JP2010139158A - Outdoor unit for heat pump type air conditioner - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動源及び冷媒を制御する主制御回路と、室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信回路とを備えるヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、外来ノイズに対する主制御回路又は通信回路の耐性を向上することができるヒートポンプ式空気調和装置の室外機を提供する。
【解決手段】室外機は、ガスエンジン及び冷媒を制御するメインマイコン71と、当該室外機と室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信マイコン72と、メインマイコン71及び通信マイコン72に接続され電気的に絶縁された状態でメインマイコン71及び通信マイコン72間で信号を伝送するフォトカプラ74,75と、交流商用電源をAC/DC変換した直流電圧を電気的に絶縁された状態でメインマイコン71に電源供給する主制御用電源66と、交流商用電源をAC/DC変換した直流電圧を電気的に絶縁された状態で通信マイコン72に電源供給する通信用電源67とを備える。
【選択図】図3A main control circuit for an external noise in an outdoor unit of a heat pump air conditioner including a main control circuit for controlling a drive source and a refrigerant, and a communication circuit for communicating with the indoor unit or another outdoor unit. Or the outdoor unit of the heat pump type air conditioner which can improve the tolerance of a communication circuit is provided.
An outdoor unit includes a main microcomputer 71 that controls a gas engine and a refrigerant, a communication microcomputer 72 that performs communication between the outdoor unit and an indoor unit or another outdoor unit, a main microcomputer 71, and a communication microcomputer 72. The photocouplers 74 and 75 that transmit signals between the main microcomputer 71 and the communication microcomputer 72 while being electrically insulated from each other and the DC voltage obtained by AC / DC conversion of the AC commercial power supply are electrically insulated The main control power supply 66 for supplying power to the main microcomputer 71 and the communication power supply 67 for supplying power to the communication microcomputer 72 in a state where the DC voltage obtained by AC / DC conversion of the AC commercial power supply is electrically insulated are provided.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、ヒートポンプ式空気調和装置の室外機に関するものである。 The present invention relates to an outdoor unit of a heat pump type air conditioner.
従来、ヒートポンプ式空気調和装置としては、例えば特許文献1、2に記載されたものが知られている。これらの空気調和装置では、室外機及び室内機間のデジタル信号の送受に関し、ノイズ(サージ)対策としてカレントループ型の通信方式を採用している。そして、通信ライン上の受信側及び送信側に各々フォトカプラと複数の抵抗とを配置し、フォトカプラのオン・オフによってデジタル信号の送受を行うとともに絶縁性を確保している。カレントループ型の通信方式では、カレントループの電流信号で通信が行われるため、例えば電圧伝送方式に比べてコモン・モード・ノイズ(同相ノイズ)耐性が高い特徴を有する。 Conventionally, as a heat pump type air conditioner, for example, those described in Patent Documents 1 and 2 are known. In these air conditioners, a current loop type communication system is adopted as a countermeasure against noise (surge) for transmission and reception of digital signals between the outdoor unit and the indoor unit. A photocoupler and a plurality of resistors are arranged on the reception side and the transmission side on the communication line, respectively, and digital signals are transmitted and received by turning the photocoupler on and off, and insulation is ensured. In the current loop communication method, since communication is performed using a current signal of the current loop, for example, the current loop type communication method has a feature that the common mode noise (common mode noise) resistance is higher than that of the voltage transmission method.
他方、各端末のフォトカプラや線路抵抗による電圧降下が発生するため、長距離伝送や多台数でのマルチポイント接続の場合は、カレントループの電流信号の電源(以下、「ループ電源」ともいう)の電圧を高くする必要がある。特許文献1、2では、室外機及び室内機間の通信ラインの総延長は100m程度で小台数を想定しているものと推定される。また、ループ電源は非絶縁電源であるため、コントローラ(通信回路)の絶縁性を確保しながらも、当該ループ電源の絶縁耐圧は僅少である。
ところで、近年のヒートポンプ式空気調和装置では、マルチ式空調化や室外機の大容量化、大型物件対応、郊外大規模物件対応などから、室内外通信ネットワークには、複数室外機、多室内機間の通信を許容し得る長距離対応が要求される。特に、冷媒系統別に通信ラインを区分けして配線工事する煩わしさの解消や、ネットワーク全体を統括制御する制御機器の接続のため、冷媒系統を跨いで室外機間も接続するネットワークを構築することが要求される。また、通信ラインは、屋外に配線されることに伴い電磁気環境的に非常に厳しい状況に置かれるため、より信頼性の高い通信が要求される。 By the way, in recent heat pump type air conditioners, multi-type air conditioning, increased capacity of outdoor units, support for large-scale properties, support for large-scale suburbs, etc. Long-distance correspondence that can permit the communication is required. In particular, it is possible to construct a network that connects outdoor units across the refrigerant system in order to eliminate the hassle of wiring work by dividing the communication line for each refrigerant system and to connect control equipment that controls the entire network. Required. In addition, the communication line is placed in a very severe situation in terms of electromagnetic environment as it is wired outdoors, so that more reliable communication is required.
