专利名称：空调机的需求式控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行需求式控制时减少空调机的电力消耗的空调机。
先有的需求式控制，有特公昭62-48457号公报发表的控制装置。该公报发表的需求式控制装置，是当电力消耗超过额定功率时发出警报，警告操作人员进行某种操作。
按照这种结构的先有技术，是在电力消耗超过额定功率时发出警报，所以，使用者必须根据警报进行需求式控制。
但是，当使用者不在时或者正在做其他工作不能离开时，操作就会延误。
因此，本发明的目的旨在克服这一缺点，提供一种能根据需要在发出警报之前自动地进行需求式控制的需求式控制装置。
本发明在具有能力可变型电动压缩机并根据负荷的大小进行控制的改变电动压缩机的能力的同时，根据需求信号进行控制，以减小电动压缩机的能力的空调机中，安装有在预先设定的日期和时间自动地生成需求信号的控制装置。
另外，设有可通过公用电话线路得到信号以生成需求信号的控制装置。
同时，还设有根据叠加在交流电源供给的电力上的信号生成需求信号的控制装置。
另外，本发明在具有能力可变型的电动压缩机并根据负荷的大小进行控制、改变电动压缩机的能力的同时，检测电流值并据此进行控制减小电动压缩机的能力以使这电流值不超过设定值的空调机中，设有在预先设定的日期和时间自动地减小上述设定值的控制装置。
上述结构的空调机的需求式控制装置，能在电力消耗超过额定功率之前，减小电力消耗，从而可以使用其他电器设备。
另外，还可以根据通过公用电话线路或输电线得到的信号产生需求信号，从而根据外部信号进行需求式控制。
图1是本发明的实施例的室内配线图;
图2是图1所示的空调机室内单元的简略电路图;
图3是图1所示的空调机室外单元的简略电路图;
图4是根据消耗电流修正频率时的说明图;
图5是表示室内单元的主要动作的流程图;
图6是表示需求开始时刻的数据图;
图7是表示室外单元的主要动作的流程图;
图8是本发明其他实施例的室内配线图;
图9是本发明其他实施例的室内配线图。
2-总断路器3-6-分断路器15、17-空调机的室内单元16、18-空调机的室外单元下面，参照
本发明的实施例。图1是室内配线图，图中，1是由电力公司供给交流电(例如100v的单相交流电)的输电线，2是总断路器，流过该断路器的电流例如达到50A时，切断电路。3-6是分断路器，流过它们的电流达到20A时，分别切断相应的电路。
7是电饭煲(最大消耗功率1000W)，8是微波炉(最大消耗功率1300W)，9是照明A(最大消耗功率60W)，从分断路器3获得电力。
10是电热地毯(最大消耗功率500W)、11是电视机(最大消耗功率200W)，12-14分别是照明B、C、D(最大消耗功率60W)，由分断路器4供给电力。
15是空调机A(最大消耗功率2000W)，具有室外单元16。该空调机A由分断路器5供给电力。
17是空调机B(最大消耗功率2000W)，具有室外单元18。该空调机B由分断路器6供给电力。
图2、图3是图1所示的空调机A(空调机B也具有相同的结构)的简略电路原理图。图2、图3的电路图通过接线板22和23相连接。在图2中，24是输电线，25是通信线。
该电路图包括整流电路27、电机用电源电路28、控制用电源电路29、电机驱动电路32、开关基板33、接受器35、显示板36和步进电机(M2)37。整流电路27对由插头26(与图1所示的分断路器5连接)供给的交流100V电压进行整流;电机用电源电路28根据微处理机31的信号，把加在向室内输送冷风和温风的直流风扇电机(无刷电机)(M1)30上的直流电压变换为10-36V;控制用电源电路29用来发生微处理机所用的5V直流电压;电机驱动电路32用来按照微处理机31根据直流风扇电机的转动位置信息进行运算而求出的信号，控制向直流风扇电机30的定子线圈通电定时;开关基板33上设有通/断(ON/OFF)开关、试运转开关等;接受器35用来接受无线遥控器34的遥控操作信号(通/断信号、冷气/暖气切换信号、室温设定值信号等);显示板36用来显示空调机的运转状态;步进电机(M2)37用来驱动风门，以改变冷风和温风的吹出方向。
