CN101514826A - 太阳能驱动的空调装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能驱动的空调装置及其驱动方法，其中，空调装置包括：空调器(10)；太阳能供电部(20)，提供太阳能电力；交流供电部(30)，提供交流电力；智能控制器(40)，连接在该太阳能供电部(20)与该空调器(10)之间以及该交流供电部(30)与该空调器(10)之间，根据该太阳能供电部(20)的电量，选择性地切换向该空调器(10)输出来自该太阳能供电部(20)的电力或输出来自该交流供电部(30)的电力。本发明可以智能地实现控制使用交流或者太阳能来驱动空调电机，既节约能源、保护环境，又不影响空调的正常稳定使用，成本较低，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能驱动的空调装置及其驱动方法。
背景技术
随着中国经济的不断发展，人们生活不断提高，大型家电产品例如空调的使用越来越广泛，这类家电产品耗电高，城市用电已经越来越不堪重负，许多城市已经实行了错峰用电。近年来在世界范围内掀起了节约能源、使用低耗能产品的热潮，各个空调厂商在不断地提高能效比，但是空调的价格也在不断地攀升。使用清洁无污染的太阳能来驱动空调的部分负载就是解决问题的一个好方法，成本较低，安装使用方便。不但可以用于广大的农村地区，也可以在城市推广，即节约能源，又保护了环境。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种太阳能驱动的空调装置，其中，包括：空调器；太阳能供电部，提供太阳能电力；交流供电部，提供交流电力；智能控制器，连接在该太阳能供电部与该空调器之间以及该交流供电部与该空调器之间，根据该太阳能供电部的电量，选择性地通过切换装置切换向该空调器输出来自该太阳能供电部的电力或输出来自该交流供电部的电力。
优选地，该智能控制器通过与太阳能供电部连接的采样装置检测该太阳能供电部的电量，在该电量处于预定值范围内时，控制切换装置切换为输出来自该太阳能供电部的电力，在该电量低于预定值时，控制切换为输出来自该交流供电部的电力。
优选地，该太阳能驱动的空调装置还包括交直流转换器，连接在该太阳能供电部与智能控制器之间以及该交流供电部与智能控制器之间，根据该智能控制器的控制，选择性地转换该太阳能供电部或该交流供电部的电力，所述切换装置连接在交直流转换器与智能控制器之间。
优选地，该空调器具有直流电机；交直流转换器为整流器，用于在该智能控制器的控制下，将该交流供电部的电力转换为直流电。
优选地，该空调器具有交流电机；交直流转换器为逆变器，用于在该智能控制器的控制下，将该太阳能供电部的电力转换为交流电。
优选地，该太阳能供电部包括：太阳能收集器，以及连接在该太阳能收集器与该交直流转换器之间的蓄电装置。
优选地，该智能控制器包括采样装置。
此外，发明还涉及一种空调装置的太阳能驱动方法，该空调装置的空调电机为直流电机，该方法包括以下步骤：通过智能控制器检测太阳能供电部的电量，在电量处于预定值范围内时，输出来自太阳能供电部的电力，驱动空调器的直流电机；当电量不足时，通过交直流转换器(50)，在智能控制器的控制下，将交流供电部的交流电转换为直流电，驱动直流电机。
此外，本发明还涉及一种空调装置的太阳能驱动的方法，该空调装置的空调电机为交流电机，该方法包括以下步骤：通过智能控制器检测太阳能供电部的电量，在电量低于预定值时，输出来自交流供电部的交流电力，驱动交流电机；在电量处于预定值范围内时，通过交直流转换器在智能控制器的控制下，将太阳能供电部的直流电转换为交流电，驱动交流电机。
本发明实现了智能控制使用交流或者太阳能来驱动空调电机，即节约能源、保护环境，又不影响空调的正常稳定使用，成本较低，安装方便，太阳能收集器可以安装在房顶、房屋侧墙、外机顶部等任何可以吸收阳光的地方，对于草原、高原等日照时间长，日照强烈的地方特别节能。
附图说明
图1示出了根据本发明的太阳能驱动的空调装置的原理方框图。
图2示出了根据本发明的太阳能驱动的空调装置的原理示意图。
