JP2013079772A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】オーストラリア規格に準拠したデマンド管理運転を実施することが可能でありデマンド期間中の快適性を考慮する空気調和機を提供することを課題とする。
【解決手段】室外機１０４はオーストラリ規格で定められたＤＲＥＤ２０との接続が可能な中継部１１１を備えＤＲＥＤから発信される信号を検出する室外電気回路基板１１０とその内部に配置されたマイクロプロセッサ１０６が受信したデマンド指令に合わせて圧縮機１０７を制御するソフトウェアを有し、室内機１００側では室外機からのデマンド運転中情報を室内基板１０２で受信し、それをもとにデマンド管理中であることを表示する表示ＬＥＤ基板１０１を備えことで解決する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電力会社等からのデマンド要求情報に応じたデマンド管理制御を行う空気調和機に関する。

近年、地球温暖化対策への取り組みが世界的に進められており、その一環として各種の家電製品についても省エネルギー化が求められている。また空気調和機では、最大需要電力の増大から電力需要に合わせた使用電力のデマンド管理が求められてきており、ビルなどの空調システムだけでなく一般家庭でのデマンド管理も求められてきている。なかでも、オーストラリアではオーストラリア規格［ＡＳ４７５５］に基づいたデマンド管理が必要になってきている。
オーストラリア規格では、図１のような構成でデマンド管理を行うと定義されており、規格内でＤＲＥＤ（DEMAND RESPONSE ENABLING DEVICE）と呼ばれる装置と空気調和機は図２のように接続することが求められている。

また、デマンド管理技術の一つとして特許文献１には、従来型のデマンド管理方法の一つであったＯＮ−ＯＦＦ運転によるデマンド管理では快適性を損なうとして快適性をなるべく損なわず瞬間的な消費電力が逆に大きくならないような方法として設定温度を条件に合わせて変化させデマンド管理を行う方法が示されている（特許文献１）。）

特開平１０−３０８３４号公報

本発明が解決しようとする第一の課題はオーストラリア規格に準拠し外部から送信されるデマンド指令を受信した後、その受信指令に合わせたデマンド管理運転を達成することである。

本発明が解決しようとする第二の課題はデマンド管理運転下にてユーザーの快適性をできる限り落とさないようにすることである。

しかし、従来の特許文献１では快適性の観点から温度設定をもとに目標となるピークを抑えるように制御されているためオーストラリア規格で定められている３０分という区切られた時間内で管理指定値内に抑えるようなデマンド管理運転はできない。また、従来技術の一つであるＯＮ−ＯＦＦ運転でデマンド管理すると抑制は可能だが運転停止が頻繁に発生するためユーザーへ与える不満が大きくなる。そこで、本発明ではオーストラリア規格に準拠したデマンド管理を実施でき、なおかつ使用ユーザーの快適性をできる限り落とさない空気調和機を提供する。

本発明が解決しようとする課題は、空気調和機内で図２の接続が可能な接続部を有し、ＤＲＥＤと呼ばれる外部機器から送信される信号を検出する電気回路部を備え、受信したデマンド指令に合わせて各制御対象を制御するソフトウェアおよびユーザーにデマンド管理中であることを知らせる表示部を備えることで達成できる。

本発明によれば、オーストラリア規格に準拠したデマンド管理を行う空気調和機を提供することができる。

デマンド管理システムの構成。 ＤＲＥＤと空気調和機の接続方法。 空気調和機内のシステム概略図。 電気回路概略図。 デマンド指令とマイクロプロセッサ入力電圧の関係。 運転開始時でのデマンド管理運転の一例。 室温安定下でのデマンド管理運転の一例。

以下に本発明を用いた空気調和機の一実施例について説明する。オーストラリア規格では図２のＤＲＥＤ内Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各リレーに対してデマンド管理内容がそれぞれ割り当てられており、Ｒ１のリレーＯＮは圧縮機の運転停止指令、Ｒ２のリレーＯＮは定格電力に対して５０％以下の電力値に制限する運転指令、そしてＲ３のリレーＯＮは定格電力に対して７５％以下の電力値に制限する運転指令と定義されている。空気調和機はこのＤＲＥＤの各リレーのＯＮ、ＯＦＦを把握してデマンド管理を行う必要がある。

このため、一般的には図２の各リレー端子から出る接続線を室外電気回路基板１１０上のコネクタや端子台を介して接続し、リレーのＯＮ、ＯＦＦデータをマイクロプロセッサ１０６へ送信するが、本実施例では図３のようにＤＲＥＤ２０と接続できる中継基板１１１を間に入れ図４のような分圧抵抗回路１０５を通してマイクロプロセッサ１０６にデータを送信する仕組みとしている。中継基板１１１を用いるとデマンド管理機能を削除する場合に中継基板１１１を取り除くだけで可能であり室外電気回路基板上の変更が不要となる。また、中継基板部分のみを他機種などに展開することもできる。また、分圧抵抗回路を用いることでＤＲＥＤ２０のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の各リレーＯＮ時のデータを０〜５Ｖのアナログ値に割付けマイクロプロセッサ１０６が取り扱う信号を３本から１本に減少させている。

上記接続方法によりマイクロプロセッサ１０６は入力電圧値をもとにデマンド指令内容を判断する。ここで、図４のＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが同一抵抗値であれば、分圧抵抗回路１０５の働きによりデマンド指令の判断は図５のように表すことができる。本実施例では抵抗の定数を統一しているが割付ける電圧値は任意であるため定数は必ずしも統一しなくてもよい。なお、図５内での初期値とはマイクロプロセッサ１０６が電源ＯＮと同時にデマンド指令電圧が入力されていない状態で計測される電圧値を任意回数和算して平均した値である。図５内のヒス値とはノイズによる揺らぎを考慮し任意に設定できる値であり、デマンド指令電圧がノイズにより瞬間的に下がった場合にデマンド指令が解除または変更されないように空気調和機の特性に合わせて基準値を決めるものである。

