JP2000346425A

JP2000346425A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2000346425A
Application number: JP11156384A
Authority: JP
Inventors: Yuji Funayama; 裕治船山; Makoto Ishii; 誠石井; Yuhachi Takakura; 雄八高倉; Hideki Terauchi; 英樹寺内; Hiroyuki Tamura; 浩之田村; Kenji Tamura; 建司田村; Tsutomu Kurokawa; 勉黒川; Toru Inoue; 井上　　徹
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: JP3730808B2

Abstract

(57)【要約】【課題】待機電力を低減する空気調和機を提供する。【解決手段】商用電源１から室外制御電源２３に電力
を供給する経路における室外制御電源スイッチ１４と、
室外制御回路３２に室外マイコン３３を有する回路及び
室内機１１に電力を供給し、空気調和機の通常運転時に
は室外制御電源スイッチ１４をオンにし、待機時には、
室外制御電源スイッチ１４をオフにして室外制御電源へ
の電力の供給を停止するとともに、室外マイコン３３を
有する回路及び室内機１１に電力を供給する補助電源２
９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、待機電力供給シス
テムを用いる空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の室内機及び室外機の制御回
路と、その制御回路に電力を供給する制御電源及び待機
電力の低減手段を、本願出願人は、特願平１０−２６７
７００号で、本願出願人が提案している。ここでは、室
内機及び室外機の制御回路に供給する電力を室外機の制
御電源のみで行っている。

【０００３】空気調和機の主な制御対象としては、冷凍
サイクルを構成する圧縮機及び電動膨張弁等の各種弁、
熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等がある。
圧縮機を除いた制御対象には、室外機の制御電源によっ
て直流電力を供給している。一方、圧縮機には、別に圧
縮機駆動用に商用電源を整流、平滑化して直流電力を供
給している。

【０００４】圧縮機駆動用に商用電源を整流、平滑化し
て直流電力を供給する経路にスイッチを接続し、圧縮機
のオフ時には、このスイッチをオフにすることにより圧
縮機への電力供給を停止している。また、圧縮機を除く
冷凍サイクルを構成する電動膨張弁等の各種弁、熱交換
及び風向板駆動用の各種ファンモータ等の制御対象に
は、圧縮機への電力供給を停止している場合でも、常に
室外機の制御電源から直流電力を室内機及び室外機の制
御回路に供給している。この理由は、制御電源の入力段
にある整流回路を介して商用電源を直接入力しているた
め、圧縮機への電力供給を停止している場合でも、常に
室外機の制御電源から直流電力が室内機及び室外機の制
御回路に供給されることによる。

【０００５】室内機及び室外機の制御回路には通信回路
が含まれるが、通常、運転時にはリモコンによって運転
モード及び設定温度等に見合った制御を室内機及び室外
機に対して行う必要があるり、このために室内機及び室
外機へ通信を行うものであるが、待機時にはその必要性
は全くない。そこで、通信を停止することにより通信回
路の消費電力を低減することで、空気調和機の待機電力
を低減している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の回路及び待機電
力の低減手段においても、圧縮機停止の軽負荷時におい
て、すなわち待機時において不必要な電力を消費するこ
とに対し配慮されていない。

【０００７】その理由を述べると、圧縮機が停止した場
合、冷凍サイクルの熱交換が行われないため、空気調和
機内の冷凍サイクルを構成する電動膨張弁等の各種弁、
熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等は、駆動
するが全く必要がない。

【０００８】したがって、圧縮機停止時には、これら各
種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモータ等を
制御する室外機及び室内機の制御回路への電力供給は不
要である。室内機及び室外機の制御回路における通信回
路についても同様である。室内機及び室外機の制御回路
への電力供給は室外機の制御電源を用いているが、制御
電源の入力段にある整流回路を介して商用電源を直接入
力しているため、圧縮機の駆動電源をオフにしている場
合でも、常に室外機の制御電源によって直流電力が室内
機及び室外機の制御回路に供給されており、室外機の制
御電源及びその負荷により不必要な電力を消費してい
る。

【０００９】また、一般的に室外機の制御電源は、通
常、負荷時に最も効率がよくなるように設計されるた
め、各種弁、熱交換及び風向板駆動用の各種ファンモー
タ等が停止した場合などの軽負荷時には効率は低下す
る。これらが、待機時に不必要な電力を消費している主
な理由である。

【００１０】空気調和機では、運転を停止している場合
には、運転を開始するためのリモコン信号を検出する回
路のみを通電させておけばよいが、実際には室外制御電
源から運転停止時に不必要な回路にまで電力が供給され
ている。

