JPH1172253A - 蓄電式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池（11）の利用効率を向上させ、蓄電池
（11）の容量及びサイズを小さくする。 【解決手段】 商用電源（21）と電力変換回路（32）と
圧縮機モータ（M1）とを順に接続する。圧縮機モータ
（M1）に２次電力を供給する蓄電池（11）を設ける。そ
して、蓄電池（11）の蓄電残量を導出すると共に、年間
の季節に対応して空調負荷を予め設定し、ピークカット
放電パターンとピークシフト放電パターンとを決定す
る。空調負荷の大きいときには、商用電力の入力を遮断
して蓄電池（11）から２次電力を圧縮機モータ（M1）に
供給するピークカット運転を行う。空調負荷の小さいと
きには、商用電力の入力電力量を所定値以下に抑制して
該商用電力を圧縮機モータ（M1）に供給すると同時に、
蓄電池（11）から２次電力を圧縮機モータ（M1）に供給
するピークシフト運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電手段を備えた
蓄電式空気調和装置に関し、特に、蓄電手段の放電対策
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、
商用電源にトランスを介してコンバータと平滑コンデン
サとインバータと圧縮機モータと順に接続される一方、
上記トランスに整流回路及びサイリスタを介して蓄電池
が接続され、該蓄電池がインバータの前段に接続されて
構成されている。

【０００３】そして、通常、上記商用電源から商用電力
を圧縮機モータに供給する一方、例えば、真夏の昼間の
ように電力需要が最大となる電力ピーク時には、蓄電池
から２次電力を圧縮機モータに供給して商用電力の使用
を抑制する。

【０００４】上記蓄電池は、夜間に充電するようにして
いるが、前日の放電量に基づいて本日の放電量を予測
し、充電量を設定するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の蓄電式空気調和装置においては、本日の放電量
を予測して充電量を設定しているに過ぎないため、蓄電
池に蓄積した２次電力を有効に利用していないという問
題があった。

【０００６】つまり、上記蓄電池は、最大容量まで充電
した満充電の状態で保存し、満充電の状態から使用（放
電）することが望ましい。ところが、従来の蓄電式空気
調和装置は、前回の放電量に基づいて充電量を決定して
いるため、満充電の状態まで充電しない場合があるの
で、蓄電池の寿命が短くなるという問題があった。

【０００７】また、蓄電池の放電動作に関しては、直接
には何ら制御しておらず、電力ピークの時間帯で蓄電池
を放電させるのみで、蓄積している２次電力を全て使い
切らずに蓄電残量がある状態で次の充電を行う場合があ
る。

【０００８】したがって、上記蓄電池の２次電力を有効
利用しているとはいえず、蓄電池の利用効率が悪いとい
う問題があった。更に、上記蓄電池の放電を制御しない
ことから、蓄電池は、使用する最大の２次電力量に対応
した容量に設定する必要があり、容量及びサイズが大き
くなり、高価になるという問題があった。

【０００９】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、蓄電手段の利用効率を向上させ、蓄電手段の容量及
びサイズを小さくすることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

−発明の概要− 本発明は、商用電源（21）と電力変換回路（32）と圧縮
機モータ（M1）とを順に接続する。圧縮機モータ（M1）
に２次電力を供給する蓄電手段（BM）を設ける。そし
て、蓄電手段（BM）の蓄電残量を導出すると共に、年間
の季節に対応して空調負荷を予め設定し、放電パターン
とを決定する。空調負荷の大きいときには、商用電力の
入力を遮断して蓄電手段（BM）から２次電力を圧縮機モ
ータ（M1）に供給するピークカット運転を行う。空調負
荷が小さいときには、商用電力の入力電力量を所定値以
下に抑制して該商用電力を圧縮機モータ（M1）に供給す
ると同時に、蓄電手段（BM）から２次電力を圧縮機モー
タ（M1）に供給するピークシフト運転を行う。

【００１１】−解決手段− 具体的に、図１に示すように、請求項１記載の発明が講
じた手段は、先ず、商用電力を供給する商用電源（21）
と、該商用電源（21）からの商用電力を１次電力として
受けて所定の制御電力に変換する電力変換回路（32）
と、該電力変換回路（32）から制御電力を受けて空調運
転を行うために駆動する負荷（M1）とを備えている。更
に、上記商用電源（21）からの商用電力を受けて充電す
る一方、上記負荷（M1）に２次電力を供給するために放
電する蓄電手段（BM）を備えている。加えて、該蓄電手
段（BM）が蓄積している２次電力量と上記負荷（M1）の
電力消費状況とに対応した蓄電手段（BM）の放電パター
ンを決定し、上記商用電力の入力量を調整するように蓄
電手段（BM）を放電させて負荷（M1）に２次電力を供給
する放電制御手段（51）を備えている。

