JPS6399444A - 空気調和装置の使用電力量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の空調ユニットを備えた空気調和装置の各
空調ユニット毎の使用電力量を計測する空気調和装置の
使用電力量計測装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、ビル等の建物に各テナント毎に複数の空調ユ
ニットを配置した空気調和装置を集中室にて管理する場
合において、各テナント毎の使用電力量を１出するとき
、単に各空調ユニットの運転時間だけから算出すると電
力消費機器待に圧縮機の運転容量の差等に基づく各空調
ユニットの単位時間当りの消費電力の相）ｎが反映され
ない。

そこで、例えば空調ユニット毎にアワーメータを取付け
、ファン又は圧縮機の運転時間を計測し、その設備容量
を按分する方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記後者の方法では、正確に個別の電力
使用量を測定するためには、ファン、圧縮開、あるいは
電気ヒータに対して個別に、多数のアワーメータを設け
る必要があるに加えて、容量可変型の圧ｔｍ＋ｉの場合
、圧縮機がフルロードとアンロードのときとでは、成績
係数が異なるために単位時間当りの消費電力にｊｎいが
あり、運転時間のみでは正確な使用電力量が把握できな
いという問題が依然として解決されていない。また、最
終の集計に手間を要する。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、電力消費機器に流れる電流によって使用電力の比
率が検出されることに着目し、各空調ユニット毎に電力
消費機器に流れる電流を一定の時間毎にサンプリングし
たものを計測積算した電流積算値で全体の使用電力量を
按分することによって、簡易な構成で各空調ユニット毎
の使用電力量を算出することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、複数の
空調ユニット（Ｘ＋　）、（Ｘｚ　）・・・を備えた空
気調和装置を前提とする。そして、空気調和Ｍ置の使用
電力量計測装置に、各空調ユニット（Ｘ＋　）、（Ｘ２
　）・・・の運転中に該各室温ユニット（Ｘ＋　）、（
Ｘ２　）・・・の電力消費ＩＩＡ器に流れる電流値を各
々所定のサンプリング時間毎に検出する電流値検出手段
（ＣＴ＞・・・と、該各型流値検出手段（ＣＴ）・・・
により検出された電流値を各空調ユニット（Ｘ＋　＞、
（Ｘ２　）・・・毎に積算する？ｌｆｆ流値積算手段（
１４）と、空気調和装置全体の総使用電力量を積算する
電力量積算手段（７）と、該電力量積算手段（７）で積
算した総使用電力量を、上記電流値積算手段（１４）で
ｆＪｊ算した各空調ユニット（Ｘ＋　）、（Ｘ２　）・
・・毎の個別の電流積算値で按分する按分手段（１５）
とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、空気調和装置の運転中
、電流値検出手段（ＣＴ）により、所定のサンプリング
時間毎に各空調ユニット（Ｘ＋）。

（×２）・・・の電力消費機器に流れる運転時の使用電
力に比例したｆｆｌ流値が検出される。次に、電流値積
算手段（１４）により上記電流値が各空調ユニット（Ｘ
＋　）、（Ｘ２　）・・・旬に積算され各空調ユニット
（Ｘ＋　＞、（Ｘ２　）・・・毎の使用電力比率を表わ
す電流積算値が求められる一方、電力量積算手段（７）
により空気調和装置全体の総使用電力量が積算される。

そして、按分手段（１５）により所定の期間に対する該
総使用電力量が各空調ユニット（Ｘ＋　）、（Ｘ２　）
・・・毎の電流積算値で按分されて、各空調ユニット（
Ｘ＋　）、（Ｘ２　）・・・個別の使用電力量が求めら
れる。よって、各電力消費機器毎にアワーメータ等を要
さずに、簡易な構成でかつ集計の手間を要さずに各空調
ユニット個別の使用電力量の算出を正確に行うことがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第２図以下の図面に基づ
き詳細に説明する。

第２図は本発明を適用した第１の実施例であるピルのマ
ルチ型空気調和装置の概略構成を示す冷媒系統図であっ
て、（Ｘ＋　）〜（×４）はピルのテナント（Ｚｌ）〜
（ｚ４）に対応して配置される空調ユニットである。上
記各空調ユニット（Ｘテ）〜（Ｘ４）は室外ユニットと
室内ユニットを各１台ずつ備えた同一構成であり、各々
圧縮機（１）、室外ファン（２ａ）を付設した室外熱交
換器（２）、自動膨張弁（３）、室内ファン（４ａ）を
付設した室内熱交換器〈４）を順次接続した冷凍サイク
ルを備えている。

