JPH11332248A - 蓄電式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電式空気調和装置のチョッパ部（45）に設
けられたコンデンサ（64）の放電を短時間で行い、装置
の保守作業を効率化すると共に、作業者の安全性を確保
する。 【解決手段】 蓄電池（11）の放電停止時に、先ず放電
用電磁継電器（51）をオフし、チョッパ部（45）の降圧
用ＩＧＢＴ（61a）のスイッチングを所定時間に亘って
継続する。これによって、コンデンサ（64）に残留する
電力を蓄電池（11）に放電し、コンデンサ（64）の端子
間電圧を蓄電池（11）の電圧まで下げる。その後、電池
用電磁継電器（60）をオフする。コンデンサ（64）に残
った電力は、放電抵抗（65）により消費され、コンデン
サ（64）の放電が完了する。蓄電池（11）の充電停止時
には、先ず充電用電磁継電器（42）をオフし、降圧用Ｉ
ＧＢＴ（61a）のスイッチングを所定時間に亘って行っ
た後に、電池用電磁継電器（60）をオフする。

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
電式空気調和装置に関し、特に、直流電圧の変換手段に
設けられたコンデンサの放電対策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置には、特開平６
−１３７６５１号公報に開示されているように、蓄電池
を備えたものがある。この種の蓄電式空気調和装置は、
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、該室外ユニットに
は、圧縮機モータや室外ファンモータなどの他、蓄電池
が設けられている。該圧縮機モータは、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
に接続される一方、上記蓄電池は、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接続されてい
る。

【０００３】そして、上記蓄電式空気調和装置は、電力
需要の小さい夜間に商用電力により蓄電池を充電し、電
力需要の大きい昼間は蓄電池に蓄えられた電力を用いて
空調運転を行うようにしている。これにより、昼間の最
大需要電力である電力ピークを低減し、商用電力の電力
負荷の平準化を図ると共に、料金の安い夜間電力を使用
することにより、電力コストを低減するようにしてい
る。

【０００４】また、上記蓄電池の電圧は、商用電源の電
圧や圧縮機モータ等の駆動に適した電圧よりも低いのが
通常である。従って、該蓄電池は、直流電力の電圧を昇
圧又は降圧する電圧変換回路を介して上記直流部に接続
されるのが一般的である。この電圧変換回路には、動作
することによって回路中に電力を蓄えるものがある。例
えば、この種の電圧変換回路としては、ＩＧＢＴ（Insu
late Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチ
と、コンデンサと、リアクトルとを備え、該コンデンサ
及びリアクトルの充放電と該半導体スイッチのスイッチ
ングとにより昇圧又は降圧を行うものが知られている。

【０００５】上述のような電圧変換回路において、コン
デンサには比較的大容量（例えば2000μＦ）のものが用
いられ、このような大容量のコンデンサを比較的高い電
圧（例えば300Ｖ）で充放電させるようにしている。こ
のコンデンサは、該電圧変換回路の両端を遮断して通電
を停止した後においても充電状態となっている。一方、
装置の保守作業の際には電圧変換回路に触れる場合があ
り、この様な場合にコンデンサに電力が残っていると危
険である。これに対し、従来は、上記コンデンサの両端
に放電抵抗の両端を接続し、該コンデンサの電力を放電
抵抗へ流すことによって、該コンデンサを自然放電させ
るようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
放電抵抗には比較的抵抗値の大きいもの（例えば100ｋ
Ω）を用いる必要がある。この理由について説明する
と、該放電抵抗は電圧変換回路の動作には無関係である
が、電圧変換回路に通電して昇降圧動作を行う際には、
放電抵抗にも一定の電流が流れる。従って、コンデンサ
の放電を短時間で行うために放電抵抗の抵抗値を小さく
すると、電圧変換回路への通電時において放電抵抗に流
れる電流が増大し、電圧変換回路本来の機能には無関係
な電力である放電抵抗の消費電力が過大になるからであ
る。このため、コンデンサの放電を行う際には僅かな電
流しか放電抵抗に流すことができず、コンデンサの放電
に長時間を要するという問題があった。

【０００７】具体的に、静電容量が2000μＦのコンデン
サを電圧300Ｖで充電されているときに、このコンデン
サを100ｋΩの放電抵抗で放電させる場合について説明
する。この場合における時定数は、200秒である。従っ
て、放電開始から200秒後においても、1/e×300＝110Ｖ
の電圧がコンデンサの両端にかかっていることになる。
そして、更に200秒が経過した後に、ようやく1/e×110
＝40Ｖにまでコンデンサの端子電圧を降下させることが
できる。

