JP5222001B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、外部機器と連動して運転を行う空気調和機の制御装置に関するものである。
従来、室内機または室外機と外部機器とを連動させて運転する空気調和機の制御装置が知られている。この制御装置には、外部機器に制御信号を入力または出力するために、複数の入出力端子から構成される外部入出力部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−８９３５１号公報
しかしながら、従来の空気調和機の制御装置は、外部入出力部の各端子にそれぞれ所定の制御信号のみが入出力されるように構成されているため、不要な信号についての入出力端子が設けられる場合がある一方で、スペースの制限などから必要な信号についての入出力端子が不足してしまうという問題があった。
また、空気調和機の制御装置が完成した後で、新たな種類の信号を入出力できるように改造するには、新たな入出力端子を設けるか、または、予備の入出力端子を余分に設けておかなければならなかった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、予備の入出力端子を余分に設けることなく、必要な信号についての入出力端子が不足してしまうことを防止できる空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、室外機および該室外機に接続された少なくとも１台の室内機を制御する空気調和機の制御装置であって、前記室内機および前記室外機以外の異なる外部機器に出力する制御信号および異なる前記外部機器から入力される制御信号を複数種記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数種の制御信号の中から、異なる前記外部機器との連動運転を行うために必要な制御信号を外部出力信号または外部入力信号として選択的に設定する設定部と、前記設定部により設定された前記外部出力信号を前記外部機器に出力するとともに、前記設定部により設定された前記外部入力信号を前記外部機器から入力する外部入出力部と、前記外部入出力部に入力した前記外部入力信号に基づいて前記室内機および前記室外機を制御する制御部とを備える空気調和機の制御装置を採用する。
本発明は、室外機および該室外機に接続された少なくとも１台の室内機を制御する空気調和機の制御装置であって、前記室内機および前記室外機以外の異なる外部機器に出力する制御信号および異なる前記外部機器から入力される制御信号を複数種記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数種の制御信号の中から、異なる前記外部機器との連動運転を行うために必要な制御信号を外部出力信号または外部入力信号として選択的に設定する設定部と、前記設定部により設定された前記外部出力信号を前記外部機器に出力するとともに、前記設定部により設定された前記外部入力信号を前記外部機器から入力する外部入出力部と、前記外部入出力部に入力した前記外部入力信号に基づいて前記室内機および前記室外機を制御する制御部とを備える空気調和機の制御装置を採用する。
本発明によれば、設定部により、記憶部に記憶された複数種の制御信号の中から、外部機器との連動運転を行うために必要な制御信号が外部出力信号または外部入力信号として設定され、外部入出力部から外部出力信号を異なる外部機器に出力するとともに、外部入出力部に入力した外部入力信号に基づいて室内機および室外機が制御される。すなわち、設定部により、外部機器との連動運転に必要な制御信号を任意に設定することができるので、必要な制御信号のための端子が不足してしまうことを防止しつつ、不要な制御信号のための端子を余分に準備することを回避することができる。これにより、外部入出力部の端子数を減らすことができ、制御装置のコスト低減およびコンパクト化を図ることが可能となる。また、新たな種類の制御信号を入出力できるように、制御装置を容易に改造することができる。
上記発明において、前記外部出力信号または前記外部入力信号の種類を表示する表示部を備えることとしてもよい。
表示部に外部出力信号または外部入力信号の種類を表示することで、外部出力信号または外部入力信号の設定作業を容易にするとともに、適正な設定が行われていることをユーザが確認することができる。表示部としては、例えば、７セグメントの表示器を採用することで、外部出力信号または外部入力信号の種類を表示することができる。
表示部に外部出力信号または外部入力信号の種類を表示することで、外部出力信号または外部入力信号の設定作業を容易にするとともに、適正な設定が行われていることをユーザが確認することができる。表示部としては、例えば、７セグメントの表示器を採用することで、外部出力信号または外部入力信号の種類を表示することができる。
