JP4561345B2 - 空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、室外機に対し複数台の室内機を接続している空調システムに関し、室内機の冷房及び暖房の運転モードを安価かつ容易に一斉に切換えることを可能とする空調システム、それに用いられるコントローラに関するものである。

室外機に対し、複数台の室内機を接続している空調システムは、全ての室内機を冷房又は暖房のいずれか１つの運転モードに固定する冷暖固定タイプと、いずれの室内機についても冷房又は暖房の運転モードを任意に選択できる冷暖フリータイプの２種類に大別される。

冷暖固定タイプは、全室内機の熱交換器は蒸発器又は凝縮器のいずれかに固定されるため冷媒回路は単純であるのに対し、冷暖フリータイプにおいては全室内機のうち一部の室内機の熱交換器を蒸発器、残りの室内機の熱交換器を凝縮機として動作させるため、特殊な冷媒回路が必要となる。従って、それぞれのタイプは空調システムを設置するテナントや建物の条件により選択されるが、冷暖固定タイプは安価であるため温度変化が少ない地域や設置される室内機の数が少ない小規模な空調システムにおいて多く選択されている。

特に、冷暖固定タイプの空調システムは、各室内の温度状況により冷房運転と暖房運転の運転モードの切換えを行う場合、例えば空調システムが暖房運転モードで運転している状況において、一部の室内機において温度センサが所定温度以上を検出すると、当該一部の室内機において冷房運転をしようとする。しかし、空調システムの冷媒回路は暖房運転をしているため一部の室内機のみ冷房運転をすることは許されず当該室内機は運転エラー又は停止してしまい運転モードの切換えがそれ以上進行しないという問題がある。

そこで、特許文献１に記載の発明では、温度状況により一部の室内機が暖房運転から冷房運転に運転モードを変更しようとする場合、当該室内機においては一旦「冷房待機モード」で停止状態にさせ、全ての室内機の温度センサが所定温度以上を検出し、冷房待機モードで停止状態になったあと、室外機は全室内機が「冷房待機モード」になったことを検出し、冷媒流を逆転させ冷房運転を開始するようにしている。

しかしながら、特許文献１に記載の発明の場合、空調システム全体の運転モードを切換えるには「冷房待機モード」を設ける等、室内機に特殊な制御が必要となる。また、室内機が設置される部屋毎には温度のバラツキがある。冷房と暖房をそれぞれの室内機の温度センサで切換えるためには全ての部屋が所定温度に達することを必要とするため、１つの部屋が特殊な状態（日陰、日向等）だと、冷暖が切換わらないことが起る。また、温度バラツキを考慮した制御をしようとすると、さらに特殊な制御が必要となる。

これに対し、特許文献２に記載の発明では、全室内機及び室外機を一括して制御する集中制御装置により、ある空調システムに一個の温度センサを設け、一箇所における温度値を基準にして冷房及び暖房の切換を可能にしている。しかしながら、小規模なシステムやシステム全体の管理をする者がいない場合においては集中制御装置が設けられない場合がある。空調システムの運転モードの切換えだけのために集中制御装置を設けるとなると室内機及び室外機の間の通信線に信号を流す必要があり、比較的高速処理能力の制御装置やインターフェイスが必要となりコストアップとなる。

また、集中制御装置のある空調システムにおいても、空調システムを設置する時は、冷房又は暖房のうち、いずれか固定の運転状態のみを可能とする集中制御装置として設置した場合に、冷房及び暖房の切換機能を後付けで付加したい状況では、集中制御装置に新たな機能を追加する必要があり、システム全体を一度停止させる必要が生じ、ユーザにとって不便なものとなってしまう。

特開平４−３５３３３６号公報 特開２０００−３０４３３号公報

本発明は上記課題に鑑み、低コストで、所定箇所の温度を管理することにより冷房及び暖房の運転モードの切換えを可能にした空調システム及びそれに用いられるコントローラを提供するものである。

上記課題を解決するため、圧縮機、流路切換弁、室外側熱交換器、複数の室内側熱交換器及び同室内側熱交換器のそれぞれに対応して設けられた開閉弁により冷媒回路を構成し、前記圧縮機及び前記流路切換弁を制御する室外機制御部と、前記開閉弁のそれぞれに対応して設けられ、前記それぞれの開閉弁を制御する室内機制御部と、
前記室内機制御部のそれぞれに対応して設けられたコントローラと、前記コントローラの全てに接続された１つの温度検出器と、前記室外機制御部と前記全ての室内機制御部との間で、通信線を介して通信を行う通信回路とを有する空調システムであって、前記温度検出器は、所定温度を境として異なる信号を出力し、その信号を前記コントローラに送出し、前記コントローラは、前記温度検出器からの信号変化を受け、運転停止信号を出力した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転開始信号を出力して、その信号を前記室内機制御部に送出し、前記室内機制御部は、前記コントローラからの信号を受け、室内機を運転停止した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転モードに切換え、その運転状態に応じて前記開閉弁を制御するとともに、運転状態を前記通信線に送出し、前記室外機制御部は、前記室内機制御部からの信号を受け、室外機を運転停止した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転モードに切換え、その運転状態に応じて前記圧縮機と前記流路切換弁を制御するとともに、運転状態を前記通信線に送出するようにしてなることを特徴としている。

