專利名稱：管道通信系統、空調系統及其通信方法
技術領域：
該公開內容涉及一種空調系統，尤其涉及一種能夠通過制冷劑管道利用低頻信號對室內單元或室外單元進行數據通信的空調系統，以及利用制冷劑管道的空調系統的通信方法。
背景技術：
通常，空調系統設置有室內單元和室外單元，以響應用戶的需求來驅動制冷或制熱循環。這里，室內單元和室外單元通過制冷劑管道相互連接。近來，復式空調系統，其包括多個復式空調器(multi air conditioner)，每一個復式空調器都具有用于控制制冷劑的分配和循環的室外單元，以及共享室外單元以將空氣排放到每個空間的室內單元；以及控制器，用于連接和控制多個空調器。例如，如圖1所示，空調系統包括一個室外單元200 ；以及通過制冷劑管道300連接到室外單元200的多個室內單元100A至100D。同時，空調系統可以使流體(即，制冷劑)依次通過壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器進行循環，或者以相反的順序進行循環，從而進行室內空間的制冷或制熱。在安裝空調系統時，重新裝填(補充)制冷劑達到適于空調系統的容量的程度。但是，由于時間的流逝 (即，在長時間使用空調系統之后)，制冷劑被消耗，從而導致空調系統中缺少制冷劑。如果剩余的制冷劑不足，則會降低空調系統的效率。因而，應當重新裝填制冷劑以維持適當的水平。因此，為了維持被消耗的制冷劑的適當量，已引入一種根據空調系統的容量通過注入制冷劑來穩定地維持制冷劑量的技術。用于將室內單元連接到室外單元的制冷劑管道被預先安裝在建筑物等內。如果室外單元和室內單元的數目增加，或者室外單元和室內單元位于更遠的距離，則制冷劑管道的長度會變長，這樣會增加分支(branch)的數目。因此，根據現有技術的空調系統及其管道通信方法產生如下問題。即，如果使用長管道或具有許多分支的管道，室外單元和室內單元位于彼此相距較遠的位置，這樣導致通信信號變弱(衰減)，從而降低了管道通信的可靠性。此外，在根據現有技術的空調系統及其管道通信方法中，在通過制冷劑管道進行通信時，不考慮信號頻帶，從而導致噪聲干擾、信號強度和信號輻射(signal radiation)的衰減的發生。
發明內容
因此，為了解決上述問題，詳細說明書的一個方案是揭示一種管道通信裝置，該管道通信裝置用于利用低頻帶的信號來傳輸或接收室外單元或室內單元的數據。詳細說明書的另一個方案是揭示一種空調系統以及一種用于利用制冷劑管道的空調系統的管道通信方法，該空調系統能夠利用制冷劑管道作為傳輸線路(transmission line)在室外單元與室內單元之間進行通信，并且利用低頻帶信號和具有電感值適合于管道通信頻率特性的芯(core)的管道通信裝置來進行管道通信。為了實現這些及其它優點并且根據該說明書的目的，如此處實施及廣義描述的， 管道通信裝置可以耦接(couple)到制冷劑管道，以利用低頻信號將室外單元或室內單元的數據傳遞到室外單元或室內單元。所述裝置可以包括數據通信單元，所述數據通信單元配置為從所述室外單元或者室內單元接收數據并且將數據輸出到所述室外單元或者室內單元；以及信號轉換單元， 配置為將數據轉換成低頻信號或者將低頻信號轉換成數據。所述裝置還可以包括信號連接單元，所述信號連接單元具有形成相對于所述低頻信號的特定電感的磁芯，并且配置為將所述低頻信號連接(connect)到所述制冷劑管道。所述裝置還可以包括信號耦合單元，所述信號耦合單元位于所述信號轉換單元與所述信號連接單元之間以過濾所述低頻信號。所述信號耦合單元阻擋噪聲和電涌(surge)。所述裝置還可以包括信號放大單元，所述信號放大單元位于所述信號轉換單元與所述信號耦合單元之間，并且配置為放大所述低頻信號。