CN111801531A - 空气调节系统 - Google Patents
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Abstract
空气调节系统(1)具有室外机(2)和室内机(3)，室内机通过空调通信线(6)与室外机(2)连接。室外机(2)具有控制部(11)、压缩机(12)、风扇(14)、压缩机变频器(13)、风扇变频器(15)、热交换器以及各种阀等。室外机(2)的控制部(11)在通信电路(21)与空调通信线(6)之间具有耦合电容器(22)和降噪变压器(23)。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气调节系统。
背景技术
在现有的空调系统中，通过空调通信线将室外机与多台室内机连接在一起。室外机包括压缩机以及驱动压缩机的逆变电路。多个室内机分别设置有用于控制该室内机的控制电路。例如，逆变电路的噪声会对室外机与室内机之间的通信信号造成影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第4336142号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
为了提高室外机和室内机的控制性能，优选提高空调通信线中的通信速度。然而，如上文所述的那样，若提高通信速度，则噪声的影响将变大，因此，难以使提高空调通信线中的通信速度与降低噪声的影响这两者同时成立。
本发明的目的在于提供一种空气调节系统，能够降低噪声对高速通信的影响。
解决技术问题所采用的技术方案
第一观点的空气调节系统包括室外机(2)和室内机(3)，所述室外机(2)包括逆变电路(13)，所述室内机(3)与所述室外机(2)以能够通信的方式连接，其中，所述空气调节系统包括所述室外机(2)与所述室内机(3)之间的通信中的信号调节机构(22、23、42、43、153)。另外，信号调节机构对通信信号中期望的频带的电平进行调节或者对用于通信的频率进行调节。
根据第一观点所述的空气调节系统，通过对通信信号的频率成分中与逆变电路相应的频率的信号成分的电平进行调节或者以不使用规定的频带的方式调节通信信号，能够降低噪声的影响，能够高速地进行通信。
在第二观点的空气调节系统中，所述信号调节机构对规定的频宽所包含的信号电平进行调节。
根据第二观点所述的空气调节系统，通过对调节电平的频宽进行设定，能够以高频率的信号成分进行高速通信。
在第三观点的空气调节系统中，所述信号调节机构生成不包含规定的频宽的通信信号。
根据第三观点所述的空气调节系统，根据混入的噪声来设定规定的频宽，从而能够通过不包括包含噪声的频带的通信信号，在没有噪声的影响的情况下进行高速通信。
在第四观点的空气调节系统中，所述信号调节机构在规定的频宽变为有效。另外，信号调节机构的有效是指对通信信号的电平进行调节，信号调节机构的无效是指不对通信信号的电平进行调节。
根据第四观点的空气调节系统，通过将待调节的信号成分的频带域限制在规定的频宽，能够抑制信号波形的畸变(变形)，能够进行高速通信。
在第五观点的空气调节系统中，使所述信号调节机构变为有效的频宽的中心频率能够可变。
根据第五观点所述的空气调节系统，能够进行与通信路径的状态(室外机(2)的状态)相应的信号调节。
在第六观点的空气调节系统中，所述空气调节系统具有对所述信号调节机构的有效与无效进行切换的切换机构(153、160)。
根据第六观点所述的空气调节系统，根据设置状态(通信距离、噪声电平)对信号调节机构的有效和无效进行切换，能够抑制通信质量(信号波形)的降低。
在第七观点的空气调节系统中，所述信号调节机构设置于所述室外机(2)和所述室内机(3)中的至少一者。
在第八观点的空气调节系统中，所述信号调节机构包括连接在该信号调节机构与空调信号线(6)之间的降噪变压器(23、43)。
附图说明
图1是第一实施方式的空气调节系统的概略图。
图2是第一实施方式的室外机和室内机的概略框图。
