JPH071111B2 - 空気調和機の制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複数の空気調和機の制御装置およびその制御方
式に関するものである。

従来の技術 近年，マイクロコンピュータを使って制御を行うものの
増加と共に、１台の集中制御装置で複数の被制御装置を
制御するものが増加しているが、家庭用の空気調和機に
おいてもその集中制御装置を利用しようという状況が高
まっている。

一方家庭内の電力供給側では、空気調和機及び空気調和
機以外の負荷増加に伴う負荷ピークに対応すべく供給設
備の増強が必要となるが、現実は電力供給設備に対し負
荷稼働率及び負荷使用特性の差による事情で、過電流保
護装置が作動するなど需要家の便益を阻害する状態が発
生している。

発明が解決しようとする課題 一般家庭で、空気調和機本体以外の機器の電化製品を使
用して過大に電力を使用されている際や、負荷の厳しい
空調条件下で圧縮機を始動させた場合や、能力変換装置
を搭載した空気調和機を最大能力で運転した場合、過電
流保護装置に流れる電流値がその許容量を越え、OFF動
作し、空気調和機使用時のフィーリングを悪化させた
り、使用上の不便を起こしていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、空気調和
機以外の機器の電流値の大小にかかわらず、空気調和機
の運転及び空気調和機以外の電化製品の運転による過電
流保護装置のOFF動作をなくし、更に空気調和機の運転
の抑制ないし停止による快適性の阻害を極力軽減させる
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、住宅の配線に流れ
ている総合負荷電流値を検出する少なくとも１系統の電
流検出手段と、住宅の配線に流す電流を規制する過電流
保護装置の定格電流で、かつ空気調和機の能力を絞る動
作を開始させる電流値を設定する第１の電流設定手段
と、第１の電流設定手段の設定電流値より少し大きく、
一部の空気調和機の運転を停止させる電流値を設定する
第２の電流設定手段と、第２の電流設定手段の設定電流
値より少し大きく、全ての空気調和機の運転を停止させ
る電流値を設定する第３の電流設定手段と、第１の電流
設定手段の設定電流値より少し小さく、空気調和機を抑
制運転或いは停止状態から元の運転状態に復帰させる電
流値を設定する第４の電流設定手段と、第１ないし第４
の電流設定手段のそれぞれの設定電流値と電流検出手段
の出力とを比較する比較手段と、それぞれの空気調和機
の運転優先度を予め設定する優先度設定手段と、空気調
和機の少なくとも、運転開始時よりのそれぞれの経過時
間または運転を開始した順番または最後に運転したもの
を記憶する運転記憶手段と、優先度設定手段よりの出力
と前記運転記憶手段よりの出力とによりそれぞれの空気
調和機の運転優先順位を決定する優先順位決定手段と、
複数の空気調和機を集中的に制御する集中制御装置と、
集中制御装置と信号授受を行うために空気調和機側に設
けられたインターフェースユニット（以下IFUとい
う。）と、集中制御装置とそれぞれのIFUとを接続する
伝送線路を備えたものである。

また本発明は、過電流が流れた時に通電をOFFする過電
流保護装置を介して複数台の空気調和機とその他の機器
に給電して、空気調和機を運転するに際し、空気調和機
とその他の機器が接続されている給電線の電流を測定
し、この電流値が第１の設定電流値を越えたことを検出
した時に、空気調和機の相互間の運転優先順位の低いも
のから順に空気調和機を抑制運転し、電流値が第２の設
定電流値を越えたことを検出した時に前記運転優先順位
の低いものから順に空気調和機を停止し、電流値が第３
の設定電流値を越えたことを検出した時に全ての空気調
和機を停止し、電流値が第４の設定電流値を下回ったこ
とを検出した時に、抑制運転中或いは停止中の空気調和
機を運転優先順位の高いものから順に通常運転に復帰さ
せるように、各指示信号を空気調和気に伝送すると共
に、前記運転優先順位は運転開始が最も遅い空気調和機
を最優先とするか、もしくは運転開始時よりの経過時間
が所定時間以内の空気調和機であって後から運転された
ものほど優先とするか、もしくは同一の運転優先度が設
定されている空気調和機であって後から運転されたもの
ほど優先とし、それ以外は予め設定された運転優先度に
従うように決定されたものである。

