JP4800600B2 - 多重地域統合用エアコンシステム - Google Patents

Description

本発明は、多重地域統合用エアコンシステム(エアコンはエアコンディショナ(空気調和装置)の略)に関し、特に、一つの室外ユニットを共有する一つ以上の室内ユニットから構成されるマルチエアコングループを多数備えることによって広い地域の空気調和が行えるマルチエアコンシステムに関する。

さらに、各マルチエアコンは、任意にグルーピング可能であり、また、各マルチエアコングループは中央制御器と並列に接続されるため、所定のマルチエアコンを制御するのにかかる時間が節約されると同時に、あるマルチエアコングループに障害が発生しても、残りのマルチエアコングループは正常に制御可能なため、制御信頼性が向上させられる多重地域統合用エアコンシステムに関する。

図１は、通常のマルチエアコンシステムを示す図である。

図１に示すように一般のマルチエアコンシステムでは、まず、マルチエアコン３０が、１台の室外ユニット２０と、該室外ユニット２０を共有すると共に、各室または所定の箇所ごとに設置される複数台の室内ユニット１０と、から構成される。

このようなマルチエアコン３０は、それぞれの室内ユニット１０が１台の室外ユニット２０を共有して接続されるので、室内ユニットと室外ユニットが１:１に接続されるシングル型エアコンに比べて運用効率が高くて消費電力が節減され、室外ユニットの配置に必要な空間が節減できるという利点がある。

また、各室内ユニット全部を同時に冷房する同時冷房、または、一部の室内ユニットのみを冷房する部分冷房といった制御命令を選択的に入力できるため便利である。かかるマルチエアコンは一般に、建物の各層(各階)毎に室外ユニットが１台設置され、該室外ユニットを共有する室内ユニットが各室毎に設置される。

したがって、多層の建物では、層単位に１台の室外ユニット２０と複数台の室内ユニット１０とから構成されるマルチエアコン３０が採用される。

更に、マルチエアコンの同時冷房または部分冷房のため、室外ユニット２０はこれに接続された複数台の室内ユニット１０の状態を各々制御・管理できるようになっている。つまり、使用者がある室内ユニット１０に冷房命令を入力すると、この室内ユニット１０と接続された室外ユニット２０は、どの室内ユニット１０にいかなる冷房命令が入力されたかを把握し、それに基づいて冷媒の凝縮度合を調節することによって所望の室内冷房を行う。

しかし、既存のマルチエアコン３０では、室内ユニット１０に異常が起こった場合、室内ユニット１０に異常が起こる毎に管理者は、図１のように複数台の室内ユニット１０が接続された室外ユニット２０が置かれた場所に行き、メンテナンスのための制御命令を入力しなければならず、大型建物のように各層ごとに室外ユニット２０が設置されている場合には室外ユニット２０の管理に相当なる時間及びコストがかかるといった問題があった。

そこで、最近では、各層ごとに設置されたマルチエアコン３０と接続されてそのマルチエアコン３０の中央制御を可能にする中央制御器４０を別途設置し、管理者が各マルチエアコン３０の室外ユニット２０に接近しなくても複数台の室外ユニット２０及びこれに接続された各室内ユニット１０をこの中央制御器４０を通じて中央制御できるシステムが開発された。

ところが、従来の中央制御器４０は各マルチエアコン３０と直列に接続されるため、マルチエアコン３０を構成する室外ユニット２０または室内ユニット１０の台数が増加すると、中央制御器４０との信号転送が遅れてしまうという問題があった。

しかも、中央制御器４０に接続された複数台の室外ユニット２０のうち一台にでも障害が生じてしまうと、その室外ユニット２０に接続された室内ユニット１０の全部が制御不能となることは言うまでもなく、直列に接続された残りの室外ユニット２０及びそれらにそれぞれ接続された室内ユニット１０の全部が制御不能になるため、不便であった。

これのみならず、中央制御器４０と複数のマルチエアコン３０を接続する通信網に障害が生じた場合にも信号の順次的流れが不可能になるため、マルチエアコン３０が制御不能になるという不具合があった。

本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、単一の室外ユニットを共有する複数の室内ユニットから構成されるマルチエアコンを、使用者が任意にグルーピングしてより広い地域の空気調和を可能にすることにその目的がある。

