JPH11325546A - 蓄電式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電ユニットケーシング内にコンバータ部等
の電力変換回路及び蓄電池を収容したものにおいて、電
力変換回路の発熱により蓄電池の寿命が短くなってしま
うといった状況を回避する。 【解決手段】 商用電源からの電源電力を電力変換回路
部(43)により変換した電力を受けて充電する一方、圧縮
機モータに２次電力を供給するために放電する複数の蓄
電池(11,11,…)をユニットケーシング(BC)内に収容して
蓄電ユニット(BM)を構成する。ユニットケーシング(BC)
内において電力変換回路部(43)を蓄電池(11,11,…)の上
方に設置する。ユニットケーシング(BC)の下部に外気導
入口(61a)を上部に排出口(63)をそれぞれ形成し、ケー
シング内空間(B)に導入した空気により電力変換回路部
(43)及び蓄電池(11,11,…)を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池を備えた蓄
電ユニットを有する蓄電式空気調和装置に係る。特に、
本発明は、蓄電池の長寿命化対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置として、特開平
６−１３７６５１号公報に開示されているように、蓄電
ユニットを備えた蓄電式空気調和装置が知られている。
この種の空気調和装置は、商用電源に接続された電源ラ
インに室外ユニットと室内ユニットとが接続されて構成
される。室外ユニットには、圧縮機モータや室外ファン
モータなどが設けられている。圧縮機モータは、コンバ
ータ部とインバータ部とを有する電力変換回路を介して
主電源線に接続している。一方、上記蓄電ユニットは、
コンバータ部とインバータ部との間の中間回路である直
流部に充放電回路を介して接続している。つまり、コン
バータ部で変換された直流電力が蓄電ユニットに供給さ
れ、該蓄電ユニットに充電される。

【０００３】そして、上記蓄電式空気調和装置は、電力
需要の低い夜間の電力を利用して蓄電ユニットに充電す
る一方、昼間の電力需要のピーク時に蓄電ユニットの電
力をインバータ部に供給して圧縮機モータを駆動してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記蓄電ユ
ニットの一形態として、箱形の蓄電ユニットケーシング
内に複数個の蓄電池及び上記コンバータ部を収容するこ
とが考えられる。つまり、蓄電ユニットケーシングに、
コンバータ部の収容部材としての機能を兼用させる構成
である。

【０００５】一方、上記蓄電池及びコンバータ部は、充
放電時に発熱を伴う。特に、コンバータ部の発熱量は蓄
電池の発熱量に比べて大きい。例えば蓄電池は５０℃程
度までしか発熱しないにも拘わらず、コンバータ部は１
００℃近くまで発熱する。

【０００６】また、蓄電池は、高温度の環境下に長時間
晒されると、電池寿命が極端に短くなってしまう。

【０００７】このため、上述のように蓄電ユニットケー
シング内に蓄電池及びコンバータ部を収容した場合、充
放電時にコンバータ部の熱が蓄電池に悪影響を与え、該
蓄電池の寿命が極端に短くなってしまうことが懸念され
る。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、蓄電ユニットケーシ
ング内にコンバータ部等の電力変換回路及び蓄電池を収
容したものにおいて、電力変換回路の発熱により蓄電池
の寿命が短くなってしまうといった状況を回避すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】−発明の概要− 上記目的を達成するために、本発明の解決手段の１つ
は、蓄電ユニットケーシング内における蓄電池及びコン
バータ部（電力変換回路部）の設置状態を改良してい
る。つまり、発熱量の大きいコンバータ部を蓄電池より
も上側に設置している。もう１つの解決手段は、蓄電池
を冷却するものである。つまり、蓄電ユニットケーシン
グ内に空気を流すことで、該蓄電ユニットケーシング内
の環境温度を低下させている。

【００１０】−解決手段− 具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、図１及び
図３に示すように、電源電力を供給する電源(21)と、該
電源(21)からの電源電力を１次電力として受けて駆動す
る負荷(M1)と、上記電源(21)からの電源電力が電力変換
回路部(43)によって変換されて供給されることにより蓄
電池(11,11,…)に充電する一方、上記負荷(M1)に２次電
力を供給するために放電する蓄電ユニット(BM)とを備
え、上記負荷(M1)が駆動して空調運転を行う蓄電式空気
調和装置を前提とする。この蓄電式空気調和装置に対
し、上記蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路部(43)を、
蓄電ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内に収容さ
せ、上記電力変換回路部(43)を、蓄電池(11,11,…)より
も上方に配置している。

【００１１】この特定事項により、蓄電池(11,11,…)の
充放電時には、この蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路
部(43)が共に発熱する。特に、電力変換回路部(43)の発
熱量は大きい。この電力変換回路部(43)は蓄電池(11,1
1,…)よりも上方に位置してるので、電力変換回路部(4
3)の発熱により加熱された空気はユニットケーシング(B
C)内の上部に浮上し蓄電池(11,11,…)の周囲に流れ込む
ことはない。

【００１２】第２の解決手段は、上記第１の解決手段に
おいて、蓄電ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内
に、複数の蓄電池(11,11,…)を鉛直方向に積み重ねて収
容する。また、電力変換回路部(43)を、最上部に位置す
る蓄電池(11)の上面に断熱部材(69)を介して載置してい
る。