【００１２】請求項２記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、放電制御手段（51）は、
商用電力の入力を遮断して蓄電手段（BM）から２次電力
を負荷（M1）に供給するピークカット運転を行うための
ピークカット放電パターンと、商用電力の入力電力量を
所定値以下に抑制して該商用電力を負荷（M1）に供給す
ると同時に、蓄電手段（BM）から２次電力を負荷（M1）
に供給するピークシフト運転を行うためのピークシフト
放電パターンとを決定すると共に、空調負荷の大きいと
きにピークカット放電パターンに基づいて蓄電手段（B
M）を放電させる一方、空調負荷の小さいときにピーク
シフト放電パターンに基づいて蓄電手段（BM）を放電さ
せるように構成されたものである。

【００１３】請求項３記載の発明が講じた手段は、上記
請求項２記載の発明において、放電制御手段（51）が、
年間の季節に対応して空調負荷を予め設定して放電パタ
ーンを決定する構成としている。

【００１４】請求項４記載の発明が講じた手段は、上記
請求項２記載の発明において、放電制御手段（51）が、
天気情報信号を取り込み、天気情報に基づいて空調負荷
を設定して放電パターンを決定する構成としている。

【００１５】請求項５記載の発明が講じた手段は、上記
請求項２，３又は４記載の発明において、放電制御手段
（51）が、蓄電手段（BM）の蓄電残量を導出して放電パ
ターンを決定するように構成されたものである。

【００１６】請求項６記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１〜５の何れか１記載の発明において、電力変換
回路（32）が、交流の商用電力を直流電力に変換するコ
ンバータ部（33）と、該コンバータ部（33）が出力する
直流電力を交流の制御電力に変換するインバータ部（3
4）とより構成される一方、負荷（M1）は、インバータ
部（34）によって回転数が制御される圧縮機モータ（M
1）である構成としている。

【００１７】−作用− 上記の発明特定事項により、本発明では、通常運転にお
いて、運転信号が入力されると、商用電力が電力変換回
路（32）に入力し、該電力変換回路（32）は、商用電力
を所定の制御電力に変換して負荷（M1）に供給し、具体
的に、請求項６記載の発明では、制御電力を圧縮機モー
タ（M1）に供給すると共に、圧縮機モータ（M1）の回転
数を制御する。

【００１８】一方、夜間などにおいては、一般に、空調
運転を停止した状態で蓄電手段（BM）の充電が行われ
る。

【００１９】更に、放電制御手段（51）は、蓄電手段
（BM）が蓄積している２次電力量と上記負荷（M1）の電
力消費状況とに対応した蓄電手段（BM）の放電パターン
を決定する。具体的に、請求項３記載の発明では、年間
の季節に対応して空調負荷を予め設定して放電パターン
を決定し、請求項４記載の発明では、天気情報信号を取
り込み、天気情報に基づいて空調負荷を設定して放電パ
ターンを決定する。また、請求項５記載の発明では、放
電制御手段（51）が、蓄電手段（BM）の蓄電残量を導出
して放電パターンを決定する。

【００２０】そして、請求項２記載の発明では、放電制
御手段（51）が、例えば、夏期の冷房運転時において
は、大きな電力需要が予想されるので、商用電力の入力
を遮断して蓄電手段（BM）から２次電力を圧縮機モータ
（M1）に供給するピークカット運転を実行し、商用電力
を使用することなく、２次電力のみによって空調運転が
行われる。

【００２１】また、放電制御手段（51）は、小さな電力
需要が予想される場合、ピークシフト運転し、商用電力
の入力電力量を所定値以下に抑制すると同時に、蓄電手
段（BM）から２次電力を圧縮機モータ（M1）に供給し、
商用電力と２次電力とを併用して圧縮機モータ（M1）を
駆動する。

【００２２】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、蓄電手段
（BM）が蓄積している２次電力量と負荷（M1）の電力消
費状況とに対応した蓄電手段（BM）の放電パターンを決
定して蓄電手段（BM）を放電させるようにしたために、
蓄電手段（BM）が蓄積している２次電力のうち電池寿命
に必要な残量以外の使用可能な２次電力を全て使い切っ
た後に次の充電を行うことができるので、蓄電手段（B
M）の２次電力を有効利用することができ、蓄電手段（B
M）の利用効率を向上させることができる。

【００２３】また、上記蓄電手段（BM）を満充電の状態
で保存し、この満充電の状態から放電するので、蓄電手
段（BM）の長寿命化を図ることができる。

【００２４】また、上記蓄電手段（BM）の２次電力を使
い切るようにしているので、充電時に蓄電残量が存在す
ることがなく、蓄電手段（BM）の容量及びサイズを小さ
くすることができ、安価にすることができる。