一方、従来のカレントループ型の通信方式では、例えば室外機に配置されたループ電源が非絶縁電源であるため、例えば並走する商用電源の電源供給ラインから通信ラインに誘導されたコモン・モード・サージや誘導雷により通信ラインに重畳したコモン・モード・サージがループ電源に抜け、コントローラ(通信回路)やその電源回路に不具合が生じる可能性がある。 On the other hand, in the conventional current loop type communication system, for example, the loop power source arranged in the outdoor unit is a non-insulated power source, so that, for example, a common mode The common mode surge superimposed on the communication line due to surge or induced lightning may be lost to the loop power supply, causing problems in the controller (communication circuit) and its power supply circuit.
また、多台数でのマルチポイント接続にカレントループ型の通信方式を採用すると、いずれか一つの機器が電源オフされ、あるいは故障することで全通信が使用不能となり、特に室外機及び室内機が個別に電源を有する大規模なヒートポンプ式空気調和装置では、その分、通信の信頼性が低下する可能性がある。 In addition, if a current loop type communication system is used for multipoint connection with a large number of units, all the communication becomes unusable due to power off or failure of any one device, especially for outdoor units and indoor units individually. In a large-scale heat pump type air conditioner having a power source, communication reliability may be reduced accordingly.
さらに、長距離伝送や多台数でのマルチポイント接続に伴い、ループ電源の電圧が非常に高くなり、通信ラインの耐圧向上を図る必要がある。 Furthermore, with long-distance transmission and multipoint connection with a large number of units, the voltage of the loop power supply becomes very high, and it is necessary to improve the breakdown voltage of the communication line.
さらにまた、複数の室外機間を接続するネットワークの場合、ループ電源を供給するいずれか一つの室外機を選択しなければならない。 Furthermore, in the case of a network that connects a plurality of outdoor units, any one of the outdoor units that supply loop power must be selected.
また、冷媒の循環に係るコンプレッサの駆動をガスエンジンで行うヒートポンプ式空気調和装置(即ちガスヒートポンプ式空気調和装置)の場合、室外機はエンジン制御の必要性から制御回路のグランドを筐体フレームのグランドに落とすシステムグランドの構成を採用することが一般的である。一方、室内機は、電磁障害を生じさせないためのEMC用アースは存在するものの、回路基板等のグランド系は基本的に非接地方式が採用されている。従って、通信ラインに誘導・重畳した高エネルギーのサージは室外機を経由して筐体フレームから大地に抜けていくことになり、やはり室外機側の絶縁耐圧が不十分になる可能性がある。 In addition, in the case of a heat pump type air conditioner (that is, a gas heat pump type air conditioner) that drives a compressor related to refrigerant circulation with a gas engine, the outdoor unit connects the ground of the control circuit to the housing frame because of the necessity of engine control. It is common to employ a system ground configuration that drops to the ground. On the other hand, in the indoor unit, although there is an EMC earth for preventing electromagnetic interference, a non-grounding system is basically adopted for a ground system such as a circuit board. Therefore, a high-energy surge induced and superimposed on the communication line will escape from the housing frame to the ground via the outdoor unit, and the insulation withstand voltage on the outdoor unit side may still be insufficient.
以上のように、室外機のコントローラが通信制御を兼ねる構成では、室外機に設置されたエンジンの点火ノイズやモータ類のインバータノイズ、あるいは商用電源から侵入するサージ等がコントローラから通信ラインに伝搬・重畳、あるいは誘導されるノイズの問題が生じる。一方、通信ラインの配線は建物間に跨るため、雷サージの影響を受けやすいという問題もある。つまり、通信方式自体が平衡伝送通信であっても、回路系が接地されていることでコモン・モード・ノイズも含めて影響を受けてしまう。さらに、通信ネットワークは上述の外来ノイズ以外に施工上の影響を受けやすく、例えば電源供給ラインとの誤接続、通信ラインの地絡などが生じた場合に共通回路である主制御回路及び通信回路に同時に不具合が発生することがある。 As described above, in the configuration in which the controller of the outdoor unit also serves as communication control, ignition noise of the engine installed in the outdoor unit, inverter noise of the motors, surges entering from the commercial power supply, etc. are propagated from the controller to the communication line. There is a problem of noise that is superimposed or induced. On the other hand, since the wiring of a communication line straddles between buildings, there also exists a problem that it is easy to receive the influence of a lightning surge. That is, even if the communication method itself is balanced transmission communication, the circuit system is grounded, and therefore, it is affected including common mode noise. In addition, the communication network is susceptible to construction effects other than the above-described external noise. For example, when a misconnection with the power supply line or a ground fault of the communication line occurs, the main control circuit and the communication circuit are common circuits. At the same time, problems may occur.