此外，还设有检测室温的室温传感器38、检测使用端热交换器的温度的热交换器温度传感器39和检测室内照度的照度传感器40，这些传感器的检测值经A/D变换后读入微处理机31。另外，微处理机31对室外单元的控制信号通过串行电路41、42和接线板22的3进行传送。43是存放各种数据的辅助ROM。
20是从外部得到需求信号的接口电路，它将需求信号传送给微处理机31。
具有这种结构的外围电路的微处理机31，计算出能够得到检测室温后由无线遥控器34设定的空调状态所需要的空调能力(与负荷相适应的能力)。将该空调能力变换为与装载的压缩机对应的频率值，然后输送给图3所示的室外单元。
当输入需求信号时或到了预先设定的需求日期和时间(或时刻)时，向室外单元输出限制最大电流的信号。需求日期和时间或需求时刻可利用无线遥控器30进行设定。
图3是室外单元16的简略电路图。在该电路图中，23是接线板，该接线板上设有分别与室内单元的接线板22的端子1-3相连接的端子1-3。43是并联连接的变阻器，44是噪音滤波器，45是电抗线圈，46是倍压电路，47是噪音滤波器，48是平滑电容器，用来平滑由倍压电路46发生的倍电压，用以从100V的交流电压获得约280V的直流电压。
49是用以将由接线板23的端子3输入的室内单元的控制信号(频率值等)传送给微处理机50而进行信号变换的串行电路，51是电流检测电路，它把供给室外单元的电流经变流器(CT)52检测并平滑为直流电压后供给微处理机50，53是开关电源电路，用来发生微处理机50用的电源电压和直流风扇电机54用的电源电压。55是电机驱动电路，要它根据微处理机50的控制信号对向后面所述的压缩机1的通电进行PWM控制，6个功率晶体管连接成三相桥路状，构成所谓的变流器装置。56是检测压缩机排气端的制冷剂温度的排出温度传感器。
58是电压控制器，用来控制加在直流风扇电机54上的直流电压，根据微处理机50的信号改变加在直流风扇电机54上的电压。59是通电控制电路，它将电压控制器58输出的直流电压顺序向直流风扇电机54的定子线圈通电，转角传感器60检测直流风扇电机54的转动角度，根据该转动角度，按照微处理机50输出的通断切换信号进行定子线圈的通电切换。
因此，通过改变传给电压控制器58的信号，便可改变直流风扇电机54的转数。另外，该直流风扇电机54用来向热源一端的热交换器4送风。
61、62是电子开关(半导体三端双向开关元件等)，分别根据微处理机50的信号控制向四通阀和电磁阀的通电。
此外，室外单元还设有用于检测吸气口附近外气温度的外气传感器63和用于检测热源一端的热交换器的温度的热交换器温度传感器64，这些传感器63、64的检测值经A/D变换后读入微机50。
65是和室内单元装置的辅助ROM43具有相同功能的ROM，和对辅助ROM43说明的一样，它用来存放室外单元的固有数据。
上述结构的室外单元的动作主要是用以把由室内单元所得频率值的三相交流电压供给压缩机。得到指定频率值的三相交流电压的方法，可以采用普遍使用的PWM(脉冲宽度调制)方式，详细情况从略。
因此，根据室内单元15传送来的频率值改变压缩机的运转能力，从而可以进行能力与负荷相适应的空调运转。
通常，随着压缩机处于高负荷运转、以及增加压缩机的运转能力，压缩机的电力消耗增加。换言之，轻负荷时或运转能力小时，压缩机的电力消耗减小。
空调机A15由分断路器5得到电力。该分断路器5流过的电流大于20A时，将电路切断，所以，空调机A15存在这样的问题，即当消耗的电力大于20A(2000W)时，电路将断开，使空调运转中断。因此，在本实施例中，用变流器52检测流过压缩机的电流，并通过电流检测电路51输入微处理机50，进行减小压缩机的能力(供给压缩机的交流电压的频率)的控制，使该电流不超过20A。
图4是根据电流检测器52的检测值修正频率值时的说明图。在图4中，“NORMAL”是未进行频率值修正的区域，“DOWN”是按1HZ/soc的速率减小频率值进行修正的区域，“TRIP”是使压缩机停止(将频率值减小为OHZ)的区域。设定电流值It与分断路器5的动作电流一致，设定为It＝19.5A(考虑了风扇电机等其他设备的电力消耗)，设定电流值Is设定为Is＝19.0A。该设定电流值Is根据室内单元的信号，可以变更为Is＝15.0A、Is＝12.0A。
