JP5264997B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関するものであり、特に空気調和装置におけるパルス発信装置付の電力量計を用いた電力計測の方式に関する。

欧州のＥＰＢＤ（Energy Performance of Buildings Directive）「建築物のエネルギー性能改善にかかわる欧州指令」や国内省エネルギー法により、設備の省エネルギー改善活動が広く求められており、その中で機器の消費電力の計測と表示を求められることがある。

そこで、下記の特許文献１に開示される従来の空気調和装置においては、消費電力を計測する場合には、室外機および室内機と商用電源の間に配備されたパルス発信装置付の電力量計（以後、電力量計と記載することもある）から発信されたパルス信号を、室外機に備えた専用の電力量計接続回路を用いて電力量を取り込んで、電力量を積算するようにしていた。
また、電力量計を使用しない場合で、室外機が保有するセンサー取り込み値により、消費電力を演算する手法があり、圧縮機、ファン、インバーターのそれぞれの入力電力を演算で求め、その結果をもとに室外機の電力を算出する方法があった（例えば、特許文献２参照）。

国際公開ＷＯ２００７／０３２０６５ Ａ１パンフレット（第４〜５頁、図２） 特開平５−１３３５９０号公報（第３頁、図１）

しかしながら、上記特許文献１に開示された空気調和装置における消費電力量の計測方式では、電力量計から発信されたパルス信号情報は、専用の信号受信手段（電力量計接続回路）を介して室外機の制御部に収集されるため、制御部分とは別に特別な回路を必要としていた。また、電力量計から発信されたパルス信号が、外部ノイズで乱れて、室外機の制御部でパルス信号が認識できない場合に、電力量を精度よく測定することができないという問題もあった。また、電力量計を使用しない場合では精度が悪いという問題があった。ちなみに、電力量計を用いない方法では、誤差が１０〜２０％と精度が悪いが、電力量計を用いる測定方法では１〜３％の誤差である。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、電力量計から発信されるパルス信号を、従来からある空気調和装置を制御する信号を受信する入力回路に、制御用信号と電力量計からのパルス信号とを識別する機能を持たせることによって、特別な専用通信回路を必要とせずに受信することができ、消費電力を算出可能とする空気調和装置を得るものである。

本発明の第２の目的は、複数台の室外機を有するマルチ室外機において、電力量計からのパルス信号を受信できない室外機がある場合に、当該室外機の運転情報と、正常に受信できている室外機の電力と運転情報とから、前記信号を受信できていない室外機の電力を算出し、データーの欠落を防止することができる空気調和装置を得るものである。

本発明の第３の目的は、電力量計から発信されたパルス信号の間隔のみを測定することで測定を簡易にし、簡易な測定においても精度のよい電力、消費電力量、エネルギー消費効率（Coefficient Of Performance（以後、ＣＯＰと記載することもある））を、算出することが可能となる空気調和装置を得るものである。

本発明の第４の目的は、電力量計から発信されたパルス信号が、外部ノイズにより乱れたときでも、パルス信号のノイズ部分を除去してパルス信号を正確に認識し、精度よく消費電力を測定することができる空気調和装置を得るものである。

本発明の第５の目的は、複数台の室外機を有するマルチ室外機において、全体の電力を取りまとめるメインとなる室外機を決めることによって、全ての室外機間で通信する必要がなくなり、またメインの室外機が全体の電力、消費電力量、ＣＯＰを算出するので、集中コントローラーはメイン室外機とだけ通信すればよいので、全体としての通信量を削減することが可能となる空気調和装置を得るものである。

本発明に係る空気調和装置は、室外機と室内機とを有し、前記室外機が、該室外機に供給される電力量を測定するパルス発信装置付電力量計と、該電力量計から発信されたパルス信号を受信する信号受信手段と、前記パルス信号に基づいて前記電力量を測定する制御手段とを備えた空気調和装置において、
前記制御手段が、前記信号受信手段を構成する複数の入力ポートの中で、前記室外機の運転制御信号の入力に使用していない入力ポートの一つを前記電力量計からのパルス信号の入力ポートとして判定する判別手段と、前記パルス信号に基づいて電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出する演算手段とを備えたものである。

このように構成することにより、電力量計からのパルス信号を専用の信号受信回路を必要とすることなく、既存の制御信号用受信回路で、制御信号とパルス信号とを識別して受信することができる。したがって、そのパルス信号に基づいて電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全体構成を示すシステム構成図である。 実施の形態１における室外機の構成を示すブロック構成図である。 実施の形態１における室外機の、制御部の入出力回路のブロック構成図である。 実施の形態１における室外機の制御部の、外部信号用入力回路の回路配線図である。 実施の形態１に係る空気調和装置における、室外機の動作、処理を示す流れ図である。 実施の形態１における室外機の、外部信号用入力回路の入力ポートでの自動判別処理の動作、処理を示す流れ図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全体構成を示すシステム構成図である。 実施の形態２における室外機の構成を示すブロック構成図である。 実施の形態２における室外機の、制御部の入出力回路のブロック構成図である。 実施の形態２に係る空気調和装置における、室外機の動作、処理を示す流れ図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和装置の全体を示すシステム構成図で、図２はこの空気調和装置の室外機の構成を示すブロック構成図である。