【０００８】一方、保守作業等を行う際には、作業者が
上記コンデンサに触れてしまう場合があり、その際に該
コンデンサに多くの電力が残留していると、作業者が感
電するおそれがあり危険である。従って、該コンデンサ
の充分に放電されるのを待って保守作業を開始してい
た。このため、該コンデンサの放電に長時間を要する
と、待ち時間が長くなって保守作業の作業能率が低下す
るという問題があった。また、作業者が、誤って充電状
態のコンデンサに触れる危険も増大するため、作業者の
安全性を十分に確保することができないという問題があ
った。

【０００９】以上、電圧変換回路がコンデンサを有する
場合の問題点について説明したが、電圧変換回路に電力
が蓄えられる場合は、この電力を放電させる必要がある
ため、この場合においても蓄えられた電力に起因する上
述の問題があった。

【００１０】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、短時間で確実に電力
変換回路の放電を行い、保守作業を効率化すると共に、
作業者の安全性を確保することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、電圧変換手段
（45）に残留した電力を蓄電手段（11）に放電させるこ
とによって、電圧変換手段（45）を短時間で放電させる
ようにしたものである。

【００１２】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段
は、図１に示すように、電源電力を供給する電源（21）
と、該電源（21）の電源電力を直流電力に変換するコン
バータ手段（36,44）と、該コンバータ手段（36,44）の
直流電力を受けて充電する一方、放電によって直流電力
を供給する蓄電手段（11）と、少なくとも該蓄電手段
（11）の直流電力を所定の交流電力である制御電力に変
換するインバータ手段（35）と、該インバータ手段（3
5）の制御電力を受けて駆動する負荷（M1）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
和装置を前提としている。そして、蓄電手段（11）の充
電時に、上記コンバータ手段（36,44）の直流電力を蓄
電手段（11）の充電に対応した充電電圧に降圧する降圧
動作を少なくとも行い、降圧後の直流電力を蓄電手段
（11）へ供給する電圧変換手段（45）と、上記電圧変換
手段（45）への電力供給を遮断した際に、該電圧変換手
段（45）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ放電する
放電手段（76）とを設けるものである。

【００１３】また、本発明が講じた第２の解決手段は、
上記第１の解決手段において、電圧変換手段（45）を、
コンデンサ（64）、リアクトル（63）及び半導体スイッ
チ（61a,61b）を備え、該半導体スイッチ（61a,61b）の
スイッチングによって降圧動作を行うように構成し、放
電手段（76）を、該電圧変換手段（45）のコンデンサ
（64）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ放電するよ
うに構成するものである。

【００１４】また、本発明が講じた第３の解決手段は、
上記第２の解決手段において、電源（21）とコンバータ
手段（36,44）との間に設けられた充電用スイッチ手段
（42）と、電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との間
に設けられた内部スイッチ手段（60）とを設け、放電手
段（76）を、上記充電用スイッチ手段（42）がオフし、
所定時間が経過した後に上記内部スイッチ手段（60）を
オフするように構成するものである。

【００１５】また、本発明が講じた第４の解決手段は、
上記第１の解決手段において、電圧変換手段（45）を、
蓄電手段（11）の放電時に、蓄電手段（11）の直流電力
を負荷（M1）の駆動に対応した電圧に昇圧する昇圧動作
を行い、昇圧後の直流電力をインバータ手段（35）に供
給するように構成し、放電手段（76）を、上記蓄電手段
（11）の放電を停止した際にも、上記電圧変換手段（4
5）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ放電するよう
に構成するものである。

【００１６】また、本発明が講じた第５の解決手段は、
上記第４の解決手段において、電圧変換手段（45）を、
コンデンサ（64）、リアクトル（63）及び半導体スイッ
チ（61a,61b）を備え、該半導体スイッチ（61a,61b）の
スイッチングによって降圧動作及び昇圧動作を行うよう
に構成し、放電手段（76）を、上記蓄電手段（11）の充
電及び放電を停止した際に、上記電圧変換手段（45）の
コンデンサ（64）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ
放電するように構成するものである。

【００１７】また、本発明が講じた第６の解決手段は、
上記第５の解決手段において、電源（21）とコンバータ
手段（36,44）との間に設けられた充電用スイッチ手段
（42）と、電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との間
に設けられた内部スイッチ手段（60）と、電圧変換手段
（45）とインバータ手段（35）との間に設けられた放電
用スイッチ手段（51）を設ける。そして、放電手段（7
6）を、蓄電手段（11）の放電を停止する際には、上記
充電用スイッチ手段（42）がオフし、所定時間が経過し
た後に上記内部スイッチ手段（60）をオフする一方、蓄
電手段（11）の放電を停止する際には、上記放電用スイ
ッチ手段（51）がオフし、所定時間が経過した後に内部
スイッチ手段（60）をオフするように構成するものであ
る。

