KR100421474B1

KR100421474B1 - 태양광발전장치부착공기조화기

Info

Publication number: KR100421474B1
Application number: KR1019960020985A
Authority: KR
Inventors: 시게하루 사사끼; 게이고 오니쓰까; 히사시 도끼사끼; 마사끼 마데노고우지; 겐이찌 고가
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2004-05-24
Also published as: EP0748991A3; CN1140250A; CA2178190A1; CA2636690A1; EP0748991A2; BR9601826A; DE69630486D1; CN1093931C; CA2178190C; MY130428A; US5909061A; KR970002176A; DE69630486T2; TW336271B; EP0748991B1; US5878584A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본발명은 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전전력을 상용전원으로서 공급하는 태양전지를 구비한 태양광발전장치부착 공기조화기에 관한것이다.

2. 발명이 해결하려고하는 기술적 과제

본발명은 실용적범위내의 태양전지의 설치로 장시간 운전을 계속해도 상용 전력의 소비를 근소하게 억제할수있는 공기조화기를 제공하는데있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

실내에 설치된 실내장치(12)와 실외에 설치된 실외장치(14)의 사이에서 열교환을 행하는 냉매를 순환시켜서 피조화실의 공기조화운전을 행하는 공기조화운전부와 실외에 설치되고 태양광을 집광하여 이 태양광으로부터 전력을 발생시키는 발전부를 구비하고 상기한 전력발전부의 운전정보를 표시하는 표시부를 갖는것을 특징으로하는 태양광발전장치부착 공기조화기이다.

4. 발명의 중요한용도

본발명은 실내의 공기조화를 행하는 공기조화기에 관한것이다.

Description

태양광발전장치부착 공기조화기

본 발명은 실내의 공기조화를 행하는 공기조화기에 관한것이며 더 상세하게는 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전전력을 상용전원으로서 공급하는 태양전지를 구비한 태양광발전장치부착 공기조화기에 관한것이다.

실내의 공기조화를 행하는 공기조화기는 냉매와 열교환을 행하므로서 예를 들면 "난방모드", "냉방모드", "건조모드" 및 설정온도와 운전개시시의 실온과를 비교해서 난방모드와 냉방모드와의 어느것인가를 자동적으로 선택하는 "자동운전모드"등의 각 운전모드로 동작하도록 되어있다.

또 이와같은 공기조화기에서는 부속의 원격제어장치에의한 원격조작에의해 운전/정지, 운전모드의 설정, 운전조건의 설정등의 각종 동작설정이 가능하게되어있다.

상기한 공기조화기에는 전원으로서 태양에너지를 이용한 소위 태양광공기조화기가 개발되어있다(1예로서 미국특허출원 No. 5375,429).

이 태양광공기조화기에서는 태양전지로 흡수한 태양광에 의해 발생하는 전력을 공기조화기의 전원으로서 이용하도록되어있다.

또 이와같은 태양광공기조화기에서는 발전하는 전력이 기후나 시각에 좌우되기때문에 종래로부터 사용되고있는 상용전원과 병용하고있다.

그리고 태양광에의한 발전량에따라 태양광에의한 발전전력과 상용전원을 사용한 전력의 사용배분을 제어해서 안정된 공기조화운전을 확보할수있게하고있다.

그런데 상기한 구성의 태양광공기조화기에서는 태양광에의한 발전전력을 태양광공기조화기에밖에는 이용할수가없기때문에 이 태양광공기조화기의 운전이 정지하고있는때등 발전능력이 있는데도불구하고 이 태양광에의한 전력을 유효하게 이용할수있는것은 아니였다.

이때문에 태양광공기조화기에서 발전한 전력을 일반의 상용전원에 공급하려고하는 제안이 이루어졌다.

이와같은 태양광공기조화기는 태양광에의해 발전한 전력을 일단 상용전원으로서 공급하고 태양광에의해 발전한 전력과 합해진 상용전원을 사용하도록한 전원공급시스템이 구성된것이다.

이것에의해 태양광에의한 발전전력을 유효하게이용할수가있다.

그러나 태양광에의해 발전한 전력을 상용전원으로서 공급하는때에 공급한 전력량을 알기위해서는 고가의 측정기를 필요로한다.

또 태양광발전장치에 발전상태를 표시시키는 기능을 갖게해도 이 태양광발전장치가 옥외에 있기때문에 간단히 발전상태를 확인할수있는것은 아니었다.

종래의 발전장치는 비교적 대전력의 발전을 행하기때문에 이 발전한 전력을 관리ㆍ제어하기위한 장치자체도 비교적 대형으로 되어있었다.

이에대해 일반가정에서 사용하는 공기조화기는 소형화가 도모되고있고 이와같은 공기조화기와 일체로되어있는 태양광발전장치가 대형화하고있으면 설치가 곤란해지는일이있다.

또 이와같은 태양광발전장치에 있어서도 발전한 전력을 상용전원과 주파수, 전압, 위상을 정확히 일치시킬필요가 있고 또한 태양광발전장치의 과부하를 방지하기위해 상용전원의 정전을 정확히 검출할필요가있다.

이들 검출과 제어를 개별로행는것은 태양광발전장치의 구성을 복잡하게함과 동시에 장치가 대형화하게된다.

또 태양광발전장치를 상용전원을 사용해서 제어하면 정전등이 생긴때에 동작이 정지해버려서 태양광발전장치의 적절한 자가감시가 불가능하게된다.

또 예를들면 공기조화상태를 항상 소정온도 또는 습도로 해두고싶은 방이 있는경우에 기후나 시간에의해 상용전원의 소비전력이 변화하여 전기료를 예측할수없고 생각지도않은 비용지출이 되는경우가있다.

따라서 태양에너지만으로 수행할수있는 태양광공기조화기로하면 되지만 이것을 실현하는것은 대단히 넓은 면적의 태양전지가 필요하고 실용적이지않다.

본발명의 목적은 태양광에의한 발전상태를 실내에서 용이하게 확인할수가있는 태양광발전장치부착 공기조화기를 제공하는데있다.

본발명의 다른 목적은 간단한 구성으로 소형화를 가능하게함과 동시에 출력전력의 적절한 관리와 장치의 보호를 가능하게하는 태양광발전장치를 제공하는데있다.

본발명의 또 다른 목적은 간단한 구성으로 상용전원의 정전시에도 적절한 동작 감시가 가능하며 안정된 교류전력을 출력할수있는 태양광발전장치를 제공하는데있다.

본발명의 또다른 목적은 상용전원과 주파수, 전압을 일치시키는것은 물론 상용전원으로 출력시키는 교류전력과 상용전원과의 위상을 일치시킨 적절한 전력을 출력시킬수있는 태양광발전장치를 제공하는데있다.

본발명의 또다른 목적은 간단한 구성으로 신속하고 또한 고정밀도로 정전 즉 상용전원공급시스템의 단독운전의 유무를 검출할수있는 태양에너지에의한 상용전원공급장치를 제공하는데있다.

본발명의 또다른 목적은 실용적범위내의 태양전지의 설치로 장시간 운전을 계속해도 상용전력의 소비를 근소하게 억제할수있는 상용전원공급기능부착공기조화기를 제공하는데있다.

본발명의 제1의 형태는 실내에 설치된 실내장치와 실외에 설치된 실외장치의사이에서 열교환을 행하는 냉매를 순환시켜서 피조화실의 공기조화운전을 행하는 공기조화운전부와 실외에 설치되고 태양광을 집광하여 이 태양광으로부터 전력을 발생시키는 발전부를 구비한 태양광발전장치부착 공기조화기로서 상기한 발전부의 운전정보를 표시하는 표시부를 갖고있다.

본발명에의하면 태양광발전장치의 제어부로부터 공기조화운전부에 발전부 및 인버터부의 운전정보가 출력된다.

이 정보는 공기조화운전부의 실내장치 내지 원격제어장치를 표시부로서 태양광발전장치의 제어부로부터 출력된 운전정보를 표시부에 표시한다.

이것에의해 실내의 실내장치 내지 원격제어장치에의해 실외에있는 태양광발전장치의 운전상태를 실내에서 용이하게 확인할수가있다.

본발명의 제2의 형태는 실내에 설치된 실내장치와 실외에 설치된 실외장치의 사이에서 열교환을 행하는 냉매를 순환시켜서 피조화실의 공기조화운전을 행하는 공기조화운전부와 실외에 설치되고 태양광을 집광하여 이 태양광으로부터 전력을 발생시키는 발전부와 이 발전부에서 발생한 전력을 상용전원의 전압 및 주파수로 변환시켜서 상용전원으로 출력시키는 인버터부를 구비한 태양광발전장치부착 공기조화기로서 상기한 발전부의 운전정보로서 발전부의 발전전력 및 상기한 인버터부로부터의 상용전원으로의 출력전류 또는 출력전력을 표시하는 표시부를 갖고있다.

본발명에의하면 표시부에 발전부의 발전전력, 태양광발전장치로부터의 출력전력을 나타내는 정보를 표시한다.

이것에의해 발전부의 발전전력(발전전압, 발전전류), 태양광발전장치로부터의 상용전원으로서 출력되는 전력(출력전류)등을 측정하는 측정기를 별도로 설치할필요가없고 태양광발전장치의 설치비용의 상승을 억제할수가있다.

본발명의 제3의 형태는 태양광발전장치로서 태양광을 집광해서 전력을 발생시키는 발전부와 발전부에서 발생한 전력을 상용전원의 전압 및 주파수로 변환해서 출력시키는 인버터부와 그 인버터부와 상용전원과의 접속점에 설치된 접점이 개방되므로서 인버터부를 상용전원으로부터 차단하는 차단부와 발전부의 발전전력을 검출하는 발전검출부와 상용전원의 정전을 검출하는 계열정전검출부와 상용전원의 전압, 주파수 및 위상을 검출하는 계열전원검출부와 발전검출부 및 계열전원검출부의 검출결과에 기초해서 인버터부가 출력하는 전력의 전압 및 주파수와 위상을 제어함과동시에 계열전원검출부의 검출결과에 기초하여 상기한 차단부를 작동시키는 제어부를 구비하고있다.

이와같은 본발명의 태양광발전장치는 단일의 제어부에의해 상용전원에의 출력의 감시, 제어를 함과동시에 이 제어부가 상용전원의 정전을 검출한때에 인버터부로부터의 출력을 정지시키도록 하고있다.

발전검출부는 발전부의 출력전류, 출력전압등을 검출하고 계열전원검출부는 상용전원의 전압, 주파수, 위상을 또 계열전원검출부에서 상용전원의 정전등을 검출한다.

제어부에서는 이들 다수의 매개변수에 기초해서 인버터부의 작동을 제어한다.

예를들면 발전부에의한 발전이 정지하고있는때에는 인버터부의 출력을 정지시킬필요가있고 또 발전부가 발전하고있는때에는 상용전원의 전압, 주파수를 정확히 검출해서 이 검출결과에 맞추어서 인버터부를 작동시킬필요가있음과 동시에 상용전원이 정전한때에는 인버터부를 상용전원으로부터 차단할 필요가있다.

이와같은 상호 관련하는 각종제어를 단일의 제어부로 행하므로서 고속으로 또한 고정밀도의 제어를 실현할수가있다.

또 발전부를 제외한 태양광발전장치의 구성을 간략화할수있기때문에 발전부에서 발전한 전력을 상용전원으로 공급하기위한 기구를 소형으로 구성할수있고 공간절약형의 태양광발전장치의 설정이 가능해진다.

본발명의 제4의 형태는 발전부의 태양전지에의해 태양광을 집광해서 발생시킨 직류전력을 상용전원에 따른 전압 및 주파수로 변환해서 출력시키는 태양광발전장치에 있어서 상기한 발전부와 상용전원의 접속점과의 사이에 설치되고 공급되는 스위칭신호에 따라 작동해서 발전부측의 입력단과 상용전원측의 출력단과의 사이를 교대로 통전/차단하는 적어도 2개의 스위칭소자에 의해 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터부와 발전부가 발전상태인 때에 소정의 스위칭신호를 상기한 스위칭소자에 공급하는 인버터제어부와 인버터부의 스위칭소자의 각각과 병렬로 입력단과 출력단과의 사이에 설치되고 스위칭소자가 비작동상태인때에 출력단으로부터 입력단으로 통전하는 정류소자와 인버터부의 입력단에 접속되고 직류전력을 소정의 정전압전력으로 변환해서 장치내부에 전력을 공급하는 전원부를 포함한다.

