JP6166934B2

JP6166934B2 - 空気調和機

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Publication number: JP6166934B2
Application number: JP2013084107A
Authority: JP
Inventors: 真介光森
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN104101063A; CN104101063B; JP2014206328A

Description

本発明の実施の形態は、空気調和機に関する。

空気調和機には、リモコンと室内機の間および室内機と室外機の間における制御信号のやり取りをする伝送機構を有している。このような空気調和機では、室内機と室外機にあっては、外部入出力機構をそれぞれ備えているものが知られる。この外部入出力機構は、この空気調和機以外の外部機器、例えば加湿器等に対して信号を出力するようになっている。リモコンは、各外部入出力機構の入出力信号の種類を設定する設定器と、この設定器で設定した入出力信号の種類を表示する表示器を有する（特許文献１）。

特許第３３７９００６号公報

ところで、従来の空気調和機では、リモコンの設定器により設定された入出力信号が、リモコンの制御機構の指令により、室内機の外部入出力機構や室外機の外部入出力機構に送られるようになっている。しかし、リモコンの制御機構から各外部入出力機構に対して、予め決められた種類の入出力信号を固定的にしか送ることができない。

このため、設置作業者が、空気調和機を設置する現場の施工状況に応じて、室内機側から出す出力信号を、この空気調和機以外の外部接続機器、例えば加湿器等の外部接続機器の種類の変更や数、出力内容の変更に対応して、多種多様に柔軟に設定することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、空気調和機を設置する現場において、空気調和機以外の複数の外部接続機器に対する出力信号を多種多様に設定して、これらの外部接続機器に対する出力信号の設定を、柔軟に変更することができる空気調和機を提供することにある。

本発明の実施の形態の空気調和機は、主制御部と、前記主制御部に接続されて複数の外部の接続機器に対して出力信号を供給するために追加的に設定される追加制御部と、を有する空気調和機であって、前記主制御部は、前記追加制御部に対して空気調和機の運転状況を示す複数の出力信号を供給し、前記追加制御部は、前記複数の出力信号の中から任意の複数の前記出力信号の論理演算を指定して設定する出力信号設定部と、前記出力信号設定部で設定された前記論理演算を実行するコンピュータと、前記コンピュータから出力される前記論理演算結果に基づく出力信号を、前記外部の接続機器に供給する信号出力部と、を備えることを要旨とする。

本発明の第１実施形態の空気調和機のシステムを示す図である。図２（Ａ）は、図１に示す空気調和機においてオプション基板である追加制御部に対して送信される複数の出力信号により構成される出力信号群ＳＳの例を示しており、図２（Ｂ）は、オプション基板である追加制御部において選択して、複数の外部接続機器に対して設定可能な出力信号群の例を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施するための形態（以下、実施形態と称する）を説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の空気調和機１のシステムを示す図である。

図１に示す空気調和機１は、例えば室内機の例を示しており、この空気調和機１は、主制御部１０と、追加制御部１１と、遠隔操作ユニット（以下、単にリモコンという）２と、センサ３を有している。

図１に示す主制御部１０は、空気調和機１の全体の制御を行う制御基板である。主制御部１０は、マイクロコンピュータのようなコンピュータ２０と、コネクタ２１を有しており、コンピュータ２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）２２を含んでいる。リモコン２は、主制御部１０のコンピュータ２０に対して、無線あるいは有線により電気的に接続されている。リモコン２からの制御信号ＭＳが主制御部１０のコンピュータ２０に送信されることで、リモコン２側から、主制御部１０のコンピュータ２０に制御信号ＭＳにより必要な指令を与えることができる。

センサ３は、温度センサや湿度センサ等で、被空調室の室内温度や湿度を検出して検出信号ＴＳを主制御部１０のコンピュータ２０に送信する。これにより、主制御部１０のコンピュータ２０は、検出信号ＴＳに基づいて、必要な制御を行うことで室内の空気調和を行うとともに、必要に応じて後で説明する外部接続機器、例えば除湿機や補助暖房器（ヒータ）、サーキュレータ用送風機や加湿器等に出力信号を送って動作させることができる。