另外，在图4中，电流沿上升方向变化时和沿下降方向变化时，在“DOWN”区域和“NORMAL”区域进行差动设定。
因此，在电流处于“DOWN”区域期间，减少并修正频率值，微处理机50控制压缩机的消耗电流不超过Is的值。
图5是表示空调机A15的室内单元的主要动作的流程图。图中，微处理机31的动作开始时，先在S1进行微处理机31的初始化。然后，在S2判断是否有从遥控器34接受到的数据，有数据时，在S3更新各数据值。这些数据有空调机的通/断(ON/OFF)数据、室温设定值数据、室温数据、决定室内风扇送风量的数据、定时器运转时的时间数据自动需求式控制(具有在预先设定的日期和时间自动地进行需求式控制的功能)的ON/OFF数据、表示进行自动需求式控制时的需求开始时刻的数据，表示该需求如图6所示的那样开始时刻的数据，设定为A-L的12种类型。
数据A是进行自动需求式控制时经常参照的数据，作为一个实施例子，在5∶00-7∶00之间(早上，电饭煲动作的时间)设定。数据B是星期日参照的数据，数据C是星期一参照的数据，以下，数据D、数据E、数据F、数据G、数据H分别是星期二、三、四、五、六参照的数据。数据B和数据H不设定，数据C-数据G在17∶00-19∶00之间(晚饭的准备时间带)设定。数据I-数据L是指定月日参照的数据，例如，数据I在13∶00-15∶00之间设定，指定月日为8月1日-8月31日(这个期间是夏季电力消耗的高峰期)。
因此，根据现在的月日时来判断进行需求式控制的时间带。例如，如果是1月31日(星期五)，则在数据A和数据G组合的时间带即在5∶00-7∶00和17∶00-19∶00进行两次需求式控制。另外，如果是8月1日(星期日)，在数据A、数据B、数据I组合的时间带即现在时刻如果为5∶00-7∶00、13∶00-15∶00，则进行需求式控制。在后面所述的S6、S7判断是否进行该需求式控制。
在图5中，在S4判断是否通过接口电路20给过外部的需求信号，若给过需求信号时，进入S8。在S5判断自动控制需求式是否由遥控器给过ON数据，在S6、S7判断是否需要进行需求式控制。进行需求式控制时，进入S8。
在S8判断由遥控器给予的电流控制值ID是否为ID＝19，是ID＝19时，在S9设定为IS＝15，ID≠19时，设定为IS＝12。另外，不进行需求式控制时，在S11设定为ID＝IS。
因此，在进行需求式控制时，可将电流设定值减小。
在S12由室温数据和室温设定值数据计算出与负荷适应的必要的压缩机能力，即频率值F。该计算方法有PID控制及模糊控制等。
在S13将IS值、频率值F等数据向室外单元发送。在S14进行其他控制(风扇的转数及定时器运转等)后，再次回到S1。
图7是表示图3所示的微处理机50的主要动作的流程图。图中，先在S21进行微处理机50的初始化，然后在S22，判断是否接受到室内单元的数据。接受到数据时，进入S23，用接受的数据变更各个设定值。这时，如果电流设定值IS的值有变更，也可以改变。即，在室内单元判断了需求式控制时，就把室外单元的电流设定值设定得小于通常的设定值。
在S24，判断变流器52检测的电流是否处于需要进行电流控制的区域(是否处于图4所示的TRIP或DOWN的区域)，需要进行电流控制时，进入S25，以1HZ/sco的速率减小实际输出频率后的值，直至解除需要进行电流控制的条件。不需要进行电流控制时，进入S26，将由室内单元传送来的频率值F设定为实际输出频率F0。
在S27，根据PWM理论生成频率为F0的三相交流电并供给压缩机。在S28，进行其他控制(室外风扇的转数、电动膨胀阀的开度、除霜等的控制)后，再次回到S22。
使用上述结构的空调机A(及空调机B)时，如果用遥控器设定自动需求式控制为ON，例如，在上述1月31日(星期五)，在早上5∶00-7∶00之间进行需求式控制，空调机A、B的电流控制值Is限制为15A。因此，在早上的空调开始时，空调机A、B共同消耗的电流合计不超过30A。于是，对总断路器2有20A的余量，所以，可用这20A使用电饭煲，使空调机A、B、电饭煲等定时运转后，即使在5∶00-7∶00之间同时起动，也不会使总断路器2动作。