본발명에서는 발전부에서 발전한 직류전력을 인버터부의 스위칭소자의 스위칭신호에 따라 통전/차단(ON/OFF)에의해 교류로 변환해서 출력한다.

이때 2개의 스위칭소자를 사용하므로서 상용전원의 단상100V에 상당하는 파형을 출력시킬수가있다.

또 전원부는 인버터부의 입력단에 접속되어있기때문에 발전부에서 발전된 전력이 공급된다.

한편 발전부에서의 발전이 정지된경우 인버터부에서는 스위칭소자가 작동하지않기때문에 출력단으로부터 상용전원의 전력이 입력되고 정류소자에의해 정류된후에 입력단으로부터 전원부로 공급된다.

이것에의해 전원부는 발전부가 정지한 야간등은 상용전원이 공급되고 발전부가 발전상태인때에는 이 발전부에서 발전한 전력이 공급된다.

이때문에 상용전원이 정전되어도 전원부에는 전력이 공급되기때문에 장치의 내부는 적절히 제어ㆍ감시가 가능해진다.

또 축전지나 전원의 전환등이 불필요하게되기때문에 구성이 극히 간단해진다.

본발명의 제5의 형태는 발전부의 태양전지에의해 태양광을 집광해서 발생시킨 직류전력을 상용전원에 따른 전압 및 주파수로 변환해서 출력시키는 태양광발전장치에 있어서 상기한 발전부와 상용전원의 접속점과의 사이에 설치되고 발전부측의 입력단과 상용전원측의 출력단과의 사이에서 브리지상으로 접속된 4개의 스위칭소자가 각각 공급되는 스위칭신호에 따라 작동해서 입력단과 출력단과의 사이를 교대로 통전/차단하므로서 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터부와 발전부가 발전상태인때에 소정의 스위칭신호를 상기한 스위칭소자에 공급하는 인버터제어부와 인버터부의 스위칭소자의 각각과 병렬로 입력단과 출력단과의 사이에 설치되고 스위칭소자가 비작동 상태인때에 출력단으로부터 입력단으로 통전하는 정류소자와 인버터부의 입력단에 접속되고 직류전력을 소정의 정전압전력으로 변환해서 장치내부에 전력을 공급하는 전원부를 포함한다.

본발명에서는 스위칭소자를 브리지상으로 접속하고있고 이것에의해 상용전원의 단상 200V에 상당하는 파형이 출력된다.

이때 발전부의 발전이 정지해도 상용전원의 전력이 각각의 스위칭소자와 병렬로 설치된 정류소자에의해 정류되어서 전원부에 공급되기때문에 장치내부의 적절한 제어가 가능해진다.

또한 6개의 스위칭소자를 사용해서 3상의 교류전력을 출력시키는때에도 각각의 스위칭소자에 병렬로 정류소자를 설치하도록할수있다.

본발명의 제6의 형태는 태양광발전장치로서 발전부의 태양전지에의해 태양광을 집광해서 발생시킨 직류전력을 상용전원에 따른 전압 및 주파수로 변환해서 출력시키는 태양광발전장치에 있어서 상기한 발전부와 상용전원의 접속점과의 사이에 설치되고 소정의 스위칭신호에 따른 스위칭소자의 작동에의해 직류전력을 의사정현파에의한 교류전력으로 변환해서 출력시키는 인버터부와 상기한 상용전원의 교류전력의 순시치의 변화를 검출하는 계열전원검출부와 계열전원검출부의 검출결과로부터 순시치가「0」이되는 제로크로스점을 판정해서 미리 설정한 타이밍으로 의사정현파에의한 교류전력의 위상이 상용전원과 일치하도록 스위칭신호를 출력시키는 인버터제어부를 포함한다.

본발명에서는 스위칭신호에의해 스위칭소자를 작동시켜서 직류전력을 교류전력으로 변환시킨다.

이때 PWM이론에 기초해서 상용전원의 주파수, 전압과 일치시킨 교류전력을 출력시킨다.

또 계열전원검출부는 상용전원의 예를들면 교류전압의 순시치를 검출하여 이 순시치의 변화로부터 전압이 0v 가되는 제로크로스점을 판정한다.

인버터제어부에서는 이 판정결과에 기초한 소정의 타이밍으로 스위칭신호를 출력시켜서 스위칭소자를 작동시킨다.

이 스위칭신호를 출력시키는 타이밍은 인버터제어부로부터 제로크로스점을 판정하기까지의 시간과 인버터제어부에서 제로크로스점을 판정하고나서 실제로 스위칭소자가 작동하기까지의 지연시간을 고려해서 설정하면되고 스위칭신호는 인버터부로부터 출력시키는 교류전력과 상용전원의 제로크로스점이 일치하도록 스위칭소자에의한 교류파형의 개시를 행하도록 출력시키면된다.

이것에의해 상용전원과 위상이 일치한 교류전력을 인버터부로부터 출력시킬수가있다.

본발명의 제7의 형태는 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상용전원으로 공급하기위한 태양에너지에의한 상용전원공급장치로서 태양광을 집광하는 태양전지와 태양전지에의해 집광된 광에 기초해서 직류전류의 전력을 발전시키는 발전부와 그 발전부에서 발전된 직류전류의 전력을 교류전류로 변환하는 인버터부와 교류전력의 전압을 조정하는 변압기부와 변압기부의 2차측과 상용전원측 변압기의 2차측과의 사이를 전기적으로 접속하는 전원선과 상기한 전원선에 개재되고 소정의 신호로 상기한 변압기부와 상용전원측변압기와의 사이를 전기적으로 개폐가능한 개폐기와 상용전원의 주파수 및 전압을 포함하는 계열을 판별하는 계열판별수단과 상용전원측변압기의 2차측에 접속되고 3차고조파를 검출하는 3차고조파검출수단과 계열판별수단으로 판별된 계열에 기초해서 인버터부 및 변압기부를 제어하는 제1의 제어수단과 3차고조파검출수단으로 3차고조파를 검출한경우에는 상기한 개폐기를 제어해서 변압기부와 상용전원측변압기와의 사이를 전기적으로 개방하는 제 2의 제어수단을 갖고있다.

제7의 형태에의하면 상용전원측 즉 상용전원측변압기의 1차측에서 정전이 있으면 태양에너지에의한 발전공급을 정지할필요가있다.

여기서 상용전원측변압기의 1차측에서 정전이 있을때 발생하는 이 상용전원측변압기의 2차측에서의 3차고조파를 3차고조파검출수단으로 검출하여 제2의 제어수단으로 개폐기를 개방하도록 제어한다.

이것에의해 전원선이 차단되고 태양에너지에의한 발전공급이 정지된다.

이것에의해 상용전원측에서 예를들면 전선의 교환이나 수리등의 작업을 하고 있어도 이 작업에 지장을 초래하는것이 방지된다.

본발명의 제8의 형태는 냉매가 순환하도록 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기를 사용해서 구성한 냉동주기를 구비하고 실내에 공급하는 공기와 냉매와의 사이에서 열교환을 행하게하고 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 열교환된후의 공기를 실내로 공급하도록한 공기조화기와 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 기능을 구비한 상용전원공급기구를 구비한 공기조화시스템으로서 상기한 상용전원공급기구는 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력의 상응전원으로의 공급량을 검출하는 제1전력검출부와 이 검출치를 출력가능하게하는 인터페이스부를 갖고 상기한 공기조화기는 상용전원으로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류/평활부와 이 정류/평활부로부터 얻어지는 직류전력을 신호에 응답해서 상기한 압축기에 간헐통전하고 이 압축기의 회전수를 제어하는 인버터부와 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 압축기의 회전수를 조절하기 위한 상기한 신호를 인버터부에 출력시키는 회전수제어부와 공기조화기에서 소비되는 전력 또는 상기한 압축기에서 소비되는 전력을 검출하는 제2전력검출부와 규제기능이 유효한때에 제2전력검출치가 인터페이스부를 거쳐서 얻어지는 제1의 전력검출부의 검출치를 초과하지않도록 압축기의 회전수를 조절하기위한 상기한 신호를 보정하는 규제제어부를 구비하고있다.

본발명의 제9의 형태는 제8의 형태에 있어서 태양광을 에너지원으로해서 충전된 전력을 상용전원으로 공급하는 상용전원공급기구와 공기조화기와는 각각 다른 마이크로프로세서를 탑재하고있다.

제8의 형태의 발명에 의하면 공기조화기에는 태양광을 에너지원으로서 발전하고 이 발전된 전력을 옥내배선에 공급하는 기능을 구비하고있으나 어디까지나 공기조화기는 상용전원으로부터 전력을 수전해서 운전된다.

즉 발전과 상용전원의 전력소비와는 별도의제어로 행해진다.

여기서 제1의 전력검출부에서는 태양광을 에너지원으로해서 발전된 전력의 상용전원에의 공급량(이하 발전전력이라한다)을 검출하고있고 제2의 전력검출부에서는 공기조화기에서 소비되는 전력 또는 압축기에서 소비되는 전력(이하 소비전력이라한다)를 검출하고있다.

이 제1 및 제2의 검출부의 검출치를 비교하여 압축기의 소비전력이 태양전지의 발전전력을 초과하지않도록 압축기의 회전수를 보정한다.

즉 압축기의 운전을 태양전지의 발전전력으로 얻는 분에 상당하는 운전으로한다.

즉 청천시등 발전전력이 최대에 가까운 상태에서는 공기조화기는 높은 능력으로 운전되고 우천시등 발전전력이 올라가지않는 경우에는 공기조화기의 능력은 저하한다.

이와같은 제어가 행해지는 공기조화기는 장시간 운전을 계속하여 공기조화해두고싶은 방등에 적당하고 연속운전해도 소비전력분을 모두 발전전력으로 얻을수가있고 전기료를 근소하게할수있다.

또 공기조화기의 최대한의 능력을 얻기위한 태양광설비(예를들면 태양전지의 광면적화등)를 크게할필요는없고 공기조화기자체의 운전능력으로 제어하기때문에 설비가 복잡화하는일이없다.

또한 상기와같은 운전능력제어를 행할것인가 아닌가를 스위치조작으로 선택할수있도록 해도된다.

제9의 형태에의하면 태양광을 에너지원으로서 발전하고 상용전원에 공급하기위한 제어를 행하는 마이크로프로세서와 공기조화기를 운전하기위한 제어를 행하는 마이크로프로세서를 각각 다른 구성으로했기때문에 보수등을 각각 독립해서 행할수가있음과 동시에 각각이 독립해서 제어되기때문에 각각의 범용성이 향상되고 조합의 자유도가 높아진다.

본발명의 제10의 형태는 냉매가 순환하도록 압축기, 응축기, 감압장치, 증발기를 사용해서 구성한 냉동주기를 구비하고 실내에 공급하는 공기와 냉매와의 사이에서 열교환을 행하게하고 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 열교환된후의 공기를 실내로 공급해서 실내의 공기조화운전을 행하게한 공기조화기에있어서, 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 기능을 구비한 상용전원공급기구를 구비한 공기조화시스템으로서 상기한 상용전원공급기능부착 공기조화기로서, 상용전원으로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류/평활부와 이 정류/평활부로부터 얻어지는 직류전력을 신호에 응답해서 상기한 압축기에 간헐통전시키고 이 압축기의 회전수를 제어하는 인버터부와 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 압축기의 회전수를 조절하기위한 상기한 신호를 인버터부에 출력시키는 회전수제어부와 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상기한 정류/평활부로부터 출력되는 직류전력과 병합시키는 전력공급부와 공기조화기가 공기조화운전을 행하고 있는때에는 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 우선적으로 정류/평활부로부터 출력되는 직류전력과 병합시키고 공기조화기가 공기조화운전을 행하고있지않을때에는 태양광을 에너지로서 발전된 전력을 우선적으로 상용전원에 공급시키는 제어부를 구비하고있다.

