JP6183024B2 - 空調機システム - Google Patents

Description

この発明は、１台の親ユニットと複数台の子ユニットで構成された空調機システムに関し、更に詳しくは、停電発生時に空気調和機を早期に復帰させる機能を備えた空調機システムに関するものである。

一般に空気調和機（以降、「空調機」と略す）は、停電が発生した場合、復電後に自動的に停電発生前の運転状態に復帰する復電自動復帰機能を備えている。停電が発生し空調機の圧縮機が停止してから復電までの時間が短い場合、冷媒回路において高圧圧力と低圧圧力の圧力差が大きいことから、この状態で圧縮機を起動させると過電流が発生して異常となり、すぐに運転復帰できない。このため、通常は、復電から一定時間経過後に空調機を停電前の運転状態に復帰させている（例えば、特許文献１参照）。

また、停電直前と復電後の吐出温度または外気温度などを利用して、復電から空調機運転の復帰が可能かどうかを判断する手段を設け、復電の空調機復帰が最速で運転復帰できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特許第3134622号公報 特許第4726664号公報

電算室等で使用される空調機は、空調対象室に複数の空調機が設置されるのが一般的である。これら複数の空調機のうち運転状態にある空調機は、室温と設定温度との関係から、圧縮機を起動させて冷房運転しているものと圧縮機が停止しているものが混在した状態となることが多い。

上述の復電自動復帰機能は空調機単体の機能である。停電発生前に停止あるいは送風運転していた空調機は、圧縮機起動時に過電流異常が発生しない冷媒回路状態、つまり高圧圧力と低圧圧力の差がないか差が小さい状態であり、復電後すぐに冷房運転開始可能であるにも関わらず運転できない。

このため、停電発生前に運転していた通常稼働用空調機が復帰するまで、電算室の空調を実施できず、電算室の温度が上昇する恐れがあった。更に、従来は空調機毎に運転再開の可否を判断していたため、必要以上の台数の空調機を運転する場合があった。

この発明は、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、停電が発生し、復電後すぐに運転開始可能な空調機をすぐに運転開始することができる空調機システムを得るものである。また、第２の目的は、空調対象負荷に応じた適正な台数の空調機の運転を再開できる空調機システムを得るものである。

この発明における空調機システムは、親ユニットとして機能する１台の空気調和機と、子ユニットとして機能する少なくとも１台の空気調和機と、を有する複数台の空気調和機と、
親ユニットとして機能する１台の空気調和機に設けられ、複数台の空気調和機の起動を制御する親ユニット制御装置と、を備え、
親ユニット制御装置は、停電から復電したときに、複数台の空気調和機のうちの、停電の前の圧縮機の運転状態が運転であった空気調和機を起動不可と判断し、且つ停電の前の圧縮機の運転状態が停止であった空気調和機を起動可と判断して、復電から圧縮機起動可能となる時間が経過するまでは、起動可と判断した空気調和機を運転させるものである。

この発明における空調機システムは、停電が発生した場合、復電後すぐに冷房運転可能な空調機を確認すると共に、空調対象負荷に応じて適正な空調機の運転台数を算出している。更に、それらの結果に基づいて運転を再開する空調機を選定しているので、復電後すぐに空調機の運転を開始して電算室の温度上昇を抑制することができる。また必要な台数のみ運転することで、消費電力を抑制する効果も得られる。

この発明の実施の形態における空調機システムの構成を示す図である。 図１の空調機システムの動作を説明するフローチャートである。 起動対象空調機を選定する際の手順を説明するフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態における空調機システムについて、図面を参照して説明する。

図１は、この発明の実施の形態における空調機システムの構成を示した図である。
空調機システムは、親ユニットとして機能する１台の空調機（以降、単に「親ユニット」という）１０１と、子ユニットとして機能する複数台の空調機（以降、単に「子ユニット」という、図１には１台のみ表示）１５１で構成されている。親ユニット１０１と子ユニット１５１の室外機間は通信線１９０で接続されており、相互に通信が可能である。なお、親ユニット１０１と子ユニット１５１のそれぞれは、室外機と室内機とが冷媒配管と室内外用通信線で接続されているが、これらは省略している。

最初に、親ユニット１０１の構成について説明する。制御装置１０４は、親ユニット１０１の各部の動作を制御し、更には、子ユニット１５１を含めた全ての空調機の起動を制御するもので、汎用のＣＰＵ，データバス、入出力ポート、不揮発性メモリ、タイマーなどを備えたマイクロプロセッサで構成されている。制御装置１０４のブロックに表示された各手段は、不揮発性メモリから読み出されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。

親ユニット１０１には設定温度を設定するためにリモコン１０２が接続されている。また 親ユニット１０１は、商用電源１１４で停電が発生した場合に停電を検知し、復電した場合に復電を検知する停復電検知手段１０９、停電を検知した場合に不揮発性メモリ１１２に停電前の自ユニットの圧縮機運転情報を書き込む停電前状態書込み手段１１１、室温センサ１０３から室温の検出を行う室温検知手段１０５、室温検知手段１０５によって得られた室温とリモコン１０２からの設定温度との差分を算出する「室温−設定温度」算出手段１０６を備えている。