【００１３】この特定事項により、電力変換回路部(43)
からの発熱が最上部の蓄電池(11)へ伝達されることが断
熱部材(69)により阻止される。つまり、電力変換回路部
(43)に最も近接している最上部の蓄電池(11)への熱伝達
が抑制される。

【００１４】第３の解決手段は、前提を上記第１の解決
手段の前提と同じくする。そして、蓄電池(11,11,…)及
び電力変換回路部(43)を、蓄電ユニット(BM)のユニット
ケーシング(BC)内に収容し、このユニットケーシング(B
C)に、該ユニットケーシング(BC)内に空気を導入する導
入口(61a)及びユニットケーシング(BC)内を流れた上記
空気を排出する排出口(63)を設けている。

【００１５】この特定事項により、導入口(61a)からユ
ニットケーシング(BC)内に導入した空気は蓄電池(11,1
1,…)及び電力変換回路部(43)から熱を奪った後、排出
口(63)から排出される。これにより、ユニットケーシン
グ(BC)内の温度を低く抑えることができる。

【００１６】第４の解決手段は、上記第３の解決手段に
おいて、導入口(61a)をユニットケーシング(BC)の下部
に、排出口(63)をユニットケーシング(BC)の上部にそれ
ぞれ形成している。

【００１７】この特定事項により、ユニットケーシング
(BC)内では、蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路部(43)
の発熱に伴って上昇気流が発生している。この上昇気流
の作用により、導入口(61a)からユニットケーシング(B
C)内に導入された空気は、ユニットケーシング(BC)内の
上部に向かって流れる。この際、蓄電池(11,11,…)及び
電力変換回路部(43)から熱を奪う。その後、この空気
は、排出口(63)からユニットケーシング(BC)外に排出さ
れる。

【００１８】第５の解決手段は、空気の排出口(63)の構
成を特定している。つまり、上記第４の解決手段におい
て、ユニットケーシング(BC)を、上部が開放されたケー
シング本体(60)の上側に天板(62)を取り付けて成す。ケ
ーシング本体(60)に、上端縁部の一部を切り欠いて切り
欠き部(60b)を形成する。上記天板(62)に、ケーシング
本体(60)の上側を覆う水平部(62a)と、該水平部(62a)の
外縁部から下方へ折り曲げられた垂下部(62b)とを備え
させる。上記切り欠き部(60b)に対向する垂下部(62b)と
ケーシング本体(60)との間に所定間隔を存して空間(C)
を形成する。上記切り欠き部(60b)と、天板(62)の水平
部(62a)とによって排出口(63)を形成すると共に、この
排出口(63)を上記空間(C)に連通させている。

【００１９】この特定事項により、排出口(63)は下向き
に開放する空間(C)を経て外気と連通している。このた
め、ユニットケーシング(BC)を戸外に設置した場合であ
っても、雨水等がユニットケーシング(BC)内に侵入する
ことはない。

【００２０】第６の解決手段は、２次電力の供給先を特
定している。つまり、上記第１または第３の解決手段に
おいて、負荷(M1)を圧縮機モータ(M1)としている。
この特定事項により、空気調和装置のうち特に消費電
力の大きな圧縮機モータ(M1)を、蓄電手段(BM)に蓄えら
れた電力により駆動させることが可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 −空気調和装置の全体構成の説明− 図１に示すように、本実施形態に係る蓄電式空気調和装
置(10)は、１台の室外ユニット(1A)に１台の室内ユニッ
ト(1B)が接続されて成るヒートポンプ式空気調和装置で
ある。また、該蓄電式空気調和装置(10)は、室外ユニッ
ト(1A)の圧縮機モータに２次電力を供給するための蓄電
池(11,11,…)を収容した蓄電ユニット(BM)を備えている
（図２参照）。

【００２２】上記室外ユニット(1A)は、パッケージ型に
構成され、図示しないが、圧縮機と四路切換弁と膨張弁
と熱源側熱交換器としての室外熱交換器とが接続されて
成る室外側の冷媒回路が収容されている。一方、室内ユ
ニット(1B)には、利用側熱交換器としての室内熱交換器
を備えた室内側の冷媒回路が収容されている。これら室
外ユニット(1A)と室内ユニット(1B)とは連絡配管(1C)に
より接続されて冷媒循環回路を構成している。そして、
この冷媒循環回路は、上記四路切換弁の切り換え動作に
より冷媒循環方向が可逆となり、冷房運転と暖房運転と
に切り換わる。

【００２３】−蓄電ユニットの構成の説明− 上記蓄電ユニット(BM)は、図２及び図３に示すように、
箱形のユニットケーシング（以下単にケーシングと呼
ぶ）(BC)を備えている。このケーシング(BC)内には複数
個の蓄電池(11,11,…)が収容されている。ケーシング(B
C)は、ケーシング本体(60)、前面パネル(61)及び天板(6
2)が一体的に組み付けられて構成されている。

