JP2019020092A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機における室内機と室外機のように複数のユニットを接続する冷凍サイクル装置において、それぞれのユニットから接続先の固有識別データを読み出せるようにする。【解決手段】室内機２と室外機３が通信線１２を介して接続されて動作する空気調和機１において、室内機２は、室内機２の制御を行なう室内機制御装置４と、室外機３の固有識別データを保存できる室内機不揮発性メモリ５を持ち、室外機３は室外機３の制御を行なう室外機制御装置８と、室内機２の固有識別データを保存できる室外機不揮発性メモリ９を持ち、室内機２と室外機３が通信線１２によって接続した状態で運転を開始したときに、室内機２の固有識別データを室外機３に送信し、室外機３の固有識別データを室内機２に送信し、互いが受信した接続先の固有識別データをそれぞれの不揮発性メモリに保存する。【選択図】図１

Description

本発明は複数のユニットを接続して使用する空気調和装置や給湯器に代表される冷凍サイクル装置に関するものである。

一般に、室内機ユニットと室外機ユニットを接続して使用される冷凍サイクル装置を備えた空気調和機は、それぞれのユニットの機種名や型番といった固有識別データをそれぞれのユニットの制御装置に接続された不揮発性メモリに製造段階で記憶させ、市場で記録される運転記録データと共に不揮発性メモリから直接、あるいは制御装置と接続された外部通信装置を介して取り出している。
また、遠隔通信手段を備えた冷凍サイクル装置においては、遠隔通信手段を用いて前記不揮発性メモリに記憶された固有識別データを送信し、リモートメンテナンス等のサービス活動に活用している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３２２３９０号公報

しかしながら、前記従来の構成においては、冷凍サイクル装置の室内機・室外機それぞれのユニットは製造工程において個別独立して製造されており、市場で設置されるまで組合せが決まらないため、製造工程において予め接続先のユニットの固有識別データを不揮発性メモリに記憶させることができない。そのため、それぞれのユニットの不揮発性メモリには自己の固有識別データしか記憶できず、市場で接続されていたユニットの固有識別データを取り出すことができないという課題を有していた。
本発明の課題は市場で接続されて使用される冷凍サイクル装置内の、あるユニットの制御装置から、接続先のユニットの固有識別データを取り出すことができる冷凍サイクル装置を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、複数のユニットが通信線を介して接続され、前記それぞれのユニットはマイコン等からなる制御装置と、固有識別データを保持できる不揮発性メモリを有し、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを、前記通信線を介して相互に送受信し、受信した前記固有識別データをそれぞれの前記ユニットの前記不揮発性メモリに記憶するものである。そして、市場でユニット同士が通信線によって接続された際に、通信によって相互に固有識別データを送受信させることによって、接続先の固有識別データをそれぞれのユニットの両方の不揮発性メモリに記憶させるものである。

本発明の冷凍サイクル装置は、市場で接続されて使用された経験を有する、ある一つのユニットの、制御装置に備えられた不揮発性メモリから、自己の固有識別データと接続先の固有識別データを取得することできる。

本発明の実施の形態１における空気調和機のブロック図 本発明の実施の形態１における空気調和機の内外通信のタイミングチャート 本発明の実施の形態２における空気調和機の構成を示す図 本発明の実施の形態３における空気調和機の構成を示す図 本発明の実施の形態４における空気調和機の構成を示す図 従来の冷凍サイクル装置の構成を示す模式図

第１の発明は、複数のユニットが通信線を介して接続され、前記それぞれのユニットはマイコン等からなる制御装置と、固有識別データを保持できる不揮発性メモリを有し、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを、前記通信線を介して相互に送受信することにより、受信した固有識別データを不揮発性メモリに保存することが可能となり、冷凍サイクル装置のある一つのユニットの制御装置に備えられた不揮発性メモリから、接続先のユニットの固有識別データを取得することができる。

第２の発明は、第１の発明の無線装置、あるいは有線通信インターフェイスといった、外部機器と通信を行なう手段を有し、前記不揮発性メモリに記憶されている、自己の固有識別データ及び接続している機器の固有識別データを外部機器に送信することによって、不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを外部機器に送信することが可能となり、遠隔で機器の接続状況をモニタリングすることができる。

第３の発明は、第１の発明の制御装置と信号を送受信するリモコンとを備え、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを、前記リモコンに送信することによって、ユニットが不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを前記リモコンに送信し、前記リモコンが冷凍サイクル装置のユニットの固有識別データを取得することができる。

第４の発明は、第１の発明の前記複数のユニットを接続する通信線を介して接続された外部端末に対して、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを送信することによって、ユニットは不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを前記外部端末装置に送信し、前記外部端末が冷凍サイクル装置のユニットの固有識別データを取得することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態では、冷凍サイクル装置の一例として、空気調和機を例示している。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における空気調和機の電気的に接続される構成機器のブロック図である。

