JP2023119898A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機から給電される付属機器を備える空気調和システムにおいて、付属機器を小型化する。【解決手段】空気調和システム１は、空気調和機２と、空気調和機２からの給電により駆動される付属機器３とを備える。給電配線Ｗは、空気調和機２から付属機器３に給電を行うための装置である。第１通信装置２０は、給電配線Ｗに流す電流を変化させて空気調和機２と付属機器３との間でカレントループ通信を行うためのものである。第２通信装置３０は、給電配線Ｗに電圧信号を重畳して空気調和機２と付属機器３との間で通信を行うための装置である。コントローラ４０は、第１通信装置２０と第２通信装置３０を制御する。【選択図】図２

Description

空気調和機と、前記空気調和機からの給電により駆動される付属機器とを備える空気調和システムに関する。

従来の室外機と室内機を備える空気調和機においては、例えば特許文献１（特開２０２０－１６７５７８号公報）に記載されているように、低周波信号と高周波信号を用いて機器の接続の確認と機器間の通信とを行う場合がある。

特許文献１に記載されているように、室外機と室内機のような大型の機器に用いられている通信方法を空気調和機と付属機器との間の通信に適用しようとすると、付属機器の小型化が難しくなる。そこで、給電配線を用いたカレントループ通信により空気調和機と付属機器との間で通信と給電を行う構成にすると、電源と通信信号の分離を行うための電気部品のサイズなどが付属機器の小型化の障害になる。

空気調和機から給電される付属機器を備える空気調和システムには、付属機器を小型化するという課題がある。

第１観点の空気調和システムは、空気調和機と、空気調和機からの給電により駆動される付属機器とを備える空気調和システムであって、給電配線と、第１通信装置と、第２通信装置と、コントローラと、を備える。給電配線は、空気調和機から付属機器に給電を行うためのものである。第１通信装置は、給電配線に流す電流を変化させて空気調和機と付属機器との間でカレントループ通信を行うためのものである。第２通信装置は、給電配線に電圧信号を重畳して空気調和機と付属機器との間で通信を行うためのものである。コントローラは、第１通信装置と第２通信装置を制御する。

第１観点の空気調和システムは、カレントループ通信を付属機器の認識に用いて、データの通信に電圧信号を用いることができる。このような空気調和システムでは、カレントループ通信のみで機器の認識とデータの通信を行う場合に比べて、付属機器の構成部品を小型化し易くなり、付属機器の小型化が容易になる。

第２観点の空気調和システムは、第１観点のシステムであって、第１通信装置のカレントループ通信は、給電配線を流れる電流をオンオフすることにより通信するものである。

第３観点の空気調和システムは、第１観点又は第２観点のシステムであって、第２通信装置の電圧信号の周波数が、第１通信装置のカレントループ通信の周波数よりも高い。

第３観点の空気調和システムは、第１通信装置を用いて第２通信装置よりもクロストークが生じ難い通信が行え、第２通信装置を用いて第１通信装置よりも多くのデータを速く伝送することができる。

第４観点の空気調和システムは、第１観点から第３観点のいずれかのシステムであって、コントローラは、カレントループ通信を用いて付属機器が接続されていることを判別して通信ネットワークを形成し、通信ネットワークの形成後に電圧信号によるデータ通信を行う。

第５観点の空気調和システムは、第４観点のシステムであって、コントローラは、空気調和機と付属機器との間で、第２通信装置による送受信、第１通信装置による送受信、第２通信装置による送受信を順に行わせることにより付属機器が接続されていることを判別し、通信ネットワークを形成する。

第５観点の空気調和システムは、カレントループ通信の前後に電圧信号の送受信が行われるので、いずれか一方の通信のみで行われる場合に比べて、付属機器の接続の判別を短時間で確実に行える。

第６観点の空気調和システムは、第１観点から第５観点のいずれかのシステムであって、給電配線は、無極性配線である。

第６観点の空気調和システムは、現場で給電配線を付属機器に接続する場合に極性を特定する必要がないので、給電配線の接続をスムーズに行える。

実施形態に係る空気調和システムの構成の一例を示す概念図である。 室内機と付属機器の通信に係る構成を示すブロック図である。 空気調和機と付属機器との間の通信に係る動作を説明するためのフローチャートである。 空気調和機と付属機器との間の通信に係る動作を説明するためのタイミングチャートである。 変形例に係る空気調和システムの構成の一例を示す概念図である。