上記発明において、前記外部出力信号は、前記空気調和機が運転中であることを示す運転出力信号および前記空気調和機が異常を検出したことを示す異常出力信号の少なくとも一方であることとしてもよい。
外部出力信号を運転出力信号および異常出力信号の少なくとも一方とすることで、空気調和機の遠隔監視や外部機器との連動運転が可能となる。
外部出力信号を運転出力信号および異常出力信号の少なくとも一方とすることで、空気調和機の遠隔監視や外部機器との連動運転が可能となる。
上記発明において、前記外部入力信号は、前記外部機器から、運転の許可／禁止を切換える「外部運転入力」信号、前記空気調和機の運転能力を制御する「デマンド入力」信号、前記空気調和機の運転モードを設定する「冷暖強制入力」信号、および前記空気調和機の騒音を低下させる「静音モード入力」信号の少なくとも一つであることとしてもよい。
外部入力信号を「外部運転入力」信号、「デマンド入力」信号、「冷暖強制入力」信号、「静音モード入力」信号とすることで、それぞれ、外部機器との連動停止、電力のピークカット、運転モードの冷房／暖房の優先設定、静音運転が可能となる。
外部入力信号を「外部運転入力」信号、「デマンド入力」信号、「冷暖強制入力」信号、「静音モード入力」信号とすることで、それぞれ、外部機器との連動停止、電力のピークカット、運転モードの冷房／暖房の優先設定、静音運転が可能となる。
本発明によれば、予備の入出力端子を余分に設けることなく、必要な信号についての入出力端子が不足してしまうことを防止できるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る空気調和機の制御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、本実施形態に係る空調システム１の機能を展開して示したブロック図である。
図１に示すように、空調システム１は、空気調和機２と、空気調和機２の外部に設けられた外部機器９（例えば、加湿器等）とから構成されている。
空気調和機２は、室外機３と、室外機３に接続された室内機５と、室外機３の内部に設けられ、室外機３および室内機５を制御する制御装置７を備えている。
図１は、本実施形態に係る空調システム１の機能を展開して示したブロック図である。
図１に示すように、空調システム１は、空気調和機２と、空気調和機２の外部に設けられた外部機器９（例えば、加湿器等）とから構成されている。
空気調和機２は、室外機３と、室外機３に接続された室内機５と、室外機３の内部に設けられ、室外機３および室内機５を制御する制御装置７を備えている。
制御装置７は、複数種の制御信号を記憶する記憶部１１と、外部機器９に出力する制御信号および外部機器９から入力される制御信号を設定する設定部１３と、外部機器９に制御信号を入出力する外部入出力部１５と、室内機５および室外機３を制御する制御部１７と、設定部１３により設定された情報を表示する表示部１９とを備えている。
記憶部１１には、外部機器９に出力する制御信号および外部機器９から入力される制御信号が複数種記憶されている。
設定部１３は、記憶部１１に記憶された複数種の制御信号の中から、外部機器９との連動運転を行うために必要な制御信号を外部出力信号または外部入力信号として設定するようになっている。
設定部１３は、記憶部１１に記憶された複数種の制御信号の中から、外部機器９との連動運転を行うために必要な制御信号を外部出力信号または外部入力信号として設定するようになっている。
外部入出力部１５は、設定部１３により設定された外部出力信号を外部機器９に出力するとともに、設定部１３により設定された外部入力信号を外部機器９から入力するようになっている。
制御部１７は、外部入出力部１５により入力される外部入力信号に基づいて室内機５および室外機３を制御するようになっている。
表示部１９は、設定部１３により設定された外部出力信号または外部入力信号の種類を表示するようになっており、例えば、７セグメントの表示器を採用することとしてもよい。
制御部１７は、外部入出力部１５により入力される外部入力信号に基づいて室内機５および室外機３を制御するようになっている。
表示部１９は、設定部１３により設定された外部出力信号または外部入力信号の種類を表示するようになっており、例えば、７セグメントの表示器を採用することとしてもよい。
上記構成を有する空調システム１の動作について以下に説明する。ここでは、外部入出力部１３に入力される外部入力信号として外部機器９の発停信号を「外部運転入力」として設定する場合を例に挙げて説明する。