【００２５】また、請求項２記載の発明によれば、蓄電
手段（BM）の有効利用を図りつつピークカット運転又は
ピークシフト運転を行うことができるので、商用電力の
消費を抑制することができ、商用電力の電力ピークを確
実に低減することができる。特に、上記蓄電手段（BM）
の容量を常に最大限に利用するので、商用電力の消費を
確実に平準化することができる。この結果、電力使用の
合理化を図ることができる。

【００２６】また、請求項３記載の発明によれば、季節
に対応して蓄電手段（BM）の放電パターンを設定してい
るので、各種の放電パターンを容易に設定することがで
きる。

【００２７】また、請求項４記載の発明によれば、天気
情報に基づいて蓄電手段（BM）の放電パターンを決定す
るので、より実際の空調負荷に対応した放電パターンを
決定することができ、上記蓄電手段（BM）の有効利用を
より確実に図ることができる。

【００２８】また、請求項５記載の発明によれば、蓄電
手段（BM）の蓄電残量を導出して放電パターンを決定し
ているので、蓄電手段（BM）の容量に対応した放電を行
うことができ、より蓄電手段（BM）の利用効率を向上さ
せることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００３０】図２に示すように、本実施形態における蓄
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って、２次電力を供給するため
の蓄電池（11）を備えている。

【００３１】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
弁と室外熱交換器とが接続されて成る室外側の冷媒回路
が設けられる一方、室内ユニット（1B）は、図示しない
が、室内熱交換器を備えた室内側の冷媒回路が設けられ
ている。そして、上記冷媒回路は、冷房運転と暖房運転
とを行うように冷媒循環方向の可逆な回路に構成されて
いる。

【００３２】上記室外ユニット（1A）は、商用電力が供
給されるように電源ライン（20）に接続され、該電源ラ
イン（20）は、商用電源（21）からブレーカ（22）と電
力検出器（23）が順に接続されている。該商用電源（2
1）は、１次電力である三相交流の商用電力を供給する
一方、上記電力検出器（23）は、商用電源（21）からの
入力電力量を検出するように構成されている。

【００３３】上記室外ユニット（1A）は、電源ライン
（20）に接続された主電源線（30）を備え、該主電源線
（30）には、主接点である電磁継電器（31）と電力変換
回路（32）と圧縮機モータ（M1）とが順に接続されてい
る。上記電力変換回路（32）は、コンバータ部（33）
と、該コンバータ部（33）の後段に設けられたインバー
タ部（34）とより構成されている。上記コンバータ部
（33）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（35）と平滑回路（36）
とを備えている。該整流回路（35）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る一方、上記平滑
回路（36）は、直流電圧を平滑にするためのコンデンサ
を備えている。

【００３４】上記インバータ部（34）は、コンバータ部
（33）が出力する直流電力を所定の交流制御電力に変換
して圧縮機モータ（M1）に供給する変換回路であって、
例えば、パルス幅変調方式が採用され、ＩＧＢＴ（Insu
late 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。

【００３５】上記圧縮機モータ（M1）は、インバータ部
（34）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
整するように構成されている。

【００３６】上記蓄電池（11）は、本発明の特徴とする
ものであって、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。該蓄電池（11）は、充放電
回路（40）を介して主電源線（30）に接続され、該蓄電
池（11）と充放電回路（40）とが蓄電手段（BM）を構成
する一方、上記充放電回路（40）は、昇降圧チョッパ
（41）と直流スイッチ（42）とが順に接続されて構成さ
れている。

【００３７】上記昇降圧チョッパ（41）は、一端が整流
回路（35）と平滑回路（36）との間に接続され、蓄電池
（11）の充電時に電力変換回路（32）の直流電力を蓄電
池（11）の充電に適した直流電力に降圧する一方、蓄電
池（11）の放電時に圧縮機モータ（M1）の駆動に適した
直流電力に昇圧するように構成されている。

【００３８】上記直流スイッチ（42）は、例えば、サイ
リスタによって構成され、蓄電池（11）の充電時と放電
時とにオンするように構成されている。

【００３９】また、上記蓄電池（11）と直流スイッチ
（42）との間には電力検出器（4W）が設けられている。
該電力検出器（4W）は、蓄電池（11）の充電時におい
て、該蓄電池（11）の充電電圧及び充電電流を検出する
一方、蓄電池（11）の放電時において、該蓄電池（11）
の放電電圧及び放電電流を検出して、検出電力信号を出
力するように構成されている。

