JP7422930B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本開示は、室内機と室外機とを備えた空気調和装置に関する。

従来、待機電力を削減することを目的に、交流電源からの交流電力を送電する電力配線と、信号を伝送する信号線と、交流電力の送電と信号の伝送に共用する共通線とが室外機と室内機の間に接続された空気調和装置がある。

特許文献１に記載の空気調和装置の室内機は、室内側制御回路と、この室内側制御回路による制御によって、信号線と電力配線とを接続するオン状態と非接続とするオフ状態とを切り替える第１スイッチとを有している。また、特許文献１に記載の空気調和装置の室外機は、メインリレーを含む室外側制御回路と、この室外側制御回路による制御によって、この室外側制御回路を交流電源に接続するオン状態と信号線に接続するオフ状態とを切り替える第２スイッチとを有している。そして、室内側制御回路および室外側制御回路は、第２スイッチがオフ状態で第１スイッチをオン状態に切り替えることで室外側制御回路を起動させている。この後、室内側制御回路および室外側制御回路は、第２スイッチをオン状態に切り替えた後に、第１スイッチをオフ状態に切り替えて室外機を起動させることで、室外機の待機電力を低減している。

特開２０１３－１３７１１６号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、室外機に容量の大きい平滑部が接続されている場合に、室外機を運転状態にするためにメインリレーをオン状態にすると、平滑部に突入電流が流れてしまうので、別途、突入電流防止用の回路が必要となる。このため、空気調和装置が大型化し、空気調和装置の実現に高コストを要するという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで実現できる空気調和装置を得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に、本開示は、室内機と室外機とを備え、室内機と室外機とが、電源線、共通線、及び信号線の３芯によって接続され、室外機又は室内機の何れかに供給された商用電源を、電源線及び共通線を介して給電する空気調和装置であって、室内機は、電源線と信号線との接続を開閉する第１の開閉器と、第１の開閉器を動作させ、信号線と共通線との間に商用電源からの交流電圧を供給させる室内制御部と、を備える。また、室外機は、電源線と室外機との接続を開閉する第２の開閉器と、第２の開閉器の後段に接続され、交流電圧を整流する整流部と、整流部の出力を平滑化する平滑部と、を備える。また、室外機は、オフ状態で信号線と第２の開閉器の後段に接続された抵抗とを接続し、オン状態で開放状態となる第３の開閉器と、第２の開閉器および第３の開閉器を制御する室外制御部と、を備える。室内制御部および室外制御部は、室外機を待機状態から起動して運転する際に、第３の開閉器がオフ状態で第１の開閉器をオンすることで、室内機を経由して室外機の平滑部に突入電流を流して平滑部を充電し、充電後に第２の開閉器をオンしてから、第１の開閉器をオフすることと第３の開閉器をオンすることとを実行する。

本開示にかかる空気調和装置は、低コストで実現できるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる空気調和装置の構成例を示す図 実施の形態１にかかる空気調和装置の動作手順を示すタイムチャート 実施の形態１にかかる空気調和装置が備える室外機の起動時の突入電流の流れ方を説明するための図 実施の形態１にかかる空気調和装置の通常運転時の電流の流れ方を説明するための図 実施の形態２にかかる空気調和装置の構成例を示す図 実施の形態２にかかる空気調和装置の動作手順を示すタイムチャート 実施の形態１，２に係る空気調和装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態１，２に係る空気調和装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の構成例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる空気調和装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる空気調和装置の構成例を示す図である。空気調和装置１０１は、待機電力を低減するために運転待機時には室外機３が備える制御回路（室外制御部１５）への電力供給を遮断する。空気調和装置１０１は、室内機２と、室外機３とを備えている。

室外機３には、商用電源である交流電源１が接続されている。なお、図１では、交流電源１が室外機３に接続されている場合を示しているが、交流電源１は室内機２に接続されていてもよい。また、交流電源１は、単相交流電源であるが、３相交流電源であってもよい。空気調和装置１０１では、室内機２と室外機３とが、電源線４、共通線５、および信号線６の３芯によって接続されている。

室内機２は、第１の開閉器７と、室内制御部８と、室内整流部１６と、室内平滑部１７と、室内制御電源生成部１８と、室内通信回路１９と、室内電流ヒューズ２５とを備えている。また、室内機２は、端子Ｔ１～Ｔ３を備えている。

室外機３は、第２の開閉器９と、室外整流部１０と、室外平滑部１１と、第３の開閉器１２と、抵抗１３と、室外通信回路１４と、室外制御部１５と、室外制御電源生成部２０と、インバータ回路２１と、ノイズフィルタ２３と、室外電流ヒューズ２６とを備えている。また、室外機３は、端子Ｔ４～Ｔ６を備えている。

電源線４は、端子Ｔ１，Ｔ４に接続され、共通線５は、端子Ｔ２，Ｔ５に接続され、信号線６は、端子Ｔ３，Ｔ６に接続されている。電源線４は、端子Ｔ４を介して交流電源１に接続され、共通線５は、端子Ｔ５を介して交流電源１に接続されている。