各図において、この実施形態の空気調和装置は、室外機１と、室外機１に接続された複数台（本例では３台）の室内機２、３、４と、室内機２、３、４をそれぞれ運転操作する室内機２、３、４に対応したリモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、この空調システム全体の管理・制御を行う集中コントローラー５とを有している。室外機１には電源線６を介して、室内機２、３、４には電源線７を介して、商用電源が給電される。室外機１と、室内機２、３、４と、リモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、集中コントローラー５とは伝送線８でそれぞれ接続されている。また、室外機１と、室内機２、３、４と、リモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、集中コントローラー５とは、伝送線８を介して通信するために、重複しない固有のアドレス数値をもっている。

さらに、室外機１は、いずれも公知の、センサー（温度センサー、圧力センサー等）、ＬＥＶ（電子膨張弁）、熱交換部、圧縮機、およびファンなどから構成されている冷媒回路部９と、冷媒回路部９の圧縮機およびファンの回転数を周波数制御するインバーター部１０と、電力量を計測してパルス信号（例えば、０．０１ｋＷごとに１パルス）を発信するパルス発信装置付きの電力量計１１と、制御部１２（特許請求の範囲でいう制御手段の例）とで構成されている。制御部１２は、マイクロコンピューターなどで構成される中央制御装置１３と、通信を行うための通信回路部１４と、冷媒回路部９、インバーター部１０、および電力量計１１と制御のやり取りを行うための入出力回路１５と、時刻を計時する時計回路部１６と、制御状態などを記憶するメモリー１７とから構成されている。また、電力量計１１と制御部１２とは制御配線１８を介して接続されている。なお、上記の１パルス当たり０．０１ｋＷというのは一般的なパルス発信装置付電力量計の最小の精度を表す電力量である。

図３は、本発明の実施の形態１における室外機１の、制御部１２の入出力回路１５のブロック構成図を示している。図４は、この室外機１の制御部１２の、外部信号用入力回路１９の回路配線図を示している。

制御部１２の入出力回路１５は、インバーター用入出力回路と、センサー用入出力回路と、ＬＥＶ用入出力回路と、伝送線用入出力回路と、電源用入出力回路と、外部信号用入力回路１９（特許請求の範囲でいう信号受信手段の例）とで構成されている。外部信号用入力回路１９は、室外機１への外部からの信号により、デマンド（冷暖房運転を禁止制御する機能）制御や、低騒音運転（最大ファン周波数と最大圧縮機周波数を制御することで騒音レベルを低減する）制御等といった追加機能の制御運転信号の入力回路であり、一般に複数の信号入力ポート２０を備えている。この外部信号用入力回路１９は、入力ポート２０と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスター）２１と、ＦＥＴ２１のドレインに電圧を供給するための電圧供給線２２（例えば５Ｖの供給線）と、制御電圧を供給するための電圧供給線２３（例えば１２Ｖの供給線）と、ＧＮＤとで構成されており、ＦＥＴ２１のドレイン側から中央制御装置１３に接続されている。電圧供給線２２とＦＥＴ２１、電圧供給線２３と入力ポート２０、入力ポート２０とＦＥＴ２１、ＦＥＴ２１のゲートとソースは、それぞれ抵抗を介して接続されており、電圧供給線２３と入力ポート２０はＧＮＤとの間にコンデンサーを配備している。また入力ポート２０と電圧供給線２３との間、入力ポート２０とＧＮＤとの間にはダイオードがそれぞれ接続されている。

パルス発信装置付きの電力量計１１は、出力回路に無電圧接点（電圧を信号として送らない接点）を用いて、ＯＰＥＮ／ＳＨＯＲＴのみの無電圧のパルス信号を発信するような仕組みになっており、制御配線１８を介して、外部信号用入力回路１９の複数ある入力ポート２０の中で、使用していない入力ポート２０に接続されている。ここで、使用していない入力ポート２０とは、室外機１の上記追加機能の運転制御信号を入力するために使用する制御信号用入力ポートがあればその制御信号用入力ポート以外の使用していない入力ポートをいう。すなわち、入力ポート２０は、実際に全部使用する可能性はかなり少ないものである。仮に全て使用する場合があったときは、運転禁止制御があるため電力量の測定を必要としない。