本発明の他の目的は、各マルチエアコングループを中央制御器に並列接続することによって、制御信号の転送時間を縮めて迅速な制御がなされるようにすると共に、あるマルチエアコングループに通信障害が生じても残りのマルチエアコングループに対しては正常制御を可能にしたため、制御安全性及び使用上の便宜性を増大させられる多重地域統合用エアコンシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明の多重地域統合用エアコンシステムは、冷媒の配分及び循環を制御する室外ユニット及び該室外ユニットを共有して各室に空気を吐出させる１台以上の室内ユニットから構成されるマルチエアコングループが、一つ以上存在するマルチエアコンシステムと、各マルチエアコングループとの通信網を介した信号送受信が可能となるようにグループ別インターフェーシングを行う一つ以上の通信モジュールを備えて、各マルチエアコングループが並列接続される中央制御器と、各マルチエアコングループが中央制御器とネットワーキングされるように、マルチエアコングループと通信モジュールとの間に送受信される信号を仲介する一つ以上のゲートウェイと、を含んで構成される。

マルチエアコンは、冷媒の配分及び循環を制御する室外ユニット、及び該室外ユニットに共有されて各室に空気を吐出させる一つ以上の室内ユニットから構成される。各マルチエアコンは１台の室外ユニットを有する。

このようなマルチエアコンが所定数接続されたものをマルチエアコングループといい、マルチエアコングループは複数台の室外ユニットを持つ。

さらに、マルチエアコングループが一つ以上接続されてシステムを構成するものをマルチエアコンシステムという。また、マルチエアコングループはゲートウェイを通じて中央制御器と接続される。

このため、中央制御器は、各マルチエアコンが接続される通信モジュールが一つ以上備えられ、各マルチエアコングループはゲートウェイを介して通信モジュールと接続されることによって各々並列の関係を持つ。

ここで、中央制御器は、使用者が中央から入力した制御命令信号を該当室外ユニットに転送することによって制御命令に応じた動作制御がなされるようにし、各マルチエアコンを管轄する室外ユニットから各室内ユニット及び室外ユニットの状態情報を受信することにより、中央において全体マルチエアコングループの状態を確認できるようにする。

これにより、広い地域に設置されたマルチエアコンシステムにおいても所定のマルチエアコングループ別に動作制御、状態モニタリングが行えるので制御時間が縮められ、あるマルチエアコングループに通信障害が発生しても、残りのマルチエアコングループは正常に制御できるため、制御安全性を確保することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の多重地域統合用エアコンシステムの実施例を詳細に説明する。

本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの実施例は多数のものが存在可能であり、以下では最も好ましい実施例について説明する。ただし、マルチエアコンシステムを構成する基本的な構造は前に述べた従来技術のそれと同一であるので詳細な説明は省略するものとする。

まず、本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの特徴は、冷媒の配分及び循環を制御する室外ユニット及び該室外ユニットを共有して各室に空気を吐出させる、一台以上の室内ユニットから構成されるマルチエアコングループが一つ以上存在するマルチエアコンシステムと、各マルチエアコングループと通信網を介して信号送受信が可能となるようにグループ別インターフェーシングを行う一つ以上の通信モジュールを備えるとともに、各マルチエアコングループが並列接続される中央制御器と、各マルチエアコングループがこの中央制御器とネットワーキングされるようにマルチエアコングループと通信モジュールとの間に送受信される信号を仲介する一つ以上のゲートウェイと、を含めて構成されることにある。

図２は、本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの概略図であり、図３は、本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの構成図である。図２及び図３に示すように、多重地域統合用エアコンシステムは、マルチエアコングループＭＧ、各マルチエアコングループＭＧと接続されるゲートウェイ２００、及び各ゲートウェイ２００に接続されて空気調和に関する制御命令を転送し、各マルチエアコングループＭＧに属する室内ユニット/室外ユニットの状態情報を把握する中央制御器１００と、を含んで構成される。

マルチエアコン３００は、冷媒の配分及び循環を制御する室外ユニット及び該室外ユニットを共有して各室に空気を吐出させる室内ユニットから構成される。

このようなマルチエアコンが所定数相互に接続されているものをマルチエアコングループＭＧといい、このように地域/種類/構成員などによって任意に複数のマルチエアコン３００をグループにまとめることで、より広い地域への空気調和を可能にし、グループ別制御を通じて制御の便宜性が向上させられる。

更に、このようなマルチエアコングループＭＧが相互接続されてシステムを構成するものをマルチエアコンシステムＭＳという。

中央制御器１００は、各マルチエアコングループＭＧと並列に接続され、通信網を介して信号送受信が可能となるように、各マルチエアコングループＭＧを管轄する１台以上の室外ユニットとインターフェーシングを行う通信モジュール１１０(図４)が一つ以上備えられる。

このとき、各マルチエアコングループＭＧと通信モジュール１１０とが１対１にネットワーキングされるよう、マルチエアコングループＭＧと通信モジュールとの間には信号送受信を仲介するゲートウェイ(図にはＧＷと表記)２００が備えられる。