【００１８】また、本発明が講じた第７の解決手段は、
上記第１〜第６の何れか１の解決手段において、負荷
（M1）を、インバータ手段（35）の制御電力によって回
転数が制御される圧縮機モータ（M1）とするものであ
る。

【００１９】−作用− 上記第１の解決手段では、蓄電手段（11）は、コンバー
タ手段（36,44）及び電圧変換手段（45）を介して電源
（21）に接続される。そして、電源（21）の電源電力を
該コンバータ手段（36,44）で直流電力に変換し、この
直流電力の電圧を電圧変換手段（45）の降圧動作によっ
て降圧した後に蓄電手段（11）に供給して、蓄電手段
（11）の充電を行うようにしている。該電圧変換手段
（45）が降圧動作を行う場合、電圧変換手段（45）に
は、電力が蓄えられる。そして、蓄電手段（11）の充電
を停止した後、即ち、電圧変換手段（45）への電力供給
を遮断した後においても、上記電圧変換手段（45）は電
力を蓄えた状態となる。この電圧変換手段（45）に残留
した電力は、放電手段（76）により蓄電手段（11）に放
電される。

【００２０】上記第２の解決手段では、電圧変換手段
（45）が降圧動作を行う場合、電圧変換手段（45）のコ
ンデンサ（64）の両端には、降圧される前の直流電力の
電圧がかかっている。そして、蓄電手段（11）の充電を
停止した後、即ち、電圧変換手段（45）への電力供給を
遮断した後においても、上記コンデンサ（64）は充電さ
れた状態となる。このコンデンサ（64）に残留した電力
は、放電手段（76）により蓄電手段（11）に放電され、
コンデンサ（64）の両端の電圧が蓄電手段（11）の充電
電圧にまで降下する。

【００２１】上記第３の解決手段では、蓄電手段（11）
の充電時において、充電用スイッチ手段（42）及び内部
スイッチ手段（60）はオンされている。そして、電圧変
換手段（45）への電力供給を遮断して蓄電手段（11）の
充電を停止する際には、放電手段（76）によって、充電
用スイッチ手段（42）がオフされる一方、内部スイッチ
手段（60）は所定時間に亘ってオンのまま維持される。
その間、コンデンサ（64）に残留する電力は蓄電手段
（11）に放電される。その後、内部スイッチ手段（60）
もオフされ、電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との
間が遮断される。

【００２２】上記第４の解決手段では、電圧変換手段
（45）は、蓄電手段（11）の充電時において降圧動作を
行うと共に、該蓄電手段（11）の放電時において昇圧動
作を行う。該電圧変換手段（45）が昇圧動作を行う場
合、電圧変換手段（45）には、電力が蓄えられる。そし
て、蓄電手段（11）の放電を停止した後、即ち、電圧変
換手段（45）からインバータ手段（35）への電力供給を
遮断した後においても、上記電圧変換手段（45）は電力
を蓄えた状態となる。この電圧変換手段（45）に残留し
た電力は、放電手段（76）により蓄電手段（11）に放電
される。

【００２３】上記第５の解決手段では、電圧変換手段
（45）が降圧動作を行う場合、電圧変換手段（45）のコ
ンデンサ（64）の両端には、降圧される前の直流電力の
電圧がかかっている。そして、蓄電手段（11）の充電を
停止した後、即ち、電圧変換手段（45）への電力供給を
遮断した後においても、上記コンデンサ（64）は充電さ
れた状態となる。このコンデンサ（64）に残留した電力
は、放電手段（76）により蓄電手段（11）に放電され、
コンデンサ（64）の両端の電圧が蓄電手段（11）の充電
電圧にまで降下する。

【００２４】また、該電圧変換手段（45）が昇圧動作を
行う場合、電圧変換手段（45）のコンデンサ（64）の両
端には、昇圧後の直流電力の電圧が加えられている。そ
して、蓄電手段（11）の放電を停止した後、即ち、電圧
変換手段（45）からインバータ手段（35）への電力供給
を遮断した後においても、上記コンデンサ（64）は充電
された状態となる。このコンデンサ（64）に残留した電
力は、放電手段（76）により蓄電手段（11）に放電さ
れ、コンデンサ（64）の両端の電圧が蓄電手段（11）の
充電電圧にまで降下する。

【００２５】上記第６の解決手段では、蓄電手段（11）
の充電時において、充電用スイッチ手段（42）及び内部
スイッチ手段（60）はオンされている。そして、電圧変
換手段（45）への電力供給を遮断して蓄電手段（11）の
充電を停止する際には、放電手段（76）によって、充電
用スイッチ手段（42）がオフされる一方、内部スイッチ
手段（60）は所定時間に亘ってオンのまま維持される。
その間、コンデンサ（64）に残留する電力は蓄電手段
（11）に放電される。その後、内部スイッチ手段（60）
もオフされ、電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との
間が遮断される。