次に、図５を参照して室外機１の動作について説明する。
図５は、室外機１の電源投入から、電力、消費電力量、ＣＯＰの表示までの動作および処理を示す流れ図である。
ステップ１０１で電源を投入すると、商用電源が電源線６を介して室外機１のインバーター部１０、電力量計１１、制御部１２にそれぞれ給電される。ステップ１０２で室外機１に備えている電力量計１１が、室外機１に供給される電力量を計測し、計測した電力量が所定電力量（上記の０．０１ｋＷ）に達するごとに一定幅（例えば、１５０msec）のパルス信号を発信するようになっている。なお、上記の１５０msecは、一般的なパルス発信装置付電力量計の発信するパルス信号幅（１００〜１５０msec)の範囲内の値である。

制御部１２の入出力回路１５の一つとして設けられる外部信号用入力回路１９には、前記追加機能の運転制御の信号を入力するための複数の入力ポート２０があるが、これらの入力ポート２０は追加機能を必要とする場合にのみ使用され、追加機能を必要としない場合は、入力ポート２０は未使用の状態となっている。ステップ１０３で電力量計１１からのパルス信号は制御配線１８を介して送信され、外部信号用入力回路１９の複数ある入力ポートの中で、使用していない入力ポート２０で受信される。

前記追加機能の運転制御は、外部信号用入力回路１９の入力ポート２０のＯＮ／ＯＦＦ（ＳＨＯＲＴ／ＯＰＥＮ）で制御を行うが、外部信号用入力回路１９の入力ポート２０がＯＰＥＮの時は、ＦＥＴ２１のゲートに電圧線２３からの電圧（上記の１２Ｖ）が供給されず、ＦＥＴ２１のドレイン−ソース間がＯＦＦした状態となり、制御電圧（上記の１２Ｖ）が中央制御装置１３に供給されないので、制御は行われない。一方、入力ポート２０がＳＨＯＲＴの時は、ＦＥＴ２１のゲートに電圧線２３からの電圧（上記の１２Ｖ）が供給され、ＦＥＴ２１のドレイン−ソース間がＯＮした状態となり、ゲートから回り込んだ制御電圧（上記の１２Ｖ）が中央制御装置１３に供給され、その結果、追加機能の運転制御（上記のデマンド制御や、低騒音運転制御等）が可能となる。

ここで、外部信号用入力回路１９にある制御信号用入力ポートで電力量計１１からのパルス信号が受信できる理由について説明する。
電力量計１１から発信されるパルス信号は、ＯＰＥＮ／ＳＨＯＲＴのみの無電圧の信号であるので、制御配線１８を介して、この外部信号用入力回路１９の入力ポート２０で受信することが可能となる。つまり、入力ポート２０が未使用の状態であれば、どの入力ポート２０でも電力量計１１から発信されるパルス信号を受信することができる。

そこで、電力量計１１からのパルス信号がどの入力ポート２０で受信されたかを判定する必要がある。これが、後述する図６に示す入力ポート２０の自動判別処理である。その前にまず、電力量計１１から発信されたパルス信号について、以下の処理が行われる。
ステップ１０４で制御部１２の中央制御装置１３は、電力量計１１から発信されたパルス信号が、外部信号用入力回路１９の入力ポート２０で受信された時に、外部ノイズにより乱れたときでも精度よくパルス信号を認識して受信できるように、パルス信号に対してノイズの除去処理を行う。

ここで、パルス信号に対するノイズ除去方法について説明する。
入力ポート２０で受信されるパルス信号に対して、制御部１２の中央制御装置１３は、パルス幅より十分に短い時間（例えば、２．５msec）でスキャンを行う。なお、上記の２．５msecは、パルス信号幅（前記の１５０msec）に対し、ノイズを認識できるぐらい十分に小さな値で、中央制御装置１３がスキャンできる最小の値とする。メモリー１７には予めカウンター変数Ａとして、０≦Ａ≦Ｘ（Ｘは任意の自然数）を設定しておき、中央制御装置１３はパルス信号に対してスキャンを行った結果が、”Ｈｉ”のときはカウンター変数Ａに「＋１」を、”Ｌｏ”のときはカウンター変数Ａに「−１」を加算する。カウンター変数Ａが「Ｘ」になったときに、パルス状態を”Ｈｉ”、カウンター変数Ａが「０」になったときに、パルス状態を”Ｌｏ”に決定する。カウンター変数Ａが「Ｘ」のときは、更に”Ｈｉ”をスキャンしても値は「Ｘ」のままとし、カウンター変数Ａが「０」のときは、更に”Ｌｏ”をスキャンしても値は「０」のままとする。そして、中央制御装置１３は、ステップ１０５でパルス状態が”Ｌｏ”から”Ｈｉ”に変化したタイミングで、時計回路部１６で計時されている時刻に基づいて、パルス幅の測定を開始する。パルス状態が”Ｈｉ”から”Ｌｏ”に変化したタイミングで、パルス幅の測定を終了し、パルス幅最新値として、メモリー１７に保存する。このようにして、”Ｌｏ”から”Ｈｉ”に変化する時のノイズと、”Ｈｉ”から”Ｌｏ”に変化する時のノイズを除去した部分を、パルス信号として認識する。ノイズ除去は、各入力ポート２０で個別に行われる。