【００４０】一方、上記主電源線（30）における整流回
路（35）と平滑回路（36）との間には、直流変換器（1
2）を介して室外制御回路（50）が接続されると共に、
室内ユニット（1B）に設けられた空調制御回路（13）が
接続されている。上記室外制御回路（50）は、電力検出
器（4W）の検出電力信号を受けて昇降圧チョッパ（41）
の昇降圧動作を制御する一方、図３に示すように、室外
コントローラ（51）が設けられている。上記室外制御回
路（50）は、室外ファンモータ（M2）が接続されて該室
外ファンモータ（M2）を駆動するための駆動電力を供給
すると共に、冷媒循環量を制御するための膨張弁のバル
ブモータ（M3）が接続されて該膨張弁の弁開度を制御し
ている。

【００４１】上記室内ユニット（1B）の空調制御回路
（13）は、図示しないが、空調コントローラが設けられ
る一方、室内ファンモータ（M4）及びフラップモータ
（M5）が接続されて該室外ファンモータ（M2）及びフラ
ップモータ（M5）を駆動するための駆動電力を供給して
いる。更に、上記空調制御回路（13）は、リモコン（1
4）より運転信号や設定温度信号などが入力されると共
に、電力検出器（23）より検出電力信号が入力され、室
内ファンモータ（M4）の回転数等を制御する一方、室外
制御回路（50）に制御信号を出力するように構成されて
いる。尚、上記空調制御回路（13）には、図示しない
が、温度センサが出力する室内温度信号が入力される一
方、上記室外制御回路（50）及び空調制御回路（13）に
は、図示しないが、制御電源が別個に接続されている。

【００４２】上記室外コントローラ（51）は、本発明の
最も特徴とする放電制御手段を構成している。該室外コ
ントローラ（51）は、蓄電池（11）が蓄積している２次
電力量と圧縮機モータ（M1）などの電力消費状況とに対
応した蓄電池（11）の放電パターンを決定するように構
成されている。そして、該室外コントローラ（51）は、
放電パターンに基づいて蓄電池（11）を放電させて圧縮
機モータ（M1）などに２次電力を供給し、商用電力の入
力量を調整する。

【００４３】具体的に、上記室外コントローラ（51）
は、商用電力の入力を遮断して蓄電池（11）から２次電
力を圧縮機モータ（M1）等に供給するピークカット運転
を行うためのピークカット放電パターンと、商用電力の
入力電力量を所定値以下に抑制して該商用電力を圧縮機
モータ（M1）等に供給すると同時に、蓄電池（11）から
２次電力を圧縮機モータ（M1）等に供給するピークシフ
ト運転を行うためのピークシフト放電パターンとを決定
する。

【００４４】つまり、上記室外コントローラ（51）は、
年間の季節に対応して空調負荷を予め設定してピークカ
ット放電パターンとピークシフト放電パターンを決定し
ている。このピークカット放電パターンは、商用電力の
入力を遮断して蓄電池（11）から２次電力を圧縮機モー
タ（M1）等に供給するピークカット運転を行うためのパ
ターンであり、ピークシフト放電パターンは、商用電力
の入力電力量を所定値以下に抑制して該商用電力を圧縮
機モータ（M1）等に供給すると同時に、蓄電池（11）か
ら２次電力を圧縮機モータ（M1）等に供給するピークシ
フト運転を行うためのパターンである。

【００４５】具体的に、上記室外コントローラ（51）
は、空調負荷の高い夏期においては、ピークカット放電
パターンに基づいて蓄電池（11）を放電させる一方、空
調負荷の低い夏期以外の春秋期などにおいては、ピーク
シフト放電パターンに基づいて蓄電池（11）を放電させ
るように構成されている。

【００４６】更に、上記室外コントローラ（51）は、電
力検出器（4W）の検出電力信号を受けて蓄電池（11）の
蓄電残量を導出し、上記ピークシフト放電パターンを決
定するように構成されている。つまり、上記室外コント
ローラ（51）は、蓄電池（11）の充電電圧又は充電電流
から蓄電池（11）の満充電を検出すると共に、蓄電池
（11）の放電電圧又は放電電流から蓄電残量を導出す
る。そして、上記室外コントローラ（51）は、ピークシ
フト運転の放電パターンを決定するように構成されてい
る。

【００４７】尚、上記ピークシフト運転における商用電
力は、整流回路（35）によって入力電力量が調整され
る。

【００４８】また、上記蓄電池（11）の２次電力の放電
量は、電池寿命に必要な残量以外の使用可能な２次電力
量であって、この電池寿命に必要な残量は、鉛電池で
は、満充電の２次電力の１０％程度以上が好ましく、Ｎ
ｉ−水素電池では、満充電の２次電力の２０％程度以上
が好ましい。つまり、上記蓄電池（11）の放電深度を深
くし、蓄積している２時電力の残量を少なくすると、電
池寿命が短くなるので、該蓄電池（11）の使用可能な２
次電力は満充電の２次電力よりも少なくするようにして
いる。