【００２６】また、蓄電手段（11）の放電時において、
放電用スイッチ手段（51）及び内部スイッチ手段（60）
はオンされている。そして、電圧変換手段（45）からイ
ンバータ手段（35）への電力供給を遮断して放電を停止
する際には、放電手段（76）によって、放電用スイッチ
手段（51）がオフされる一方、内部スイッチ手段（60）
は所定時間に亘ってオンに維持される。その間、コンデ
ンサ（64）に残留する電力は蓄電手段（11）に放電され
る。その後、内部スイッチ手段（60）もオフされ、電圧
変換手段（45）と蓄電手段（11）との間が遮断される。

【００２７】上記第７の解決手段では、インバータ部
（34） の出力する交流電力によって圧縮機モータ（M
1） が駆動すると共に、インバータ部（34） の出力周
波数を制御することにより圧縮機モータ（M1） の回転
数を制御する。

【００２８】

【発明の効果】従って、上記の解決手段によれば、蓄電
手段（11）の充電を停止した際には、放電手段（76）に
よって、電圧変換手段（45）に残留する電力を蓄電手段
（11）に放電することができる。具体的に、上記第２及
び第３の解決手段によれば、蓄電手段（11）の充電を停
止した際には、放電手段（76）によって、電圧変換手段
（45）のコンデンサ（64）に残留する電力を蓄電手段
（11）に放電することができる。コンデンサ（64）から
蓄電手段（11）へは比較的大きな電流を流すことができ
るため、コンデンサ（64）に残留する電力を短時間で確
実に放電させることができる。

【００２９】また、上記第４の解決手段によれば、蓄電
手段（11）の充電を停止した際だけでなく、蓄電手段
（11）の放電を停止した際においても、放電手段（76）
によって、電圧変換手段（45）に残留する電力を蓄電手
段（11）に放電することができる。具体的に、上記第５
及び第６の解決手段によれば、蓄電手段（11）の充電を
停止した際には、放電手段（76）によって、電圧変換手
段（45）のコンデンサ（64）に残留する電力を蓄電手段
（11）に放電することができる。更に、蓄電手段（11）
の放電を停止した際においても、放電手段（76）によっ
て、電圧変換手段（45）のコンデンサ（64）に残留する
電力を蓄電手段（11）に放電することができる。コンデ
ンサ（64）から蓄電手段（11）へは比較的大きな電流を
流すことができるため、コンデンサ（64）に残留する電
力を短時間で確実に放電させることができる。

【００３０】以上の結果、蓄電手段（11）の充放電停止
後、短時間で保守作業を開始することができ、保守作業
の際における待ち時間を確実に短縮して作業能率を向上
させることができる。また、作業者が誤って充電状態の
コンデンサ（64）に触れる危険性を小さくすることがで
き、作業者の安全を確保することができる。

【００３１】また、上記第５の解決手段によれば、負荷
（M1）である圧縮機モータ（M1）に蓄電手段（11）の電
力を供給して空調運転を行うことができる。

【００３２】

【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２及び図３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（1
0）は、室外ユニット（1A）の圧縮機モータ（M1）に２
次電力を供給するための蓄電手段である蓄電池（11）を
収容した蓄電ユニット（BU）を備えている。

【００３３】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。

【００３４】−電気回路の説明− 上記蓄電ユニット（BU）は蓄電回路（40）を備え、この
蓄電回路（40）は、図３に示すように、電源ライン（2
0）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。

【００３５】上記蓄電回路（40）は、蓄電ユニット（B
U）のケーシング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（CT）、充電用スイッチ手段（42）である充電用
電磁継電器（42）と、電力変換回路部（43）と、内部ス
イッチ手段である電池用電磁継電器（60）と、蓄電池
（11）とが順に接続されている。

【００３６】上記カレントトランス（CT）は、商用電源
（21）からの入力電流を検出し、検出電流値を出力す
る。

【００３７】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、上記電池用電磁継電器（6
0）は、蓄電池（11）の充電時及び放電時にオンされ
る。

【００３８】上記電力変換回路部（43）は、蓄電コンバ
ータ部（44）と、電圧変換手段であるチョッパ部（45）
とが順に接続されて構成されている。上記蓄電コンバー
タ部（44）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、ダイオードを備えたダイオー
ドモジュールにより構成されている。また、該電力変換
回路部（43）の＋側には、力率改善用のリアクトルであ
るチョークコイル（47）が接続されている。

【００３９】上記チョッパ部（45）は、降圧用のＩＧＢ
Ｔ（Insulate Gate Bipolar Transistor）及びダイオー
ドと、昇圧用のＩＧＢＴ及びダイオードと、昇降圧用の
リアクトルであるチョークコイル（63）と、比較的静電
容量の大きな（例えば2000μＦ）コンデンサ（64）と、
比較的抵抗値の大きな（例えば100ｋΩ）放電抵抗（6
5）とを備えている。