室内機２内では、端子Ｔ１が室内電流ヒューズ２５に接続され、端子Ｔ２が接続点Ｃ４に接続され、端子Ｔ３が接続点Ｃ５に接続されている。

室内機２において、室内電流ヒューズ２５の一方の端部が電源線４のラインに接続された端子Ｔ１に接続され、他方の端部が接続点Ｃ２に接続されている。室内電流ヒューズ２５は、許容電流を超え続けた場合に溶断する。

第１の開閉器７は、接続点Ｃ２、室内電流ヒューズ２５、および端子Ｔ１を介して電源線４に接続されるとともに、接続点Ｃ５および端子Ｔ３を介して信号線６に接続されている。すなわち、第１の開閉器７は、室内電流ヒューズ２５を介して電源線４と信号線６とを接続する配線間に接続されている。

第１の開閉器７は、室内制御部８からのオン指令によって電源線４と信号線６とを短絡させ、室内制御部８からのオフ指令によって、電源線４と信号線６との接続を開放させる。第１の開閉器７は、Ａ接点の機械式リレーであるＡ接点リレーでもよいし、半導体で構成されてもよい。

室内整流部１６は、一方の端部が接続点Ｃ１，Ｃ２に接続され、他方の端部が接続点Ｃ３，Ｃ４に接続されている。室内整流部１６は、交流電源１の電圧を整流した電圧を出力する。室内整流部１６は、ダイオードを用いて構成されている。

室内平滑部１７は、接続点Ｃ１，Ｃ３に接続されている。室内平滑部１７の例は、平滑コンデンサである。室内平滑部１７は、室内整流部１６が出力した電圧を平滑化する。

室内制御電源生成部１８は、接続点Ｃ１，Ｃ３に接続されている。室内制御電源生成部１８は、室内平滑部１７が平滑化した電圧から、低圧の直流電圧を生成する。なお、室内制御電源生成部１８は、その構成および方式が限定されるわけではなく、スイッチングトランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバータでもよいし、直接降圧する降圧コンバータでもよい。

室内制御部８は、リモートコントローラー（以下、リモコンという）２４に接続されている。室内制御部８は、リモコン２４から送られてくる指令を受け付ける。また、室内制御部８は、室内制御電源生成部１８、第１の開閉器７、および室内通信回路１９に接続されている。

室内制御部８は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されている。室内制御部８は、室内制御電源生成部１８が生成した電圧で動作し、室内機２の制御を行う。具体的には、室内制御部８は、第１の開閉器７および室内通信回路１９を制御する。

室内通信回路１９は、接続点Ｃ４および端子Ｔ２を介して共通線５に接続され、接続点Ｃ５および端子Ｔ３を介して信号線６に接続されている。室内通信回路１９は、電位の変化を室内制御部８に伝達するとともに、室内制御部８の動作に応じて電位を変化させて、室内制御部８と室外制御部１５とが通信できるようにする。

室外機３内では、端子Ｔ４が室外電流ヒューズ２６に接続され、端子Ｔ５が接続点Ｃ１０に接続され、端子Ｔ６が接続点Ｃ２０に接続されている。

室外機３において、室外電流ヒューズ２６の一方の端部が端子Ｔ４に接続され、他方の端部が第２の開閉器９に接続されている。すなわち、第２の開閉器９は、室外電流ヒューズ２６および端子Ｔ４を介して電源線４に接続されている。また、第２の開閉器９は、接続点Ｃ６に接続されている。

第２の開閉器９は、室外制御部１５によって開閉される。第２の開閉器９は、Ａ接点の機械式リレーであるＡ接点リレーでもよいし、半導体で構成されてもよい。第２の開閉器９の後段には、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを低減するノイズフィルタ２３が接続されている。ノイズフィルタ２３は、接続点Ｃ６～Ｃ９に接続されている。ノイズフィルタ２３の構成は問わないが、ノイズフィルタ２３は、例えば、Ｘコンデンサ、Ｙコンデンサ（図示せず）などを含んでいる。

図１では、ノイズフィルタ２３が、２つのコンデンサと、２つのコイルとを有している場合を示している。ノイズフィルタ２３では、第１のコンデンサは、接続点Ｃ６，Ｃ８に接続され、第２のコンデンサは、接続点Ｃ７，Ｃ９に接続されている。また、ノイズフィルタ２３では、第１のコイルが、接続点Ｃ６，Ｃ７に接続され、第２のコイルが、接続点Ｃ８，Ｃ９に接続されている。接続点Ｃ７は、接続点Ｃ１１に接続され、接続点Ｃ８は、接続点Ｃ１０に接続され、接続点Ｃ９は、接続点Ｃ１４に接続されている。

室外整流部１０は、ノイズフィルタ２３の後段に接続され、交流電源１の交流電圧を整流する。具体的には、室外整流部１０は、接続点Ｃ９，Ｃ１１，Ｃ１６，Ｃ１８に接続されている。図１では、室外整流部１０が４つのダイオードを有した単相交流用のブリッジダイオードである場合を示している。