為了實現詳細說明書的方案，一種空調系統可以包括至少一個室外單元；至少一個室內單元，通過制冷劑管道連接到室外單元，并且配置為進行空氣調節；以及管道通信裝置，耦接到所述制冷劑管道，并且配置為利用低頻信號將所述室外單元或所述室內單元的數據傳遞到所述室外單元或者室內單元。管道通信裝置可以包括數據通信單元，配置為從所述室外單元或者室內單元接收數據，并且將數據輸出到所述室外單元或者室內單元；信號轉換單元，配置為將數據轉換成低頻信號或者將低頻信號轉換成數據；以及信號耦合單元，配置為過濾所述低頻信號，以將過濾后的低頻信號耦合(couple)到所述制冷劑管道。這里，所述信號耦合單元可以阻擋噪聲和電涌。管道通信裝置還可以包括信號連接單元，所述信號連接單元具有形成相對于所述低頻信號的特定電感的磁芯，并且配置為將所述低頻信號連接到所述制冷劑管道。另外， 管道通信裝置還可以包括信號放大單元，所述信號放大單元位于所述信號轉換單元與所述信號耦合單元之間，并且配置為放大所述低頻信號。為了實現詳細說明書的方案，可以配置一種利用制冷劑管道的用于空調系統的管道通信方法，以使得所述室外單元或室內單元的數據被轉換成通過所述制冷劑管道發送的低頻信號，或者將通過制冷劑管道接收的低頻信號轉換成數據，其中，所述系統包括至少一個室外單元和通過所述制冷劑管道連接到所述至少一個室外單元以進行空氣調節的至少一個室內單元。為了實現詳細說明書的方案，一種利用制冷劑管道的空調系統的通信方法可以包括如下步驟通過所述室外單元或者所述室內單元將數據發送到所述管道通信裝置；通過所述管道通信裝置將數據轉換成低頻信號；以及通過所述管道通信裝置將所述低頻信號發送到所述制冷劑管道。其中，所述系統包括至少一個室外單元；通過所述制冷劑管道連接到所述至少一個室外單元以進行空氣調節的至少一個室內單元；以及耦接到所述制冷劑管道以發送或者接收室所述室外單元或者所述室內單元的數據的管道通信裝置。所述方法還可以包括以下的步驟通過所述管道通信裝置從所述制冷劑管道接收所述低頻信號；通過所述管道通信裝置將所述低頻信號轉換成數據；以及通過所述管道通信裝置將數據發送到所述室外單元或者所述室內單元。所述方法還可以包括過濾所述低頻信號的步驟。另外，所述方法還可以包括放大所述低頻信號的步驟。根據示例性實施例的通信裝置、具有該通信裝置的空調系統以及該空調系統(利用制冷劑管道)的通信方法，可以使用制冷劑管道作為傳輸線路，以允許在室外單元與室內單元之間進行通信，并且可以使用低頻帶信號和具有適合于管道通信頻率特性的電感值的芯來進行管道通信，這樣允許在沒有獨立通信線路的情況下在室外單元與室內單元之間進行通信，由此提高系統穩定性，進而增強通信效率。另外，低頻帶信號的使用、具有適合于管道通信頻率特性的電感值的芯和信號耦合單元能夠允許進行管道通信，從而最小化噪聲干擾和電涌的影響。低頻帶信號和具有適合于管道通信頻率特性的電感值的芯能夠被用于進行管道通信，并且可以提供信號放大單元以將要被發送或接收的信號放大，從而將信號強度衰減和信號輻射最小化。根據下文中給出的詳細描述，本申請的進一步適用范圍將變得更加明顯。但是，應當理解，由于根據詳細說明的在本發明的構思與范圍之內的各種改變和修改對于本領域技術人員而言將是非常明顯的，所以詳細說明和特定實例(表示本發明的優選實施例)僅通過例證的方式給出。
所包含的附圖用于提供對本發明的進一步理解，并被合并到說明書中組成該說明書的一部分，所述附圖示出本發明的實施例并且與說明書一起用于說明本發明的原理。在附圖中圖1是顯示現有技術的空調系統的配置的示意圖；圖2是顯示根據示例性實施例的空調系統的配置的示意圖；圖3是示意性地顯示根據一個示例性實施例的管道通信裝置的配置的方框圖；圖4是顯示信號連接單元的實例的視圖；圖5是顯示信號耦合單元的實例的視圖；圖6是顯示信號耦合單元的另一個實例的視圖；圖7是示意性地顯示根據另一個示例性實施例的管道通信裝置的配置的方框圖；圖8是顯示本公開內容中的通信信號根據頻帶的特性的視圖；以及圖9和圖10是依次顯示用于根據本發明的示例性實施例的空調系統的管道通信方法的流程圖。