（１）全体構成
図１に示されている空気調和システム１は、空気調和機２と付属機器３とを備えている。空気調和機２は、室外機１１と複数の室内機１２とを備えている。空気調和機２は、室外機１１と室内機１２が互いに通信できるように繋がれていて、目的とする空間の空気調和を行う。また、空気調和機２の室内機１２と付属機器３が互いに通信できるように繋がれていて、付属機器３は、空気調和機２に対して特定の機能を付与する。ここで説明する付属機器３は、特定の機能を空気調和機２に付与する際に、電気によって駆動される電気機器である。

例えば、付属機器３がセンサであれば、特定の自然現象または人工物の性質を検出する機能を、空気調和機２に付与することができる。付属機器３であるセンサは、例えば、自然現象または人工物の熱的、機械的、音響的、電磁気的もしくは化学的性質などを検出し、空気調和機２が扱える信号に置き換えて送信する。例えば、付属機器３がリモートコントローラであれば、空気調和機２を遠隔操作する機能を付与する。

この空気調和機２では、室外機１１への電力供給のために、室外機１１が商用電源１０１に接続されている。各室内機１２への電力供給は、室外機１１及び電源配線ＰＳＷを介して商用電源１０１から行われる。このように、空気調和機２においては、室外機１１と室内機１２とを駆動するための商用電源１０１が同系統になっている。なお、図５に示されているように、室外機１１を駆動するための商用電源１０１と室内機１２とを駆動するための商用電源１０２のように電源は同系統でなくてもよい。付属機器３への給電は、空気調和機２の室内機１２から行われる。付属機器３は、空気調和機２からの給電により駆動される電気機器である。

空気調和機２では、室外機１１と第１室内機１２ａ、第２室内機１２ｂ及び第３室内機１２ｃが冷媒回路ＲＣを形成しており、これらが１つの冷媒系統ＲＳの中核をなす。室外機１１、第１室内機１２ａ、第２室内機１２ｂ及び第３室内機１２ｃが冷媒配管Ｐ１，Ｐ２で接続され、これら室外機１１及び室内機１２の中を同一の冷媒が循環している。ここで、冷媒系統ＲＳには、室外機１１と第１室内機１２ａ、第２室内機１２ｂ及び第３室内機１２ｃだけでなく、空気調和機２に取り付けられる付属機器３が含まれる。また、冷媒系統ＲＳには、空気調和機２を制御する制御機器（図示せず）が含まれてもよい。制御機器には、例えば、室外機１１と第１室内機１２ａ、第２室内機１２ｂ及び第３室内機１２ｃを制御する集中コントローラがある。

例えば、空気調和機２以外の他の空気調和機がある場合に、同一の付属機器３が空気調和機２と他の空気調和機の両方に付属可能な場合に、付属機器３が空気調和機２と他の空気調和機の何れに付属しているかを区別することが必要になる。空気調和システム１においては、空気調和機２を運転に関連するグループと他の空気調和機を運転に関連するグループを区別し、それぞれ別の冷媒系統として取り扱い、対象とする空気調和機が属する系統を認識する系統認識を行っている。付属機器３は、空気調和機２の冷媒回路ＲＣが属する冷媒系統ＲＳに含まれている。

空気調和機２の室外機１１は、室内機１２ａ，１２ｂ，１２ｃが同一の冷媒系統ＲＳに属することを認識している。室外機１１は、電源配線ＰＳＷを使って、同一の冷媒系統ＲＳの室内機１２ａ，１２ｂ，１２ｃと通信することができる。空気調和機２は、室外機１１と室内機１２ａ，１２ｂ，１２ｃが通信によってデータを相互に送受信することにより、室外機１１と室内機１２ａ，１２ｂ，１２ｃが協働して冷媒系統ＲＳに関する空気調和を実施することができる。また、空気調和機２は、室内機１２と付属機器３が通信によってデータを相互に送受信することにより、室内機１２と付属機器３が協働して冷媒系統ＲＳに関する空気調和を実施することができる。

ここでは、空気調和機２の室内機１２が付属機器３に電力を供給し、給電配線Ｗを使って室内機１２と付属機器３とがカレントループ通信及び高周波通信を行う場合について説明する。本開示においては、カレントループ通信で送信される信号の周波数よりも、高周波通信で送信される信号の周波数の方が高い。給電配線Ｗは、室外機１１から室内機１２に電力を供給する電源配線ＰＳＷとは異なる配線である。しかし、空気調和機２から付属機器３に電力を供給する態様は、室内機１２から供給する場合には限られない。例えば、室外機１１が付属機器３に給電配線を使って電力を供給するように構成してもよい。このように構成した場合、室外機１１と付属機器３とを接続する給電配線を使って室外機１１と付属機器３とがカレントループ通信及び高周波通信を行うように構成してもよい。

（２）詳細構成
図２には、空気調和機２と付属機器３の通信に係る構成が示されている。さらに詳細には、空気調和機２の室内機１２と付属機器３の通信に係る構成が示されている。