以上

請求項１の発明によれば、所定箇所の温度を管理することによる冷房及び暖房の運転モードの切換えを、集中制御装置がなくとも実現可能とすることができ、安価な空調システムを提供できる。また、集中制御装置がある場合においても、空調システムの設置時に、冷房又は暖房のうちいずれかの運転モードのみを可能とする集中制御装置として設置した場合に、冷房及び暖房の切換機能を後付けで付加する状況において、システム全体を停止させる必要なく、ユーザにとって利便性のよい空調システムを提供できる。

次に、図１ないし図１１より、本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、空調システム１は１台の室外機２および複数の室内機３から構成され、室外機２と全ての室内機３が１つの通信線４で接続されている。室内機３は各部屋１０１〜１０５に１台ずつ配置されている。室外機２および室内機３のそれぞれは制御部２ａおよび３ａを有し、それぞれ通信線４を介して接続され、通信線４と室外機２の制御部２ａと室内機３の制御部３ａで通信回路を構成し通信可能となっている。また、それぞれの室内機３の制御部３ａには以下で説明するコントローラ５が接続されている。そして、全てのコントローラ５には１つの温度検出器８が接続されている。

ところで、図２に示すように、室外機２には圧縮機２１、四方弁２２、及び室外側熱交換器２３が配設されている。圧縮機の吸込側は四方弁２２を介して冷媒配管１０のガス管１０ａに接続され、室外側熱交換器２３の側端部が冷媒配管１０の液管１０ｂに接続される。この室外側熱交換器２３の近傍に送風機２４が配置される。ここで四方弁は、ガス管１０ａと液管１０ｂに流れる冷媒流を逆転させるために設けられる流路切換弁である。

上記室内機３のそれぞれは、室内冷媒配管に室内側熱交換器３１、開閉弁３３が順次配設されて構成される。室内冷媒配管の室内側熱交換器３１側端部が冷媒配管１０のガス管に接続され、開閉弁３３の側端部が冷媒配管１０の液管１０ｂに接続される。また、室内側熱交換器３１の近傍に送風機３２が配置される。上記開閉弁３３はその弁開度が空調負荷に応じて調整される。

四方弁２２が、冷房側に切換えられたときには、圧縮機２１から吐出された冷媒は、四方弁２２を経て室外側熱交換器２３に至り、この室外側熱交換器２３で凝縮された後、液管内を流れ、それぞれの室内機３に分流され、各室内機３の開閉弁３３を経て減圧された後、室内側熱交換器３１にて蒸発されて室内を冷房する。各室内機３の室内側熱交換器３１からの冷媒はガス管１０ａで合流し、圧縮機２１に戻される。

また、四方弁２２が暖房側に切り換えられたときには、圧縮機２１から吐出された冷媒は、四方弁２２を経てガス管１０ａ内を流れ、それぞれの室内機３の室内冷媒配管に分流され、各室内機３の室内側熱交換器３１にて凝縮されて室内を暖房する。室内側熱交換器３１にて凝縮された冷媒は開閉弁３３にて減圧され、液管１０ｂにて合流され、室外機２の室外側熱交換器２３にて蒸発された後、四方弁２２を経て圧縮機２１に戻される。

従って、図２のような方式ではそれぞれの室内機３においては、四方弁２２が冷房側または暖房側に切り換えられることにより、停止中の室内機３を除き、全ての室内機３が冷房運転または暖房運転とに択一に設定される。つまり、室内機３のそれぞれにおいて、一方が冷房運転、他方が暖房運転に同時に設定されることはない。

ここで、図１に戻り室内機と室外機との通信について説明する。室外機２の制御部２ａと室内機３の制御部３ａは、通信線４を介し、シリアル通信を行っている。室内機３はそれぞれ、以下で述べるリモートコントローラ９に接続され、室内機３はリモートコントローラ９の手動操作によって、運転や停止、設定温度の変更、冷房や暖房などの運転モードの切換などがなされる。この場合、リモートコントローラ９の操作により運転や停止、設定温度値、運転モードなどを意味する信号が制御部３ａに送信され、制御部３ａはそれに対応して、送風機３２の運転、停止、開閉弁３３の開度調整、冷房と暖房の運転モードの切換えを行い、制御部３ａのそれぞれは自らの運転状態を通信線４に送信する。

