JP6223387B2 - 空調装置、空調システム、および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、空調装置、空調システム、および通信方法に関する。

多くのテナントやビルでは、室外機、室内機、コントローラといった複数の空調装置が共通の有線通信回線に接続された空調システムが構築されている。また、空調装置の高機能化に伴い、通信速度の高速化、通信データの増加、通信シーケンスの変更など、空調装置間の通信に使用される通信プロトコルも変更されている。一方、空調装置の稼働寿命は長く、空調システム内の一部の空調装置のみをリプレースするケースが多く発生している。このため、空調システム内には、新空調装置と旧空調装置とが混在することになり、新空調装置は、新通信プロトコルと旧通信プロトコルの両方に対応する必要がある。すなわち、旧空調装置が混在する場合は旧通信プロトコルで通信し、旧空調装置が混在しない場合は機能性が高い新通信プロトコルで通信する必要がある。

特許文献１は、空調装置の起動時に、複数の通信プロトコルで仮通信を行い、応答の有無に基づいて使用する通信プロトコルを決定する技術を開示している。

特開２００８−２１９１３５号公報

特許文献１が開示する技術では、複数台の空調装置に複数の通信プロトコルで仮通信を行うため、通信プロトコルを決定するまでに時間を要する。そのため、電源投入から空調制御動作を開始するまでの時間が長くかかるという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、異なる通信プロトコルを有する空調装置が混在する空調システムにおいて、短時間で使用する通信プロトコルを決定可能な空調装置、空調システム、および通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空調装置は、一対の導線で構成された通信回線にコンデンサを介して接続され、通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号に基づいて、複数の通信プロトコルの中から使用する通信プロトコルを選択して通信する通信手段を備える。また、交流電圧を印加して前記通信回線の線間インピーダンスを測定する測定手段を備える。また、前記測定手段が測定した前記通信回線の線間インピーダンスに基づいて、前記通信手段が使用する通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号を前記通信手段に供給する通信制御手段を備える。

異なる通信プロトコルを有する空調装置が混在する空調システムにおいて、短時間で使用する通信プロトコルを決定することができる。

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に係る空調装置の構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る第１接続部と第２接続部の構成図である。 （ａ）は実施形態１に係る測定部内の測定電圧信号出力部の構成例であり、（ｂ）は信号レベル判別部の構成図である。 （ａ）は、実施形態１における空調システムの等価回路を示す図である。（ｂ）は、通信回線に接続する空調装置の台数と測定電圧信号の電圧信号レベルとの関係を説明するための図である。 実施形態１に係る空調装置の通信プロトコルの選択処理について説明するためのフローチャート図である。 実施形態２に係る空調装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、実施形態２における空調システムの等価回路を示す図である。（ｂ）は、通信回線に接続する空調装置の台数と測定電圧信号の電圧信号レベルとの関係を説明するための図である。 変形例１に係る空調装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態に係る空調装置、空調システム、および通信方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図中同一または相当する部分には同一符号を付す。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る空調システム１０００の構成について、図１を参照して説明する。空調システム１０００では、図１に示すように、第１通信プロトコルに基づいて通信を行う複数の第１空調装置１００と、第１通信プロトコルを含む複数の通信プロトコルに基づく通信が可能な複数の第２空調装置２００とが、共通の通信回線３００に接続される。各空調装置の台数は限定されず、空調システム１０００は、０又は１以上の第１空調装置１００と１以上の第２空調装置２００から構成される。図１は、２台の第１空調装置１００と２台の第２空調装置２００から構成された例を示している。第１空調装置１００及び第２空調装置２００は、空調システム１０００を構成する装置であり、例えば、室内機、室外機、コントローラである。

第１空調装置１００は、通信回線３００に接続された既設の旧タイプの空調装置であり、第１通信プロトコル（旧通信プロトコル）で通信する。第２空調装置２００は、新タイプの空調装置であり、第１空調装置１００が設置されている空調システム１０００の増設時や、新たに空調システム１０００を構築する際に適用される。第２空調装置２００は、第１通信プロトコル（旧通信プロトコル）と第２通信プロトコル（新通信プロトコル）とを選択して通信する。具体的には、第２空調装置２００は、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されている場合は、第１通信プロトコルで通信する。なお、第２空調装置２００は、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されていない場合は、機能性が高い第２通信プロトコルで通信する。