（２－１）室内機
図２に示されているように、室内機１２は、カレントループ送信機２１と、第１通信ドライバ３１と、第１コントローラ４１と、定電圧源５１と、ローパスフィルタ５２と、キャパシタ３３，３４とを備えている。また、室内機１２は、電源配線ＰＳＷに接続されている直流電源６０と、内部電源ラインＩＬ１を有している。直流電源６０は、例えば、電源配線ＰＳＷから直流電圧を生成する整流回路である。内部電源ラインＩＬ１は、直流電源６０に接続され、室内機１２の内部に直流電力を供給するラインである。

定電圧源５１は、内部電源ラインＩＬ１から電力を得て、一定の電圧を発生する。図２に示されている室内機１２は、ツェナーダイオードを定電圧源５１として用いている。ここでは、ツェナーダイオードを定電圧源５１として用いているが、定電圧源５１はツェナーダイオード以外の素子または回路を用いて構成されてもよい。ツェナーダイオードのカソードが定電圧源５１の出力端ＯＴに接続され、ツェナーダイオードのアノードがグランドＧＮＤに接続される。

カレントループ送信機２１は、定電圧源５１の出力端ＯＴと給電配線Ｗの第１ラインＬ１との間に接続されている。カレントループ送信機２１は、定電圧源５１の出力端ＯＴと第１ラインＬ１とを接続する状態を変化させることによって電流信号ＣＳを送信する。カレントループ送信機２１は、第１コントローラ４１から与えられるデータ信号ＤＳ１に応じた電流信号ＣＳを送信する。このカレントループ送信機２１は、後述するカレントループ受信機２２とともに第１通信装置２０を構成する。

カレントループ送信機２１は、例えばスイッチング素子で構成することができる。スイッチング素子は、データ信号ＤＳ１に応じて、定電圧源５１の出力端ＯＴと第１ラインＬ１とを接続する状態と接続しない状態とを切り換えることによって電流信号ＣＳを送信する。定電圧源５１の出力端ＯＴと第１ラインＬ１とが接続されているときには第１ラインＬ１に電流が流れ、定電圧源５１の出力端ＯＴと第１ラインＬ１とが接続されていないときには第１ラインＬ１に電流が流れない。このような電流が流れる状態と流れない状態によって（電流をオンオフすることによって）、デジタルの電流信号ＣＳが生成される。スイッチング素子は、例えば、トランジスタによって構成される。スイッチング素子として用いられるトランジスタは、コレクタ（ドレイン）が定電圧源５１の出力端ＯＴに接続され、エミッタ（ソース）が第１ラインＬ１に接続される。トランジスタのベース（ゲート）には、第１コントローラ４１からデータ信号ＤＳ１が与えられる。

ローパスフィルタ５２は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に挿入されている。ローパスフィルタ５２は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に生じる高周波ノイズを除去するためのフィルタである。ローパスフィルタ５２により、第２通信装置３０が第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に与える高周波信号ＨＦが定電圧源５１に送信されないように、高周波信号ＨＦを遮断することができる。

第１通信ドライバ３１とキャパシタ３３，３４は、第２通信装置３０の第１送受信機を構成する。後述する第２通信ドライバ３２とキャパシタ３５，３６は、第２通信装置３０の第２送受信機を構成する。言い換えると、第２通信装置３０は、第１送受信機（第１通信ドライバ３１とキャパシタ３３，３４）と第２送受信機（第２通信ドライバ３２とキャパシタ３５，３６）とから構成されている。第１通信ドライバ３１とキャパシタ３３，３４は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２との間に電圧の変化を生じさせることにより電圧信号（高周波信号ＨＦ）を送信する。第１通信ドライバ３１は、第１コントローラ４１から与えられるデータ信号ＤＳ３に応じた電圧信号を発生させる。キャパシタ３３，３４は、高周波信号ＨＦを通過させ、低周波信号である電流信号ＣＳを遮断する機能を持っている。第１通信ドライバ３１は、キャパシタ３３，３４を介して、給電配線Ｗで高周波信号ＨＦを送信することができる。

第１通信ドライバ３１は、キャパシタ３３，３４を介して、給電配線Ｗで送信されてきた高周波信号ＨＦを受信することができる。第１通信ドライバ３１は、受信した高周波信号ＨＦをデータ信号ＤＳ３に変換して第１コントローラ４１に伝える。

第１コントローラ４１は、コンピュータにより実現されるものである。第１コントローラ４１は、例えば、第１制御マイコンにより構成されている。第１制御マイコンは、制御演算装置と記憶装置とを備えるマイクロコントローラにより構成される。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。