一方、図１に示す追加制御部１１は、空気調和機１に対して、例えば空気調和機１を設置する現場において、設置作業者が空気調和機１の主制御部１０に対して、追加的に任意に接続することができる、いわゆるオプション基板である。この追加制御部１１は、主制御部１０の基板上に設けられたコネクタ２１に電気的に配線を接続することで動作する。空気調和機１に後述する外部接続機器６４，６５，６６を接続する必要がない場合には、追加制御部１１を接続しなくてよい。この場合、コネクタ２１は、接続なしの空き状態のままで良い。なお、コネクタ２１には、電源端子も含まれており、コネクタ２１を介して追加制御部１１を主制御部１０に接続することで電源ライン４０を通じて追加制御部１１に動作用の電源供給が行われる。

追加制御部１１は、マイクロコンピュータのようなコンピュータ３０と、手動設定切換可能な複数個の出力信号設定部としての出力信号設定器５１，５２，５３と、駆動回路３１，３２，３３と、複数個の信号出力部４１，４２，４３と、を有している。３つの出力信号設定器５１，５２，５３は、コンピュータ３０の入力端子に接続され、ディップスイッチやロータリスイッチ等の設定切り替えが可能なスイッチからなり、設置作業者が設置時に出力が必要な条件を選択設定できるようになっている。なお、図１には、つまみを回転させて矢印で項目を選択するロータリスイッチの例で記載している。駆動回路３１，３２，３３は、コンピュータ３０の出力端子と接続され、コンピュータ３０からの指令に基づき、後段に接続されている各信号出力部４１，４２，４３にＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。各駆動回路３１，３２，３３と接続される３つの信号出力部４１，４２，４３は、それぞれ、例えば、リレースイッチとその出力端子からなり、各駆動回路３１，３２，３３の出力によりＯＮ／ＯＦＦ（または電圧出力あり／なし）駆動される。

出力信号設定器５１，５２，５３、駆動回路３１，３２，３３及び信号出力部４１，４２，４３は、１対１に対応しており、出力信号設定器５１，５２，５３の設定内容に応じて信号出力部４１，４２，４３の出力が変化する。

コンピュータ３０は、ＣＰＵ（中央処理装置）５２を含んでおり、コンピュータ３０は、主制御部１０のコネクタ２１に電気的に接続される。コンピュータ２０のＣＰＵ２２が出力する複数の出力信号により構成される出力信号群ＳＳは、主制御部１０のコネクタ２１と信号線２９を通じて、追加制御部１１のコンピュータ３０のＣＰＵ（中央処理装置）５２に対して、定期的に送信される。この主制御部１０から追加制御部１１への出力信号群ＳＳの送信は、短時間で繰り返し送信されているため、ほぼリアルタイムで主制御部１０の情報が追加制御部１１へと伝達されるようになっている。

図１の追加制御部１１では、３つの出力信号設定器５１，５２，５３と、３つの信号出力部４１，４２，４３が用いられているが、出力信号設定器５１，５２，５３の数と、信号出力部４１，４２，４３の数は、複数の出力信号により構成される出力信号群ＳＳの出力信号の種類の数よりも少なく設定されている。これにより、複数の出力信号から構成される出力信号群ＳＳは、この複数の出力信号の数に比較して少ない数の出力信号設定器５１，５２，５３と信号出力部４１，４２，４３により、切替えて選択して出力させることができるので、出力信号群ＳＳを構成する複数の出力信号の数が増えても、少ない数の出力信号設定器５１，５２，５３と信号出力部４１，４２，４３を用いれば済むので、追加制御部１１の小型化と軽量化が図れる。すなわち、出力信号設定器５１，５２，５３と信号出力部４１，４２，４３は、各々が１つの外部接続機器６４〜６６に対応するものであり、接続されるであろう外部機器の台数分だけ必要となる。しかしながら、現実に設置されている空気調和機１においては、３種類以上の外部機器６４〜６６との接続が必要となる可能性は極めて低い。したがって、３つの外部接続機器６４〜６６を接続可能としておけば、ほぼ１００％の設置形態に対応が可能である。

３つの信号出力部４１，４２，４３は、空気調和機１の外部に任意に接続される複数の外部接続機器６４，６５，６６に対して制御用の出力信号を出力するようになっている。

次に、上述した構成の空気調和機１の動作を、図１と図２を参照しながら説明する。

図２は、出力信号の例を示しており、図２（Ａ）は、図１に示す空気調和機１において主制御部１０からオプション基板である追加制御部１１に対して送信される複数の出力信号により構成される出力信号群ＳＳの例を示している。図２（Ｂ）は、オプション基板である追加制御部１１において選択して設定可能な、外部接続機器６４〜６６に対する出力信号ＲＳ（設定可能な出力信号群）の例を示している。