【００１１】このため、リモコン信号を検出する回路の
みに電力を供給するには、室内機に商用電源から直流電
力を発生する制御電源が必要となるので、室内回路への
高電圧印加、高電圧用部品の実装等、安全上の問題が新
たに発生し、従来の回路、つまり室内で受電した商用電
源を室外に伝送して室外機で低圧直流化し、室内機に供
給する回路で待機電力を低減する空気調和機が必要とさ
れていた。

【００１２】本発明の目的は、圧縮機が停止し待機時に
おける制御電源の負荷が小さくなった場合において、必
要最小限の電力供給を行うようにして待機電力を低減す
る空気調和機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る空気調和機は、商用電源からの交流を
直流に変換する変換手段と、この変換手段からの直流を
交流に変換するインバータ手段と、これら変換手段及び
インバータ手段を制御する室外制御回路と、この室外制
御回路及び室内機に電力を供給する室外制御電源を備え
る室外機及び室内機のファンモータを制御する室内制御
回路と、前記室内機は前記室外制御電源より電力を受電
し、前記室内制御回路に電力を供給する室内制御電源を
備える空気調和機において、前記商用電源から前記室外
制御電源に電力を供給する経路における室外制御電源ス
イッチと、前記室外制御回路に室外マイコンを有する回
路及び室内機に電力を供給し、空気調和機の通常運転時
には前記室外制御電源スイッチをオンにし、待機時に
は、前記室外制御電源スイッチをオフにして室外制御電
源への電力の供給を停止するとともに、前記室外マイコ
ンを有する回路及び室内機に電力を供給する補助電源と
を備えるものである。

【００１４】また、より好ましくは、前記補助電源から
室内機へ待機時に供給する電圧は、通常運転時に室外制
御電源から供給する電圧よりも低電圧にするものであ
る。

【００１５】また、より好ましくは、前記室内制御電源
の出力電圧を待機時には通常運転時より低電圧にするも
のである。

【００１６】また、より好ましくは、前記室外制御回路
の室外マイコンを待機時に通常運転時とは異なる運転モ
ードである低消費電力モードで運転するものである。

【００１７】また、より好ましくは、前記室内機の熱交
換ファンモータへの電力の供給を待機時に停止する手段
を備えるものである。

【００１８】また、より好ましくは、前記室内機と室外
機との通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から
室内機への電力供給を停止するための通信リレーを室外
機に備え、前記通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御
電源から室内機への電力供給を停止する前記通信リレー
への供給電力を待機時に通常運転時より低電力にする手
段を備えるものである。

【００１９】さらにまた、より好ましくは、前記通信リ
レーにＭＯＳリレーを使用するものである。

【００２０】さらにまた、より好ましくは、前記通信リ
レーにラッチリレーを使用するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例に係る空気調和
機の回路図である。図１において、１は商用電源、２は
室内制御回路、３は室内マイコン、４は定電圧レギュレ
ータ、５は室内制御電源、６は室内機と室外機の通信を
制御する通信回路、７は室内ファンモータの制御電源ス
イッチ、８は風向板駆動用ファンモータ、９は二方弁、
１０は室内ファンモータである。

【００２２】１１は室内機、１２は室内制御電源の出力
電圧の切替信号、１３は室内ファンモータの制御電源ス
イッチのオン／オフ信号、１４は商用電源から圧縮機へ
の電力供給をオン／オフをするパワーリレー、１５は整
流用のダイオードブリッジ、１６は力率改善及びインバ
ータに印加する直流電圧を昇降圧するアクティブコンバ
ータ回路、１７はインバータ入力電力用平滑コンデン
サ、１８はインバータ回路、１９は圧縮機、２０は整流
用のダイオードブリッジである。

【００２３】２１は室外制御電源のスイッチ、２２は室
外制御電源の入力電力用平滑コンデンサ、２３は室外制
御電源、２４は電動膨張弁、２５は室外ファンモータ、
２６は通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から
室内機への電力供給を停止する通信リレー、２７は室内
機と室外機の通信兼電力伝送線、２８は補助電源の入力
電力用平滑コンデンサ、２９は補助電源、３０は定電圧
レギュレータである。３１は室内機と室外機の通信を制
御する通信回路、３２は室外制御回路、３３は室外マイ
コン、３４は室外機、３５は室外制御電源のスイッチの
オン／オフ信号、３６は通信リレーのオン／オフ信号、
３７は通信リレーのオン時の電力供給を低減する信号で
ある。