【００２４】ケーシング本体(60)は、前面側及び上面側
がそれぞれ開放された板金製の箱体である。また、この
ケーシング本体(60)の背面(60a)の上端部分には、一部
が切り欠かれて切り欠き部(60b)が形成されている。こ
の切り欠き部(60b)は、例えば、上記背面(60a)の左右両
側部分のみを残し、その他の部分が背面(60a)上端から
所定寸法だけ切除されて形成される。

【００２５】前面パネル(61)は、上記ケーシング本体(6
0)の前面開口を覆うように該ケーシング本体(60)に取り
付けられている。また、この前面パネル(61)の下部に
は、外気導入口(61a)が形成されている。この外気導入
口(61a)は、複数のスリット状の開口である。この外気
導入口(61a)には、導入する空気をケーシング内部空間
(B)の上方へ案内するように傾斜されたガイド板(61b)が
設けられている。また、この前面パネル(61)の高さ寸法
は、ケーシング本体(60)の背面(60a)の高さ寸法よりも
僅かに長くなっている。このため、前面パネル(61)の上
端位置は、ケーシング本体(60)の背面(60a)の上端位置
よりも僅かに高い位置にある。

【００２６】天板(62)は、略水平方向に延びる水平部(6
2a)と、該水平部(62a)の各外縁部から下方に折り曲げら
れた垂下部(62b,62b,…)とを備える。水平部(62a)は、
ケーシング本体(60)の上面開口を覆う。この水平部(62
a)の各４辺から折り曲げられた各垂下部(62b,62b,…)の
うち、前面パネル(61)に対向するもの及びケーシング本
体(60)の左右の側面に対向するものは、これら前面パネ
ル(61)及びケーシング本体(60)に接合している。また、
水平部(62a)の奥行き方向（図３の左右方向）の寸法
は、ケーシング本体(60)の奥行き方向の寸法よりも僅か
に大きい。天板(62)がケーシング本体(60)に取り付けら
れた状態では、ケーシング本体(60)の背面(60a)と、こ
の背面(60a)に対向する垂下部(62b)との間に僅かな空間
(C)が形成される。また、上記ケーシング本体(60)の背
面(60a)に形成された切り欠き部(60b)と天板(62)との間
に排出口としての上部開口(63)が形成され、この上部開
口(63)と上記空間(C)とが連通している。つまり、ケー
シング内空間(B)と、この空間(C)とが上部開口(63)によ
って連通している。この構成により、排気のための通路
(C)は下向きに開放することになり、雨水等がケーシン
グ内空間(B)に侵入することがない。

【００２７】また、上述したように、前面パネル(61)の
上端位置は、ケーシング本体(60)の背面(60a)の上端位
置よりも僅かに高い位置にあるため、これらに載置され
た天板(62)の水平部(62a)は、背面側に向かって下方に
傾斜している。この傾斜により、水平部(62a)に雨水が
溜ることがない。

【００２８】次に、ケーシング(BC)内に収容された複数
の蓄電池(11,11,…)の固定構造について説明する。これ
ら蓄電池(11,11,…)は、左右方向に並べられていると共
に上下方向に積み重ねられている。具体的に図２及び図
３に示すものは、左右方向に３個の蓄電池(11,11,11)が
並べられている。また、上下方向には１８個の蓄電池(1
1,11,…)が積み重ねられている。図４に示すように、蓄
電池(11)は、直方体状の箱体で成り、前面に電極(11b)
を備えている。

【００２９】これら蓄電池(11,11,…)の固定構造につい
て説明すると、各蓄電池(11,11,…)は、棚部材(65)及び
前面押え部材(68)によって移動不能に固定されている。

【００３０】棚部材(65)は、平面視形状が上記蓄電池(1
1)の平面視形状に略一致している。該棚部材(65)は、上
下方向に重ねられた蓄電池(11,11,…)同士の間に１つお
きに配置されている。つまり、上下２段に重ねられた一
対の蓄電池(11,11)の上側及び下側に配置されている。
この棚部材(65)は、図４に示すように、上側棚(66)と下
側棚(67)とが溶接等により一体化されて形成されてい
る。

【００３１】上側棚(66)は、水平方向に延びて蓄電池(1
1)の下面全体に接する支持面部(66a)を備えている。こ
の支持面部(66a)の前後両端縁は折り曲げられている。
前側の折り曲げ部(66b)は下方に、後側の折り曲げ部(66
c)は上方にそれぞれ折り曲げられている。後側の折り曲
げ部(66c)は、上側の蓄電池(11)の背面(11a)が当接して
おり、この蓄電池(11)が後方（図中右側）へ移動するこ
とを規制している。

【００３２】下側棚(67)は、水平方向に延びて蓄電池(1
1)の上面の大部分に接する支持面部(67a)を備えてい
る。この支持面部(67a)の前端部には、上方へ折り曲げ
られた後、水平方向前側（図４の左側）に折り曲げられ
て上側棚(66)の下面に当接する前側折り曲げ部(67b)が
形成されている。一方、支持面部(67a)の後端部には、
上方へ折り曲げられた後、水平方向後側（図４の右側）
に折り曲げられて上側棚(66)の下面に当接する後側折り
曲げ部(67c)が形成されている。更に、この後側折り曲
げ部(67c)の後端縁は下方に折り曲げられて規制部(67d)
に形成されている。この規制部(67d)は、下側の蓄電池
(11)の背面(11a)が当接しており、この蓄電池(11)が後
方（図中右側）へ移動することを規制している。

