专利名称：管道通信系统、空调系统及其通信方法
技术领域：
该公开内容涉及一种空调系统，尤其涉及一种能够通过制冷剂管道利用低频信号对室内单元或室外单元进行数据通信的空调系统，以及利用制冷剂管道的空调系统的通信方法。
背景技术：
通常，空调系统设置有室内单元和室外单元，以响应用户的需求来驱动制冷或制热循环。这里，室内单元和室外单元通过制冷剂管道相互连接。近来，复式空调系统，其包括多个复式空调器(multi air conditioner)，每一个复式空调器都具有用于控制制冷剂的分配和循环的室外单元，以及共享室外单元以将空气排放到每个空间的室内单元；以及控制器，用于连接和控制多个空调器。例如，如图1所示，空调系统包括一个室外单元200 ；以及通过制冷剂管道300连接到室外单元200的多个室内单元100A至100D。同时，空调系统可以使流体(即，制冷剂)依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器进行循环，或者以相反的顺序进行循环，从而进行室内空间的制冷或制热。在安装空调系统时，重新装填(补充)制冷剂达到适于空调系统的容量的程度。但是，由于时间的流逝 (即，在长时间使用空调系统之后)，制冷剂被消耗，从而导致空调系统中缺少制冷剂。如果剩余的制冷剂不足，则会降低空调系统的效率。因而，应当重新装填制冷剂以维持适当的水平。因此，为了维持被消耗的制冷剂的适当量，已引入一种根据空调系统的容量通过注入制冷剂来稳定地维持制冷剂量的技术。用于将室内单元连接到室外单元的制冷剂管道被预先安装在建筑物等内。如果室外单元和室内单元的数目增加，或者室外单元和室内单元位于更远的距离，则制冷剂管道的长度会变长，这样会增加分支(branch)的数目。因此，根据现有技术的空调系统及其管道通信方法产生如下问题。即，如果使用长管道或具有许多分支的管道，室外单元和室内单元位于彼此相距较远的位置，这样导致通信信号变弱(衰减)，从而降低了管道通信的可靠性。此外，在根据现有技术的空调系统及其管道通信方法中，在通过制冷剂管道进行通信时，不考虑信号频带，从而导致噪声干扰、信号强度和信号辐射(signal radiation)的衰减的发生。
发明内容
因此，为了解决上述问题，详细说明书的一个方案是揭示一种管道通信装置，该管道通信装置用于利用低频带的信号来传输或接收室外单元或室内单元的数据。详细说明书的另一个方案是揭示一种空调系统以及一种用于利用制冷剂管道的空调系统的管道通信方法，该空调系统能够利用制冷剂管道作为传输线路(transmission line)在室外单元与室内单元之间进行通信，并且利用低频带信号和具有电感值适合于管道通信频率特性的芯(core)的管道通信装置来进行管道通信。为了实现这些及其它优点并且根据该说明书的目的，如此处实施及广义描述的， 管道通信装置可以耦接(couple)到制冷剂管道，以利用低频信号将室外单元或室内单元的数据传递到室外单元或室内单元。所述装置可以包括数据通信单元，所述数据通信单元配置为从所述室外单元或者室内单元接收数据并且将数据输出到所述室外单元或者室内单元；以及信号转换单元， 配置为将数据转换成低频信号或者将低频信号转换成数据。所述装置还可以包括信号连接单元，所述信号连接单元具有形成相对于所述低频信号的特定电感的磁芯，并且配置为将所述低频信号连接(connect)到所述制冷剂管道。所述装置还可以包括信号耦合单元，所述信号耦合单元位于所述信号转换单元与所述信号连接单元之间以过滤所述低频信号。所述信号耦合单元阻挡噪声和电涌(surge)。所述装置还可以包括信号放大单元，所述信号放大单元位于所述信号转换单元与所述信号耦合单元之间，并且配置为放大所述低频信号。为了实现详细说明书的方案，一种空调系统可以包括至少一个室外单元；至少一个室内单元，通过制冷剂管道连接到室外单元，并且配置为进行空气调节；以及管道通信装置，耦接到所述制冷剂管道，并且配置为利用低频信号将所述室外单元或所述室内单元的数据传递到所述室外单元或者室内单元。管道通信装置可以包括数据通信单元，配置为从所述室外单元或者室内单元接收数据，并且将数据输出到所述室外单元或者室内单元；信号转换单元，配置为将数据转换成低频信号或者将低频信号转换成数据；以及信号耦合单元，配置为过滤所述低频信号，以将过滤后的低频信号耦合(couple)到所述制冷剂管道。这里，所述信号耦合单元可以阻挡噪声和电涌。管道通信装置还可以包括信号连接单元，所述信号连接单元具有形成相对于所述低频信号的特定电感的磁芯，并且配置为将所述低频信号连接到所述制冷剂管道。另外， 管道通信装置还可以包括信号放大单元，所述信号放大单元位于所述信号转换单元与所述信号耦合单元之间，并且配置为放大所述低频信号。为了实现详细说明书的方案，可以配置一种利用制冷剂管道的用于空调系统的管道通信方法，以使得所述室外单元或室内单元的数据被转换成通过所述制冷剂管道发送的低频信号，或者将通过制冷剂管道接收的低频信号转换成数据，其中，所述系统包括至少一个室外单元和通过所述制冷剂管道连接到所述至少一个室外单元以进行空气调节的至少一个室内单元。