본발명의 제11의 형태는 냉매가 순환하도록 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기를 사용해서 구성한 냉동주기를 구비하고 실내에 공급하는 공기와 냉매와의 사이에서 열교환을 행하게하고 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 열교환된후의 공기를 실내로 공급해서 실내의 공기조화운전을 행하게한 공기조화기에있어서, 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 기능을 구비한 상용전원공급기능부착 공기조화기로서, 상용전원으로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류/평활부와 이 정류/평활부로부터 얻어지는 직류전력을 신호에 응답해서 상기한 압축기에 간헐통전시키고 이 압축기의 회전수를 제어하는 인버터부와 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 압축기의 회전수를 조절하기위한 상기한 신호를 인버터부에 출력시키는 회전수제어부와 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상기한 정류/평활부로부터 출력되는 직류전력과 병합시키는 전력공급부와 공기조화기가 공기조화 운전을 행하고있는때에는 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 우선적으로 정류/평활부로부터 출력되는 직류전력과 병합시키고 공기조화기가 공기조화운전을 행하고있지않을때에는 태양광을 에너지로서 발전된 전력을 우선적으로 상용전원에 공급시키는 제어부와, 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 검출하는 제1전력검출부와 공기조화기에서 소비되는 전력 또는 상기한 압축기에서 소비되는 전력을 검출하는 제2전력검출부와 규제기능이 유효한때에 제2전력검출부의 검출치가 제1전력검출부의 검출치를 초과하지않도록 압축기의 회전수를 보정하는 규제제어부를 구비하고있다.

본발명의 제12의 형태는 제11의 형태에있어서 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 측과 공기조화기측과는 동일한 마이크로프로세서로서 제어되고있다.

제10의 형태에의하면 공기조화기에서는 태양광을 에너지원으로서 발전하고 이 발전된 전력에의해 운전된다.

또 공기조화기의 비운전시에는 발전능력은 그대로 유지시키고 발전한 전력은 상용전력에 공급한다.

이때문에 공기조화기의 운전중에는 발전전력이 부족한분 상용전원으로부터 전력이 공급되어서 공기조화기가 운전된다.

또 비운전중에는 발전전력을 상용전원에 공급해서 항상 태양광을 에너지원으로서 이용할수있다.

그 결과로서 이 공급분의 전력량이 상쇄된것이 실제의 전기료가되고 상용전원으로부터의 전력소비를 경감시킬수있다.

제11의 형태에의하면 제1의 전력검출부에서는 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력의 상용전원에의 공급량(이하 발전전력이라한다)을 검출하고있고 제2의 전력검출부에서는 공기조화기에서 소비되는전력 또는 압축기에서 소비되는 전력을 검출하고있다.

이 제1 및 제2의 검출부의 검출치를 비교하여 소비전력이 발전전력을 초과하지않도록 압축기의 회전수를 조정하는 신호를 보정한다.

즉 발전전력으로 얻어지는 분에 상당하는 운전으로한다.

즉 청천시등 발전전력이 최대에 가까운 상태에서는 공기조화기는 최대능력으로 운전되고 우천시등 발전전력이 올라가지않는경우에는 공기조화기의 능력은 저하한다.

이와같은 제어가 행해지는 공기조화기는 장시간 운전을 계속해서 공기조화 해두고싶은 방등에 적합하고 연속운전해도 소비전력분을 모두 발전전력으로 얻을수가있고 전기료를 근소하게할수있다.

또 공기조화기의 최대한의 능력을 얻기위한 태양광설비(예를들면 태양전지의 광면적화등)를 크게할필요는없고 공기조화기자체의 운전능력으로 제어하기 때문에 설비가 복잡화하는일이없다.

또 상기와같은 운전능력제어를 행할것인가 아닌가(기능을 유효하게 하는가 아닌가)를 스위치조작으로 선택할수있게해도된다.

제12의 형태에의하면 태양광을 에너지원으로서 발전하고 상용전원에 공급하기위한 제어를 행하는 마이크로프로세서와 공기조화기를 운전하기위한 제어를 행하는 마이크로프로세서와를 동일구성으로 했기때문에 장치의 소형화를 도모할수가있다.

[제1 실시예]

다음에 본발명의 제1실시예의 1형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도에는 본실시예의 형태에 관한 태양발전장치부착 공기조화기인 공기조화기(10)을 나타내고 있다.

이 공기조화기(10)는 실내장치(12)와 실외장치(14)를 구비하고있고 원격제어스위치(44)로부터 송출되는 조작신호(예를들면 적외선을 사용한 신호)를 실내장치(12)에의해 수신하고 이 수신신호에 따라 온도, 풍량, 풍향이 설정됨과 동시에 이 설정에 기초한「난방」「냉방」「제습」(건조)등의 각종운전모드에 의한 공기조화운전 및 정지를 행하도록 되어있다.

또 이 공기조화기(10)의 실외장치(14)에는 태양광을 흡수해서 전기에너지로 변환하는 태양전지(102)가 접속되어있다.

이 태양전지(102)에 의해 발생된 전기에너지(이하「발전전력」이라 칭한다)는 실외장치(14)에 부착된 상용전원공급장치(이하「SOL100」이라 칭한다)에 입력되도록 되어있고 이 SOL100과 태양전지(102)에의해 태양광발전장치(11)이 구성되어있다.

이 SOL100은 공기조화기(10)의 실내장치(12) 실외장치(14)가 정지중에도 SOL100은 동작하고 야간등의 SOL100이 정지하고있는때라도 실내장치(12), 실외장치(14)는 공기조화운전이 가능하게되어 있다.

우선 공기조화기(10)의 실내장치(12) 및 실외장치(14)에대해 설명한다.

제2도에 나타내고있는바와같이 공기조화기(10)의 실내장치(12) 와 실외장치(14)와의 사이에는 냉매를 순환시키는 굵은관의 냉매배관(15A)와 세관의 냉매배관(15B)가 설치되어있고 각각의 일단이 실내장치(12)내의 열교환기(16)에 접속되어있다.

실외장치(14)에는 한쪽의 냉매배관(15A)의 타단이 밸브(18)에 접속되어있다.

이 밸브(18)는 머플러(20A)를 거쳐서 4방향밸브(22)에 접속되어있다.

또 4방향밸브(22)에는 축압기(24), 압축기(26), 및 머플러(20B)가 연결된 관로의 양측이 접속되고 다시또 열교환기(28)의 한쪽에 접속되어있다.

또 열교환기(28)의 다른쪽에는 모세관(30), 스트레이너(32), 밸브(34)를 거쳐서 냉매배관(15B)의 타단이 접속되어있다.

또 머플러(30B)와 4방향밸브(22)의 사이와 열교환기(28)과 모세관(30)의 사이는 전자밸브(36)를 거쳐서 접속되어있다.

이것에의해 실내장치(12)와 실외장치(14)와의 사이에 밀폐된 냉매순환로 즉 냉동주기가 형성되어있고 4방향밸브(22)의 전환과 전자밸브(36)의 개폐에의해 운전모드가 냉방모드, 난방모드, 또는 제습(건조)모드로 전환된다.

또한 제2도에는 각각의 운전모드에서의 냉매의 흐름을 나타내고있다.

제3도에는 실내장치(12)내의 전기회로의 개략구성을 나타내고 제4도에는 실외장치(14)내의 전기회로의 개략구성을 나타내고있다.

제3도에 나타내는바와같이 실내장치(12)에는 전원기판(38), 제어기판(40)이 설치되어있다.

전원기판(38)에는 공기조화기(10)의 작동용의 교류전력이 공급되게되어 있고 실내장치(12)내의 각종 전동기를 구동시키는 전력을 출력시키는 전동기전원(46), 제어회로용의 전력을 출력시키는 제어회로전원(48), 직렬회로용의 전력을 출력시키는 직렬회로전원(50)이 설치되어있다.

제어기판(40)은 직렬회로(52), 각종전동기를 구동시키는 구동회로(54) 및 직렬회로(52), 구동회로(54)가 접속되고 공기조화기(10)의 작동을 제어하는 마이크로컴퓨터(56)를 구비하고있고 구동회로(54)에는 실내로 향해서 바람을 분출하는 크로스플로우팬(도시생략)를 구동시키는 팬전동기(42)(DC브러시레스전동기) 실외장치(14)에의 전원회로의 접점(58)을 개폐하는 파워리레이(60), 풍향을 조절하는 플랩전동기(62)가 접속되어있다.

구동회로(54)는 전동기전원으로부터 공급되는 직류전압을 마이크로컴퓨터(56)로부터의 신호에 따라 변경하여 팬전동기(42)의 회전수, 즉 크로스플로우팬에의해 실내장치(12)로부터 분출되는 송풍량을 조절하고있다.

예를들면 팬전동기(42)에의 공급전압을 12V∼36V 의 범위에서 256단계로 변화시키므로서 송풍량을 극히 미세하게 조절할수있게 되어있다.

이때 마이크로컴퓨터(56)는 플랩전동기(62)를 필요에 따라 제어해서 실내정치(12)로부터의 풍량과 함께 풍향도 제어하고있다.

또 마이크로컴퓨터(56)에는 LED등에의해 공기조화기(10)의 작동상태, 운전모드를 표시함과 동시에 원격제어스위치(44)의 송수신회로가 설치된 표시기판(68), 플로워센서 및 광센서가 설치된 센서기판(70), 자기진단스위치 자기진단LED와함께 운전전환스위치가 설치된 스위치기판(72), 실온을 검출하는 실온센서(74)및 열교환기(16)내의 온도를 검출하는 열교환기온도센서(76)가 접속되어있다.

제4도에 나타내는바와같이 실외장치(14)에는 정류회로(78)과 제어기판(80)이 설치되어있고 단자(82A)∼(82C)가 각각 실내장치(12)의 단자(84A)∼(84C)(제3도참조)에 통신선 (83A)와 전원선(83B)(제1도참조)에의해 접속되어 전력의 공급을 받음과 동시에 실내장치(12)와

의 사이에서 마이크로컴퓨터(56)로부터의 제어신호에 따른 직렬신호의 송수신이 행해지고 압축기(26)에 공급하는 교류전력의 주파수(예를들면 18Hz∼150Hz의사이)의제어, 각기기의 동작제어를 행하도록 되어있다.

이 제어기판(80)에는 직렬회로(86)이 설치되어있고 실내장치(12)의 직렬회로(52)와의 사이에서 직렬신호의 송수신을 행하도록되어있다.

또 제어기판(80)에는 노이즈를 제거하는 복수의 노이즈필터(88A), (88B), (88C), 압축기(26)를 구동시키는 인버터회로(90)에 전력을 공급하는 스위칭전원(92) 및 마이크로컴퓨터(94)가 설치되어있다.

공기조화기(10)에서는 인버터회로(90)로부터 출력되는 압축기(26)를 구동시키는 주파수를 가변시키므로서 압축기(26)의 회전수를 변화시켜서 냉난방능력을 조절하도록되어있다.

또 제어기판(80)에는 실외장치(14)내의 4방향밸브(22), 전자밸브(36)이 접속되어있고 4방향밸브(22)의 전환, 및 전자밸브(36)의 개폐를 해서 운전모드의 전환을 행하도록 되어있다.

또 제어기판(80)에는 열교환기(28)의 팬전동기(96)및 팬전동기콘덴서(96A)가 접속되어있고 제어기판(80)의 마이크로컴퓨터(94)에는 외기온도를 검출하는 외기온도서미스터(98A), 열교환기(28)내의 온도를 검출하는 코일온도서미스터(98B), 압축기(26)의 온도를 검출하는 압축기서미스터(98C)가 접속되어있고 팬전동기(96)의 동작, 압축기(26)의 운전상태 및 외기온도의 검출을 행하면서 압축기(26)를 구동시키도록되어있다.