【００４９】−空調制御動作− 次に、上述した蓄電式空気調和装置（10）の空調制御動
作について説明するが、先ず、商用電源（21）が電源ラ
イン（20）に三相交流の商用電力を供給している状態に
おいて、通常の運転制御から説明する。

【００５０】リモコン（14）から運転信号が入力される
と、この運転信号が空調制御回路（13）を介して室外制
御回路（50）に転送され、室外コントローラ（51）が電
磁継電器（31）をオンする。この電磁継電器（31）のオ
ンによって、商用電力がコンバータ部（33）の整流回路
（35）に入力し、直流電力に変換されると共に、平滑回
路（36）によって平滑され、直流電力がインバータ部
（34）に入力する。該インバータ部（34）は、直流電力
を所定の交流制御電力に変換して圧縮機モータ（M1）に
供給すると共に、該圧縮機モータ（M1）の回転数が空調
負荷に対応した回転指令値になるようにインバータ部
（34）のスイッチング素子をオンオフ制御し、圧縮機モ
ータ（M1）の回転数を制御する。

【００５１】上記コンバータ部（33）の直流電力は、直
流変換器（12）を介して室外制御回路（50）及び空調制
御回路（13）に供給され、該室外制御回路（50）及び空
調制御回路（13）が、室外ファンモータ（M2）、バルブ
モータ（M3）、室内ファンモータ（M4）及びフラップモ
ータ（M5）に駆動電力を供給し、空調運転が行われる。

【００５２】次に、蓄電池（11）の２次電力を利用する
ための空調制御動作について、図４の制御フローに基づ
き説明する。

【００５３】先ず、ステップST１において、夜間電力の
時間帯か否かを判定する。つまり、夜間においては、一
般にリモコン（14）より運転停止信号が入力され、空調
運転を停止した状態であるので、夜間電力の時間帯であ
ると、上記ステップST１からステップST２に移り、蓄電
池（11）が完全な充電状態であるか否かを判定する。こ
の判定は、電力検出器（4W）が検出する充電電圧によっ
て判定され、完全な充電状態（満充電）でないと、上記
ステップST２からステップST３に移り、蓄電池（11）の
充電が行われ、充電が完了するまで上記ステップST２に
戻り、上述の動作が繰り返される。

【００５４】この充電動作は、上記室外コントローラ
（51）が電磁継電器（31）をオンすると共に、直流スイ
ッチ（42）をオンし、商用電力がコンバータ部（33）の
整流回路（35）で直流電力に変換されて昇降圧チョッパ
（41）に供給される。該直流電力は、昇降圧チョッパ
（41）によって蓄電池（11）の充電に適した電圧に降圧
され、蓄電池（11）を充電する。

【００５５】この蓄電池（11）の充電が完了すると、上
記ステップST２の判定がＹＥＳとなってステップST４に
移り、充電動作を終了し、電磁継電器（31）等をオフし
てステップST１に戻ることになる。

【００５６】一方、上記ステップST１において、夜間電
力の時間帯でない場合、例えば、昼間の空調運転時にお
いては、判定がＮＯとなってステップST５に移り、大き
な空調負荷が予想されるか否かを判定する。つまり、室
外コントローラ（51）には、年間の季節に対応した空調
負荷に基づき蓄電池（11）の放電パターンを予め設定
し、夏期である場合、大きな空調負荷が予想されるの
で、上記ステップST５からステップST６に移り、ピーク
カット運転を実行し、上記ステップST１に戻ることにな
る。

【００５７】このピークカット運転は、電磁継電器（3
1）をオフして商用電力の入力を遮断する一方、直流ス
イッチ（42）のみをオンする。この直流スイッチ（42）
のオンにより、蓄電池（11）からの２次電力が昇降圧チ
ョッパ（41）に供給される。該２次電力は、昇降圧チョ
ッパ（41）によって圧縮機モータ（M1）の駆動に適した
電圧に昇圧され、平滑回路（36）に供給される。そし
て、上記２次電力は、室外ファンモータ（M2）等に供給
されると共に、インバータ部（34）で所定の制御電力に
変換されて圧縮機モータ（M1）に供給され、該圧縮機モ
ータ（M1）などが駆動する。この結果、商用電力を使用
することなく、２次電力のみによって空調運転が行われ
ることになる。

【００５８】また、上記ステップST５において、室外コ
ントローラ（51）は、例えば、春秋期や冬期である場
合、大きな空調負荷が予想されないので、判定がＮＯと
なり、ステップST５からステップST７に移る。このステ
ップST７において、上記室外コントローラ（51）は、蓄
電池（11）の残容量である蓄電残量を導出してピークシ
フト運転のピークシフト電力量を決定する。その後、ス
テップST８に移り、ピークシフト運転を実行して上記ス
テップST１に戻ることになる。

