JP7385149B2 - 空調関連機器及び空調システム - Google Patents

Description

本開示は、空調関連機器及び空調システムに関する。

特許文献１は、室外機及び室内機を通信専用線で接続し、信号伝送を行う技術を開示する。特許文献２は、電源線及び通信線を用いて通信する空気調和機を開示する。特許文献３は、交流電源と直流電源の両方に共用できる通信処理制御回路を開示する。

特開２０１６－９９０２０号公報 国際公開第２０２０／１７４５６３号 特開２００５－１５９９２１号公報

本開示の目的は、通信とともに強電の伝送を行う配線を含む通信ネットワークと、通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は通信とともに弱電の伝送を行う配線を含む通信ネットワークとに信号の相互乗り入れが可能な空調関連機器及び空調システムを提供することである。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、通信とともに強電の伝送を行う配線が接続される第１接続部と、通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は通信とともに弱電の伝送を行う配線が接続される第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続回路とを備え、前記接続回路は、電力伝送を遮断し、通信に係る信号を透過する絶縁回路を含む。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記接続回路は、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介した通信及び前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う通信回路を含み、前記絶縁回路は前記通信回路の前段に設けられている構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記絶縁回路は、前記通信回路と、前記第１接続部との間に設けられており、前記第２接続部は、前記絶縁回路を介さずに前記通信回路に接続されている構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、外部の空調関連機器から前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介して伝送された強電電力、又は交流電源から供給された強電電力を受電し、主電力を自装置に供給する電源回路と、外部の空調関連機器から前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して伝送された弱電電力を受電し、補助電力を自装置に供給する受電回路とを備える構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介して受信する第１受信回路と、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して受信する第２受信回路とを備える構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、交流電源に接続され、主電力を自装置に供給する電源回路を備え、交流電源の強電電力を、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介して強電電力を他の空調関連機器に伝送するようにしてある構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介して送信する第１送信回路と、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して送信する第２送信回路とを備える構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記通信とともに強電の伝送を行う配線は電源線、共用線及び信号線を含み、前記電源線及び前記共用線を用いて強電電力の伝送が行われるとともに、前記通信回路は前記信号線及び前記共用線を介した通信を行う構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調関連機器は、前記絶縁回路は、トランスと又はコンデンサを備える構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調システムは、上記第１の空調関連機器と、前記第１の空調関連機器に前記通信とともに強電の伝送を行う配線又は前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して接続された第２の空調関連機器とを備え、前記第１の空調関連機器は、前記第２の空調関連機器との間で前記通信とともに強電の伝送を行う配線又は前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う構成が好ましい。

本開示の一側面に係る空調システムは、上記第１の空調関連機器と、前記第１の空調関連機器に前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介して接続された第２の空調関連機器と、前記第１の空調関連機器に前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して接続された第３の空調関連機器とを備え、前記第１の空調関連機器は、前記第２の空調関連機器との間で前記通信とともに強電の伝送を行う配線を介した通信を行うとともに、前記第３の空調関連機器との間で前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う構成が好ましい。

本開示によれば、通信とともに強電の伝送を行う配線を含む通信ネットワークと、通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は通信とともに弱電の伝送を行う配線を含む通信ネットワークとに信号の相互乗り入れが可能である。

実施形態１に係る空調システムの構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る室外機及び室内機の構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る室外機及び室内機の構成を示すブロック図である。 比較例に係る空調システムの構成を示すブロック図である。

本開示の実施形態に係る空調関連機器及び空調システムを、以下に図面を参照しつつ説明する。
＜空調システムの構成＞
図１は、実施形態１に係る空調システムの構成を示すブロック図、図２は、実施形態１に係る室外機２及び室内機３の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る空調システムは、集中管理装置１、室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４等の複数の空調関連機器を備える。複数の空調関連機器は、複数種類の配線Ｌを介して接続されている。空調関連機器は上記のものに限らず、例えば換気装置、リモコン（リモートコントローラ）、通信装置又は制御装置等の空調（空気調和）に関連する種々の機器が含まれる。

空調関連機器を接続する配線Ｌには、通信とともに強電電力の伝送を行う配線Ｌ（以下、強電電源線Ｌ１と呼ぶ。）と、通信とともに弱電電力の伝送を行う配線Ｌ（以下、弱電電源線Ｌ２と呼ぶ）と、通信を目的とし電力伝送を目的としない配線Ｌ（以下、通信専用線と呼ぶ。）とが含まれる。強電電源線Ｌ１は、冷媒回路等の駆動系を動作させるために必要な電力を伝送する配線Ｌである。弱電電源線Ｌ２は、例えば制御系を動作させるために必要な電力を伝送する配線Ｌである。図１に示す例では、複数の空調関連装置が強電電源線Ｌ１及び弱電電源線Ｌ２によって接続されている。

集中管理装置１には、複数の室外機２が弱電電源線Ｌ２を介してデイジーチェイン方式で接続されている。集中管理装置１及び室外機２は、弱電電源線Ｌ２を介して通信を行うことができる。