本発明の目的は、駆動源及び冷媒を制御する主制御回路と、室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信回路とを備えるヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、外来ノイズに対する主制御回路又は通信回路の耐性を向上することができるヒートポンプ式空気調和装置の室外機を提供することにある。 An object of the present invention is an outdoor unit of a heat pump type air conditioner that includes a main control circuit that controls a drive source and a refrigerant, and a communication circuit that performs communication between the indoor unit or another outdoor unit. An object of the present invention is to provide an outdoor unit of a heat pump type air conditioner that can improve resistance of a main control circuit or a communication circuit.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、駆動源、該駆動源により駆動されて冷媒を吸入するとともに該吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ及び冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能する室外機熱交換器を有する室外機であって、室内機に設けられ冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する室内機熱交換器及び前記室外機熱交換器に冷媒回路を通じて冷媒が循環されるヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、前記駆動源及び冷媒を制御する主制御回路と、当該室外機と前記室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信回路と、前記主制御回路及び前記通信回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記主制御回路及び前記通信回路間で信号を伝送する伝送回路と、交流商用電源をAC/DC変換して直流電源を生成する電源回路と、前記電源回路及び前記主制御回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記電源回路から前記主制御回路に電源供給する第1電源と、前記電源回路及び前記通信回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記電源回路から前記通信回路に電源供給する第2電源とを備えたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a driving source, a compressor driven by the driving source to suck in the refrigerant and compressing and discharging the sucked refrigerant, and a refrigerant during cooling operation. Outdoor unit having an outdoor unit heat exchanger functioning as a refrigerant evaporator and functioning as a refrigerant evaporator during heating operation, provided in the indoor unit as a refrigerant evaporator during cooling operation and during heating operation A main control circuit for controlling the drive source and the refrigerant in the outdoor unit of the heat pump type air conditioner in which the refrigerant is circulated through the refrigerant circuit to the indoor unit heat exchanger functioning as a refrigerant condenser and the outdoor unit heat exchanger; A communication circuit that performs communication between the outdoor unit and the indoor unit or another outdoor unit, and the main control circuit and the communication circuit that are connected to and electrically insulated from the main control circuit and the communication circuit. A transmission circuit for transmitting signals between the communication circuits, a power supply circuit for generating a DC power supply by AC / DC conversion of an AC commercial power supply, and an electrically insulated state connected to the power supply circuit and the main control circuit A first power source for supplying power from the power circuit to the main control circuit; and a second power source connected to the power circuit and the communication circuit and electrically supplied from the power circuit to the communication circuit. The main point is that it has a power source.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、前記伝送回路は、前記主制御回路及び前記通信回路のいずれか一方及び他方を入力側及び出力側とするフォトカプラ又は絶縁型トランスであることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the outdoor unit of the heat pump air conditioner according to the first aspect, the transmission circuit includes one of the main control circuit and the communication circuit and the other on the input side and the output side. The gist of the present invention is that it is a photocoupler or an insulating transformer.
上記各構成によれば、前記主制御回路及び前記通信回路間では、前記伝送回路により電気的に絶縁された状態で信号が伝送される。そして、前記主制御回路には前記第1電源により電気的に絶縁された状態で前記電源回路からの電源が供給され、前記通信回路には前記第2電源により電気的に絶縁された状態で前記電源回路からの電源が供給される。このように、前記主制御回路及び前記通信回路は、各々の電源供給が前記電源回路から電気的に絶縁された状態で独立になされるため、外来ノイズに対する前記主制御回路又は前記通信回路の絶縁耐性を向上することができる。 According to each of the above configurations, a signal is transmitted between the main control circuit and the communication circuit while being electrically insulated by the transmission circuit. The main control circuit is supplied with power from the power circuit in a state of being electrically insulated by the first power source, and the communication circuit is electrically insulated by the second power source. Power is supplied from the power supply circuit. As described above, since the main control circuit and the communication circuit are independently made in a state where the power supply is electrically insulated from the power supply circuit, the main control circuit or the communication circuit is insulated against external noise. Resistance can be improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、前記通信回路が実装される通信基板と、前記主制御回路が実装される主制御基板とを備え、前記伝送回路は、前記通信基板に実装されていることを要旨とする。 The invention according to claim 3 is the outdoor unit of the heat pump type air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the communication board on which the communication circuit is mounted, and the main control board on which the main control circuit is mounted And the transmission circuit is mounted on the communication board.
同構成によれば、例えば室内機又は他の室外機との通信ラインを通じて当該室外機(通信回路)に侵入した雷サージ等の外来ノイズによって前記伝送回路(例えばフォトカプラ)に絶縁破壊が生じたとしても、該伝送回路の実装された前記通信基板の修理又は交換で対応することができ、整備工数を削減することができる。 According to this configuration, for example, an external noise such as a lightning surge that has entered the outdoor unit (communication circuit) through a communication line with the indoor unit or another outdoor unit causes dielectric breakdown in the transmission circuit (for example, a photocoupler). However, it can be dealt with by repairing or replacing the communication board on which the transmission circuit is mounted, and the number of maintenance steps can be reduced.