图3是室外机和室内机中混入噪声的说明图。
图4是通信信号的波形图。
图5是包含噪声的通信信号的波形图。
图6是表示高速通信中的通信信号的频率成分的说明图。
图7是表示通信信号和噪声的频率成分的说明图。
图8是第二实施方式的空气调节系统(室外机和室内机)的概略框图。
图9是第二实施方式的通信电路的框图。
具体实施方式
以下，将对本发明的实施方式的空气调节系统进行说明。另外，本发明不限定于以下记载的示例，而是由权利要求书示出，意在包含与权利要求书的范围均等的意思以及范围内的所有变更。
(第一实施方式)
以下，对第一实施方式进行说明。
如图1所示，空气调节系统1具有设置于屋外的室外机2和设置于屋内的室内机3。图1中示出了五台室内机3。该空气调节系统1例如设置于办公室大楼或出租大楼等建筑物。室外机2通过制冷剂配管5与各室内机3连接。此外，室外机2通过空调通信线6与各室内机3连接。此外，本实施方式的空气调节系统1具有系统管理装置4，该系统管理装置4通过空调通信线6与室外机2连接。系统管理装置4例如接收来自对大楼等建筑物进行管理的用户的指令，对多台室内机3进行集中管理。
另外，空气调节系统的结构能够进行适当改变。例如，能够设置成相对室外机2连接有一台以上的室内机3的结构。此外，能够设置成具有多台室外机2的结构。此外，能够设置成具有多台室外机2并且各台室外机2连接有一台以上的室内机3的结构。此外，系统管理装置4也可省略。
在空气调节系统1中，要求提高室外机2和室内机3的控制性能。例如，对于设定温度的改变以及室温等的温度变化，要求非常仔细地控制室外机2和室内机3。因此，空气调节系统构成为在室外机2与室内机3之间的通信中进行高速通信。
如图2所示，室外机2具有控制部11、压缩机12、风扇14、压缩机变频器13、风扇变频器15、热交换器以及各种阀等。
压缩机12例如是涡旋式或螺杆式等容量式压缩机，其在吸入制冷剂并对制冷剂进行压缩后，将制冷剂排出。压缩机12包括作为驱动源的马达。压缩机变频器13包括用于驱动压缩机12的马达的开关元件。开关元件例如是IGBT(绝缘栅双极晶体管)。控制部11以规定的载波频率(例如，6kHz)对开关元件进行接通、断开控制，通过该开关元件的接通、断开而驱动压缩机12。
风扇14是生成空气流的送风机，该空气流在流入室外机2内并流过室外热交换器后，向室外机2外流出。风扇14包括作为驱动源的马达。风扇变频器15包括用于驱动风扇14的马达的开关元件。开关元件例如是IGBT。控制部11对风扇变频器15的开关元件进行接通、断开控制，通过该开关元件的接通、断开而驱动风扇14。
控制部11例如构成为安装有微型计算机等的控制基板。该控制部11具有通信电路21、耦合电容器22、降噪变压器23。通信电路21与室内机3的通信电路41进行通信，并且通过耦合电容器22和降噪变压器23与空调通信线6连接。
通信电路21通过耦合电容器22和降噪变压器23将用于发送运转数据的通信信号输出至空调通信线6。通信电路21例如通过正交频分复用方式(OFDM方式)生成用于通信的信号。此外，通信电路21通过从空调通信线6经由降噪变压器23和耦合电容器22输入的通信信号接收运转数据。“运转数据”例如包括从遥控器等发出的运转、停止指令以及温度传感器的温度信息等。控制部11根据上述运转数据控制压缩机12的运转频率、各种阀的开闭以及切换等。
室内机3具有控制部31、风扇32、风扇变频器33、热交换器以及膨胀阀等。风扇32是生成空气流的送风机，该空气流在流入室内机3内并流过热交换器后，向室内机3外流出。风扇32包括作为驱动源的马达。风扇变频器33包括用于驱动风扇32的马达的开关元件。开关元件例如是IGBT。控制部31对风扇变频器33的开关元件进行接通、断开控制，调节风扇32的转速，并且控制待生成的空气流的流量。
控制部31例如构成为安装有微型计算机等的控制基板。该控制部31具有通信电路41、耦合电容器42、降噪变压器43。通信电路41与室外机2的通信电路21进行通信，并且通过耦合电容器42和降噪变压器43与空调通信线6连接。通信电路41通过耦合电容器42和降噪变压器43将用于发送运转数据的通信信号输出至空调通信线6。此外，通信电路41通过从空调通信线6经由降噪变压器43和耦合电容器42输入的通信信号接收运转数据。