次に、第３図は空気調和Ｍ置全体の電気配線図であって
、上記各空調ユニット（Ｘ＋　）〜（Ｘ４）に備えられ
る電力消費機器である圧縮機（１）の駆動モータ（ＭＣ
）、室外ファン（２ａ）のフ′ｌシンモータ（ＭＦ＋　
）および室内ファン（４ａ）のファンモータ（ＭＦ２）
は、三相交流配線により主電源である三相商用電源に接
続され、主電源には空気調和装置全体の総使用電力量を
積算する電力ｍＶ４痺手段としてのパルス発信付積算電
力計（７）が設置されている。そして、各空調ユニット
（×１）〜（×４）において、三相交流配線のうちの二
配線による単相成分側には各空調ユニツト（Ｘ＋　）　
〜（Ｘ４　）ｆＱに上記電力消費機器（ＭＣ）、（ＭＦ
＋　＞、（ＭＦ２　）の運転を制御する制御回路〈Ｙり
〜（Ｙ４）が接続されているとともに、３相交流配線の
うちの１配線には、上記電力消費機器（ＭＣ）、（ＭＦ
＋　）、（ＭＦ２　）に流れる電流値を検出づる電流値
検出手段としての変流器（ＣＴ）が設けられており、該
変流器（ＣＴ）は、その出力を受けてディジタル信号（
パルス数値）に変換するＡ−Ｄ変換器（８）を介して空
気調和装置全体の運転を集中制御し記録するコントロー
ラ（１０）に接続されている。該コントローラ（１０）
の内部には、上記ｆｉｉｆｆｉｈ計（７）およびＡＤ？
挽回路（８）〜（８）の出力を受けて、上記各空調ユニ
ット（Ｘ＋）〜（×４）の個別の使用電力を計測する電
力計算装置（１１）が備えられている。

上記積算電力計（７）、変流器（ＣＴ）〜（ＣＴ）、Ａ
Ｄ変換回路（８）および電力計算装置（１１）の信号伝
達経路を第４図に示す。第４図において、〈１４）は上
記ＡＤ変換回路（８）からのディジタル出力を受けて各
空調ユニット（Ｘｌ　）〜（ｘ４）毎に電流（直を積算
する電流（直ｆＩｌｉ月ン手段としての積算装置、（１
５）は積算電力計（７）の出力と上記槙尊装Ｈ（１４）
の出力とを受け、一定の期間（例えば１ケ月）毎に空気
調和装置全体の総使用電力量を、各空調ユニット（×１
）〜（×４）毎の電流積算＋ｔｌｌＩで按分する按分手
段として按分装置、（１６）は該按分装置（１５）の出
力を受は該出力（的の記録並びに表示を行う記録装置で
ある。第４図において、ｆｉ！ｔ　ＬＷ電力計（７）か
ら出力される所定のサンプリング周期を有Ｊるパルス信
号に応じて、ＡＤ変換回路（８）により、変流器（ＣＴ
）で検出される電力消費機器（ＭＣ）、（ＭＦ＋　＞、
（ＭＦ２　）に流れる電流値のディジタル変換信号（パ
ルスａ＋１’りが所定のサンプリング周期で出力される
。そして、積算装置（１４）により上記電流値のディジ
タル変換信号がパルスａｍとして積算され、各空調ユニ
ット（×１）〜（ｘ４）毎の電流積算値β１〜β４が算
出される。

次に、按分手段（１５）により、上記ｆａ算電電力計７
）で積算された空気調和装置全体の上記一定期間の総使
用電力量αが、上記一定の期間の電流８Ｉｑ値β１〜β
４で按分され、各空調ユニット（Ｘ＋　）〜（×４）の
一定の期間の個別使用電力量が例えば空調ユニット（×
１）についてはα×β１／（β１＋β２＋β３＋β４）
というように算出されて記録計（１６）により表示記録
される。