室外機２の制御部２ａは室内機３の制御部３ａにより送信された信号を通信線４から読取り、読取った室内機３の運転状態に応じた制御を行う。例えば、全室内機３が停止していた状態から１つの室内機３の運転が開始された場合、室内機３の制御部は運転状態を通信線４に送信し、室外機２の制御部２ａはそれを読取り、運転が開始された室内機３の運転モードにより四方弁の向きを変更し、圧縮機２１の運転を開始する。また、運転中の室内機３の数が増加した場合には、その数に応じて圧縮機２１の回転数を増加させる。

ここで、図３及び図４を用いてリモートコントローラ９とコントローラ５と温度検出器８と室内機３の動作について説明する。本実施例において、室内機３の制御部３ａは、ＣＰＵ３ｂ及びリモコン入力部３ｃから構成される。また、コントローラ５は信号送出部５ａ及び機能選択部５ｂから構成される。室内機３の制御部３ａのリモコン入力部３ｃはリモートコントローラ９にリモコン通信線６を介して接続される。

リモートコントローラ９を手動により運転や停止、設定温度の変更、冷房や暖房などの運転モードの切換を操作することによって、それぞれ運転や停止、設定温度値、運転モードなどを意味するリモコン信号が室内機３の制御部３ａに対し送信され、インターフェイスであるリモコン入力部３ｃにより信号変換された後ＣＰＵ３ｂにより処理され、送風機３２、開閉弁３３等を運転制御し、運転状態を通信線４に送信する。

コントローラ５は室内機３のリモコン入力部３ｃに、リモートコントローラ９とパラレルにリモコン通信線６を介して接続されている。コントローラ５の信号送出部５ａは２つの入力部ＳＷ１とＳＷ２をもち、１つの出力部ＯＵＴをもつ。室内機３のリモコン入力部３ｃと接続されたリモコン通信線６はコントローラ５内の信号送出部５ａの出力部に接続されており、さらに信号送出部５ａの入力部ＳＷ１には、別の外部入力用通信線７を介して温度検出器８が接続されている。

ここで、温度検出器８はバイメタルを用いたスイッチで構成され、所定温度以上でスイッチを開き、所定温度以下でスイッチを閉じる電気回路が組まれ、所定温度以下になると電流を流し（ｓｈｏｒｔ）、所定温度以上では電流を流さない（ｏｐｅｎ）ような出力を発生するものである。本実施例においては、所定温度を２２℃とし、２２℃を境に「ｓｈｏｒｔ」と「ｏｐｅｎ」の信号が切換わるようになっている。

そして、コントローラ５の信号送出部５ａは、入力信号が「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」に切換わり、図４に示すような立ち上がりエッジを検知すると、出力部に運転停止信号を出力信号として送出する。そして所定時間経過後に暖房モードでの運転開始信号を出力信号として送出する。また、入力信号が「ｓｈｏｒｔ」から「ｏｐｅｎ」に切換わり、図４右側に示すような立ち下がりエッジを検知すると、出力部に運転停止を出力信号として送出する。そして所定時間経過後に冷房モードでの運転開始信号を出力信号として送出する。本実施例における信号送出部５ａにおける上記所定時間は１分間に設定されている。

今一度図１に戻り、冷房及び暖房の運転モードの切換えについて説明する。本実施例において、温度検出器８は部屋１０４に設置されており、部屋１０４の室内温度が２２℃以上の場合、通常冷房運転で運転されている。

このような状況の中で部屋１０４の温度が低下し２２℃以下になると、これを温度検出器８が検出し、温度検出器８の出力は「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」に切換わる。この場合に全ての室内機３のリモコン入力部３ｃに接続されたコントローラ５は部屋１０４に設置された温度検出器８に接続されているため、同じタイミングで信号送出部の入力部ＳＷ１から「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」の立ち上がりエッジを検知する。

この場合、図４に従って出力部ＯＵＴに対しリモコン信号が出力される。室内機３に接続されたコントローラ５から停止を意味するリモコン信号が送信され、室内機のリモコン入力部３ｃにより信号変換された後、ＣＰＵ３ｂで処理され室内機３の送風機３２を停止し、開閉弁３３を閉じ、停止状態にあることを通信線４に送信する。この動作は温度検出器８に接続された全てのコントローラ５において同様に生じるため、部屋１０１〜１０５に設置されている全ての室内機３で同様に生じる。従って、全ての室内機３が停止し、停止状態であることをそれぞれの室内機３の制御部３ａが通信線４へ送信する。

室外機２の制御部２ａは、全ての室内機３が停止したことを通信線４の信号を読取ることにより検出し、圧縮機２１の運転を停止する。そして制御部２ａは、室外機２が停止状態であることを通信線４に対して送出する。