（２－２）付属機器３
図２に示されているように、付属機器３は、カレントループ受信機２２と、第２通信ドライバ３２と、第２コントローラ４２と、ローパスフィルタ５３と、キャパシタ３５，３６と、ダイオードブリッジ５４と、内部電源５５とを備えている。また、付属機器３は、内部に電力を供給するための内部電源ラインＩＬ２を有している。

内部電源５５は、給電配線Ｗから電力を得て、付属機器３を駆動させるための一定の電圧を発生させる。内部電源５５は、例えばコンデンサにより構成される。内部電源５５がコンデンサの場合には、コンデンサの一端には、定電圧源５１の出力端ＯＴに生じている一定の電圧以下の電圧が発生する。言い換えると、内部電源５５を構成するコンデンサは、両端電圧の差が一定電圧になるまで、給電配線Ｗを通して供給される電荷を蓄積する。ここでは、コンデンサを内部電源５５として用いているが、内部電源５５はコンデンサ以外の素子または回路を用いて構成されてもよい。内部電源５５を構成しているコンデンサは、一端（内部電源５５の一端Ｅ１）が内部電源ラインＩＬ２に接続され、コンデンサの他端（内部電源５５の他端Ｅ２）がグランドに接続される。

カレントループ受信機２２は、内部電源５５の一端Ｅ１と給電配線Ｗの第１ラインＬ１との間に接続されている。カレントループ受信機２２は、電流信号ＣＳを受信し、データ信号ＤＳ３に変換する。カレントループ受信機２２は、電流信号ＣＳに応じたデータ信号ＤＳ３を第２コントローラ４２に伝える。

カレントループ受信機２２は、例えばフォトカプラで構成することができる。フォトカプラのフォトダイオードのアノードが第１ラインＬ１に接続され、カソードが内部電源５５の一端Ｅ１に接続される。図２に示されている回路の場合は、フォトカプラのフォトダイオードのカソードがコンデンサの一端に接続されている。フォトカプラは、例えば、エミッタ負荷に接続して用いられる。この場合、フォトカプラのエミッタは、電流信号ＣＳがオン状態（電流が第１ラインＬ１に流れている状態）のときに高電圧になり、電流信号ＣＳがオフ状態（電流が第１ラインＬ１に流れていない状態）のときに低電圧になる。

ローパスフィルタ５３は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に挿入されている。ローパスフィルタ５３は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に生じる高周波ノイズを除去するためのフィルタである。ローパスフィルタ５３により、第２通信装置３０が第１ラインＬ１と第２ラインＬ２に与える高周波信号ＨＦがカレントループ受信機２２及び内部電源５５に送信されないように、高周波信号ＨＦを遮断することができる。

ローパスフィルタ５３とカレントループ受信機２２との間に、ダイオードブリッジ５４が挿入されている。給電配線Ｗは、第１ラインＬ１の電位が第２ラインＬ２の電位よりも高くなる構成になっている。そのため、給電配線Ｗの高電位側をカレントループ受信機２２に接続し、給電配線Ｗの低電位側をグランドに接続するなどのように、給電配線Ｗの第１ラインＬ１と第２ラインＬ２の極性に応じた配線が必要になる。しかしながら、付属機器３を設置する作業者は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２の極性を正しく認識できない場合がある。そこで、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２がダイオードブリッジ５４の入力側の２つの端子の何れに接続されても、ダイオードブリッジ５４の出力側の２つの端子の一方（内部電源５５の一端Ｅ１に接続される方）が高電位になり他方（グランドに接続される方）が低電位になるように、ダイオードブリッジ５４が構成されている。ダイオードブリッジ５４が設けられているので、給電配線Ｗが無極性配線になる。言い換えると、給電配線Ｗの第１ラインＬ１と第２ラインＬ２の極性を考慮せずに、作業者は、給電配線Ｗを付属機器３に接続することができる。

第２通信ドライバ３２とキャパシタ３５，３６は、第２通信装置３０の第１送受信機を構成する。第２通信ドライバ３２とキャパシタ３５，３６は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２との間に電圧の変化を生じさせることにより電圧信号（高周波信号ＨＦ）を送信する。第２通信ドライバ３２は、第２コントローラ４２から与えられるデータ信号ＤＳ４に応じた電圧信号を発生させる。キャパシタ３５，３６は、高周波信号ＨＦを通過させ、低周波信号である電流信号ＣＳを遮断する機能を持っている。第２通信ドライバ３２は、キャパシタ３５，３６を介して、給電配線Ｗで高周波信号ＨＦを送信することができる。

第２通信ドライバ３２は、キャパシタ３５，３６を介して、給電配線Ｗで送信されてきた高周波信号ＨＦを受信することができる。第２通信ドライバ３２は、受信した高周波信号ＨＦをデータ信号ＤＳ４に変換して第２コントローラ４２に伝える。