このように、建物内の各室、各層(各階)、建物全体、地域別に分散設置されるエアコンの数が相当数である場合、各エアコンは一定の規模にグルーピングされてマルチエアコングループＭＧを形成し、このように形成された各マルチエアコングループＭＧは中央制御器１００と並列に接続されるので信号の同時送受信が可能になる。

つまり、図３に示すように、中央制御器１００に並列接続されて統合制御されるマルチエアコングループＭＧ全体がマルチエアコンシステムＭＳとなるのである。

中央制御器１００は、各マルチエアコングループＭＧとの通信網を介した信号送受信が可能となるようにグループ別インターフェーシングを行う一つ以上の通信モジュール１１０を備える。したがって、各マルチエアコングループＭＧは通信モジュール１１０と１対１に接続されて中央制御器１００と並列接続される。

また、このため、通信モジュール１１０は、各マルチエアコングループＭＧが中央制御器１００とネットワーキングされるようにマルチエアコングループＭＧと通信モジュール１１０との間に送受信される信号を仲介するゲートウェイ２００と１対１に接続される。

ゲートウェイ２００は、２つ以上の通信網を相互接続させて通信網間の情報送受信を可能にする装置であり、マルチエアコンシステムＭＳと中央制御器１００の通信モジュール１１０との間に設けられる。

ここで、ゲートウェイ２００に対してそれぞれ、マルチエアコンシステムＭＳはＲＳ−４８５規格の直列通信網を基盤に接続され、中央制御器１００はイーサネット(商標)規格の近距離通信網(ＬＡＮ)を基盤に接続されることが好ましい。

この他にも、建物内部に構築された電話網、１００Ｖ〜２２０Ｖ帯域の低電圧電力線を通じてデータを数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波信号にロードして通信する電力線通信網などを利用しても良い。

このように、通信網の種類によって、通信モジュール１１０には、有線ＬＡＮ(イーサネット)通信モジュール、電力線通信モジュール、無線(ＲＦ)通信モジュールなど様々な通信モジュールを利用することができる。

したがって、ゲートウェイ２００は、イーサネット通信規格を支援する中央制御器１００とＲＳ−４８５通信規格を支援するマルチエアコンシステムＭＳとの間で送受信される信号の通信規格を相互変換する変換処理部２２０を含む。

さらに、ゲートウェイ２００は、ネットワーク網に接続された各マルチエアコン３００の動作状態をスキャニングするスキャニング部２３０と、該スキャニング部２３０によりスキャンされたマルチエアコンの動作状態を、中央制御器１００に転送させる通信モジュール２１０とを含む。

すなわち、各マルチエアコングループＭＧが中央制御器１００に並列に接続され、それぞれのマルチエアコングループＭＧは別途のゲートウェイ２００と通信モジュール１１０を介して中央制御器１００と通信することによって、従来の直列に接続されるマルチエアコンシステムと比べて、所定のエアコンを制御するのに要する信号転送時間が短縮され、この結果、迅速な動作制御または状態モニタリングが可能になる。

そして、各マルチエアコングループＭＧが相互に並列に接続されているため、あるマルチエアコングループＭＧに障害が生じた場合にもその障害がシステム全体には影響しなくなるため、他のマルチエアコングループＭＧは正常に動作制御できる。

また、通信網を介して接続されるエアコンの台数が増加する場合や、設置地域が更に広がる場合には、中央制御器１００内の通信モジュール１１０と、ゲートウェイ２００を追加装着するだけで新しいマルチエアコングループ(図示せず)を接続できるため、マルチエアコンシステムＭＳの拡張が容易である。

次に、中央制御器１００の構成を図３及び図４を参照して更に詳細に説明する。

中央制御器１００は、各マルチエアコングループＭＧを仲介するゲートウェイ２００を介して送受信される信号を処理する一つ以上の通信モジュール１１０と、該一つ以上の通信モジュール１１０を通じて送受信される信号の同期化を行う同期処理部１２０と、該同期処理部１２０により同期化された信号を認識し、入力された制御命令に応じた制御信号を生成する制御部１３０と、を含む。

すなわち、同期処理部１２０は通信モジュール１１０に受信された信号を一定周期に亘って収集し、これらを制御部１３０に同時伝達することによって、各通信モジュール別にそれぞれ受信された信号の同期化を行い、これを制御部１３０に伝達する。

この同期処理部１２０は、各マルチエアコングループＭＧから転送された信号を一定周期に亘って収集するデータ収集モジュール１２１と、一定時間の間データ収集モジュール１２１で収集された各マルチエアコングループ情報を制御部１３０に同時伝達するべくエアコン情報が臨時格納されるバッファ１２２とを含めて構成される。

