレッサ26の回転数を変化させ
て、冷暖房能力を調節するようになっている。
【0027】また、コントロール基板80には、室外ユ
ニット14内の四方弁22、電磁弁36が接続されてお
り、四方弁22の切り換え及び電磁弁36の開閉をして
運転モードの切り換えを行うようになっている。また、
コントロール基板80には、熱交換器28のファンモー
タ96及びファンモータコンデンサ96Aが接続されて
おり、コントロール基板80のマイコン94には、外気
温度を検出する外気温度サーミスタ98A、熱交換器2
8内の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度サーミス
タ98B、コンプレッサ26の温度を検出するコンプレ
ッササーミスタ98Cが接続されており、ファンモータ
96の作動、コンプレッサ26の運転状態及び外気温度
の検出を行いながら、コンプレッサ26を駆動するよう
になっている。
【0028】一方 図5Aに示されるように、エアコン
10の運転操作を行うリモコンスイッチ126は、内部
に送信部と室温センサ等が設けられ、表面にエアコンの
運転状態を表示する表示部128及び運転操作を行うた
めのスイッチ部130が設けられている。スイッチ部1
30は、開閉カバー131の表面側に運転/停止ボタン
132と共に簡単な操作を行う種々の操作スイッチが設
けられている。
【0029】また、図5Bに示されるように、リモコン
126のスイッチ部130には、開閉カバー131を開
くことにより露出する種々のボタンスイッチが設けられ
ている。これらのボタンスイッチには、運転/停止ボタ
ン132、運転切換ボタン134、温度設定を行う温度
ボタン136A、136B、風向調節用の風向ボタン1
38、風量調節用の風量ボタン140、タイマーの入切
の切換用のタイマーボタン142A、142B、タイマ
ー設定用の入時刻ボタン144A、切時刻ボタン144
B、時刻設定ボタン144C、144D等が設けられエ
アコン10の細かな運転設定が可能となっている。ま
た、このスイッチ部130には、次に説明するSOL1
00の動作状態を表示部128に表示するための表示切
換ボタン14bが設けられている。
【0030】図6には、SOL100の概略構成を示し
ている。SOL100は、ソーラパネル102、インバ
ータ回路104、マイクロコンピュータ(以下「マイコ
ン106」と言う)によって構成されており、スイッチ
ング電源108、発電電流検出部110、発電電圧検出
部112及び系列検出部114を備えている。
【0031】太陽光を吸収するソーラパネル102は、
複数のモジュールを枠にセットし、建物の屋根等の太陽
光に照らされる場所に設置されるようになっている。こ
のソーラパネル102で太陽光を変換して得られた発電
電力は、インバータ回路104に供給される。すなわ
ち、ソーラパネル102では、複数のモジュールによっ
て所定電圧の直流電力を発生しており、この直流電力が
インバータ回路104へ供給される。
【0032】インバータ回路104では、マイコン10
6から供給されるスイッチング信号に応じてこの直流電
力を、商用電源と同じ周波数(例えば50Hz又は60
Hz)の交流(このインバータ回路104の出力は、例
えばノコギリ状波)に変換する役目を有している。この
インバータ回路104で交流に変換された電力は、トラ
ンス116を介して商用電源へ供給される。このとき、
インバータ回路104から出力された交流電力は、トラ
ンス116を通過することにより、直流成分の削除を行
っている。
【0033】このマイコン106には、系列検出部11
4から商用電源の電圧、位相を検出し、インバータ回路
104の出力が商用電源と略同じ電圧で、かつ周波数及
び位相が一致するようにスイッチング信号をインバータ
回路104へ出力する。また、系列検出部114では、
商用電源に含まれる第3次高調波を検出し、この第3次
高調波の比率から停電か否かを検出するようになってい
る。ここで、マイコン106が商用電源の停電を検出し
たときには、トランス116と商用電源との接続点の間
に設けている解列コンダクタ118の接点を開放し、イ
ンバータ回路104を商用電源から切り離すようになっ
ている。このときは、インバータ回路104のスイッチ
ング動作も停止している。
【0034】また、ソーラパネル102とインバータ回
路104の間に設けられている発電電流検出部110と
発電電圧検出部112は、それぞれソーラパネル102
で発電されてインバータ回路104へ供給される電流及
び電圧を検出してマイコン106へ出力するようになっ
ている。
【0035】マイコン106は、この発電電流検出部1
10及び発電電圧検出部112の検出結果から、ソーラ
パネル102が発電状態であるか否か及び発電電力を算
出すると共に、この検出結果に応じたスイッチング信号
をインバータ回路104へ出力し、インバータ回路10
4からの出力電圧が商用電源の電圧と僅かに高めで略一
致するようにしている。
【0036】また、このSOL100のマイコン106
内には、シリアル回路(図示省略)が設けられており、
このシリアル回路に接続された通信線120が、室内ユ