次に、コントローラ５の信号送出部５ａの入力部ＳＷ１が立ち上がりエッジを検出してから１分経過後に、信号送出部５ａの出力部ＯＵＴに暖房運転モードでの運転開始信号を送出する。この信号がリモコン入力部３ｃを介してＣＰＵ３ｂで処理され、室内機３が暖房運転モードでの運転開始となる。このとき、立ち上がりエッジ検出時から１分以上経過しており、既に全ての室内機が停止している。

従って、室外機２も停止状態となっている。よって室外機２は停止状態であることを通信線４に信号送信しているため、室内機３の運転状態を暖房運転に設定することができる。このあと実際に送風機３２を回転させ、開閉弁３３の制御を始める。そして、室内機３の制御部３ａは通信線４に暖房運転モードで運転していることを送信し、この信号を受取った室外機２の制御部２ａは四方弁を暖房運転モードに切換え、圧縮機の運転を開始する。

この動作は温度検出器８に接続された全てのコントローラ５において同様に生じるため、部屋１０１〜１０５に設置されている全ての室内機３で同様に生じる。従って、全ての室内機３が暖房運転モードで運転が開始され、室外機２も暖房運転モードで運転が開始される。

同様に、空調システム１が暖房運転モードで運転している状況下で部屋１０４に設置された温度検出器８が２２℃以上を検出すると、温度検出器８の出力は「ｓｈｏｒｔ」から「ｏｐｅｎ」に切換わる。この場合に全ての室内機３のリモコン入力部３ｃに接続されたコントローラ５は部屋１０４に設置された温度検出器８に接続されているため、同じタイミングで信号送出部の入力部ＳＷ１から「ｓｈｏｒｔ」から「ｏｐｅｎ」の立ち下がりエッジを検知する。

この場合、図４に従って出力部ＯＵＴに対しリモコン信号が出力される。この場合、出力信号は停止を意味する信号を送出し、その１分経過後に冷房運転モードでの運転開始信号を送出する。これにより全ての室内機３が冷房運転モードで運転が開始され、室外機２も冷房運転モードで運転が開始される。

次に、室内機３の一部が停止状態であった場合のコントローラ５の動作について説明する。室内機３の一部が停止状態であった場合、全てのコントローラ５において、信号送出部５ａが温度検出器８からの信号変化を検出し停止及び所定時間後の運転開始を意味する信号を送出してしまう。従って、所定時間後の運転開始を意味する信号によって、温度検出器８が信号変化を出力する前から停止状態にあった室内機３が、意図せずに運転開始してしまうことになる。

これを避けるために、コントローラ５はリモコン通信線を介して室内機３の制御部３ａから当該室外機の運転状態を監視し、温度検出器８からの信号変化を受取った時に室外機が運転状態であった場合にのみ、出力部ＯＵＴに対して信号送出の動作を行うようにしている。

本空調システムは、全ての室内機３に接続されたコントローラ５の信号送出部５ａの入力部ＳＷ１を１つの温度検出器８に接続することにより、同じタイミングで全ての室内機３の運転を停止させ、空調システムの室外機２及び室内機３のすべてを停止状態にさせたあと、同じタイミングで全ての室内機３を暖房運転モード又は冷房運転モードで運転開始させている。このため、集中制御装置が必要なく、所定箇所の温度を管理することによる冷房及び暖房の運転モードの切換えを実現することができる。また、室内機３と室外機２の間の通信において冷房運転待機状態や暖房運転待機状態等の特殊な制御は必要ない。

さらに、コントローラ５は室内機のリモコン入力部３ｃに接続しており、リモコン信号により上記停止信号や運転開始信号を送出している。このため、コントローラ５は、高速のＣＰＵ等を必要とせず、安価に製造することができ、その結果、安価な冷房及び暖房の運転モードの切換えを可能とする空調システム１を提供できる。また、設置時や冷房及び暖房の運転モード切換機能を追加する時においては室内機３のリモコン入力部３ｃに上記コントローラ５を接続し、１つの温度検出器８に接続するだけで設置工事できるため、集中制御装置の設置時や機能追加時のような通信線４の信号確認作業が必要なく容易に行うことができる。

また、コントローラ５が温度検出器８から立ち上がりエッジを検出した場合に信号送出部は一旦停止を意味する信号を送出した後、所定時間経過後に暖房または冷房運転開始を意味する信号を送出するため、一部のコントローラ５が送出する停止を意味する信号の送出が遅れたり、コントローラ５が接続された一部の室内機３の停止が遅れたり、室外機２が停止状態になるのが遅れたり、停止状態であるという信号送出が遅れたりしたとしても、所定時間経過後に暖房運転開始又は冷房運転開始を意味する信号を送出するため、一部の室内機３のみが他の室内機３とは異なる運転モードになる状況を回避でき、確実に冷房と暖房の運転モードを切換えることができる。