通信回線３００は、一対の導線で構成される通信回線であり、例えば、同軸ケーブル、ペア線から構成される。また、電力線通信を行う場合は、電力線を通信回線として使用する。第１空調装置１００及び第２空調装置２００は、通信回線３００に並列に接続される。

次に、第１空調装置１００と第２空調装置２００の構成について、図２を用いて説明する。第１空調装置１００は、第１空調装置１００を通信回線３００に接続する第１接続部１０１と、第１接続部１０１と第１通信部１０３とを結合する結合部１０２と、データの送受信を行う第１通信部１０３と、第１通信部１０３が送信するデータを供給するとともに第１通信部１０３が受信したデータを取得する第１制御部１０４と、を備える。

第１接続部１０１は、図３に示すようにコンデンサＣ_１で構成されている。コンデンサＣ_１の一端は通信回線３００を構成する一方の導線に接続される。コンデンサＣ_１の他端は結合部１０２の１次側巻線の一端に接続される。結合部１０２の１次側巻線のコンデンサＣ_１が接続されていない側は、通信回線３００を構成する他方の導線に接続される。

結合部１０２は、第１通信部１０３が送受信する空調装置間の通信信号を伝達するトランスで構成されている。トランスの１次側インダクタンスをＬ_１とする。

第１通信部１０３は、第１通信プロトコル（旧通信プロトコル）に基づいて通信するモデムで構成されている。通信速度、フレームフォーマット、通信シーケンスは、第１通信プロトコルの規定を満たしている。

第１制御部１０４は、他の空調装置に送信するデータを第１通信部１０３に供給するとともに、他の空調装置から受信したデータを第１通信部１０３を介して取得している。第１制御部１０４は、ＣＰＵ(Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。

第２空調装置２００は、第１空調装置１００が設置されている空調システム１０００に増設される新タイプの空調装置である。第２空調装置２００は、新タイプの室内機、新タイプの室外機、空調装置から電力情報や温度情報等を収集するとともに空調装置の動作制御を行う新タイプのコントローラ等である。

第２空調装置２００は、第２空調装置２００を通信回線３００と接続する第２接続部２０１と、第２接続部２０１と第２通信部２０３とを結合する結合部２０２と、データの送受信を行う第２通信部２０３と、第２通信部２０３が送信するデータを供給するとともに第２通信部２０３が受信したデータを取得する第２制御部２０４とを備える。また、第２空調装置２００は、通信回線３００の線間インピーダンスを測定する測定部２０５と、第２通信部２０３が使用する通信プロトコルを指定する通信制御部２０６と、高域遮断（ローパス）フィルタ２０７と、を備える。

第２接続部２０１は、図３に示すようにコンデンサＣ_２で構成されている。コンデンサＣ_２の一端は通信回線３００を構成する片方の導線に接続される。コンデンサＣ_２の他端は結合部２０２の１次側巻線の一端に接続される。結合部２０２の１次側巻線のコンデンサＣ_２が接続されていない側は、通信回線３００を構成する他方の導線に接続される。

第２接続部２０１のコンデンサＣ_２は、第１接続部１０１のコンデンサＣ_１よりも小さい容量のコンデンサで構成される。第１空調装置１００の入力インピーダンスが第２空調装置２００の入力インピーダンスよりも低くなるようにして、通信回線３００の線間インピーダンスを測定することにより、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別できるようにするためである。

結合部２０２は、第２通信部２０３が送受信する空調装置間の通信信号を伝達するトランスで構成される。トランスの１次側インダクタンスをＬ_２とする。

第２通信部２０３は、第１通信プロトコル（旧通信プロトコル）で通信するモデムと第２通信プロトコル（新通信プロトコル）で通信するモデムの２つのモデムを備える。そして、第２通信部２０３は、通信制御部２０６から供給される通信プロトコル指定信号に従って、第１通信プロトコルと第２通信プロトコルのいずれかを選択して通信する。

第２制御部２０４は、他の空調装置に送信するデータを第２通信部２０３に供給するとともに、他の空調装置から受信したデータを第２通信部２０３を介して取得する。第２制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等から構成される。

測定部２０５は、通信回線３００の線間インピーダンスを測定することによって、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別する機能を有し、図４に示すように、測定電圧信号出力部２１０と信号レベル判別部２２０を備える。