【００４０】具体的に、上記コンデンサ（64）の一端
は、上記チョークコイル（63）を介して蓄電コンバータ
部（44）の＋側に接続され、他端は、蓄電コンバータ部
（44）の−側に接続されている。上記放電抵抗（65）
は、上記充電用電磁継電器（42）及び電池用電磁継電器
（60）がオフした際に該コンデンサ（64）を放電させる
ためのものであって、該放電抵抗（65）の各端部は、そ
れぞれ該コンデンサ（64）の各端部に接続されている。
上記降圧用ＩＧＢＴ（61a）は、コレクタが上記チョー
クコイル（63）を介して蓄電コンバータ部（44）の＋側
に接続され、エミッタが上記昇圧用ＩＧＢＴ（61b）の
コレクタに接続されている。該昇圧用ＩＧＢＴ（61b）
は、コレクタが該降圧用ＩＧＢＴ（61a）のエミッタに
接続され、エミッタが上記蓄電コンバータ部（44）の−
側に接続されている。また、該昇圧用ＩＧＢＴ（61b）
のエミッタは、上記電池用電磁継電器（60）を介して蓄
電池（11）の−側にも接続されている。上記降圧用ダイ
オード（62a）は、アノードが昇圧用ＩＧＢＴ（61b）の
エミッタに、カソードが昇圧用ＩＧＢＴ（61b）のコレ
クタにそれぞれ接続されている。上記昇圧用ダイオード
（62b）は、アノードが降圧用ＩＧＢＴ（61a）のエミッ
タに、カソードが降圧用ＩＧＢＴ（61a）のコレクタに
それぞれ接続されている。上記チョークコイル（63）
は、一端が降圧用ＩＧＢＴ（61a）のエミッタと昇圧用
ＩＧＢＴ（61b）のコレクタとの間に接続され、他端が
上記電池用電磁継電器（60）を介して蓄電池（11）の＋
側に接続されている。

【００４１】そして、上記チョッパ部（45）は、蓄電池
（11）の充電時には、降圧用ＩＧＢＴ（61a）のスイッ
チングによって蓄電コンバータ部（44）の直流電力を蓄
電池（11）の充電に対応した充電電圧に降圧する降圧動
作を行う一方、蓄電池（11）の放電時には、蓄電池（1
1）から放電された直流電力を圧縮機モータ（M1）の駆
動に対応した電圧に昇圧する昇圧動作を行うように構成
されている。

【００４２】上記蓄電池（11）は、密閉式の顆粒型鉛電
池で構成され、両端が電池用電磁継電器（60）を介して
チョッパ部（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100Ｖ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（2
1）からの電源電力を上記蓄電コンバータ部（44）及び
チョッパ部（45）から受けて充電される。

【００４３】また、該蓄電ユニット（BU）のケーシング
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。

【００４４】この蓄電ユニット（BU）には、チョッパド
ライブ回路（72）及び継電器駆動回路（73）を備えた充
放電コントローラ（70）が収容されている。上記チョッ
パドライブ回路（72）は、ＣＰＵ（71）からのドライブ
制御信号に基づいて上記降圧用又は昇圧用のＩＧＢＴ
（61a,61b）に断続的にベース電流を供給するように構
成されている。そして、ＣＰＵ（71）のドライブ制御信
号に基づき、両ＩＧＢＴ（61a,61b）が所定のタイミン
グでスイッチング動作を行うことによって、上記チョッ
パ部（45）が降圧動作又は昇圧動作を行う。上記継電器
駆動回路（73）は、ＣＰＵ（71）からの断続指令信号に
基づいて上記充電用電磁継電器（42）、放電用電磁継電
器（51）及び電池用電磁継電器（60）をオンオフするよ
うに構成されている。

【００４５】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（3
0）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）、周波数変換回路
（34）が順に接続されている。

【００４６】上記周波数変換回路（34）は、コンバータ
部（36）と、平滑回路（39）と、インバータ手段である
インバータ部（35）とが順に接続されて構成されてい
る。

【００４７】上記コンバータ部（36）は、上記蓄電コン
バータ部（44）と同様に、ダイオードモジュールによっ
て成り、商用電力を直流電力に変換するように構成され
ている。そして、該コンバータ部（36）及び蓄電コンバ
ータ部（44）はコンバータ手段を構成している。

【００４８】上記平滑回路（39）は、コンバータ部（3
6）の直流電力を平滑化するものであって、チョークコ
イル（37）とコンデンサ（38）とによって構成されてい
る。具体的に、該チョークコイル（37）の一端はコンバ
ータ部（36）の＋側に、他端が上記インバータ部（35）
にそれぞれ接続されている。また、該コンデンサ（38）
は、一端が該チョークコイル（37）とインバータ部（3
5）との間に、他端がコンバータ部（36）の−側にそれ
ぞれ接続されている。