ニット12及び室外ユニット14のターミナル82Cに
接続されている(1本は接地)。これにより、マイコン
106は、この通信線120、82Cを介して室内ユニ
ット12のマイコン56に接続されており、室内ユニ
ット12のマイコン56へソーラパネル102の発電状
態、SOL100の運転状態等のSOL100及びソー
ラパネル102の運転情報を出力している。
【0037】一方、室内ユニット12は、表示切換ボタ
14bが操作されてリモコンスイッチ126からSO
L100の運転状態に関する情報を要求する操作信号を
受信すると、SOL100のマイコン106から送られ
てくる運転情報をリモコンスイッチ126へ送出するよ
うになっている。すなわち、リモコンスイッチ126
は、開閉カバー131を開いて、表示切換ボタン14b
が操作されると、室内ユニット12へSOL100の運
転情報を要求し、室内ユニット12からSOL100の
運転情報を受信すると、表示部128に表示するように
なっている。この表示するデータとしては、例えば、
『発電中』の表示と共に『発電電力』(又は『発電電
流、発電電力』)、『商用電源への出力電流』(電圧は
一定)等がある。また、夜間等でソーラパネル102で
の発電が停止しているときには、『発電中』の表示が例
えば『発電停止中』に切り換わり、商用電源の停止(停
電)が検出されているときには『停電中』等を表示し、
さらに、SOL100の発電機能に異常が生じている室
内ユニット12のマイコン56に入力されているときに
は、このリモコンスイッチ126の表示部128にSO
L100の異常状態を示す所定のエラーコードが表示さ
れるようになっている。
【0038】次に本実施の形態の作用を説明する。
【0039】エアコン10の室内ユニット12と室外ユ
ニット14による室内の空気調和運転は、空調運転停止
状態でリモコンスイッチ126の運転/停止ボタン13
2と共に運転モード、温度設定、風流設定、風向設定等
の設定操作が行われると、リモコンスイッチ126から
室内ユニット12へ設定に基づく所定コードの操作信号
を送出する。
【0040】室内ユニット12は、リモコンスイッチ1
26から送出された操作信号を受信すると、操作信号の
コード解析を行い、商用電源からの電力を用いてコンプ
レッサ26、ファンモータ42等の室内ユニット12、
室外ユニット14内の種々のモータを駆動させ、設定さ
れた運転モード、運転条件による空気調和運転を開始す
る。
【0041】また、室内ユニット12及び室外ユニット
14は、リモコンスイッチ126の運転/停止ボタン1
32の操作によって運転停止が指示されると、空気調和
運転を停止する。
【0042】一方、SOL100のソーラパネル102
は、太陽光を受光すると、この太陽光のエネルギーを変
換して電力を発生する。この電力は室外ユニット14に
設けられているインバータ回路104へ出力される。S
OL100のマイコン106は、ソーラパネル102か
らインバータ回路104へソーラパネル102で発電し
た電力が供給されたことを発電電流検出部110、発電
電圧検出部112の検出結果から検知すると、インバー
タ回路104へ所定のスイッチング信号を出力する。
【0043】インバータ回路104では、マイコン10
6からスイッチング信号が入力されると、このスイッチ
ング信号に基づいてソーラパネル102から供給された
直流を商用電源の周波数、電圧に合せた交流に変換して
出力する。このインバータ回路104から出力された交
流は、トランス116を介して商用電源として送り出さ
れる。このときエアコン10が空気調和運転状態であれ
ば、エアコン10は、このSOL100を電源とする電
力と商用電源からの電力を用いて運転されることにな
る。また、SOL100のマイコン106は、ソーラパ
ネル102の発電電流及び発電電圧(又は発電電力)、
SOL100から商用電源への出力電流、SOL100
の各部が正常に作動しているか否か等のSOL100の
運転情報を、逐次、エアコン10の室内ユニット12へ
出力している。
【0044】ここで、リモコンスイッチ126の表示切
換ボタン146が操作されると、リモコンスイッチ12
6は、室内ユニット12へ向けてSOL100の運転情
報を要求する所定のコードを送出する。室内ユニット1
2は、このリモコンスイッチ126からSOL100の
運転情報を要求する所定のコードを受信すると、SOL
100から入力されている運転情報をリモコンスイッチ
126へ送出する。
【0045】リモコンスイッチ126は、室内ユニット
12からSOL100の運転情報を受信すると、この受
信した情報を表示部128に表示する。
【0046】このためリモコンスイッチ126の表示部
128には、ソーラパネル102が発電中であるか否
か、ソーラパネル102が発電中であるときには発電電
力が表示され、また、SOL100がソーラパネル10
2で発電した電力を商用電源に出力しているときには出
力電流等を表示され、室外(屋外)にあるSOL100
の運転状態を室内に居ながらにして容易に確認すること
ができる。
【0047】また、リモコンスイッチ126の表示部1
28には、ソーラパネル102の発電電力(発電電流、