そして、リモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａ、若しくは集中コントローラー５により室内機２、３、４を所望のモードで運転するよう指令を出し操作すると、ステップ１０６で室外機１の圧縮機が起動する。圧縮機が初めて起動すると、外部信号用入力回路１９の複数ある入力ポート２０の中で、どの入力ポート２０でパルス信号を受信しているかを確定するために、ステップ１０７で入力ポート２０の自動判別処理を行う。

ここで、入力ポート２０の自動判別処理（特許請求の範囲でいう判別手段の例）について、図６を参照して説明する。
図６は、入力ポート２０の自動判別処理の、圧縮機起動から自動判別処理終了までの、動作および処理を示す流れ図である。

外部信号用入力回路１９の全ての入力ポート２０において、ステップ１１８で外部から信号を受信すると、ステップ１１９でその信号幅を測定する。ステップ１２０で上記の信号幅が、前記パルス信号幅１５０msecが認識できる程度の規定値以内（例えば３００msec）のパルス信号かどうか確認する。規定値以内（上記の３００msec以内）であれば、ステップ１２３で入力ポート２０のいずれかで、確実にパルス信号を認識することのできる規定の回数（例えば２回）受信したかどうか確認し、規定回数（上記の２回）受信した場合、ステップ１２５でその入力ポート２０を電力量計１１からのパルス信号入力ポートとして確定させる。

また、ステップ１２１でパルス信号幅のように短い周期のＯＮ／ＯＦＦではない制御用信号を認識できる一定の時間（例えば１sec以上）”Ｈｉ”状態が続いているか確認し、一定の時間（上記の１sec）以上続いていれば、ステップ１２２でそのポートは前記のデマンド制御信号入力ポートや低騒音制御信号入力ポートといった本来の制御信号入力ポートとして確定させる。上記のパルス信号入力ポートが確定したら、ステップ１２７で入力ポート２０の自動判別処理を終了する。また、ステップ１２４で中央制御装置１３は、圧縮機が起動してから一定の時間（例えば１０分）経過しているか確認し、一定の時間（上記の１０分）以上経過したにもかかわらず、いずれの入力ポート２０にも入力パルスが受信されず、自動判別処理が終了しない場合、ステップ１２６でパルス入力異常と判断する。パルス入力異常と判断したときは、ステップ１１８に戻り、上記の処理を繰り返す。なお、上記の時間（上記の１０分）は、圧縮機が運転しているときに正常に電力量計１１が発信するパルス信号の間隔よりも十分に長い時間とする。一般に、圧縮機の起動時は、数十秒程度で一回パルスがあるので、それを複数回認識できる時間で、長すぎない時間とする。

次に、パルス信号の受信から電力、消費電力量、ＣＯＰの算出までを図５により説明する。
上述のように外部信号用入力回路１９のパルス信号入力ポートが確定して、自動判別処理が終了したら、制御部１２の中央制御装置１３は、ステップ１０８で圧縮機運転中のパルス信号が正常と判断した場合には、時計回路部１６で計時されている時刻に基づいて、ステップ１０９でパルス入力ＯＮと次回のパルス入力ＯＮまでのパルス間隔を計測する。ノイズ除去で述べたパルス状態が”Ｌｏ”から”Ｈｉ”に変化するタイミングで、前回のパルスからのパルス間隔を測定し、その測定結果を最新値として記憶し、新たに次のパルスとの間隔の測定を開始する。なお、初回の場合は、パルス間隔を０とする。このパルス間隔の測定結果は、ステップ１１０で定期的（例えば３０sec毎）に、最新値がメモリー１７に保存される。なお、上記の３０secは瞬時の電力をもとめるために、データーをメモリーに保存する一定のタイミングであり、短すぎるとデーター量が増えてしまい、長すぎるとデーターの更新回数が減り瞬時の電力の更新回数が減るという問題がある。ここでは室外機１が定期的に行う通信タイミングの間隔にあわせている。
中央制御装置１３は、ステップ１１１で１時間をメモリー１７に保存されたパルス間隔で割り、その値に１パルスあたりの電力量（上記の０．０１ｋＷ）を掛けることで１時間あたりの電力を算出する。さらに、ステップ１１２で、この算出した電力を、測定する間隔分（上記の３０sec）の電力量に換算し室外機１の使用時間分を加算することで消費電力量を算出する。中央制御装置１３は電力、消費電力量を定期的（上記の３０sec毎）に算出し、ステップ１１５でメモリー１７に保存する。また、中央制御装置１３は、集中コントローラー５からの計測開始要求をもとに、ステップ１１３で室外機１の能力を電力で割ったエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を算出する。ＣＯＰは、計測が開始されると、電力、消費電力量と同様に定期的（上記の３０sec毎）に算出され、ステップ１１５でメモリー１７に保存される。