本実施の形態の空気調和機１は、室内機２と室外機３とを備えた分離型空気調和機である。室内機２と室外機３は冷媒配管と、室内機２から室外機３に電力を供給する電源線と、制御用配線である通信線１２とで、互いに接続されている。

室内機２は、空気を吸込む吸込み口と、空気を吹出す吹出し口を供えた本体の内部に、室内熱交換器、室内熱交換器に送風する室内ファン、吹き出し口から吹出す空気の流れ方向を制御する風向制御羽根を備えている。風向制御羽根は吹き出し口から吹出す空気の流れ方向を左右方向に制御する複数枚の左右羽根や、上下方向に制御する複数枚の上下羽根などで構成されている。

室外機３は、冷凍サイクル回路に封入された冷媒を、高温高圧の状態にする圧縮機と、冷媒の流れ方向を制御する四方弁、冷房運転時は圧縮された冷媒から室外の空気へ熱を放出する室外熱交換器、室外熱交換器に送風する室外ファン、熱を放出した冷媒の圧力を低下させ、低温低圧の状態に減圧する膨張弁などを備えている。

圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器は、冷媒配管により接続され、冷凍サイクル回路を構成する。圧縮機は、冷凍サイクル回路に封入された冷媒を、高温高圧の状態に圧縮する。室外熱交換器または室内熱交換器は、圧縮された冷媒から室外または室内の空気へ熱を放出する。膨張弁は、熱を放出した冷媒の圧力を低下させ、低温低圧の状態に減圧する。室内熱交換器または室外熱交換器は、室内または室外の空気から減圧された冷媒へ熱を吸収する。

室内機２は、室内機制御装置４、室内機センサ部６、室内機アクチュエータ部７、リモコン受信部１３を備えている。

室内機制御装置４には室内機センサ部６、室内機アクチュエータ部７、リモコン受信部１３が接続されている。室内機制御装置４は、記憶領域としてＥＥＰＲＯＭ等で構成される室内機不揮発性メモリ５を備えている。

室内機センサ部６は室内機２に吸込まれる空気の温度である吸込温度や、室内熱熱交換器の温度である熱交換器温度を検知する温度センサや、室内機２が設置された空間にいる人体を検知する人感センサなどで構成され、室内機２を制御するために必要なデータを室内機制御装置４に入力する。

室内機アクチュエータ部７は、室内ファンを回転駆動させる室内ファンモータや風向制御羽根の角度を変更するステッピングモータなどによって構成され、室内機制御装置４からの指示に従って駆動する。

リモコン受信部１３は、リモコンに代表される使用者が操作を行うための操作器から、赤外線等で送信される信号を受信し、受信データを電気信号に変換して室内機制御装置４に送信する。

室内機不揮発性メモリ５は、室内機制御装置４が室内機２を制御する際に用いられる制御パラメータである室内機制御データや、室内機２の識別に用いられる固有のデータである室内機識別データ、室外機の識別に用いられる固有のデータである室外機識別データ、などを記憶するための領域がそれぞれ確保されており、室内機制御データや室内機識別データについては室内機２が製造された段階で室内機不揮発性メモリ５に記憶される。

室外機３は、室外機制御装置８、室外機センサ部１１、室内機アクチュエータ部７を備えており、室外機センサ部１１、室外機アクチュエータ部１０は室外機制御装置８に接続されている。

室外機センサ部１１は、室外機３の周辺の空気の温度である外気温や、室外熱交換器の温度を検知する温度センサなどで構成され、室外機３を制御するために必要なデータを室外機制御装置８に入力する。

室外機アクチュエータ部１０は、室外ファンを回転駆動させる室外ファンモータや冷媒流量を変更する膨張弁、圧縮機などによって構成され、室外機制御装置８からの指示に従って駆動する。

室外機不揮発性メモリ９は、上記室内機不揮発性メモリ５と同様に、室外機３を制御する際に用いられる制御パラメータである室外機制御データや室外機識別データ、室内機識別データなどを記憶するための領域をそれぞれ確保しており、室外機制御データや室外機識別データについては室外機３が製造された段階で室外機不揮発性メモリ９に記憶される。

続いて空気調和機１の運転停止時の動作について説明する。室内機２と室外機３が、あるいは室内機制御装置４のリモコン受信部１３が、リモコンから空気調和機１の停止要求を受けた際には、室内機制御装置４は、室外機制御装置８の電力供給切断器を開き、室内機制御装置４から室外機制御装置８への電力供給を遮断することで、待機電力を削減している。室内機制御装置４から室外機制御装置８への電力供給を遮断すると、室内機制御装置４と室外機制御装置８の間の通信も行わない。