第２コントローラ４２は、コンピュータにより実現されるものである。第２コントローラ４２は、例えば、第２制御マイコンにより構成されている。第２制御マイコンは、制御演算装置と記憶装置とを備えるマイクロコントローラにより構成される。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。

（３）全体動作
空気調和機２は、例えば、室外機１１が、冷媒回路ＲＣを構成する圧縮機（図示せず）、第１熱交換器（図示せず）及び膨張弁（図示せず）を有し、室内機１２が冷媒回路ＲＣを構成する第２熱交換器（図示せず）を有する。冷房運転を行えるように構成されている空気調和機２では、冷媒回路ＲＣにおいて、例えば、冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、第２熱交換器を通って再び、圧縮機に戻る。この冷媒回路ＲＣでは、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが実施される。この場合、冷媒は、ガス状態の冷媒が圧縮機で圧縮されて吐出される。第１熱交換器では、圧縮された高温高圧の冷媒が室外空気と熱交換されて放熱する。膨張弁では、放熱した冷媒が、減圧膨張される。室内機１２の第２熱交換器では、減圧膨張された冷媒が、室内空気と熱交換して吸熱する。このとき冷媒との熱交換により冷やされた室内空気により冷房が行われる。圧縮機では、吸熱してガス化した冷媒が圧縮されて、再び第１熱交換器に対し吐出される。

暖房運転を行えるように構成されている空気調和機２では、冷媒回路ＲＣにおいて、例えば、冷媒が、圧縮機、第２熱交換器、膨張弁、第１熱交換器を通って再び、圧縮機に戻る。この冷媒回路ＲＣでは、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが実施される。この場合、冷媒は、ガス状態の冷媒が圧縮機で圧縮されて吐出される。室内機１２の第２熱交換器では、圧縮された高温高圧の冷媒が室内空気と熱交換されて放熱する。このとき冷媒との熱交換により温められた室内空気により暖房が行われる。膨張弁では、放熱した冷媒が、減圧膨張される。第１熱交換器では、減圧膨張された冷媒が、室外空気と熱交換して吸熱する。圧縮機では、吸熱してガス化した冷媒が圧縮されて、再び第２熱交換器に対し吐出される。

空気調和機２は、冷房運転と暖房運転の両方を行えるように、冷媒回路ＲＣの冷媒の循環方向を切り換える四方弁を備えてもよい。

（４）空気調和機２と付属機器３との間の通信に係る詳細動作
図３及び図４を用いて、空気調和機２と付属機器３との間の通信に係る動作を説明する。付属機器３を駆動するために、付属機器３の電源が投入される（ステップＳＴ１）。電源が投入されると、給電配線Ｗを通して電流が流れ、付属機器３の内部電源５５に電力が与えられる。内部電源５５がコンデンサの場合には、コンデンサに第１ラインＬ１と第２ラインＬ２を通して電荷が蓄積される。

付属機器３の電源が投入されてから、内部電源５５が付属機器３の内部に電力を供給できるようになるまでの十分な時間が経過すると、第１コントローラ４１は、系統認識を開始するための高周波信号ＨＦを第１通信ドライバ３１に送信させるため、第１通信ドライバ３１に対してデータ信号ＤＳ３を出力する（ステップＳＴ２）。第１通信ドライバ３１は、キャパシタ３３，３４と給電配線Ｗを通して、高周波信号ＨＦを送信する。このとき送信される高周波信号ＨＦには、例えば、室内機１２を特定する情報が含まれている。

第１通信ドライバ３１が高周波信号ＨＦを通信する時点では、第２通信ドライバ３２及び第２コントローラ４２が、内部電源５５から電力の供給を受けて動作可能な状態になっている。そのため、第２通信ドライバ３２は、第１通信ドライバ３１が送信した高周波信号ＨＦを受信して、第２コントローラ４２にデータ信号ＤＳ４を送信する。

第２コントローラ４２は、データ信号ＤＳ４を受信することで系統認識を開始する連絡があったという情報を得る。系統認識を開始する連絡があったという情報を得た第２コントローラ４２は、系統認識の開始を了解したことを示すための高周波信号ＨＦを第１コントローラ４１に送信するため、データ信号ＤＳ４を第２通信ドライバ３２に送信する。このデータ信号ＤＳ４を受信した第２通信ドライバ３２は、キャパシタ３５，３６と給電配線Ｗを通して、高周波信号ＨＦを送信する。このとき送信される高周波信号ＨＦには、例えば、付属機器３を特定する情報が含まれている。