【００４９】上記平滑回路（39）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（36）が平滑回路（39）を通じて出力
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る。そして、該インバー
タ部（35）は、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。

【００５０】上記圧縮機モータ（M1）は、周波数変換回
路（34）インバータ部（35）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。

【００５１】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。

【００５２】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（B
U）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。

【００５３】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。
具体的に、該２次電源線（50）は、蓄電回路（40）のチ
ョッパ部（45）に設けられたコンデンサ（64）の両端
と、モータ駆動回路（30）の平滑回路（39）に設けられ
たコンデンサ（38）の両端とに接続されている。この２
次電源線（50）には、放電用電磁継電器（51）が設けら
れている。この放電用電磁継電器（51）は、蓄電ユニッ
ト（BU）の内部に配置されて、蓄電池（11）の放電時に
オンする。そして、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、チョッパ
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。

【００５４】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。

【００５５】上記室外コントローラ（80）のＣＰＵ（8
1）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。

【００５６】一方、充放電コントローラ（70）のＣＰＵ
（71）は、電圧指令部（74）とチョッパ制御部（75）と
放電指令部（76）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（42,5
1）のオンオフ切り換えやチョッパ部（45）の制御等を
行う。

【００５７】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。

【００５８】上記チョッパ制御部（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
てチョッパドライブ回路（72）へドライブ制御信号を出
力する。特に、上記チョッパ制御部（75）は、チョッパ
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、チョッパドライブ回路（72）にド
ライブ制御信号を出力する。

【００５９】上記放電指令部（76）は、本発明の特徴と
するものであって、蓄電池（11）の充放電を停止した際
にチョッパ部（45）のコンデンサ（64）に残留する電力
を該蓄電池（11）に放電させる放電動作を行い、放電手
段に構成されている。

【００６０】具体的に、蓄電池（11）の充電を停止する
際には、先ず、充電用電磁継電器（42）をオフさせる指
令信号を継電器駆動回路（73）に出力すると共に、チョ
ッパ部（45）に降圧動作を継続させる指令信号をチョッ
パ制御部（75）に出力する。そして、所定時間が経過し
た後に、電池用電磁継電器（60）をオフさせる指令信号
を継電器駆動回路（73）に出力すると共に、チョッパ部
（45）に降圧動作を停止させる指令信号をチョッパ制御
部（75）に出力するように構成されている。また、蓄電
池（11）の放電を停止する際には、先ず、放電用電磁継
電器（51）をオフさせる指令信号を継電器駆動回路（7
3）に出力すると共に、チョッパ部（45）に降圧動作を
行わせる指令信号をチョッパ制御部（75）に出力する。
そして、所定時間が経過した後に、電池用電磁継電器
（60）をオフさせる指令信号を継電器駆動回路（73）に
出力すると共に、チョッパ部（45）に降圧動作を停止さ
せる指令信号をチョッパ制御部（75）に出力するように
構成されている。

【００６１】−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）、放電用電磁継電器（51）
及び電池用電磁継電器（60）をオフする。上記電磁継電
器（32）のオンによって、商用電力が周波数変換回路
（34）のコンバータ部（36）に入力し、直流電力に変換
され、この直流電力は平滑回路（39）によって平滑され
た後にインバータ部（35）に入力する。

【００６２】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（M
1）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（82）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。

【００６３】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。

【００６４】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）が放電用電磁継電器（5
1）及び電池用電磁継電器（60）をオンする。これによ
って、直流電力である蓄電池（11）の２次電力が、チョ
ッパ部（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。

【００６５】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。

【００６６】また、上記放電運転から通常運転へ切り換
える場合、蓄電池（11）の放電が停止される。一方、蓄
電池（11）の放電中において、チョッパ部（45）のコン
デンサ（64）の両端には、チョッパ部（45）で昇圧され
た直流電力の電圧が加えられている。そして、蓄電池
（11）の放電を停止した後においても、該コンデンサ
（64）は充電状態になっている。これに対し、放電指令
部（76）が放電動作を行い、チョッパ部（45）のコンデ
ンサ（64）に残留する電力を蓄電池（11）に放電させ
る。

