JP5661090B2

JP5661090B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5661090B2
Application number: JP2012278259A
Authority: JP
Inventors: 飯島　宏一; 宏一飯島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: EP2746687A1; ES2767574T3; JP2014122732A; EP2746687B1

Description

本発明は、空気調和機に関する。

従来の空気調和機においては、商用電源の受電方式として、室内機に供給された商用電源を、電源配線を介して室外機に供給する方式（以下、「室内機受電方式」という）、および、室外機側で商用電源を受電して室内機に供給する方式（以下、「室外機受電方式」という）がある。一般に、室内機受電方式では、運転待機時の消費電力（以下、「待機電力」という）の削減を目的として、室内機から室外機への電力供給経路にパワーリレーを設け、運転待機時には室外機への給電を停止するようにしているが、室外機受電方式では、このパワーリレーは不要となる。

室内機受電方式と室外機受電方式とを切り替える手法としては、例えば、「記憶装置、またはジャンパー線やスイッチなどの切替器を有して構成される」受電方式データ部を具備し、記憶装置に記憶された室内機受電方式、および室外機受電方式を識別する情報や、ジャンパー線の有無あるいは位置、切替器の切り替えにより、室内機受電方式と室外機受電方式との切り替えを行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１１７７０４号公報

上記特許文献１に代表される従来の空気調和機は、室内受電機種であるか、あるいは室外受電機種であるかの設定は、製品出荷時に記憶装置内の情報やジャンパー線、切替器を設定しておくか、あるいは、空気調和機の据付時に据付作業者が設定する必要がある。

製品出荷時に上記設定を行う場合には、室内受電機種用および室外受電機種用に各々室内機と室内制御基板とを用意する必要がある。また、これら室内機と室内制御基板とを、室内受電機種用と室外受電機種用とで各々管理する必要があるため、生産時や製品出荷後の管理コストがかかる、という問題があった。

また、空気調和機の据え付け時に上記設定を行う場合には、誤設定により正常に動作しない等の不具合を引き起こす虞がある。また、空気調和機の据付時に上記設定を行うためのジャンパー線や切替器等の部品を実装する必要があるため、部品コストや部品実装コストが上昇する、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室内受電機種であるか、あるいは室外受電機種であるかを設定するための部品や、製品出荷時、あるいは製品据付時の設定作業を要することなく、据え付け時の状況に応じて、室内機受電方式と室外機受電方式とを自動的に切り替え可能な空気調和機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる空気調和機は、室内機と室外機を具備し、前記室内機に供給された商用電源を、電源配線を介して前記室外機に供給する室内機受電方式、および、前記室外機に供給された前記商用電源を、電源配線を介して前記室内機に供給する室外機受電方式の双方に対応した空気調和機であって、前記室内機は、前記室外機との間で通信線を介して所定の通信を行う通信回路と、前記通信回路による前記室外機との通信可否に応じて電源制御を行う電源制御回路と、を備え、前記電源制御回路は、電力受電開始時において、前記通信回路による前記室外機との通信が可能である場合には、前記室外機受電方式であるものと判定して電源制御を行い、前記通信回路による前記室外機との通信が不可能である場合には、前記室内機受電方式であるものと判定して電源制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、室内受電機種であるか、あるいは室外受電機種であるかを設定するための部品や、製品出荷時、あるいは製品据付時の設定作業を要することなく、製品据付時の状況に応じて、室内機受電方式と室外機受電方式とを自動的に切り替えることができ、生産時や製品出荷後の管理コストや、部品・部品実装コストを削減することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる空気調和機の一構成例における室内機受電方式の配線例を示す図である。図２は、実施の形態にかかる空気調和機の一構成例における室外機受電方式の配線例を示す図である。図３は、実施の形態にかかる空気調和機の室内機における受電方式判定フローの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる空気調和機について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態．
＜構成＞
図１は、実施の形態にかかる空気調和機の一構成例における室内機受電方式の配線例を示す図である。また、図２は、実施の形態にかかる空気調和機の一構成例における室外機受電方式の配線例を示す図である。図１、図２に示すように、本実施の形態にかかる空気調和機は、室内機１および室外機２を備えている。

室内機１は、室内機側制御基板３および室内機側端子台５を備え、室内機側制御基板３は、室内機側電源制御回路７、室内機側通信回路９、および商用電源供給用リレー（以下、単に「リレー」という）１１を備えている。なお、リレー１１は、室内機受電方式にて運用する際に、運転待機時において室外機２への商用電源１２の供給を停止する機能を有している。