제15A도에 나타내는바와같이 공기조화기(10)의 운전조작을 행하는 원격제어스위치(44)는 내부에 송신부와 온도센서등이 설치되고 표면에 공기조화기의 운전상태를 표시하는 표시부(428) 및 운전조작을 행하기위한 스위치부(430)이 설치되어있다.

스위치부(430)는 개폐커버(431)의 표면측에 운전/정지버튼(432)와 함께 간단한 조작을 행하는 각종스위치가 설치되어있다.

또 제15B도에 나타내는바와같이 원격제어스위치(44)의 스위치부(430)에는 개폐커버(431)를 개방하므로서 노출되는 각종의 버튼스위치가 설치되어있다.

이들 버튼스위치에는 운전/정지버튼(432), 운전전환버튼(434), 온도설정을 행하는 온도버튼(436A), (436B), 풍향조절용의 풍향버튼(438), 풍량조절용의 풍량버튼(440), 타이머의 전환용의 타이머버튼(442A), (442B), 타이머설정용의 개시시각버튼(444A), 종료시각버튼(444B), 시각설정버튼(444C), (444D)등이 설치되고 공기조화기(10)의 사소한 운전설정이 가능하게되어있다.

이 스위치부(430)에는 다음에 설명하는 SOL100의 동작상태를 표시부(428)에 표시하기위한 표시전환버튼(446)이 설치되어있다.

그런데 제5도에 나타내는바와같이 태양광발전장치(11)의 SOL100내에는 인버터회로(104), 마이크로컴퓨터(106)에의해 구성되어있고 태양전지(102)에서 발전된 전력이 인버터회로(104)에 공급되도록 되어있다.

또 이 SOL100에는 태양전지의 발전상태를 검출하기위한 발전전류검출부(110)및 발전전압검출부(112)와 상용전원과의 계열적접속을 판단하기위한 계열정전검출부(114) 및 계열전원검출부(116)를 구비하고있고 이들은 스위칭전원(108)로부터 동작용의 전력이 공급되도록 되어있다.

태양광을 흡수하는 태양전지(102)는 복수의 모듈을 틀에 설치해서 건물의 지붕등의 태양광에 쬐어지는 장소에 설치하게되어있다.

이 태양전지(102)에서 태양광을 변환해서 얻어진 발전전력은 인버터회로(104)에 공급된다.

즉 태양전지(102)에서는 복수의 모듈에의해 소정전압의 직류전력을 발생시키고있고 이 직류전력이 인버터회로(104)에 공급된다.

인버터회로(104)에서는 마이크로컴퓨터(106)로부터 공급되는 스위칭신호에 따라서 직류전력을 상용전원과같은 주파수(예를들면 50Hz 또는 60Hz)의 교류[이 인버터회로(104)의 출력은 예를들면 톱날상파] 로 변환하는 역할을 갖고있다.

이 인버터회로(104)에서 교류로 변환된 전력은 변압기(118)를 거쳐서 상용 전원에 공급된다.

이때 인버터회로(104)로부터 출력된 교류전력은 변압기(118)를 통과하므로서 직류성분의 삭제를 행하고있다.

또 변압기(118)과 상용전원의 접속점에는 병렬차단도체(120)이 설치되어있고 태양광발전장치(11)또는 상용전원의 어느것인가에 이상이 발생한때에 이 병렬차단도체(120)에의해 SOL100과 상용전원을 차단하도록하고있다.

여기서 우선 인버터회로(104)의 동작의 개요를 제6도로부터 제9도를 참조해서 설명한다.

마이크로컴퓨터(106)에는 PWM이론에 기초한 의사정현파신호를 얻기위한 스위칭신호를 생성한다.

이 마이크로컴퓨터(106)에서 생성된 스위칭신호는 인버터회로(104)로 출력된다.

제6도에 나타내는바와같이 인버터회로(104)에는 4개의 스위칭소자 Xa, Xb, Ya, Yb와 각각의 스위칭소자 Xa∼Yb를 구동시키는 스위칭용앰프(122), (124), (126), (128)이 설치되어있다.

4개의 스위칭소자 Xa∼Yb로서는 파워트랜지스터, 파워-FET, IGBT등을 사용할수있고 이들 스위칭소자 Xa∼Yb는 태양전지(102)와 교류전원과의 사이를 브리지상으로 접속되어있다.

또 각각의 스위칭소자 Xa, Xb, Ya, Yb에는 병렬로 프라이휠다이오우드(이하「다이오우드130」이라 칭한다)가 접속되어있고 스위칭소자 Xa∼Yb가 비작동상태에 다이오우드(130)이 브리지상으로 접속된 상태가 되도록 되어있다.

마이크로컴퓨터(106)에의해 발생된 스위칭신호는 각각의 스위칭용앰프(122)∼(128)에 입력된다.

또 이들 스위칭용앰프(122)∼(128)에는 스위칭전원(108)로부터 전원이 공급되게되어있고 스위칭신호에 따라 스위칭소자 Xa∼Yb에 공급해서 각각의 스위칭소자 Xa∼Yb를 구동시키는 소위 3전원방식을 사용하고있다.

따라서 인버터회로(104)에서는 각각의 스위칭소자 Xa∼Yb가 소정의 스위칭신호에 따라서 구동되므로서 태양전지(102)로부터 입력된 전력 (예를들면 직류의 200V)에 따른 단상의 의사정현파를 출력시키도록되어있다.

이 의사정현파는 변압기(118)를 통과하므로서 직류성분이 제거되어서 상용 전원에 공급된다.

또 인버터회로(104)에는 평활콘덴서(132)가 설치되어있고 이 평활콘덴서(132)의 양단이 각각 스위칭전원(108)에 접속되어있고 이 스위칭전원(108)에 태양전지(102)에서 발전한 전력이 공급되도록 되어있다.

또 태양전지(102)의 발전이 정지한때에는 상용전원의 교류전력이 스위칭소자 Xa∼Yb와 병렬로 접속된 다이오우드(130)로 정류되고 평활콘덴서(132)로 평활되어서 스위칭전원(108)에 공급되는 소위 교류ㆍ직류양용의 2전원방식으로 되어있다.

제7도에는 마이크로컴퓨터(106)이 스위칭신호를 생성하는때의 원리도를 스위칭소자 Xa, Xb의 스위칭신호 (ON/OFF신호) Sx₁, Sx₂를 예시하고있다.

또한 스위칭소자Xb의 스위칭신호 Sx₂는 스위칭소자 Xa의 스위칭신호 Sx₁을 반전한 것이다.

즉 스위칭소자 Xa의 스위칭신호 Sx₁은 반송파 C₀(예를들면 3각파, 계단상의 3각파, 정현파등)에대해 변조파 M₀(예를들면 정현파, 계단상의 정현파등)이 변조파 M0 ＞반송파C₀인때 ON이되는 신호로하고 스위칭소자Xb의 스위칭신호 Sx₂는 변조파 M0＜반송파C₀인때에 ON이되도록 하고있다.

이것은 1예를 나타낸 것이며 이에 한정되는것은아니다.

스위칭소자 Ya의 스위칭신호(ON/OFF신호) Sy₁은 변조파 M₀의 위상각을 180도 진행시킨때 변조파 M₀가 반송파 C₀에대해 M₀＞C₀인때 ON이되는 신호이다.

즉 스위칭소자 Ya의 스위칭신호 Sy₁은 스위칭신호 Sx₂와 스위칭소자 Yb의 스위칭신호 Sy₂는 스위칭신호 Sx₁과 각각 동일한 타이밍으로 ON/OFF되는 신호로되어있다.

이와같은 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂를 사용하므로서 스위칭소자 Xa, Xb의 출력과 스위칭소자 Ya, Yb의 출력의 위상을 180도 지연시킨 의사정현파를 생성할수가있다.

변조파 m₀의 주기는 인버터회로(104)로부터 출력되는 주파수 f 즉 상용전원의 주파수 (50Hz 또는 60Hz)와 동일하며 이 변조파 M₀의 주기를 변경하므로서 인버터회로(104)가 출력시키는 의사정현파의 주파수 f 를 변경할수가있다.

또 반송파 C₀의 주기를 짧게하면 의사정현파의 1주기에 있어서의 ON/OFF 회수가 증가해서 의사정현파의 분해능력이 증가하여 바람직하다.

제8A도로부터 제8D도에는 변조파 M₀와 이 변조파 M₀에대해 진폭을 변화시킨 변조파 M₁, M₂(제8A도참조)에대한 스위칭신호 Sx₁(제8B도참조), Sx₀(제8C도참조), Sx₂(제8D도참조)를 나타내고 있다.

또한 각각의 스위칭신호 Sx₀~Sx₂는 변조파 M＞반송파 C₀인때에 ON이되는 신호로하고있다.

이와같이 변조파 M₀보다 진폭을 크게한 변조파 M₁에서는 스위칭신호 S₁의 ON시간 OFF시간이 각각 변조파 M₀에대한 스위칭신호 S₀와 비교해서 부분적으로 길어진다.

이것에 의해 의사정현파 S₁의 의사전압[변압기(118)에 인가한때에 코일의 양단에 생기는 전압]이 높아진다.

또 변조파 M₀보다 진폭을 적게한 변조파 M₂에서는 부분적으로 길었던 ON시간 및 OFF시간이 각각 짧게된다.

이것에의해 의사정현과 S₂의 의사전압을 낮게할수있다.

즉 변조파의 진폭을 변경해서 최대 ON시간과 최소ON시간과의 차이를 변경하므로서 의사전압을 변화시킬수가있다.

제9도는 마이크로컴퓨터(106)에 구성되는 스위칭신호발생부(134)를 나타내는 기능블록도이다.

스위칭신호발생부(134)는 정현파를 생성시키기위한 정현파데이터를 기억하기위한 기억부(136), 정현파제어부(138), 16비트의 UP/DOWN카운터(140), 분배기(142), 비교기(144), (146) 및 반전기(148)를 구비하고있다.

UP/DOWN카운터(140)은 입력되는 클록신호에 동기해서 카운트값을 가산하고카운트값이 FFFFH에 달하면 카운트값을 감산한다.

이와같이해서 카운트값이 OH에 달하면 재차 가산을 시작하고 이후 카운트값의 가산과 감산을 반복한다.

이것에의해 UP/DOWN카운터(140)의 출력은 3각파상으로 변화하고 반송파 C₀로서 비교기(144), (146)의 각각에 입력된다.

정현파제어부(138)는 주파수 f, 전압 v(진폭데이터에 따라 정현파를 출력한다. 이 정현파데이터는 기억부(136)에 예를들면 OH∼FFFFH에 1주기분이 분할되어서 기억되어있고 정현파제어부(138)에서는 주파수 f에 따라 순차로 정현파데이터를 판독하여 전압 v에따라 진폭을 보정해서 출력시킨다.

분배기(142)는 정현파제어부(138)로부터 출력된 정현파의 위상각을 180도 지연시켜서 각각의 비교기(144), (146)에 변조파 M₀로서 출력시키게 되어 있다.

비교기(144), (146)은 각각에 입력되는 반송파(3각파) C₀와 변조파 M₀(주파수 f의 정현파)를 비교하여 비교결과에 따라 ON/OFF신호를 스위칭신호 Sx₁, Sy₁으로서 출력시킨다.

또 각각의 반전기(148)는 비교기(144), (146)의 출력을 반전시켜서 스위칭신호 Sx₂, Sy₂로서 출력시키도록되어 있다.

또한 이와같이 출력된 스위칭신호에의한 각 스위칭소자 Xa∼Yb의 ON/OFF에 지연시간이 큰때에는 (특히 ON→OFF에의 지연)스위칭소자 Xa∼Yb에 스위칭신호Sx₁~Sy₂를 공급하는 회로(예를들면 스위칭용 앰프 122∼128)내에 지연회로(신호가 OFF→ON으로 변한때 이 변화를 소정시간 지연시키는 회로)를 삽입하면된다.

또 비교기(144), (146)에 공급하는 변조파 M₀반송파 C₀를 D/A변환하여 아날로그전압레벨을 비교해서 출력시키도록해도된다. 다시또 상기한 기재는 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂의 생성의 1예를 나타낸것으로서 이에 한정되는것은아니고 각종의 구성으로 발생시킨 스위칭신호를 사용할수가있다.