以上の計測手順において、電流ｍ算値β１〜β４は、各
空調ユニット（Ｘ＋　）〜（Ｘ４）毎に電力消費機器（
ＭＣ）、（ＭＦ＋　）ｌ　　（ＭＦ２　）のサンプリン
グ間隔毎のある時点での使用電力に比例した電流値をＡ
Ｄ変換によってパルス数値として表わし、該パルス数値
を一定の期間８ｉｎしたものであって、使用電力ｍその
ものではないが、各空調ユニット（Ｘ＋　）〜（×４）
の使用電力量の比率を正確に表わしたものに他ならない
。したがって、上記按分手段（１５）で総使用電力量α
をβ１〜β４で按分することにより、各空調ユニット（
×１）〜（Ｘ４）の一定期間中の個別の使用電力量が正
確に求められる。

また、従来の方法で各テナント（Ｚｌ）〜（２４）が使
用する空調ユニット（ｘｌ）〜（×４）の個別の使用電
力量を求めるためには、圧縮機（１）の駆動モータ（Ｍ
Ｃ）、室外ファンモータ（ＭＦ＋）および室内ファンモ
ータ（ＭＦ２）の単位時間当りの電力消費聞がそれぞれ
異なるため各機器毎にアワーメータを取付ける必要があ
るが、本発明では、各空調ユニット（×１）〜（×４）
に１ケ所ずつ電力８！Ｊ費機器全体の電流値をサンプリ
ングした後は共通の演ｎｓａを利用できるので従来の方
法に比べ簡素な構成で済む上に、記録計に一定期間中の
各空調ユニット（×１）〜（×４）毎の使用電力量が表
示されるので集計の手間も不要である。

上記実施例では、各空調ユニット（Ｘｌ）〜（×４）に
室外ユニットと室内ユニットとを各一台ずつ備えたが、
一台の室外ユニットに複数の室内ユニットを備えた空調
ユニット、あるいは一体型の空調ユニットからなる空気
調和）！ｉ置についても同様に適用し得る。

また、後述のように、電）た値検出手段としての変流器
は空調ユニットの中で特に大きな電力を消費する圧縮機
のみの電流を検出するようにしても、はぼ正確な各空調
ユニット毎の個別の使用電力量を求めることができる。

第５図は、本発明の第２の実施例を示し、インバータ（
２０）により運転容量を可変に調整される圧ｍ機（１′
　）を（悄えた空調ユニット（Ｘ’　＋　）、（Ｘ’２
）・・・からなる空気調和装置の電気回路図である（冷
媒回路は第２図とほぼ同様であり省略する）。第５図に
おいて、圧縮機（１′）の駆動モータ（ＭＣ’　）と三
相商用電源との間には、インバータ（２０）が介設され
ていて、該インバータ（２ｏ）で圧縮機（１′　）への
供給電圧値およびその運転周波数を変更することにより
、圧縮１ｍ（１’）の駆動トルクを大小変更しながら、
その容量を空調負荷に応じて円滑に増減変化させて、空
調能力を空調負荷に対応させるようにしている。

尚、第５図で（２１）はインバータ（２ｏ）への電流中
に存在する各機器の起動停止等に起因する雑音を除去す
るためのノイズフィルタである。その他の機器（７）、
（ＭＦ＋　＞Ｊ３よび（ＭＦ２）、制御回路（１０’）
については第１の実施例と同様であり説明を省略する。