また、同期処理部１２０は、設定時間の間に各マルチエアコングループＭＧからエアコン情報を収集するためにデータ収集周期をカウントするタイマー１２３を更に含む。

そして、制御部１３０は、入力された制御命令に応じてエアコンの動作が制御されるように制御信号を生成及び転送する制御命令生成モジュール１３１と、エアコンの動作制御結果あるいは動作状態の出力及びエアコン動作制御のための制御命令が入力される制御プログラムが駆動される制御プログラム駆動モジュール１３２とを含んで構成される。これにより、マルチエアコンシステムＭＳを構成する各マルチエアコングループＭＧを同じ制御ロジックで制御できるようになる。

本発明による多重地域統合用エアコンシステムは、Ｍ台ずつグルーピングされたマルチエアコングループＭＧが中央制御器１００と並列接続されて各グループ別に制御がなされるため、信号を収集するのに要する時間が各グループに属するマルチエアコンの数に比例するので、制御時間を效率よく縮めることができる。これに対して従来のエアコンシステムは、全てのマルチエアコンが直列に接続されることから、通信網に接続されたＮ台のマルチエアコンから信号を収集するのに要する時間が、接続されたマルチエアコンの数に比例して増加する。

すなわち、中央制御器１００の同期処理部１２０でデータを収集する時間が設定されると、総数Ｎ台のマルチエアコン３００を有するマルチエアコンシステムＭＳから信号を収集するのに要する時間は、前述の設定された時間以内に短縮させられるのである。

また、中央制御器１００は、マルチエアコンシステムＭＳ、各マルチエアコングループＭＧ、各グループに属する個別室内ユニット及び室外ユニットから構成されるマルチエアコン３００の動作制御のための制御命令が入力される入力部１５０と、制御部１３０の制御に応じてマルチエアコンシステムＭＳ、各マルチエアコングループＭＧ別に、個別マルチエアコン３００の状態情報を外部にディスプレイする出力部１６０と、を含んで構成される。

また、中央制御器１００は、入力部１５０または出力部１６０を通じて使用者とインターフェーシングを行う制御プログラムによって生成された入／出力結果データを、制御部１３０に伝達する命令処理部１４０を更に含む。

また、命令処理部１４０は、出力部１６０に、マルチエアコンシステムＭＳの各マルチエアコングループＭＧ別に、個別マルチエアコン３００の状態情報が使用者にとってわかり易くなるようにディスプレイするためのディスプレイ情報を生成する。

入力部１５０は、タッチ方式で使用者が制御命令を入力できるタッチスクリーンで構成しても良い。この場合、制御プログラムは、使用者によるタッチ入力を可能にする一つ以上のボタンがディスプレイされるようグラフィック・ユーザ・インターフェース(Graphic User Interface：ＧＵＩ)で具現される。

すなわち、制御部１３０は、同期処理部１２０により収集されたマルチエアコンシステムＭＳの信号を受けて各エアコンの状態がディスプレイされるようにすると同時に、入力部１５０から入力された制御命令に応じて制御信号を発令して各エアコンを統合制御できるようにする。

また、中央制御器１００は、制御プログラム駆動モジュール１３２で駆動される制御プログラムを通じて入力される情報、制御結果に応じて変更された各マルチエアコングループＭＧに属する室外ユニット/室内ユニットの設定情報、あるいはネットワーク接続情報、設置地域のエアコン情報、等が格納されるデータベース１７０を更に含む。

上記のように構成される本発明の多重地域統合用エアコンシステムは、一つの室外ユニットを共有する複数台の室内ユニットとから構成されるマルチエアコンが複数接続されてマルチエアコングループＭＧを構成し、これらのマルチエアコングループＭＧが中央制御器１００と並列に接続されるため、各マルチエアコングループＭＧ別に動作制御がなされ、制御時間が短縮されるという効果がある。

また、一つのマルチエアコングループＭＧで通信障害が生じても、残りのマルチエアコングループＭＧは正常に制御可能なので、制御安全性を確保し、使用者の使い勝手のよさを向上させられる効果がある。

また、中央制御器１００のポートに通信モジュール１１０を追加装着するだけで、制御対象となるマルチエアコングループＭＧを拡張させることができるため、大型建物の空気調和をより效率よく行うことができる。

従来技術に係る多重地域統合用エアコンシステムを示す図である。 本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムを示す図である。 本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの構成図である。 本発明に係る多重地域統合用エアコンシステムの中央制御器の詳細構成図である。