空気調和機１の通常運転時の動作について説明する。使用者は、リモコンのボタン操作によって、空気調和機１に運転指示を出すことができる。室内機制御装置４が、リモコン受信部１３を介してリモコンから空気調和機１の運転要求を受けた際には、まず、室内機制御装置４の電力供給切断器を閉じ、室内機制御装置４から室外機制御装置８へと電力供給が開始され、空気調和機１の空調運転が開始し、室内機制御装置４と室外機制御装置８の間で、運転コマンドや制御データ等を相互に通信を行なう。

空調運転を開始すると、室内機制御装置４及び室外機制御装置８は、室内機センサ部６や室外機センサ部１１から得られたデータや、内外通信で得た制御データに基づき、室内機アクチュエータ部７及び室外機アクチュエータ部１０などの動作を制御する。室内機２では、室内ファンモータの駆動により室内ファンが回転し、吸込口からフィルタを通して取り入れた室内空気を、室内熱交換器で熱交換して、吹出口から吹き出し、室外機３では、室外ファンモータの駆動により室外ファンが回転し、室外熱交換器へ室外空気を送風する。

また冷凍サイクル回路に封入された冷媒は、冷房運転時には、圧縮機で高温高圧の状態に圧縮され、室外熱交換器で室外空気へ熱を放出する。その後、膨張弁で低温低圧の状態に減圧され、室内熱交換器で室内空気から熱を吸収する。暖房運転時には、冷媒は、圧縮機で高温高圧の状態に圧縮され、室内熱交換器で室内空気へ熱を放出する。その後、膨張弁で低温低圧の状態に減圧され、室外熱交換器で室外空気から熱を吸収する。

次に、以上のように構成された空気調和機１の通信（内外通信）の動作について説明する。図２は、内外通信の動作を模式的に示すタイミングチャートである。
内外通信には通常運転時に行なわれる制御データを送り合う通常通信と、固有識別データを通信する固有識別データ通信とがある。内外通信では、通常通信で使用する通常通信コマンドと固有識別データの送信に使用する固有識別データ通信コマンドを区別することで通信データの切り分けを行なう。

通常運転時に行なわれる通信である通常通信では、室内機制御装置４から、室内機センサ部６で測定した室内の温度や湿度、室内機２の運転状態などの制御データを、通常通信コマンドによって室外機３の室外機制御装置８に送信し、室外機制御装置８からは、室外機センサ部１１で測定した室外温度や室外機３の運転状態などの制御データを、通常通信コマンドによって室内機２の室内機制御装置４へ送信する。
固有識別データ通信では、室内機制御装置４は室内機不揮発性メモリ５に記憶されている室内機固有識別データを固有識別データ通信コマンドによって室外機３に送信し、室外機制御装置８は室外機不揮発性メモリ９に記憶されている室外機固有識別データを室内機２に送信する。

室内機制御装置４がユーザーから空気調和機１の運転要求を受け、室内機制御装置４から室外機制御装置８へと電力供給が開始されると、室内機制御装置４は、通常通信用の通信コマンドを室外機制御装置８へ送信することで、内外通信の初期通信を開始する。

初期通信完了後、室内機制御装置４が、室外機制御装置８に対して、固有識別データ通信用コマンドを送信することで、室外機制御装置８は固有識別データの送信を開始する。つまり、室外機制御装置８は、室内機制御装置４から通信用コマンドを受信すると、室外機３の室外機不揮発性メモリ９に保持している自己の固有識別データの送信を開始する。

室外機３の固有識別データを全て受信した時点で室内機２は通常通信を行なう状態に戻り、通常通信用のコマンドを使用した内外通信へと復帰する。このとき、室内機制御装置４は室外機３から受信した室外機固有識別データを、室内機２の室内機不揮発性メモリ５に保存し、室外機制御装置は室内機２から受信した室内機固有識別データを、室外機不揮発性メモリ９に保存する。また、空調運転中、通常通信の内外通信が継続される。

初期通信と、固有識別データ通信は、空気調和機１が運転を開始するまでに行われる。より具体的には、固有識別データ通信の完了は、室外機３の室外機アクチュエータ部１０に含まれる圧縮機が駆動する前までに行われる。

以上によって、本実施の形態においては、製造時には記憶されていない接続先のユニットの固有識別データが不揮発性メモリに記憶されることになるため、例えば、市場から回収した室内機２の室内機制御装置４に備えられた室内機不揮発性メモリ５から取得できる接続先の固有識別データから、市場で接続して運転していた室外機を判別できるようになり、空気調和機のトレーサビリティを向上することが出来る。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における空気調和機について、図３を参照しながら説明する。本実施の形態２において実施の形態１と同様の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態３と実施の形態１との相違点は、室内機２に遠隔通信装置１４が備えられ、室内機制御装置４と遠隔通信装置１４が接続されていることである。