第１の室外機２には、強電電源線Ｌ１を介して複数の室内機３が接続されている。室外機２は、室内機３との間で強電電源線Ｌ１を介して通信を行うとともに、強電電力を室内機３へ供給する。当該第１の室外機２及び複数の室内機３は、一系統（例えば、一つの冷媒回路）を構成している。

第２の室外機２には、弱電電源線Ｌ２を介して複数の室内機３がデイジーチェイン方式で接続されている。第２の室外機２及び室内機３は弱電電源線Ｌ２を介して通信を行うことができる。当該第２の室外機２及び複数の室内機３は一つの系統を構成している。

第３の室外機２には、弱電電源線Ｌ２を介して冷媒切替装置４が接続されている。冷媒切替装置４には強電電源線Ｌ１を介して複数の室内機３がデイジーチェイン方式で接続されている。第３の室外機２及び冷媒切替装置４は、弱電電源線Ｌ２を介して通信を行うことができる。冷媒切替装置４は、室内機３との間で強電電源線Ｌ１を介して通信を行うとともに、強電電力を室内機３に供給する。第３の室外機２は、室内機３との間で弱電電源線Ｌ２及び強電電源線Ｌ１を介して通信を行うことができる。第３の室外機２、冷媒切替装置４及び複数の室内機３は、一つの系統を構成している。

このように構成された空調システムにおいて、室外機２及び室内機３は、本実施形態に係る接続回路２０、３０を備えることにより、強電電源線Ｌ１及び弱電電源線Ｌ２への信号の相互乗り入れを実現する。具体的には、接続回路２０、３０は、絶縁回路２０ｂ、３０ｂと、所定の共通の通信プロトコルにて通信を行う通信回路２０ｄ、３０ｄとを備えることにより、信号の相互乗り入れを実現する。図１中、室外機２及び室内機３の「通信」は通信回路２０ｄ、３０ｄを示し、「絶縁」は絶縁回路２０ｂ、３０ｂを示している。冷媒切替装置４も室外機２と同様の回路構成を有し、信号の相互乗り入れを実現する。

相互乗り入れ可能な空調関連機器の機能は以下の通りである。
（１）室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、強電電源線Ｌ１を利用した通信ネットワーク、弱電電源線Ｌ２を利用した通信ネットワーク及び通信専用線を利用した通信ネットワークのいずれにも接続することができる。
（２）室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、異なる複数種類の配線Ｌを用いてデイジーチェイン方式で接続することができ、各空調関連機器は複数種類の配線Ｌを通じて直接的に信号をやり取りすることができる。空調関連機器は、各種空調関連機器が同一系統の配線Ｌでデイジーチェイン接続されているかのように通信を行うことができる。通信に係る信号は絶縁回路２０ｂ、３０ｂを介して弱電電源線Ｌ２から強電電源線Ｌ１へ、強電電源線Ｌ１から弱電電源線Ｌ２へ伝送する。同様に、通信に係る信号は絶縁回路２０ｂ、３０ｂを介して通信専用線から強電電源線Ｌ１へ、強電電源線Ｌ１から通信専用線へ伝送する。
（３）室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、通信ネットワークの種類、系統を問わず、共通の通信プロトコルで通信を行うことができる。

＜強電電源線Ｌ１にて接続された室外機２及び室内機３＞
図２に示す室外機２及び室内機３は、強電電源線Ｌ１にて接続されている。強電電源線Ｌ１は電源線Ｌ１１と、共用線Ｌ１２と、信号線Ｌ１３とを含む。共用線Ｌ１２は、例えば基準電位に接続された電線である。例えば、共用線Ｌ１２は０Ｖに接地された電線である。電源線Ｌ１１は、強電電力を伝送するための電線である。信号線Ｌ１３は、空調関連器機間で通信を行うための電線である。室外機２及び室内機３は、電源線Ｌ１１及び共用線Ｌ１２によって強電電力を伝送し、共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３を介して通信を行う。
通信に係る信号は、基準電位に接続された共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３を伝送するため、通信に係る信号が電源線Ｌ１３を通じて外部の電力系統に漏出しないようにすることができる。

室外機２は、強電電源線Ｌ１が接続される第１接続部２１と、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線が接続される第２接続部２２と、交流電源１０が接続される電源端子を有する第３接続部２３とを備える。室外機２は、第１接続部２１と第２接続部２２とを接続する接続回路２０を備える。

室外機２の第１接続部２１は、強電電源線Ｌ１の電源線Ｌ１１、共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３が接続されるレセプタクルを備える。第１接続部２１は、デイジーチェイン方式で他の空調関連機器と接続するために２組以上のレセプタクルを備える。各レセプタクルの対応する端子は接続されている。つまり、第１のレセプタクルは、強電電源線Ｌ１の電源線Ｌ１１が接続される端子と、共用線Ｌ１２が接続される端子と、信号線Ｌ１３が接続される端子とを含む。第２のレセプタクルも強電電源線Ｌ１の電源線Ｌ１１が接続される端子と、共用線Ｌ１２が接続される端子と、信号線Ｌ１３が接続される端子とを含む。各レセプタクルの電源線Ｌ１１が接続される端子同士は接続されている。各レセプタクルの共用線Ｌ１２が接続される端子同士は接続されている。各レセプタクルの信号線Ｌ１３が接続される端子同士は接続されている。