外部接続機器としては、除湿器、補助ヒータ、サーキュレータ送風機、加湿器等があり、このような外部接続機器の種類は、空気調和機１を設置する現場において用途により任意に選択して用意される。

図２（Ａ）に例示するように、複数の出力信号群ＳＳとしては、例えば冷房ドライ出力ＳＳ１、暖房出力ＳＳ２、・・・送風出力ＳＳＮ−１、加湿出力ＳＳＮ等の空気調和機の運転状況を示す複数の出力信号である。この複数の出力信号ＳＳは、コンピュータ２０のＣＰＵ２２が、空気調和機の運転状況に応じて作成し、作成された複数の出力信号ＳＳは、主制御部１０のコネクタ２１を通じて、コンピュータ３０のＣＰＵ（中央処理装置）５２に対して、定期的に送信されている。

また、図２（Ｂ）に例示するように、外部接続機器に対して設定可能な出力信号ＲＳとしては、出力信号設定器５１，５２，５３の設定により、未出力、冷房ドライ出力、暖房出力、・・・送風出力、加湿出力、暖房出力ａｎｄ加湿出力等を設定することができる。

空気調和機１の運転状態に基づき、主制御部１０は、図２（Ａ）に例示する出力信号群ＳＳの出力信号ＳＳ１、ＳＳ２、・・・ＳＳＮ−１、ＳＳＮを、信号線２９を介して出力する。例えば、空気調和機１が冷房運転中であれば、冷房ドライ出力ＳＳ１に“１”が設定されて送信され、暖房運転中ではないため、暖房出力ＳＳ２に“０”が設定されて送信される。

追加制御部１１のコンピュータ３０のＣＰＵ５２は、出力信号ＳＳ１、ＳＳ２、・・・ＳＳＮ−１、ＳＳＮを受信する。

このオプション基板（付属品）である追加制御部１１においては、コンピュータ３０が出力信号設定器５１，５２，５３の設定内容に応じて、これらの出力信号群ＳＳの出力信号ＳＳ１、ＳＳ２、・・・ＳＳＮ−１、ＳＳＮの中から必要な出力信号を取捨選択して出力を行うか、もしくは複数の出力信号の中から任意の複数の出力信号の論理演算結果を出力する。すなわち、出力信号設定器５１，５２，５３は、コンピュータ３０が出力する信号として、出力信号群ＳＳの出力信号ＳＳ１、ＳＳ２、・・・ＳＳＮ−１、ＳＳＮの中から必要な１つの出力信号を設定するか、もしくは複数の出力信号の中から任意の複数の出力信号の論理演算結果を出力信号として設定するか選択可能である。

以下、追加制御部１１の動作を説明する。追加制御部１１のコンピュータ３０は、主制御部１０のコンピュータ２０から信号線２９を通じて送られてくる複数の出力信号により構成される出力信号群ＳＳを、定期的に受信している。３つの出力信号設定器５１，５２，５３は、設置現場において、設置作業者により必要な出力信号が選択して設定される。

追加制御部１１のコンピュータ３０は、３つの出力信号設定器５１，５２，５３に設定された内容と合致する出力信号を受信した場合にのみ、対応する駆動回路３１，３２，３３にＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。この結果、駆動回路３１，３２，３３は、対応する信号出力部４１，４２，４３に対し、コンピュータ３０からＯＮ信号を受信するとＯＮに、ＯＦＦ信号を受信するとＯＦＦになるように駆動信号を出力する。

一例を挙げれば、空気調和機１の設置作業者が、外部接続機器として除湿器及び補助ヒータを設置する場合、設置作業者は、例えば、外部接続機器６４を除湿機とし、外部接続機器６５を補助ヒータとして選定する。そして、信号出力部４１の出力端子を除湿機の電源ライン途中に挿入接続し、信号出力部４２の出力端子を補助ヒータの電源ライン途中に挿入接続する。さらに、出力信号設定器５１に冷房ドライ出力ＳＳ１を設定し、出力信号設定器３２に暖房出力を設定する。