제10도에는 스위칭전원(108)의 1예를 나타내고있다.

이 스위칭전원(108)의 스위칭변압기(150)에는 각 출력단에 다이오우드(D1)∼(D10), 콘덴서(C1)∼(C10), 평활콘덴서(C15)∼(C35) 및 3단자조절기(SR1)∼(SR10)에의해 구성되는 정류회로가 설치되어있다.

정류회로(152A)∼(152E)의출력은 마이크로컴퓨터(106), 발전전류검출부(110), 발전전압검출부(112), 계열정전검출부(114), 계열전원검출부(116)에 공급되도록 되어있다.

이 스위칭전원(108)에는 단자(154A), (154B)의 사이에 인버터회로(104)로부터 직류전력이 공급된다(제6도참조).

이 인버터회로(104)로부터 공급된 직류전력은 인버터회로(156)에서 교류로 변환되어서 스위칭변압기(150)에 공급된다.

이때 상기한바와같이 인버터회로(104)는 태양전지(102)가 정전되어도 스위칭전원(108)에 직류전력을 공급할수있도록 되어있다.

이것에의해 야간등의 태양전지(102)의 발전이 정지하고있는때에도 SOL100 내의 각 구성부품이 적절히 작동될수있도록 되어있다.

한편 정류회로 (158A), (158B), (158C)는 인버터회로(104)의 스위칭용앰프(122)∼(128)에 접속되어 있고 이들 정류회로(158A)∼(158C)로부터 스위칭소자 Xa∼Yb에 구동전력이 공급되도록 되어있다.

즉 제6도에 나타내는바와같이 단상전력의 고압측의 출력용의 스위칭소자 Xa, Ya 에는 스위칭전원(108)의 정류회로(158A), (158B)로부터 출력된 구동 전력이 스위칭용앰프(122), (126)를 거쳐서 공급되고 또 단상전력의 저압측의 출력용의 스위칭소자 Xb, Yb 에는 스위칭전원(108)의 정류부(158C)로부터 스위칭용앰프(124), (128)를 거쳐서 구동전력이 공급되도록 되어있다.

이와같이 단상의 교류전력(이경우 단상 200V의 교류전력)를 출력시키는 스위칭소자 Xa∼Yb의 출력이 커도 개개의 정류회로(158A)∼(158C)의 부담이 적어도되고 각각의 스위칭소자 Xa∼Yb를 안정한 상태로 동작시킬수가있다.

또한 제10도에 나타내는 스위칭전원(108)를 구성하는 3단자조절기(SR1)∼(SR10), 저항 (R1)∼(R7), 콘텐서(C1)∼(C14), 평활콘텐서(C15)∼(C37), 다이오우드(D1)∼(D13), IC(1)등은 설계에 의해 정해진것이면된다.

한편 계열전원검출부(116)에서는 상용전원과 SOL100의 출력의 전압 주파수 및 위상을 일치시키기위해 상용전원의 교류의 순시치가「0」이되는 타이밍을 검출한다(이하「제로크로스검출」이라 한다).

여기서 계열전원검출부(116)에서의 제로크로스검출의 1예를 제11A도로부터제11C도를 참조해서 설명한다.

제11A도에는 상용전원의 교류전압의 순시치가 제로가 되는점 (제로크로스 점 P₀)을 검출하는 제로크로스검출회로(160)를 나타내고있다.

이 제로크로스검출회로(160)는 비교기(162)와 광결합기(164)와 설계에의해 정해지는 저항(R10)∼(R13)에의해 구성되는 간단한것이다.

제로크로스검출회로(160)에서는 비교기(162)에 입력된 교류파형 A₀(예를들면 전압파형)이 플러스측 [제11C도의「0」레벨보다 상측]에 있는때에 비교기(162)의 출력이 저레벨이며 교류파형 A₀가 마이너스측[제11C도의「0」레벨보다 하측)에 있는때에 비교기(162)의 출력이 고레벨로된다.

이때문에 광결합기(164)의 출력은 비교기(162)의 출력이 고레벨로부터 저레벨로 전환되는때에 ON이되고 비교기(162)의 출력이 저레벨로부터 고레벨로 전환되는때에 OFF로된다.

마이크로컴퓨터(106)에서는 이 제로크로스검출회로(160)의 출력이 OFF로부터 ON이된때를 상용전원의 제로크로스점 P₀로 판정하도록 되어있다.

마이크로컴퓨터(106)에서는 상용전원의 제로크로스점 P₀를 검출하면 제로크로스검출회로(160), 마이크로컴퓨터(106)내나 인버터회로(104)내의 회로의 시정수에의해 생기는 지연 t₀(제11C도참조)를 고려해서 시간 T₀의 타이밍으로 인버터회로(104)에 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂를 출력한다.

이때 제로크로스점 P로부터 시간 t₀분을 제외하고 (도면중 점선부분을 제외한다) 시간 T₀인때에 개시한다.

이것에의해 인버터회로(104)로부터의 출력은 제11B도에 나타내는바와같이 제로크로스점 P₀로부터 시간 t₀만큼 지연되어서 마치 제로크로스점 P₀로부터 개시한것과같이 시작된다.

이것에의해 제11C도에 나타내는바와같이 상용전원의 교류파형 A₀에대해 위상이 일치한 출력파형 S(전압파형)를 출력시키도록하고있다.

또한 제11B도에 나타내는 인버터회로(104)의 출력은 개략을 나타내고 펄스폭등은 실제와 다르다.

한편 상용전원이 정전된때에는 상용전원의 회로의 고조파의 레벨이 증가하는것이 알려져있고 상용전원의 주파수에대한 3차고조파의 레벨이 가장크게된다.

여기서 SOL100의 계열정전검출부(114)에서는 이 상용전원의 회로의 3차고조파를 검출해서 마이크로컴퓨터(106)에 출력시키도록 되어있다.

마이크로컴퓨터(106)에서는 이 3차고조파의 레벨이 미리설정한값(역치)를 초과한때에 상용전원에 정전이 발생했다고 판단해서 병렬차단도체(120)를 작동시켜 SOL100을 상용전원으로부터 차단하여 SOL100의 내부부품 특히 인버터회로(104)의 스위칭소자 Xa∼Yb의 과부하로부터 보호하도록 되어있다.

제12도 및 제13도에는 계열정전검출부(114)에 설치된 3차고조파검출회로(166)의 1예를 나타내고 있다.

3차고조파검출회로(166)에는 복수의 로우패스필터와 하이패스필터에의해 필터회로(168)이 구성되어있고 상용전원의 주파수에대한 3차고조파(예를들면 150Hz)를 포함하는 140∼180Hz만의 주파수를 통과시키도록 되어있다.

제13도에 나타내는바와같이 이 필터회로(168)의 출력은 인터페이스회로(170)에 공급된다.

이 인터페이스회로(170)에서는 필터회로(168)의 출력레벨(3차고조파의 레벨)을 검출하여 이 3차고조파의 레벨에 대응하는 주기의 ON/OFF신호를 광 결합기(172)에 공급한다.

이 광결합기(172)의 ON/OFF출력은 저항과 콘덴서로 평활화된 후 계열정전검출부(114)의 출력으로서 마이크로컴퓨터(106)에 공급되도록 되어있고 마이크로컴퓨터(106)에서는 이 계열정전검출부(114)의 출력전압레벨에 기초해서 상용전원에 정전이 발생했는가를 판단하도록 하고있다.

또 태양전지(102)와 인버터회로(104)간에 설치되어있는 발전전류검출부(110)(홀소자를 사용한 전류트랜스)과 발전전압검출부(112)는 각각 태양전지(102)로 발전되어서 인버터회로(104)에 공급되는 전류 및 전압을 검출해서 마이크로컴퓨터(106)에 출력시키도록 되어있다.

마이크로컴퓨터(106)는 발전전류검출부(110) 및 발전전압검출부(112)의 검출결과로부터 태양전지(102)가 발전상태인가 아닌가 및 발전전력을 산출함과 동시에 그 발전전력이 최대가되는 전압이 얻어질수있는 스위칭신호를 인버터회로(104)에 출력시키고 인버터회로(104)로부터의 출력전압이 상용전원의 전압보다 약간높고 대략 일치하도록 하고있다.

즉 제14도에 나타내는바와같이 마이크로컴퓨터(106)의 내부에는 스위칭신호발생부(134)와 함께 상용전원의 주파수를 검출해서 인버터회로(104)로부터 출력되는 주파수 f를 설정하는 주파수검출부(180), 상용전원의 전압을 검출하는 전압검출부(182), 태양전지(102)로부터 입력되는 전류, 전압을 검출하는 입력전류검출부(184), 입력전압검출부(186) 및 상용전원의 제로크로스점 P₀를 검출하는 제로크로스검출부(188), 전압검출부(182)와 입력전류검출부(184)와 입력전압검출부(186)의 검출결과로부터 인버터회로(104)가 출력시키는 전압 v 를 설정하는 전압설정부(190), 제로크로스검출부(188)의 검출결과로부터 인버터회로(104)가 출력시키는 파형의 제로크로스점을 설정하는 제로크로스설정부(192), 상용전원이 정전인가 아닌가를 판정하는 정전판정부(194)가 구성되고 이들이 CPU, ROM, RAM, 타이머등에의해 구성된 주제어부에의해 제어되고있다.

이것에의해 마이크로컴퓨터(106)는 SOL100으로부터 상용전원에 공급하는 전력의 주파수, 전압, 위상을 일치시킴과 동시에 상용전원에 불합리함이 생긴 경우 SOL100의 보호를 행하도록 되어있다.

또 마이크로컴퓨터(106)에서는 인버터회로(104)에의 입력 및 인버어트회로(104)로부터의 출력을 측정하여 주파수 전류, 전압이 각각 소정범위를 초과한때에 인버터회로(104)를 정지(스위칭소자 Xa∼Yb의정지 : 게이트블록)를 행하도록 되어있다.

또 이 SOL100의 마이크로컴퓨터(106)내에는 직렬회로(도시생략)가 설치되어있고 이 직렬회로에 접속된 통신선(120)이 실외장치(14)의 단자(82C)에 접속되어있다.

이것에의해 마이크로컴퓨터(106)는 이 통신선(120), (82C)를 거쳐서 실내장치(12)의 마이크로컴퓨터(56)에 접속되어있고 실내장치(12)의 마이크로컴퓨터(56)에 태양전지(102)의 발전상태, SOL100의 운전상태등의 SOL100 및 태양전지(102)의 운전정보를 출력시키고있다.

한편 실내장치(12)는 표시전환버튼(446)이 조작되어서 원격제어스위치(44)로부터 SOL100의 운전상태에 관한 정보를 요구하는 조작신호를 수신하면 SOL100의 마이크로컴퓨터(106)로부터 보내오는 운전정보를 원격제어스위치(44)에 송출하도록 되어있다.

즉 원격제어스위치(44)는 개폐커버(431)를 개방해서 표시전환버튼(446)이 조작되면 실내장치(12)에 SOL100의 운전정보를 요구하고 실내장치(12)로부터 SOL100의 운전정보를 수신하면 표시부(428)에 표시하도록 되어있다.

이 표시데이터로서는 예를들면 『발전중』의표시와함께 『발전전력』(또는 『발전전류, 발전전압』), 『상용전원에의 출력전류』(전압은 일정)등이있다.

또 야간등에서 태양전지(102)에서의 발전이 정지하고있는때에는 『발전중』의표시가 예를들면 『발전정지중』으로전환되고 상용전원의 정지(정전)이 검출되고있는때에는 『정전중』등을 표시하고 다시또 SOL100의 발전기능에 이상이 생기고있는 실내장치(12)의 마이크로컴퓨터(56)에 입력되어있는때에는 이원격제어스위치(44)의 표시부(428)에 SOL100의 이상상태를 표시하는 소정의 에러코드가 표시되도록 되어있다.

다음에 본실시예의 형태의 작용을 우선 공기조화기(10)의 실내장치(12)와 실외장치(14)에의해 행하는 실내의 공기조화운전에대해 설명한다.