本発明では、駆動源及び冷媒を制御する主制御回路と、室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信回路とを備えるヒートポンプ式空気調和装置の室外機において、外来ノイズに対する主制御回路又は通信回路の耐性を向上することができるヒートポンプ式空気調和装置の室外機を提供することができる。 In the present invention, in an outdoor unit of a heat pump air conditioner that includes a main control circuit that controls a drive source and a refrigerant, and a communication circuit that performs communication between the indoor unit or another outdoor unit, main control against external noise The outdoor unit of the heat pump type air conditioner which can improve the tolerance of a circuit or a communication circuit can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るガスヒートポンプ式空気調和装置を示す冷媒系統の回路図である。同図に示されるように、このガスヒートポンプ式空気調和装置は、室外機10と、一つ又は複数の室内機30とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a refrigerant system showing a gas heat pump type air conditioner according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the gas heat pump type air conditioner includes an
室外機10に設置され、駆動源としてのガスエンジン11により駆動されるコンプレッサ12は、冷媒を吸入するとともに該吸入した冷媒を圧縮して、冷媒配管13aを介して接続された四方弁14に冷媒を送り出す。なお、冷媒配管13aには、オイルセパレータ26が設けられている。
A
四方弁14は、冷媒配管13bを介して室外機熱交換器15に接続されるとともに、冷媒配管13cを介してサブ熱交換器16に接続され、更に冷媒配管13dを介して開閉弁17に接続されている。また、四方弁14は、冷媒配管13eを介してアキュームレータ18に接続されるとともに、該アキュームレータ18は、冷媒配管13fを介して前記コンプレッサ12に接続されている。
The four-
なお、前記室外機熱交換器15は、冷房運転時は冷媒の凝縮器として機能し暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能するもので、冷媒配管13gを介して過冷却熱交換器19に接続されている。また、冷媒配管13gには、過冷却熱交換器19側への冷媒の流れを許容する逆止弁21が配置されるとともに、該逆止弁21と並列で流量調整弁22aが配置されている。さらに、前記サブ熱交換器16は、暖房運転時は冷媒の蒸発器として機能するもので、冷媒配管13hを介して過冷却熱交換器19に接続されている。そして、冷媒配管13hには、流量調整弁22bが配置されている。また、過冷却熱交換器19は、冷媒配管13iを介して開閉弁20に接続されている。
The outdoor
室内機30に設置された室内機熱交換器31は、冷媒配管32aを介して前記開閉弁17に接続されるとともに、冷媒配管32bを介して前記開閉弁20に接続されている。そして、冷媒配管32bには、電子膨張弁33が配置されている。なお、前記室内機熱交換器31は、冷房運転時は冷媒の蒸発器として機能し暖房運転時は冷媒の凝縮器として機能する。
An indoor
冷媒配管13a〜13i,32a,32bは、コンプレッサ12から吐出された冷媒が該コンプレッサ12に吸入されるまでの流路を形成して、室外機熱交換器15及び室内機熱交換器31に冷媒を循環させる冷媒回路Lを構成する。
The
ここで、冷媒の流れについて説明する。なお、図1では、冷房運転時及び暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印及び破線矢印で表している。 Here, the flow of the refrigerant will be described. In FIG. 1, the refrigerant flow during the cooling operation and the heating operation is indicated by solid arrows and broken arrows.
冷房運転時、コンプレッサ12を出た冷媒は、オイルセパレータ26及び四方弁14を通過した後、室外機熱交換器15に導かれる。ここで、冷媒は、外気により熱を奪われて凝縮・液化し、更に過冷却熱交換器19により過冷却状態となる。その後、冷媒配管32bを通り室内機30の電子膨張弁33で減圧された冷媒は、室内機熱交換器31で室内の熱を奪い気化する。その後、冷媒は、冷媒配管32aを通り四方弁14及びアキュームレータ18を経てコンプレッサ12に戻る。
During the cooling operation, the refrigerant that has exited the
一方、暖房運転時、コンプレッサ12を出た冷媒は、オイルセパレータ26及び四方弁14を通過した後、室内機熱交換器31(室内機30)に導かれる。ここで、冷媒は、室内へ熱を放出し、凝縮・液化する。その後、室内機30の電子膨張弁33で減圧された冷媒は、冷媒配管32bを通り、室外機10の流量調整弁22a,22bでそれぞれ減圧され、該流量調整弁22aを通過した冷媒は室外機熱交換器15に、流量調整弁22bを通過した冷媒はサブ熱交換器16にそれぞれ導かれる。冷媒は、室外機熱交換器15では外気から熱を吸収、気化し、サブ熱交換器16ではエンジン排熱から熱を吸収、気化する。その後、室外機熱交換器15を通過し四方弁14を経た冷媒と、サブ熱交換器16を通過した冷媒とが合流し、アキュームレータ18を経てコンプレッサ12に戻る。