また、室内機側端子台５は、リレー１１を介して室内機側電源制御回路７の非接地側電源入力端子に接続されるＳ１端子（第１の端子）２１と、室内機側電源制御回路７の接地側電源入力端子に接続されるＳ２端子（第２の端子）２２と、室内機側通信回路９を介して室内機側電源制御回路７の接地側電源入力端子に接続されるＳ３端子（第３の端子）２３と、室内機側電源制御回路７の非接地側電源入力端子に接続されるＬ端子（第４の端子）２４と、Ｓ２端子２２に接続されるＮ端子（第５の端子）２５とを備えている。

Ｌ端子（第４の端子）２４およびＮ端子（第５の端子）２５は、実施の形態にかかる空気調和機を室内機受電方式にて運用する際には、商用電源１２が接続され、室外機受電方式にて運用する際には、室外機２を介して商用電源１２が入力される１組の商用電源入力経路を形成している。また、Ｓ１端子（第１の端子）２１およびＳ２端子（第２の端子）２２は、実施の形態にかかる空気調和機を室内機受電方式にて運用する際に、Ｌ端子（第４の端子）２４およびＮ端子（第５の端子）２５に入力された商用電源１２を、リレー１１を介して室外機２に供給する１組の商用電源出力経路を形成している。

室外機２は、室外機側制御基板４および室外機側端子台６を備え、室外機側制御基板４は、室外機側電源制御回路８および室外機側通信回路１０を備えている。

また、室外機側端子台６は、室外機側電源制御回路８の非接地側電源入力端子に接続されるＬ１端子（第６の端子）２６と、室外機側電源制御回路８の接地側電源入力端子に接続されるＮ１端子（第７の端子）２７と、室外機側通信回路１０を介して室外機側電源制御回路８の接地側電源入力端子に接続されるＳ３’端子（第８の端子）２８と、Ｌ１端子２６に接続されるＬ２端子（第９の端子）２９と、Ｎ１端子２７に接続されるＮ２端子（第１０の端子）３０とを備えている。

Ｌ１端子（第６の端子）２６およびＮ１端子（第７の端子）２７は、実施の形態にかかる空気調和機を室内機受電方式にて運用する際には、室内機１を介して商用電源１２が入力され、室外機受電方式にて運用する際には、商用電源１２が接続される１組の商用電源入力経路を形成している。また、Ｌ２端子（第９の端子）２９およびＮ２端子（第１０の端子）３０は、実施の形態にかかる空気調和機を室外機受電方式にて運用する際に、Ｌ１端子（第６の端子）２６およびＮ１端子（第７の端子）２７に入力された商用電源１２を室内機１に供給する１組の商用電源出力経路を形成している。

図１に示す例は、上述したように室内機受電方式の配線例を示しており、室内機１側のＬ端子２４とＮ端子２５との間に商用電源１２が接続され、室内機１側のＳ１端子２１と室外機２側のＬ１端子２６との間が電源線１３で接続され、室内機１側のＳ２端子２２と室外機２側のＮ１端子２７との間が電源通信共通線１４で接続され、室内機１側のＳ３端子２３と室外機２側のＳ３’端子２８との間が通信線１５で接続される。このように接続することにより、室内機側端子台５のＬ端子２４とＮ端子２５との間に供給された商用電源１２からの電力が室内機側電源制御回路７に供給され、室内機側電源制御回路７がリレー１１を閉じることで電源線１３、電源通信共通線１４を介して室外機側電源制御回路８にも電力が供給される。

図２に示す例は、上述したように室外機受電方式の配線例を示しており、室外機２側のＬ１端子２６とＮ１端子２７との間に商用電源１２が接続され、室内機１側のＬ端子２４と室外機２側のＬ２端子２９との間が電源線１３で接続され、室内機１側のＮ端子２５と室外機２側のＮ２端子３０との間が電源通信共通線１４で接続され、室内機１側のＳ３端子２３と室外機２側のＳ３’端子２８との間が通信線１５で接続される。このように接続することにより、室外機側端子台６のＬ１端子２６とＮ１端子２７との間に供給された商用電源１２からの電力が室外機側電源制御回路８に供給され、電源線１３、電源通信共通線１４を介して室内機側電源制御回路７にも電力が供給される。