【００３３】このように構成された棚部材(65)と、上下
に重ね合わされた一対の蓄電池(11,11)とが交互に積み
重ねられている。その結果、蓄電池(11,11)は、上下方
向の移動が棚部材(65)によって規制されていると共に、
後方への移動も棚部材(65)によって規制されている。

【００３４】前面押さえ部材(68)は、ケーシング本体(6
0)の上端近傍位置から下端に亘って配置された板材であ
る。この前面押さえ部材(68)は、例えば各上側棚(66,6
6,…)の前側折り曲げ部(66b)に接続されて、左右方向で
隣り合う蓄電池(11,11)に跨るように配置されている。
これにより、前面押さえ部材(68)は各蓄電池(11,11)の
前面に当接している。この前面押さえ部材(68)により、
蓄電池(11,11)は前方への移動が規制されている。尚、
複数の前面押さえ部材(68)のうち左右両側に位置するも
のは、Ｌ形の板材であり、一方の面が蓄電池(11,11)の
前面に当接し、他方の面がケーシング(BC)の側面に接合
している。

【００３５】このように、棚部材(65)及び前面押さえ部
材(68)により、各蓄電池(11,11,…)はケーシング(BC)内
に強固に固定されている。

【００３６】このケーシング(BC)内には、各蓄電池(11,
11,…)に充電するために商用電力を所定の直流電力に変
換する電力変換回路部(43)が収容されている。この電力
変換回路部(43)の設置位置は、上記各蓄電池(11,11,…)
のうち最上部に位置する蓄電池(11)の上側である。つま
り、この電力変換回路部(43)は、各蓄電池(11,11,…)の
上方に設置されている。具体的には、最上部に位置する
蓄電池(11)の上面には支持板(69)が載置されており、こ
の支持板(69)の上側に電力変換回路部(43)がビス止めな
どの手段によって固定されている。この支持板(69)によ
り、電力変換回路部(43)からの発熱が蓄電池(11)に伝わ
りにくくなっている。つまり、この支持板(69)が、電力
変換回路部(43)と蓄電池(11)との間を断熱する部材とし
て機能する。

【００３７】−電気回路の説明− 図５に示すように、上記蓄電ユニット(BM)は蓄電回路(4
0)を備えている。この蓄電回路(40)は電源ライン(20)に
接続している。この電源ライン(20)は、電源としての商
用電源(21)とブレーカ(22)とが順に接続されている。該
商用電源(21)は、１次電力である２００Ｖの三相交流の
商用電力を供給する。

【００３８】上記蓄電回路(40)は、蓄電ユニット(BM)の
ケーシング(BC)の一部に配置された第１端子台(40A)に
より電源ライン(20)に接続された蓄電電源線(41)を備え
ている。この蓄電電源線(41)には、カレントトランス(C
T)、充電用電磁継電器(42)、電力変換回路部(43)及び蓄
電池(11)が順に接続されている。

【００３９】上記カレントトランス(CT)は、商用電源(2
1)からの入力電流を検出し、検出電流値を出力する。

【００４０】上記充電用電磁継電器(42)は、蓄電池(11)
の充電時にオンされる。

【００４１】上記電力変換回路部(43)は、充電用AC/DC
コンバータ部(44)と、DC/DCコンバータ部(45)とが順に
接続されて構成されている。上記AC/DCコンバータ部(4
4)は、交流の商用電力を直流電力に変換して出力する変
換回路であって、整流回路(46)、チョークコイル(47)及
び平滑回路(48)を備えている。該整流回路(46)はダイオ
ードを備えたダイオードモジュールで構成されている。
上記チョークコイル(47)及び平滑回路(48)は、直流電圧
を平滑にするためのものであって、平滑回路(48)はコン
デンサを備えている。

【００４２】上記DC/DCコンバータ部(45)は、充電用の
ＩＧＢＴ（Insulate Gate Bipolar Transistor）及びダ
イオードと、放電用のＩＧＢＴ及びダイオードとを備え
ている。該DC/DCコンバータ部(45)は、蓄電池(11)の充
電時に、AC/DCコンバータ部(44)からの直流電力を蓄電
池(11)の充電に対応した直流電力に降圧する一方、蓄電
池(11)の放電時に、蓄電池(11)に蓄えられた電力を圧縮
機モータ(M1)の駆動に対応した直流電力に昇圧するよう
に構成されている。

【００４３】上記蓄電池(11)は、密閉式の顆粒型鉛電池
で構成され、両端がDC/DCコンバータ部(45)に接続して
いる。該蓄電池(11)は、例えば満充電時に約１３０Ｖ
に、放電終了時に約９８Ｖになり、２次電力を圧縮機モ
ータ(M1)に供給する２次電源を構成している。そして、
蓄電池(11)が商用電源(21)からの電源電力を上記AC/DC
コンバータ部(44)及びDC/DCコンバータ部(45)から受け
て充電される。