如上文所述的那样，室外机2的通信电路21通过耦合电容器22和降噪变压器23与空调通信线6连接。耦合电容器22和降噪变压器23根据与通信信号叠加的噪声进行设定。
在此，对噪声的产生以及叠加进行说明。
图3表示构成比较例的空气调节系统201的室外机202和室内机203。另外，针对与图2所示的实施方式的室外机2和室内机3相同的结构标注相同的符号进行说明。
该比较例的室外机202具有控制部211、压缩机12、压缩机变频器13、风扇14以及风扇变频器15。控制部211具有通信电路21、耦合电容器22，通信电路21通过耦合电容器22与空调通信线6连接。
室内机203具有控制部231、风扇32以及风扇变频器33。控制部231具有通信电路41、耦合电容器42，通信电路41通过耦合电容器42与空调通信线6连接。
室外机202具有驱动压缩机12的压缩机变频器13。压缩机变频器13包括用于驱动压缩机12的开关元件，通过开关元件的接通、断开而驱动压缩机12。根据该开关元件的接通、断开，会产生噪声。图3中，开关元件的接通、断开通过由虚线圆围成的接通、断开波形示出。基于上述开关元件的接通、断开的噪声(共态噪声)Nx通过寄生电容251混入空调通信线6，与通过空调通信线6传递的通信信号叠加。
图4示出了通信信号Sa的波形的一例，图5示出了叠加有噪声Nx的通信信号Sa的波形的一例。在空气调节系统中，在采用了对数据进行编码并发送、接收数据的基带传输的情况下，如图5所示，由于压缩机变频器13的开关噪声的影响而产生的振铃作为噪声Nx与通信信号Sa叠加。
如图3所示，室外机202中产生的噪声Nx与在空调通信线6中传递的通信信号Sx叠加。连接在通信电路21与空调通信线6之间的耦合电容器22具有供高频成分通过的特性。因此，包括噪声Nx的通信信号Sx被室外机2的通信电路21接收。如上所述那样混入的噪声Nx根据其频率和电平而使通信信号Sx的波形变化，成为产生通信异常的主要因素。与室外机202相同地，在室内机203中，包括噪声的通信信号通过耦合电容器42被通信电路41接收，由于该接收信号所包含的噪声，该接收信号构成产生通信异常的主要因素。
如图7所示，在本实施方式的空气调节系统的室外机2与室内机3之间发送、接收的通信信号S1通过规定的调制方式包括频率f1至频率f2的频率成分。作为调制方式，例如采用正交频分复用方式(OFDM方式)。频率f1例如是2MHz，频率f2例如是30MHz。另外，频率f2也可以是30MHz以上。此外，由于压缩机12的驱动而产生的噪声Nx包括高于频率f1的频率f3到频率f4的范围的频率成分。本申请的发明人等发现，在空气调节系统1中，在以规定的载波频率(例如6kHz)驱动压缩机12的情况下，由于该压缩机12而产生的噪声Nx包括5MHz附近的频率成分。此外，本申请的发明人等发现，如上所述那样产生的噪声包括具有规定频宽(例如，3MHz)的频率成分，规定频宽的中心频率根据空气调节系统1的状态(设置状态、运转状态)变化。关于噪声的频率成分，在设置的一例中，频率f3为3MHz，频率f4为6MHz，在另一设置例中，频率f3为5MHz，频率f4为8MHz。也就是说，噪声的频率成分具有3MHz的频宽，并且该频率成分根据结构而变化，例如，其下限值是3MHz，上限值是10MHz。另外，包含噪声的频率成分的宽度即噪声的频带有时根据设备而不同。本申请的发明人等发现频带为1～5MHz。此外，本申请的发明人等发现，噪声的产生源不限于上述压缩机变频器13，例如风扇变频器15有时也会产生对通信造成影响的噪声。此外，本申请的发明人等发现，由于风扇变频器15的驱动而产生的噪声的频带为15～20MHz。
(作用)
本实施方式的空气调节系统1具有室外机2和室内机3，所述室内机3通过制冷剂配管5和空调通信线6与室外机2连接。
