| 【発明の名称】 |
空気調和機 |
| 【発明者】 |
【氏名】野々村 和幸
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 商用交流を整流して得られた直流電圧又は太陽電池の出力電圧により二次電池を充電し、待機時、商用交流の入力をオフにし、太陽電池又は二次電池の出力電圧を待機電力として制御回路その他の負荷に給電する構成にしたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 太陽電池及び二次電池と前記負荷との間に設けられており、太陽電池の出力電圧、二次電池の出力電圧のうちで電圧の高い方を出力する第１の電圧切換器を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】 第１の電圧切換器と前記負荷との間に設けられており、第１の電圧切換器の出力電圧、商用交流を整流して得られた直流電圧のうちで電圧の高い方を出力する第２の電圧切換器を備えたことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】 太陽電池の出力電圧、商用交流を整流して得られた直流電圧のうちで電圧の高い方を二次電池に出力する第３の電圧切換器を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気調和機。
【請求項５】 太陽電池の出力電圧に基づいて運転能力を切り換える構成にしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の空気調和機。
【請求項６】 太陽電池の出力電圧と設定値とを比較し、太陽電池の出力電圧が設定値より高いときには、冷房運転時の冷房能力を最大、暖房運転時の暖房能力を最小に設定する一方、低いときには冷房運転時の冷房能力、暖房運転時の暖房能力を共にノーマルに設定する構成にしたことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は太陽エネルギーを有効に利用することにより主として待機時の省エネを可能にした空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽エネルギーを有効に利用した空気調和機として実開平2-22033 号公報（第１の従来例とする）及び特開昭56-142339 号公報（第２の従来例とする）に開示されたものがある。
【０００３】第１の従来例においては、制御用電源に使用される二次電池を太陽電池が受光時に発生する起電力により充電する構成が開示されている一方、第２の従来例においては、太陽電池が受光時に発生する起電力によりモータを駆動させる構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の従来例による場合、太陽電池の起電力が天候等に左右されるため、二次電池を十分に充電できず、制御回路等の負荷を駆動させることができない虞れがある。そのため、太陽電池による充電だけでなく、商用交流を整流して得られた直流電圧により二次電池を充電することが必要不可欠となる。しかも待機中でも、二次電池以外の負荷に商用交流を通じて多少なりとも電力が供給されるため、待機時の省エネを図ることが困難となっていた。
【０００５】一方、第２の従来例による場合、大容量の太陽電池を使用する必要がある以上、低コスト化を図ることができない。また、運転中の省エネを図ることは可能であるものの、待機中の省エネを図ることは不可能である。
【０００６】本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、省エネを図ることができるように改良した空気調和機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る空気調和機は、商用交流を整流して得られた直流電圧又は太陽電池の出力電圧により二次電池を充電し、待機時、商用交流の入力をオフにし、太陽電池又は二次電池の出力電圧を待機電力として制御回路その他の負荷に給電する構成にしている。
【０００８】このような構成による場合、運転時、商用交流を整流して得られた直流電圧又は太陽電池の出力電圧により二次電池が充電される一方、待機時、商用交流の入力がオフにされることから、商用交流を通じて制御回路その他の負荷に電力が給電されず、その代わり、太陽電池の出力電圧、二次電池の出力電圧の何れか一方が負荷に給電される。
【０００９】より好ましくは、太陽電池及び二次電池と前記負荷との間に設けられており、太陽電池の出力電圧、二次電池の出力電圧のうちで電圧の高い方を出力する第１の電圧切換器を備えることが望ましい。
【００１０】このような構成による場合、運転時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が二次電池の出力電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧が負荷に給電されることになる。