On the other hand, during the heating operation, the refrigerant that has exited the
図1に併せ示したように、室外機10には、制御ユニット40が搭載されている。この制御ユニット40は、電源基板41と、該電源基板41を通じて個別に電源供給される主制御基板42及び通信基板43とを備えて構成される。なお、主制御基板42及び通信基板43間で信号としてのデジタル信号が伝送(送受)されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
主制御基板42は、前記コンプレッサ12を駆動制御するとともに、前記室外機熱交換器15に外気を送風する一対のファン44,45を駆動制御し、更にガスエンジン11に冷却液を循環させる冷却液ポンプ46を駆動制御する。これらファン44,45、冷却液ポンプ46は、室外機10の電動補機(補助機器)を構成するものである。あるいは、主制御基板42は、前記ガスエンジン11の点火に係るイグナイタ電源47(図2参照)を駆動制御するとともに、燃料ガスの供給に係るガス電磁弁48(図2参照)を駆動制御する。一方、通信基板43は、所定の伝送方式(例えばシリアル・ベースバンド伝送)に従って、当該室外機10と室内機30又は冷媒系統を跨いだ他の室外機との間の通信を行う。
The
ここで、主制御基板42は、室外機10に配設された各種センサを通じて該室外機10における冷媒等の情報(温度情報等)を取得する。また、主制御基板42は、通信基板43を通じて室内機30又は他の室外機に要求信号を送信し、該室内機30等に配設された各種センサの取得した冷媒等の情報(温度情報等)をデジタル信号で応答させるとともに、これらを通信基板43を介して受信する。そして、主制御基板42は、これらの情報に基づいて室外機10に配設されたコンプレッサ12等を駆動制御する。あるいは、主制御基板42は、通信基板43を通じて室内機30又は他の室外機に指令信号を送信し、該室内機30等に配設された電子膨張弁33等を駆動制御する。
Here, the
次に、前記制御ユニット40の電気的構成について説明する。図2は、制御ユニット40を示す電気回路図である。同図に示されるように、制御ユニット40は、三相の交流商用電源AC(例えば200V)に3本の交流電線51a,51b,51cを介して電気的に接続されたDCブラシレスモータ駆動基板(以下、「DCBL基板52」という)を備える。なお、これら交流電線51a〜51cには、ブレーカ53及びノイズフィルタを構成するEMC基板54が電気的に接続されている。
Next, the electrical configuration of the
DCBL基板52は、三相ダイオードブリッジ55において交流電線51a〜51cと電気的に接続されている。この三相ダイオードブリッジ55は、6個のダイオードを有しており、交流商用電源ACの交流電圧を整流する。三相ダイオードブリッジ55は、プラス側の直流電線56a及びマイナス側の直流電線56bをそれぞれ介してインバータ57に電気的に接続されるとともに、両直流電線56a,56bは、平滑用の電解コンデンサ58を介して電気的に接続されている。従って、インバータ57には、電解コンデンサ58での平滑化によって生成された直流電圧(つまり、三相ダイオードブリッジ55及び電解コンデンサ58でAC/DC変換された直流電圧(直流電源))が供給されている。三相ダイオードブリッジ55及び電解コンデンサ58は、電源回路を構成する。
The
インバータ57は、6個のスイッチング素子を有しており、3本の交流電線60a,60b,60cを介して同期モータからなるDCブラシレスモータ44a,45a,46aと電気的に接続されている。これらDCブラシレスモータ44a,45a,46aは、前記ファン44,45、前記冷却液ポンプ46の駆動源を構成するもので、インバータ57のスイッチング制御によりPWM駆動されることで回転速度を変化させる。図2では、便宜的にDCブラシレスモータ44a〜46a及びインバータ57を各1個で描画しているが、ファン44,45及び冷却液ポンプ46に対応して3個ずつ配設されている。なお、インバータ57は、DCBL基板52に設けられた制御回路59によってスイッチング制御されている。
The
前記電源基板41は、インバータ57及び電解コンデンサ58間の接続点P,Nにおいて直流電線56a,56bに電気的に接続されており、直流電線56aのプラス側の電位V+及び直流電線56bのマイナス側の電位V−をそれぞれ入力する。この電源基板41は、複数のフライバック型の電源を備えており、両接続点P,N間の直流電圧をDC/DC変換した直流電圧を主制御基板42、通信基板43及び制御回路59に個別に供給する。あるいは、電源基板41は、主制御基板42からの指令信号に基づき、両接続点P,N間の直流電圧をDC/DC変換した直流電圧を前記イグナイタ電源47及びガス電磁弁48に個別に供給する。
The
なお、直流電線56a,56bは、接続点P,Nにおいて発電コンバータ61に電気的に接続されている。そして、発電コンバータ61には、前記電源基板41により両接続点P,N間の直流電圧がDC/DC変換されてなる直流電圧が供給されている。この発電コンバータ61は、前記インバータ57と同様に6個のスイッチング素子を有しており、前記ガスエンジン11により駆動される同期モータからなる発電機(図示略)と3本の交流電線を介して電気的に接続されている。発電コンバータ61は、主制御基板42又は適宜の制御回路により駆動制御されており、発電機を回生制御して直流電圧(直流電力)を生成するとともに、該直流電圧を両接続点P,Nに回生出力する。発電により生成される直流電圧は、交流商用電源AC(200V)から生成された両接続点P,N間の直流電圧(例えば312V)を嵩上げした電圧(例えば320V)に設定されている。両接続点P,Nに回生出力された直流電圧は、充電装置に充電される。充電装置に充電された電力は、例えばガスエンジン11の始動に係るスタータモータの駆動に利用される。