作用 本発明は、上記手段によって空気調和機及び空気調和機
以外の電化製品の電流値の大小にかかわらず、常に電力
の使用状態を監視し、それぞれの空気調和機に対し負荷
制御指令を発し、使用電力超過予測度合に応じて空気調
和機を制御し、前記過電流保護装置のOFF動作を無くす
ことができ、さらに空気調和機の運転を抑制、停止さ
せ、または復帰させる場合に予め設定した運転優先度と
実使用状態とから、運転の抑制・停止による快適性の阻
害を極力軽減させることができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の制御装
置のブロック図である。

同図において、１は商用電源の幹線電源が所定の電流値
以上となったとき、その幹線を遮断する過電流保護装置
であり、ヒューズ式またはノーヒューズ式で構成され、
単相３線式の商用電源に対応した場合を示しており、2
a,2b,2cはその商用電源の各幹線である。3,3b,3c,3dは
空気調和機、4a,4b,4c,4dは空気調和機以外の一般家電
機器であり、それぞれ幹線2a−2c間又は2b−2c間に接続
されて給電される。5a、5bは各住宅につながる機器の負
荷電流の総合値を検出する電流検出手段でありCT回路に
より構成されている。6a,6bは電流検出手段5a,5bの出力
を整流する整流回路、7a,7bは整流回路6a,6bに接続され
る平滑コンデンサである。電流検出手段5aは商用電源6a
−6c間に接続される負荷の電流検出用、また電流検出手
段5bは商用電源6b−6c間に接続される負荷の電流検出用
となる。９はマイクロコンピュータなどで構成された演
算処理装置、10はスイッチ回路である。11は住宅の配線
に流す電流を規制する家電流保護装置１の定格電流で、
かつ住宅の配線に流れる電流を抑制するため、空気調和
機の能力を絞る動作を開始する電流値を設定する第１の
電流設定手段である。12は住宅の配線に流れる電流を抑
制するため、一部の空気調和機の運転を停止させる電流
値を設定する第２の電流設定手段である。13は住宅の配
線に流れる電流を抑制するため、全ての空気調和機の運
転を停止させる電流値を設定する第３の電流設定手段で
ある。14は前記空気調和機を系統ごとに抑制運転或いは
停止状態から元の運転状態に復帰させる電流値値を設定
する第４の電流設定手段である。第１〜第４の各電流設
定手段により設定された設定電流値は、演算処理装置９
からの信号によりスイッチ回路10で順次選択されて出力
される。8aは電流検出手段5aにより検出された幹線2a−
2cの電流値とスイッチ回路10で選択された設定電流値と
を比較する電流比較手段であり、8bは電流検出手段5bに
より検出された幹線2b−2cの電流値とスイッチ回路10で
選択された設定電流値とを比較する電流比較手段であ
り、それぞれ演算処理装置９に出力を発する。15は同一
配線系統すなわち同一の幹線2a−2cまたは2b−2cに接続
された空気調和機間において運転優先度の設定を行う優
先度設定手段で、例えば４ビットのコードスイッチなど
で構成されている。16は運転記憶手段であり、空気調和
機3a〜3dの各設置側での操作によって運転停止された状
況を記憶するもので、運転開始時よりのそれぞれの経過
時間または運転を開始した順番または最後に運転したも
のを記憶する。17は優先度設定手段の15と運転記憶手段
16のそれぞれの出力に応じて各空気調和機3a〜3dの優先
順位を決定する優先順位決定手段である。18は商用電源
に接続される空気調和機3a〜3dが配線系統2a−2cまたは
2b−2c間のいずれかの系統に接続されているかを選択す
る配線系統選択スイッチである。19は空気調和機3a〜3d
を制御する集中制御装置、20はその制御信号を伝送する
ための伝送線路、21a,21b,21c,21dはそれぞれ空気調和
機3a〜3dに接続され、伝送線路20を介して集中制御装置
19と信号授受を行うインターフェースユニット（以下IF
Uという。）である。