【００２４】上記構成において、通常運転から待機運転
に移行する場合について説明する。リモコン（図示せ
ず）による停止命令を受け、圧縮機１９は商用電源１か
らの電力供給を停止され、パワーリレー１４をオフにす
る。この時、パワーリレー１４は、オフ状態を保持する
よう室外マイコン３３から信号を受ける。同時に、商用
電源１からインバータ入力電力用平滑コンデンサ１７へ
の電力供給も停止されるため、インバータ入力電力用平
滑コンデンサ１７の充電電圧が放電して減少を始める。
インバータ入力電力用平滑コンデンサ１７の充電電圧は
室外マイコン３３により監視され（図示しない信号線に
より監視）、その電圧が所定値（実施例では、１０Ｖ）
になった時、商用電源１から室外制御電源２３への電力
供給を停止するために、室外マイコン３３から制御信号
３５が出力され室外制御電源スイッチ２１をオフにする
とともに、室外制御電源スイッチ２１のオフ状態を保持
するため、室外マイコン３３から制御信号３５が出力さ
れる。

【００２５】図２は、室外制御電源スイッチ２１の制御
回路図で。２１Ａはフォトカプラ、２１Ｂ、２１Ｃはト
ランジスタである。室外制御電源スイッチ２１をオン／
オフにするには、室外制御電源スイッチ２１に用いるリ
レーのコイル部へ電力を供給もしくは停止すればよく、
トランジスタ２１Ｃがこのために設けられている。次ぎ
に、トランジスタ２１Ｃをオン／オフにするため、室外
マイコン３３よりＨＩもしくはＬＯＷの制御信号３５を
出力するが、室外マイコン３３と室外制御電源スイッチ
２１との電源電位が異なるため、フォトカプラ２１Ａを
用いてそれぞれを絶縁し制御を行っている。したがっ
て、フォトカプラ２１Ａの一次側にあるトランジスタ２
１ＢにＨＩもしくはＬＯＷの制御信号３５を与えること
で室外制御電源スイッチ２１をオン／オフにすることが
できる。上記動作によって、室外制御電源２３に接続し
た負荷の消費電力が０になる。室外制御電源２３をオフ
にすることで、室内機１１には補助電源２９から電力の
供給が行われる。この時、通常時に室外制御電源２３か
ら室内機１１に出力する電圧（実施例では３５Ｖ）より
も低い電圧（実施例では１２Ｖ）を、補助電源２９から
室内機１１に供給して室内機１１の消費電力を低減して
いる。

【００２６】また、通信リレー２６に供給する電力は、
室外マイコン３３からの制御信号３６をオフ、制御信号
３５をオンにすることで通常時より低減される（実施例
では通常時電力の５０％）。上記のように制御すること
で、通信リレー２６の消費電力を低減できる。

【００２７】図３は、通信リレー２６の供給電力を低減
するための回路図である。２６Ａ、２６Ｂはトランジス
タ、２６Ｃは抵抗である。通信リレー２６への供給電力
を低減するには、通信リレー２６のコイル部に供給する
電力を低減すればよい。そのため、抵抗２６Ｃによって
通信リレー２６のコイル部に流す電流を低減する。ここ
で、通信リレー２６のコイル部に流す電力を低減できる
のは、通信リレー２６の接点を保持した後である。した
がって、通信リレー２６をオンにする時は、トランジス
タ２６Ａに通信リレー２６のオン／オフ信号３６をＨＩ
として与え、通信リレー２６が保持状態になっている待
機時にトランジスタ２６Ａをオンにしトランジスタ２６
Ｂをオフにするため、通信リレー２６のオン時の電力供
給の低減信号３７をＨＩに、また、通信リレー２６のオ
ン／オフ信号３６をＬＯＷにしてそれぞれ与える。この
ようにして、通信リレー２６への供給電力を低減してい
る。また、通信リレー２６にＭＯＳリレーまたはラッチ
リレーを使用することによっても同様の効果を得ること
ができる。さらに、室外マイコン３３で消費する電力を
ＣＰＵの動作を停止する低消費電力モードにすることで
通常運転時より低減できる。

【００２８】次に、待機運転動作に移ったことを室外マ
イコン３３が室内機１１の室内マイコン３と確認し合
い、室内制御電源５から室内制御回路２へ供給する電圧
を通常時に出力する電圧（実施例では１２Ｖ）よりも低
く（実施例では７Ｖ）するために、室内マイコン３から
室内制御電源５へ制御信号１２を出力する。