第２通信ドライバ３２が送信した高周波信号ＨＦを受信した第１通信ドライバ３１は、データ信号ＤＳ１を第１コントローラ４１に送信する。第１コントローラ４１は、第１通信ドライバ３１に高周波信号ＨＦを送信するためのデータ信号ＤＳ３を送信した後に、第１通信ドライバ３１からデータ信号ＤＳ３を受信することにより、系統認識を開始する準備が整ったことを知る。

系統認識を開始する準備が整ったことを知った第１コントローラ４１は、カレントループ通信による系統認識を実施する（ステップＳＴ３）。第１コントローラ４１は、カレントループ送信機２１に対してデータ信号ＤＳ１を送信し、カレントループ送信機２１に電流信号ＣＳを送信させる。付属機器３のカレントループ受信機２２は、電流信号ＣＳを受信すると、第２コントローラ４２に対してデータ信号ＤＳ２を送信する。第２コントローラ４２は、高周波信号ＨＦを第２通信ドライバ３２に送信させた後に、カレントループ受信機２２からデータ信号Ｄ２を受信することで、室内機１２が付属機器３を同一の冷媒系統ＲＳに属していることを認識しようとしていることを知る。冷媒系統ＲＳに所属することを知った付属機器３は、室内機１２に付属機器３が同一の冷媒系統ＲＳに属していることを知らせるために、第２通信ドライバ３２にデータ信号ＤＳ４を送信して高周波信号ＨＦを送信させる。第２コントローラ４２は、高周波信号ＨＦを送信させることで、系統認識のための電流信号ＣＳを受信したことを第１コントローラ４１に連絡しようとする。

第１通信ドライバ３１は、第２通信ドライバ３２が送信した高周波信号ＨＦを受信すると、高周波信号ＨＦの受信を知らせるデータ信号ＤＳ３を第１コントローラ４１に送信する。第１コントローラ４１は、カレントループ送信機２１に電流信号ＣＳを送信させた後に、高周波信号ＨＦの受信があったことを知ることにより、付属機器３が系統認識のための電流信号ＣＳを受信したことを知る。このように、室内機１２と付属機器３の間で、給電配線Ｗを通じた電流信号ＣＳの送受信及び高周波信号ＨＦの送受信が行われることで、冷媒系統ＲＳに室内機１２と付属機器３が属することを確認する冷媒系統の認識が完了する（ステップＳＴ１５）。

冷媒系統の認識が完了すると、室内機１２と付属機器３の間で、給電配線Ｗを通じた高周波信号ＨＦによる通常のデータの伝送が開始される（ステップＳＴ１６）。

以上のように、コントローラ４０は、空気調和機２と付属機器３との間で、第２通信装置３０による送受信、第１通信装置２０による送受信、第２通信装置３０による送受信を順に行わせることにより、付属機器３が接続されていることを判別して、通信ネットワークを形成する。言い換えると、コントローラ４０は、空気調和機２と付属機器３との間で、第２通信装置３０による送受信、第１通信装置２０による送受信、第２通信装置３０による送受信を順に行わせることによって系統認識を行っている。コントローラ４０は、この系統認識により、付属機器３が冷媒系統ＲＳに接続されていることを判別している。

（５）カレントループ通信と高周波通信
図４に示されている第１通信装置２０のカレントループ通信は、給電配線Ｗを流れる電流をオンオフすることにより通信するものとなっている。内部電源５５がコンデンサである場合、給電配線Ｗを流れる電流をオフすると、コンデンサに蓄積されている電荷が減少して電圧が低下する。付属機器３は、カレントループ通信によって内部電源５５の電圧が一時的に低下しても動作するように構成されている。このように、給電配線Ｗを流れる電流をオンオフすることにより通信するものとすることにより、カレントループ送信機２１をスイッチング素子で構成でき、カレントループ送信機２１の構成が簡素化される。

第２通信装置３０が通信に用いる電圧信号（高周波信号ＨＦ）の周波数は、第１通信装置２０がカレントループ通信に用いる電流信号ＣＳの周波数よりも高い。そのため、空気調和システム１は、周波数が低い第１通信装置２０の電流信号ＣＳを用いることにより、第２通信装置３０を用いる場合と比べてクロストークが生じ難い通信が行える。また、カレントループ通信の電流信号ＣＳの周波数よりも高い第２通信装置３０の高周波信号ＨＦをデータの伝送に用いることにより、空気調和システム１は、第１通信装置２０を用いてデータの伝送をする場合よりも多くのデータを速く伝送することができる。