また、設置時には冷房運転のみ、又は暖房運転のみ可能な空調システムとしてビルやテナントに設置した後に、後付けにより冷房と暖房の運転モードを切換えできる空調システムに変更したい場合においても、集中制御装置を新たに設置したり、設置時から既に配設された集中制御装置にソフトウエアとして新たに冷房と暖房の運転モードの切換え機能をインストールしたりする場合のように、通信線４における室外機２や室内機３との通信状況や動作確認をする作業はない。従って、全ての室内機３の制御部３ａのリモコン入力部３ｃにコントローラ５を接続するだけで行え、通信線４に新たな信号を付加することはないため、空調システム全体を停止させる必要はない。従って、設置された空調システムを使用するユーザにとっては利便性の高いものとなる。

次に、図５を用いて本発明の第二の実施例について説明する。図５は部屋２０１〜２０５、部屋３０１〜３０５に本空調システム１の室内機３を設置した場合の系統図を示す。冷媒回路や室内機３内と室外機２内の構成及びそれらの接続は第一の実施例と同様である。部屋２０２、２０４、２０５、３０２、３０４、３０５には1台の室内機３が、部屋２０３及び３０３には二台の室内機３が、部屋２０１及び３０１には3台の室内機３が、それぞれ設置されている。

部屋２０１〜２０５の室内機３は同一のリモートコントローラ９で制御されるようそれぞれの室内機３のリモコン入力部３ｃに１つのリモートコントローラ９が接続されている。従って、コントローラ５は部屋２０１〜２０５の室内機３のリモコン入力部３ｃが互いに接続されたリモコン通信線６に１つ接続すればよい。ここで、本実施例のコントローラ５は第一の実施例と同一のものである。

また、同様に部屋３０１に設置の３台の室内機３は1本のリモコン通信線６で一つのリモートコントローラ９に接続されているため、１つのコントローラ５を接続する。部屋３０２に設置の室内機３は単独で一つのリモートコントローラ９に接続されているため、リモコン通信線６を介して１つのコントローラ５に接続する。部屋３０３に設置の２台の室内機３は1本のリモコン通信線６で一つのリモートコントローラ９に接続されているため、１つのコントローラ５を接続する。また、部屋３０４、３０５に1台ずつ設置されている室内機３は設置される部屋が異なるが同一のリモートコントローラ９で制御されるようになっており、1本のリモコン通信線６で一つのリモートコントローラ９に接続され、１つのコントローラ５を接続する。

そして、全てのコントローラ５の信号送出部５ａの入力部ＳＷ１に温度検出器８に接続する。本実施例においては、温度検出器８は第一の実施例と同一のものであり、部屋３０３に設置されている。

これにより、温度検出器８が２２℃の前後で「ｓｈｏｒｔ」と「ｏｐｅｎ」の信号が切換わるようになっているので、部屋３０３の室温が２２℃以上で空調システム１が冷房運転モードで運転している場合に、温度検出器８が２２℃以下を検出すると、温度検出器８の出力は「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」に切換わる。この場合に全てのコントローラ５の信号送出部５ａは「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」への立ち上がりエッジを検出し、図４のように停止を意味する信号および１分後に暖房運転モードでの運転開始を意味する信号を送出する。例えば部屋３０１に設置された室内機３の制御部３ａは１つのコントローラ５から上記信号を受取ることができ、３台の室内機３は同様に停止及び暖房運転モードでの運転開始が行われる。

他の室内機３も同様にそれぞれの室内機３の制御部３ａが接続されるコントローラ５から停止及び１分後に暖房運転モードでの運転開始を意味する信号を受取り、室内機３は停止及び暖房運転モードでの運転開始が行われる。従って、全室内機３は一旦停止し、これにより室外機２が停止され、その後暖房運転が開始されるため、確実に暖房運転に切換えることができる。また、コントローラ５を複数の室内機３に対して１台設けるようにしたため、コントローラ５の数が少なくてすみ、コストダウンを図ることができる。

次に、図６〜図１１を用いて本発明の第三の実施例について説明する。本発明におけるコントローラ５は、第一実施例では説明しなかった機能について詳説するものである。従って、コントローラ５の構成については図３を用いて説明する。

本発明におけるコントローラ５は、信号送出部５ａの入力部に「ｓｈｏｒｔ」及び「ｏｐｅｎ」の信号を入力し、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出して室内機３にリモコン信号を送出することにより外部機器の出力をリモコン制御信号に変換し室内機３を制御するものである。