为了实现详细说明书的方案，一种利用制冷剂管道的空调系统的通信方法可以包括如下步骤通过所述室外单元或者所述室内单元将数据发送到所述管道通信装置；通过所述管道通信装置将数据转换成低频信号；以及通过所述管道通信装置将所述低频信号发送到所述制冷剂管道。其中，所述系统包括至少一个室外单元；通过所述制冷剂管道连接到所述至少一个室外单元以进行空气调节的至少一个室内单元；以及耦接到所述制冷剂管道以发送或者接收室所述室外单元或者所述室内单元的数据的管道通信装置。所述方法还可以包括以下的步骤通过所述管道通信装置从所述制冷剂管道接收所述低频信号；通过所述管道通信装置将所述低频信号转换成数据；以及通过所述管道通信装置将数据发送到所述室外单元或者所述室内单元。所述方法还可以包括过滤所述低频信号的步骤。另外，所述方法还可以包括放大所述低频信号的步骤。根据示例性实施例的通信装置、具有该通信装置的空调系统以及该空调系统(利用制冷剂管道)的通信方法，可以使用制冷剂管道作为传输线路，以允许在室外单元与室内单元之间进行通信，并且可以使用低频带信号和具有适合于管道通信频率特性的电感值的芯来进行管道通信，这样允许在没有独立通信线路的情况下在室外单元与室内单元之间进行通信，由此提高系统稳定性，进而增强通信效率。另外，低频带信号的使用、具有适合于管道通信频率特性的电感值的芯和信号耦合单元能够允许进行管道通信，从而最小化噪声干扰和电涌的影响。低频带信号和具有适合于管道通信频率特性的电感值的芯能够被用于进行管道通信，并且可以提供信号放大单元以将要被发送或接收的信号放大，从而将信号强度衰减和信号辐射最小化。根据下文中给出的详细描述，本申请的进一步适用范围将变得更加明显。但是，应当理解，由于根据详细说明的在本发明的构思与范围之内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是非常明显的，所以详细说明和特定实例(表示本发明的优选实施例)仅通过例证的方式给出。
所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，并被合并到说明书中组成该说明书的一部分，所述附图示出本发明的实施例并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中图1是显示现有技术的空调系统的配置的示意图；图2是显示根据示例性实施例的空调系统的配置的示意图；图3是示意性地显示根据一个示例性实施例的管道通信装置的配置的方框图；图4是显示信号连接单元的实例的视图；图5是显示信号耦合单元的实例的视图；图6是显示信号耦合单元的另一个实例的视图；图7是示意性地显示根据另一个示例性实施例的管道通信装置的配置的方框图；图8是显示本公开内容中的通信信号根据频带的特性的视图；以及图9和图10是依次显示用于根据本发明的示例性实施例的空调系统的管道通信方法的流程图。
具体实施例方式现在，将参照附图对根据示例性实施例的管道通信装置、具有该管道通信装置的空调系统及用于该空调系统的管道通信方法进行详细描述。根据示例性实施例的管道通信装置可以连接到制冷剂管道，并且利用低频信号将室外单元或室内单元的数据传递到室外单元或室内单元。参照图3，管道通信装置可以包括数据通信单元410，用于从室外单元200或室内单元100接收数据，以及将数据输出到室外单元200或室内单元100 ；以及信号转换单元 420，用于将数据转换成低频信号或将低频信号转换成数据。低频信号的载波频率可以考虑被用作传输介质的制冷剂管道300的特性来指定。 即，为了将低频信号耦合(couple)到制冷剂管道300并且通过减少信号衰减以及来自外部噪声的干扰而增强通信可靠性，使用低频带的频率可能是合适的。另一方面，参照图8， 可以发现，当使用比使用的低频更高的频率时，信号衰减减少得更多。另外，在使用更高频率的信号时，可以使用具有小尺寸的磁芯(magnetic core)，从而获得降低成本的优点。但是，如果高频信号超过几兆赫(MHz)，则会发生信号辐射。仍参照图8，用于管道通信的低频信号的频带(即，满足每一个国家的频率调整的频带)在大约95KHz至大约150KHz的范围内。特别地，根据该说明书的管道通信装置和管道通信方法可以采用利用大约115KHZ或者大约132KHz频率的窄带技术或者双频技术，从而减少由于各种外部噪声而产生的干扰，从而增强通信可靠性。管道通信装置400还包括信号连接单元440，该信号连接单元440具有形成相对于低频信号的特定电感(inductance)的磁芯，并且配置为将低频信号链接到(link)制冷剂管道。该磁芯可以作为相对于低频带的电感运行，从而增强通信可靠性，该磁芯还具有可进行管道耦接(pipe coupling-available)结构。磁芯的电感值大约可以在几十4 11至几她的范围内。