発電電圧)が表示さると共に、SOL100が出力する
出力電流(又は出力電力)を表示するため、ソーラパネ
ル102の発電電力、SOL100の出力電力等を測定
するための高価な測定機を、特別に設置する必要がな
い。
【0048】これにより、太陽光のエネルギーを電力に
変換して商用電源として供給する設備を設置したとき
に、この設備の運転状態を検出するための高価な測定器
を別に購入して設置する必要がなく、太陽光を用いた発
電装置を設置するときの設置者の負担を軽減することが
できる。
【0049】なお、本実施の形態では、SOL100の
運転状態をエアコン10の室内ユニット12と赤外線等
によって接続されているリモコンスイッチ126にSO
L100の運転状態を表示させたが、図1に示される室
内ユニット12の運転状態を表示する表示部148にリ
モコンスイッチ126の表示部128と同様の表示を行
うようにしてもよく、数値に換えてバーコード等によっ
て表示してもよい。
【0050】また、本実施の形態では、リモコンスイッ
チ126がワイヤレス信号(赤外線信号)を送受するよ
うに構成したが、室内ユニットにリモコンスイッチとワ
イヤード接続(信号線で接続)するように構成してもよ
い。
【0051】なお、本実施の形態は、太陽光を用いて発
電した電力を商用電源として供給する太陽光発電装置を
備えた空気調和機の一例を示すものであり、本発明の構
成を限定するものではなく、本発明は、太陽光による発
電装置を備えた種々の構成の空気調和機に適用すること
ができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の太陽光発電
装置付空気調和機では、空気調和機の室内ユニット又は
この空気調和機の運転を室内で操作するリモコンスイッ
チに太陽光発電装置の運転状態を表示させるため、室内
に居ながら室外の太陽光発電装置の運転状態を容易に確
認することができる。
【0053】また、本発明では、ソーラパネルの発電状
態及び太陽光発電装置の出力を表示させるため、ソーラ
パネルの発電状態や太陽光発電装置の出力を測定するた
めの高価な測定器を別に設置する必要がなく、太陽光発
電装置を設置するときのコストを大幅に低減させること
ができる優れた効果を有している。
【0054】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に適用したエアコンの構成を示す
概略図である。
【図2】本実施の形態に適用したエアコンの冷媒管路の
概略図である。
【図3】室内ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図4】室外ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図5】(A)はリモコンスイッチの概略外観図、
(B)は開閉カバーを開いた状態のリモコンスイッチの
概略外観図である。
【図6】ソーラパネルが接続された商用電源供給ユニッ
ト(SOL)の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 エアコン(太陽光発電装置付空気調和機) 12 室内ユニット(空気調和運転部) 14 室外ユニット(空気調和運転部) 56、94 マイコン 83A、120 通信線 100 商用電源供給ユニット(太陽光発電装置) 102 ソーラパネル() 104 インバータ部 106 マイコン(制御部) 110 発電電流検出部 112 発電電力検出部 126 リモコンスイッチ 128 表示部 146 表示切換ボタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時崎 久 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−120050(JP,A) 特開 平6−351266(JP,A) 実開 昭62−117457(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 F24F 11/02 103 F25B 27/00 H02J 3/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内に設けられた室内ユニットと室外に設
    けられた室外ユニットの間で熱交換を行う冷媒を循環さ
    せて被調和室の空気調和運転を行う空気調和運転部と、
    室外に設けられ太陽光を集光しこの太陽光から電力を発
    生させる発電部と、前記発電部で発生した電力を商用電
    源の電圧及び周波数に変換して商用電源へ出力するイン
    バータ部とを備えた空気調和機において、該空気調和機
    の運転及び停止を行うリモコンスイッチ又は前記室内ユ
    ニットには、前記発電部における発電の有無及び前記イ
    ンバータ部からの商用電源への出力電流又は出力電力を
    表示する表示部が設けられていることを特徴とする太陽
    光発電装置付空気調和機。
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