測定電圧信号出力部２１０は、測定電圧信号を通信回線３００の線間に印加する機能を有し、信号源２１１、出力インピーダンス部２１２、出力切替部２１３を備える。信号源２１１は交流の測定電圧信号を出力する信号源である。測定電圧信号は、空調装置間の通信信号よりも低い周波数の信号とする。測定電圧信号の周波数をωｓ、第１通信プロトコルの通信周波数をω１、第２通信プロトコルの通信周波数をω２とすると、次式が成立するようにωｓを決める。
ωｓ＜＜ω１ ・・・式（１）
ωｓ＜＜ω２ ・・・式（２）
１／（ωｓ・Ｃ１）＞＞ωｓ・Ｌ１ ・・・式（３）
１／（ωｓ・Ｃ２）＞＞ωｓ・Ｌ２ ・・・式（４）

図４（ａ）に戻って、出力インピーダンス部２１２は、通信回線３００の線間インピーダンスを測定するための基準となる出力インピーダンスであり、抵抗素子で構成される。出力切替部２１３は、通信制御部２０６の制御を受けて、通信回線３００の線間インピーダンスを測定している期間は、通信回線３００と測定電圧信号出力部２１０とを接続し、その他の期間は通信回線３００と測定電圧信号出力部２１０とを切り離す。出力切替部２１３は、リレー、電子スイッチ等で構成される。

信号レベル判別部２２０は、図４（ｂ）に示すように、全波整流部２２１と平滑部２２２と基準電圧源２２３と判別部（コンパレータ）２２４とから構成される。通信回線３００の線間で検出する測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄは、信号源２１１の信号レベルＶ_Ｓを、出力インピーダンスＲｏと通信回線３００の線間インピーダンスＺとで分圧した電圧信号レベルとなる。全波整流部２２１は、分圧された測定電圧信号を全波整流する。平滑部２２２は、全波整流された測定電圧信号を平滑し、判別部２２４に供給する。

判別部２２４は、平滑部２２２が供給した電圧信号レベルＶ_ｄが閾値（基準電圧源２２３）以下であるか否かを判別する。そして、電圧信号レベルＶ_ｄが基準電圧源２２３以上である場合は、例えば、ハイレベルの通信プロトコル指定信号を出力し、基準電圧源２２３以下である場合はローレベルの通信プロトコル指定信号を出力する。

次に、測定部２０５が測定する通信回線３００の線間インピーダンスの測定方法について図５（ａ）を参照して説明する。通信回線３００の線間（Ａ−Ｂ間）で検出する測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄは、信号源２１１の信号レベルＶ_Ｓと、出力インピーダンスＲｏと、Ａ−Ｂから通信回線３００を見た通信回線３００の線間インピーダンスＺで決まり、式（５）で求めることが出来る。
Ｖ_ｄ＝Ｖ_Ｓ・Ｚ／（Ｒｏ＋Ｚ）
＝Ｖ_Ｓ・｛１−Ｒｏ／（Ｒｏ＋Ｚ）｝ ・・・式（５）
式（５）を変形すると、式（６）となる。出力インピーダンスＲｏと信号レベルＶ_Ｓとは既知の値であるので、電圧信号レベルＶ_ｄを測定することにより、通信回線３００の線間インピーダンスＺを測定することができる。
Ｚ＝Ｒｏ・Ｖ_ｄ／（Ｖ_Ｓ−Ｖ_ｄ） ・・・式（６）

ところで、１／（ωｓ・Ｃ_１）＞＞ωｓ・Ｌ_１となるよう測定電圧信号の周波数ωｓを設定しているので、測定電圧信号の周波数ωｓに対する第１空調装置１００の入力インピーダンスは、ほぼ１／（ωｓ・Ｃ_１）となる。また、１／（ωｓ・Ｃ_２）＞＞ωｓ・Ｌ_２となるよう測定電圧信号の周波数ωｓを設定しているので、測定電圧信号の周波数ωｓに対する第２空調装置２００の入力インピーダンスは、ほぼ１／（ωｓ・Ｃ_２）となる。したがって、通信回線３００の線間インピーダンスＺは、第１空調装置１００の入力インピーダンス１／（ωｓ・Ｃ_１）と第２空調装置２００の入力インピーダンス１／（ωｓ・Ｃ_２）とが並列に複数接続されたインピーダンスとなる。