【００４４】また、この蓄電ユニット(BM)のケーシング
(BC)の一部には、第２端子台(40B)が設けられている。
この第２端子台(40B)には、上記蓄電電源線(41)から分
岐された分岐電源線(49)が接続している。この分岐電源
線(49)の分岐位置は上記カレントトランス(CT)の後段側
で且つ充電用電磁継電器(42)の前段側である。

【００４５】この蓄電ユニット(BM)には、充放電コント
ローラ(70)が収容されている。この充放電コントローラ
(70)はコンバータドライブ回路(72)を備えている。該コ
ンバータドライブ回路(72)は、ＣＰＵ(71)からのドライ
ブ制御信号に基づいてDC/DCコンバータ部(45)を駆動す
る。つまり、DC/DCコンバータ部(45)は、コンバータド
ライブ回路(72)のドライブ信号に基づいて蓄電池(11)の
充電または放電を制御する。

【００４６】次に、上記室外ユニット(1A)の電気回路に
ついて説明する。この室外ユニット(1A)は、モータ駆動
回路(30)を備えている。このモータ駆動回路(30)は、室
外ユニット(1A)のケーシングの一部に設けられた電源端
子台(30A)に接続された主電源線(31)を備えている。該
主電源線(31)には、上述した蓄電回路(40)と同様の電磁
継電器(32)、AC/DCコンバータ部(34)が順に接続されて
いる。

【００４７】このAC/DCコンバータ部(34)の整流回路(3
6)、チョークコイル(37)及び平滑回路(38)は、上述した
蓄電回路(40)のものと同様である。従ってここでは説明
を省略する。

【００４８】コンバータ部(34)の後段側にはインバータ
部(35)が設けられている。このインバータ部(35)は、コ
ンバータ部(34)が出力する直流電力を所定の交流電力に
変換して圧縮機モータ(M1)に供給する変換回路であっ
て、パルス幅変調方式が採用され、ＩＧＢＴ（Insulate
Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子を
備えたトランジスタモジュールで構成されている。

【００４９】上記圧縮機モータ(M1)は、インバータ部(3
5)から出力される制御電力を受けて圧縮機を駆動する負
荷であって、回転数が制御されて圧縮機の容量を調整す
る。

【００５０】この室外ユニット(1A)には室外コントロー
ラ(80)が収容されている。この室外コントローラ(80)は
インバータドライブ回路(82)を備えている。該インバー
タドライブ回路(82)は、ＣＰＵ(81)からのドライブ制御
信号に基づいてインバータ部(35)を駆動する。つまり、
インバータ部(35)は、インバータドライブ回路(82)のド
ライブ信号に基づいて所定周波数の交流電力である制御
電力を出力する。

【００５１】上述のように構成された蓄電回路(40)の第
２端子台(40B)とモータ駆動回路(30)の電源端子台(30A)
とは連絡電源線(90)によって接続されている。つまり、
室外ユニット(1A)は、蓄電ユニット(BM)を経て電力供給
されるように構成されている。また、上記カレントトラ
ンス(CT)は、分岐電源線(49)の前段側に位置しているの
で、蓄電回路(40)及びモータ駆動回路(30)に供給される
総電流を検出している。

【００５２】また、蓄電回路(40)とモータ駆動回路(30)
とは２次電源線(50)によって接続されている。この２次
電源線(50)は、蓄電回路(40)とモータ駆動回路(30)の平
滑回路(48,38)同士を接続すると共に、放電用電磁継電
器(51)を備えている。この放電用電磁継電器(51)は蓄電
池(11)の放電時にオンする。つまり、この放電用電磁継
電器(51)のオン動作により蓄電池(11)に蓄えられた電力
が、DC/DCコンバータ部(45)、２次電源線(50)、インバ
ータ部(35)を経て圧縮機モータ(M1)に供給される。

【００５３】次に、上記モータ駆動回路(30)及び蓄電回
路(40)の各機器の制御を行う制御手段について説明す
る。

【００５４】上記室外コントローラ(80)のＣＰＵ(81)に
は空調コントローラ(83)が備えられ、該空調コントロー
ラ(83)が空調運転の制御を行う。つまり、この空調コン
トローラ(83)には、運転状態を検出するために冷媒回路
などの各部に設けられた図示しない各種センサからの検
出信号、リモコン(14)からの運転信号、停止信号及び設
定温度信号が入力されている。そして、該空調コントロ
ーラ(83)は、これらの検出信号、運転信号、停止信号及
び設定温度信号に基づき、電磁継電器(32)のオンオフ切
り換えを行うと共に、インバータドライブ回路(82)へド
ライブ制御信号を出力して圧縮機モータ(M1)の回転数を
制御し、更に、膨張弁開度や室内外ユニットに設けられ
たファンの制御を行い、空調運転の制御を行う。

【００５５】一方、充放電コントローラ(70)のＣＰＵ(7
1)は、電圧指令部(74)とコンバータ制御部(75)とを備
え、リモコン(14)からの運転信号及び停止信号等に基づ
いて、各電磁継電器(42,51)のオンオフ切り換えやDC/DC
コンバータ部(45)の制御等を行う。