室外整流部１０は、接続点Ｃ１２～Ｃ１５を有している。室外整流部１０では、第１のダイオードが接続点Ｃ１２，Ｃ１３に接続され、第２のダイオードが接続点Ｃ１２，Ｃ１５に接続され、第３のダイオードが接続点Ｃ１３，Ｃ１４に接続され、第４のダイオードが接続点Ｃ１４，Ｃ１５に接続されている。

このような構成により、室外整流部１０では、第１のダイオードが接続点Ｃ１２を介して第２のダイオードに接続され、第３のダイオードが接続点Ｃ１４を介して第４のダイオードに接続されている。接続点Ｃ１２は、接続点Ｃ１１に接続され、接続点Ｃ１４は、接続点Ｃ９に接続されている。また、接続点Ｃ１３は、接続点Ｃ１６に接続され、接続点Ｃ１５は、接続点Ｃ１８に接続されている。

室外平滑部１１は、接続点Ｃ１６，Ｃ１８に接続されている。室外平滑部１１は、室外整流部１０の出力を平滑化する。室外整流部１０および室外平滑部１１は、図１では全波整流回路となっているが、これに限定されるものではない。室外整流部１０および室外平滑部１１は、コイルおよびスイッチング素子を備えて構成されてもよく、力率制御するような整流回路でもよいし、または室外平滑部１１の両端の直流電圧を制御するような整流回路でもよい。接続点Ｃ１６は、接続点Ｃ１７に接続され、接続点Ｃ１８は、接続点Ｃ１９に接続されている。

室外制御電源生成部２０は、接続点Ｃ１７，Ｃ１９に接続されている。室外制御電源生成部２０は、室外平滑部１１を介して送られてくる高圧の電圧から低圧の直流電圧を生成する。室外制御電源生成部２０は、その構成および方式が限定されるわけではなく、スイッチングトランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバータでもよいし、直接降圧する降圧コンバータでもよい。

室外制御部１５は、室外制御電源生成部２０に接続されている。また、室外制御部１５は、第３の開閉器１２、第２の開閉器９、室外通信回路１４、およびインバータ回路２１に接続されており、これらを制御する。室外制御部１５は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されている。室外制御部１５は、室外制御電源生成部２０の電圧によって駆動し、インバータ回路２１を制御して室外平滑部１１の両端の直流電圧を３相の交流電圧に変換し、圧縮機モータ２２を駆動する。図１には記載していないが、室外制御部１５は、ファンモーター、四方弁、ＬＥＶ（Linear Expansion Valve、電子リニア膨張弁）などに用いられるアクチュエータ、サーミスタなどのセンサなどにも接続されており、室外機３の全体を制御してもよい。

インバータ回路２１は、接続点Ｃ１７，Ｃ１９に接続されている。また、インバータ回路２１は、圧縮機モータ２２に接続されている。インバータ回路２１は、三相交流を生成して圧縮機モータ２２を回転させる。

第３の開閉器１２は、Ｃ接点の機械式リレーであるＣ接点リレーでもよいし、半導体で構成されてもよい。第３の開閉器１２は、接続点Ｃ２０にノーマルクローズ接点が接続されている。第３の開閉器１２は、ノーマルオープン接点には何も接続されておらず、可動部接点に抵抗１３の一端が接続されている。接続点Ｃ２０は、信号線６に接続された端子Ｔ６に接続されている。

抵抗１３の他端は、第２の開閉器９の後段である接続点Ｃ１１に接続されている。室外通信回路１４は、接続点Ｃ１０を介して共通線５に接続されており、接続点Ｃ２０を介して信号線６に接続されている。室外通信回路１４は、電位の変化を室外制御部１５に伝達するとともに、室外制御部１５の動作に応じて電位を変化させて、室内機２と室外機３とが通信できるようにする。

つぎに、空気調和装置１０１の動作について説明する。図２は、実施の形態１にかかる空気調和装置の動作手順を示すタイムチャートである。ここでは、空気調和装置１０１の待機時から室外機３が起動して運転する場合の空気調和装置１０１の動作について説明する。

図２に示す矢印５０は、ユーザーがリモコン２４を操作したタイミングである。ユーザーが、リモコン２４を操作する前の状態である状態１において、室内機２には、交流電源１が通電されている。

この状態１は、以下の（１－１）～（１－９）である。
（１－１）室内制御電源生成部１８は、電源を生成している。
（１－２）室内制御部８は、動作しており、リモコン２４からの信号を待っている。ただし、室内制御部８は、リモコン２４からの受信以外の動作は不要なので、機能を最小限に抑えた動作を行うことで、消費電力を最小の状態に保っている。
（１－３）第１の開閉器７は、オフ状態であり、電源線４および信号線６は開放されている。
（１－４）第２の開閉器９は、オフ状態であり、室外機３の第２の開閉器９より後段へは交流電源１は通電されていない。
（１－５）第３の開閉器１２は、オフ状態であり、接点はノーマルクローズ接点側に接続されている。すなわち、第３の開閉器１２は、抵抗１３と接続点Ｃ２０とを接続している。
（１－６）交流電源１には電流は流れていない。
（１－７）空気調和装置１０１では、室内機２の待機電力分の電流は流れているが非常に小さい。
（１－８）室外制御電源生成部２０は、動作しておらず、室外制御部１５へ電源は供給されていない。
（１－９）共通線５と信号線６との間の通信は行われていない。