【００６７】具体的に、図４に示すように、先ず、放電
指令部（76）が所定の指令信号を継電器駆動回路（73）
に出力し、継電器駆動回路（73）が放電用電磁継電器
（51）をオフする。これと同時に、該放電指令部（76）
は所定の指令信号をチョッパ制御部（75）に出力し、こ
れによってＣＰＵ（71）からチョッパドライブ回路（7
2）にドライブ制御信号が出力されて、チョッパ部（4
5）の降圧用ＩＧＢＴ（61a）がスイッチングを継続す
る。そして、この状態を所定時間に亘って維持する。そ
の間に、コンデンサ（64）に蓄えられた電力が蓄電池
（11）へと流れ、コンデンサ（64）両端の電圧が比較的
短時間（例えば2〜3秒間）で蓄電池（11）の電圧まで低
下する。その後、放電指令部（76）が指令信号を継電器
駆動回路（73）に出力し、継電器駆動回路（73）が電池
用電磁継電器（60）をオフする。これによって、チョッ
パ部（45）と蓄電池（11）との間が遮断される。この電
池用電磁継電器（60）のオフ後においてもコンデンサ
（64）に残留する電力は放電抵抗（65）によって消費さ
れ、これによってコンデンサ（64）が完全に放電され
る。

【００６８】尚、図４は、蓄電池（11）の電圧が100
Ｖ、コンデンサ（64）の静電容量が2000μＦ、放電抵抗
（65）が100ｋΩで、コンデンサ（64）の両端に300Ｖの
電圧が加えられていた場合を示している。この場合、蓄
電池（11）の放電終了時点において300Ｖであったコン
デンサ（64）両端間の電圧は、2〜3秒後には蓄電池（1
1）の電圧である100Ｖにまで低下する。その後、放電抵
抗（65）によりコンデンサ（64）の放電が行われる。こ
の場合、時定数は200秒であるため、200秒後にはコンデ
ンサ（64）両端間の電圧は38Ｖにまで低下する。

【００６９】上述のように、昼間においては、上記通常
運転又は放電運転が行われる。これに対し、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）及び電池用電磁継電器（60）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。

【００７０】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、チ
ョッパ制御部（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、該チョッパ制御部（75）は、該検出電流値
と電圧指令値とに基づいてチョッパドライブ回路（72）
へドライブ制御信号を出力し、チョッパドライブ回路
（72）は、チョッパ部（45）の出力電力の電圧が電圧指
令値となるように降圧用ＩＧＢＴ（61a）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、該蓄電池
（11）が充電される。

【００７１】また、蓄電池（11）の充電中において、チ
ョッパ部（45）のコンデンサ（64）の両端には、商用電
力を蓄電コンバータ部（44）で整流して得られた直流電
力の電圧が印加されている。そして、蓄電池（11）の充
電を停止した後においても、該コンデンサ（64）は充電
状態になっている。これに対し、上述の蓄電池（11）の
放電を停止する場合と同様に、放電指令部（76）が放電
動作を行ってチョッパ部（45）のコンデンサ（64）に残
留する電力を蓄電池（11）に放電させる。つまり、蓄電
池（11）の放電を停止した際の放電動作においては、放
電用電磁継電器（51）をオフするようにしたが、これに
代えて、蓄電池（11）の充電を停止した際の放電動作に
おいては、充電用電磁継電器（42）をオフするようにす
る。即ち、蓄電池（11）の放電停止時と充電停止時にお
ける放電指令部（76）の放電動作は、オフする電磁継電
器が異なる点を除いては同様である。

【００７２】−実施形態の効果− 本実施形態によれば、蓄電池（11）の充放電を停止した
際に、チョッパ部（45）のコンデンサ（64）に残留する
電力を、蓄電池（11）に放電することができる。この結
果、コンデンサに残留する電力を数秒程度の短時間で確
実に放電させることができ、短時間でコンデンサ（64）
両端間の電位差を下げることができる。

【００７３】具体的に、図４に例示する場合、蓄電池
（11）の充放電を停止した時点において300Ｖであった
コンデンサ（64）両端間の電位差を、200秒余りで38Ｖ
にまで低下させることができる。これに対し、従来のよ
うに放電抵抗（65）のみを用いてコンデンサ（64）の放
電を行う場合は、300Ｖの電位差を40Ｖまで低下させる
のに400秒を要していた。従って、本発明によれば、コ
ンデンサ（64）の放電に要する時間をほぼ半分に短縮す
ることができる。

【００７４】従って、蓄電池（11）の充放電停止後、短
時間で保守作業を開始することができ、この結果、保守
作業の際における待ち時間を確実に短縮して作業能率を
向上させることができる。また、作業者が誤って充電状
態のコンデンサ（64）に触れる危険性を小さくすること
ができ、作業者の安全を確保することができる。

【００７５】−実施形態の変形例− 上記実施の形態について、夜間に蓄電池（11）を充電す
る一方、昼間の所定の時間帯に該蓄電池（11） からの
２次電力のみを受けて空調運転を行う、いわゆるピーク
カット運転を行うようにしたが、これに加えて、夜間に
蓄電池（11）を充電する一方、昼間の所定の時間帯に
は、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、いわゆるピーク
シフト運転を行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態に係る蓄電式空気調和装置の構成を示
す模式図である。