【００１１】より好ましくは、第１の電圧切換器と前記負荷との間に設けられており、第１の電圧切換器の出力電圧、商用交流を整流して得られた直流電圧のうちで電圧の高い方を出力する第２の電圧切換器を備えることが望ましい。
【００１２】このような構成による場合、運転時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が商用交流を整流して得られた直流電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧が負荷に給電されることになる。
【００１３】より好ましくは、太陽電池の出力電圧、商用交流を整流して得られた直流電圧のうちで電圧の高い方を二次電池に出力する第３の電圧切換器を備えることが望ましい。
【００１４】このような構成による場合、運転時又は待機時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が商用交流を整流して得られた直流電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧により二次電池が充電されることになる。
【００１５】より好ましくは、太陽電池の出力電圧に基づいて運転能力を切り換える構成にすることが望ましい。具体的には、太陽電池の出力電圧と設定値とを比較し、太陽電池の出力電圧が設定値より高いときには、冷房運転時の冷房能力を最大、暖房運転時の暖房能力を最小に設定する一方、低いときには冷房運転時の冷房能力、暖房運転時の暖房能力を共にノーマルに設定するようにする。
【００１６】このような構成による場合、太陽電池の出力電圧に比例した日射量に応じて運転能力が切り換えられ、日射量の変化に応じた最適な運転が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は空気調和機の回路図、図２は空気調和機のマイクロコンピュータにて処理されるフローチャートである。
【００１８】ここに例を掲げて説明する空気調和機は、ファン、コンプレッサ等のモータ９０がマイクロコンピュータ１０により制御されており、リモコン（図示せず）により遠隔操作可能になっている。リモコンからの信号はリモコン受信部２０を通じてマイクロコンピュータ１０に入力され、マイクロコンピュータ１０にて生成された制御信号はドライブ回路８０を介してモータ９０に入力されている。
【００１９】なお、空気調和機に備えられたマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等の電子回路は、直流電圧Ｖの給電により動作するようになっているが、直流電圧Ｖが多少変動しても、確実に動作するものとしている。
【００２０】図中３０は商用交流（ＡＣ１００Ｖ）の入力をオンオフするためのリレーであり、マイクロコンピュータ１０によりその開閉が制御されている。リレー３０を通過した商用交流はモータ９０等以外に電源回路４０に入力されている。
【００２１】電源回路４０、マイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等の電源電圧を生成する回路であって、ここでは、商用交流を全波整流するダイオードブリッジ４１と、ダイオードブリッジ４１の出力電圧を平滑化するコンデンサＣと、コンデンサＣの出力電圧を直流電圧Ｖ１、Ｖ２に各々低下させて安定化させる三端子レギュレータ４２、４３から構成されている。
【００２２】三端子レギュレータ４２から出力された直流電圧Ｖ１は、ダイオードＤ４を介してマイクロコンピュータ１０等に通電される。一方、三端子レギュレータ４２から出力された直流電圧Ｖ２は、ダイオードＤ６を介してニッカド電池等の二次電池６０等に通電される。
【００２３】二次電池６０にはダイオードＤ５を介して太陽電池５０が並列に接続されている。太陽電池５０は室外機側に取り付けられている。太陽電池５０の出力電圧Ｖ３は、ダイオードＤ１、Ｄ３を介してマイクロコンピュータ１０等に通電される一方、二次電池６０の出力電圧Ｖ４はダイオードＤ２、Ｄ３を介してマイクロコンピュータ１０等に通電される。
【００２４】ダイオードＤ１、Ｄ２により第１の電圧切換器７１が構成されている。第１の電圧切換器７１は、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３、二次電池６０の出力電圧Ｖ４のうちで電圧の高い方をダイオードＤ３を介してマイクロコンピュータ１０等に出力する回路構成となっている。
【００２５】ダイオードＤ３、Ｄ４により第２の電圧切換器７２が構成されている。第２の電圧切換器７２は、第１の電圧切換器７１の出力電圧、電源回路４０にて生成された直流電圧Ｖ１のうちで電圧の高い方をマイクロコンピュータ１０等に出力する回路構成となっている。
【００２６】ダイオードＤ５、Ｄ６により第３の電圧切換器７３が構成されている。第３の電圧切換器７３は、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３、電源回路４０にて生成された直流電圧Ｖ２のうちで電圧の高い方を二次電池６０に出力する回路構成となっている。