そして、上記インバータ（２０）の内部は、第６図に示
すように、三相電源からの交流電圧を直流に変換するコ
ンバータ部〈２２）と、該コンバータ部（２２）で変換
された直流を上記商用電源の電源電圧および電源周波数
とは異なる電圧値および周波数値の三相交流に変換して
上記圧縮機（１′）の駆動モータ（ＭＣ’　”）に印加
するインバータ部（２３）とを備えている。該インバー
タ部（２３）は、上記圧縮機駆動モータ（ＭＯ”１に電
圧を印加するＵ相、■相、Ｗ相の３個のパワートランジ
スタＴｕ、７ｖ、７ｗと、この印加電圧を駆動モータ（
ＭＣ’　）から一端子に返すＸ相、Ｙ相、２相の３個の
パワートランジスタＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚと、該６個のパワ
ートランジスタを０Ｎ−ＯＦＦ制御するインバータ制御
回路（２４）とが備えられている。また、圧縮機（１′
　）の駆動用モータ（ｌｖｌｃ’）の駆動用三相配線の
うちの二配線にはそれぞれ圧縮１ｍ（１’）への異常電
流を検出するための２つの変流器（ＣＴ＋　＞、（Ｃ７
０）が配設され、該変流器（ＣＴ＋　）、（Ｃ７０）の
信号はそれぞれ上記インバータｉ制御回路（２４）の端
子（ＣＮ＋　）を介してインバータ制御回路（２４）内
部のマイコン（２６）に入力されている。圧縮機（１′
）の駆動用モータ（ＭＣ’　）に何らかの原因で異常電
流が流れたときには異常電流が変流器（ＣＴ＋　）又は
（Ｃ７０）により検出され、上記マイコン（２６）によ
って圧縮機（１′）の運転を強制停止させ、異常負荷に
よる焼付等を防止するようになされている。本実施例で
は、この圧縮？Ｆ１（１’）への異常電流を検出するた
めの２つの変流器（ＣＴ＋　）、（Ｃ７０）のうち例え
ば変流器（Ｃ７０）を使用電力計測装置の電流値を検出
手段として利用し、その信号をインバータ制御回路（２
４）の端子（ＣＮ２　）を介してＡＤ変換（８）に入力
させるよう接続して、以下、第１実施例と同様に空気調
和装置のコントローラ（１０）に備えられた電力計算装
置（１１）により、インバータ（２０）即ち圧縮機（１
′　）に流れる電流値から各空調ユニット（Ｘ’　Ｉ＞
、（Ｘ′２）・・・毎に一定期間中の使用電力量を算出
するようになされている。尚、第６図で、（２５）は帰
還ダイオードである。

上記第２の実施例では、圧縮機以外の電力消費機器即ち
室外ファン又は室内ファンへの電流は電力量計算に組み
入れられていないが、圧縮機の消費電力量に比べて小さ
く、無視しても差し支えないものである。したがって、
上記のように、インバータを付設した圧縮機を備えた空
調ユニットよりなる空気調和装置の場合、インバータに
備えられる異常電流検出用の変流器を電流値検出手段と
して利用できるため、更にコストを低減することができ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、空気調和装置の
各空調ユニットに配設される電力消費機器に流れる運転
時の使用電力量に比例した電流値を所定のサンプリング
周期毎に検出し、該電流値を各空調ユニット毎に積口し
た電流積弾性を用いて空気調和装置全体の総使用電力量
を按分するようにしたので、簡素な構成で各空調ユニッ
トの個別の使用電力ｍを正確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第４図は本発明の第１の実施例を示し、第２図
は空気調和装置の冷媒系統図、第３図はその電気配線図
、第４図は使用電力計測装置の信号伝遠軽路図である。 第５図および第６図は本発明の第２の実施例を示し、第
５図は空気調和装置全体の電気配線図、第６図はインバ
ータの制−回路図である。 〈７）・・・ＶＡ算電電力計電力量積算手段）、（１４
）・・・積算装置（電流値積算手段）、（１５〉・・・
按分装置（按分手段）、（Ｘｌ）〜（×４）・・・空調
ユニット、（ＣＴ）・・・変流器（電流値検出手段）第
４図 フ １１（電力計算に１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の空調ユニット（Ｘ＿１）、（Ｘ＿２）・・
   ・を備えた空気調和装置において、各空調ユニット（Ｘ
   ＿１）、（Ｘ＿２）・・・の運転中に該各空調ユニット
   （Ｘ＿１）、（Ｘ＿２）・・・の電力消費機器に流れる
   電流値を各々所定のサンプリング時間毎に検出する電流
   値検出手段（ＣＴ）・・・と、該各電流値検出手段（Ｃ
   Ｔ）・・・により検出された電流値を各空調ユニット（
   Ｘ＿１）、（Ｘ＿２）・・・毎に積算する電流値積算手
   段（１４）と、空気調和装置全体の総使用電力量を積算
   する電力量積算手段（７）と、該電力量積算手段（７）
   で積算した総使用電力量を、上記電流値積算手段（１４
   ）で積算した各空調ユニット（Ｘ＿１）、（Ｘ＿２）・
   ・・毎の個別の電流積算値で按分する按分手段（１５）
   とを備えたことを特徴とする空気調和装置の使用電力量
   計測装置。