また親ユニット１０１は、停復電検知手段１０９によって復電を検知した場合に起動対象空調機を選定する起動対象空調機選定手段１０７、起動対象空調機選定手段１０７によって起動対象として選定された子ユニット１５１に起動指令を送信し、自ユニットが起動対象の場合に自ユニットの圧縮機を起動させるユニット起動手段１０８、および停電前に運転状態であった場合に復電後から所定時間経過後に自動的に運転復帰させる復電自動復帰手段１１０を備えている。更に親ユニット１０１は、通信線１９０を通信媒体として、子ユニット１５１との間で通信を行う通信回路１１３を備えている。

一方、子ユニット１５１は、親ユニット１０１の制御装置１０４と同様の機能を実現する制御装置１５４を備えている。制御装置１５４の室温検知手段１５５、「室温−設定温度」算出手段１５６、停復電検知手段１５９、復電自動復帰手段１６０および停電前状態書込み手段１６１は、制御装置１０４の室温検知手段１０５、「室温−設定温度」算出手段１０６、停復電検知手段１０９、および復電自動復帰手段１１０および停電前状態書込み手段１１１にそれぞれ対応している。

また子ユニット１５１のリモコン１５２、室温センサ１５３、不揮発性メモリ１６２、通信回路１６３および圧縮機１６５は、親ユニット１０１のリモコン１０２、室温センサ１０３、不揮発性メモリ１１２、通信回路１１３および圧縮機１１５と同様の機能を備えたものであるため、個々の説明は省略する。

子ユニット１５１の制御装置１５４は、更に、親ユニット１０１から起動指令を受信した場合に自ユニットの圧縮機を起動させるためのユニット起動手段１５８を備えている。また子ユニット１５１の制御装置１５４は、通信回路１１３、１６３および通信線１９０を介して、復電後すぐに子ユニット１５１の停電前圧縮機の運転状態に関する情報と、室温と設定温度との差分情報を親ユニット１０１の制御装置１０４へ送信する。

次に、図２のフローチャートを参照して、本システムの動作を説明する。親ユニット１０１は、停復電検知手段１０９により空調機の電源１１４が停電か通電かを、常時判断する（ステップS２０１）。通電と判断した場合（ステップS２０１でＮ）、処理を終了し、停電と判断した場合（ステップS２０１でＹ）はステップS２０２の処理に移行する。

親ユニット１０１は、停復電検知手段１０９により停電を検知した場合、自空調機の圧縮機の運転状態を、停電前状態書込み手段１１１により不揮発性メモリ１１２に書込む（ステップＳ２０２）。続いて、自空調機が運転中の場合には自空調機を停止状態とする（ステップＳ２０３）。

次に、親ユニット１０１は、停復電検知手段１０９により、自空調機の電源が復電したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。停電と判断した場合には（ステップＳ２０４でＮ）、停電検知処理を復電となるまで継続し、逆に復電を検知した場合には、ステップＳ２０５の処理へ移行する。

ステップＳ２０５において、親ユニット１０１は、復電後すぐに自空調機の停電前圧縮機状態を不揮発性メモリ１１２から読み出し、引き続き、室温検知手段１０５で検出した室温とリモコン１０１により設定された設定温度との差を算出する（ステップＳ２０６）。

一方、子ユニット１５１についても、親ユニット１０１のステップＳ２０１〜Ｓ２０５と同様の処理を実施する（ステップＳ２５１〜２５４）。また子ユニット１５１は、停電前の圧縮機運転状態を不揮発性メモリ１６２から読み出し（ステップＳ２５５）、室温検知手段１５５によって検知した室温とリモコン１５２により設定された設定温度との差を算出し（ステップＳ２５６）、更に、算出した室温と設定温度との差分情報を、停電前圧縮機状態情報と共に親ユニット１０１へ送信する（ステップＳ２５７）。

親ユニット１０１の起動対象空調機選定手段１０７は、子ユニット１５１から受信した子ユニットの室温と設定温度との差分情報および停電前圧縮機運転状態情報、ならびに自空調機の室温と設定温度との差分情報および停電前圧縮機運転状態情報を基に、起動対象空調機を選定する（ステップＳ２０７）。図３に、起動対象空調機を選定するステップＳ２０７における処理の流れを示す。

起動対象空調機選定手段１０７は、不揮発性メモリ１１２から親ユニット１０１と子ユニット１５１の停電前圧縮機運転状態情報を読み出し（ステップＳ２２１）、その情報に基づいて起動可能な空調機を抽出する（ステップＳ２２２）。具体的には、停電前運転状態が運転であった空調機は起動不可とし、停止であった空調機は起動可と判断して、起動可の空調機を抽出する。

次に、起動対象空調機選定手段１０７は、室温検知手段１０５で検出した室温に基づき、表１のテーブルを参照して運転必要台数を算出する（ステップＳ２２３）。表１は、室内温度と設定温度の差分の最大値と、そのときに運転に必要な空調機の台数との関係を示すテーブルである。