図７は、本コントローラ５の上記外部入出力機能の利用例を表したものである。例えばホテルの客室に設置されるカードキー１１の接点スイッチの出力をコントローラ５の入力部に接続することにより、カードの抜き差しを室内機３の運転オン・オフに連動させることができる。この場合、コントローラ５の信号送出部５ａは図８に示すように、入力部の「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」への立ち上がりエッジを検出した時に運転開始を意味する信号を出力部ＯＵＴから送出し、入力部の「ｓｈｏｒｔ」から「ｏｐｅｎ」への立ち下がりエッジを検出した時に運転停止を意味する信号を出力部ＯＵＴから送出する。

これにより、カードキー１１と連動するコントローラ５に接続された室内機３はカードを抜いたときに運転を停止し、カードを挿入したときに運転を開始するようにすることができる。

また、同様にして窓の開閉検知スイッチ１６の出力をコントローラ５の入力部ＳＷ１に接続し、カードキー１１の場合と同じく図８に示すようにコントローラ５を動作させれば、窓の開閉を室内機３の運転オン・オフに連動させることができる。

さらに、温度切替スイッチ１５の出力をコントローラ５の入力部に接続し、温度切替スイッチのオン・オフを室内機３の温度設定変更に連動させることができる。この場合、コントローラ５の信号送出部５ａの２つの入力部ＳＷ１及びＳＷ２を利用する。温度切替スイッチは左右一方への押下が可能になっており、２つの出力を有する。それぞれの出力は一方を入力部ＳＷ１、他方を入力部ＳＷ２に接続する。温度切替スイッチ１５を一方へ押下するとＳＷ１に一次的に電流を流すように設定されている。また、他方へ押下するとＳＷ２に一時的に電流を流すように設定されている。

また、コントローラ５の信号送出部５ａは図９に示すように、入力部ＳＷ１に立ち上がりエッジを検知した場合には出力部ＯＵＴに設定温度を２７℃にするようにリモコン信号を送出し、入力部ＳＷ２に立ち上がりエッジを検知した場合には出力部に設定温度を２７℃にするようにリモコン信号を送出するように設定されている。これにより、ユーザーが温度切替スイッチをいずれかに押下することにより、本コントローラ５が接続された室内機３の温度設定値を２０℃と２７℃のいずれかに設定が可能である。

上述したようにコントローラ５の信号送出部５ａの入力部はＳＷ１とＳＷ２と２つある。そして、それぞれに入力される信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対して出力部に送出される信号を割当てることができる。この割当ては図３で示すコントローラ５に設けられている機能選択部５ｂにおいて行う。本実施例においては、あらかじめ図４、図８、図９のようなパターンをディップスイッチによりスイッチオン・オフの組み合わせにより設定できるようになっている。

コントローラ５の信号送出部５ａの２つの入力部ＳＷ１及びＳＷ２は温度切替スイッチとの連動に用いるのみならず、２つの機器を併用して用いる場合においても有用である。図６は部屋４０１〜４０５に室内機３が設置された空調システム１を示す図である。ここで、部屋４０１〜４０５に設置される室内機３はそれぞれの部屋毎に１つのリモートコントローラ９により一括して制御されるため、コントローラ５は部屋単位で１台設けられている。そしてこれら全てのコントローラのＳＷ１は部屋４０３に設置された温度検出器８に接続されている。これにより部屋４０３に設置された温度検出器８の温度により冷房及び暖房の運転モードを一括して切換えることができる。

さらに部屋４０２〜４０５の室内機３に接続されたコントローラ５のＳＷ２にはそれぞれカードキー１１が設けられている。これにより、部屋４０２〜４０５にそれぞれ設置された室内機３全てはそれぞれ部屋に設置されたカードキー１１の抜き差しにより運転開始及び運転停止をすることができる。

上記実施例により、本発明のコントローラ５を他の機器と接続されるコントローラ５と兼用が可能であるから、より安価でかつ設置工事が容易で、また、冷房又は暖房に運転モードを固定した空調システムを設置後に、後付けにより冷房と暖房の運転モードを切換えできる空調システムに容易に変更可能な空調システムを提供できる。

続いて図１０及び図１１を用いて、本発明の第四の実施例について説明する。この実施例において室外機２の制御部２ａ及び室内機３の制御部３ａは第一の実施例と同じように通信を行っている。本実施例において、室内機３のＣＰＵ３ｂが第一の実施例におけるコントローラ５が有していた信号送出部５ａの機能を兼ねている。具体的には図１０のように、室内機３の制御部3ａはＣＰＵ３ｂ及び設定記憶部３ｄから構成される。そしてＣＰＵ３ｂには独立した通信線を介して設定操作部１３が接続されている。そしてさらに、ＣＰＵ３ｂには、外部入力用通信線７を介して温度検出器８が接続される。