室外機２の第２接続部２２は、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線が接続されるレセプタクルを有する。第２接続部２２は、デイジーチェイン方式で他の空調関連機器と接続するために２組以上のレセプタクルを備える。弱電電源線Ｌ２及び通信専用線は２線であり、各レセプタクルは当該２線が接続される端子を含む。各レセプタクルの対応する端子同士は接続されている。

室内機３は、強電電源線Ｌ１が接続される第１接続部３１と、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線が接続される第２接続部３２と、交流電源１０が接続される第３接続部３３とを備える。室内機３は、第１接続部３１と第２接続部３２とを接続する接続回路３０を備える。

室内機３の第１接続部３１は、強電電源線Ｌ１の電源線Ｌ１１、共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３が接続されるレセプタクルを有する。第１接続部３１は、デイジーチェイン方式で他の空調関連機器と接続するために２組以上のレセプタクルを含む。

室内機３の第２接続部３２は、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線が接続されるレセプタクルを有する。第２接続部３２は、他の空調関連機器をデイジーチェイン方式で接続するために２組以上のレセプタクルを含む。弱電電源線Ｌ２及び通信専用線は２線であり、各レセプタクルは当該２線が接続される端子を含む。各レセプタクルの対応する端子同士は接続されている。

図２に示す例では、室外機２の第１接続部２１と、室内機３の第１接続部３１とが強電電源線Ｌ１にて接続されている。室外機２の第２接続部２２と、集中管理装置１とが弱電電源線Ｌ２にて接続されている。室外機２の第３接続部２３には交流電源１０が接続されている。室内機３の第２接続部３２及び第３接続部３３には配線Ｌ及び交流電源１０が接続されていない。

＜室外機２の接続回路２０の構成＞
室外機２の接続回路２０は、室外機２の第１接続部２１と第２接続部２２とを接続する回路である。接続回路２０は、強電ノイズフィルタ（強電ＮＦ）２０ａ、絶縁回路２０ｂ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０ｃ、通信回路２０ｄ、制御回路２０ｅ、及び弱電ノイズフィルタ（弱電ＮＦ）２０ｆを備える。接続回路２０は、さらに空調システムの系統認識を行うための第１送信回路（強電ＰＳ）２０ｇ及び第２送信回路（ＰＳ）２０ｈを備える。第１送信回路２０ｇ及び第２送信回路２０ｈの詳細は後述する。

室外機２の第１接続部２１には、強電ノイズフィルタ２０ａ、絶縁回路２０ｂ、バンドパスフィルタ２０ｃを介して通信回路２０ｄが接続されている。詳細には、強電電源線Ｌ１の共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３が接続される第１接続部２１の端子には内部配線が接続されており、当該内部配線を通じて第１接続部２１と、通信回路２０ｄとが接続されている。強電ノイズフィルタ２０ａは、強電電源線Ｌ１に進入したノイズを除去する回路である。強電ノイズフィルタ２０ａは、例えばコモンモードノイズフィルタである。絶縁回路２０ｂは、強電電力を遮断し、通信に係る信号を透過する回路である。絶縁回路２０ｂは、直列接続されたトランスＴｒ１と及びコンデンサＣ１を備える。なお、作図の便宜上、強電ノイズフィルタ２０ａと通信回路２０ｄとを接続する内部配線を１本線で図示しているが、各回路間は２本の内部配線で接続されている。トランスＴｒ１を構成する第１コイルの両端子それぞれはコンデンサＣ１を介して強電ノイズフィルタ２０ａに接続されている。トランスＴｒ１を構成する第２コイルの両端子はバンドパスフィルタ２０ｃに接続されている。バンドパスフィルタ２０ｃは、空調関連機器間で送受信される信号成分を通過し、非信号成分を遮断するフィルタ回路である。バンドパスフィルタ２０ｃは、ハイパスフィルタであってもよい。
なお、絶縁回路２０ｂは、トランスＴｒ１と及びコンデンサＣ１のいずれか一方を備える構成でもよい。

室外機２の第２接続部２２には、弱電ノイズフィルタ２０ｆを介して通信回路２０ｄが接続されている。詳細には、第２接続部２２の端子には内部配線が接続されており、当該内部配線を介して、第２接続部２２と、通信回路２０ｄとが接続されている。弱電ノイズフィルタ２０ｆは、弱電電源線Ｌ２に進入したノイズを除去する回路である。なお、作図の便宜上、第２接続部２２、弱電ノイズフィルタ２０ｆ、通信回路２０ｄを接続する内部配線を１本線で図示しているが、各回路間は２本の内部配線で接続されている。