一度圧縮機が起動され、入力ポート２０の自動判別処理がされ、パルス間隔測定により電力測定を始めると、圧縮機が停止しても継続して電力測定を行う。ステップ１０８で圧縮機が運転中に、一定時間（上記の１０分）連続してパルス入力がないかどうかを確認し、パルス入力がない場合には、中央制御装置１３は、パルス入力異常と判断する。また圧縮機が運転から停止に変化した時は、次のパルスまでの間隔が長い（上記の測定する３０sec以上）場合に、最新値が大きい値のままとなることを避けるため、電力の最新値をクリアし、最小となる値（例えば、４０Ｗ）を、電力の最新値として設定する。つまり、最小値の４０Ｗは圧縮機を運転していなくてもＣＰＵなどの待機電力で、最低限消費する電力をあらわしている。

中央制御量装置１３がパルス入力異常と判断したときは、ステップ１１４で室外機１の中央制御装置１３が、従来技術で備えているセンサーによるセンサー取り込み値により演算で電力、消費電力量、ＣＯＰの算出を定期的（上記の３０sec毎）に行い、ステップ１１５でメモリー１７に定期的（上記の３０sec毎）に保存する。

室外機１で算出された電力、消費電力量、ＣＯＰは、ステップ１１６で伝送線８を介して表示機能を持つ集中コントローラー５へ定期的（上記の３０sec毎）に送信する。また、室外機１は定期的に電力、消費電力量、ＣＯＰの送信をするだけでなく、集中コントローラー５からの随時の要求によっても、電力、消費電力量、ＣＯＰを送信する。

上記のように、この実施形態１の空気調和装置によれば、ステップ１０２で室外機１に備えられたパルス出力付電力量計１１から出力されたパルス信号が、制御配線１８を介して、ステップ１０３で室外機１にある外部信号用入力回路１９の使用していない入力ポート２０で受信され、ステップ１０９でパルス間隔のみを測定することで、ステップ１１１、１１２、１１３で電力、消費電力量、ＣＯＰを算出する。したがって、従来技術で示した特別な専用回路を必要としないで、既存の空気調和装置を制御する室外機１の外部信号用入力回路１９を使用して、室外機１が消費電力を計測することができ、その結果をステップ１１６で定期的にまたは要求に応じて表示機能を持つ集中コントローラー５へ送信することが可能となる。また、電力量計１１からのパルス信号が、正常に外部信号用入力回路１９の入力ポート２０で受信できないときでも、中央制御装置１３がパルス入力異常と判断し、ステップ１１４で従来から保有しているセンサー取り込み値により電力を演算で算出し、ステップ１１６でその結果を集中コントローラー５に送るため、電力量のデーター欠落を防止することができる。

実施の形態２．
上記の実施の形態１は、室外機１台が電力量計１１のパルス信号をもとに、電力、消費電力量、ＣＯＰを算出するようにしたものであるが、次は、複数台の室外機を用いた実施の形態２を説明する。

図７は、本発明の実施の形態２における空気調和装置の全体を示すシステム構成図である。図８は各室外機の構成を示すブロック構成図である。

各図において、この実施形態の空気調和装置は、複数台（本例では３台）の室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、複数台（本例では３台）の室内機２、３、４と、室内機２、３、４をそれぞれ運転する室内機２、３、４に対応したリモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、集中コントローラー５を有している。室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃには電源線６を介して、室内機２、３、４には電源線７を介して、商用電源が給電される。室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃと室内機２、３、４と、リモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、集中コントローラー５とは、伝送線８でそれぞれ接続されている。また、室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、室内機２、３、４と、リモートコントローラー２ａ、３ａ、４ａと、集中コントローラー５とは、伝送線８を介して通信するために、重複しない固有のアドレス数値をもっており、室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃはそのアドレス数値と室外機１Ａ、１Ｂ、１Ｃがもつ能力の大きさによって、メイン室外機とサブ室外機にわけられる。ここでは、室外機１Ａをメイン室外機、室外機１Ｂ、１Ｃをサブ室外機とする。

さらに、室外機１Ａ〜１Ｃは、それぞれが実施形態１で述べたように、それぞれ公知の、センサー、ＬＥＶ（電子膨張弁）、熱交換部、圧縮機、およびファンなどから構成されている冷媒回路部９Ａ〜９Ｃと、冷媒回路部９Ａ〜９Ｃの圧縮機およびファンの回転数を周波数制御するインバーター部１０Ａ〜１０Ｃと、電力量を計測してパルス信号を発信する発信装置付きの電力量計１１Ａ〜１１Ｃと、制御部１２Ａ〜１２Ｃとで構成されている。制御部１２Ａ〜１２Ｃは、マイクロコンピューターなどで構成される中央制御装置１３Ａ〜１３Ｃと、通信を行うための通信回路部１４Ａ〜１４Ｃと、冷媒回路部９Ａ〜９Ｃ、インバーター部１０Ａ〜１０Ｃ、および電力量計１１Ａ〜１１Ｃと制御のやり取りを行うための入出力回路１５Ａ〜１５Ｃと、時刻を計時する時計回路部１６Ａ〜１６Ｃと、制御状態などを記憶するメモリー１７Ａ〜１７Ｃとから構成されている。また、電力量計１１Ａ〜１１Ｃと制御部１２Ａ〜１２Ｃとは制御配線１８Ａ〜１８Ｃを介して接続されている。