室内機側通信回路９は、信号線１５、電源信号共通線１４を介して、室外機側制御基板４の室外機側通信回路１０と所定の通信を行う。

図１に示す室内機受電方式の配線例において、室内機１のＬ端子２４とＮ端子２５との間に商用電源１２を供給すると、室内機側電源制御回路７には商用電源１２から電力が供給されるが、本実施の形態では、この時点ではリレー１１は開放しているものとする。これにより、室外機側制御基板４には電力が供給されていない状態となっている。したがって、この時点では、室内機側通信回路１０には電源が供給されず、室内機側通信回路９と室内機側通信回路１０との間での通信は成立しない。

本実施の形態にかかる空気調和機の運転待機時において、ワイヤレスリモコン（図示せず）等により空気調和機を動作させるための運転開始信号を受信すると、室内機側電源制御回路７は、リレー１１を短絡させ、室外機側制御基板４に電力を供給する。室外機側制御基板４に電力が供給されると、室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で所定の通信を行う。

一方、本実施の形態にかかる空気調和機の運転時において、ワイヤレスリモコン（図示せず）等により空気調和機を停止させるための運転停止信号を受信すると、室内機側電源制御回路７は、リレー１１を開放させ、室外機側制御基板４への電力供給を停止させる。このように、室内機受電方式の配線例では、運転待機時に室外機側制御基板４への電力供給を停止させることにより、待機電力の削減を図ることができる。

なお、図示していないが、室内機１には、機械系統として室内熱交換器、室内ファン、センサー、表示器などが設けられている。また同様に、室外機２には、機械系統として室外熱交換器、室外ファン、冷媒切換弁、圧縮機などが設けられている。

図２に示す室外機受電方式の配線例において、室外機２のＬ１端子２６とＮ１端子２７との間に商用電源１２を供給すると、リレー１１を介することなく、室内機側制御基板３および室外機側制御基板４に電力が供給される。また、商用電源１２が供給され続けている間は、室内機側制御基板３および室外機側制御基板４に電力が供給されているため、室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間での通信が成立する。この室外機受電方式の配線例では、商用電源１２が供給され続けている間は常時通信を行うことにより、室内機１と室外機２との間で常に最新の情報を共有することができるため、運転開始時の立ち上がりを速くすることができる。

以上、本実施の形態における空気調和機の構成について説明した。つぎに、本実施の形態における空気調和機の動作について説明する。

＜動作＞
図１および図２に示す例では、同一の室内機側制御基板３により室内機受電方式および室外機受電方式の双方に対応可能な構成例について説明した。ここでは、実施の形態にかかる空気調和機の室内機における受電方式判定手順について、図１〜図３を参照して説明する。図３は、実施の形態にかかる空気調和機の室内機における受電方式判定フローの一例を示す図である。

室内機１の室内機側制御基板３への電力受電が開始されると（ステップＳＴ１０１）、室内機側電源制御回路７は、室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えたか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。上述したように、この時点ではリレー１１は開放（ＯＦＦ）している。

なお、室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えたか否かを判定する手法としては、例えば、室外機側通信回路１０から予め設定されたフォーマットの信号を室内機側通信回路９が受信したか否かを判定するようにすればよい。この室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えたか否かを判定する手法により、本発明が限定されるものではない。

室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えた場合には（ステップＳＴ１０２；Ｙｅｓ）、室外機受電方式で運用されているものとして（ステップＳＴ１０３）、本受電方式判定フローを終了する。以降、室内機側制御基板３への電力供給が継続し、且つ、室内機１がリセットされるまでの期間は、室外機受電方式で運用されているものとして制御を行う。なお、室外機受電方式で運用されているものとして制御を行う場合には、リレー１１を短絡／開放する制御を行うことはない。

室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えなかった場合には（ステップＳＴ１０２；Ｎｏ）、室内機側制御基板３への電力供給開始時からの室外機側通信回路１０から室内機側通信回路９への通信が正常に行えなかった回数（通信不成立回数）をカウントし、通信不成立回数が所定回数（ここではｎ回）を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。通信不成立回数が所定回数（ここではｎ回）を超えていない場合には（ステップＳＴ１０４；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０２に戻る。通信不成立回数が所定回数（ここではｎ回）を超えた場合には（ステップＳＴ１０４；Ｙｅｓ）、室内機受電方式で運用されているものとして（ステップＳＴ１０５）、運転待機状態に移行する（ステップＳＴ１０６）。