通信回路２０ｄは、上記の通り絶縁回路２０ｂを介して第１接続部２１に接続され、絶縁回路２０ｂを介さずに第２接続部２２に接続されている。通信回路２０ｄは、第１接続部２１に接続された強電電源線Ｌ１を介して、外部の空調関連機器と通信を行うと共に、第２接続部２２に接続された弱電電源線Ｌ２又は通信専用線を介して、外部の空調関連機器と通信を行うことができる。図２に示す例では、通信回路２０ｄは、強電電源線Ｌ１を介して室内機３と通信を行うと共に、弱電電源線Ｌ２を介して集中管理装置１と通信を行うことができる。

室外機２の制御回路２０ｅは、通信回路２０ｄによる信号の送受信を制御し、室外機２の動作を制御する回路である。制御装置は、制御プログラムを実行する演算処理装置及び記憶部を備える。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。記憶部は、制御プログラム及び制御処理に用いられる情報を記憶する。記憶部は、不揮発性メモリ及び揮発性メモリを含む。

＜室内機３の接続回路３０の構成＞
室内機３の接続回路３０は、室内機３の第１接続部３１と第２接続部３２とを接続する回路である。室内機３の接続回路３０の構成は、室外機２の接続回路３０と同様の構成であるため、詳細な説明を適宜省略する。接続回路３０は、強電ノイズフィルタ（強電ＮＦ）３０ａ、絶縁回路３０ｂ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３０ｃ、通信回路３０ｄ、制御回路３０ｅ、及び弱電ノイズフィルタ（弱電ＮＦ）３０ｆを備える。接続回路３０は、さらに空調システムの系統認識を行うための第１受信回路（強電ＰＤ）３０ｇ及び第２受信回路（ＰＤ）３０ｈを備える。第１受信回路３０ｇ及び第２受信回路３０ｈの詳細は後述する。

室内機３の第１接続部３１には、強電ノイズフィルタ３０ａ、絶縁回路３０ｂ、バンドパスフィルタ３０ｃを介して通信回路３０ｄが接続されている。詳細には、強電電源線Ｌ１の共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３が接続される第１接続部３１の端子には内部配線が接続されており、当該内部配線を通じて第１接続部３１と、通信回路３０ｄとが接続されている。絶縁回路３０ｂは、強電電力を遮断し、通信に係る信号を透過する回路である。絶縁回路３０ｂは、直列接続されたトランスＴｒ２と及びコンデンサＣ２を備える。トランスＴｒ２を構成する第１コイルの両端子それぞれはコンデンサＣ２を介して強電ノイズフィルタ３０ａに接続されている。トランスＴｒ３を構成する第２コイルの両端子はバンドパスフィルタ３０ｃに接続されている。バンドパスフィルタ３０ｃは、空調関連機器間で送受信される信号成分を通過し、非信号成分を遮断するフィルタ回路である。

室内機３の第２接続部３２には、弱電ノイズフィルタ３０ｆを介して通信回路３０ｄが接続されている。詳細には、第２接続部３２の端子には内部配線が接続されており、当該内部配線を介して、第２接続部３２と、通信回路３０ｄとが接続されている。

通信回路３０ｄは、上記の通り絶縁回路３０ｂを介して第１接続部３１に接続され、絶縁回路３０ｂを介さずに第２接続部３２に接続されている。通信回路３０ｄは、第１接続部３１に接続された強電電源線Ｌ１を介して、外部の空調関連機器と通信を行うと共に、第２接続部３２に接続された弱電電源線Ｌ２又は通信専用線を介して、外部の空調関連機器と通信を行うことができる。図２に示す例では、通信回路３０ｄは、強電電源線Ｌ１を介して室外機２と通信を行うことができる。

室内機３の制御回路３０ｅは、通信回路３０ｄによる信号の送受信を制御し、室内機３の動作を制御する回路である。記憶部は、制御プログラム及び制御処理に用いられる情報を記憶する。

＜系統認識に係る送信回路及び受信回路＞
上記の通り、複数の系統に属する室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、相互乗り入れ可能に通信ができるため、通信接続された空調関連機器がいずれの系統に属する機器であるかを、通信回路２０ｄ、３０ｄを用いた通信では認識することができない。

そこで、本実施形態に係る室外機２は系統を認識するための回路として、第１送信回路２０ｇ及び第２送信回路２０ｈを備え、室内機３は第１受信回路３０ｇ及び第２受信回路３０ｈを備える。

室外機２の第１送信回路２０ｇは、強電電源線Ｌ１を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の検知信号を、強電電源線Ｌ１を介して送信する回路である。第１送信回路２０ｇの出力端子は第１接続部２１に接続されている。具体的には、第１送信回路２０ｇは、強電電源線Ｌ１の共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３に接続される内部配線を介して第１接続部２１に接続されている。第１送信回路２０ｇの入力端子は制御回路２０ｅに接続されている。制御回路２０ｅは第１送信回路２０ｇの動作を制御する。例えば、第１送信回路２０ｇは、室外機２の識別子を符号化したパルス信号を送信する。