例えば、付属機器３が室外温度センサであれば、室外の気温を付属機器３が検出して、検出結果を第２通信ドライバ３２から送信して、室内機１２の第１通信ドライバ３１に受信させることができる。この場合、空気調和システム１は、付属機器３が検出した室外の気温の検出結果を使って空気調和を行うことができる。また、例えば、付属機器３が人検知センサであれば、空調対象空間における人の有無を付属機器３が検出して、検出結果を第２通信ドライバ３２から送信して、室内機１２の第１通信ドライバ３１に受信させることができる。この場合、空気調和システム１は、付属機器３による人検知の検出結果を使って、空頭対象空間に人が居る場合と居ない場合を区別して空気調和を行うことができる。また、例えば、付属機器３が無線受信機であれば、利用者からの指示を無線で受信して、受信した指示を第２通信ドライバ３２から送信して、室内機１２の第１通信ドライバ３１に受信させることができる。この場合、空気調和システム１は、付属機器３による無線通信の通信データを使って空気調和を行うことができる。また、例えば、付属機器３が表示装置であれば、第１通信ドライバ３１から送信して第２通信ドライバ３２に表示に必要なデータを受信させることができる。この場合、空気調和システム１は、付属機器３に対して送信した空気調和に関するデータを付属機器３に表示させることができる。

（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
上記実施形態では、空気調和システム１が、１つの冷媒系統ＲＳを含み、１つの冷媒系統ＲＳに室内機１２が複数台だけ含まれる場合について説明した。しかし、空気調和システム１の形態は、前述の形態に限られるものではない。例えば、空気調和システム１は、複数の冷媒系統を含み、各冷媒系統に室外機と室内機が含まれるように構成されてもよい。また、空気調和システム１は、１つの冷媒系統に複数の室外機が含まれるように構成されてもよい
（６－２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、１つの冷媒系統ＲＳの空気調和機２に、１つの付属機器３が接続される場合について説明した。しかし、１つの冷媒系統ＲＳの空気調和機２に複数の付属機器３が接続されてもよい。例えば、各室内機１２ａ，１２ｂ，１２ｃに付属機器３が接続されて、空気調和システム１に合計３つの付属機器３が接続されてもよい。

（６－３）変形例１Ｃ
空気調和システム１では、室内機１２と付属機器３とが通信する場合について説明した。しかし、同じ冷媒系統内において付属機器３が通信する構成は、室内機１２のみと通信する構成に限られるものではない。例えば、室外機１１と付属機器３が、或いは室外機１１及び室内機１２と付属機器３が、室内機１２を介して互いに通信できるように構成されてもよい。また、１つの冷媒系統の中に複数の付属機器３が含まれている場合には、付属機器３同士が室内機１２を通して間接的に通信できるように構成されてもよい。

（６－４）変形例１Ｄ
室内機１２を駆動するための電力は、室外機１１以外から供給されてもよい。例えば、図５に示されているように、室内機１２を駆動するための電力は、商用電源１０１とは異なる商用電源１０２から供給されてもよい。

（６－５）変形例１Ｅ
空気調和システム１は、１つの冷媒系統ＲＳにおいて室外機１１と室内機１２との間で行われる通信は、電源配線ＰＳＷを通して行う通信に限られるものではない。例えば、図５に示されているように、電源配線ＰＳＷ以外の通信配線ＣＬを用いて、室外機１１と室内機１２が通信できるように構成されてもよい。通信配線ＣＬを用いる通信は、例えば電圧信号による通信である。通信配線ＣＬで行われる通信も低周波信号と高周波信号の２種類の信号を使い分けるように構成されてもよい。付属機器３と室内機１２が給電配線Ｗにより接続されている場合も、通信配線ＣＬを使って室内機１２を介し、同一の冷媒系統ＲＳに属する室外機１１と付属機器３が間接的に通信するように構成されてもよい。また、付属機器３と室外機１１が給電配線により接続されている場合も、通信配線ＣＬを使って室外機１１を介し、同一の冷媒系統ＲＳに属する室内機１２と付属機器３が間接的に通信するように構成されてもよい。

（６－６）変形例１Ｆ
上記実施形態では、第１通信装置２０を構成するカレントループ送信機２１とカレントループ受信機２２を使ってカレントループ通信の送受信を行うことができる場合について説明した。しかし、室内機１２のカレントループ受信機２２に代えて送受信ができるカレントループ送受信機を用い、室内機１２のカレントループ送信機２１に代えて送受信ができるカレントループ送受信機を用いてもよい。