具體實施例方式現在，將參照附圖對根據示例性實施例的管道通信裝置、具有該管道通信裝置的空調系統及用于該空調系統的管道通信方法進行詳細描述。根據示例性實施例的管道通信裝置可以連接到制冷劑管道，并且利用低頻信號將室外單元或室內單元的數據傳遞到室外單元或室內單元。參照圖3，管道通信裝置可以包括數據通信單元410，用于從室外單元200或室內單元100接收數據，以及將數據輸出到室外單元200或室內單元100 ；以及信號轉換單元 420，用于將數據轉換成低頻信號或將低頻信號轉換成數據。低頻信號的載波頻率可以考慮被用作傳輸介質的制冷劑管道300的特性來指定。 即，為了將低頻信號耦合(couple)到制冷劑管道300并且通過減少信號衰減以及來自外部噪聲的干擾而增強通信可靠性，使用低頻帶的頻率可能是合適的。另一方面，參照圖8， 可以發現，當使用比使用的低頻更高的頻率時，信號衰減減少得更多。另外，在使用更高頻率的信號時，可以使用具有小尺寸的磁芯(magnetic core)，從而獲得降低成本的優點。但是，如果高頻信號超過幾兆赫(MHz)，則會發生信號輻射。仍參照圖8，用于管道通信的低頻信號的頻帶(即，滿足每一個國家的頻率調整的頻帶)在大約95KHz至大約150KHz的范圍內。特別地，根據該說明書的管道通信裝置和管道通信方法可以采用利用大約115KHZ或者大約132KHz頻率的窄帶技術或者雙頻技術，從而減少由于各種外部噪聲而產生的干擾，從而增強通信可靠性。管道通信裝置400還包括信號連接單元440，該信號連接單元440具有形成相對于低頻信號的特定電感(inductance)的磁芯，并且配置為將低頻信號鏈接到(link)制冷劑管道。該磁芯可以作為相對于低頻帶的電感運行，從而增強通信可靠性，該磁芯還具有可進行管道耦接(pipe coupling-available)結構。磁芯的電感值大約可以在幾十4 11至幾她的范圍內。參照圖8，優選地，由磁芯產生的低頻信號的衰減低于大約5dB。這里，由磁芯產生的電感值可以在大約30 μ H至大約60 μ H的范圍內。參照圖3、圖5和圖6，管道通信裝置400還可以包括信號耦合單元430、431、432， 信號耦合單元430、431、432位于信號轉換單元420與信號連接單元440之間，用于過濾低頻信號。參照圖5，信號耦合單元431可以包括電感器Ll和電容器Cl，從而以非隔離的方式來過濾信號。另外，信號耦合單元431可以阻擋噪聲和電涌。參照圖6，信號耦合單元432 可以包括變壓器Tl，從而以變壓器隔離的方式來阻擋外部噪聲和電涌。參照圖7，根據另一個示例性實施例的管道通信裝置可以包括數據通信單元 410，用于從室外單元或室內單元接收數據，以及將數據輸出到室外單元或室內單元；信號轉換單元420，用于將數據轉換成低頻信號或將低頻信號轉換成數據；信號連接單元440， 具有形成相對于低頻信號的特定電感的磁芯，并且配置為將低頻信號連接到制冷劑管道； 信號耦合單元430，位于信號轉換單元420與信號連接單元440之間，用于過濾低頻信號； 以及信號放大單元450，位于信號轉換單元420與信號耦合單元430之間，用于放大低頻信號。這里，信號耦合單元430可以阻擋噪聲和電涌。通過對應描述將理解與根據一個示例性實施例的管道通信裝置的元件相同/相似的元件，因而不再對它進行描述。可以采用用于增大低頻信號的強度的信號放大單元450來克服由于制冷劑管道的長度變長而可能發生在從制冷劑管道接收的信號中的衰減。信號放大單元450可以包括用于信號補償的放大電路(下文中稱為信號補償放大電路)，從而通過預置參考信號的級別(量級)(例如7mV)并且將所接收的信號與參考信號進行比較來放大信號。