コンデンサＣ_２と出力インピーダンスＲｏは、次式が成立するように設定する。
１／（ωｓ・Ｃ_２）＞＞１／（ωｓ・Ｃ_１） ・・・式（７）
１／（ωｓ・Ｃ_２）＞＞Ｒｏ ・・・式（８）
これにより、入力インピーダンスが低い第１空調装置１００が通信回線３００に接続されると、通信回線３００の線間インピーダンスＺが低くなる。すると、式（５）から、電圧信号レベルＶ_ｄは０に近づく。一方、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていない場合、式（５）から、電圧信号レベルＶ_ｄは信号源２１１の信号レベルＶ_Ｓに近い値となる。このように、基準電圧源２２３を妥当な値に設定することにより、信号レベル判別部２２０は、第１空調装置１００が接続されているか否かを判別することができる。

通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別する具体例について、図５を用いて説明する。ここでは、第１接続部１０１のコンデンサＣ_１の容量をＣ_１＝１μＦ、第２接続部２０１のコンデンサＣ_２の容量をＣ_２＝０．０１μＦ、測定電圧信号の信号源２１１の信号レベルの実効値をＶ_Ｓ＝１Ｖ、測定電圧信号の周波数ωｓを１００Ｈｚ、出力インピーダンス部２１２をＲｏ＝１０ｋΩとする。

図５（ｂ）の項番１から３は、空調システム１０００に第２空調装置２００を１台増設した場合の測定部２０５が検出する電圧信号レベルＶ_ｄを示す。図５（ｂ）に示すように、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されている場合と接続されていない場合とでは、検出する電圧信号レベルＶ_ｄが大きく変化する。第２空調装置２００を１台増設する場合は、増設工事者は、基準電圧源２２３を例えば０．７５Ｖと設定した後で増設工事を行う。これにより、信号レベル判別部２２０は、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されているか否かを判別することが出来る。

項番４から６は、第２空調装置２００を１０台増設した場合である。この場合は、増設工事者は、基準電圧源２２３を例えば０．７Ｖと設定した後で増設工事を行う。これにより、信号レベル判別部２２０は、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されているか否かを判別することが出来る。項番７から９は、第２空調装置２００を１００台増設した場合である。この場合は、増設工事者は、基準電圧源２２３を例えば０．４４Ｖと設定した後で増設工事を行う。これにより、信号レベル判別部２２０は、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されているか否かを判別することが出来る。このように、第２空調装置２００の増設台数が多くなった場合でも、基準電圧源２２３の電圧を接続する第２空調装置２００の台数に応じた電圧に設定しておくことにより、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されているか否かを判別することが出来る。

図２に戻って、通信制御部２０６は、第２通信部２０３が使用する通信プロトコルを測定部２０５の判別結果に基づいて制御する。測定部２０５が通信回線３００に第１空調装置１００が接続されていると判別してローレベルの通信プロトコル指定信号を出力すると、通信制御部２０６は、第１通信プロトコルで通信するように第２通信部２０３を制御する。また、測定部２０５がハイレベルの通信プロトコル指定信号を出力した場合は、通信制御部２０６は、第２通信プロトコルで通信するように第２通信部２０３を制御する。

このように通信回線３００の線間インピーダンスに基づいて第２通信部２０３の通信プロトコルを制御することは、逐次空調装置の種別を判別しなくとも、通信回線の線間インピーダンスに基づき通信回線に接続されている空調装置の種別を判別し、判別した空調装置の種別に応じた通信プロトコルで通信するように、通信手段に通信プロトコル指定信号を供給することを含むものである。

高域遮断フィルタ２０７はコイル等で構成される。高域遮断フィルタ２０７は、信号レベル判別部２２０に入力する空調装置間の通信信号を遮断する機能を有する。仮に、高域遮断フィルタ２０７を設けない場合、第１空調装置１００が通信を行っている際に測定部２０５が通信回線３００の線間インピーダンスを測定すると、第１空調装置１００の第１通信部１０３が出力している通信信号を測定電圧信号Ｖ_Ｓと誤って検出し、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていないと誤って判別する恐れがある。この誤判別を防止するために、第１通信部１０３および第２通信部２０３が出力する通信信号を遮断し、測定電圧信号出力部２１０が出力する測定電圧信号を通過させるように、高域遮断フィルタ２０７のカットオフ周波数を設定する。

次に、以上の構成を有する第２空調装置２００が、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別し、第２通信部２０３の通信プロトコルを選択する処理について説明する。