図９は本発明の実施の形態２における室外機１Ａ〜１Ｃの、制御部部１２Ａ〜１２Ｃの入出力回路１５Ａ〜１５Ｃのブロック構成図を示している。

制御部１２Ａ〜１２Ｃの入出力回路１５Ａ〜１５Ｃは、インバーター用入出力回路と、センサー用入出力回路と、ＬＥＶ用入出力回路と、伝送線用入出力回路と、電源用入出力回路と、外部信号用入力回路１９Ａ〜１９Ｃとで構成されており、外部信号用入力回路１９Ａ〜１９Ｃには、複数の信号入力ポート２０Ａ〜２０Ｃがある。なお、外部信号用入力回路１９Ａ〜１９Ｃのそれぞれの回路図は図４のとおりである。電力量計１１Ａ〜１１Ｃから発信されるパルス信号は、制御配線１８Ａ〜１８Ｃを介して外部信号用入力回路１９Ａ〜１９Ｃの複数ある入力ポートの中で、使用していない入力ポート２０Ａ〜２０Ｃで受信される。

次に動作について説明する。
図１０は、室外機１Ａ〜１Ｃの電源投入から、電力、消費電力量、ＣＯＰの表示までの動作および処理を示す流れ図である。
ステップ１２８、１４１でメイン室外機１Ａと、サブ室外機１Ｂ、１Ｃにそれぞれ電源を投入すると、商用電源が電源線６を介して室外機１Ａ〜１Ｃのインバーター部１０Ａ〜１０Ｃ、電力量計１１Ａ〜１１Ｃ、制御部１２Ａ〜１２Ｃにそれぞれ給電される。ステップ１２９、１４２で室外機１Ａ〜１Ｃのそれぞれに備えている電力量計１１Ａ〜１１Ｃが、それぞれの室外機に供給される電力量を計測し、計測した電力量が所定電力量（上記の０．０１ｋＷ）に達するごとに一定幅（上記の１５０msec）のパルス信号を発信するようになっている。実施形態１で述べた方法で、室外機１Ａ〜１Ｃはそれぞれに備えられた電力量計１１Ａ〜１１Ｃからのパルス信号をもとに、ステップ１３０〜１４０、ステップ１４３〜１５３で、それぞれに個別の電力、消費電力量を算出し、メモリー１７Ａ〜１７Ｃに保存する。また室外機１Ａ〜１Ｃは、それぞれの運転情報（圧縮機の周波数等）を定期的（上記の３０sec毎）に、ステップ１４０、１５３でメモリー１７Ａ〜１７Ｃに保存する。

サブ室外機１Ｂ、１Ｃの中央制御装置１３Ｂ、１３Ｃは、ステップ１５４で、測定した電力を、伝送線８を介して定期的（上記の３０sec毎）に、メイン室外機１Ａに送信する。サブ室外機１Ｂ、１Ｃのパルス信号入力ポート未確定時、パルス信号未受信時には、サブ室外機１Ｂ、１Ｃの中央制御装置１３Ｂ、１３Ｃは、ステップ１５５でメイン室外機１Ａに最小の電力量値（上記の４０Ｗ）を送信する。またサブ室外機１Ｂ、１Ｃの中央制御装置１３Ｂ、１３Ｃは、通信回路部１４Ｂ、１４Ｃと伝送線８とを介して、ステップ１５３でメモリー１７Ｂ、１７Ｃに保存されたそれぞれの運転情報（圧縮機の周波数等）をステップ１５４で定期的（上記の３０sec毎）にメイン室外機１Ａに送信する。

ステップ１５６でメイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａは、サブ室外機１Ｂ、１Ｃからの電力を受信するとともに、サブ室外機１Ｂ、１Ｃの運転情報を受信し、ステップ１５７でサブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力と運転情報とをメモリー１７Ａに個別に保存する。ステップ１５８でメイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａは、圧縮機運転中のサブ室外機１Ｂ、１Ｃからの電力量が最小値かどうか確認し、サブ室外機１Ｂ、１Ｃの圧縮機が運転中にもかかわらず最小の電力量値（上記の４０Ｗ）を一定時間（上記の１０分）連続で受信した場合、サブ室外機１Ｂ、１Ｃのパルス入力異常と判断する。また、メイン室外機１Ａのパルス信号入力ポート未確定時、またはパルス信号未受信時には、実施形態１で述べた方法で、ステップ１３４、１３５でメイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａが、メイン室外機１Ａのパルス入力異常と判断する。