信號放大單元450可以用于放大被發送到制冷劑管道的信號。信號放大單元450可以包括信號補償放大電路，該信號補償放大電路設置有用于選擇信號的直接傳遞或信號的放大的開關451和用于放大信號的放大器(AMP) 452。參照圖2，空調系統可以包括至少一個室外單元200 ；至少一個室內單元100，通過制冷劑管道300連接到室外單元200，用于進行空氣調節；以及管道通信裝置400，耦接到制冷劑管道300，用于利用低頻信號將室外單元200或者室內單元100的數據傳遞到室外單元200或者室內單元100。還是參照圖3，管道通信裝置400可以包括數據通信單元410，用于從室外單元 200或者室內單元100接收數據，以及將數據輸出到室外單元200或者室內單元100 ；信號轉換單元420，用于將數據轉換成低頻信號或將低頻信號轉換成數據；以及信號耦合單元 430，用于過濾低頻信號，以將該低頻信號耦合到制冷劑管道300。這里，信號耦合單元430 可以阻擋噪聲和電涌。數據通信單元410可以連接到室外單元200或室內單元100的通信單元或控制器，從而從室外單元200或室內單元100接收數據(如運行數據、狀態信息等等)，或者將這類數據發送到室外單元200或室內單元100。這里，數據通信單元410可以通過普通的有線 /無線通信方法(例如RS-232C、RS-485或LAN)連接到室外單元200或室內單元100。信號轉換單元420可以包括信號發射部421，用于將數據通信單元410所接收的數據轉換(即，編碼)成低頻信號，從而向制冷劑管道300發送；以及信號接收部422，用于將從制冷劑管道300接收的低頻信號反轉換(即，解碼)成數據格式，以發送到室外單元 200或室內單元100。參照圖4，管道通信裝置400還可以包括信號連接單元440，該信號連接單元440 具有形成相對于低頻信號的特定電感的磁芯441，并且配置為將低頻信號連接到制冷劑管道300。該磁芯441可以作為相對于低頻信號的電感運行。磁芯441的電感值可以考慮制冷劑管道300的特性來指定。磁芯441可以耦接到制冷劑管道300。因此，優選地，磁芯441 可以具有環繞(纏繞)制冷劑管道300的結構，特別是，如圖4所示的筒形結構。這里，磁芯441可以限制內徑為a，外徑為b，厚度為t。另外，由于制冷劑管道300可以穿過筒形芯的中心，所以信號線的匝數N可以是1。即，可以將應用于管道通信的磁芯441的電感值限制在如方程式1所表述的特定范圍內。[方程式1]
權利要求
1.一種管道通信系統，包括室外單元；室內單元；制冷劑管道，連接到所述室外單元與所述室內單元，并且在所述室外單元與所述室內單元之間傳送制冷劑；以及通信設備，耦接到所述制冷劑管道，以利用低頻信號在所述室外單元與所述室內單元之間來回傳遞數據。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述通信設備包括數據通信單元，配置為在所述室外單元與所述室內單元之間接收數據；以及信號轉換單元，配置為將數據轉換成低頻信號或者將低頻信號轉換成數據。
3.根據權利要求2所述的系統，還包括信號連接單元，所述信號連接單元具有形成相對于所述低頻信號的特定電感的磁芯，并且配置為將所述低頻信號連接到所述制冷劑管道。
4.根據權利要求3所述的系統，還包括信號耦合單元，所述信號耦合單元位于所述信號轉換單元與所述信號連接單元之間，并且配置為過濾所述低頻信號。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述信號耦合單元阻擋噪聲和電涌。
6.根據權利要求4所述的系統，還包括信號放大單元，所述信號放大單元位于所述信號轉換單元與所述信號耦合單元之間，并且配置為放大所述低頻信號。