공기조화기(10)에서는 운전정지상태에서 원격제어스위치가 조작되어 운전모드, 온도, 풍량, 풍향등의 설정이 행해지면 설정된 운전조건에 따른 코드로 변환되어서 원격제어스위치(44)로부터 실내장치(12)로 송신된다.

실내장치(12)에서는 원격제어스위치(44)로부터 송신되어온 코드를 해석하고 이 해석결과에 기초해서 운전조건의 설정을 행하고 설정된 운전조건에 기초해서 실외장치(14)를 작동시켜서 실내의 공기조화운전을 개시한다.

그후 원격제어스위치(44)로부터의 조작신호가 수신되면 수신된 조작신호의 코드를 해석하고 해석된 내용에 기초해서 운전조건의 변경을 행한다.

이와같이해서 공기조화기(10)는 실내장치(12)와 실외장치(14)에의해 원격제어스위치(44)의 조작에 기초해서 운전을 행하고 소망의 공기조화상태를 유지한다.

다음에 태양광발전장치(11)의 작동에대해 설명한다.

태양광발전장치(11)에서는 태양전지(102)에 태양광이 조사되면 이 태양광을 전기에너지로 변환해서 상용전원공급장치 SOL100으로 송출한다.

SOL100에서는 이 태양전지(102)로부터의 발전전력이 인버터회로(104)로 입력된다.

한편 SOL100의 마이크로컴퓨터(106)는 태양전지(102)의 발전전력(전류, 전압)을 검출함과 동시에 상용전원의 전압, 주파수, 제로크로스점 P₀를 검출하여 이 검출결과에 기초해서 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂를 인버터회로(104)에 출력한다.

또 인버터회로(104)에는 스위칭전원(108)로부터 스위칭소자 Xa∼Yb를 구동시키는 전력이 공급된다.

인버터회로(104)에서는 스위칭전원(108)로부터 공급된 구동전력에의해 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂에기초해서 스위칭소자 Xa∼Yb를 구동시키고 태양전지(102)로부터 공급된 직류를 교류로 변환해서 출력시킨다.

이때 스위칭전원(108)으로부터는 고압측의 파형을 출력시키는 스위칭소자 Xa, Ya에 각각 별도로 전력을 공급함과 동시에 그들의 고압측의 파형을 출력시키는 스위칭소자 Xa, Ya와는 별도로 저압측의 파형을 출력시키는 스위칭소자 Xb, Yb에 전력을 공급하도록 하고있다.

이때문에 각 스위칭소자 Xa∼Yb에 안정된 전력을 공급할수있고 인버터회로(104)로부터 태양전지(102)로 발전한 전력에 따른 안정된 교류전력이 출력된다.

이 인버터회로(104)의 출력은 변압기(118)를 거쳐서 정현파로되어서 상용전원에 공급된다.

인버터회로(104)에는 태양전지(102)의 출력, 상용전원의 주파수, 전압에따라 스위칭신호 Sx₁∼Sy₂가 마이크로컴퓨터(106)로부터 입력되기때문에 이 인버터회로(104)로부터 출력되는 전력은 전압 주파수가 상용전원과 대략 동일하게되어서 출력된다.

또한 본실시예의 형태에서는 SOL100의 운전상태를 공기조화기(10)의 실내장치(12)와 적외선등에의해 접속되어있는 원격제어스위치(44)에 SOL100의운전상태를 표시시켰으나 제1도에 나타내는 실내장치(12)의 운전상태를 표시하는 표시부(448)에 원격제어스위치(44)의 표시부(428)에 같은 표시를 행하게해도된다.

또 본실시예의 원격제어스위치(44)는 무선신호(적외선신호)를 송수신하도록 구성했으나 실내장치(12)에 원격제어스위치와 와이어접속(신호선으로 접속)하도록 해도된다.

[제2실시예]

제16도에는 본발명의 제2의 실시예의 형태에관한 공기조화기가 표시되어있다.

공기조화기는 각각 냉매를 순환시키는 냉매순환로를 갖는 실내장치(10)과 실외장치(12)를 구비함과 동시에 이 공기조화기를 원격조작하기위한 조작신호를 적외선에의해 송출하는 원격제어장치(14)를 구비하고있다.

또 SOL 은 상용전원공급기구이며 태양전지(310)가 접속되어있다.

이 상용전원공급기구 SOL은 통상의 공기조화기의 실외장치와는 별개이지만 실외장치(12)상부 또는 측면부에 나사로 결합되어있다.

다시또 SOL과 실외장치(12)는 신호선 S로 접속되어 있다.

다음에 공기조화부 A/C와 상용전원공급장치 SOL과를 별개로 설명한다.

[공기조화부 A/C]

원격제어장치(14)에는 전원 ONㆍOFF, 냉난방전환설정, 온도설정, 타이머 설정등의 각종 조작키이가 배치되고 이 조작키이를 조작하므로서 각 항목에 해당하는 코드를 갖는 조작신호가 출력되도록 되어있다.

또 원격제어장치(14)에는 풍량설정키이가 설치되고 사용자는 풍량을「약」,「중」,「강」,「자동설정」으로 변경할수있게되어있다.

다음에 본발명의 실시의 형태에서는 상기한 3단계로 중량이 변경가능한 기종을 예로들어 설명하지만 상기한 3단계는 풍량조정의 기본적인 구성이며「미풍」,「하이파워」등 다시또 수단계로 변경할수있는것 혹은 상기와같이 단계적으로 변경하는것외에 무단계로 풍량을 변경가능한것에도 적용가능하다.

또한 본발명의 실시의 형태에서는 원격제어장치(14)의 조작신호를 실내장치(10)측으로 송신하기위한 수단으로서 적외선등의 와이어레스신호를 적용하고있고 실내장치(10)측에 이 적외선을 수광하기위한 광센서(76B)(후술)가 설치되어있다.

여기서 원격제어장치(14)로부터 송신되는 조작신호는 실내장치(10)내의 광 센서(76B)로 수신되면 공기조화기는 수신된 조작신호의 코드에 따라 실내의 온도, 습도등을 제어하고있다.

또한 원격제어장치(14)와 실내장치(10)과를 신호선으로 접속해도되고 이때는 일반적으로 알려진 와이어형의 원격제어장치를 사용할수있다.

제17도에 나타내는바와같이 실내장치(10)는 부착베이스(200)의 상하단에 붙이고 떼는것이 가능하게 걸어맞추어진 케이스(202)에의해 내부가 피복되어있다.

케이스(202)에는 그 중앙부에 크로스플로우팬(204)가 설치되어있다.

크로스플로우팬(204)은 팬전동기(70E)(후술)의 구동력에의해 구동되고 케이스(202)에 설치된 흡입구(206)으로부터 실내공기를 각종필터(208) 및 열교환기(16)를 거쳐서 흡입하고 또한 풍로(210)를 거쳐서 재차 실내로 송출하는 역할을 하고있다.

또한 풍로(210)에는 가로날개(212) 및 수평플랩(214)가 설치되고 실내에의 풍향을 조절할수있게 되어있다.

또 케이스(202)에 있어서의 열교환기(16)의 하부에 대응하는 부분에는 접시 형상의 드레인팬(216)이 일체로 형성되어있다.

제18도는 본발명의 실시의 형태의 제어장치에 의해서 제어되는 공기조화기의 냉매회로이다.

도면에 있어서 (26)은 압축기, (27)은 4방향밸브, (28)은 실외장치(12)내에 설치된 실외측열교환기, (30)은 모세관(팽창장치), (16)은 실내장치(10)내에 설치된 실내측열교환기, (24)는 축압기이며 이들요소를 순차로 냉매배관으로 환상으로 접속해서 냉동주기를 구성하고있다.

이 공기조화기에의하면 4방향밸브(27)이 도면에 나타내는 실선의상태(비통전상태)에 있는때에는 압축기(26)으로부터 토출된 냉매는 실선화살표와같이 흐르고 실외측열교환기(28)에서 응축되고 모세관(30)에서 감압된후 실내측열교환기(16)에서 증발해서 실내의 냉방이 행해진다.

또 4방향밸브(27)이 도면에 나타내는 점선의 상태(통전상태)에 있는때에는압축기(26)로부터 토출된 냉매는 점선화살표와같이 흐르고 실내측열교환기(16)에서 응축되고 실외열교환기(28)에서 냉매가 증발해서 실내의 난방이 행해진다.

또한 (112A)는 실외측송풍기를 구성하는 팬전동기이며 (70E)는 실내측송풍기를 구성하는 팬전동기이며 각각 실외측열교환기(28) 및 실내측열교환기(16)에 송풍하는것이다.

제19도는 실내장치(10)의 전기회로를 나타내는것이며 이 전기회로는 전원기판(70) 및 제어기판(72)를 구비하고있다.

전원기판(70)에는 출력단자(상용전원)으로부터 전력을 얻기위한 플러그(P), 실내에 공급되는 조화공기의 풍량을 조정하는 팬전동기(70E)를 구동시키는 구동회로(70A), 팬전동기(70E)를 구동시키기위한 전력을 생성하는 전동기전원회로(70B), 제어회로용의 전력을 생성하는 제어회로용전원회로(70C), 및 직렬회로용의 전력을 생성하는 직렬회로용전원회로(70D)가 설치되어있다.

여기서 본발명의 실시의 형태의 팬전동기(70E)는 DC전동기가 적용되고있고 공급되는 전압이 8비트로 제어되고있다.

즉 256단계의 전압제어에의해 풍량이 설정가능하게되어있다.

이것은 1/f 변동기능의 실행시의 풍량제어인때의 미묘한 풍량제어를 행하기위해 사용된다.

제어기판(72)에는 직렬회로용전원회로(70D)에 접속된 직렬회로(72A), 전동기를 구동시키는 구동회로(72B), 및 제어회로로서의 마이크로컴퓨터(72C)가 설치되어있다.

다시또 구동회로(72B)는 플랩을 상하이동시키는 상하플랩용스텝전동기(74A), 좌우플랩용스텝전동기(74B), (74C) 및 바닥면전면의 온도를 검출하기위해 바닥면의 온도를 검출하는 바닥센서를 회전구동시키는 바닥센서용스텝전동기(74D)를 구동시키기위한 전력을 구동회로(72B)에 공급하고있다.

또 마이크로컴퓨터(72C)에는 표시기판(76)에 설치된 운전모드등을 표시하는 표시용LED, 원격제어장치(14)로부터의 적외선의 조작신호를 수광하는 광 센서(76B), 이 광센서(76B)가 수광한 조작신호를 수신하는 수신회로(76A)가 접속되어있다.

다시또 마이크로컴퓨터(72C)에는 센서기판(78)에 설치된 바닥면의 온도검출영역을 표시하는 영역LED, 및 바닥센서가 접속되어있다.

이 원격제어장치(14)로 난방모드, 냉방모드, 제습모드, 및 자동운전모드등의 각 모드의 선택, 설정온도의 변경, 분출풍량의 변경, 플랩용스텝전동기(74A), (74B), (74C)를 구동시켜서 플랩각도의 변경등의 공기조화기의 제어가행해진다.

다시또 마이크로컴퓨터(72C)에는 실온을 검출하는 실온센서(80A), 실내열교환기(16)의 온도를 검출하는 열교환기용온도센서(80B), 실내의 온도를 검출하는 온도센서(80C)가 접속됨과 동시에 스위치기판(82)에 설치된 자기진단용LED, 운전모드를 난방모드, 냉방모드, 제습모드 및 자동변경모드로 전환하는 운전전환스위치 및 자기진단스위치가 접속되어있다.

이 운전전환스위치에는「난방모드」,「냉방모드」,「제습모드」,「자동변경모드」의 각 표시가 설치되어 있고 현재의 전환상태가 표시기판(76)에 설치된 표시용LED에의해 표시된다.

제20도는 실외장치(12)의 전기회로를 나타내는것으로서 이 전기회로는 정류회로(100) 및 제어기판(102)를 구비하고있다.

또한 실외장치(12)의 전기회로는 ① ② ③에 있어서 제19도의 실내장치(10)의 전기회로에 접속되어있다.