如图2所示，室外机2的控制部11在通信电路21与空调通信线6之间具有耦合电容器22和降噪变压器23。耦合电容器22使通信信号包含的频率成分中的高频率成分通过。降噪变压器23使低频率成分通过。
降噪变压器23的频率特性能够通过线圈的卷绕方式和芯体的材质进行调节。由此，能够对通信信号的频率成分中与噪声对应的范围的频率成分进行调节。例如，在与由上述压缩机变频器13产生的噪声对应的情况下，该待调节的频率成分的宽度优选为例如1MHz～5MHz。另外，优选将待调节的频率成分设定在规定范围(例如，3～10MHz)，并且该规定范围的频率根据室外机2中产生的噪声进行设定，该情况的下限值优选设为例如3MHz，此外，其上限值优选设为例如10MHz。如此一来，通过使用耦合电容器22和降噪变压器23对与从空调通信线6接收的通信信号S1叠加的噪声Nx所对应的频带(f3～f4)的电平进行调节，能够抑制通信异常的发生。
图6表示通过了耦合电容器22和降噪变压器23的通信信号S1的频率成分。通信信号S1包括频率f1至频率f3的频率成分以及频率f4至频率f2的频率成分，图7所示的频率f3至频率f4的频率成分受到调节。也就是说，耦合电容器22和降噪变压器23构成对通信信号S1的规定频率成分进行调节的信号调节机构。利用该信号调节机构对通信信号S1中的规定频率成分的信号电平进行调节，能够抑制由于噪声Nx的混入而导致的通信异常的发生。
如图2所示，室内机3的控制部31在通信电路41与空调通信线6之间具有耦合电容器42和降噪变压器43。耦合电容器42使通信信号包含的频率成分中的高频率成分通过。降噪变压器43使低频率成分通过。因此，与室外机2的情况相同地，在室内机3中，通过对耦合电容器42和降噪变压器43的频率特性进行调节，能够限制与室外机2中产生的噪声对应的频率成分的电平。耦合电容器42和降噪变压器43构成对通信信号S1的规定频率成分进行调节的信号调节机构。因此，在室内机3中，能够抑制通信异常的发生。
如以上所述的那样，根据本实施方式，获得以下的效果。
(1-1)室外机2的控制部11在通信电路21与空调通信线6之间具有耦合电容器22和降噪变压器23。耦合电容器22和降噪变压器23构成对通信信号S1的规定频率成分进行调节的信号调节机构。如此一来，通过使用降噪变压器23调节规定频带的电平，在该频带处不容易受到与从空调通信线6接收的通信信号S1叠加的噪声Nx的影响，能够抑制通信异常的发生。
(1-2)根据噪声Nx的频率成分，待调节的频率成分的范围越窄，则通信信号S1以越接近原脉冲波形的波形被通信电路21接收。因此，在室外机2中，能够获得质量好的通信信号S1，能够抑制通信异常的发生。
(1-3)在室内机3中，通过对耦合电容器42和降噪变压器43的频率特性进行调节，能够调节与在室外机2中产生的噪声对应的频率成分。耦合电容器42和降噪变压器43构成对通信信号S1的规定频率成分进行调节的信号调节机构。因此，在室内机3中，能够防止通信异常的发生。
(第二实施方式)
以下，对第二实施方式进行说明。
另外，在本实施方式中，针对与上述第一实施方式相同的结构构件标注相同的符号，并省略其说明的一部分或全部。
如图8所示，空气调节系统101具有室外机102和室内机103，室外机102与室内机103通过空调通信线6以能够彼此进行通信的方式连接。另外，虽然在图8中示出了一台室外机102和一台室内机103，但是，也可与上述第一实施方式相同地连接有多台室内机103。此外，也可以是多台室外机102与多台室内机103连接。此外，也可连接图1所示的系统管理装置4。
室外机102具有控制部111、压缩机12、风扇14、压缩机变频器13、风扇变频器15、热交换器以及各种阀等。
控制部111例如构成为安装有微型计算机等的控制基板。控制部111具有通信电路121和耦合电容器22。通信电路121与室内机103的通信电路141进行通信，并且通过耦合电容器22与空调通信线6连接。
室内机103具有控制部131、风扇32、风扇变频器33、热交换器以及膨胀阀等。