【００５９】つまり、上記室外コントローラ（51）は、
電力検出器（4W）の検出電力信号を受けて、例えば、蓄
電池（11）の充電電圧と放電電圧とから蓄電残量を導出
する。そして、この蓄電残量に基づいてピークシフト運
転が行われる。このピークシフト運転は、電磁継電器
（31）及び直流スイッチ（42）を共にオンすることによ
り、商用電力が電力変換回路（32）に供給されるもの
の、商用電力の入力電力量が所定値以下に抑制されると
同時に、蓄電池（11）から２次電力が圧縮機モータ（M
1）などに供給され、商用電力と２次電力とを併用して
圧縮機モータ（M1）などを駆動する。

【００６０】そこで、上記ピークカット運転とピークシ
フト運転の具体的な放電パターンを図５〜図８に基づい
て説明する。

【００６１】先ず、図５は、ピークカット放電パターン
を示し、夏期の空調負荷がピークになる時間帯において
蓄電池（11）を放電させる。この時期は大きな冷房負荷
が予想される一方、蓄電残量である蓄電池（11）の容量
を導出しているので、この冷房負荷と蓄電残量とからピ
ークカット放電パターンを決定する。そして、例えば、
午前８時から冷房運転を開始すると、この時間では冷房
負荷が小さいので、商用電力のみを利用した通常の冷房
運転が行われる。この運転開始後、冷房負荷の上昇に伴
って消費電力Ｐが上昇し、午後１時（１３時）になる
と、その後に電力ピークに達するので、ピークカット運
転に切り換え、商用電力の入力を遮断し、蓄電池（11）
の２次電力のみを利用した通常の冷房運転が行われる。

【００６２】その後、冷房負荷が低下するに従って消費
電力Ｐは低下するので、上記蓄電池（11）の２次電力の
うち電池寿命に必要な残量以外の使用可能な２次電力を
全て放電し終わると、再び商用電力のみを利用した通常
の冷房運転が行われ、例えば、午後６時（１８時）にな
ると、冷房運転が終了する。

【００６３】図６は、夏期のピークシフト放電パターン
を示し、商用電力の消費量が一定になるように蓄電池
（11）を放電させる。つまり、この時期の冷房負荷と蓄
電池（11）の蓄電残量とから商用電力の一定量を決定す
る。そして、例えば、午前８時から冷房運転を開始する
と、この開始時点から商用電力と蓄電池（11）の２次電
力とを利用したピークシフトの冷房運転が行われる。

【００６４】したがって、冷房負荷の上昇に対しては、
２次電力の消費量が増大して電力需要に対応し、消費電
力Ｐが変動することになる。その後、冷房負荷が低下し
て消費電力Ｐが低下し、例えば、午後６時（１８時）に
なると、冷房運転が終了することになるが、この終了時
点で、上記蓄電池（11）の２次電力のうち電池寿命に必
要な残量以外の使用可能な２次電力をほぼ全て放電し終
わる。

【００６５】図７は、冬期のピークシフト放電パターン
を示し、商用電力の消費量が一定になるように蓄電池
（11）を放電させる。つまり、暖房負荷は、朝と夜（夕
方）とが大きく、昼間は小さいので、この暖房負荷と蓄
電池（11）の蓄電残量とから商用電力の一定量を決定す
る。そして、例えば、午前８時から暖房運転を開始する
と、この開始時点から商用電力と蓄電池（11）の２次電
力とを利用したピークシフトの暖房運転が行われる。

【００６６】したがって、運転開始時の大きな暖房負荷
に対しては、２次電力の消費量を大きくして電力需要に
対応し、消費電力Ｐが変動することになる。更に、昼間
の暖房負荷が低下すると、一旦商用電力の入力を遮断し
て２次電力のみで暖房運転を行い、その後、再び暖房負
荷が上昇すると、商用電力と２次電力とを利用して暖房
運転を行い、例えば、午後６時（１８時）になると、暖
房運転が終了することになるが、この終了時点で、上記
蓄電池（11）の２次電力のうち電池寿命に必要な残量以
外の使用可能な２次電力をほぼ全て放電し終わる。

【００６７】図８は、春期及び秋期のピークシフト放電
パターンを示し、２次電力の消費量が一定になるように
蓄電池（11）を放電させる。つまり、この時期の空調負
荷は大きなピークが生じないことから、蓄電池（11）の
蓄電残量から２次電力の消費を一定量に決定する。例え
ば、午前８時から空調運転を開始し、午後６時まで１０
時間の空調運転を行う場合、この１０時間の間で蓄電池
（11）の２次電力のうち電池寿命に必要な残量以外の使
用可能な２次電力を全て放電し終わる。したがって、空
調負荷の変動に伴って商用電力の消費量が変動して消費
電力Ｐが変動することになる。