7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述低頻信號是頻帶在大約95KHz至大約 150KHz范圍內的信號。
8.一種空調系統，包括一個或多個室外單元；一個或多個室內單元，通過制冷劑管道連接到室外單元，并且配置為進行空氣調節；以及管道通信裝置，耦接到所述制冷劑管道，并且配置為利用低頻信號在所述室外單元與所述室內單元之間來回傳遞數據。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述管道通信裝置包括數據通信單元，配置為從所述室外單元或者室內單元接收數據，并且將數據輸出到所述室外單元或者室內單元；信號轉換單元，配置為將數據轉換成低頻信號或者將低頻信號轉換成數據；以及信號耦合單元，配置為過濾所述低頻信號，以將過濾后的低頻信號耦合到所述制冷劑管道。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，所述信號耦合單元阻擋噪聲和電涌。
11.根據權利要求9所述的系統，其中，所述管道通信裝置還包括信號連接單元，所述信號連接單元具有形成相對于所述低頻信號的預定電感的磁芯，并且配置為將所述低頻信號連接到所述制冷劑管道。
12.根據權利要求11所述的系統，其中，所述管道通信裝置還包括信號放大單元，所述信號放大單元位于所述信號轉換單元與所述信號耦合單元之間，并且配置為放大所述低頻信號。
13.根據權利要求8所述的系統，其中，所述低頻信號是頻帶在大約95KHz至大約 150KHz范圍內的信號。
14.一種利用制冷劑管道的通信方法，用于空調系統，所述系統包括至少一個室外單元和通過所述制冷劑管道連接到所述至少一個室外單元以進行空氣調節的至少一個室內單元，所述方法包括如下步驟接收與所述室外單元或所述室內單元其中之一進行通信的低頻信號或數據；以及將數據轉換成低頻信號或者將低頻信號轉換成數據。
15.一種利用制冷劑管道的通信方法，用于空調系統，所述系統包括至少一個室外單元；通過所述制冷劑管道連接到所述至少一個室外單元以進行空氣調節的至少一個室內單元；以及耦接到所述制冷劑管道以發送或者接收來自所述室外單元或者所述室內單元的數據的管道通信裝置，所述方法包括如下步驟從所述室外單元或者所述室內單元將數據發送到所述管道通信裝置；將數據轉換成低頻信號；以及將所述低頻信號發送到所述制冷劑管道。
16.根據權利要求15所述的方法，還包括如下步驟從所述制冷劑管道接收所述低頻信號；將所述低頻信號轉換成數據；以及將數據發送到所述室外單元或者所述室內單元。
17.根據權利要求15所述的方法，還包括過濾所述低頻信號的步驟。
18.根據權利要求17所述的方法，還包括放大所述低頻信號的步驟。
19.根據權利要求14所述的方法，其中，所述低頻信號是頻帶在大約95KHz至大約 150KHz范圍內的信號。
20.根據權利要求15所述的方法，其中，所述低頻信號是頻帶在大約95KHz至大約 150KHz范圍內的信號。
全文摘要
提供一種通信裝置、具有該通信裝置的空調系統以及用于利用制冷劑管道的空調系統的通信方法。制冷劑管道可以被用作傳輸線路，以允許在室外單元與室內單元之間進行通信，并且可以使用低頻帶信號和具有適合于管道通信頻率特性的電感值的芯來進行管道通信，這樣允許在沒有獨立通信線路的情況下也能在室外單元與室內單元之間進行通信，由此最小化噪聲干擾和電涌影響，并且避免信號強度衰減和信號輻射。
文檔編號F24F11/02GK102192576SQ20111006252
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月10日 優先權日2010年3月10日
發明者尹相哲, 鄭丞桓, 金埈臺 申請人:Lg電子株式會社