次に詳細な制御の内容について第２図を用いて説明す
る。

電流検出手段5aおよび5bは常に幹線2a,2bを流れる電流
を監視しており、空気調和機3a〜3dおよび一般電化機器
4a〜4dの運転状況に応じて以下の制御を行う。

幹線2aまたは2bを流れる電流値が第１の電流設定手段11
で決められる電流値（100％）以下の場合（Ａゾーン）
では、各々の空気調和機3a〜3dが自由に運転される。幹
線2aまたは2bを流れる電流値が、第１の電流設定手段11
で決められる電流値（100％）と第２の電流設定手段12
で決められる電流値（110％）の間にある場合（Ｂゾー
ン）は、優先順位の低く設定された空気調和機より順次
能力が絞られ電流増加を抑制する。幹線2aまたは2bを流
れる電流値が第２の電流設定手段12で決められる電流値
（110％）と第３の電流設定手段13で決められる電流値
（150％）の間にある場合（Ｃゾーン）は、優先順位の
低く設定された空気調和機より順次停止され電流増加を
抑制する。幹線2aまたは2bを流れる電流値が第３の電流
設定手段13で決められる電流値（150％）を越えた場合
（Ｄゾーン）では、全ての空気調和機を停止し過電流保
護装置１がオフするのを防止する。Ｂ、Ｃ、Ｄゾーンで
上記した制御により幹線2aまたは2bを流れる電流値が第
４の電流設定手段14で決められる電流値（80％）以下と
なった場合（Ｅゾーン）は、優先順位の高く設定された
空気調和機より順次通常運転に復帰される。第１から第
４までの電流設定手段11で決められる電流値は過電流保
護装置１の動作特性及び空気調和機3a〜3dと一般電化機
器4a〜4dの電流容量を考慮して決定される。

ここで、各空気調和機3a〜3dは同一配線系統の中で運転
優先順位が決定されるが、単に優先度設定手段15の優先
度設定にのみ従って決定すると、例えば運転優先度の高
いものが長時間運転された後、運転優先度の低いものを
運転しようとしても、その運転が制約された快適な冷暖
房ができないことが生ずる。そこで運転記憶手段16は １）最も最後に運転を開始したものを最優先とする。

２）運転開始よりの経過時間が所定時間以内であって、
そのうちで後から運転されたものほど優先とする。

３）優先度設定手段15において、運転優先度が同一に設
定されている空気調和機であって後から運転されたもの
ほど優先とする。

のいずれかとし、これら以外の条件の時は優先度設定手
段15により予め設定された運転優先度に従うように運転
順位を決定する。この運転記憶手段16は上記の１）〜
３）の判断能力のうち、いずれか１つを有して構成され
ている。

以上、本発明の一実施例に基づいて説明したが、本実施
例の他に、 イ）商用電源を単相３線式以外にも単相２線式であって
もよく、この場合は電流検出手段などは１つで良い。

また、空気調和機3a〜3dや一般電化機器4a〜4dは幹線2a
〜2b間（単相200vなど）に接続されるものも適用可能で
あり、例えば配線系統選択スイッチ18で配線系統2a−2c
および2b−2cの両方と指定することにより実施例と同様
の動作が行える。

ロ）演算処理装置９としてうA/Dコンバータ内蔵のマイ
クロコンピュータを用いることにより、電流比較手段8
a,8bやスイッチ回路10を省略でき、また運転記憶手段16
や優先順位決定手段17は演算処理装置９の内部にその機
能を持たせることができるなど、種々の設計が可能であ
る。

ハ）インターフェースユニット21a〜21dは、それぞれ空
気調和機3a〜3dに内蔵あるいは一体構成が可能であり、
さらに集中制御装置19との伝送線路20は専用電線を用い
るほか、光ファイバー、電力線搬送、無線伝送等の各種
の手段が実施できる。