温度検出器８は第一の実施例のものと同一であって、所定温度の前後で「ｏｐｅｎ」と「ｓｈｏｒｔ」の信号が切換わるようになっている。そして、ＣＰＵ３ｂは図１１（ａ）のように「ｏｐｅｎ」から「ｓｈｏｒｔ」への立ち上がりエッジを検出すると、ＯＮと判断し、図１１（ｂ）のように停止及び１分後に暖房運転モードで運転開始するように動作する。一方、「ｓｈｏｒｔ」から「ｏｐｅｎ」への立ち下がりエッジを検知すると、ＯＦＦと判断し、図１１（ｂ）のように停止及び１分後に冷房運転モードで運転開始するように動作する。

外部入力用通信線７は全ての室内機３のＣＰＵ３ｂに同様に接続されており、全ての室内機３のＣＰＵ３ｂは同様に動作するように設定されている。これにより、第一の実施例と同様に温度検出器８が所定温度の前後で立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを出力し、全室内機が運転を停止し、さらに冷房運転を暖房運転に切換えて運転開始又は、暖房運転を冷房運転に切換えて運転開始するので、空調システム１の冷房と暖房の運転モードを切換えることができる。

ここで、室内機３のＣＰＵ３ｂに接続された設定操作部１３は、図１３における外部入力信号のＯＮ・ＯＦＦに対して、動作すべき処理を対応づけるべく設定するために設けられた機能選択手段である。設定記憶部３ｄには、あらかじめ処理可能な動作情報が記憶されており、入力部のＯＮ信号及びＯＦＦ信号に対応する処理を、設定操作部により読み出して設定しておくことが可能であるようになっている。

よって、本実施例においても、ＯＮ信号に対して運転開始、ＯＦＦ信号に対して運転停止のように処理を割当てておけば、上記室内機３にカードキー１１、窓の開閉検知スイッチ１６等のｏｐｅｎ及びｓｈｏｒｔ信号を出力する機器を接続し、当該機器の操作と連動することが可能である。

従って、上記機能を有する室内機３において、外部設定入力を、図１１（ｂ）のように、ＯＮに対して「停止＆所定時間経過後ＨＥＡＴ」、ＯＦＦに対し「停止＆所定時間経過後ＣＯＯＬ」と設定しておく。そして、温度検出器８からの外部入力用通信線７をＣＰＵ３ｂに接続するだけで、集中制御装置を必要としない冷房及び暖房の運転モードを切換え可能な空調システムを提供することができる。

本発明は本実施例に基づき説明してきたがこれに限定されることはない。例えば、本実施例はいずれも集中制御装置を持たない空調システムを用いて説明したが、集中制御装置を有する空調システムにも適用可能である。集中制御装置は任意の室内機３の運転状況を集中的に監視したり、あらかじめ定められたスケジュールを用いて必要な室内機３を運転及び停止する等の制御を行う。

室内機３は全て同一の番号を付与して説明したが、同一のものである必要はなく、設置方式や冷房能力等異なる室内機を用いてよい。また、開閉弁は、膨張弁を兼ねたもので説明したが、別々に構成されていてもよい。

また、第一の実施例では、機能選択部５ｂを有するコントローラ５について説明したが、機能選択部５ｂの有無は任意であって、本コントローラが冷房及び暖房の運転モード切換えを行うためのみのものであれば設ける必要はない。また、第四の実施例における機能選択を行うための設定操作部１３も同じ理由で設けなくてもよい。

また、上記実施例では室内機３及び室外機２間の通信はシリアル通信であると説明したが、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＬＯＮＷＯＲＫＳ （登録商標）等の通信プロトコルにより通信を行ってもよい。

また、第一実施例において１冷媒回路中に室外機が１台の場合のみを説明したが、室外機は複数であってもよい。また、１台の室外機２内に圧縮機が複数設けられていてもよい。また、空調システム内に複数の冷媒回路を含む場合については、冷媒回路ごとに冷房運転と暖房運転の運転モードを切換える必要があるため、温度検出器は冷媒回路毎に１つ設けられ、１つの冷媒回路内の室内機３に接続されるコントローラ５全てを当該温度検出器８に接続すればよい。

また、第一実施例ではリモコン入力部３ｃにコントローラ５を接続し、コントローラ５はリモコン信号を室内機３の制御部３ａに送信したが、リモコン信号を利用せずに他のフォーマットや独自のフォーマットで信号送信してもよい。この場合には、このコントローラ５からの信号を変換するインターフェイス部を適宜設ける必要がある。