【００２７】マイクロコンピュータ１０のアナログ入力ポートには、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３が抵抗Ｒ１、Ｒ２からなるアッテネータを介して入力されている。太陽電池５０の出力電圧Ｖ３は日射量に比例するため、日射量のデータとなる。マイクロコンピュータ１０では入力された日射量のデータに基づいて運転能力を自動的に切り換えるようにしている。ここでは、日射量と設定値とを比較し、日射量が設定値より高いときには、冷房運転時の冷房能力を最大、暖房運転時の暖房能力を最小に設定する一方、低いときには冷房運転時の冷房能力、暖房運転時の暖房能力を共にノーマルに設定するようにしている。
【００２８】次に、マイクロコンピュータ２０にて処理されるプログラムの内容について図２を参照して説明し、併せて以上のように構成された空気調和機の動作について説明する。
【００２９】まず、空調運転を開始させるためにリモコン等を通じて電源ＳＷがオンにされると、マイクロコンピュータ１０はリレー３０をオンするための信号を生成する（Ｓ１）。
【００３０】すると、商用交流はリレー３０を介して電源回路４０等に給電され、電源回路４０にて生成された直流電圧Ｖ１はダイオードＤ４を介してマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等に通電される。ただ、運転時に日射量が高く、直流電圧Ｖ１に比べて太陽電池５０の出力電圧Ｖ３の方が高いときには、ダイオードＤ４がオンからオフ、ダイオードＤ３がオフからオンに変化する。このときには、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３がマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等が通電されることになる。
【００３１】一方、電源回路４０にて生成された直流電圧Ｖ２は、ダイオードＤ６を介して二次電池６０に通電され、これにより二次電池６０が充電される。ただ、運転時に日射量が高く、直流電圧Ｖ２に比べて太陽電池５０の出力電圧Ｖ３の方が高くなったときには、ダイオードＤ６がオンからオフ、ダイオードＤ５がオフからオンに変化する。このときには、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３により二次電池６０が充電されることになる。
【００３２】次に、マイクロコンピュータ１０は上記アッテネータを介した太陽電池５０の出力電圧Ｖ３を日射量のデータとして入力した後（Ｓ２）、リモコン等を通じて入力された設定に従った空調運転に必要な制御信号を生成し、ドライブ回路８０を介してモータ８０に出力する。この際、入力された日射量に応じて空調能力を切り換える（Ｓ３）。
【００３３】ここでは、日射量と設定値とを比較し、日射量が設定値より高いときには、冷房運転時の冷房能力を最大、暖房運転時の暖房能力を最小に設定する。空調能力を最大にする場合、ファンやコンプレッサーの回転数を最大限にするのに必要な制御信号を生成してドライバ８０を介してモータ９０に出力する。一方、空調能力を最大にする場合、ファンやコンプレッサーの回転数を最小限にするのに必要な制御信号を生成してドライバ８０を介してモータ９０に出力する。これに対して、日射量が設定値より低いときには、冷房運転時の冷房能力、暖房運転時の暖房能力を共にノーマルに設定する。この場合、リモコン等を通じて入力された温度等の設定に従った空調運転が従来通り行われることになる。
【００３４】その後、リモコン等を通じて電源ＳＷがオフにされたか否かを判定する（Ｓ４）。電源ＳＷがオンのままであるときにはステップ２に戻って上記処理を繰り返し行う。即ち、ステップ２、３、４のループ処理が繰り返し行われる。
【００３５】空調運転を停止させるために、リモコン等を通じて電源ＳＷがオフにされると、マイクロコンピュータ１０は上記ループ処理を中止した後、リレー３０をオフするための信号を生成し（Ｓ５）、待機状態に移行した上で、プログラムが終了する。
【００３６】リレー３０がオフされると、商用交流は電源回路４０等に給電されず、商用交流の入力がオフになる。よって、電源回路４０から出力される直流電圧Ｖ１及びＶ２が０Ｖとなり、ダイオードＤ４、Ｄ６はオフ状態を維持する。待機時においては、二次電池６０の出力電圧Ｖ４がダイオードＤ２、Ｄ３を介してマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等に通電される。ただ、待機時に、日射量が高く、二次電池Ｖ４に比べて太陽電池５０の出力電圧Ｖ３の方が高いときには、ダイオードＤ２がオンからオフ、ダイオードＤ１がオフからオンに変化する。このときには、太陽電池５０の出力電圧Ｖ３がマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等が通電されることになる。太陽電池５０の出力電圧Ｖ３により二次電池６０が充電される場合もある。