メイン室外機１Ａの中央制御量装置１３Ａが、メイン室外機１Ａのパルス入力異常と判断したときは、ステップ１５９で、サブ室外機１Ｂ、１Ｃのどちらもパルス入力が正常かどうかを判断し、室外機１Ｂ、１Ｃのどちらもパルス入力正常と判断したときは、ステップ１６０で、メイン室外機１Ａの中央制御量装置１３Ａがサブ室外機１Ｂ、１Ｃの運転情報と電力とから、メモリー１７Ａに保存されているメイン室外機１Ａの運転情報をもとに、メイン室外機１Ａの電力を類推して算出する。同様に、ステップ１６１でサブ室外機１Ｂ、１Ｃのどちらか、若しくは両方がパルス入力異常と判断したときは、メイン室外機１Ａの運転情報と電力とから、メモリー１７Ａに保存されているパルス入力異常となっているサブ室外機１Ｂ、１Ｃの運転情報をもとに、ステップ１６２でパルス入力異常となっているサブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力を類推して算出する。

また、ステップ１６１で全ての室外機１Ａ〜１Ｃがパルス入力異常となったときは、ステップ１６３でメイン室外機１Ａが、従来技術で備えているセンサー取り込み値により演算で電力の測定を行い、その結果とメイン室外機１Ａの運転情報とサブ室外機１Ｂ、１Ｃの運転情報をもとに、ステップ１６４でサブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力を類推して算出する。

ステップ１６５でメイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａは、サブ室外機１Ｂ、１Ｃからとりこんだ電力とメイン室外機１Ａの電力とを加算することで、室外機１Ａ〜１Ｃの合計の電力を算出する。メイン室外機１Ａ、サブ室外機１Ｂ、１Ｃのいずれかがパルス入力異常の場合は、正常にパルス信号から算出した電力と、運転情報から類推したパルス入力異常となっている室外機の電力とを加算することで、全体の合計の電力を算出する。また全ての室外機１Ａ〜１Ｃが異常の時は、メイン室外機１Ａのセンサー取り込み値により算出した電力と、運転情報から類推したサブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力とを加算することで、全体の合計の電力を算出する。

ステップ１６５で算出したメイン室外機１Ａとサブ室外機１Ｂ、１Ｃの合計電力を、ステップ１６６で測定する間隔分（上記の３０sec）の電力量に換算し全ての室外機１Ａ〜１Ｃの使用時間分を加算することで、室外機１Ａ〜１Ｃの合計の消費電力量を算出する。メイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａはステップ１６８で合計の電力、合計の消費電力量を算出する度に、メモリー１７Ａに保存する。また、ステップ１６７で室外機１Ａ〜１Ｃの合計の能力を合計の電力で割ったエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を算出して、メモリー１７Ａに保存する。ＣＯＰの測定は、集中コントローラー５から室外機１Ａに計測開始要求されることで、計測を始め、電力、消費電力量と同様に定期的（上記の３０sec毎）に算出され、ステップ１６８でメモリー１７Ａに保存される。

ステップ１６９で、ステップ１６５、１６６、１６７でメイン室外機１Ａが算出した合計の電力、消費電力量、ＣＯＰを、伝送線８を介して表示機能を持つ集中コントローラー５へ定期的（上記の３０sec毎）に送信する。また、メイン室外機１Ａは定期的に電力、消費電力量、ＣＯＰの送信するだけではなく、集中コントローラー５からの随時の要求によっても、電力、消費電力量、ＣＯＰを送信する。

上記のように、この実施形態２の空気調和装置によれば、ステップ１２９、１４２で室外機１Ａ〜１Ｃのそれぞれに備えられたパルス発信装置付電力量計１１Ａ〜１１Ｃから発信されたパルス信号を、ステップ１３２、１４５で室外機１Ａ〜１Ｃのそれぞれが、パルス信号の間隔を測定することで、ステップ１３８、１３９、ステップ１５１、１５２で電力、消費電力量を個別に算出する。そして、ステップ１５４でサブ室外機１Ｂ、１Ｃは、伝送線８を介して、メイン室外機１Ａに電力を送信し、ステップ１５６でメイン室外機１Ａが電力をとりまとめて、ステップ１６５、１６６、１６７で合計の電力、消費電力量、ＣＯＰを算出する。したがって、複数の室外機となっても、室外機１Ａ〜１Ｃの個別の電力、消費電力量を算出でき、またステップ１５６でメイン室外機１Ａがサブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力をとりまとめることで、合計の電力、消費電力量、ＣＯＰも算出でき、その結果をステップ１６９で定期的にまたは要求に応じて表示機能を持つ集中コントローラー５へ送信することが可能となる。