控制部131例如构成为安装有微型计算机等的控制基板。该控制部131具有通信电路141和耦合电容器42。通信电路141与室外机102的通信电路121进行通信，并且通过耦合电容器42与空调通信线6连接。
图9示出了本实施方式的室外机102的通信电路121的框图。另外，室内机103的通信电路141构成为与室外机102的通信电路121相同。
通信电路121具有通信控制部151、纠错编码部152、色调图生成部153、逆小波变换部154、发送部155、接收部156、小波变换部157、传递路径估计均衡器158以及纠错部159。通信控制部151例如是MAC(介质访问控制)部。发送部155例如包括数字模拟转换器(DAC)和放大器(AMP)，接收部156例如包括放大器(PGA)和模拟数字转换器(ADC)。
运转数据通过通信控制部151、纠错编码部152、色调图生成部153、逆小波变换部154、发送部155被转换成通信信号，并且被输出至图8所示的空调通信线6。通过空调通信线6传递而来的通信信号经由接收部156、小波变换部157、传送路径估计均衡器158、纠错部159以及通信控制部151而作为运转数据被接收。
色调图生成部153根据保存于存储器160的生成信息来生成规定载波频率(载波序号)的色调图。载波频率例如是2MHz～30MHz。在存储器160中，作为生成信息，保存在室外机102中产生的噪声的频率以及表示是否需要生成的开关信息。噪声的频率是上述第一实施方式中说明的噪声所包含的频率成分的频率f3、f4。开关信息是表示是否对噪声的频率中的信号成分进行调节的信息(旗标)。在设定有旗标(例如为“1”)的情况下，色调图生成部153生成色调图，该色调图不包括用于通信的载波频率中所设定的噪声的频率成分(频率f3至频率f4)的信息。另一方面，在未设定有旗标(例如为“0”)的情况下，色调图生成部153生成包含载波频率的所有信息的色调图。
通过采用不包含噪声的频率成分的色调图，能够生成不包含该频率成分的发送信号。因此，即使混入噪声，也不会对发送信号造成影响，因此，能够抑制通信异常的发生。
在本实施方式中，根据空气调节系统101的状态设定或不设定旗标，能够对包含噪声的频率成分的色调图与不包含噪声的频率成分的色调图进行切换。根据室外机102的设置状态和空调通信线6的铺设状态，噪声的产生以及噪声的混入有所不同。在高速通信中，优选使用所有的载波频率。因此，根据噪声的状态不设定旗标，能够生成质量好的发送信号并进行高速通信。此外，通过设定旗标，能够生成将噪声的影响降低后的发送信号并进行高速通信。
如第一实施方式中所说明的那样，在室外机102中产生的噪声Nx与通过空调通信线6向室内机103传递的通信信号叠加。与室外机102相同地，在室内机103中，包含噪声的通信信号被通信电路141接收，由于该接收信号所包含的噪声，有时会发生通信异常。
例如，在设置于办公室大楼等建筑物的空气调节系统101中，室外机102和室内机103的制冷剂配管5较长，与之伴随地，空调通信线6也变长。室外机102与室内机103之间的空调通信线6的长度变得越长，则通信信号所包含的高频成分越减少，通信信号的S/N比越降低。
与空调通信线6连接的多台室内机103中，根据从室外机102到各室内机103的空调通信线6的长度以及各室内机103的设置状态，噪声对各室内机103的影响有时不同。因此，在各室内机103中，通过旗标，能够容易地设定用于通信的频率成分的调节的接通、断开。
如以上所述的那样，根据本实施方式，获得以下的效果。
(2-1)根据空气调节系统101的状态设定或不设定旗标，能够对包含噪声的频率成分的色调图与不包含噪声的频率成分的色调图进行切换。根据室外机102的设置状态和空调通信线6的铺设状态，噪声的产生以及噪声的混入有所不同。在高速通信中，优选使用所有的载波频率。因此，根据噪声的状态不设定旗标，能够生成质量好的发送信号并进行高速通信。此外，通过设定旗标，能够生成将噪声的影响降低后的发送信号并进行高速通信。