【００３７】その後、空調運転を開始させるためにリモコン等を通じて電源ＳＷがオンにされると、同プログラムが上記と同様に処理される。
【００３８】以上のように構成された空気調和機においては、日射量を高く、太陽電池１０により大きな電力が生成されているときには、待機時、運転時を問わず、この電力がマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等に給電されるようになっているので、省エネを図ることが可能となる。また、二次電池６０についても太陽電池５０又は電源回路４０から出力された直流電圧Ｖ２により確実に充電されるようになっているので、天候等に左右されず、待機時にマイクロコンピュータ１０、リモコン受光部２０等が確実に動作することになる。
【００３９】更に、太陽電池５０により日射量を検知し、検知された日射量に基づいて運転能力を切り換える構成となっているので、冷房時の冷え過ぎ、暖房時の温過ぎを防止することができ、運転時の省エネも図ることができる。よって、空気調和機の省エネ化及び高性能化を図ることができる。また、太陽電池５０を用いて日射量の検知を行っているので、特別な日射量検知器が不要であり、この点での低コスト化も図ることができる。
【００４０】なお、本発明の空気調和機は上記実施形態に限定されず、例えば、待機時の商用交流の入力をオフするのに、マイクロコンピュータを用いず、商用交流ライン上に設けられた開閉器を電源ＳＷの出力信号に応じて開閉制御する形態をとっても良い。また、第１の電圧切換器を用いずに、太陽電池の出力電圧、二次電池の出力電圧の何れか一方を負荷に出力する回路を用いても良い。
【００４１】第１、第２、第３の電圧切換器については、電圧比較器と開閉器とを組み合せたような回路構成のものを用いても良い。
【００４２】太陽電池の出力電圧に基づいて運転能力を切り換えるのに、太陽電池の出力電圧に応じて運転能力を多段階に切り換えるような形態をとっても良い。
【００４３】
【発明の効果】以上、本発明の請求項１に係る空気調和機による場合、運転時、商用交流を整流して得られた直流電圧又は太陽電池の出力電圧により二次電池が充電される一方、待機時、商用交流の入力がオフにされ、商用交流を通じて制御回路その他の負荷に電力が給電されず、その代わり、太陽電池の出力電圧、二次電池の出力電圧の何れか一方が負荷に給電される構成となっているので、待機時に商用交流を通じて入力される電力が零となり、待機時の省エネを図ることができる。また、運転時、商用交流を整流して得られた直流電圧又は太陽電池の出力電圧により二次電圧が充電されることから、天候等に左右されることなく、二次電池を十分に充電することができ、負荷を確実に駆動させることができ、信頼性も非常に高く、高性能化を図る上で大きなメリットがある。
【００４４】本発明の請求項２に係る空気調和機による場合、運転時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が二次電池の出力電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧が負荷に給電される構成となっているので、運転時の省エネを図ることができる。
【００４５】本発明の請求項３に係る空気調和機による場合、運転時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が商用交流を整流して得られた直流電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧が負荷に給電される構成となっているので、運転時の省エネを図ることができる。
【００４６】本発明の請求項４に係る空気調和機による場合、運転時又は待機時に日射量が高くなるに伴って、太陽電池の出力電圧が商用交流を整流して得られた直流電圧より高くなると、太陽電池の出力電圧により二次電池が充電される構成となっているので、運転時又は待機時の省エネを図ることができる。
【００４７】本発明の請求項５、６に係る空気調和機による場合、太陽電池の出力電圧に比例した日射量に応じて運転能力が切り換えられ、日射量の変化に応じた最適な運転が可能になる構成となっているので、冷房時の冷え過ぎ、暖房時の温過ぎを防止することができ、運転時の省エネも図ることができる。また、二次電池を充電するための太陽電池を用いて日射量の検知を行っているので、特別な日射量検知器が不要であり、この点での低コスト化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０１１１３
【氏名又は名称】船井電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１０日（１９９８．９．１０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８３１５（Ｐ２０００−８８３１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２５５８８３ |
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