なお、実施の形態１のノイズフィルタ２３は、第２の開閉器９の後段側に接続されているので、ノイズフィルタ２３にＸコンデンサが含まれていても電圧がかからず、このため、無効電流も流れない。すなわち、空気調和装置１０１は、室外機３に流れる無効電力および待機電力を、ともに０［Ａ］とすることができる。

空気調和装置１０１は、状態１の後に、状態２に遷移する。この状態２は、以下の（２－１）である。
（２－１）室内制御部８は、待機電力が最小の状態から、通常モードに移行し動作をする準備をする。これにより、交流電源１に流れる電流は多少増えるが非常に小さいので、図２では図示を省略している。また、このとき、空気調和装置１０１は、室内機２のファン（図示せず）を動作させてもよい。

空気調和装置１０１は、状態２の後に、状態３に遷移する。この状態３は、以下の（３－１）～（３－４）である。
（３－１）室内制御部８は、第１の開閉器７をオン状態にする。すなわち、室内制御部８は、電源線４と信号線６とを短絡する。これにより、図３に示す経路で突入電流が流れる。

図３は、実施の形態１にかかる空気調和装置が備える室外機の起動時の突入電流の流れ方を説明するための図である。図３では、室外機３の起動時に室外機３に流れる突入電流の経路を示している。なお、図３および後述する図４では、接続点Ｃ１～Ｃ２０，および端子Ｔ１～Ｔ６の符号の図示を省略している。

室外機３の起動時に、第１の開閉器７がオン状態になると、電源線４と信号線６とが接続される。これにより、電流は、交流電源１→電源線４→室内電流ヒューズ２５→第１の開閉器７→信号線６→第３の開閉器１２→抵抗１３→室外整流部１０→室外平滑部１１→室外整流部１０→ノイズフィルタ２３の共通線５側→交流電源１（交流電源１の電流位相が反対の場合は逆の経路）の順番で流れ、室外平滑部１１が充電される。

抵抗１３は、室外平滑部１１が充電される際の突入電流を防止する制限抵抗として機能する。なお、抵抗１３は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient、サーミスタ）であってもよい。例えば、室外平滑部１１、インバータ回路２１などが短絡している場合に、電流が通常の突入電流より大きく流れてしまう場合であっても、ＰＴＣであれば、温度が上がると抵抗値が非常に大きくなるので、空気調和装置１０１は、電流を制限し、抵抗１３が焼損するリスクを低減することができる。

（３－２）室外制御電源生成部２０が、制御電源を生成する。
（３－３）室外制御部１５は、室外制御電源生成部２０から電源供給された後、立ち上がりの処理を行い、起動する準備をする。
（３－４）交流電源１の電流は、突入電流が流れた後は、室外制御部１５などの消費電力の分の電流、およびインバータ回路２１などの待機電力の分の電流が流れ、また、ノイズフィルタ２３にＸコンデンサが含まれる場合には無効電力分の電流が流れるが、図２では図示を省略している。

なお、室内機２の第１の開閉器７は、室内機２の突入電流および通常電流で故障しない容量の開閉器であればよい。また、室内電流ヒューズ２５は、室内機２の突入電流および通常電流で溶断せず、かつ室内機２の許容電流を超えた場合に溶断する容量の電流ヒューズであればよい。

実施の形態１では、上述したように室外機３に流れる突入電流が、第１の開閉器７と室内電流ヒューズ２５とを流れる。そのため、第１の開閉器７は、室外機３の起動時に流れる突入電流に耐える容量である突入電流耐量およびスペックを有している。また、室内電流ヒューズ２５は、室外機３の突入電流のような瞬時の電流で溶断せず、かつ室内機２の許容電流を超え続けた場合に溶断する容量およびスペックを有している。

空気調和装置１０１は、状態３の後に、状態４に遷移する。この状態４は、以下の（４－１）である。
（４－１）室外制御部１５は、第２の開閉器９をオンする。このとき、交流電源１の電流は、第２の開閉器９を駆動する消費電力分の電流が増加するが、図２では図示を省略している。

空気調和装置１０１は、状態４の後に、状態５に遷移する。この状態５は、以下の（５－１）である。
（５－１）室外制御部１５は、第３の開閉器１２をオンすることで、第３の開閉器１２の接点を開放させる。このとき、交流電源１の電流は、第３の開閉器１２を駆動する消費電力分の電流が増加するが、図２では図示を省略している。

空気調和装置１０１は、状態５の後に、状態６に遷移する。この状態６は、以下の（６－１）である。
（６－１）室内制御部８は、第１の開閉器７をオフすることで、電源線４と信号線６とを開放する。これにより、室内通信回路１９と室外通信回路１４とは、共通線５および信号線６を介して通信ができるようになる。

なお、状態５および状態６で説明したように、第３の開閉器１２をオンし、その後、第１の開閉器７をオフするように第３の開閉器１２および第１の開閉器７を切り替えたが、第３の開閉器１２および第１の開閉器７を切り替える順序はこの順序に限らない。空気調和装置１０１は、状態４で第２の開閉器９をオン状態にした後であれば、第３の開閉器１２をオンする処理と、第１の開閉器７をオフする処理との順序を入れ替えてもよいし、同時に行ってもよい。