【００６８】上述したように、ピークカット運転及びピ
ークシフト運転を行うことにより、商用電力の入力電力
量が所定電力値に抑制され、電力ピークが低減すること
になる。

【００６９】−実施形態１の効果− 以上のように、本実施形態によれば、上記蓄電池（11）
が蓄積している２次電力量と圧縮機モータ（M1）の電力
消費状況とに対応した蓄電池（11）の放電パターンを決
定して蓄電池（11）を放電させるようにしたために、上
記蓄電池（11）が蓄積している２次電力のうち電池寿命
に必要な残量以外の使用可能な２次電力を全て使い切っ
た後に次の充電を行うことができるので、蓄電池（11）
の２次電力を有効利用することができ、蓄電池（11）の
利用効率を向上させることができる。

【００７０】また、上記蓄電池（11）を満充電の状態で
保存し、この満充電の状態から放電するので、蓄電池
（11）の長寿命化を図ることができる。

【００７１】また、上記蓄電池（11）の２次電力を使い
切るようにしているので、充電時に蓄電残量が存在する
ことがなく、蓄電池（11）の容量及びサイズを小さくす
ることができ、安価にすることができる。

【００７２】また、上記蓄電池（11）の有効利用を図り
つつピークカット運転又はピークシフト運転を行うこと
ができるので、商用電力の消費を抑制することができ、
商用電力の電力ピークを確実に低減することができる。
特に、蓄電池（11）の容量を常に最大限に利用するの
で、商用電力の消費を確実に平準化することができる。
この結果、電力使用の合理化を図ることができる。

【００７３】また、季節に対応して蓄電池（11）の放電
パターンを設定しているので、該放電パターンを容易に
設定することができる。

【００７４】また、上記蓄電池（11）の蓄電残量を導出
して放電パターンを決定しているので、蓄電池（11）の
容量に対応した放電を行うことができ、より蓄電池（1
1）の利用効率を向上させることができる。

【００７５】

【発明の実施の形態２】図９は、本発明の実施形態２を
示し、本実施形態は、実施形態１の蓄電池（11）が電力
変換回路（32）を介して充電するようにしたのに代え
て、蓄電池（11）が商用電源（21）から直接に充電する
ようにしたものである。

【００７６】具体的に、充放電回路（40）は、充電ライ
ン（4a）と放電ライン（4b）とより構成され、該充電ラ
イン（4a）は、一端が主電源線（30）におけるコンバー
タ部（33）の前段に接続され、他端が蓄電池（11）に接
続されると共に、電磁継電器（43）とコンバータ回路
（44）とが設けられている。該電磁継電器（43）は、室
外コントローラ（51）によって開閉制御され、蓄電池
（11）の充電時にオンするように構成されている。上記
コンバータ回路（44）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、交流の商用電力を蓄電池（1
1）の充電に適した直流電力に変換して出力する変換回
路に構成されている。

【００７７】一方、上記放電ライン（4b）は、一端が主
電源線（30）におけるコンバータ部（33）とインバータ
部（34）との間に接続され、他端が蓄電池（11）に接続
されると共に、昇圧チョッパ（45）と直流スイッチ（4
2）とが設けられている。該昇圧チョッパ（45）は、蓄
電池（11）の放電時に圧縮機モータ（M1）の駆動に適し
た直流電力に昇圧するように構成されている。上記直流
スイッチ（42）は、例えば、サイリスタによって構成さ
れ、室外コントローラ（51）によって開閉制御され、蓄
電池（11）の放電時にオンするように構成されている。

【００７８】尚、上記電力変換回路（32）などは実施形
態１と同様であるが、図９においては、商用電源（21）
と電力変換回路（32）と圧縮機モータ（M1）の接続構成
の概略のみを示し、また、上記蓄電池（11）の接続端に
は電力検出器（4W）が接続されている。

【００７９】−作用及び効果− 本実施形態では、夜間などにおいて、電磁継電器（43）
をオンすると、商用電源（21）から商用電力が充電ライ
ン（4a）に供給される。この商用電力は、コンバータ回
路（44）によって蓄電池（11）の充電に適した直流電力
に変換され、該蓄電池（11）が充電される。

【００８０】一方、ピークカット運転又はピークシフト
運転を行う場合、直流スイッチ（42）をオンすると、蓄
電池（11）から２次電力が昇圧チョッパ（45）に供給さ
れる。この２次電力は、昇圧チョッパ（45）によって圧
縮機モータ（M1）の駆動に適した直流電力に昇圧され、
この直流電力がインバータ部（34）によって交流電力に
変換されて圧縮機モータ（M1）に供給される。

【００８１】したがって、本実施形態によれば、実施形
態１と同様に、２次電力によって圧縮機モータ（M1）等
を駆動するようにしたために、商用電力の電力ピークを
確実に低減することができるので、電力使用の合理化を
図ることができる。