遠隔通信装置１４は近距離無線通信や無線ＬＡＮ等を介して、携帯電話やタブレット端末、パーソナルコンピュータなどと通信を行なうことができる。

この構成によって、室内機２の室内機不揮発性メモリ５に記憶された固有識別データを、遠隔通信装置１４によって接続されたネットワークを通じて、遠隔地のサーバーに取り込むことができる。これにより、遠隔地から空気調和機１の運転状態を管理することができる。

また、メンテナンス作業者の指示に応じて、タブレット端末やスマートフォン等に固有識別データを送信し、表示してもよい。これによって、市場でメンテナンス作業者が、空気調和機の固有識別データを得られるようになり、固有識別データを用いたメンテナンス情報の検索を容易に行なうことができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における空気調和機について、図４を参照しながら説明する。本実施の形態３において実施の形態１と同様の部分については同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

本実施の形態３と実施の形態１との相違点は、室内機にリモコン送信部が備えられ、室内機制御装置とリモコン送信部が接続されていることである。
この構成によって、使用者やメンテナンス作業者がリモコンを操作し、固有識別データを表示させるボタンを押した際、つまり、室内機制御装置４の室内送受信部が、リモコンから固有識別データの読み出し要求を受けた際に、室内機２の室内機不揮発性メモリ５に保持されている室内機固有識別データと室外機固有識別データをリモコンに送信するという動作が可能となる。
これによっても、市場でメンテナンス作業者が、空気調和機の固有識別データを得られるようになり、固有識別データを用いたメンテナンス情報の検索を容易に行なうことができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における空気調和機について、図５を参照しながら説明する。本実施の形態４において実施の形態１と同様の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態４と実施の形態１との相違点は、冷凍サイクル装置が通信線に接続された外部端末からの固有識別情報読出し指示に対して、内外通信を介して外部端末に固有識別データを送信する能力を有することである。
外部端末１５は外部端末接続アダプタ１６を備えており、外部端末接続アダプタ１６によって空気調和機１の通信線１２に対して接続し、室内機制御装置４に対して通信線１２を介して固有識別データの送信を要求するコマンドを送信することができる。
室内機制御装置４は通信線１２から固有識別データの送信を要求するコマンドを受信すると、室内機不揮発性メモリ５に保持されている室内機固有識別データと室外機固有識別データを、通信線を介して外部端末１５に送信する。
これによっても、市場でメンテナンス作業者が、空気調和機１の固有識別データを得られるようになり、固有識別データを用いたメンテナンス情報の検索を容易に行なうことができる。

なお、上述した各実施の形態では、室内機と室外機が一対一で接続されて構成される空気調和機である冷凍サイクル装置として説明をしたが、本発明は室内機と室外機が一対一で構成される空気調和機に限定されるものではなく、冷凍サイクル装置を構成する複数のユニットの間で通信をすることができる冷凍サイクル装置に広く適用することが出来る。よって本発明は例えば、複数の室内機と室外機が接続し合い構成されるマルチ式の空気調和機である冷凍サイクル装置や、ヒートポンプユニットとタンクユニットが接続されて構成される給湯器である冷凍サイクル装置などに広く適用することが可能である。

本発明は冷凍サイクル装置に限らず、別々の製造工程で生産されて出荷し、市場で始めて接続先が判明する装置に適用することが可能である。

１ 空気調和機（冷凍サイクル装置）
２ 室内機
３ 室外機
４ 室内機制御装置
５ 室内機不揮発性メモリ
６ 室内機センサ部
７ 室内機アクチュエータ部
８ 室外機制御装置
９ 室外機不揮発性メモリ
１０ 室外機アクチュエータ部
１１ 室外機センサ部
１２ 通信線
１３ リモコン受信部
１４ 遠隔通信装置
１５ 外部端末
１６ 外部端末接続アダプタ

Claims (4)

1. 複数のユニットが通信線を介して接続され、前記それぞれのユニットはマイコン等からなる制御装置と、固有識別データを保持できる不揮発性メモリを有し、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを、前記通信線を介して相互に送受信し、受信した前記固有識別データをそれぞれの前記ユニットの前記不揮発性メモリに記憶することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 無線装置、あるいは有線通信インターフェイスといった、外部機器と通信を行なう手段を有し、前記不揮発性メモリに記憶されている、自己の固有識別データ及び接続している機器の固有識別データを外部機器に送信することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 制御装置と信号を送受信するリモコンとを備え、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを、前記リモコンに送信することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記複数のユニットを接続する通信線を介して接続された外部端末に対して、前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有識別データを送信することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
   

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