室内制御部８と室外制御部１５との間の通信の際に、例えば、室内制御部８側がマスターであり、室外制御部１５側がスレーブであり、室内制御部８側が最初に通信信号を送信する場合がある。この場合、空気調和装置１０１が、第３の開閉器１２をオンした後に、第１の開閉器７をオフしてから、室内制御部８が、室内通信回路１９から通信を開始してもよい。

また、室外制御部１５側がマスターであり、室内制御部８側がスレーブであり、室外制御部１５側が最初に通信信号を送信する場合がある。この場合、空気調和装置１０１が、第１の開閉器７をオフした後に、第３の開閉器１２をオンしてから、室外制御部１５が、室外通信回路１４から通信を開始してもよい。

室内通信回路１９または室外通信回路１４の何れから通信を開始する場合であっても、空気調和装置１０１では、少なくとも、第１の開閉器７がオフ状態であり、第３の開閉器１２がオン状態であれば、通信を開始するようになっている。

仮に、第１の開閉器７がオン状態で、室外通信回路１４が通信動作をすると、共通線５と信号線６との電位を短絡させることになる。第１の開閉器７がオン状態であると、信号線６は電源線４の電位と同電位であるので、電流は、交流電源１→電源線４→室内電流ヒューズ２５→第１の開閉器７→室内通信回路１９→共通線５→交流電源１の順番で流れて電源短絡を発生させるので、回路を故障させる恐れがある。

また、仮に第３の開閉器１２がオフ状態で、室内通信回路１９が通信を開始しようとすると、第２の開閉器９がオフであれば何もおきないが、第２の開閉器９がオン状態になっていれば、電源短絡が発生する。すなわち、電流は、交流電源１→室外電流ヒューズ２６→第２の開閉器９→ノイズフィルタ２３→抵抗１３→第３の開閉器１２→信号線６→室内通信回路１９→共通線５→交流電源１の順番で流れて電源短絡を発生させる。このような電流が流れている状態で、室外制御部１５が、第３の開閉器１２をオンすると、接点にアークが発生し、接点寿命の低下、溶着などが発生してしまう。したがって、実施の形態１では、空気調和装置１０１は、第１の開閉器７がオフ状態であり、かつ第３の開閉器１２がオン状態である時に通信を開始する。

空気調和装置１０１は、状態６の後に、状態７に遷移する。この状態７は、以下の（７－１）である。
（７－１）室外制御部１５が、運転を開始して交流電源１から電流が流れる。この通常運転時の電流の流れ方を図４に示す。

図４は、実施の形態１にかかる空気調和装置の通常運転時の電流の流れ方を説明するための図である。空気調和装置１０１は、通常運転では、電流が、交流電源１→室外電流ヒューズ２６→第２の開閉器９→ノイズフィルタ２３の電源線４側→室外整流部１０→室外平滑部１１→インバータ回路２１→圧縮機モータ２２→インバータ回路２１→室外平滑部１１→室外整流部１０→ノイズフィルタ２３の共通線５側→交流電源１の順番の経路で流れる。また、交流電源１の電流位相が反対の場合は、これとは逆の経路で電流が流れる。なお、室内機２にもアクチュエータを運転する電流が流れる。

このように、空気調和装置１０１は、室外機３を起動させる際に、第１の開閉器７および第３の開閉器１２の後段に設けられた抵抗１３を介して室外平滑部１１に突入電流を流している。すなわち、空気調和装置１０１は、室外機３を起動させる際に、室内機２の第１の開閉器７を介して室外機３の主回路の平滑部である室外平滑部１１に突入電流を流している。

これにより、空気調和装置１０１は、突入電流防止用の回路を用いる必要がない。空気調和装置１０１は、例えば、突入電流防止用の回路部品として、リレーなどの開閉器、抵抗、コイルなどを用いる必要がない。したがって、空気調和装置１０１は、室外機３に配置する開閉器の数を抑制できるので大型化することがなく、低コストで作製できる。

このように、実施の形態１によれば、室外機３の待機電力を低減するために運転待機時には室外制御部１５への電力供給を遮断する空気調和装置１０１が、室外機３を起動させる際に、室内機２の第１の開閉器７と、室外機３の第３の開閉器１２の後段に設けられた抵抗１３とを介して室外平滑部１１に突入電流を流している。この構成により、空気調和装置１０１は、待機電力を削減しつつ突入電流防止用の開閉器を省略している。これにより、空気調和装置１０１を小型化できるので、低コストで空気調和装置１０１を実現できる。

実施の形態２．
つぎに、図５および図６を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態１では、室内機２が１台である場合について説明したが、実施の形態２では、室内機が２台以上である場合について説明する。

図５は、実施の形態２にかかる空気調和装置の構成例を示す図である。図５の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の空気調和装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