【００５６】上記電圧指令部(74)は、蓄電池(11)から放
電する際には、圧縮機モータ(M1)の駆動に対応した電圧
値、例えば３００Ｖを電圧指令値として出力する一方、
蓄電池(11)に充電する際には、蓄電池(11)の充電に対応
した電圧指令値を出力する。

【００５７】上記コンバータ制御部(75)は、カレントト
ランス(CT)の検出電流値と電圧指令部(74)の電圧指令値
とが入力し、該検出電流値と電圧指令値とに基づいてコ
ンバータドライブ回路(72)へドライブ制御信号を出力す
る。特に、上記コンバータ制御部(75)は、DC/DCコンバ
ータ部(45)が出力する直流電力の電圧を、圧縮機モータ
(M1)の駆動に対応した電圧に昇圧する昇圧動作と、蓄電
池(11)の充電に対応した電圧に降圧する降圧動作とが切
り換わるように、コンバータドライブ回路(72)にドライ
ブ制御信号を出力する。

【００５８】上記コンバータドライブ回路(72)は、コン
バータ制御部(75)のドライブ制御信号を受けてDC/DCコ
ンバータ部(45)にドライブ信号を出力し、DC/DCコンバ
ータ部(45)の出力電力の電圧が電圧指令値となるように
該DC/DCコンバータ部(45)のスイッチング素子をオンオ
フ制御している。

【００５９】−運転動作− 次に、上述した蓄電式空気調和装置(10)の運転動作につ
いて説明する。先ず、商用電源(21)の商用電力を受けて
空調運転を行う通常運転時の動作について説明する。リ
モコン(14)から運転信号が入力されると、この運転信号
が各コントローラ(70,80)に送信され、空調コントロー
ラ(83)がモータ駆動回路(30)の電磁継電器(32)をオンす
る。また、充放電コントローラ(70)は、充電用電磁継電
器(42)及び放電用電磁継電器(51)を共にオフする。上記
電磁継電器(32)のオンによって、商用電力がコンバータ
部(34)の整流回路(36)に入力し、直流電力に変換される
と共に、平滑回路(38)によって平滑され、直流電力がイ
ンバータ部(35)に入力する。

【００６０】空調コントローラ(83)は、冷媒回路などに
設けられた各種センサの検出値と、リモコン(14)からの
温度設定値とに基づいて必要とされる空調負荷を導出
し、この導出した空調負荷を満足する空調能力を発揮す
るように、膨張弁開度やファン回転数を制御する。ま
た、この空調コントローラ(83)は、圧縮機モータ(M1)の
回転数指令値をドライブ制御信号としてインバータドラ
イブ回路(82)へ出力する。該インバータドライブ回路(8
2)は、空調コントローラ(83)からの回転数指令値を受け
て、圧縮機モータ(M1)の回転数が該回転数指令値となる
ようインバータ部(35)へ制御信号を出力する。そして、
インバータ部(35)は、該制御信号によってインバータ部
(35)のスイッチング素子がオンオフ制御されることによ
り所定の交流制御電力を出力し、これによって、圧縮機
モータ(M1)の回転数が上記回転数指令値となるように制
御される。

【００６１】次に、蓄電池(11)の２次電力を受けて行う
空調運転を行う放電運転時の動作について説明する。

【００６２】リモコン(14)から運転信号の入力がある
と、この運転信号が各コントローラ(70,80)に送信さ
れ、充放電コントローラ(70)が２次電源線(50)の放電用
電磁継電器(51)をオンする。この放電用電磁継電器(51)
のオンによって、直流電力である蓄電池(11)の２次電力
が、DC/DCコンバータ部(45)で昇圧された後に２次電源
線(50)を経てインバータ部(35)に入力する。この際、電
圧指令部(74)は、圧縮機モータ(M1)の駆動に対応した電
圧値、例えば３００Ｖを電圧指令値として出力してい
る。また、空調コントローラ(83)の動作は、上記通常運
転の場合と同様である。

【００６３】そして、あらかじめ設定されたスケジュー
ルに基づいて、上記通常運転と放電運転との切り換えが
行われることにより、いわゆるピークカット運転が行わ
れる。尚、通常運転と放電運転との切り換えは、リモコ
ン(14)からの指示により強制的に行うようにしてもよ
い。

【００６４】また、昼間においては、上記通常運転又は
放電運転が行われるのに対し、夜間においては、一般に
リモコン(14)より停止信号が入力され、空調運転を停止
した状態で蓄電池(11)の充電動作が行われる。つまり、
空調コントローラ(83)がモータ駆動回路(30)の電磁継電
器(32)をオフ状態にし、圧縮機モータ(M1)への制御電力
の供給を遮断する。一方、充放電コントローラ(70)が蓄
電回路(40)の充電用電磁継電器(42)をオン状態にすると
共に２次電源線(50)の放電用電磁継電器(51)をオフ状態
にする。