また、第一実施例から第三実施例でのコントローラ５と室内機３の制御部３ａの接続は、有線のリモコン通信線６を用いて説明したが、無線通信であってもよい。例えば、コントローラ５に無線信号の送出部を有し、室内機３の制御部３ａが無線信号の受信部を有せば、無線での通信接続が可能である。具体的には、通信方式としてワイヤレスリモコン用の赤外線フォーマットを用いるのがよい。この場合には、室内機３の制御部３ａに設けられる受信部は、ワイヤレスリモコン用の受光部を用いることができる。

また、本発明は冷房及び暖房の運転モードの切換えを温度検出器８が検出するタイミングで行ったが、図４のような信号さえ送出すれば、カードキー１１を用いて手動で冷暖を切り換えるようなシステムにすることも可能である。

また、本実施例において温度検出器８はバイメタルを用いた接点回路を用いたが、これに限られるものでなく、所定温度を境に異なる信号を出力するものであればよく、サーミスタ等を用いた電子式の温度検出器等適宜選択できる。

また、信号変化する温度設定値として、２２℃として説明したが、冷房と暖房の運転モードの切換えを行うのに快適な温度を選定すればよくこれに限定されるものでない。また、所定箇所の温度を検出すると説明したが、複数の地点を検出してもよい。例えば外気温も考慮し、室内の１箇所及び建物の外の１箇所の温度を検出し、それらが所定条件を満足した時に信号変化を発生させるように温度検出器８を構成することも可能である。

また、除湿運転は冷媒回路において、ガス管１０ａ及び液管１０ｂに流れる冷媒の方向が冷房運転の場合と同じであるため、本発明においては冷房運転に含まれる。

本発明の第一の実施例に係る空調システムを示す系統図である。 図１の空気調和装置における冷媒回路を示す回路図である。 本発明の第一の実施例に係るコントローラ及び室内機の構成図である。 本発明の第一の実施例に係るコントローラの出力信号と入力信号の関係図である。 本発明の第二の実施例に係る空調システムを示す系統図である。 本発明の第三の実施例に係る空調システムを示す系統図である。 本発明の第三の実施例に係るコントローラの外部入出力機能の利用例である。 本発明の第三の実施例に係るコントローラの入力をカードキーに接続した場合の出力信号と入力信号の関係図である。 本発明の第三の実施例に係るコントローラの入力を温度切換スイッチに接続した場合の出力信号と入力信号の関係図である。 本発明の第四の実施例に係るコントローラ及び室内機についての構成図である。 本発明の第四の実施例に係るコントローラの出力信号と入力信号の関係図である。

符号の説明

１ 空調システム
２ 室外機
２ａ 制御部
３ 室内機
３ａ 制御部
３ｂ ＣＰＵ
３ｃ インターフェイス部
３ｄ 設定記憶部
４ 通信線
５ コントローラ
５ａ 信号送出部
５ｂ 機能選択部
６ リモコン通信線
７ 外部入力用通信線
８ 温度検出器
９ リモートコントローラ
１０ 冷媒配管
１０ａ ガス管
１０ｂ 液管
１１ カードキー
１３ 設定操作部
１５ 温度切替スイッチ
１６ 窓の開閉検知スイッチ
２１ 圧縮機
２２ 四方弁
２３ 室外側熱交換器
２４ 送風機
３１ 室内側熱交換器
３２ 送風機
３３ 開閉弁
１０１〜１０５ 部屋
２０１〜２０５ 部屋
３０１〜３０５ 部屋
４０１〜４０５ 部屋

Claims (1)

1. 圧縮機、流路切換弁、室外側熱交換器、複数の室内側熱交換器及び同室内側熱交換器のそれぞれに対応して設けられた開閉弁により冷媒回路を構成し、
   前記圧縮機及び前記流路切換弁を制御する室外機制御部と、
   前記開閉弁のそれぞれに対応して設けられ、前記それぞれの開閉弁を制御する室内機制御部と、
   前記室内機制御部のそれぞれに対応して設けられたコントローラと、
   前記コントローラの全てに接続された１つの温度検出器と、
   前記室外機制御部と前記全ての室内機制御部との間で、通信線を介して通信を行う通信回路とを有する空調システムであって、
   前記温度検出器は、所定温度を境として異なる信号を出力し、その信号を前記コントローラに送出し、
   前記コントローラは、前記温度検出器からの信号変化を受け、運転停止信号を出力した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転開始信号を出力し、その信号を前記室内機制御部に送出し、
   前記室内機制御部は、前記コントローラからの信号を受け、室内機を運転停止した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転モードに切換え、その運転状態に応じて前記開閉弁を制御するとともに、運転状態を前記通信線に送出し、
   前記室外機制御部は、前記室内機制御部からの信号を受け、室外機を運転停止した後、所定時間経過後に暖房又は冷房の運転モードに切換え、その運転状態に応じて前記圧縮機と前記流路切換弁を制御するとともに、運転状態を前記通信線に送出するようにしてなることを特徴とする空調システム。
   

Images