The DC
次に、電源基板41、主制御基板42及び通信基板43の電気的構成について図3に基づき更に説明する。同図に示されるように、電源基板41は、フライバック方式の第1電源としての主制御用電源66及び第2電源としての通信用電源67を備える。
Next, the electrical configuration of the
主制御用電源66は、高周波トランスT1を有する。高周波トランスT1の一次コイルL11の一端は前記接続点Pに電気的に接続されており、該一次コイルL11の他端はNチャネルMOSFETからなるトランジスタQ1のドレインに電気的に接続されている。そして、トランジスタQ1のソースは、前記接続点Nに電気的に接続されている。また、トランジスタQ1のゲートには、例えば自励発振部や発振器からなる発振部OSC1が電気的に接続されている。トランジスタQ1は、発振部OSC1の生成する信号周波数に応じたデューティ比でスイッチング(オン・オフ)動作する。一方、高周波トランスT1の二次コイルL12の一端はダイオードD1のアノードに電気的に接続されている。そして、二次コイルL12の他端はGND1に電気的に接続されており、ダイオードD1のカソードは高電圧側端子VH1に電気的に接続されている。また、これら高電圧側端子VH1及びGND1は、平滑用の電解コンデンサC1を介して電気的に接続されている。主制御用電源66は、発振部OSC1の信号周波数(デューティ比)に応じて前記接続点P,N間の直流電圧を降圧した直流電圧V1(例えば12V)を、高電圧側端子VH1及びGND1間に出力する。この直流電圧V1が、前記接続点P,N(交流商用電源AC)から電気的に絶縁された状態で生成されていることはいうまでもない。
The main
同様に、通信用電源67は、高周波トランスT2を有する。高周波トランスT2の一次コイルL21の一端は前記接続点Pに電気的に接続されており、該一次コイルL21の他端はNチャネルMOSFETからなるトランジスタQ2のドレインに電気的に接続されている。そして、トランジスタQ2のソースは、前記接続点Nに電気的に接続されている。また、トランジスタQ2のゲートは、例えば自励発振部や発振器からなる発振部OSC2が電気的に接続されている。トランジスタQ2は、発振部OSC2の生成する信号周波数に応じたデューティ比でスイッチング(オン・オフ)動作する。一方、高周波トランスT2の二次コイルL22の一端はダイオードD2のアノードに電気的に接続されている。そして、二次コイルL22の他端は前記GND1から電気的に絶縁された室外機10(筐体フレーム)のグランドGND2に電気的に接続されており、ダイオードD2のカソードは前記高電圧側端子VH1から電気的に絶縁された高電圧側端子VH2に電気的に接続されている。また、これら高電圧側端子VH2及びグランドGND2は、平滑用の電解コンデンサC2を介して電気的に接続されている。通信用電源67は、発振部OSC2の信号周波数(デューティ比)に応じて前記接続点P,N間の直流電圧を降圧した直流電圧V2(例えば16V)を、高電圧側端子VH2及びグランドGND2間に出力する。この直流電圧V2が、前記接続点P,N(交流商用電源AC)から電気的に絶縁された状態で生成されていることはいうまでもない。
Similarly, the
前記主制御基板42には、前述したガスエンジン11や冷媒の各種制御を司る主制御回路としてのメインマイコン71が実装されている。このメインマイコン71は、前記主制御用電源66の高電圧側端子VH1及びGND1に電気的に接続されており、前記直流電圧V1が供給されている。
On the
前記通信基板43には、前述した通信の各種制御を司る通信回路としての通信マイコン72が実装されるとともに、該通信マイコン72に駆動制御されて前記室内機30(又は他の室外機)との間の信号伝送を行う通信ドライバ73が実装されている。この通信マイコン72は、前記通信用電源67の高電圧側端子VH2及びグランドGND2に電気的に接続されており、前記直流電圧V2が供給されている。
The
また、通信基板43には、一対の伝送回路としてのフォトカプラ74,75が実装されている。そして、一方のフォトカプラ74は、受光素子を構成するNPN型のフォトトランジスタ74aのコレクタがメインマイコン71に電気的に接続されるとともに、該コレクタが抵抗R11を介して前記高電圧側端子VH1に電気的に接続されている。そして、フォトトランジスタ74aのエミッタは前記GND1に電気的に接続されている。一方、フォトカプラ74は、発光ダイオード74bのアノードが抵抗R12を介して前記高電圧側端子VH2に電気的に接続されるとともに、発光ダイオード74bのカソードが通信マイコン72に電気的に接続されている。従って、発光ダイオード74bは、通信マイコン72の送信するデジタル信号によってカソードの電位が切り替えられることで発光する。そして、発光ダイオード74bの発する光は、フォトトランジスタ74aに電流を生じさせることで、そのコレクタの電位を切り替える。メインマイコン71は、この電位の切り替わりに基づいて発光ダイオード74bの点灯又は消灯、即ち通信マイコン72の送信したデジタル信号を受信する。このように、通信マイコン72からメインマイコン71へのデジタル信号の伝送は、電気的に絶縁された状態でフォトカプラ74を介した光通信で行われている。
In addition,
同様に、他方のフォトカプラ75は、受光素子を構成するNPN型のフォトトランジスタ75aのコレクタが通信マイコン72に電気的に接続されるとともに、該コレクタが抵抗R21を介して前記高電圧側端子VH2に電気的に接続されている。そして、フォトトランジスタ75aのエミッタはグランドGND2に電気的に接続されている。一方、フォトカプラ75は、発光ダイオード75bのアノードが抵抗R22を介して前記高電圧側端子VH1に電気的に接続されるとともに、発光ダイオード75bのカソードがメインマイコン71に電気的に接続されている。従って、発光ダイオード75bは、メインマイコン71の送信するデジタル信号によってカソードの電位が切り替えられることで発光する。そして、発光ダイオード75bの発する光は、フォトトランジスタ75aに電流を生じさせることで、そのコレクタの電位を切り替える。通信マイコン72は、この電位の切り替わりに基づいて発光ダイオード75bの点灯又は消灯、即ちメインマイコン71の送信したデジタル信号を受信する。このように、メインマイコン71から通信マイコン72へのデジタル信号の伝送は、電気的に絶縁された状態でフォトカプラ75を介した光通信で行われている。