まず、ユーザが設定部１３を操作することにより、外部入出力設定モードが選択され、表示部１９に外部入出力モードの表示が行なわれる。
まず、ユーザが設定部１３を操作することにより、外部入出力設定モードが選択され、表示部１９に外部入出力モードの表示が行なわれる。
そして、ユーザが設定部１３を操作することにより、外部機器９の発停信号の認識種類が表示部１９に表示され、外部入力信号をどのように認識するかを設定する。具体的には、外部入力信号の種類毎に予め登録されたコードが、記憶部１１から読み出されて表示部１９に表示され、ユーザが設定部１３において外部入力信号コード「０」を設定し記憶させることにより、外部機器９の発停信号が「外部運転入力」として設定される。
上記の操作により、制御部１７は外部機器９の発停信号を外部入力信号として認識し、外部機器９の発停信号に基づいて室内機５および室外機３を制御する。具体的には、例えば、外部機器９が停止した場合には、室内機５および室外機３の運転を停止する。なお、以降では説明を簡略化するために、室外機３のみを外部機器９と連動させることとして説明する。
次に、具体的な外部出力信号および外部入力信号の種類について図２および図３を用いて説明する。ここで、図２は外部出力信号の一覧表を、図３は外部入力信号の一覧表を示している。
図２に示す外部出力信号は、室外機３の運転状態に連動して外部機器９を動作させるために出力する制御信号であり、いずれかの信号が有効となった場合に外部出力用リレーをＯＮとする。
図２に示す外部出力信号は、室外機３の運転状態に連動して外部機器９を動作させるために出力する制御信号であり、いずれかの信号が有効となった場合に外部出力用リレーをＯＮとする。
運転出力は、室外機３が運転している場合に外部出力用リレーをＯＮとするものである。ここで、運転とは、例えば、リモコンからの運転指令に基づいて運転している状態であり、送風している状態およびサーモＯＦＦの状態も含むこととする。この運転出力は、例えば、室外機３の遠隔監視や、照明や他の空気調和機との連動に用いられる。
異常出力は、室外機３が異常停止した場合に外部出力用リレーをＯＮとし、異常から復帰した後に、例えば、リモコンからのリセット指令によりＯＦＦとするものである。なお、異常復帰前にリモコンでリセットをしても即座にＯＦＦせずに、その後に異常復帰した場合に自動的にＯＦＦすることとしてもよい(異常リセットの予約)。この異常出力は、例えば、室外機３の遠隔監視、他の機器の緊急停止に用いられる。
コンプＯＮ出力は、室外機３の内部に備えられたコンプレッサ（図示略）が一台でも運転している場合に外部出力用リレーをＯＮとするものである。このコンプＯＮ出力は、例えば、課金管理に用いられる。
ファンＯＮ出力は、室外機３の内部に備えられたファン（図示略）が一台でも運転している場合に外部出力用リレーをＯＮとするものである。このファンＯＮ出力は、例えば、送風補助機等との連動に用いられる。
特殊機器制御用出力では、室外機３を補助するような特殊機器を連動して動作させる場合に、外部出力用リレーをＯＮとする。この特殊機器制御用出力は、例えば、散水機や組み合わせ空気調和機の電磁弁の制御に用いられる。
次に、外部入力信号について以下に説明する。
図３に示す外部入力信号は、外部機器９の状態に連動して室外機３を動作させるため入力される制御信号であり、制御回路を短絡または開放させることにより室外機３を制御する。具体的には、外部入力信号として、「外部運転入力」を設定した場合、図４に示すように、外部入力信号がＯＮ（短絡）している状態において、リモコンを操作（ＰＵＳＨ）することによりエアコン（空気調和機）を運転させる事を許可させ、再びリモコンを操作することによりエアコンを停止させる(通常運転)。また、外部入力信号がＯＦＦ（開放）することによりエアコンを強制停止させる。
なお、上記制御において、図５に示すように、パルス入力により外部入力信号のＯＮ（短絡）およびＯＦＦ（開放）を行うこととしてもよい。この場合のパルス幅は、例えば、５００ｍｓｅｃとする。
図３に示す外部入力信号は、外部機器９の状態に連動して室外機３を動作させるため入力される制御信号であり、制御回路を短絡または開放させることにより室外機３を制御する。具体的には、外部入力信号として、「外部運転入力」を設定した場合、図４に示すように、外部入力信号がＯＮ（短絡）している状態において、リモコンを操作（ＰＵＳＨ）することによりエアコン（空気調和機）を運転させる事を許可させ、再びリモコンを操作することによりエアコンを停止させる(通常運転)。また、外部入力信号がＯＦＦ（開放）することによりエアコンを強制停止させる。
なお、上記制御において、図５に示すように、パルス入力により外部入力信号のＯＮ（短絡）およびＯＦＦ（開放）を行うこととしてもよい。この場合のパルス幅は、例えば、５００ｍｓｅｃとする。