제어기판(102)에는 실내장치(10)의 직렬회로용전원회로(70D)에 접속된 직렬 회로(102A), 노이즈를 제거하는 노이즈필터(102B), (102C), (102D), 인버터(104)를 스위칭하기위한 전력을 생성하는 스위칭전원회로(102E), 제어회로로서의 마이크로컴퓨터(102F)가 설치되어있다.

스위칭전원회로(102E)에는 인버터(104)가 접속되고 인버터(104)에는 냉매를 압축하는 압축기(26)이 접속되어있다.

또 마이크로컴퓨터(102F)에는 외기온도를 검출하는 외기온도센서로서의 외기온도서미스터(110A), 실외열교환기(28)의 온도를 검출하는 코일온도센서로서의 코일온도서미스터(110B), 압축기(26)의 온도를 검출하는 온도센서로서의 압축기온도서미스터(110C)가 접속되어있다.

I/F는 인터페이스회로이며 상용전원공급기구 SOL로부터의 신호를 마이크로컴퓨터(102F)에 전달시킨다.

다시또 노이즈필터(102B)에는 실외열교환기(28)에 송풍하는 팬전동기(112A)및 팬전동기용콘덴서(112B)가 접속되어있고 이들 팬전동기(112A) 및 팬전동기용콘덴서(112B)와 병렬로 압축기(26)로부터 토출된 냉매의 흐르는방향을 변경하는 4방향밸브(27)는 노이즈필터(102B)를 통과한 전력으로부터 구동전력을 얻고있다.

[상용전원공급시스템 SOL]

제21도에는 태양광에너지원으로서 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 상용전원공급시스템을 나타내고있다.

태양광을 흡수하는 태양전지(310)은 복수매의 모듈을 틀에 설치하여 지붕등에 설치되어있다.

태양전지(310)로 흡수한 에너지는 인버터회로(312)에 공급되도록 되어있다.

즉 태양전지(310)로 발전되는 전력은 직류이며 이 인버터회로(312)에의해 교류로 변환된다.

변환된 교류의 전력은 절연트랜스(314)에 공급되고 상용전원(예를들면 200v 50Hz의 정현파)와같은 전원주파수로 조절되도록 되어있다.

이 절연트랜스(314)의 출력측은 병렬차단도체(316)를 거쳐서 소정의 블록마다에 설치된 차단기(350)의 하나 및 주차단기(352)를 거쳐서 옥외와의 차단을 행하는 병렬차단스위치(354)에 접속되어있다.

이 병렬차단스위치(354)는 전신주등에 설치되는 전력계통의 말단인 변압기(318)에 접속되어있다.

이 변압기(318)의 1차측에는 전력회사의 변전소로부터 소정의 전압(예를들면 단상200v)의 전원이 공급되고있다.

변압기(318)에서는 이 1차측의 전압을 상용의 전압(예를들면 200v)로 강압하고있다(2차측전압).

따라서 통상은 제21도의 화살표 A방향으로 나타내고있는바와같이 변압기(318)의 2차측으로부터 일반가정에 전원이 공급되도록 되어있다.

한편 태양전지(310)에서 발전된 전력은 제21도의 화살표 B방향으로 나타내는바와같이 변압기(318)의 2차측으로 공급되고 이 변압기(318)과 전력용량을 증가시키도록 되어있다.

상기한 인버터회로(312)를 제어하기위한 마이크로컴퓨터(320)는 A/D로 입력되는 전압과 CT에의한 전류를 입력시켜서 태양전지(310)이 최적동작점에서 동작하도록 인버터회로(312)의 스위칭동작을 제어하고있다.

또 이 마이크로컴퓨터(320)에서는 상기한 변압기(314)와 변압기(318)과의 사이에 설치된 병렬차단도체(316)의 개폐의 제어도 행하고있다.

이 병렬차단도체(316)는 태양전지(310)에서 발전된 전력을 변압기(318)로 공급할것인가 공급을 중단할것인가의 스위칭기능을 갖고있고 마이크로컴퓨터(320)에서는 이 ONㆍOFF를 제어하도록 되어있다.

다시또 마이크로컴퓨터(320)는 절연트랜스(314)를 통과하는 전력을 산출하고 이 값을 신호선 S를 거쳐서 공기조화기의 실외장치에 통신으로 송신한다.

상기한 구성과같이 공기조화기부A/C의 실외장치(12)에 있어서의 마이크로컴퓨터(102F)(제20도참조)와 상용전원공급장치 SOL에 있어서의 마이크로컴퓨터(320)와는 각각 별개로 장착되어있다.

이와같은 공기조화기를 가정등에 설치하므로서 공기조화기자체는 통상대로 상용전원으로부터 전력을 받기때문에 소비전력은 변화가없다.

그러나 이 공기조화기의 작동, 비작동에 관계없이 상용전원공급장치 SOL에서는 항상 태양광에의한 발전전력을 상용전원측으로 복귀시키고있기때문에 가정전체에서 사용되는 사용전력으로부터 복귀된 전력분만큼 공제되므로 결과적으로 에너지절약에 공헌하고있다.

여기서 실시예의 형태에서는 태양전지(310)에의해 발전되고 상용전력으로 변환된 발전전력의 전력량을 검출하는 발전전력검출부(전압과 전류로 산출)와 공기조화기의 소비전력과를 검출하는 공기조화기소비전력검출센서(전압과 CT에의한 전류치로부터 산출)를 갖고있고 이것은 각각 제어기판 (320)의 마이크로컴퓨터 및 마이크로컴퓨터(102F)에 접속되어있다.

마이크로컴퓨터(320)에 입력되는 발전전력검출센서(356)의 검출치는 통신에 의해 공기조화기측의 마이크로컴퓨터(102F)로 전송되고 마이크로컴퓨터(102F)에서는 이들검출치를 비교하여 소정의 스위치가 유효한때에는 마이크로컴퓨터로 운전능력을 제어하도록 되어있다.

즉 공기조화기의 소비전력이 발전전력을 초과하지않도록 공기조화기의 운전능력을 제어하고 전력공급과 소비와를 상쇄하도록 되어있다.

소정의 스위치가 무효인때에는 제1실시예와같이 통상의 동작이 행해진다.

다음에 본발명의 제2실시예의 형태의 작용을 설명한다.

우선 공기조화부A/C에 있어서의 통상의 조작에대해 설명한다.

운전정지상태에서 원격제어장치(14)가 조작되어서 출력되는 조작신호를 수신회로(76A)로 수신하면 이 수신한 조작신호의 코드를 해석한다.

해석의 결과가 전원 ON지령인가 아닌가, 타이머설정의 지령인가 아닌가를 판단한다.

즉 원격제어장치(14)에서 조작된 조작신호는 전원OFF시에는 취소시키는 신호 예를들면 온도설정, 풍량설정등이 있기때문에 이경우에는 받아들이지않고 수신상태로 대기한다.

여기서 타이머설정의 지령인것으로 인식되면 원격제어장치(14)의 조작자는 소정시간후에 공기조화기를 운전시키기위해 타이머를 설정한다.

예를들면 2시간후에 공기조화기를 운전시키도록 설정하고 원격제어장치(14)를 조작해서 조작신호를 출력시킨다.

이것에의해 타이머(개시시간)가 설정된다.

이 설정에의해 2시간후에 자동적으로 운전을 개시시킬수가있다.

한편 전원ON지령인것으로 인식하면 전회운전이 정지되기전의 설정모드로 운전이 개시된다.

그후 원격제어장치로부터의 조작신호가 수신되면 수신한 조작신호의 코드를 해석하여 해석된 내용이 전원OFF지령인가 아닌가, 풍량의 설정(변경)인가 아닌가, 온도의 설정(변경)인가 아닌가, 타이머의 설정(변경)인가 아닌가를 판단하여 해석내용에 해당하는 항목을 선별해서 운전의 정지, 또는 운전모드의 설정변경을 실행한다.

공기조화부A/C에서는 실내장치(10)의 마이크로컴퓨터(72C)가 설정온도/설정습도와 피조화실의 실온/습도와의 차이의 변화분을 퍼지연산에 의해서 필요공기조화능력의 현시점의 공기조화능력에대한 증감량을 산출한다.

이 증감량은 압축기(106)의 회전수를 나타내고있다.

또한 압축기(106)이 특히 유도전동기를 구동원으로하고있는때에는 주파수로 표시된다.

이 증감량은 실내장치(10)과 실외장치(12)를 연결하는 신호선을거쳐서 실외장치(12)의 마이크로컴퓨터(102F)로 송신된다.

실외장치(12)의 마이크로컴퓨터(102F)는 이 주파수의 증감량에따라 현주파수[압축기 (106)에 공급하고있는 교류전력의 주파수]를 보정해서 새로운 주파수로 압축기의 운전을 행한다.

또한 압축기(106)의 기동/정지는 별도의 처리에 따른다.

또 실외장치(12)의 마이크로컴퓨터(102F)는 압축기(106)에서 소비(공급)되는 전류를 항상 샘플링해서 이 전류가 미리 정한값, 예를들면 일반가정의 차단기의 용량(즉 20A등)을 초과하지않도록 주파수를 다시또 보정한다.

구체적으로는 전류가[미리정한값 -2A]를 초과하면 주파수가 상승하는 보정을 금지하고 전류가 [미리정한값 -1A]를 초과하면 주파수를 1Hz/sec의 비율로 내리는 보정을 행한다.

이 내리는 보정은 전류가[미리정한값 -3A] 까지 계속된다.

다음에 상용전원공급장치 SOL에있어서의 동작을 설명한다.

평상시 즉 변압기(318)에 전력이 공급되고있는 경우에는 병렬차단도체(316)는 폐색상태이다.

태양전지(310)로 흡수한 태양광은 전기에너지로 변환되고 인버터회로(312)에 공급된다.

이때의 전력은 직류이며 인버터회로(312)에서는 이 직류전원을 교류전원으로 변환한다.

이때 마이크로컴퓨터(320)로부터는 그 지역의 전원전압 및 주파수가 들어가는 인버터회로(312)에 보내지고 그 지역에 있는 전원(전압·주파수)으로 변환된다.

또한 그지역의 주파수는 발전을 개시하기전에 차단기를 거쳐서 A/D단자에 주어지는 전압파형을 해석해서 얻을수가있다.

인버터회로(312)에서 변환된 파형은 절연트랜스(314)에의해 정현파로 변환되고 병렬차단도체(316)이 폐색상태인경우에는 제21도의 화살표 B와같이 변압기(318)의 2차측에 공급할수가있다.

여기서 본실시예의 형태에서는 상용전원공급장치 SOL에의한 발전전력을 발전전력검출센서(356)로 검출하고 이들의 비교에의한 공기조화운전능력제어를 행하고있다.

즉 항상 공기조화기를 켜둔채로 공기조화해두고싶은 방이 있는경우 그 소비전력이 어느정도가 될것인가가 불분명하며 발전전력으로 상쇄되는 전기료를 예측할수가없다.

따라서 우천이나 야간에는 운전상태를 약하게하거나 정지시키거나해서 소비전력의 조정을 도모할필요가있었다.

그러나 본제2의 실시형태에서는 태양광보존스위치를 유효하게해두면 SOL로부터 보내지는 발전전력의 값을 상기한 전류제어용의 미리 정한값 혹은 이 값보다도 1A 낮은값으로 치환하기때문에 발전전력에 따라 공기조화기의 운전능력을 제어하게된다.

따라서 항상 발전전력의 범위내에서 공기조화기를 운전하게된다.

즉 청천시등 태양광을 충분히 흡수하고 충전전력이 충분히 많은경우에는 공기조화기를 최대한으로 운전해도 발전전력을 초과하는일은 없다.

다음에 우천시등 발전전력이 저하하면 공기조화기의 운전능력을 내리고 저하한 발전전력이상의 소비전력이 되지않도록 제어한다.

이와같은 제어를 행하므로서 공기조화기를 항상 최대능력으로 운전하기위해 태양전지(310)를 대형화하거나하는 비실용적인 설비를 설치하는일이없이 공기조화기로 소비되는 전력은 모두 발전전력으로 얻을수가있고 전기료가 불필요하게된다.