【００２９】図４は、室内制御電源５の出力電圧の制御
回路図で、出力電圧を切り替える場合について説明す
る。Ｒ１、Ｒ２は抵抗、５Ａはトランジスタである。室
内制御電源５の出力電圧は１＋Ｒ１／Ｒ２により設定さ
れる。したがって、抵抗Ｒ２の抵抗値を変えることによ
って室内制御電源５の出力電圧を切り替えることができ
る。ここでは、トランジスタ５Ａに室内制御電源５の出
力電圧の切替信号を与えることで抵抗Ｒ２の抵抗値を変
え、出力電圧を切り替えている。つまり、通常時には、
室内制御電源５の出力電圧の切替信号をＬＯＷとし抵抗
Ｒ２の抵抗値を小さくして出力電圧を高くし、待機時に
は、室内制御電源５の出力電圧の切替信号をＨＩとして
抵抗Ｒ２の抵抗値を大きくし出力電圧を低くすることで
室内制御回路の消費電力を低減している。

【００３０】また、室内ファンモータ１０への電力供給
を室内マイコン３からの制御信号１３によって制御電源
スイッチ７をオフにして停止するとともに、室内ファン
モータ１０の制御電源スイッチ７のオフ状態を保持する
ように室内マイコン３が制御する。

【００３１】図５は、室内ファンモータ１０の制御電源
スイッチ７の駆動回路図である。

【００３２】７Ａはトランジスタである。室内ファンモ
ータ１０への電力供給をオフにするには、室内ファンモ
ータ１０の制御電源の経路を遮断すればよい。そのた
め、その経路にトランジスタ７Ａを設ける。このトラン
ジスタ７Ａをオン／オフにするため、室内ファンモータ
１０の制御電源スイッチ７のオン／オフ信号をＨＩ、Ｌ
ＯＷとして与えることで制御する。上記動作により、空
気調和機の通常運転から待機運転へ移行され、この動作
を、図６の、、、、に示す。上記により、待
機時の電力を低減することができる。

【００３３】次に、待機運転から通常運転に移行する場
合について説明する。リモコンからの通常運転の命令を
受け、室内制御電源５から室内制御回路２へ供給する電
圧を待機時に出力する電圧（実施例では７Ｖ）から通常
時に出力する電圧（実施例では１２Ｖ）にするために、
室内マイコン３より制御信号１２を室内制御電源５へ出
力する。さらに、室内マイコン３は室外マイコン３３へ
電力伝送兼信号線２７を介して通信を再開する。室外マ
イコン３３はその信号を受けて低消費電力モードから通
常運転モードに復帰し、ＣＰＵが動作を再開する。

【００３４】室内機１１及び室外機３４の通信が正常に
行われることを室内マイコン３と室外マイコン３３との
間で確認し合い、商用電源１から室外制御電源２３への
電力供給を再開するため、室外制御電源スイッチ２１を
オンにするための制御信号３５が室外マイコン３３から
出力されるとともに、室外制御電源スイッチ２１のオン
状態を保持するために、室外マイコン３３から制御信号
３５が出力される。この制御信号３５の出力により、補
助電源２９よりも高い出力電圧（実施例では３５Ｖ）が
室外制御電源２３から室内機１１へ供給される。

【００３５】さらに、通信リレー２６に定格電力（実施
例では待機時に供給する電力比２００％）を供給するた
め、室外マイコン３３から出力される制御信号３６をオ
ン、制御信号３７をオフにする。

【００３６】次に、商用電源１からの電力供給を再開し
圧縮機１９を通常運転にするため、室外マイコン３３か
ら信号が出力されてパワーリレー１４をオンにするとと
もに、パワーリレー１４のオン状態を保持するために室
外マイコン３３が信号を出力する。以上の動作により、
空気調和機の待機運転から通常運転へ移行され、この動
作を、図６の、、、、(10)に示す。

【００３７】上記動作の繰り返しによって、空気調和機
の待機運転時の省電力化が図れる。本実施例によれば、
待機時に補助電源から室内機へ供給する電圧を、通常運
転時に室外制御電源から供給する電圧よりも低くし、ま
た、室内制御電源の出力電圧を通常運転時よりも低く
し、さらに、室内機の熱交換及び風向板駆動用のファン
モータへの電力の供給を待機時に停止することによっ
て、室内機の消費電力が低減され、空気調和機の消費電
力をすることが低減できる。

【００３８】また、本実施例によれば、室外制御回路に
含まれる室外マイコンを、待機時に通常運転時とは異な
る運転モードすなわち低消費電力モードで運転し、ま
た、待機時に室外制御電源をオフにすることによって室
外制御電源に接続した負荷の消費電力をゼロにすること
で室外機の消費電力が低減され、空気調和機の消費電力
を低減することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
商用電源から室外制御電源に電力を供給する経路にスイ
ッチを備え、待機時と通常運転時の状態に応じて、スイ
ッチをオフもしくはオンにすることにより室外制御電源
に商用電源からの電力供給を停止し、さらに室外制御電
源から電力供給を停止した室内機には補助電源により電
力を供給することにより、空気調和機の消費電力を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る空気調和機の回路図であ
る。