空気調和装置１０２は、室内機２，２ａと、室外機３ａとを備えている。空気調和装置１０２では、室内機２と室外機３ａとが接続され、室内機２ａと室外機３ａとが接続されている。空気調和装置１０２では、室内機２と室外機３ａとが、電源線４、共通線５、および信号線６で接続されており、室内機２ａと室外機３ａとが、電源線４ａ、共通線５ａ、および信号線６ａで接続されている。

室内機２ａは、室内機２と同様の構成を有している。すなわち、室内機２ａは、第１の開閉器７ａと、室内制御部８ａと、室内整流部１６ａと、室内平滑部１７ａと、室内制御電源生成部１８ａと、室内通信回路１９ａと、室内電流ヒューズ２５ａとを備えている。

第１の開閉器７ａ、室内制御部８ａ、室内整流部１６ａ、および室内平滑部１７ａは、それぞれ第１の開閉器７、室内制御部８、室内整流部１６、および室内平滑部１７と同様の機能を有し同様の動作を実行する。また、室内制御電源生成部１８ａ、室内通信回路１９ａ、および室内電流ヒューズ２５ａは、それぞれ室内制御電源生成部１８、室内通信回路１９、および室内電流ヒューズ２５と同様の機能を有し同様の動作を実行する。接続点Ｃ１ａ～Ｃ５ａは、接続点Ｃ１～Ｃ５と同様の位置に配置されている。また、室内機２ａの内部では、室内機２ａが備える各構成要素が、室内機２が備える各構成要素と同様の接続構成を有している。室内制御部８ａは、リモコン２４ａに接続されている。

また、室内機２は、端子Ｔ１ａ～Ｔ３ａを備えている。端子Ｔ１ａ～Ｔ３ａは、それぞれ端子Ｔ１～Ｔ３と同様の端子である。室内機２ａの端子Ｔ１ａは、室外機３ａの端子Ｔ４に接続され、室内機２ａの端子Ｔ２ａは、室外機３ａの端子Ｔ５に接続されている。また、室内機２ａの端子Ｔ３ａは、室外機３ａの端子Ｔ７に接続されている。

室外機３ａは、室外機３の構成要素に加えて、第１の逆素子用ダイオード３０、第２の逆素子用ダイオード３０ａ、室外通信回路１４ａ、および端子Ｔ７を備えている。

室外機３ａの端子Ｔ４は、電源線４を介して端子Ｔ１に接続されるとともに、電源線４ａを介して端子Ｔ１ａに接続されている。室外機３ａの端子Ｔ５は、共通線５を介して端子Ｔ２に接続されるとともに、共通線５ａを介して端子Ｔ２ａに接続されている。室外機３ａの端子Ｔ６は、信号線６を介して端子Ｔ３に接続され、室外機３ａの端子Ｔ７は、信号線６ａを介して端子Ｔ３ａに接続されている。

室外機３ａでは、端子Ｔ５と接続点Ｃ１０とを接続する配線間に接続点Ｃ４１が設けられている。また、接続点Ｃ２０と第３の開閉器１２とを接続する配線間に接続点Ｃ４３が設けられている。

第１の逆素子用ダイオード３０は、接続点Ｃ４３と接続点Ｃ２０とを接続する配線間に配置されている。端子Ｔ７と接続点Ｃ４３とを接続する配線間には、接続点Ｃ４２が設けられている。室外通信回路１４ａは、接続点Ｃ４１，Ｃ４２に接続されている。第２の逆素子用ダイオード３０ａは、接続点Ｃ４２と接続点Ｃ４３とを接続する配線間に配置されている。

室外機３ａにおいて、第１の逆素子用ダイオード３０は、アノードが接続点Ｃ２０を介して信号線６に接続され、カソードが接続点Ｃ４３を介して第３の開閉器１２のノーマルクローズ接点に接続されている。

第２の逆素子用ダイオード３０ａは、アノードが接続点Ｃ４２に接続され、カソードが接続点Ｃ４３に接続されている。これにより、第２の逆素子用ダイオード３０ａは、アノードが接続点Ｃ４２を介して信号線６ａに接続されている。また、第２の逆素子用ダイオード３０ａは、カソードが接続点Ｃ４３，Ｃ２０を介して信号線６に接続されるとともに接続点Ｃ４３を介して第３の開閉器１２のノーマルクローズ接点に接続されている。

室外通信回路１４ａは、室外通信回路１４と同様の機能を有し同様の動作を実行する。室外機３ａの室外通信回路１４ａは、共通線５ａおよび信号線６ａを介して、室内通信回路１９ａと通信する。これにより、室外機３ａは、共通線５ａおよび信号線６ａを介して、室内機２ａと通信する。

つぎに、空気調和装置１０２の動作について説明する。以下では、実施の形態２にかかる空気調和装置１０２の動作と実施の形態１にかかる空気調和装置１０１の動作との違いを中心に空気調和装置１０２の動作を説明する。

空気調和装置１０２と空気調和装置１０１とは、空気調和装置１０２が複数台の室内機を備える点で異なっている。また、空気調和装置１０２と空気調和装置１０１とは、空気調和装置１０２の室外機３ａが、第１の逆素子用ダイオード３０、第２の逆素子用ダイオード３０ａ、室外通信回路１４ａ、および端子Ｔ７を備えている点で異なっている。