【００６５】このとき、電圧指令部(74)が、蓄電池(11)
の充電に対応した電圧指令値を出力する一方、コンバー
タ制御部(75)に、カレントトランス(CT)の検出電流値と
電圧指令部(74)の電圧指令値とが入力される。そして、
該コンバータ制御部(75)は、該検出電流値と電圧指令値
とに基づいてコンバータドライブ回路(72)へドライブ制
御信号を出力し、コンバータドライブ回路(72)は、DC/D
Cコンバータ部(45)の出力電力の電圧が電圧指令値とな
るようにスイッチング素子をオンオフ制御し、２００Ｖ
の商用電力を降圧する。その後、この降圧された直流電
力が蓄電池(11)に供給されて該蓄電池(11)が充電され
る。

【００６６】この充電時には、電力変換回路部(43)及び
各蓄電池(11,11,…)が発熱する。このため、ケーシング
(BC)内では加熱された空気による上昇気流が発生してい
る。この上昇気流の作用により、外気導入口(61a)から
は空気が導入され、この空気は、ケーシング内空間(B)
を上昇し、各蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路部(43)
の周囲を流れて、これらの熱を奪う。その後、この空気
は、上部開口(63)を通過し、ケーシング本体(60)の背面
(60a)と天板(62)の垂下部(62b)との間に形成された空間
(C)を経てケーシング外に排出される。

【００６７】また、特に、電力変換回路部(43)の発熱量
は各蓄電池(11,11,…)の発熱量に比べて大きい。この電
力変換回路部(43)は各蓄電池(11,11,…)の上方に設置さ
れているので、この電力変換回路部(43)からの発熱によ
って加熱された空気は、ケーシング(BC)内を浮上し、各
蓄電池(11,11,…)の周囲に流れ込むことはない。つま
り、この空気によって各蓄電池(11,11,…)が加熱される
ことはない。また、最上部に位置している蓄電池(11)と
電力変換回路部(43)との間に介在されている支持板(69)
が断熱部材として機能するため、電力変換回路部(43)か
らの発熱は最上部の蓄電池(11)に伝達されにくい。

【００６８】−実施形態の効果− 上述のように、本実施形態では、蓄電ユニット(BM)のケ
ーシング(BC)内に外気を導入し、この空気によって電力
変換回路部(43)及び各蓄電池(11,11,…)を冷却してい
る。また、発熱量の大きい電力変換回路部(43)を各蓄電
池(11,11,…)の上方に設置すると共に、この両者間に断
熱部材としての支持板(69)を介在させている。このた
め、電力変換回路部(43)の発熱により各蓄電池(11,11,
…)が加熱されるといったことが回避される。つまり、
これらの構成により、各蓄電池(11,11,…)が高温環境下
に晒されるといったことがなくなり、各蓄電池(11,11,
…)の長寿命化を図ることができる。

【００６９】−実施形態の変形例− 上記実施形態では、夜間に蓄電池(11)を充電する一方、
昼間の所定の時間帯（例えば３時間といった比較的短時
間）に商用電源(21)の商用電力と蓄電池(11)からの２次
電力の双方を受けて空調運転を行うようにした。本発明
は、これに限らず、空調運転時に、常にこれら双方の電
力により圧縮機モータ(M1)を駆動するピークシフト運転
を行ったり、昼間の所定の時間帯では、蓄電池(11)から
の２次電力のみにより空調運転を行うようにしてもよ
い。

【００７０】また、上記実施形態では、ケーシング本体
(60)の前面下部に外気導入口(61a)を設け、背面上部に
排出口(63)を設けるようにしたが、本発明はこれに限ら
ない。つまり、外気導入口はケーシング本体(60)の背面
や側面の下部に形成してもよい。また、排出口はケーシ
ング本体(60)の前面や側面の上部に形成したり天板(62)
に形成してもよい。

【００７１】更に、上述した実施形態では、室外ユニッ
ト(1A)が、メイン蓄電ユニット(BM1)を経て電力供給さ
れる構成となっていた。本発明は、これに限らず、室外
ユニット(1A)が電源(21)から直接電力供給される構成と
してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。請求項１記載の発明では、蓄
電ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内に蓄電池(1
1,11,…)及び電力変換回路部(43)を収容した蓄電式空気
調和装置に対し、発熱量の大きい電力変換回路部(43)を
蓄電池(11,11,…)よりも上側に設置している。これによ
り、電力変換回路部(43)からの発熱によって加熱された
空気が各蓄電池(11,11,…)の周囲に流れ込まないように
している。また、請求項３記載の発明では、ユニットケ
ーシング(BC)内に空気を流すことで、電力変換回路部(4
3)及び蓄電池(11,11,…)を冷却し、ユニットケーシング
(BC)内の環境温度を低下させている。以上の各発明によ
り、各蓄電池(11,11,…)が高温環境下に晒されるといっ
たことがなくなり、各蓄電池(11,11,…)の長寿命化を図
ることができる。

【００７３】請求項２記載の発明では、複数の蓄電池(1
1,11,…)を鉛直方向に積み重ねて収容し、電力変換回路
部(43)を、最上部に位置する蓄電池(11)の上面に断熱部
材(69)を介して載置している。このため、電力変換回路
部(43)に最も近接している最上部の蓄電池(11)への熱伝
達が抑制され、特に熱影響を受けやすい蓄電池(11)の長
寿命化を図ることができる。