参照图8，优选地，由磁芯产生的低频信号的衰减低于大约5dB。这里，由磁芯产生的电感值可以在大约30 μ H至大约60 μ H的范围内。参照图3、图5和图6，管道通信装置400还可以包括信号耦合单元430、431、432， 信号耦合单元430、431、432位于信号转换单元420与信号连接单元440之间，用于过滤低频信号。参照图5，信号耦合单元431可以包括电感器Ll和电容器Cl，从而以非隔离的方式来过滤信号。另外，信号耦合单元431可以阻挡噪声和电涌。参照图6，信号耦合单元432 可以包括变压器Tl，从而以变压器隔离的方式来阻挡外部噪声和电涌。参照图7，根据另一个示例性实施例的管道通信装置可以包括数据通信单元 410，用于从室外单元或室内单元接收数据，以及将数据输出到室外单元或室内单元；信号转换单元420，用于将数据转换成低频信号或将低频信号转换成数据；信号连接单元440， 具有形成相对于低频信号的特定电感的磁芯，并且配置为将低频信号连接到制冷剂管道； 信号耦合单元430，位于信号转换单元420与信号连接单元440之间，用于过滤低频信号； 以及信号放大单元450，位于信号转换单元420与信号耦合单元430之间，用于放大低频信号。这里，信号耦合单元430可以阻挡噪声和电涌。通过对应描述将理解与根据一个示例性实施例的管道通信装置的元件相同/相似的元件，因而不再对它进行描述。可以采用用于增大低频信号的强度的信号放大单元450来克服由于制冷剂管道的长度变长而可能发生在从制冷剂管道接收的信号中的衰减。信号放大单元450可以包括用于信号补偿的放大电路(下文中称为信号补偿放大电路)，从而通过预置参考信号的级别(量级)(例如7mV)并且将所接收的信号与参考信号进行比较来放大信号。信号放大单元450可以用于放大被发送到制冷剂管道的信号。信号放大单元450可以包括信号补偿放大电路，该信号补偿放大电路设置有用于选择信号的直接传递或信号的放大的开关451和用于放大信号的放大器(AMP) 452。参照图2，空调系统可以包括至少一个室外单元200 ；至少一个室内单元100，通过制冷剂管道300连接到室外单元200，用于进行空气调节；以及管道通信装置400，耦接到制冷剂管道300，用于利用低频信号将室外单元200或者室内单元100的数据传递到室外单元200或者室内单元100。还是参照图3，管道通信装置400可以包括数据通信单元410，用于从室外单元 200或者室内单元100接收数据，以及将数据输出到室外单元200或者室内单元100 ；信号转换单元420，用于将数据转换成低频信号或将低频信号转换成数据；以及信号耦合单元 430，用于过滤低频信号，以将该低频信号耦合到制冷剂管道300。这里，信号耦合单元430 可以阻挡噪声和电涌。数据通信单元410可以连接到室外单元200或室内单元100的通信单元或控制器，从而从室外单元200或室内单元100接收数据(如运行数据、状态信息等等)，或者将这类数据发送到室外单元200或室内单元100。这里，数据通信单元410可以通过普通的有线 /无线通信方法(例如RS-232C、RS-485或LAN)连接到室外单元200或室内单元100。信号转换单元420可以包括信号发射部421，用于将数据通信单元410所接收的数据转换(即，编码)成低频信号，从而向制冷剂管道300发送；以及信号接收部422，用于将从制冷剂管道300接收的低频信号反转换(即，解码)成数据格式，以发送到室外单元 200或室内单元100。参照图4，管道通信装置400还可以包括信号连接单元440，该信号连接单元440 具有形成相对于低频信号的特定电感的磁芯441，并且配置为将低频信号连接到制冷剂管道300。该磁芯441可以作为相对于低频信号的电感运行。磁芯441的电感值可以考虑制冷剂管道300的特性来指定。磁芯441可以耦接到制冷剂管道300。因此，优选地，磁芯441 可以具有环绕(缠绕)制冷剂管道300的结构，特别是，如图4所示的筒形结构。这里，磁芯441可以限制内径为a，外径为b，厚度为t。另外，由于制冷剂管道300可以穿过筒形芯的中心，所以信号线的匝数N可以是1。即，可以将应用于管道通信的磁芯441的电感值限制在如方程式1所表述的特定范围内。[方程式1]
权利要求
1.一种管道通信系统，包括室外单元；室内单元；制冷剂管道，连接到所述室外单元与所述室内单元，并且在所述室外单元与所述室内单元之间传送制冷剂；以及通信设备，耦接到所述制冷剂管道，以利用低频信号在所述室外单元与所述室内单元之间来回传递数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述通信设备包括数据通信单元，配置为在所述室外单元与所述室内单元之间接收数据；以及信号转换单元，配置为将数据转换成低频信号或者将低频信号转换成数据。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括信号连接单元，所述信号连接单元具有形成相对于所述低频信号的特定电感的磁芯，并且配置为将所述低频信号连接到所述制冷剂管道。