Similarly, in the
以上により、メインマイコン71及び通信マイコン72には、前記接続点P,N(交流商用電源AC)から電気的に絶縁された互いに独立の直流電圧V1,V2がそれぞれ供給されており、これらメインマイコン71及び通信マイコン72間のデジタル信号の伝送もフォトカプラ74,75を介して電気的に絶縁された状態で行われる。
As described above, the
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。 As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態では、メインマイコン71及び通信マイコン72間では、フォトカプラ74,75により電気的に絶縁された状態でデジタル信号が伝送される。そして、メインマイコン71には、主制御用電源66により前記接続点P,N(交流商用電源AC)から電気的に絶縁された状態で直流電圧V1が供給される。また、通信マイコン72には、通信用電源67により前記接続点P,N(交流商用電源AC)から電気的に絶縁された状態で直流電圧V2が供給される。このように、メインマイコン71及び通信マイコン72は、各々の電源供給が前記接続点P,Nから電気的に絶縁された状態で独立になされるため、例えば交流商用電源ACから侵入する雷サージや電源サージ等の外来ノイズに対する通信マイコン72の絶縁耐性(ノイズ耐性)を向上することができる。
(1) In this embodiment, a digital signal is transmitted between the
また、メインマイコン71及び通信マイコン72の各グランド(GND1又はグランドGND2)が分離されているため、例えば電源供給ラインを通じてメインマイコン71(主制御基板42)に侵入するガスエンジン11の点火ノイズやDCブラシレスモータ44a〜46a等のインバータノイズが、通信マイコン72(通信基板43、通信ライン)に及ぼす影響を低減することができる。そして、通信ライン上のコモン・モード・ノイズを抑制できるため、より安定した通信を実現することができる。
Further, since each ground (GND1 or ground GND2) of the
(2)本実施形態では、フォトカプラ74,75を通信基板43に実装した。従って、例えば室内機30又は他の室外機との通信ラインを通じて当該室外機10(通信マイコン72)に侵入した雷サージ等の外来ノイズ、あるいは通信ラインの地絡や誤接続等によってフォトカプラ74,75に絶縁破壊が生じたとしても、該フォトカプラ74,75の実装された通信基板43の修理又は交換で対応することができ、整備工数を削減することができる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態では、室外機10の通信系統をフォトカプラ74,75にて好適に絶縁することで、通信ネットワーク全体の絶縁耐性を向上することができ、コモン・モード・ノイズを遮断するとともに、通信の誤動作又は不具合の発生を抑制することができる。また、通信ラインの地絡や誤接続等が生じても、メインマイコン71及び通信マイコン72が同時に不具合発生する可能性を低減することができ、通信マイコン72のみの不具合発生に留めることができる。
(3) In this embodiment, the communication system of the
(4)本実施形態では、室内機30又は他の室外機の電源オフ又は故障によってネットワーク全体が動作不能に陥ることを回避できる。
(4) In this embodiment, it is possible to prevent the entire network from becoming inoperable due to the power-off or failure of the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
・前記実施形態において、フォトカプラ74,75の受光素子は、サイリスタやトライアックなどであってもよい。
In the embodiment, the light receiving elements of the
・前記実施形態において、伝送回路としてのフォトカプラ74,75に代えて、絶縁型トランスを採用してもよい。
In the embodiment, an insulating transformer may be employed instead of the
・前記実施形態において、メインマイコン71(主制御基板42)による駆動制御の対象は、例えば室内機30に設置される送風ファン用のモータや風向き変更用のモータなどであってもよい。
In the above-described embodiment, the target of drive control by the main microcomputer 71 (main control board 42) may be, for example, a blower fan motor or a wind direction changing motor installed in the
・前記実施形態において、発電機及びその回生制御に係る発電コンバータ61等を割愛してもよい。
In the embodiment, the generator and the
・前記実施形態において、交流商用電源ACは単相であってもよい。 In the embodiment, the AC commercial power AC may be a single phase.