室外機２の第２送信回路２０ｈは、通信専用線又は弱電電源線Ｌ２を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の検知信号を、通信専用線又は弱電電源線Ｌ２を介して送信する回路である。第２送信回路２０ｈの出力端子は第２接続部２２に接続されている。第２送信回路２０ｈの入力端子は制御回路２０ｅに接続されている。制御回路２０ｅは第２送信回路２０ｈの信号送信を制御する。例えば、第２送信回路２０ｈは、室外機２の識別子を符号化したパルス信号を送信する。

室内機３の第１受信回路３０ｇは、強電電源線Ｌ１を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の検知信号を、強電電源線Ｌ１を介して受信する回路である。第１受信回路３０ｇの入力端子は第１接続部３１に接続されている。具体的には、第１受信回路３０ｇは、強電電源線Ｌ１の共用線Ｌ１２及び信号線Ｌ１３に接続される内部配線を介して第１接続部３１に接続されている。第１受信回路３０ｇの出力端子は制御回路３０ｅに接続されている。制御回路３０ｅは第１受信回路３０ｇを介して検知信号を受信する。制御回路３０ｅは、検知信号を復号することによって、送信元の識別子を取得することができる。

室内機３の第２受信回路３０ｈは、通信専用線又は弱電電源線Ｌ２を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の検知信号を、通信専用線又は弱電電源線Ｌ２を介して受信する回路である。第２受信回路３０ｈの入力端子は弱電ノイズフィルタ３０ｆを介して第２接続部３２に接続されている。第２受信回路３０ｈの出力端子は制御回路３０ｅに接続されている。制御回路３０ｅは第２受信回路３０ｈを介して検知信号を受信する。制御回路３０ｅは、検知信号を復号することによって、送信元の識別子を取得することができる。

図１に示す空調システムを構成する複数の系統間には、高周波透過フィルタが配されている。つまり第１の系統を構成する空調関連機器と、第２の系統を構成する空調関連器機とを接続する配線Ｌには高周波透過フィルタが設けられている。高周波透過フィルタは、空調関連機器間で送受信される信号成分を通過し、上記した検知信号を遮断するフィルタ回路である。高周波透過フィルタを設けることによって、検知信号の伝送範囲は一つの系統内に制限される。

室外機２が強電電源線Ｌ１に接続された空調関連機器の系統認識を行う場合、室外機２の制御回路２０ｅは第１送信回路２０ｇに検知信号を送信させる。検知信号は、空調関連機器間で送受信される信号成分よりも低周波数であり、高周波透過フィルタを透過しない。検知信号は高周波透過フィルタで規定された系統内の空調関連機器のみに到達する。室外機２にデイジーチェイン方式で接続された室内機３の制御回路３０ｅが、室外機２から送信された検知信号を第１受信回路３０ｇにて受信した場合、強電電源線Ｌ１を介して応答信号を室外機２へ送信する。室外機２は、通信回路２０ｄにて応答信号を受信した場合、応答信号の送信元である室外機２が自装置と同一の系統にある空調関連機器であると認識する。他の空調関連機器についても、検知信号及び応答信号を送受することによって、空調関連機器は同一系統にある空調関連機器のまとまりを認識することができる。

室外機２が弱電電源線Ｌ２又は通信専用線に接続された空調関連機器の系統認識を行う場合、室外機２の制御回路２０ｅは第２送信回路２０ｈに検知信号を送信させる。検知信号は高周波透過フィルタで規定された系統内の空調関連機器のみに到達する。室外機２にデイジーチェイン方式で接続された室内機３の制御回路３０ｅが、室外機２から送信された検知信号を第２受信回路３０ｈにて受信した場合、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線を介して応答信号を室外機２へ送信する。室外機２は、通信回路２０ｄにて応答信号を受信した場合、応答信号の送信元である室外機２が自装置と同一の系統にある空調関連機器であると認識する。他の空調関連機器についても、検知信号及び応答信号を送受することによって、空調関連機器は同一系統にある空調関連機器のまとまりを認識することができる。

＜室外機２及び室内機３のその他の構成＞
室外機２及び室内機３は、図示しない冷媒回路を構成する室外ユニットと室内ユニットとをそれぞれ備える。室外ユニット及び室内ユニットは冷媒配管及び閉鎖弁を介して接続されている。室外ユニットは、冷媒を吸入及び圧縮して吐出する圧縮機、冷媒配管に設けられた四路切換弁、室外熱交換器、冷媒を減圧する膨張機構等を備える。膨張機構は、例えば膨張弁、キャピラリーチューブ等である。室内ユニットは、室内熱交換器等を備える。

室外機２は、ノイズフィルタ（ＮＦ）２４、整流平滑回路２５、インバータ２６ａ、室外ファン２６ｂ、電源回路２６ｃ及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２７を備える。

室外機２の第３接続部２３にはノイズフィルタ２４及び整流平滑回路２５を介してインバータ２６ａ及び室外ファン２６ｂが接続されている。ノイズフィルタ２４は、接続回路２０、３０で発生したノイズ、強電電源線Ｌ１に進入したノイズを除去する。整流平滑回路２５は、交流電源１０又は外部の空調関連機器から供給された交流電力を直流電力に変換する回路である。インバータ２６ａは、整流平滑回路２５で整流された直流電力を交流電力に変換する回路である。室外ユニットはインバータ２６ａで変換された交流電力によって駆動する。室外ファン２６ｂは、整流平滑回路２５で整流された直流電力で駆動する。室外ファン２６ｂは室外熱交換器へ風を送り、熱交換を促す。