この場合には、追加制御部１１のコンピュータ３０は、主制御部１０のコンピュータ２０から、図２（Ａ）に示す信号線２９を通じてほぼ常時送られてくる出力信号群ＳＳの内の冷房ドライ出力ＳＳ１を、駆動回路３１に対して出力させる。従って、冷房ドライ出力ＳＳ１は、駆動回路３１から信号出力部４１に送られ、信号出力部４１は、これに接続されている外部接続機器である除湿機に冷房ドライ出力ＳＳ１のＯＮ／ＯＦＦと同じ信号を供給することができる。この結果、冷房ドライ運転中においては、除湿機を空気調和機１と連動してＯＮ／ＯＦＦ動作させることが可能となる。

同様に、暖房運転中には冷房ドライ出力ＳＳ１は、ＯＦＦとなる代わりに、暖房出力ＳＳ２がＯＮとなる。このため、出力信号設定器５１の設定に基づき、コンピュータ３０は、駆動回路３１に冷房ドライ出力ＳＳ１のＯＦＦを出力し、信号出力部４１はＯＦＦとなり、除湿機は停止する。

一方、出力信号設定器５２の設定に基づき、コンピュータ３０は、駆動回路３２に暖房出力ＳＳ２であるＯＮ信号を出力し、これにより信号出力部４１がＯＮとなり、補助ヒータが運転を行う。

このように、追加制御部１１は、空気調和機１の主制御部２０に対して接続されると、主制御部２０から追加制御部１１には、通信線２９を通じて複数の出力信号から構成される出力信号群ＳＳが、供給される。追加制御部１１では、設置作業者が、複数個の出力信号設定器５１，５２，５３を切替えることで、複数の出力信号から構成される出力信号群ＳＳの出力信号の中から特定の内容の出力を選定することができる。出力信号設定器５１，５２，５３の切替えを行うことにより、出力信号群ＳＳの出力信号ＳＳ１からＳＳＮまでの多種多様な出力信号からの取捨選択の設定が、空気調和機１に接続しようとする外付けの加湿器や補助暖房器や加湿器あるいはサーキュレータ用送風機等の多数の外部接続機器に対して選択して行うことができる。

従って、図１と図２に示す本発明の第１実施形態の空気調和機１では、空気調和機を設置する現場において、空気調和機以外の複数の外部接続機器に対する出力信号を多種多様に設定して、これらの外部接続機器に対する出力信号の設定を、柔軟に変更することができる。

さらに、追加制御部１１のコンピュータ３０は、主制御部１０のコンピュータ２０から送られてくる出力信号群ＳＳそのものを駆動回路３１〜３３を介して信号出力部４１〜４３に出力するだけでなく、出力信号群ＳＳの複数を論理演算して得られた結果に基づき信号出力部４１〜４３を制御することも可能である。

たとえば、出力信号設定器５１〜５３には、図２（Ｂ）のような設定が可能となっている。ここで、出力信号設定器５１〜５３に「Ｆ」を設定すると「暖房出力アンド加湿出力」が選定できる。したがって、「Ｆ」を設定した出力信号設定器５１〜５３に対応する信号出力部４１〜４３に外部接続機器として加湿器を接続すれば、加湿が必要とされる加湿出力時の期間であって、かつ暖房時に限り加湿器を運転させることができるようになる。なお、加湿出力とは、空気調和機の運転中に被空調室の湿度を測定する湿度センサ３が所定値以下の湿度を検出した場合に出力が“１”となり、湿度センサが所定値より大きい湿度を検出した場合には出力が“０”となる。

同様に「Ｇ」を選択した場合には「暖房出力ＯＲ加湿出力」が選定できる。この場合には、信号出力部４１〜４３に外部接続機器として接続された加湿器は、加湿が必要とされる加湿出力時及び暖房時のいずれかが出力されている期間において加湿器を運転させることができ、単に部屋の湿度を高めたい場合には、この設定が有効に利用できる。