4.根据权利要求3所述的系统，还包括信号耦合单元，所述信号耦合单元位于所述信号转换单元与所述信号连接单元之间，并且配置为过滤所述低频信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信号耦合单元阻挡噪声和电涌。
6.根据权利要求4所述的系统，还包括信号放大单元，所述信号放大单元位于所述信号转换单元与所述信号耦合单元之间，并且配置为放大所述低频信号。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述低频信号是频带在大约95KHz至大约 150KHz范围内的信号。
8.一种空调系统，包括一个或多个室外单元；一个或多个室内单元，通过制冷剂管道连接到室外单元，并且配置为进行空气调节；以及管道通信装置，耦接到所述制冷剂管道，并且配置为利用低频信号在所述室外单元与所述室内单元之间来回传递数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述管道通信装置包括数据通信单元，配置为从所述室外单元或者室内单元接收数据，并且将数据输出到所述室外单元或者室内单元；信号转换单元，配置为将数据转换成低频信号或者将低频信号转换成数据；以及信号耦合单元，配置为过滤所述低频信号，以将过滤后的低频信号耦合到所述制冷剂管道。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述信号耦合单元阻挡噪声和电涌。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述管道通信装置还包括信号连接单元，所述信号连接单元具有形成相对于所述低频信号的预定电感的磁芯，并且配置为将所述低频信号连接到所述制冷剂管道。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述管道通信装置还包括信号放大单元，所述信号放大单元位于所述信号转换单元与所述信号耦合单元之间，并且配置为放大所述低频信号。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述低频信号是频带在大约95KHz至大约 150KHz范围内的信号。
14.一种利用制冷剂管道的通信方法，用于空调系统，所述系统包括至少一个室外单元和通过所述制冷剂管道连接到所述至少一个室外单元以进行空气调节的至少一个室内单元，所述方法包括如下步骤接收与所述室外单元或所述室内单元其中之一进行通信的低频信号或数据；以及将数据转换成低频信号或者将低频信号转换成数据。
15.一种利用制冷剂管道的通信方法，用于空调系统，所述系统包括至少一个室外单元；通过所述制冷剂管道连接到所述至少一个室外单元以进行空气调节的至少一个室内单元；以及耦接到所述制冷剂管道以发送或者接收来自所述室外单元或者所述室内单元的数据的管道通信装置，所述方法包括如下步骤从所述室外单元或者所述室内单元将数据发送到所述管道通信装置；将数据转换成低频信号；以及将所述低频信号发送到所述制冷剂管道。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤从所述制冷剂管道接收所述低频信号；将所述低频信号转换成数据；以及将数据发送到所述室外单元或者所述室内单元。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括过滤所述低频信号的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括放大所述低频信号的步骤。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述低频信号是频带在大约95KHz至大约 150KHz范围内的信号。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述低频信号是频带在大约95KHz至大约 150KHz范围内的信号。
全文摘要
提供一种通信装置、具有该通信装置的空调系统以及用于利用制冷剂管道的空调系统的通信方法。制冷剂管道可以被用作传输线路，以允许在室外单元与室内单元之间进行通信，并且可以使用低频带信号和具有适合于管道通信频率特性的电感值的芯来进行管道通信，这样允许在没有独立通信线路的情况下也能在室外单元与室内单元之间进行通信，由此最小化噪声干扰和电涌影响，并且避免信号强度衰减和信号辐射。
文档编号F24F11/02GK102192576SQ20111006252
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者尹相哲, 郑丞桓, 金埈台 申请人:Lg电子株式会社