なお、ステップＳＴ１０４では、室内機側制御基板３への電力供給開始時からの通信不成立回数をカウントする手法以外の手法、例えば、室内機側制御基板３への電力供給開始時からの経過時間（通信不成立経過時間）をカウントし、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｘ秒）を超えたか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｘ秒）を超えていない場合には（ステップＳＴ１０４；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０２に戻り、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｘ秒）を超えた場合には（ステップＳＴ１０４；Ｙｅｓ）、室内機受電方式で運用されているものとして（ステップＳＴ１０５）、運転待機状態に移行する（ステップＳＴ１０６）ようにすればよい。あるいは、通信不成立回数および通信不成立経過時間の双方をカウントし、いずれか一方が所定値を超えたか否かを判定し、通信不成立回数あるいは通信不成立経過時間が所定値（ｎ回あるいはｘ秒）を超えていない場合には（ステップＳＴ１０４；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０２に戻り、通信不成立回数あるいは通信不成立経過時間が所定値（ｎ回あるいはｘ秒）を超えた場合には（ステップＳＴ１０４；Ｙｅｓ）、室内機受電方式で運用されているものとして（ステップＳＴ１０５）、運転待機状態に移行する（ステップＳＴ１０６）ようにしてもよい。

その後、図示しないワイヤレスリモコン等から運転開始信号を受信すると、室内機側電源制御回路７は、リレー１１を短絡（ＯＮ）させる（ステップＳＴ１０７）。これにより、室外機２に電力が供給される。

続いて、室内機側電源制御回路７は、室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えたか否かを判定する（ステップＳＴ１０８）。室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えたか否かを判定する手法としては、例えば、室内機側通信回路９から送信された信号に対する室外機側通信回路１０からの応答信号を室内機側通信回路９が受信したか否かを判定するようにすればよい。この室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えたか否かを判定する手法により、本発明が限定されるものではない。

室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えた場合には（ステップＳＴ１０８；Ｙｅｓ）、室内機受電方式における通常制御、例えば、空気調和機の運転を開始する等の制御を行い（ステップＳＴ１０９）、本受電方式判定フローを終了する。

室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えなかった場合には（ステップＳＴ１０８；Ｎｏ）、室外機側制御基板４への電力供給開始時からの室内機側通信回路９と室外機側通信回路１０との間で通信が正常に行えなかった回数（通信不成立回数）をカウントし、通信不成立回数が所定回数（ここではｍ回）を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ１１０）。通信不成立回数が所定回数（ここではｍ回）を超えていない場合には（ステップＳＴ１１０；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０８に戻る。通信不成立回数が所定回数（ここではｍ回）を超えた場合には（ステップＳＴ１１０；Ｙｅｓ）、室内機側電源制御回路７は、通信異常が発生したものとして、リレー１１を開放（ＯＦＦ）させて室外機２への電力供給を停止すると共に、例えば、図示しない表示部への異常表示、もしくは異常音を鳴動させる等の処理を行うことで、通信異常の発生を報知する異常時制御を行い（ステップＳＴ１１１）、本受電方式判定フローを終了する。

なお、ステップＳＴ１１０では、室外機側制御基板４への電力供給開始時からの通信不成立回数をカウントする手法以外の手法、例えば、室外機側制御基板４への電力供給開始時からの経過時間（通信不成立経過時間）をカウントし、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｙ秒）を超えたか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｙ秒）を超えていない場合には（ステップＳＴ１１０；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０８に戻り、通信不成立経過時間が所定時間（ここではｙ秒）を超えた場合には（ステップＳＴ１１０；Ｙｅｓ）、通信異常が発生したものとして、リレー１１を開放（ＯＦＦ）させて室外機２への電力供給を停止すると共に、上述したような異常時制御を行う（ステップＳＴ１１１）ようにすればよい。あるいは、通信不成立回数および通信不成立経過時間の双方をカウントし、いずれか一方が所定値を超えたか否かを判定し、通信不成立回数あるいは通信不成立経過時間が所定値（ｍ回あるいはｙ秒）を超えていない場合には（ステップＳＴ１１０；Ｎｏ）、ステップＳＴ１０８に戻り、通信不成立回数あるいは通信不成立経過時間が所定値（ｍ回あるいはｙ秒）を超えた場合には（ステップＳＴ１１０；Ｙｅｓ）、通信異常が発生したものとして、リレー１１を開放（ＯＦＦ）させて室外機２への電力供給を停止すると共に、上述したような異常時制御を行う（ステップＳＴ１１１）ようにしてもよい。