発明の効果 上記実施例より明らかなように、本発明における空気調
和機の制御方法は、住宅に流れている負荷電流を検出し
ながらその状態に応じて空気調和機の電流を制御するも
ので、空気調和機或いは一般電化機器運転に伴う電流増
加があっても、過電流保護装置のオフを防止し過電流保
護装置により定まる能力の範囲内で受益者の便益を阻害
することなく運転でき、さらに空気調和機の運転の抑制
を予め設定された運転優先度と刻々の使用状況の双方に
応じて制御することにより冷暖房運転等の快適性の阻害
を極力軽減させるなどの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の制御装
置のブロック図、第２図は同実施例における制御内容説
明図である。 １……過電流保護装置、3a,3b,3c,3d……空気調和機、5
a、5b……電流検出手段（CT回路）、8a,8b……電流比較
手段、９……演算処理装置、11……第１の電流設定手
段、12……第２の電流設定手段、13……第３の電流設定
手段、14……第４の電流設定手段、15……優先度設定手
段、16……運転記憶手段、17……優先順位決定手段、19
……集中制御装置、20……伝送線路、21a,21b,21c,21d
……インターフェースユニット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】住宅の配線に流れている総合負荷電流値を
   検出する電流検出手段と、前記住宅の配線に流す電流を
   規制する過電流保護装置の定格電流で、かつ空気調和機
   の能力を絞る動作を開始させる電流値を設定する第１の
   電流設定手段と、前記第１の電流設定手段の設定電流値
   より大きく一部の空気調和機の運転を停止させる電流値
   を設定する第２の電流設定手段と、前記第２の電流設定
   手段の設定電流値より大きく全ての空気調和機の運転を
   停止させる電流値を設定する第３の電流設定手段と、前
   記第１の電流設定手段の設定電流値より小さく、前記空
   気調和機を抑制運転或いは停止状態から元の運転状態に
   復帰させる電流値を設定する第４の電流設定手段と、前
   記第１ないし第４の電流設定手段のそれぞれの設定電流
   値と前記電流検出手段の出力とを比較する電流比較手段
   と、前記それぞれの空気調和機の運転優先度を予め設定
   する優先度設定手段と、前記空気調和機の少なくとも、
   運転開始時よりのそれぞれの経過時間または運転を開始
   した順番または最後に運転したものを記憶する運転記憶
   手段と、前記優先度設定手段よりの出力と前記運転記憶
   手段よりの出力とより前記それぞれの空気調和機の運転
   優先順位を決定する優先順位決定手段と、複数の空気調
   和機を集中的に制御する集中制御装置と、前記それぞれ
   の空気調和機側に設けられかつ前記集中制御装置と信号
   授受を行うインターフェースユニットと、前記集中制御
   装置と前記それぞれのインターフェースユニットとを接
   続する伝送線路を備えた空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】過電流が流れた時に通電をOFFする過電流
   保護装置を介して複数台の空気調和機とその他の機器に
   給電して、空気調和機を運転するに際し、空気調和機と
   その他の機器が接続されている給電線の電流を測定し、
   この電流値が第１の設定電流値を越えたことを検出した
   時に、空気調和機の相互間の運転優先順位の低いものか
   ら順に空気調和機を抑制運転し、電流値が第２の設定電
   流値を越えたことを検出した時に、前記運転優先順位の
   低いものから順に空気調和機を停止し、電流値が第３の
   設定電流値を越えたことを検出した時に全ての空気調和
   機を停止し、電流値が第４の設定電流値を下回ったこと
   を検出した時に、抑制運転中或いは停止中の空気調和機
   を運転優先順位の高いものから順に通常運転に復帰させ
   るように各指示信号を空気調和機に伝送すると共に、前
   記運転優先順位は運転開始が最も遅い空気調和機を最優
   先とするか、もしくは運転開始時よりの経過時間が所定
   時間以内の空気調和機であって後から運転されたものほ
   ど優先とするか、もしくは運転優先度が同一に設定され
   ている空気調和機であって後から運転されたものほど優
   先とし、それ以外は予め設定された運転優先度に従うよ
   うに決定された空気調和機の制御方法。