(2-2)在与空调通信线6连接的多台室内机103中，根据从室外机102到各室内机103的空调通信线6的长度以及各室内机103的设置状态，噪声对各室内机103的影响有时不同。因此，在各室内机103中，通过旗标，能够容易地设定用于通信的频率成分的调节的接通、断开。
(其他实施方式)
另外，上述各实施方式也可以下述方式实施。
·在第二实施方式中，只要能够对用于通信的频率成分进行调节即可，例如也可采用OFDM方式等调制方式生成通信信号。
·在第二实施方式中，也可以是，将频率f3保存至存储器160，计算出将规定值(例如3MHz)与该频率f3相加后得到的值，并且设为直到根据频率f3算出的值之前，在色调图生成部153中不生成信息。相反地，也可以是，将频率f4保存至存储器160，计算出从该频率f4减去规定值(例如3MHz)后得到的值，并且设为从算出的值起到频率f4之前，在色调图生成部153中不生成信息。
此外，也可以将待调节的频带的中心频率保存至存储器160，并且从该中心频率起以规定的频宽调节信号电平。此外，还可将中心频率和待调节的频宽保存至存储器160而对信号电平进行调节。
·在第二实施方式中，也可构成为接收噪声，将该噪声的电平与阈值进行比较，并且根据噪声的电平来设定或不设定旗标。
·在第一实施方式中，例如，也可以包括绕过降噪变压器23、43的路径以及该路径中的开关，通过在设置开关时进行接通、断开，对用于通信的频率成分的调节的有效与无效进行切换。此外，还可在运转中根据指令信号和噪声的电平判定结果来接通、断开开关。
·在上述空气调节系统1、101中，由于在室外机2、102与室内机3、103之间通过空调通信线6进行通信，因此，可以在室外机和室内机的至少一者中进行与噪声对应的频带的信号电平的调节。
·以上，对实施方式进行了说明，但应当理解的是，能够在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下进行形式和细节的各种变更。
符号说明
2、102 室外机
3、103 室内机
13 压缩机变频器
11、31、111、131 控制部
21、41、121、141 通信电路
22、42 耦合电容器
23、43 降噪变压器(信号调节机构)
153 色调图生成部(信号调节机构、切换机构)
160 存储器(切换机构)
S1、Sx 通信信号
Nx 噪声。
Claims (8)
1.一种空气调节系统，所述空气调节系统包括室外机(2)和室内机(3)，所述室外机(2)包括逆变电路(13)，所述室内机(3)与所述室外机(2)以能够通信的方式连接，其特征在于，
所述空气调节系统包括所述室外机(2)与所述室内机(3)之间的通信中的信号调节机构(22、23、42、43、153)。
2.如权利要求1所述的空气调节系统，其特征在于，
所述信号调节机构对规定的频宽所包含的信号电平进行调节。
3.如权利要求1或2所述的空气调节系统，其特征在于，
所述信号调节机构生成不包含规定的频宽的通信信号。
4.如权利要求1至3中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，
所述信号调节机构在规定的频宽变为有效。
5.如权利要求4所述的空气调节系统，其特征在于，
使所述信号调节机构变为有效的频宽的中心频率能够可变。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，
所述空气调节系统具有对所述信号调节机构的有效与无效进行切换的切换机构(153、160)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，
所述信号调节机构设置于所述室外机(2)和所述室内机(3)中的至少一者。
8.如权利要求1至7中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，
所述信号调节机构包括连接在该信号调节机构与空调信号线(6)之间的降噪变压器(23、43)。
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