또한 본 제2실시예의 형태에서는 소비전력이 발전전력을 초과하지않도록 제어했으나 완전히 소비전력을 발전전력으로 얻는것이아니고 미리 정해진 일부 (예를들면 80%)를 발전전력으로 얻도록 제어하면 운전능력을 극단적으로 저하시키는일이없이 적은 상용전력의 소비(계산으로 예측할수있는)로 장시간의 계속운전을 행할수가있다.

[제3실시예]

제2실시예의 변형예로서 제3실시예의 공기조화기는 공기조화부 A/C의 실외장치(12)와 상용전원공급장치 SOL과는 동일한 마이크로컴퓨터(102F)(제20도참조)로 공통으로 제어되고있다.

이와같은 공기조화기를 가정등에 설치한경우 공기조화기자체는 태양발전에의한 전력과 이 전력으로 부족한분을 상용전원으로부터 얻으면서 공기조화운전이 행해진다.

제3실시예의 공기조화기는 제1실시예와같은 통상운전외에 에너지절약운전을 스위치의 전환에의해 행할수가있다.

즉 태양전지(310)에의해 발전되고 상용전력으로 변환된 발전전력의 전력량을 검출하는 발전전력검출센서(356)과 공기조화기의 소비전력과를 검출하는 공기조화기소비전력검출센서(358)와를 갖고있고 이들은 마이크로컴퓨터(102F)에 접속되어있다.

상기한 스위치가 유효한 상태에있는경우 마이크로컴퓨터(102F)에서는 이들의 검출치를 비교하여 공기조화기의 운전능력을 제어하도록되어 있다.

즉 공기조화기의 소비전력이 발전전력을 초과하지않도록 발전전력검출센서(356)의 검출치를 전류제어용의 미리 정해진 값으로 설정해서 공기조화기의 최대운전능력을 제어하고 태양전지(310)로부터의 전력공급과 공기조화기에있어서의 전력소비를 상쇄하도록되어있다.

본제3의 실시예의 형태의 공기조화기에서는 통상운전모드와 에너지절약운전모드를 선택할수가있다.

[통상운전모드]

통상운전모드의 전원의 주체는 상용전원공급장치 SOL이며 태양에너지에의해 발전된 전력으로 공기조화기는 운전된다.

그러나 이 태양에너지는 계절, 일시, 날씨등에 좌우되기때문에 만족할만한 전력을 얻을수없는 경우가있다.

거기서 부족한 전력은 상용전원으로부터의 전력으로 얻고 이것에의해 공기조화기는 항상 최대한 운전상태를 유지할수가있다.

또 공기조화기의 비운전중에는 DC/DC의 작동을 정지시켜 태양광을 에너지원으로서 발생시킨전력을 상용전원에만 공급시킨다.

즉 태양전지(310)로 흡수된 태양광은 전기에너지로 변환되어서 인버터회로(312)에 공급된다.

이때의 전력(전기에너지)은 직류이며 인버터회로(312)는 이 직류전원을 소정의 주파수 및 소정의 전압의 교류전원으로 변환한다.

인버터회로(312)에서 변환된 PMW이론에 기초한 의사정현파의 파형은 절연트랜스(314)에의해 고조파성분이 감소되어서 정현파에 가까운 파형으로 변환된다.

이때 병렬차단도체(316)이 폐색상태이면 제21도의 화살표 B와같이 인버터회로(312)로 형성된 변압기(318)의 2차측에 공급할수가있다.

이와같이 공기조화기를 통상운전모드로 운전한경우에는 우선적으로 태양광으로부터 얻어진 전력을 공기조화기에 공급하고 부족분은 상용전력으로부터 받음과 동시에 공기조화기 비운전중(공기조화운전을 행하고있지않은경우)은 태양광을 에너지원으로해서 얻어지는 전력을 상용전원에 복귀시키도록했기때문에 실질적으로 상용전원의 소비를 경감시킬수가있다.

[에너지절약운전모드]

이 에너지절약운전모드가 선택되면 우선적으로 공급되는 태양광을 에너지원으로서 얻어지는 전력을 발전전력검출센서(356)로 검출하여 공기조화부A/C에의한 소비전력을 소비전력검출센서(358)로 검출하여 이들의 비교에의한 공기조화기운전능력제어를 행하고있다.

즉 공기조화기를 연속운전해서 공기조화해두고싶은 방등이 있는경우 그 소비전력이 어느정도로 되는가 불분명하고 발전전력으로 상쇄되는 전기료를 예측할수가없다.

그러나 본실시예의 형태에서는 발전전력에 따라 공기조화기의 운전능력을 제어하도록해서 항상 발전전력의 범위내에서 공기조화기를 운전하도록하고있다.

즉 청천시등 태양광을 충분히 흡수하여 발전전력이 충분히 많은경우에는 공기조화기를 최대한의 능력으로 운전해도 발전전력을 초과하는일은없다.

이와같은 제어를 행하므로서 공기조화기의 일시적인 최대능력운전에 대응하기위해 태양전지(310)를 대형화하는것과같은 비실용적인 설비를 설치하는 일이없이 공기조화기에서 소비되는 전력은 모두 충전전력으로 얻을수가있고 전기료가 불필요하게된다.

제1도는 제1실시예의 공기조화기의 구성을 나타내는 개략도

제2도는 제1실시예의 공기조화기의 냉매관로의 개략도

제3도는 제1실시예의 실내장치의 전기회로의 개략구성도

제4도는 제1실시예의 실외장치의 전기회로의 개략구성도

제5도는 태양전지가 접속된 상용전원공급장치(SOL)의개략구성을 나타내는 블록도

제6도는 인버터회로의 개략을 나타내는 회로도

제7도는 반송파에대한 변조파로부터의 스위칭신호출력의 1예를 나타내는 선도

제8A도는 변조파의 진폭을 변화시킨 예를 나타내는 선도

제8B도는 변조파의 진폭을 변화시킨때의 스위칭신호의 변화의 1예를 나타내는 선도

제8C도는 변조파의 진폭을 변화시킨때의 스위칭신호의 변화의 1예를 나타내는 선도

제8D도는 변조파의 진폭을 변화시킨때의 스위칭신호의 변화의 1예를 나타내는 선도

제9도는 스위칭신호발생부의 개략을 나타내는 기능블록도

제10도는 스위칭전원의 개략을 나타내는 회로도

제11A도는 제로크로스검출의 개략을 나타내는 회로도

제11B도는 인버터회로의 출력의 1예를 나타내는 선도

제11C도는 상용전원의 파형과 SOL로부터 출력되는 파형을 나타내는 선도

제12도는 계열정전검출회로에 설치하는 필터회로의 개략을 나타내는 회로도

제13도는 계열정전검출회로에 설치하는 인터페이스회로의 개략을 나타내는 회로도

제14도는 마이크로컴퓨터의 내부기능을 나타내는 기능블록도

제15A도는 원격제어스위치의 개략외관도

제15B도는 개폐커버를 개방한상태의 원격제어스위치의 개략외관도

제16도는 제2실시예에관한 공기조화기의 외관도

제17도는 제2실시예에관한 실내장치의 내부구조를 나타내는 측면도

제18도는 제2실시예에관한 공기조화기의 냉매회로의 개략도

제19도는 제2실시예에관한 공기조화기의 실내장치의 회로도

제20도는 제2실시예에관한 공기조화기의 실외장치의 회로도

제21도는 제2실시예에관한 상용전원공급시스템의 개략도.

* 도면의 주요부분에대한 부호의 설명

11. 태양광발전장치

12. 실내장치

14. 실외장치

24. 응축기

26. 압축기

30. 팽창장치

102. 태양전지

104. 인버터부

116. 계열전원검출부

118. 변압기부

166. 3차고조파검출수단

SOL100 상용전원공급장치

Claims

발전부의 태양전기(102)에 의해 태양광을 집광해서 발생시킨 직류전력을 상용교류 전원에 따른 전압 및 주파수로 변환해서 출력시키는 태양광발전장치(11)에 있어서, 상기한 발전부와 상용전원의 접속점과의 사이에 설치되고 소정의 스위칭신호에 따른 스위칭소자의 작동에 의해 직류전력을 의사정현파에 의한 교류전력으로 변한해서 출력시키는 인버터부(104)와, 상기한 상용전원의 교류전원의 순시치의 변하를 검출하는 계열전원검출부(116)와, 계열전원검출부(116)의 검출결과로부터 순시치가「0」이 되는 제로크로스점을 판정해서 미리 설정한 타이밍으로 의사정현파에 의한 교류전력의 위상이 상용전원과 일치하도록 스위칭신호를 출력시키는 인버터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치부착 공기조화기.
태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상용전원으로 공급하기 위한 태양에너지에 의한 상용전원공급장치(SOL100)로서, 태양광을 집광하는 태양전지(102)와 태양전지(102)에 의해 집광된 광에 기초해서 직류전류의 전력을 발전시키는 발전부와, 그 발전부에서 발전된 직류전류의 전력을 교류전류로 변환하는 인버터부(104)와, 교류전력의 전압을 조정하는 변압기부(118)와, 변압기부(118)의 2차측과 상용전원측변압기의 2차측과의 사이를 전기적으로 접속하는 전원선과, 상기한 전원선에 개재되고 소정의 신호로 상기한 변압기부(118)와 상용전원측변압기와의 사이를 전기적으로 개폐가능한 개폐기와, 상용전원의 주파수 및 전압을 포함하는 계열을 판별하는 계열판별수단과, 상용전원측변압기의 2차측에 접속되고 3차고조파를 검출하는 3차고조파 검출수단(166)과, 계열판별수단으로 판별된 계열에 기초해서 인버터부(104) 및 변압기부(118)를 제어하는 제1의 제어수단과, 3차고조파검출수단(166)으로 3차고조파를 검출한 경우에는 상기한 개폐기를 제어해서 변압기부(118)와 상용전원측변압기와의 사이를 전기적으로 개방하는 제2의 제어수단을 갖는 것을 특징으로하는 태양광발전장치부착 공기조화기.
냉매가 순환하도록 압축기(26), 응축기(24), 팽창장치(30), 증발기를 사용해서 구성한 냉동주기를 구비하고 실내에 공급하는 공기와 냉매와의 사이에서 열교환을 행하게하고 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 열교환된 후의 공기를 실내로 공급해서 실내의 공기조화운전을 행하게한 공기조화기에 있어서, 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 기능을 구비한 상용전원공급기능부착 공기조화기로서, 상용전원으로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류/평할부와 이 정류/평활부로부터 얻어지는 직류전력을 신호에 응답해서 상기한 압축기(26)에 간헐통전시키고 이 압축기(26)의 회전수를 제어하는 인버터부(104)와, 실내의 적어도 온도 또는 습도의 한쪽이 소망의 상태가 되도록 압축기(26)의 회전수를 조절하기 위한 상기한 신호를 인버터부(104)에 출력시키는 회전수제어부와, 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상기한 정류/평활부로부터 출력되는 직류전력과 병합시키는 전력공급부와, 공기조화기가 공기조화운전을 행하고 있는 때에는 태양광을 에너지원으로서 발전된전력을 우선적으로 정류/평활부로 부터 출력되는 직류전력과 병합시키고 공기조화기가 공기조화운전을 행하고 있지 않을 때에는 태양광을 에너지로서 발전된 전력을 우선적으로 상용전원에 공급시키는 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치부착 공기조화기.
제3항에 있어서, 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 검출하는 제1전력검출부와, 공기 조화기에서 소비되는 전력 또는 상기한 압축기(26)에서 소비되는 전력을 검출하는 제2전력검출부와, 규제기능이 유효한때에 제2전력검출부의 검출치가 제1전력검출부의 검출치를 초과하지 않도록 압축기(26)의 회전수를 보정하는 규제제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치부착 공기조화기.
제4항에 있어서, 태양광을 에너지원으로서 발전된 전력을 상용전원에 공급하는 측과 공기조화기측과는 동일한 마이크로프로세서로 제어되고 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치부착 공기조화기.