（７）特徴
（７－１）
上記実施形態の空気調和システム１は、空気調和機２と、空気調和機２からの給電により駆動される付属機器３とを備えている。空気調和システム１では、コントローラ４０が、第１通信装置２０のカレントループ通信を付属機器３の認識に用いて、データの通信に第２通信装置３０の電圧信号（高周波信号ＨＦ）を用いている。カレントループ通信（電流信号ＣＳを用いる通信）も、電圧信号（高周波信号ＨＦ）による通信も、給電配線Ｗを用いて行われる。この給電配線Ｗは、空気調和機２から付属機器３に給電を行うための配線である。このような空気調和システム１では、カレントループ通信のみで機器の認識とデータの通信を行う場合に比べて、付属機器３の構成部品を小型化し易くなり、付属機器３の小型化が容易になる。また、第２通信装置３０を用いることで、小型化し易くなるとともにデータの伝送時間を短縮することができる。

（７－２）
第１通信装置２０のカレントループ通信では、カレントループ送信機２１が給電配線Ｗを流れる電流をオンオフすることにより通信が行われる。このように構成する場合には、例えば、カレントループ送信機２１にスイッチング素子を用いることができる。スイッチング素子をカレントループ送信機２１に用いる場合には、スイッチング素子としてトランジスタを用いてカレントループ送信機２１の構成を簡素化することができる。

（７－３）
第２通信装置３０が通信に用いる高周波信号ＨＦの周波数は、第１通信装置２０がカレントループ通信に用いる電流信号ＣＳの周波数よりも高い。空気調和システム１は、周波数が低い第１通信装置２０の電流信号ＣＳを用いることにより、第２通信装置３０を用いる場合と比べてクロストークが生じ難い通信が行える。系統認識に第１通信装置２０を用いることにより、空気調和システム１は、系統認識の確実性を高く保つことができる。他方、カレントループ通信の電流信号ＣＳよりも周波数が高い高周波信号ＨＦを用いる第２通信装置３０をデータの伝送に使用することにより、空気調和システム１は、第１通信装置２０を用いてデータの伝送をする場合よりも多くのデータを速く伝送することができる。

（７－４）
上記実施形態の空気調和システム１は、コントローラ４０が、カレントループ通信を用いて付属機器３の接続を判別して通信ネットワークを形成する。空気調和システム１は、この通信ネットワークの形成後に電圧信号によるデータ通信を行う。その結果、空気調和システム１は、付属機器３の通信を冷媒系統ＲＳの運転に確実に活用することができる。

（７－５）
コントローラ４０は、空気調和機２と付属機器３との間で、第２通信装置３０による送受信、第１通信装置２０による送受信、第２通信装置３０による送受信を順に行わせることにより付属機器３が接続されていることを判別している。通信ネットワークの形成の際に、カレントループ通信の前後に電圧信号の送受信が行われるので、カレントループ通信または電圧信号による通信の一方のみが行われる場合に比べて、付属機器３の接続の判別を短時間で確実に行える。

（７－６）
上記実施形態の空気調和システム１の給電配線Ｗは、無極性配線である。そのため、現場で給電配線Ｗを付属機器３に接続する場合に極性を特定する必要がないので、給電配線Ｗの接続をスムーズに行える。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示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。

１ 空気調和システム
２ 空気調和機
３ 付属機器
２０ 第１通信装置
３０ 第２通信装置
４０ コントローラ
Ｗ 給電配線

特開２０２０－１６７５７８号公報

Claims (6)

1. 空気調和機（２）と、前記空気調和機からの給電により駆動される付属機器（３）とを備える空気調和システム（１）であって、
   前記空気調和機から前記付属機器に給電を行うための給電配線（Ｗ）と、
   前記給電配線に流す電流を変化させて前記空気調和機と前記付属機器との間でカレントループ通信を行うための第１通信装置（２０）と、
   前記給電配線に電圧信号を重畳して前記空気調和機と前記付属機器との間で通信を行うための第２通信装置（３０）と、
   前記第１通信装置と前記第２通信装置を制御するコントローラ（４０）と、
   を備える、空気調和システム（１）。
2. 前記第１通信装置の前記カレントループ通信は、前記給電配線を流れる電流をオンオフすることにより通信するものである、
   請求項１記載の空気調和システム（１）。
3. 前記第２通信装置の前記電圧信号の周波数は、前記第１通信装置の前記カレントループ通信の周波数よりも高い、
   請求項１または請求項２に記載の空気調和システム（１）。
4. 前記コントローラは、前記カレントループ通信を用いて付属機器が接続されていることを判別して通信ネットワークを形成し、前記通信ネットワークの形成後に前記電圧信号によるデータ通信を行う、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和システム（１）。
5. 前記コントローラは、前記空気調和機と前記付属機器との間で、前記第２通信装置による送受信、前記第１通信装置による送受信、前記第２通信装置による送受信を順に行わせることにより前記付属機器が接続されていることを判別し、前記通信ネットワークを形成する、
   請求項４に記載の空気調和システム（１）。
6. 前記給電配線は、無極性配線である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の空気調和システム（１）。

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