＜効果＞
以上説明したように、本実施の形態の空気調和機によれば、室内機側制御基板への電力受電開始時において、室外機側通信回路から室内機側通信回路への通信が正常に行えたか否かを判定し、室外機側通信回路から室内機側通信回路への通信が正常に行えた場合には、室外機受電方式で運用されているものとして電源制御を行い、室外機側通信回路から室内機側通信回路への通信が正常に行えなかった場合には、室内機受電方式で運用されているものとして電源制御を行うようにしたので、室内受電機種であるか、あるいは室外受電機種であるかを設定するための部品や、製品出荷時、あるいは製品据付時の設定作業を要することなく、製品据付時の状況に応じて、室内機受電方式と室外機受電方式とを自動的に切り替えることができるので、生産時や製品出荷後の管理コストや、部品・部品実装コストの削減が可能となる。

また、同一の室内機側制御基板で室内機受電方式および室外機受電方式の双方に対応可能としたので、室内側制御基板もしくはその制御用ソフトウェアを室内受電機種、室外受電機種毎に各々開発する必要がないため、開発コストの削減、開発期間の短縮を図ることができる。

なお、上述した実施の形態では、室外機１台に対して室内機が１台接続されるシングル接続構成である場合について説明したが、室外機１台に対して室内機が複数台接続されるマルチ接続構成であっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

１室内機、２室外機、３室内機側制御基板、４室外機側制御基板、５室内機側端子台、６室外機側端子台、７室内機側電源制御回路、８室外機側電源制御回路、９室内機側通信回路、１０室外機側通信回路、１１商用電源供給用リレー（リレー）、１２商用電源、１３電源線、１４電源通信共通線、１５通信線、２１Ｓ１端子（第１の端子）、２２Ｓ２端子（第２の端子）、２３Ｓ３端子（第３の端子）、２４Ｌ端子（第４の端子）、２５Ｎ端子（第５の端子）、２６Ｌ１端子（第６の端子）、２７Ｎ１端子（第７の端子）、２８Ｓ３’端子（第８の端子）、２９Ｌ２端子（第９の端子）、３０Ｎ２端子（第１０の端子）。

Claims

室内機と室外機を具備し、前記室内機に供給された商用電源を、電源配線を介して前記室外機に供給する室内機受電方式、および、前記室外機に供給された前記商用電源を、電源配線を介して前記室内機に供給する室外機受電方式の双方に対応した空気調和機であって、
前記室内機は、
前記室外機との間で通信線を介して所定の通信を行う通信回路と、
前記通信回路による前記室外機との通信可否に応じて電源制御を行う電源制御回路と、
を備え、
前記電源制御回路は、
電力受電開始時において、前記通信回路による前記室外機との通信が可能である場合には、前記室外機受電方式であるものと判定して電源制御を行い、前記通信回路による前記室外機との通信が不可能である場合には、前記室内機受電方式であるものと判定して電源制御を行うことを特徴とする空気調和機。
前記電源制御回路は、電力受電開始時から前記通信回路による通信不成立回数をカウントし、該通信不成立回数が所定回数を超えた場合に、前記室外機との通信が不可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記電源制御回路は、電力受電開始時から前記通信回路による通信不成立経過時間をカウントし、該通信不成立経過時間が所定時間を超えた場合に、前記室外機との通信が不可能であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
前記室内機は、
前記室内機受電方式にて運用する際には、前記商用電源が接続され、前記室外機受電方式にて運用する際には、前記室外機を介して前記商用電源が供給される１組の商用電源入力経路と、
前記室内機受電方式にて運用する際に、前記商用電源入力経路に接続された前記商用電源を、リレーを介して前記室外機に供給する１組の商用電源出力経路と、
を備え、
前記電源制御回路は、前記室内機受電方式にて運用する際に、運転待機時において前記リレーを開放し、前記室外機への給電を停止することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和機。
前記電源制御回路は、電力受電開始時において、前記室内機受電方式であるものと判定し、運転開始時において、前記リレーを短絡して前記室外機への給電を開始した後に、前記通信回路による前記室外機との通信が可能である場合には、前記室内機受電方式における通常制御を行い、前記通信回路による前記室外機との通信が不可能である場合には、前記リレーを開放して前記室外機への給電を停止すると共に、通信異常の発生を報知する異常時制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
前記電源制御回路は、前記室外機への給電開始時から前記通信回路による通信不成立回数をカウントし、該通信不成立回数が所定回数を超えた場合に、前記室外機との通信が不可能であると判定することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
前記電源制御回路は、前記室外機への給電開始時から前記通信回路による通信不成立経過時間をカウントし、該通信不成立経過時間が所定時間を超えた場合に、前記室外機との通信が不可能であると判定することを特徴とする請求項５または６に記載の空気調和機。