室外機２の第３接続部２３にはノイズフィルタ２４を介して電源回路２６ｃが接続されている。電源回路２６ｃは、例えばスイッチング電源回路である。電源回路２６ｃは、交流電源１０又は外部の空調関連機器から供給された交流電力を受電し、主電力を自装置である室外機２の各種機器へ供給する。

室外機２の第３接続部２３はローパスフィルタ２７を介して第１接続部３１に接続されている。ローパスフィルタ２７は、交流電力よりも高周波の信号を遮断し、当該信号が第１接続部３１から第３接続部３３を介して外部へ漏出することを防ぐ。第３接続部３３に交流電源１０が接続され、第１接続部３１に強電電源線Ｌ１が接続されている場合、交流電源１０の強電電力は、第３接続部３３及び第１接続部３１、強電電源線Ｌ１を介して外部の空調関連機器へ伝送される。図２に示す例では、室外機２から強電電源線Ｌ１を介して強電電力が室内機３へ伝送される。

室内機３は、ノイズフィルタ（ＮＦ）３４、整流平滑回路３５、室内ファン３６ｂ、電源回路３６ｃ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３７、３８及び受電回路３９を備える。

室内機３の第３接続部３３にはノイズフィルタ３４及び整流平滑回路３５を介して室内ファン３６ｂが接続されている。ノイズフィルタ３４は、接続回路２０、３０で発生したノイズ、強電電源線Ｌ１に進入したノイズを除去する。整流平滑回路３５は、交流電源１０又は外部の空調関連機器から供給された交流電力を直流電力に変換する回路である。室内ファン３６ｂは、整流平滑回路３５で整流された直流電力で駆動する。室内ファン３６ｂは室内熱交換器へ風を送り、熱交換された風を室内へ送る。

室内機３の第３接続部３３にはノイズフィルタ２４を介して電源回路３６ｃが接続されている。電源回路３６ｃは、例えばスイッチング電源回路である。電源回路３６ｃは、交流電源１０又は外部の空調関連機器から供給された交流電力を受電し、主電力を自装置である室内機３の各種機器へ供給する。

室内機３の第３接続部３３はローパスフィルタ３７を介して第１接続部３１に接続されている。ローパスフィルタ３７は、交流電力よりも高周波の信号を遮断し、当該信号が第１接続部３１から第３接続部３３を介して外部へ漏出することを防ぐ。

室内機３の第２接続部３２には、弱電ノイズフィルタ３０ｆ、ローパスフィルタ３８を介して受電回路３９が接続されている。ローパスフィルタ３８は通信に係る信号を除去する回路である。受電回路３９は、室外機２、冷媒切替装置４、その他の空調関連機器から弱電電源線Ｌ２を介して供給された弱電電力を受電し、補助電力を自装置である室内機３の各種回路へ供給する。

なお、弱電電力を受電するためのローパスフィルタ３８及び受電回路３９を室内機３に設ける例を説明したが、弱電電力を受電するための回路を室外機２にも設けてもよい。

＜弱電電源線Ｌ２にて接続された室外機２及び室内機３＞
図３は、実施形態１に係る室外機２及び室内機３の構成を示すブロック図である。室外機２及び室内機３の構成は図２と同一又は同様である。図３に示す例では、室外機２の第２接続部２２と、室内機３の第２接続部３２とが弱電電源線Ｌ２にて接続されている。室外機２の第２接続部２２と、集中管理装置１とが弱電電源線Ｌ２にて接続されている。室内機３の第３接続部３３及び室外機２の第３接続部２３には交流電源１０が接続されている。室外機２機の第１接続部２１及び室内機３の第１接続部３１には配線Ｌが接続されていない。

図３に示す例では、室外機２及び室内機３は弱電電源線Ｌ２を介して信号を送受信することができる。集中管理装置１及び室外機２は弱電電源線Ｌ２を介して信号を送受信することができる。集中管理装置１及び室内機３は、弱電電源線Ｌ２を介して信号を送受信することができる。

室外機２の第２接続部２２と、室内機３の第２接続部３２とを通信専用線で接続することもできる。この場合、室外機２及び室内機３は通信専用線を介して信号を送受信することができる。

＜冷媒切替装置４＞
図１に示す冷媒切替装置４の通信に係る構成は、室外機２又は室内機３と同一又は同様であるため詳細な説明を省略する。図１に示す例では、冷媒切替装置４は、弱電電源線Ｌ２を介して室外機２に接続され、強電電源線Ｌ１を介して室内機３に接続されている。冷媒切替装置４及び室外機２は、弱電電源線Ｌ２を介して信号を送受信することができる。冷媒切替装置４及び室内機３は、強電電源線Ｌ１を介して信号を送受信することができる。室外機２及び室内機３は、弱電電源及び強電電源線Ｌ１を介して信号を送受信することができる。集中管理装置１は、弱電電源線Ｌ２及び強電電源線Ｌ１を介して信号を送受信することができる。