【００７４】請求項４記載の発明では、導入口(61a)を
ユニットケーシング(BC)の下部に、排出口(63)をユニッ
トケーシング(BC)の上部にそれぞれ形成している。ま
た、請求項５記載の発明では、ケーシング本体(60)と天
板(62)との間で排出口(63)を形成し、この排出口(63)を
下向きに開放する空間(C)を経て外気と連通させてい
る。このため、ユニットケーシング(BC)内に発生する上
昇気流を有効利用して該ユニットケーシング(BC)内に空
気を流すことができ、高い冷却効率が得られる。また、
請求項５記載の発明では、ユニットケーシング(BC)を戸
外に設置した場合であっても、雨水等がユニットケーシ
ング(BC)内に侵入することはなく、電力変換回路部(43)
及び蓄電池(11,11,…)が雨水等による悪影響を受けるこ
とがない。

【００７５】請求項６記載の発明では、蓄電手段(BM)か
らの２次電力を圧縮機モータ(M1)に供給している。この
ため、２次電力の供給先を特定でき、また、空気調和装
置のうち特に消費電力の大きな圧縮機モータ(M1)を、蓄
電手段(BM)に蓄えられた電力により駆動させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る蓄電式空気調和装置の全体構成
を示す図である。

【図２】蓄電ユニットの一部を破断した斜視図である。

【図３】蓄電ユニットの一部を破断した側面図である。

【図４】蓄電池の固定構造を示す図である。

【図５】蓄電式空気調和装置の電気回路図である。

【符号の説明】

(10) 蓄電式空気調和装置 (11) 蓄電池 (21) 商用電源 (43) 電力変換回路部 (60) ケーシング本体 (60b) 切り欠き部 (61a) 外気導入口 (62) 天板 (62a) 水平部 (62b) 垂下部 (63) 上部開口（排出口） (69) 支持板（断熱部材） (BM) 蓄電ユニット (BC) ユニットケーシング (M1) 圧縮機モータ（負荷）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電力を供給する電源(21)と、 該電源(21)からの電源電力を１次電力として受けて駆動
   する負荷(M1)と、 上記電源(21)からの電源電力が電力変換回路部(43)によ
   って変換されて供給されることにより蓄電池(11,11,…)
   に充電する一方、上記負荷(M1)に２次電力を供給するた
   めに放電する蓄電ユニット(BM)とを備え、 上記負荷(M1)を駆動して空調運転を行う蓄電式空気調和
   装置において、 上記蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路部(43)は、蓄電
   ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内に収容されて
   おり、 上記電力変換回路部(43)は、蓄電池(11,11,…)よりも上
   方に配置されていることを特徴とする蓄電式空気調和装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 蓄電ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内には、複
   数の蓄電池(11,11,…)が鉛直方向に積み重ねられて収容
   されており、電力変換回路部(43)は、最上部に位置する
   蓄電池(11)の上面に断熱部材(69)を介して載置されてい
   ることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
3. 【請求項３】 電源電力を供給する電源(21)と、 該電源(21)からの電源電力を１次電力として受けて駆動
   する負荷(M1)と、 上記電源(21)からの電源電力が電力変換回路部(43)によ
   って変換されて供給されることにより蓄電池(11,11,…)
   に充電する一方、上記負荷(M1)に２次電力を供給するた
   めに放電する蓄電ユニット(BM)とを備え、 上記負荷(M1)を駆動して空調運転を行う蓄電式空気調和
   装置において、 上記蓄電池(11,11,…)及び電力変換回路部(43)は、蓄電
   ユニット(BM)のユニットケーシング(BC)内に収容されて
   おり、 上記ユニットケーシング(BC)には、該ユニットケーシン
   グ(BC)内に空気を導入する導入口(61a)及びユニットケ
   ーシング(BC)内を流れた上記空気を排出する排出口(63)
   が設けられていることを特徴とする蓄電式空気調和装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 導入口(61a)はユニットケーシング(BC)の下部に、排出
   口(63)はユニットケーシング(BC)の上部にそれぞれ形成
   されていることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 ユニットケーシング(BC)は、上部が開放されたケーシン
   グ本体(60)の上側に天板(62)が取り付けられており、ケ
   ーシング本体(60)には、上端縁部の一部が切り欠かれて
   切り欠き部(60b)が形成されていて、 上記天板(62)には、ケーシング本体(60)の上側を覆う水
   平部(62a)と、該水平部(62a)の外縁部から下方へ折り曲
   げられた垂下部(62b)とを備え、 上記切り欠き部(60b)に対向する垂下部(62b)は、ケーシ
   ング本体(60)との間に所定間隔を存して空間(C)を形成
   しており、 上記切り欠き部(60b)と、天板(62)の水平部(62a)とによ
   って排出口(63)が形成されていると共に、この排出口(6
   3)が上記空間(C)に連通していることを特徴とする蓄電
   式空気調和装置。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項３記載の蓄電式空
   気調和装置において、 負荷(M1)は圧縮機モータ(M1)であることを特徴とする蓄
   電式空気調和装置。