空調システム１０００内の第１空調装置１００及び第２空調装置２００は、通信回線３００を使用して、動作中に様々なデータを通信する。例えば、室内機が備えるセンサで測定した温度を示す情報をコントローラに送信したり、コントローラから室内機の設定温度や動作時間を指定する制御信号を送信したりする。この通信を行う時、第１空調装置１００と第２空調装置２００との間の通信に使用する通信プロトコルは、共通の通信プロトコルを用いて通信する必要がある。第２空調装置２００は第１通信プロトコルを含む複数の通信プロトコルで通信することが出来るが、第１空調装置１００は、第１通信プロトコルのみでしか通信をすることが出来ない。そこで、第２空調装置２００は、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別して、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されている場合は、第１通信プロトコルで通信する。また、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されていない場合は、機能性が高い第２通信プロトコルで通信する。

次に、第２空調装置２００が、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別し、使用する通信プロトコルを選択する処理について、図６に示すフローチャート図を参照して説明する。第２空調装置２００の電源が投入されると、第２空調装置２００は、図６のフローチャート図に示す通信プロトコルの選択処理を開始する。

第２空調装置２００の測定電圧信号出力部２１０は、第２空調装置２００の電源が投入されると、出力切替部２１３を接続状態にして、測定電圧信号を通信回線３００の線間に印加する（ステップＳ１１）。信号レベル判別部２２０は、出力インピーダンスＲｏと通信回線３００の線間インピーダンスＺとで分圧された測定電圧信号を検出し（ステップＳ１２）、測定電圧信号の閾値（基準電圧源２２３）以下であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。信号レベル判別部２２０は、検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄが閾値（基準電圧源２２３）以下であった場合は（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ローレベルの通信プロトコル指定信号を出力する。そして、ローレベルの通信プロトコル指定信号を受信した通信制御部２０６は、第２通信部２０３が第１通信プロトコルで通信するように第２通信部２０３を制御する（ステップＳ１４）。また、信号レベル判別部２２０は、検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄが閾値（基準電圧源２２３）以上であった場合は（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ハイレベルの通信プロトコル指定信号を出力する。そして、ハイレベルの通信プロトコル指定信号を受信した通信制御部２０６は、第２通信部２０３が第２通信プロトコルで通信するように第２通信部２０３を制御する（ステップＳ１５）。通信制御部２０６は、第２通信部２０３への制御を行うと、出力切替部２１３を開放状態にして、測定電圧信号出力部２１０を通信回線３００から切り離すように測定部２０５を制御し（ステップＳ１６）、通信プロトコルの選択処理を終了する。

以上説明したように、第２空調装置２００の第２接続部２０１のコンデンサＣ_２を、第１空調装置１００の第１接続部１０１のコンデンサＣ_１の容量よりも小さい容量のコンデンサで構成する。第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていると、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていない場合に比べて、通信回線３００の線間インピーダンスＺが低くなる。第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていると、第１空調装置１００が通信回線３００に接続されていない場合に比べて、測定部２０５が検出する測定電圧信号の電圧信号レベルＶｄは小さい値となる。この特性を利用して、測定部２０５は、検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄを閾値（基準電圧源２２３）と比較することにより、短時間で通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別する。この判別結果を用いることにより、第２空調装置２００は、空調装置間の通信に使用する通信プロトコルを短時間で決めることが出来る。

なお、第２空調装置２００を通信回線３００にＮ台（Ｎは２以上の自然数）接続する場合、第２接続部２０１のコンデンサＣ_２の容量を第１接続部１０１のコンデンサＣ_１の容量に対して、１／Ｎ以下に設定することが好ましい。第１空調装置１００が接続されていない場合と接続された場合とで、検出する測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄの差を大きくするためである。

また、以上の説明では、信号源２１１が正弦波の測定電圧信号である場合について説明したが、信号波形は正確な正弦波でなくても良い。波形の高調波成分がインピーダンスの判定に大きな影響を与えないのであれば、矩形波の測定電圧信号（交流パルス信号）であってもよい。また、第１接続部１０１のコンデンサＣ_１と第２接続部２０１のコンデンサＣ_２で直流成分がカットされるので、直流バイアスが交流信号に加算された測定電圧信号であっても良い。