＜本実施形態との比較例＞
図４は、比較例に係る空調システムの構成を示すブロック図である。比較例に係る空調システムは、複数の空調関連機器が複数種類の配線Ｌを介して接続されているが、信号の相互乗り入れが不能なシステムである。図４中、「通信」は弱電電源線Ｌ２を介して通信を行う専用の強電通信回路を示し、「強電通信」は強電電源線Ｌ１を介して通信を行う専用の弱電通信回路を示している。

比較例に係る室外機１２１と複数の室内機１３１は強電電源線Ｌ１を介して接続されている。室外機１２１及び室内機１３１は強電通信回路を用いて、強電専用の通信プロトコルで信号を送受信する。室内機１３１は弱電通信回路を備える。一の室内機１３１は弱電通信回路にて、弱電電源を介して集中管理装置１と通信を行う。室内機１３１及び集中管理装置１は、弱電専用の通信プロトコルで信号を送受信する。室内機１３１は弱電電源線Ｌ２を介した通信と、強電電源線Ｌ１を介した通信とが可能であるが、強電電源線Ｌ１と弱電電源線Ｌ２とは信号の相互乗り入れが不能であり、通信プロトコルも異なる。このため、集中管理装置１は、室外機１２１と直接通信を行うことができない。集中管理装置１は、弱電電源線Ｌ２で接続されていない室内機１３１とも直接通信を行うことができない。

比較例に係る室外機１２２と複数の室内機１３２は弱電電源線Ｌ２を介して接続されている。室外機１２２及び室内機１３２は弱電通信回路を用いて、弱電専用の通信プロトコルで信号を送受信する。室外機１２２は、室外機１２１と直接通信を行うことができない。

上記の通り、比較例に係る空調システムは、強電電源線Ｌ１を利用した通信ネットワークと、弱電電源線Ｌ２を利用した通信ネットワークとが信号乗り入れ可能に接続されていない。このため、空調関連機器が通信を行うことができる相手機器は限定されている。
これに対して本実施形態に係る空調システムによれば、強電電源線Ｌ１を利用した通信ネットワークと、弱電電源線Ｌ２を利用した通信ネットワークとが信号の相互乗り入れが可能に接続されている。通信プロトコルも共通化されている。このため、各空調関連機器は強電電源線Ｌ１及び弱電電源線Ｌ２をまたいで直接的に通信を行うことができる。

＜作用効果＞
本実施形態に係る空調関連機器及び空調システムによれば、空調関連器機を、強電電源線Ｌ１を含む通信ネットワークと、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線を含む通信ネットワークとに信号の相互乗り入れが可能となるように接続することができる。

空調関連機器の接続回路２０、３０は、強電電源線Ｌ１が接続される第１接続部２１、３１と、弱電電源線Ｌ２又は通信専用線が接続される第２接続部２２、３２との間を絶縁回路２０ｂ、３０ｂが配されている。このため、強電電源線Ｌ１と、弱電電源線Ｌ２とに信号の相互乗り入れが可能である。

室外機２及び室内機３の通信回路２０ｄ、３０ｄは、絶縁回路２０ｂ、３０ｂを介して強電電源線Ｌ１に接続される。室外機２及び室内機３は、強電電源線Ｌ１を介して通信を行うことができる。

室外機２及び室内機３の通信回路２０ｄ、３０ｄは、絶縁回路２０ｂ、３０ｂを介さずに弱電電源線Ｌ２に接続される。室外機２及び室内機３は、弱電電源線Ｌ２を介して通信を行うことができる。

室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、強電電源線Ｌ１を介して他の空調関連機器から供給され強電電力を受電し、動作することができる。

室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、弱電電源線Ｌ２を介して他の空調関連機器から供給され弱電電力を受電し、動作することができる。

室外機２、室内機３及び冷媒切替装置４は、強電電源線Ｌ１を介して他の空調関連機器へ強電電力を供給することができる。

室外機２及び室内機３は、系統認識用の低周波数の信号を送受信し、系統認識を行うことができる。つまり、室外機２及び室内機３は、自装置が接続された系統と同一系統にある空調関連機器を認識することができる。

高周波数帯で通信を行うため、通信経路の一部に障害が発生しても、配線Ｌで正常に接続されている空調関連器機同士は比較的安定的に通信を継続することができる。

高速通信が可能であるため、空調関連器機は、空調システムの制御データ以外の情報も送受信することができる。例えば、保守点検に係る情報を送受信することができる。

強電電源線Ｌ１を介した通信、弱電電源線Ｌ２を介した通信、通信専用線を介した通信のプロトコルが共通化されているため、空調関連機器の通信回路２０ｄ、３０ｄは、共通の通信プロトコルを用いて相互接続された空調関連機器と通信を行うことができる。