同样，在晚上17∶00-19∶00的晚饭准备时间内，也可以控制得空调机A、B的消耗电流不会超过30A，所以，使用电饭煲及微波炉等也不会使总断路器2动作。
即，在使用其他电器的时间带内自动地减少空调机的电力消耗，就可以适当地向其他电器分配电力。因此，可以不增加总断路器2的容量而同时使用空调机和其它电器。
图8是本发明其他实施例的室内配线图。在图1所示的室内配线图上追加了调制解调器81、电话82、需求信号线83、84、公用电话线85。调制解调器81通过公用电话线85得到指定的控制信号时，通过需求信号线83、84及空调机A15、B17的接口电路20将需求信号传送给微处理机。空调机A、B输入需求信号时，进行上述需求式控制(减小电流设定值Is)。
因此，通过响应经由公用电话线85从外部得到的需求信号，减小空调机的运转能力。例如，对电力公司的电力需要急剧增加时，电力公司通过公用电话线供给需求信号，可以控制空调机的运转电流，所以，可以减少对电力公司的总电力需求量。
图9是本发明其他实施例的室内配线图。在图1所示的室内配线图上追加了滤波电路91、信号检测电路92、信号线93、94。滤波电路91是高通滤波器，把叠加在电力线上的高频信号分离出来。信号检测器92在判断该高频信号为指定的信号时，通过接口电路把需求信号供给信号线93、94及空调机A15、B17的微处理机。两个空调机根据需求信号减小电流设定值Is的值。即，减小空调机的运转能力。
另外，在对电力公司的电力需要急剧增加时，例如可由电力公司将高频信号叠加到电力线上。
如上所述，本发明的空调机的需求式控制，在具有能力可变型的电动压缩机并根据负荷的大小控制改变电动压缩机的能力的空调机中，在预先设定的日期和时间自动地输出需求信号，所以，在该日期和时间便自动地减少电动压缩机的电力消耗，从而可在这个时间内使用其他电器。即，可以不增加同电力公司签定的契约容量，而能增加同时使用的电器数量。
另外，可以通过公用电话线及电力线得到需求信号，所以，可以根据外部的信号减少空调机的使用电流，在一年当中，在电力需要最大的夏季(7-8月)中午(12∶00-14∶00)，通过从外部给予需求信号，可以缓解这个时间带的电力需要量。
权利要求
1.空调机的需求式控制装置的特征在于在具有能力可变型电动压缩机并根据负荷的大小进行控制，改变电动压缩机的能力的同时，根据需求信号进行控制，减小电动压缩机的能力的空调机中，备有在预先设定的日期和时间自动地生成需求信号的控制装置。
2.空调机的需求式控制装置的特征在于在具有能力可变型的电动压缩机并根据负荷的大小进行控制、改变电动压缩机的能力的同时，检测电流值并据此进行控制减小电动压缩机的能力以使该电流值不超过一定值的空调机中，备有在预先设定的日期和时间自动地减小上述一定值的控制装置。
3.空调机的需求式控制装置的特征在于在具有能力可变型的电动压缩机并根据负荷的大小进行控制、改变电动压缩机的能力的同时，根据需求信号进行控制减小电动压缩机的电力消耗上限的空调机中，设有根据通过公用电话线得到的信号生成需求信号的控制装置。
4.空调机的需求控制装置的特征在于在根据负荷的大小控制由交流电源供给的电力驱动的电动压缩机的运转能力的同时，根据需求信号进行控制减小电动压缩机的电力消耗上限的空调机中，设有根据叠加在交流电源供给的电力上的信号生成需求信号的控制装置。
全文摘要
本发明的空调机的需求式控制装置具有能力可变型电动压缩机，在根据负荷的大小进行控制，改变电动压缩机的能力的同时，根据需求信号控制减小电动压缩机的能力，在预先设定的日期和时间自动地生成需求信号。通过自动地进行需求式控制，可使总断路器留有余量，从而可以使用其他电器。
文档编号F24F11/02GK1075541SQ9310137
公开日1993年8月25日 申请日期1993年2月9日 优先权日1992年2月12日
发明者森地昭夫 申请人:三洋电机株式会社