「外部運転入力」は、外部入力により室外機３の運転を許可または禁止するものであって、許可の場合には通常運転が可能であり、禁止の場合には室外機３の運転を禁止する（センターモード停止）。この外部運転入力は、例えば、火災報知器との連動といったビル管理の緊急停止に用いられる。
「デマンド入力」は、室外機３の運転能力を制御するものであって、例えば、電力のピークカットに用いられる。なお、能力制御量を複数の中から選択できるようにしてもよく、全てのコンプレッサの運転を停止させて、室内機５をサーモＯＦＦの状態で送風運転させることとしてもよい。
「冷暖強制入力」は、運転モードを冷房と暖房のいずれかに強制的に切り替えるために入力される制御信号である。
冷暖選択方式のマルチ型空気調和機では、複数の室内機からの運転モード要求に対して先押し優先方式を採用することが一般的である。一方、ホテル等に設置される場合には、先押し優先方式では不都合が生じるため、管理者側が運転モードを事前に決定し、利用者が決定された運転モードでのみ運転可能とする必要がある。この要求に応えるために室外機に直接運転可能なモードを設定し、そのモードでのみ運転可能とし、運転可能モード以外は冷暖アンマッチとして処理する。
冷暖選択方式のマルチ型空気調和機では、複数の室内機からの運転モード要求に対して先押し優先方式を採用することが一般的である。一方、ホテル等に設置される場合には、先押し優先方式では不都合が生じるため、管理者側が運転モードを事前に決定し、利用者が決定された運転モードでのみ運転可能とする必要がある。この要求に応えるために室外機に直接運転可能なモードを設定し、そのモードでのみ運転可能とし、運転可能モード以外は冷暖アンマッチとして処理する。
「静音モード入力」は、室外ファンおよびコンプレッサの最大回転数を抑えることで、運転時の音量を低減するために入力される制御信号である。例えば、夜間における住宅地域の騒音規制に対応するため、外部入力により室外機３の運転音を低減させるために用いられる。ここで、運転音の低減量は、夜間に必要とされる空調能力と騒音規制から決定されるが、一般的には５ｄＢ以上が望ましい。具体的には、ファンおよびコンプレッサから発生する音の寄与率により、目標とするファンの回転数およびコンプレッサの運転周波数または運転台数を制御する。一般的には、ファンの回転数ダウンによる冷房過負荷時の高圧異常や暖房低温時の低圧異常を回避するために、開始条件で室外温度を考慮するが、室外温度に関係なく運転できるようにしてもよい。なお、複数の静音モードを設けてもよく、例えば、静音モード入力１は冷暖房の能力低下を低く抑えているため室外負荷が低いときに有効であり、静音モード入力２は室外負荷を考慮せずに騒音低減を最優先とする場合に有効である。
「油戻し制御強制実施入力」は、コンプレッサから排出された油を配管中から強制的に回収するために入力される制御信号である。油戻し運転のタイミングを手動で管理したい場合には、外部タイマなどで制御することとしてもよい。
「室外ファン防雪制御入力」は、冬季の運転停止中に降雪による室外ファンへの積雪を防止するために、一定時間毎に室外ファンを運転して雪を吹き飛ばすために入力される制御信号である。ファンの起動条件は、外部温度センサによる検出値としてもよいし、スノーセンサ等の検出値としてもよい。
「試運転外部入力」は、室内機または室外機の試運転を外部から実施するために入力される制御信号である。なお、複数の試運転モードを設けてもよく、例えば、試運転外部入力１は全ての室内機または室外機を強制的に運転させるものとし、試運転外部入力２は運転モードを冷房か暖房のいずれかに切り替えるものとしてもよい。
以上のように、本実施形態に係る空調システム１によれば、設定部１３により、記憶部１１に記憶された複数種の制御信号の中から、外部機器９との連動運転を行うために必要な制御信号が外部出力信号または外部入力信号として設定され、外部入出力部１５に入力した外部入力信号に基づいて室内機５および室外機３が制御されるとともに、外部入出力部１５から外部出力信号を外部機器９に出力する。すなわち、設定部１３により、外部機器９との連動運転に必要な制御信号を任意に設定することができるので、必要な制御信号のための端子が不足してしまうことを防止しつつ、不要な制御信号のための端子を余分に準備することを回避することができる。これにより、外部入出力部１５の端子数を減らすことができ、制御装置７のコスト低減およびコンパクト化を図ることが可能となる。また、新たな種類の制御信号を入出力できるように、制御装置７を容易に改造(ソフトウェア変更のみ)することができる。
また、表示部１９に外部出力信号または外部入力信号の種類を表示することで、外部出力信号または外部入力信号の設定作業を容易にするとともに、適正な設定が行われていることをユーザが確認することができる。