【００８２】また、充電ライン（4a）と放電ライン（4
b）とを別個に構成したために、圧縮機モータ（M1）の
駆動中であっても蓄電池（11）を充電することができ、
充電時期の制限を解消することができる。

【００８３】

【発明の他の実施の形態】上記各実施形態においては、
年間の季節に対応して蓄電池（11）の放電パターンを決
定するようにしたが、室外コントローラ（51）は、天気
情報信号を取り込み、天気情報に基づいて空調負荷を設
定して放電パターンを決定するようにしてもよい。つま
り、室外コントローラ（51）は、温度や湿度などの天気
情報を電話回線などを介して取り込み、空調負荷を予測
して蓄電池（11）の放電パターンを決定するようにして
もよい。

【００８４】したがって、天気情報に基づいて蓄電池
（11）の放電パターンを決定するので、より実際の空調
負荷に対応した放電パターンを決定することができ、蓄
電池（11）の有効利用をより確実に図ることができる。

【００８５】上記各実施形態においては、ヒートポンプ
式の空気調和装置（10）について説明したが、本発明、
冷房専用機や暖房専用機であってもよく、また、マルチ
型の空気調和装置であってもよいことは勿論である。

【００８６】また、請求項１及び請求項２記載の発明に
おける負荷は圧縮機モータ（M1）に限られるものではな
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１における蓄電式空気調和装置の電気
系統を示す回路ブロック図である。

【図３】室外制御回路を示すブロック図である。

【図４】空調運転の制御を示す制御フロー図である。

【図５】冷房運転時の放電パターンを示す消費電力の特
性図である。

【図６】他の冷房運転時の放電パターンを示す消費電力
の特性図である。

【図７】暖房運転時の放電パターンを示す消費電力の特
性図である。

【図８】春期及び秋期における空調運転時の放電パター
ンを示す消費電力の特性図である。

【図９】実施形態２における蓄電式空気調和装置の電気
系統の概略を示す回路ブロック図である。

【符号の説明】

10 蓄電式空気調和装置 BM 蓄電手段 11 蓄電池 20 電源ライン 21 商用電源 30 主電源線 32 電力変換回路 33 コンバータ部 34 インバータ部 40 充放電回路 41 昇降圧チョッパ 42 直流スイッチ 4W 電力検出器 50 室外制御回路 51 室外コントローラ（放電制御手段） M1 圧縮機モータ（負荷）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電力を供給する商用電源（21）と、 該商用電源（21）からの商用電力を１次電力として受け
   て所定の制御電力に変換する電力変換回路（32）と、 該電力変換回路（32）から制御電力を受けて空調運転を
   行うために駆動する負荷（M1）と、 上記商用電源（21）からの商用電力を受けて充電する一
   方、上記負荷（M1）に２次電力を供給するために放電す
   る蓄電手段（BM）と、 該蓄電手段（BM）が蓄積している２次電力量と上記負荷
   （M1）の電力消費状況とに対応した蓄電手段（BM）の放
   電パターンを決定し、上記商用電力の入力量を調整する
   ように蓄電手段（BM）を放電させて負荷（M1）に２次電
   力を供給する放電制御手段（51）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、 放電制御手段（51）は、商用電力の入力を遮断して蓄電
   手段（BM）から２次電力を負荷（M1）に供給するピーク
   カット運転を行うためのピークカット放電パターンと、
   商用電力の入力電力量を所定値以下に抑制して該商用電
   力を負荷（M1）に供給すると同時に、蓄電手段（BM）か
   ら２次電力を負荷（M1）に供給するピークシフト運転を
   行うためのピークシフト放電パターンとを決定すると共
   に、空調負荷の大きいときにピークカット放電パターン
   に基づいて蓄電手段（BM）を放電させる一方、空調負荷
   の小さいときにピークシフト放電パターンに基づいて蓄
   電手段（BM）を放電させ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、 放電制御手段（51）は、年間の季節に対応して空調負荷
   を予め設定して放電パターンを決定していることを特徴
   とする蓄電式空気調和装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の蓄電式空気調和装置にお
   いて、 放電制御手段（51）は、天気情報信号を取り込み、天気
   情報に基づいて空調負荷を設定して放電パターンを決定
   し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２，３又は４記載の蓄電式空気調
   和装置において、 放電制御手段（51）は、蓄電手段（BM）の蓄電残量を導
   出して放電パターンを決定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１〜５の何れか１記載の蓄電式空
   気調和装置において、 電力変換回路（32）は、交流の商用電力を直流電力に変
   換するコンバータ部（33）と、該コンバータ部（33）が
   出力する直流電力を交流の制御電力に変換するインバー
   タ部（34）とより構成される一方、 負荷（M1）は、インバータ部（34）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。