また、図５（ｂ）の項番１と項番７の電圧信号レベルＶ_ｄを比較すると、項番１と項番７とでは電圧信号レベルＶ_ｄは大きく異なっている。このように、第２空調装置２００の台数が大きく異なる場合には、第２接続部２０１のコンデンサＣ_２、信号源２１１の振幅Ｖ_Ｓ、出力インピーダンス部２１２、基準電圧源２２３、を接続する第２空調装置２００の台数に応じて調整することが望ましい。

また、以上の説明では、第２通信部２０３は、第１通信プロトコルで通信するモデムと第２通信プロトコルで通信するモデムの２つのモデムを切り換えて使用する場合について説明したが、２つの通信方式を書き換えて動作させるソフトモデムを使用しても良い。

また、実施形態１の説明では、測定電圧信号の周波数ωｓが１００Ｈｚである場合を例にして説明したが、通信回線３００に電力線を使用する場合は、測定電圧信号の周波数ωｓを商用電源の周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚに対して十分高く設定することが望ましい。また、商用電源の波形が信号レベル判別部２２０に混入しないように、商用電源の周波数をカットする低域遮断フィルタを必要に応じて設ける。

また、以上の説明では、第１空調装置１００の第１接続部１０１にコンデンサＣ_１が設けられている場合について説明したが、第１空調装置１００の第１接続部１０１にコンデンサＣ_１が設けられていない（Ｃ_１＝０μＦ）場合でも、本実施形態１で説明した第２空調装置２００を適用することが出来る。

（実施形態２）
実施形態１では、測定部２０５が通信回線３００の線間に交流の測定電圧信号を印加して、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別する技術について説明した。実施形態２では、測定部２０５が通信回線３００の線間に一定電圧の直流の測定電圧信号を印加して、通信回線３００に第１空調装置１００ｂが接続されているか否かを判別する技術について説明する。

実施形態２にかかる空調システム２０００の構成について図７を参照して説明する。第１空調装置１００ｂの第１接続部１０１ｂは、直流電圧信号を通すように構成されている。つまり、実施形態１とは異なり、第１接続部１０１ｂにはコンデンサＣ_１は設けられていない。第２空調装置２００ｂの測定部２０５の信号源２１１ｂを直流電圧源とする。その他の構成は実施形態１と同じである。

通信回線３００に接続する空調装置の台数と、測定部２０５が検出する電圧信号レベルＶ_ｄの具体例について、図８（ａ）を用いて説明する。ここでは、信号源２１１ｂの信号レベルＶ_Ｓを直流電圧１Ｖ、出力インピーダンス部２１２をＲｏ＝１０ｋΩ、第１空調装置１００ｂの結合部１０２のトランスの直流抵抗をＲ＝１０Ω、とする。測定電圧信号が直流であるので、第２空調装置２００ｂの入力インピーダンス１／（ωｓ・Ｃ_２）は「∞」である。

図８（ｂ）の項番１から３は、空調システム１０００に第２空調装置２００ｂを１台増設した場合である。項番４から６は、第２空調装置２００ｂを１０台増設した場合であり、項番７から９は１００台増設した場合である。いずれの場合も、通信回線３００に第１空調装置１００ｂが接続されている場合は、測定部２０５ｂが検出する電圧信号レベルＶ_ｄは約０Ｖになる。このように、通信回線３００に第１空調装置１００ｂが接続されている場合と接続されていない場合の電圧信号レベルＶ_ｄは大きく異なるので、例えば基準電圧源２２３を０．５Ｖに設定しておくことにより、信号レベル判別部２２０は、第１空調装置１００ｂが通信回線３００に接続されているか否かを判別することができる。

測定電圧信号に直流電圧信号を用いた場合、図８（ｂ）に示すように、接続する第２空調装置２００ｂの台数によって検出する電圧信号レベルＶ_ｄはほとんど変化しない。したがって、空調システム２０００の規模（第２空調装置２００ｂの接続台数）によって、出力インピーダンス部２１２、基準電圧源２２３を調整する手間を省くことが出来る。

（変形例１）
実施形態１と２では、第２空調装置２００のそれぞれに測定部２０５と通信制御部２０６を備えた場合について説明した。変形例１では、図９に示すように、第２空調装置２００ｃのそれぞれには測定部２０５と通信制御部２０６を備えず、測定部２０５と通信制御部２０６を備えた制御装置４００を空調システム３０００に１台設ける。また、空調システム３０００は、通信プロトコル指定信号の供給等に使用する制御回線５００を備える。