次に、起動対象空調機選定手段１０７は、ステップＳ２２２の処理で起動可と判断した空調機について、ステップＳ２２３で算出した差分値が大きい空調機から順に、運転必要な台数分の起動対象空調機を選定する。

図２の説明に戻って、ステップＳ２０８以降の動作を説明する。親ユニット１０１は、ユニット起動手段１０８により、図３の処理によって選定された起動対象の子ユニット１５１に対して起動指令を送信し、その一方、起動対象でない子ユニット１５１に対しては停止指令を送信する（ステップＳ２０８）。

また親ユニット１０１が起動対象と選定されている場合（ステップＳ２０９でＮ）、親ユニット１０１は自空調機を運転し（ステップＳ２１０）、処理を終了する。これに対し、親ユニット１０１が起動対象でない場合（ステップＳ２０９でＹ）、ステップＳ２１４の処理に移行する。

親ユニット１０１は、復電自動復帰手段１１０により復電から圧縮機起動可能となる所定の時間が経過したとき（ステップＳ２１４でＹ）、停電前に運転状態にあった場合は自空調機の運転を再開し、停電前に停止状態にあった場合は自空調機を停止状態とする（ステップＳ２１５）。

一方、子ユニット１５１は、親ユニット１０１から起動信号を受信した場合（ステップＳ２５８でＹ）、自空調機を運転する（ステップＳ２５９）。これに対し、親ユニット１０１から停止指令を受信した場合（ステップＳ２５８でＮ）、空調機の停電自動復帰機能により、復電から圧縮機起動可能となる所定の時間が経過した場合（ステップＳ２６０でＹ）、停電前に運転状態にあった場合は自空調機の運転を再開し、停電前に停止状態にあった場合は自空調機を停止状態とする（ステップＳ２６１）。

以上説明したように、この発明における空調機システムでは、復電後の運転必要台数を算出し、必要台数分のみ空調機を運転するようにしたので、停電が発生した場合に電算室の温度上昇を抑制すると共に、消費電力を必要最小限に抑制することが可能となる。

なお、上述の実施の形態において、複数空調機起動時の突入電流を抑制するため、親ユニット１０１から子ユニット１５１へ起動信号を送信する際、送信タイミングを、タイマーを用いて、例えば１秒ずらすことで子ユニットを順次起動させるようにしてもよい。

１０１ 親ユニット
１０２、１５２ リモコン
１０３、１５３ 室温センサ
１０４、１５４ 制御装置
１０５、１５５ 室温検知手段
１０６、１５６ 「室温−設定温度」算出手段
１０７ 起動対象空調機選定手段
１０８、１５８ ユニット起動手段
１０９、１５９ 停復電検知手段
１１０、１６０ 復電自動復帰手段
１１１、１６１ 停電前状態書込み手段
１１２、１６２ 不揮発性メモリ
１１３、１６３ 通信回路
１１４、１６４ 商用電源
１１５、１６５ 圧縮機
１５１ 子ユニット
１５７ 子ユニット情報送信手段
１９０：通信線

Claims (5)

1. 親ユニットとして機能する１台の空気調和機と、子ユニットとして機能する少なくとも１台の空気調和機と、を有する複数台の空気調和機と、
   前記親ユニットとして機能する１台の空気調和機に設けられ、前記複数台の空気調和機の起動を制御する親ユニット制御装置と、を備え、
   前記親ユニット制御装置は、停電から復電したときに、前記複数台の空気調和機のうちの、前記停電の前の圧縮機の運転状態が運転であった空気調和機を起動不可と判断し、且つ前記停電の前の圧縮機の運転状態が停止であった空気調和機を起動可と判断して、前記復電から圧縮機起動可能となる時間が経過するまでは、前記起動可と判断した空気調和機を運転させる、空調機システム。
2. 前記親ユニット制御装置は、前記復電から前記圧縮機起動可能となる時間が経過したのちに、前記停電の前の圧縮機の運転状態が停止であった空気調和機を停止させ、前記停電の前の圧縮機の運転状態が運転であった空気調和機を運転させる、
   請求項１に記載の空調機システム。
3. 前記親ユニット制御装置は、前記停電から前記復電したときに、前記復電から前記圧縮機起動可能となる時間が経過するまでに運転する空気調和機の台数を、室温とあらかじめ設定した設定温度との差を用いて算出する請求項１または２に記載の空調機システム。
4. 前記親ユニット制御装置は、前記室温と前記設定温度の差の最大値と、運転に必要な空気調和機の台数と、の関係を示すテーブルが書き込まれた不揮発性メモリを備え、前記不揮発性メモリから読み出された前記テーブルの情報に基づいて、前記復電から前記圧縮機起動可能となる時間が経過するまでに運転を開始する空気調和機の台数を算出する請求項３に記載の空調機システム。
5. 前記子ユニットとして機能する空気調和機の子ユニット制御装置は、復電後に、前記室温と前記設定温度との差分情報および停電前の圧縮機の運転状態に関する情報を前記親ユニット制御装置に送信する請求項３または４に記載の空調機システム。

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