マイクロプロセッサは図５の判断により入力電圧からデマンド指令の状態を把握すると規格により１０秒以内にデマンド指令に合わせた動作運転に切替えなければならない。本実施例ではこの切替えに室外電気回路基板１１０に流れる入力電流を利用している。室外機１０４は通常運転時中室外電気基板１１０に流れる入力電流をマイクロプロセッサ１０６で計測しながら、記憶媒体１０９に保管されている運転時下での設定電流値と比較して入力電流値が設定電流値を超えないように運転の制御を行う。そこで、デマンド管理時には指令の電力値を達成し、なおかつユーザーの快適性をできる限り落とさないような設定電流値に値を変更することで実現することが可能である。

設定電流値の第一の実施形態としてデマンド指令が入力された場合に比較する設定電流値の値を一律に変更する方法がある。オーストラリア規格ではデマンド管理は３０分単位で管理されるため、デマンド指令を受けた直後から３０分間について設定電流値を一律に制限する。この実施例では定格電力の５０％運転、７５％運転となる設定電流値を記憶媒体１０９に予め保管しておき、デマンド運転開始時に記憶媒体１０９から読み出して通常運転時下での設定電流値からデマンド用の設定電流値に変更する。この時、マイクロプロセッサ１０６が、室外電気回路基板１１０に流れる入力電流値を変更した設定電流値以下とするように圧縮機１０７へ制御指令を送信することでデマンド指令による電力値を達成することができる。

第二の実施形態はデマンド指令内容と現在の運転状況下の内容に合わせて設定電流値を可変させながら制御する方法である。オーストラリア規格ではデマンド指令後は３０分ごとに消費される電力量が指令電力値を超えてはならないとあるが、３０分の期間内での変動については触れていない。

このことから、区切られた３０分間について指令電力を超えない範囲で可変させることができる。例えば、設定温度と目標温度の開きが大きい場合（運転開始時）には図６のように運転開始直後は出力を上げ空気調和機を運転する。この時の運転時間は運転開始時の室温とユーザー設定温度の差から時間の長さを段階的に分け予め記憶媒体１０９に保管しておくことで設定することが可能である。設定時間中空気調和機を運転させた後デマンド期間３０分の残り時間にて消費電力をデマンド管理値内に抑えるよう圧縮機１０７の運転を抑制する。但し、ユーザーの快適性を考慮し抑制時にはできる限り緩やかに運転を抑制する。このため、設定電流値を段階的に落としていくこととする。つまり、図６の斜線部面積Ａで表される３０分間での使用電力の総和が指令電力値以下になるように設定電流値を変化させて運転することでデマンド管理が達成でき、なおかつ運転開始時の部分では急速に冷やし（温め）立ち上がりをよくすることでユーザーの快適性を上げることができる。

また、設定温度と目標温度の差が小さい場合（室温安定時）は図７のようにデマンド管理に入る前の安定時下での入力電流値αを設定電流の初期値として斜線部面積Ｂで表される３０分間での使用電力が指令電力値内に収まるように設定電流値を緩やかに変化させ制限をかけるようにする。上記のように変化させることで、安定時下では急激な室温変動を抑えながら制御しユーザーの快適性をできる限り保つようにできる。

なおこれらの、実施例を実施する場合にはデマンド期間中はユーザーの指示動作と異なる動作を空気調和機が始めるためユーザーが確実にデマンド期間中であることを認識できるようにする必要がある。本実施例では室内機１００に備え付けている表示ＬＥＤ基板１０１に搭載されている全てのＬＥＤを０.５秒点灯、０.５秒消灯を繰り返す点滅表示とし、通常運転中および、エラー表示中のＬＥＤ点灯と全く異なる表示方式として注意を喚起しデマンド管理運転を行う。

１０ 空気調和機
２０ ＤＲＥＤ（DEMAND RESPONSE ENABLING DEVICE）
３０ REMOTE AGENT
１００ 室内機
１０１ 表示ＬＥＤ基板
１０２ 室内電気回路基板
１０３ 室内ファンモータ
１０４ 室外機
１０５ 分圧抵抗回路
１０６ マイクロプロセッサ
１０７ 圧縮機
１０８ 室外ファンモータ
１０９ 記憶媒体
１１０ 室外電気回路基板
１１１ 中継基板

Claims (3)

1. 電力のデマンド管理指令を受信する中継基板と、前記中継基板からの指令信号を受信し電力管理制御を行う室外電気基板と、前記室外電気基板に制御される圧縮機及び室外ファンモータを備えた室外機と、
   前記室外機と室内機の運転内容について相互通信が行え前記室内機の内部のファンモータを制御する室内電気基板と、室前記内電気基板の制御によりＬＥＤを点灯する表示ＬＥＤ基板と、を備えた室内機と、
   を備えた空気調和機において、
   前記デマンド指令に対して適切な抑制制御を行うことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記圧縮機の停止制御、定格電力の５０％抑制運転制御、定格電力の７５％抑制運転制御が可能であり、電力抑制運転には定格電力運転時に前記室外電気回路基板に入力される電流値をもとにデマンド指令に合致した電流値の制限をかけることでデマンド指令を達成することを特徴とした空気調和機。
3. 請求項２において、ユーザー側での快適性を維持できるように、デマンド管理運転中の動作を周囲状況と前記デマンド指令をもとにして適切に変更できることを特徴とした空気調和機。