第１空調装置１００と、測定部２０５、通信制御部２０６、高域遮断フィルタ２０７を除く第２空調装置２００ｃの構成は、実施形態１と同じである。新たな構成装置である制御装置４００は、測定部２０５、通信制御部２０６、高域遮断フィルタ２０７を備える。測定部２０５、通信制御部２０６、高域遮断フィルタ２０７の説明は、実施形態１と２で行った説明と同じであるので省略する。

第２空調装置２００ｃは、電源を起動する際に、制御回線５００を介して、制御装置４００に電源を起動することを通知する。通知を受けた制御装置４００は、測定部２０５を用いて、通信回線３００の線間インピーダンスを測定する。制御装置４００は、測定した線間インピーダンスに基づいて、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別し、第２空調装置２００ｃに通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号を供給する。通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かの判別方法は、実施形態１及び２で説明した内容と同じである。供給を受けた第２通信部２０３は、通信プロトコル指定信号で指定された通信プロトコルで通信する。

変形例１の構成の場合、第２空調装置２００ｃに測定部２０５を実装する必要が無く、空調システム３０００に１台の制御装置４００を設置するだけでよいので、設備投資額を削減することが出来る。

以上の実施形態で説明したように、第２空調装置２００は、通信回線３００の線間インピーダンスを測定し、測定した線間インピーダンスに応じた通信プロトコルで通信する。線間インピーダンスは短時間で測定できるので、短時間で通信に用いる通信プロトコルを決定することが出来る。

また、測定部２０５は、基準となる出力インピーダンスで測定電圧信号を通信回線３００の線間に印加し、通信回線から検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄを判別する。これにより、測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄを基準電圧源２２３と比較するだけで、通信回線３００に第１空調装置１００が接続されているか否かを判別することが出来る。
また、測定電圧信号出力部２１０は、空調装置間の通信信号よりも低い周波数の測定電圧信号で通信回線３００の線間インピーダンスを測定する。これにより、空調装置間の通信中に通信回線３００の線間インピーダンスを測定することが出来る。

また、通信回線３００と第２通信部２０３とを接続する接続部のコンデンサの容量は、空調装置の種別に応じた容量とする。これにより、通信回線３００に接続される空調装置の種別により、通信回線３００の線間インピーダンスが変わるので、通信回線３００に接続された空調装置の種別を判別できる。

また、測定部２０５は、通信回線３００の線間インピーダンスを測定し、測定した線間インピーダンスから通信回線３００に接続されている空調装置の種別を判別する。そして、判別した空調装置の種別に応じた通信プロトコルで通信を行う。この線間インピーダンスの測定は、他の空調装置の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態に関係なく測定することが出来る。これにより、他の空調装置の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態に関係なく、通信回線３００に接続されている空調装置の種別を判別することができ、短時間で通信に用いる通信プロトコルを決定することが出来る。

なお、実施形態１と２の説明では、第２空調装置２００の電源投入時に通信回線３００の線間インピーダンスを測定する説明をしたが、図６のステップＳ１６の後、例えば１分あるいは１０分経過後にステップＳ１１に戻り、定期的に通信回線３００の線間インピーダンスを測定し、使用する通信プロトコルを再決定するようにしてもよい。

また、以上の説明では、基準電圧源２２３の電圧値を可変する説明のみを行ったが、信号源２１１の電圧、周波数を可変出来る構成にしてもよい。また、第２接続部２０１のコンデンサＣ_２の容量を可変出来るようにしてもよい。

また、以上の説明では、通信回線３００から検出した測定電圧信号を１つの基準電圧源２２３と比較し、２種類の通信プロトコルを選択する場合について説明した。しかし、本発明の範囲はこれに限定されることはない。例えば、種別ごとに異なる入力インピーダンスを有する複数種類の空調装置に対して、複数の基準電圧を設けて、検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄに応じて、空調装置の種別を特定し、空調装置の種別に応じた通信プロトコルで通信するようにしてもよい。また、コンパレータを用いた電圧比較ではなく、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器を用いて検出した測定電圧信号の電圧信号レベルＶ_ｄに応じた通信プロトコルを選択するようにしてもよい。これにより、複数種類の空調装置を識別することができ、空調装置の種別に応じた通信プロトコルを短時間で決めることができる。