また、室外機１Ａ〜１Ｃのいずれかで、電力量計１１Ａ〜１１Ｃからのパルス信号が、正常に外部信号用入力回路１９Ａ〜１９Ｃの入力ポート２０Ａ〜２０Ｃで受信できないときでも、メイン室外機１Ａの中央制御装置１３Ａがそれぞれの室外機１Ａ〜１Ｃのパルス入力異常と判断し、パルス入力異常の室外機の電力を、前記パルス入力異常の室外機の運転情報と、他の正常な室外機の運転情報と電力とから類推して算出し、ステップ１６９で合計電力を集中コントローラー５に送信するため、電力量のデーター欠落を防止することができる。

またすべての室外機でパルス入力異常となっても、メイン室外機１Ａが従来から保有しているセンサー取り込み値により電力を演算で算出し、サブ室外機１Ｂ、１Ｃの電力は、サブ室外機１Ｂ、１Ｃの運転情報と、メイン室外機１Ａの運転情報と電力とから類推して算出し、ステップ１６９で合計電力を集中コントローラー５に送信するため、電力量のデーター欠落を防止することができる。

ところで、上記説明では、本発明を複数の室外機を備える場合で、サブ室外機の電力をメイン室外機がとりまとめる場合について述べたが、サブ室外機と同じ要領で、複数の室内機にそれぞれ電力量計を備え、合計の電力をメイン室外機がとりまとめることに利用できることはいうまでもない。

また、上記説明では電力をとりまとめる役割を、室外機がもつ能力やアドレスから決定したメイン室外機が行ったが、サブ室外機のどれか一つが電力をとりまとめて、全体の電力、消費電力量、ＣＯＰを算出しても、所期の目的を達成し得ることはいうまでもない。

１ 室外機、１Ａ メイン室外機、１Ｂ、１Ｃ サブ室外機、２、３、４ 室内機、２ａ、３ａ、４ａ リモートコントローラー、５ 集中コントローラー、６、７ 電源線、８ 伝送線、９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 冷媒回路部、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ インバーター部、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 電力量計、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 制御部、１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 中央制御装置、１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ 通信回路部、１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 入出力回路、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 時計回路部、１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ メモリー、１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ 制御配線、１９、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ 外部信号用入力回路、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 入力ポート、２１ ＦＥＴ、２２、２３ 電圧供給線。

Claims (7)

1. 室外機と室内機とを有し、前記室外機が、該室外機に供給される電力量を測定するパルス発信装置付電力量計と、該電力量計から発信されたパルス信号を受信する信号受信手段と、前記パルス信号に基づいて前記電力量を測定する制御手段とを備えた空気調和装置において、
   前記制御手段が、前記信号受信手段を構成する複数の入力ポートの中で、前記室外機の運転制御信号の入力に使用していない入力ポートの一つを前記電力量計からのパルス信号の入力ポートとして判定する判別手段と、前記パルス信号に基づいて電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出する演算手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 複数台の室外機と複数台の室内機とを有し、各室外機が、当該室外機に供給される電力量を測定するパルス発信装置付電力量計と、該電力量計から発信されたパルス信号を受信する信号受信手段と、前記パルス信号に基づいて前記電力量を測定する制御手段とを備えた空気調和装置において、
   各室外機の制御手段が、前記信号受信手段を構成する複数の入力ポートの中で、前記室外機の運転制御信号の入力に使用していない入力ポートの一つを前記電力量計からのパルス信号の入力ポートとして判定する判別手段と、前記パルス信号に基づいて電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出する演算手段とを備え、
   メインとなる室外機の制御手段がサブとなる室外機の電力をとりまとめ、全体の電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出することを特徴とする空気調和装置。
3. 前記複数台の室外機を有する空気調和装置において、前記パルス発信装置付電力量計からのパルス信号を受信できない室外機がある場合には、他のパルス発信装置付電力量計からのパルス信号を受信できている室外機が、前記受信できない室外機の電力を算出する手段を有することを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
4. 前記室外機の制御手段は、前記パルス発信装置付電力量計からのパルス信号が規定の複数回入力したとき、当該入力ポートをパルス信号受信用入力ポートとして確定する手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
5. 前記室外機の制御手段は、前記パルス発信装置付電力量計から発信されたパルス信号のパルス間隔のみを測定し電力、消費電力量、ＣＯＰを算出することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
6. 前記室外機の制御手段は、前記パルス発信装置付電力量計から発信されたパルス信号のノイズを除去する手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和装置。
7. 前記信号受信手段が前記パルス信号を受信できない場合において、前記室外機の制御手段が、パルス入力異常と判断したときには、前記室外機が保有するセンサー取り込み値により、電力、消費電力量、エネルギー消費効率を算出することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。

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