また、制御機器単独で設定する事ができ、室内機５、室外機３、リモコン等の通信線設置や冷媒配管の設置等が完了していなくても、設定可能である。
また、制御機器単独で設定する事ができ、室内機５、室外機３、リモコン等の通信線設置や冷媒配管の設置等が完了していなくても、設定可能である。
また、外部出力信号を運転出力信号および異常出力信号の少なくとも一方とすることで、空気調和機の遠隔監視や外部機器との連動運転が可能となる。
また、外部入力信号を「外部運転入力」信号、「デマンド入力」信号、「冷暖強制入力」信号、「静音モード入力」信号とすることで、それぞれ、外部機器との連動運転、電力のピークカット、運転モードの冷房／暖房の優先設定、静音運転が可能となる。
また、外部入力信号を「外部運転入力」信号、「デマンド入力」信号、「冷暖強制入力」信号、「静音モード入力」信号とすることで、それぞれ、外部機器との連動運転、電力のピークカット、運転モードの冷房／暖房の優先設定、静音運転が可能となる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態において外部入力信号に基づいて室外機３のみを制御することとして説明したが、室内機５のみを制御してもよいし、室外機３と室内機５の両方を制御することとしてもよい。
また、制御装置７を室外機３の内部に設けることとして説明したが、室内機５の内部に設けてもよく、室外機３と室内機５の外部に設けることとしてもよい。また、室外機３と室内機５のそれぞれについて制御装置を設けることとしてもよい。
また、外部出力信号および外部入力信号をデフォルトとして設定しておき、設定部１３での操作により後で変更できるようにしてもよい。
例えば、上述の実施形態において外部入力信号に基づいて室外機３のみを制御することとして説明したが、室内機５のみを制御してもよいし、室外機３と室内機５の両方を制御することとしてもよい。
また、制御装置７を室外機３の内部に設けることとして説明したが、室内機５の内部に設けてもよく、室外機３と室内機５の外部に設けることとしてもよい。また、室外機３と室内機５のそれぞれについて制御装置を設けることとしてもよい。
また、外部出力信号および外部入力信号をデフォルトとして設定しておき、設定部１３での操作により後で変更できるようにしてもよい。
１ 空調システム
２ 空気調和機
３ 室外機
５ 室内機
７ 制御装置
９ 外部機器
１１ 記憶部
１３ 設定部
１５ 外部入出力部
１７ 制御部
１９ 表示部
２ 空気調和機
３ 室外機
５ 室内機
７ 制御装置
９ 外部機器
１１ 記憶部
１３ 設定部
１５ 外部入出力部
１７ 制御部
１９ 表示部
Claims (4)
- 室外機および該室外機に接続された少なくとも１台の室内機を制御する空気調和機の制御装置であって、
前記室内機および前記室外機以外の異なる外部機器に出力する制御信号および異なる前記外部機器から入力される制御信号を複数種記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数種の制御信号の中から、異なる前記外部機器との連動運転を行うために必要な制御信号を外部出力信号または外部入力信号として選択的に設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記外部出力信号を前記外部機器に出力するとともに、前記設定部により設定された前記外部入力信号を前記外部機器から入力する外部入出力部と、
前記外部入出力部に入力した前記外部入力信号に基づいて前記室内機および前記室外機を制御する制御部と
を備える空気調和機の制御装置。 - 前記外部出力信号または前記外部入力信号の種類を表示する表示部を備える請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
- 前記外部出力信号は、前記空気調和機が運転中であることを示す運転出力信号および前記空気調和機が異常を検出したことを示す異常出力信号の少なくとも一方である請求項１または請求項２に記載の空気調和機の制御装置。
- 前記外部入力信号は、前記外部機器から、運転の許可／禁止を切換える「外部運転入力」信号、前記空気調和機の運転能力を制御する「デマンド入力」信号、前記空気調和機の運転モードを設定する「冷暖強制入力」信号、および前記空気調和機の騒音を低下させる「静音モード入力」信号の少なくとも一つである請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和機の制御装置。
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