また、以上の説明では、旧タイプの第１空調装置１００が設置されている空調システム１０００に第２空調装置２００を増設する場合を例にして説明したが、第１空調装置１００と第２空調装置２００を混在して空調システム１０００を構築する場合でも実施形態１及び２で説明した第２空調装置２００を適用することは出来る。

１００、１００ｂ…第１空調装置、１０１、１０１ｂ…第１接続部、１０２…結合部、１０３…第１通信部、１０４…第１制御部、２００、２００ｂ、２００ｃ…第２空調装置、２０１…第２接続部、２０２…結合部、２０３…第２通信部、２０４…第２制御部、２０５、２０５ｂ…測定部、２０６…通信制御部、２０７…高域遮断フィルタ、２１０…測定電圧信号出力部、２１１…信号源（交流）、２１１ｂ…信号源（直流）、２１２…出力インピーダンス部、２１３…出力切替部、２２０…信号レベル判別部、２２１…全波整流部、２２２…平滑部、２２３…基準電圧源、２２４…判別部、３００…通信回線、４００…制御装置、５００…制御回線、１０００、２０００、３０００…空調システム

Claims (7)

1. 一対の導線で構成された通信回線にコンデンサを介して接続され、通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号に基づいて、複数の通信プロトコルの中から使用する通信プロトコルを選択して通信する通信手段と、
   交流電圧を印加して前記通信回線の線間インピーダンスを測定する測定手段と、
   前記測定手段が測定した前記通信回線の線間インピーダンスに基づいて、前記通信手段が使用する通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号を前記通信手段に供給する通信制御手段と、
   を備える空調装置。
2. 前記測定手段は、
   前記通信手段が通信する信号よりも低い周波数の測定電圧信号を、前記通信回線の線間インピーダンスを測定するための基準となる出力インピーダンスで、前記通信回線の線間に印加する測定信号出力手段と、
   前記出力インピーダンスと前記通信回線の線間インピーダンスとで分圧された前記測定電圧信号を検出し、検出した前記測定電圧信号の電圧信号レベルが閾値以下であるか否かを判別する信号レベル判別手段と、
   を備え、
   前記通信制御手段は、前記信号レベル判別手段の判別結果に基づいて、前記通信手段の通信プロトコルを指定する前記通信プロトコル指定信号を前記通信手段に供給する、
   請求項１に記載の空調装置。
3. 前記コンデンサの容量は、空調装置の種別に応じた容量である、
   請求項１又は２に記載の空調装置。
4. 前記通信制御手段は、
   前記測定手段が測定した前記通信回線の線間インピーダンスに基づき、前記通信回線に接続されている空調装置の種別を判別する判別手段を備え、
   前記通信制御手段は、前記判別手段が判別した空調装置の種別に応じた通信プロトコルで通信するように、前記通信手段に通信プロトコル指定信号を供給する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の空調装置。
5. 一対の導線で構成された通信回線と、
   前記通信回線にコンデンサを介して接続された異なる種別を含む複数の空調装置と、
   を備える空調システムであって、
   前記空調装置の少なくとも１台は、
   通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号に基づいて、複数の通信プロトコルの中から使用する通信プロトコルを選択して通信する通信手段と、
   交流電圧を印加して前記通信回線の線間インピーダンスを測定する測定手段と、
   前記測定手段が測定した前記通信回線の線間インピーダンスに基づいて、前記通信手段の通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号を前記通信手段に供給する通信制御手段と、
   を備える空調装置、
   である空調システム。
6. 一対の導線で構成された通信回線、
   前記通信回線にコンデンサを介して接続された異なる種別を含む複数の空調装置、及び、
   交流電圧を印加して前記通信回線の線間インピーダンスを測定する測定手段と、
   前記測定手段が測定した前記通信回線の線間インピーダンスに基づいて、通信手段の通信プロトコルを指定する通信プロトコル指定信号を前記通信手段に供給する通信制御手段と、を備える制御装置、
   を備える空調システムであって、
   前記空調装置の少なくとも１台は、
   前記制御装置が供給する前記通信プロトコル指定信号に基づいて、複数の通信プロトコルの中から使用する通信プロトコルを選択して通信する通信手段を備える空調装置、
   である空調システム。
7. 線間にコンデンサが接続された通信回線の線間インピーダンスを、交流電圧を印加して測定する工程と、
   測定した通信回線の線間インピーダンスに基づいて、空調装置間の通信に使用する通信プロトコルを決定する工程と、
   を含む空調装置間の通信方法。

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