絶縁回路２０ｂ、３０ｂをコンデンサＣ１、Ｃ２及びトランスＴｒ１、Ｔｒ２からなる簡単な回路で構成することができる。

空調関連機器は、強電電力を伝送するための導線の一つである共用線Ｌ１２と、信号線Ｌ１３とを用いて信号を送受信することができる。強電電源線Ｌ１を通信用の電線として用いることができ、通信に係る信号が電力系統に漏出しないようにすることができる。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。上記の実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

１ 集中管理装置
２ 室外機
３ 室内機
４ 冷媒切替装置
１０ 交流電源
２０ 接続回路
２０ａ 強電ノイズフィルタ
２０ｂ 絶縁回路
２０ｃ バンドパスフィルタ
２０ｄ 通信回路
２０ｅ 制御回路
２０ｆ 弱電ノイズフィルタ
２０ｇ 第１送信回路
２０ｈ 第２送信回路
２１ 第１接続部
２２ 第２接続部
２３ 第３接続部
２４ ノイズフィルタ
２５ 整流平滑回路
２６ａ インバータ
２６ｂ 室外ファン
２６ｃ 電源回路
２７ ローパスフィルタ
３０ 接続回路
３０ａ 強電ノイズフィルタ
３０ｂ 絶縁回路
３０ｃ バンドパスフィルタ
３０ｄ 通信回路
３０ｅ 制御回路
３０ｆ 弱電ノイズフィルタ
３０ｇ 第１受信回路
３０ｈ 第２受信回路
３１ 第１接続部
３２ 第２接続部
３３ 第３接続部
３４ ノイズフィルタ
３５ 整流平滑回路
３６ｂ 室内ファン
３６ｃ 電源回路
３７ ローパスフィルタ
３８ ローパスフィルタ
３９ 受電回路
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｌ 配線
Ｌ１ 強電電源線
Ｌ１１ 電源線
Ｌ１２ 共用線
Ｌ１３ 信号線
Ｌ２ 弱電電源線

Claims (9)

1. 強電の伝送を行うための電源線と、通信を行うための信号線と、強電の伝送及び通信に共用される共用線とを含む強電電源線が接続される第１接続部と、
   通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は通信とともに弱電の伝送を行う配線が接続される第２接続部と、
   前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続回路と
   を備え、
   前記第１接続部は、
   前記強電電源線を介して、外部の他の空調関連機器に接続するためのものであり、
   前記第２接続部は、
   通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して、外部の他の空調関連機器に接続するためのものであり、
   前記接続回路は、
   前記強電電源線を介した通信及び前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う通信回路と、
   前記通信回路の前段に設けられており、強電電力を遮断し、通信に係る信号を透過する絶縁回路と
   を含み、
   前記第１接続部は、前記絶縁回路を介して前記通信回路に接続され、
   前記第２接続部は、前記絶縁回路を介さずに前記通信回路に接続されている
   空調関連機器。
2. 交流電源に接続される第３接続部と、
   ノイズフィルタを介して前記第３接続部に接続され、かつ、前記ノイズフィルタ及び強電用のローパスフィルタを介して前記第１接続部に接続されており、前記交流電源から供給された強電電力又は前記強電電源線を介して伝送された強電電力を受電し、主電力を自装置に供給する電源回路と、
   弱電用のノイズフィルタ及びローパスフィルタを介して前記第２接続部に接続されており、前記第２接続部に接続された前記配線を介して伝送された弱電電力を受電し、補助電力を自装置に供給する受電回路と
   を備える請求項１に記載の空調関連機器。
3. 前記強電電源線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記強電電源線を介して受信する第１受信回路と、
   前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して受信する第２受信回路と
   を備える請求項１又は請求項２に記載の空調関連機器。
4. 交流電源に接続され、主電力を自装置に供給する電源回路を備え、
   交流電源の強電電力を、前記強電電源線を介して他の空調関連機器に伝送するようにしてある請求項１に記載の空調関連機器。
5. 前記強電電源線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記強電電源線を介して送信する第１送信回路と、
   前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信に係る信号の周波数よりも低周波数の信号を、前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して送信する第２送信回路と
   を備える請求項４に記載の空調関連機器。
6. 前記電源線及び前記共用線を用いて強電電力の伝送が行われるとともに、前記通信回路は前記信号線及び前記共用線を介した通信を行う
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空調関連機器。
7. 前記絶縁回路は、
   トランス又はコンデンサを備える
   請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の空調関連機器。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の第１の空調関連機器と、
   前記第１の空調関連機器に前記強電電源線又は前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して接続された第２の空調関連機器と
   を備え、
   前記第１の空調関連機器は、前記第２の空調関連機器との間で前記強電電源線又は前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う
   空調システム。
9. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の第１の空調関連機器と、
   前記第１の空調関連機器に前記強電電源線を介して接続された第２の空調関連機器と、
   前記第１の空調関連機器に前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介して接続された第３の空調関連機器と
   を備え、
   前記第１の空調関連機器は、前記第２の空調関連機器との間で前記強電電源線を介した通信を行うとともに、前記第３の空調関連機器との間で前記通信を目的とし電力伝送を目的としない配線又は前記通信とともに弱電の伝送を行う配線を介した通信を行う
   空調システム。

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