図６は、実施の形態２にかかる空気調和装置の動作手順を示すタイムチャートである。ここでは、空気調和装置１０２の待機時から室外機３ａが起動して運転する場合の空気調和装置１０２の動作について説明する。

ユーザーが、室内機２ａのリモコン２４ａを操作した場合を考える。図６において、状態１Ａ，２Ａにおける空気調和装置１０２の動作は、実施の形態１で説明した状態１，２における空気調和装置１０１の動作と同様であるので説明を省略する。

空気調和装置１０２は、状態２Ａの後に、状態３Ａに遷移する。この状態３Ａは、以下の（３Ａ－１）～（３Ａ－４）である。
（３Ａ－１）室内制御部８ａは、室内機２ａが備える第１の開閉器７ａをオン状態にする。すなわち、室内制御部８ａは、電源線４ａと信号線６ａとを短絡する。これにより、以下の経路で突入電流が流れる。

すなわち、電流は、交流電源１→電源線４ａ→室内機２ａの室内電流ヒューズ２５ａ→室内機２ａの第１の開閉器７ａ→信号線６ａ→第２の逆素子用ダイオード３０ａ→室外機３ａの第３の開閉器１２→抵抗１３→室外整流部１０→室外平滑部１１→室外整流部１０→ノイズフィルタ２３の共通線５側→交流電源１の順番で流れ、室外平滑部１１が充電される。

ただし、空気調和装置１０２は、空気調和装置１０１の場合とは異なり、交流電源１の電流位相が反対（逆位相）の場合には、電流が流れない。これは、空気調和装置１０２が、第２の逆素子用ダイオード３０ａを備えているからである。

状態３Ａにおける（３Ａ－２）～（３Ａ－４）は、実施の形態１で説明した（３－２）～（３－４）と同様であるので説明を省略する。また、状態４Ａ～７Ａにおける空気調和装置１０２の動作は、実施の形態１で説明した状態４～７における空気調和装置１０１の動作と同様であるので説明を省略する。

ここで、空気調和装置１０２が、第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａを備えることの効果について説明する。第１の逆素子用ダイオード３０は、アノードが、信号線６および室外通信回路１４に接続されている。また、第２の逆素子用ダイオード３０ａは、アノードが、信号線６ａおよび室外通信回路１４ａに接続されている。

室内機２と室外機３ａとの間の通信、室内機２ａと室外機３ａとの間の通信は、それぞれ個別に行われる。このため、室外機３ａに第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａが無いと、信号線６と信号線６ａとが同電位となってしまう。この場合、室外機３ａは、室内機２，２ａとの間で通信回路を介して信号の電位差を検出できないので、電位差を発生させることができなくなり、その結果、室内機２，２ａとの間で通信を実行することができなくなってしまう。このように、第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａは、室外機３ａに複数の室内機２，２ａを接続する場合に必要となる。

抵抗１３の抵抗値は、第１の開閉器７または第１の開閉器７ａがオンされた時に流れる突入電流が、第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａの許容電流以下となるように設定されている。抵抗１３の抵抗値を大きくしておけば、電流容量の小さい第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａを選定できる。また、抵抗１３の抵抗値を小さくしておけば、室外平滑部１１を充電する時間が短くてすむ。

なお、実施の形態２では、空気調和装置１０２が、２台の室内機２，２ａを備える場合について説明したが、空気調和装置１０２は、３台以上の室内機を備えていてもよい。この場合において、空気調和装置１０２は、備える室内機と同数の室外通信回路を備えていていればよい。

空気調和装置１０２が、３台以上の室内機を備えている場合も、各室内機は、電源線、共通線、および信号線に接続される。また、各室内機は、電源線を介して室外機の端子Ｔ４に接続し、共通線を介して室外機の端子Ｔ５に接続される。また、室外機は、室内機毎の信号線用の端子と、室内機毎の室外通信回路を備えている。各室内機は、それぞれ室内機毎の信号線用の端子と、室内機毎の室外通信回路とに接続される。

このように実施の形態２によれば、空気調和装置１０２において、室外機３ａに２台の室内機２，２ａが接続される場合であっても、空気調和装置１０１と同様に、突入電流防止用の開閉器を省略できる。これにより、空気調和装置１０２を小型化できるので、低コストで空気調和装置１０２を実現できる。

また、空気調和装置１０２の室外機３ａが、第１の逆素子用ダイオード３０および第２の逆素子用ダイオード３０ａを備えているので、室外機３ａに２台の室内機２，２ａが接続される場合であっても、室外機３ａは室内機２，２ａとの間で通信を実行することができる。

ここで、空気調和装置１０１，１０２が備える室内制御部８、空気調和装置１０２が備える室内制御部８ａ、および空気調和装置１０１，１０２が備える室外制御部１５のハードウェア構成について説明する。なお、室内制御部８，８ａおよび室外制御部１５のハードウェア構成は同様であるので、ここでは室外制御部１５のハードウェア構成について説明する。

室外制御部１５は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図７は、実施の形態１，２に係る空気調和装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。室外制御部１５は、図７に示した制御回路９０、すなわちプロセッサ９１、およびメモリ９２により実現することができる。

プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）、またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ９２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）といった不揮発性または揮発性の半導体メモリを例示できる。またメモリ９２は、これらに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）でもよい。

メモリ９２には、室外制御部１５の機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ９１は、メモリ９２で記憶されているプログラムを読み出して実行することによって、室外制御部１５による処理を実行する。メモリ９２に格納されているプログラムは、室外制御部１５の手順または方法に対応する複数の命令をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ９２は、プロセッサ９１が各種処理を実行する際の一時メモリとしても使用される。

プロセッサ９１が実行するプログラムは、コンピュータで実行可能な、データ処理を行うための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な（non-transitory）記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。

図８は、実施の形態１，２に係る空気調和装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の構成例を示す図である。処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。なお、室外制御部１５の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 交流電源、２，２ａ 室内機、３，３ａ 室外機、４，４ａ 電源線、５，５ａ 共通線、６，６ａ 信号線、７，７ａ 第１の開閉器、８，８ａ 室内制御部、９ 第２の開閉器、１０ 室外整流部、１１ 室外平滑部、１２ 第３の開閉器、１３ 抵抗、１４，１４ａ 室外通信回路、１５ 室外制御部、１６，１６ａ 室内整流部、１７，１７ａ 室内平滑部、１８，１８ａ 室内制御電源生成部、１９，１９ａ 室内通信回路、２０ 室外制御電源生成部、２１ インバータ回路、２２ 圧縮機モータ、２３ ノイズフィルタ、２４，２４ａ リモコン、２５，２５ａ 室内電流ヒューズ、２６ 室外電流ヒューズ、３０ 第１の逆素子用ダイオード、３０ａ 第２の逆素子用ダイオード、９０ 制御回路、９１ プロセッサ、９２ メモリ、９３ 処理回路、１０１，１０２ 空気調和装置、Ｃ１～Ｃ２０，Ｃ４１～Ｃ４３，Ｃ１ａ～Ｃ５ａ 接続点、Ｔ１～Ｔ７，Ｔ１ａ～Ｔ３ａ 端子。

Claims (7)

1. 室内機と室外機とを備え、前記室内機と前記室外機とが、電源線、共通線、及び信号線の３芯によって接続され、前記室外機又は前記室内機の何れかに供給された商用電源を、前記電源線及び共通線を介して給電する空気調和装置であって、
   前記室内機は、
   前記電源線と前記信号線との接続を開閉する第１の開閉器と、
   前記第１の開閉器を動作させ、前記信号線と前記共通線との間に前記商用電源からの交流電圧を供給させる室内制御部と、
   を備え、
   前記室外機は、
   前記電源線と前記室外機との接続を開閉する第２の開閉器と、
   前記第２の開閉器の後段に接続され、前記交流電圧を整流する整流部と、
   前記整流部の出力を平滑化する平滑部と、
   オフ状態で前記信号線と前記第２の開閉器の後段に接続された抵抗とを接続し、オン状態で開放状態となる第３の開閉器と、
   前記第２の開閉器および前記第３の開閉器を制御する室外制御部と、
   を備え、
   前記室内制御部および前記室外制御部は、前記室外機を待機状態から起動して運転する際に、前記第３の開閉器がオフ状態で前記第１の開閉器をオンすることで、前記室内機を経由して前記室外機の前記平滑部に突入電流を流して前記平滑部を充電し、充電後に前記第２の開閉器をオンしてから、前記第１の開閉器をオフすることと前記第３の開閉器をオンすることとを実行する、
   空気調和装置。
2. 前記第１の開閉器および前記第２の開閉器は、Ａ接点リレーであり、
   前記第３の開閉器は、Ｃ接点リレーである、
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第１の開閉器は、前記室外機の前記平滑部に流れる突入電流耐量を有している、
   請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記室内機は、前記第１の開閉器の前段に接続されたヒューズをさらに備え、
   前記ヒューズは、前記室外機の前記平滑部に流れる突入電流が流れても溶断せず、かつ前記室内機の許容電流を超えた場合には溶断する、
   請求項１から３の何れか１つに記載の空気調和装置。
5. 前記第２の開閉器の後段および前記整流部の前段に接続され、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを低減するノイズフィルタをさらに備え、
   前記ノイズフィルタは、Ｘコンデンサを含んでいる、
   請求項１から４の何れか１つに記載の空気調和装置。
6. 前記室内機は、複数台であり、
   前記室内機と前記室外機とは、それぞれ前記電源線、前記共通線、及び前記信号線の３芯によって接続され、
   前記室外機は、アノードが前記信号線に接続されるとともにカソードが前記第３の開閉器のノーマルクローズ接点に接続された逆素子用ダイオードを、前記室内機の台数と同数さらに備え、
   前記室内機に接続されたそれぞれの前記信号線は、それぞれ前記逆素子用ダイオードに接続されている、
   請求項１から５の何れか１つに記載の空気調和装置。
7. 前記抵抗は、前記突入電流が、前記逆素子用ダイオードの許容電流以下になる抵抗値を有している、
   請求項６に記載の空気調和装置。

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