【図２】図１に示す実施例における室外制御電源スイッ
チの制御回路図である。

【図３】図１に示す実施例における通信リレーの供給電
力の低減回路である。

【図４】図１に示す実施例における室内制御電源の出力
電圧の制御回路図である。

【図５】図１に示す実施例における室内ファンモータの
制御電源スイッチの駆動回路図である。

【図６】図１に示す実施例の動作推移図である。

【符号の説明】

１…商用電源２…室内制御回路３…室内マイコン４…定電圧レギュレータ５…室内制御電源６…室内機と室外機の通信を制御する通信回路７…室内ファンモータの制御電源スイッチ８…風向板駆動用ファンモータ９…二方弁１０…室内ファンモータ１１…室内機１２…室内制御電源の出力電圧の切替信号１３…室内ファンモータの制御電源スイッチのオン／オ
フ信号１４…商用電源から圧縮機への電力供給をオン／オフす
るパワーリレー１５…整流用のダイオードブリッジ１６…力率改善及びインバータに印加する直流電圧を昇
降圧するアクティブコンバータ回路１７…インバータ入力電力用平滑コンデンサ１８…インバータ回路１９…圧縮機２０…整流用のダイオードブリッジ２１…室外制御電源のスイッチ２２…室外制御電源の入力電力用平滑コンデンサ２３…室外制御電源２４…電動膨張弁２５…室外ファンモータ２６…通信兼電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から
室内機への電力供給を停止する通信リレー２７…室内機と室外機の通信兼電力伝送線２８…補助電源の入力電力用平滑コンデンサ２９…補助電源３０…定電圧レギュレータ３１…室内機と室外機の通信を制御する通信回路３２…室外制御回路３３…室外マイコン３４…室外機３５…室外制御電源のスイッチのオン／オフ信号３６…通信リレーのオン／オフ信号３７…通信リレーのオン時の電力供給を低減する信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高倉雄八栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者寺内英樹栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者田村浩之栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者田村建司栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者黒川勉栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者井上徹栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内Ｆターム(参考） 3L060 AA03 CC10 DD01 EE01 EE05 3L061 BA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源からの交流を直流に変換する変
換手段と、この変換手段からの直流を交流に変換するイ
ンバータ手段と、これら変換手段及びインバータ手段を
制御する室外制御回路と、この室外制御回路及び室内機
に電力を供給する室外制御電源を備える室外機及び室内
機のファンモータを制御する室内制御回路と、前記室内
機は前記室外制御電源より電力を受電し、前記室内制御
回路に電力を供給する室内制御電源を備える空気調和機
において、前記商用電源から前記室外制御電源に電力を供給する経
路における室外制御電源スイッチと、前記室外制御回路に室外マイコンを有する回路及び室内
機に電力を供給し、空気調和機の通常運転時には前記室
外制御電源スイッチをオンにし、待機時には、前記室外
制御電源スイッチをオフにして室外制御電源への電力の
供給を停止するとともに、前記室外マイコンを有する回
路及び室内機に電力を供給する補助電源とを備えること
を特徴とする空気調和機。
【請求項２】前記補助電源から室内機へ待機時に供給
する電圧は、通常運転時に室外制御電源から供給する電
圧よりも低電圧にすることを特徴とする請求項１記載の
空気調和機。
【請求項３】前記室内制御電源の出力電圧を待機時に
は通常運転時より低電圧にすることを特徴とする請求項
１記載の空気調和機。
【請求項４】前記室外制御回路の室外マイコンを待機
時に通常運転時とは異なる運転モードである低消費電力
モードで運転することを特徴とする請求項１記載の空気
調和機。
【請求項５】前記室内機の熱交換ファンモータへの電
力の供給を待機時に停止する手段を備えることを特徴と
する請求項１記載の空気調和機。
【請求項６】前記室内機と室外機との通信兼電力伝送
線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電力供給を
停止するための通信リレーを室外機に備え、前記通信兼
電力伝送線の誤接続時に室外制御電源から室内機への電
力供給を停止する前記通信リレーへの供給電力を待機時
に通常運転時より低電力にする手段を備えることを特徴
とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項７】前記通信リレーにＭＯＳリレーを使用す
ることを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
【請求項８】前記通信リレーにラッチリレーを使用す
ることを特徴とする請求項６記載の空気調和機。