【図３】実施形態に係る蓄電式空気調和装置の電気回路
を示す回路図である。

【図４】実施形態に係る蓄電式空気調和装置の放電制御
部による放電動作を示す説明図である。

【符号の説明】

（11） 蓄電池（蓄電手段） （21） 商用電源（電源） （35） インバータ部（インバータ手段） （36） コンバータ部（コンバータ手段） （42） 充電用電磁継電器（充電用スイッチ手段） （44） 蓄電コンバータ部（コンバータ手段） （45） チョッパ部（電圧変換手段） （51） 放電用電磁継電器（放電用スイッチ手段） （60） 電池用電磁継電器（内部スイッチ手段） （61a） 降圧用ＩＧＢＴ（半導体スイッチ） （61b） 昇圧用ＩＧＢＴ（半導体スイッチ） （63） チョークコイル（リアクトル） （64） コンデンサ （76） 放電指令部（放電手段） （M1） 圧縮機モータ（負荷）

Claims (7)

【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）の電源電力を直流電力に変換するコンバー
   タ手段（36,44）と、 該コンバータ手段（36,44）の直流電力を受けて充電す
   る一方、放電によって直流電力を供給する蓄電手段（1
   1）と、 少なくとも該蓄電手段（11）の直流電力を所定の交流電
   力である制御電力に変換するインバータ手段（35）と、 該インバータ手段（35）の制御電力を受けて駆動する負
   荷（M1）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、 蓄電手段（11）の充電時に、上記コンバータ手段（36,4
   4）の直流電力を蓄電手段（11）の充電に対応した充電
   電圧に降圧する降圧動作を少なくとも行い、降圧後の直
   流電力を蓄電手段（11）へ供給する電圧変換手段（45）
   と、 上記電圧変換手段（45）への電力供給を遮断した際に、
   該電圧変換手段（45）に蓄えられた電力を蓄電手段（1
   1）へ放電する放電手段（76）とを備えていることを特
   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、 電圧変換手段（45）は、コンデンサ（64）、リアクトル
   （63）及び半導体スイッチ（61a,61b）を備え、該半導
   体スイッチ（61a,61b）のスイッチングによって降圧動
   作を行うように構成され、 放電手段（76）は、該電圧変換手段（45）のコンデンサ
   （64）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ放電するよ
   うに構成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】 請求項２記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 電源（21）とコンバータ手段（36,44）との間に設けら
   れた充電用スイッチ手段（42）と、 電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との間に設けられ
   た内部スイッチ手段（60）とを備え、 放電手段（76）は、上記充電用スイッチ手段（42）がオ
   フし、所定時間が経過した後に上記内部スイッチ手段
   （60）をオフするように構成さ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１記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 電圧変換手段（45）は、蓄電手段（11）の放電時に、蓄
   電手段（11）の直流電力を負荷（M1）の駆動に対応した
   電圧に昇圧する昇圧動作を行い、昇圧後の直流電力をイ
   ンバータ手段（35）に供給するように構成され、 放電手段（76）は、上記蓄電手段（11）の放電を停止し
   た際にも、上記電圧変換手段（45）に蓄えられた電力を
   蓄電手段（11）へ放電するように構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、 電圧変換手段（45）は、コンデンサ（64）、リアクトル
   （63）及び半導体スイッチ（61a,61b）を備え、該半導
   体スイッチ（61a,61b）のスイッチングによって降圧動
   作及び昇圧動作を行うように構成され、 放電手段（76）は、上記蓄電手段（11）の充電及び放電
   を停止した際に、上記電圧変換手段（45）のコンデンサ
   （64）に蓄えられた電力を蓄電手段（11）へ放電するよ
   うに構成され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５記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 電源（21）とコンバータ手段（36,44）との間に設けら
   れた充電用スイッチ手段（42）と、 電圧変換手段（45）と蓄電手段（11）との間に設けられ
   た内部スイッチ手段（60）と、 電圧変換手段（45）とインバータ手段（35）との間に設
   けられた放電用スイッチ手段（51）を備え、 放電手段（76）は、 蓄電手段（11）の放電を停止する際には、上記充電用ス
   イッチ手段（42）がオフし、所定時間が経過した後に上
   記内部スイッチ手段（60）をオフする一方、 蓄電手段（11）の放電を停止する際には、上記放電用ス
   イッチ手段（51）がオフし、所定時間が経過した後に内
   部スイッチ手段（60）をオフするように構成されている
   ことを特徴とする蓄電式空気調和装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れか１記載の蓄電式
   空気調和装置において、 負荷（M1）は、インバータ手段（35）の制御電力によっ
   て回転数が制御される圧縮機モータ（M1）であることを
   特徴とする蓄電式空気調和装置。