・本発明は、電気式ヒートポンプや灯油ヒートポンプの空気調和装置に適用してもよい。 -You may apply this invention to the air conditioning apparatus of an electric heat pump or a kerosene heat pump.
L…冷媒回路、AC…交流商用電源、10…室外機、11…ガスエンジン(駆動源)、12…コンプレッサ、15…室外機熱交換器、30…室内機、31…室内機熱交換器、42…主制御基板、43…通信基板、55…三相ダイオードブリッジ(電源回路)、58…電解コンデンサ(電源回路)、66…主制御用電源(第1電源)、67…通信用電源(第2電源)、71…メインマイコン(主制御回路)、72…通信マイコン(通信回路)、74,75…フォトカプラ(伝送回路)。 L ... Refrigerant circuit, AC ... AC commercial power supply, 10 ... Outdoor unit, 11 ... Gas engine (drive source), 12 ... Compressor, 15 ... Outdoor unit heat exchanger, 30 ... Indoor unit, 31 ... Indoor unit heat exchanger, 42 ... main control board, 43 ... communication board, 55 ... three-phase diode bridge (power supply circuit), 58 ... electrolytic capacitor (power supply circuit), 66 ... main control power supply (first power supply), 67 ... communication power supply (first) 2 power supplies), 71 ... main microcomputer (main control circuit), 72 ... communication microcomputer (communication circuit), 74, 75 ... photocoupler (transmission circuit).
Claims (3)
前記駆動源及び冷媒を制御する主制御回路と、
当該室外機と前記室内機又は他の室外機との間の通信を行う通信回路と、
前記主制御回路及び前記通信回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記主制御回路及び前記通信回路間で信号を伝送する伝送回路と、
交流商用電源をAC/DC変換して直流電源を生成する電源回路と、
前記電源回路及び前記主制御回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記電源回路から前記主制御回路に電源供給する第1電源と、
前記電源回路及び前記通信回路に接続され、電気的に絶縁された状態で前記電源回路から前記通信回路に電源供給する第2電源とを備えたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の室外機。 A drive source, a compressor driven by the drive source to suck in refrigerant and compress and discharge the sucked refrigerant, and an outdoor functioning as a refrigerant condenser during cooling operation and functioning as a refrigerant evaporator during heating operation An outdoor unit having an outdoor heat exchanger, which is provided in the indoor unit and functions as a refrigerant evaporator during cooling operation and functions as a refrigerant condenser during heating operation, and the outdoor unit heat exchange In the outdoor unit of the heat pump air conditioner in which the refrigerant is circulated through the refrigerant circuit in the chamber,
A main control circuit for controlling the drive source and the refrigerant;
A communication circuit for performing communication between the outdoor unit and the indoor unit or another outdoor unit;
A transmission circuit connected to the main control circuit and the communication circuit and transmitting a signal between the main control circuit and the communication circuit in an electrically insulated state;
A power supply circuit that generates AC power by AC / DC conversion of AC commercial power;
A first power supply connected to the power supply circuit and the main control circuit and electrically supplied from the power supply circuit to the main control circuit in an electrically insulated state;
An outdoor unit for a heat pump air conditioner, comprising: a second power source connected to the power supply circuit and the communication circuit and supplying power from the power supply circuit to the communication circuit in an electrically insulated state .
前記伝送回路は、前記主制御回路及び前記通信回路のいずれか一方及び他方を入力側及び出力側とするフォトカプラ又は絶縁型トランスであることを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の室外機。 In the outdoor unit of the heat pump type air conditioner according to claim 1,
The outdoor unit of a heat pump type air conditioner, wherein the transmission circuit is a photocoupler or an insulating transformer in which either one of the main control circuit and the communication circuit and the other are an input side and an output side.
前記通信回路が実装される通信基板と、
前記主制御回路が実装される主制御基板とを備え、
前記伝送回路は、前記通信基板に実装されていることを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の室外機。 In the outdoor unit of the heat pump type air conditioner according to claim 1 or 2,
A communication board on which the communication circuit is mounted;
A main control board on which the main control circuit is mounted,
The outdoor unit of a heat pump type air conditioner, wherein the transmission circuit is mounted on the communication board.
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