符号の説明

１０ 室内ユニット
２０ 室外ユニット
１００ 中央制御器
１１０ 通信モジュール
１２０ 同期処理部
１３０ 制御部
２００ ゲートウェイ
３００ マルチエアコン
ＭＧ マルチエアコングループ
ＭＳ マルチエアコンシステム

Claims (11)

1. 冷媒の配分及び循環を制御する室外ユニットと該室外ユニットを共有して各室に空気を吐出させる１台以上の室内ユニットとをそれぞれ有する複数のマルチエアコンと、
   複数のマルチエアコングループであって、前記複数のマルチエアコングループの各マルチエアコングループは所定数の前記マルチエアコンを含み、前記所定数のマルチエアコンは地域情報、種類情報及び構成員情報の少なくとも１つに従って前記各マルチエアコングループにまとめられる、複数のマルチエアコングループと、
   前記各マルチエアコングループとの通信網を介した信号送受信が可能となるようにグループ別インターフェーシングをそれぞれ行う複数の通信モジュールを備えて、前記各マルチエアコングループが並列接続される中央制御器であって、空気調和に関する制御命令を前記各マルチエアコングループに転送し、前記各マルチエアコングループに含まれる前記室内ユニット及び前記室外ユニットの状態情報を把握する、中央制御器と、
   前記複数のマルチエアコングループと前記複数の通信モジュールとの間をそれぞれ接続する複数のゲートウェイであって、前記複数のマルチエアコングループと前記複数の通信モジュールとの間で送受信される信号をそれぞれ仲介する複数のゲートウェイと、を含んで構成され、
   前記中央制御器は、
   前記各マルチエアコングループを仲介する前記ゲートウェイを介して送受信される信号を処理する一つ以上の前記通信モジュールと、
   前記一つ以上の通信モジュールを通じて送受信される信号の同期化を行う同期処理部と、
   前記同期処理部により同期化された信号を認識し、入力された制御命令に応じた制御信号を生成する制御部と、を含んで構成され、
   前記同期処理部は、
   前記各マルチエアコングループから転送された信号を一定周期に亘って収集するデータ収集モジュールと、
   一定時間の間前記データ収集モジュールで収集された各マルチエアコングループ情報であって、前記複数のマルチエアコングループからのマルチエアコングループ情報の全てが前記一定時間以内に収集される該各マルチエアコングループ情報が前記制御部に同時伝達されるように、エアコン情報が臨時格納されるバッファと、を含んで構成されたことを特徴とする多重地域統合用エアコンシステム。
2. 前記通信モジュールは、有線近距離通信網の通信規格に基づいて有線通信を行う有線通信モジュールであることを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
3. 前記通信モジュールは、電力線を通じてデータ通信を行う電力線通信モジュールであることを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
4. 前記通信モジュールは、無線信号を使ってデータ通信を行う無線通信モジュールであることを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
5. 前記中央制御器は、
   前記マルチエアコンシステム、各マルチエアコングループ、各グループに属する個別室内ユニット及び室外ユニットから構成されるマルチエアコンの動作制御のための制御命令が入力される入力部と、
   前記制御部の制御に応じて全体、グループ別、個別エアコンの状態情報を外部にディスプレイする出力部と、を更に含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
6. 前記中央制御器は、使用者とインターフェーシングを行う制御プログラムを通じて入出力された結果データを前記制御部に伝達する命令処理部を更に含んで構成されたことを特徴とする請求項５に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
7. 前記中央制御器は、各エアコンの設定情報及びネットワーク接続情報、設置地域のエアコン情報が格納されるデータベースを更に含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
8. 前記制御部は、
   入力された制御命令に応じてエアコンの動作が制御されるように制御信号を生成及び転送する制御命令生成モジュールと、
   前記エアコンの動作制御結果あるいは動作状態の出力及びエアコン動作制御のための制御命令が入力される制御プログラムが駆動される制御プログラム駆動モジュールと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
9. 前記同期処理部は、設定時間の間、各マルチエアコングループからエアコン情報を収集するためにデータ収集周期をカウントするタイマを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
10. 前記ゲートウェイは、近距離通信網の通信規格を支援する中央制御器と別の通信規格を支援するエアコンとの間で送受信される信号の、通信規格を相互変換する変換処理部を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の多重地域統合用エアコンシステム。
11. 前記ゲートウェイは、
    ネットワーク網に接続された各マルチエアコンの動作状態をスキャニングするスキャニング部と、
    前記スキャニング部によりスキャンされたマルチエアコンの動作状態が、前記中央制御器に転送されるようにする通信モジュールと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項９に記載の多重地域統合用エアコンシステム。

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