本実施形態においては、出力信号設定器５１，５２，５３の設定のうち、「０」〜「Ｅ」は、主制御部１０のコンピュータ２０から送られてくる出力信号群ＳＳの１つを選択して、その結果を駆動回路３１〜３３を介して信号出力部４１〜４３に出力している。一方、出力信号設定器５１，５２，５３の設定で「Ｆ」以降は、主制御部１０のコンピュータ２０から送られてくる出力信号群ＳＳの内、２つ以上の出力信号の論理演算結果を駆動回路３１〜３３を介して信号出力部４１〜４３に出力するようになっている。

したがって、追加制御部１１のコンピュータ３０では、単に主制御部１０のコンピュータ２０から送られてくる出力信号群ＳＳのデータに対応した出力だけでなく、これらのデータに含まれる２つ以上の複数のデータのアンド、オア、排他的論理和等を用いた論理演算の結果で得られる極めて多種の外部出力を行うことができる。

ただし、出力として新たな論理演算を用いた結果を使用する場合には予め追加制御部１１のコンピュータ３０に必要な論理演算の処理を記憶させておくとともに出力信号設定器５１〜５３に選択できる論理演算の設定を対応させておかなければならない。

この場合においても、主制御部１０は、従来通り出力信号群ＳＳのデータを送信するのみでよいので、新たな論理演算結果を出力に使用する場合でも、主制御部１０の出力信号群ＳＳの内容を変更する必要はない。このため、主制御部１０を新規に開発することなく、既存の空気調和機１のままで、主制御部１０に接続される追加制御部１１のみを新規に開発すればよい。

この仕組みにより、空気調和機１の設置後に、新たな外部接続機器を接続させたい場合にも主制御部１０はそのままで、追加制御部１１を接続すればよく、汎用性が高い。

また空気調和機１の設置作業者は、３つの出力信号設定器３１，３２，３３に同じ種類の出力設定を行うことも可能である。この場合には、信号出力部４１，４２，４３からは同じ出力信号が出力されることになる。

例えば、追加制御部１１のコンピュータ３０は、主制御部１０のコンピュータ２０から、信号線２９を通じてほぼ常時送られてくる出力信号群ＳＳの内の冷房ドライ出力ＳＳ１を、全ての駆動回路３１，３２，３３に対して同じタイミングで出力する。各冷房ドライ出力ＳＳ１は、駆動回路３１，３２，３３を通じて信号出力部４１，４２，４３にそれぞれ送られる。

このため、信号出力部４１，４２，４３は、外部接続機器として接続されている除湿器を、同じタイミングでＯＮ／ＯＦＦすることができる。これは、１台の除湿器では、除湿能力不足であるため、複数台の除湿機を同じように動作させたい場合に有効である。なお、いずれか１つの出力信号部に複数の外部接続機器を並列接続する方法も考えられるが、信号出力部のリレー等では、流すことのできる定格電流に制限があるため、その範囲内でしか並列接続できない。除湿機や加湿器等の加熱を必要とする外部接続機器の場合は流れる運転電流が大きくなるため、並列接続は不可となり、１つの外部接続機器を１つの出力信号部に接続する必要がある。

以上のように、追加制御部１１は、設置現場において、追加制御部１１から同じ出力信号を、同じタイミングで複数の外部接続機器に対して出力することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な態様で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１空気調和機
２リモコン
３センサ
１０主制御部
１１追加制御部
２０コンピュータ
３０コンピュータ
３１，３２，３３駆動回路
４１，４２，４３信号出力部
５１，５２，５３出力信号設定器（出力信号設定部）
ＳＳ複数の出力信号から構成される出力信号群
６４，６５，６６外部接続機器

Claims

主制御部と、前記主制御部に接続されて複数の外部の接続機器に対して出力信号を供給するために追加的に設定される追加制御部と、を有する空気調和機であって、
前記主制御部は、前記追加制御部に対して空気調和機の運転状況を示す複数の出力信号を供給し、
前記追加制御部は、
前記複数の出力信号の中から任意の複数の前記出力信号の論理演算を指定して設定する出力信号設定部と、
前記出力信号設定部で設定された前記論理演算を実行するコンピュータと、
前記コンピュータから出力される前記論理演算結果に基づく出力信号を、前記外部の接続機器に供給する信号出力部と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
前記出力信号設定部とこの前記出力信号設定部に対応した前記信号出力部をそれぞれ複数個設け、前記複数の出力信号設定部で、前記複数の出力信号部の出力が同一になるように設定可能なことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。