图3示出了当空调电机为直流电机时的工作流程图。
图4示出了当空调电机为交流电机时的工作流程图。
图5示出了根据本发明的太阳能驱动的空调装置的更详细的原理方框图。
图6示出了其中的智能控制器的方框图。
图7示出了其中的切换装置的方框图。
图8示出了其中的太阳能收集器的方框图。
图9示出了其中的蓄电装置的方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理进一步详细说明。
图1示出了根据本发明的太阳能驱动的空调装置的方框图。图2示出了根据本发明的太阳能驱动的空调装置的示意图。图中示出了太阳能驱动的空调装置，其中，包括：空调器10，该空调器包含有电机15、16、17；太阳能供电部20，提供太阳能电力；交流供电部30，提供交流电力；智能控制器40，连接在该太阳能供电部20与该空调器10之间以及该交流供电部30与该空调器10之间，根据该太阳能供电部20的电量，选择性地通过切换装置60切换向该空调器10输出来自该太阳能供电部20的电力或输出来自该交流供电部30的电力。
该智能控制器40通过与太阳能供电部20连接的电压采样装置80检测该太阳能供电部20的电量，在该电量处于预定值范围内时，控制切换装置60切换为输出来自该太阳能供电部20的电力，在该电量低于预定值时，控制切换装置60切换为输出来自该交流供电部30的电力。
该太阳能驱动的空调装置还包括交直流转换器50，连接在该太阳能供电部20与智能控制器40之间以及该交流供电部30与智能控制器40之间，根据该智能控制器40的控制，选择性地转换该太阳能供电部20或该交流供电部30的电力。
该空调器10具有直流电机11；交直流转换器50为整流器，用于在该智能控制器40的控制下，将该交流供电部30的电力转换为直流电。
该空调器10具有交流电机12；交直流转换器50为逆变器，用于在该智能控制器40的控制下，将该太阳能供电部20的电力转换为交流电。
该太阳能供电部20包括：太阳能收集器21，以及连接在该太阳能收集器21与该交直流转换器50之间的蓄电装置22。优选地，该智能控制器40包括电压采样装置80。
再看图5，其中进一步示出了切换装置60和电压采样装置80。切换装置60连接在交直流转换器50与智能控制器40之间，电压采样装置80连接在蓄电装置22之间。
参见图6，智能控制器40为整个系统的控制核心，内部会包括一个小的控制芯片41、及给控制芯片41提供弱电的电源装置43和电机驱动装置42，起到自动切换供电来源、驱动电机的功能。电源装置43是将强电转化为控制芯片41及电机驱动装置42所需的弱电，可以采用开关电源或线性电源来实现。控制芯片为小的处理器，根据设定好的程序运行。
交直流转换器50根据电机类型的不同，可以起到将交流电源整流成直流电源和将直流电源逆变为交流电源的功能。
参见图7，切换装置60是根据智能控制器40的控制信号，选择供电来源，包括电子开关61和驱动器62两部分。电子开关61可能采用继电器、交流接触器、可控硅等开关元件，驱动器62为驱动电子开关61的元件，一般采用三极管、中间继电器等。
参见图8，太阳能收集器21是将光能转化为电能的装置，目前一般采用硅材料的太阳能电池211。因太阳能电池211输出的电能与光强成正比，所以有时需要增加一个电平转换装置212，这样在光弱时，可以通过电平转换装置212来升压，提高太阳能电池的效率。
参见图9，蓄电装置22包括充电控制装置221、蓄电池222、放电控制装置223三部分，有时还根据需要还会包括电平转换装置224，连接方式见图9。充电控制装置221主要是对蓄电池222的充电过程过进控制，防止电池过充而损坏，放电控制装置223主要是对蓄电池222的放电过程进行控制，防止电池过放、过流等而损坏，蓄电池222主要用来存贮太阳电池转化后的电能，主要有铅蓄电池等。因考虑到蓄电装置在没有能量的补充情况下，其电压会随着时间的推移下降，而电机驱动需要一定范围的电压，所以增加一个电平转换装置224，起一个升压的作用。
再参见图5，整体而言，智能控制器40为整个系统的控制核心，通过电压采样装置80得到的数据起到自动切换供电来源、驱动电机的功能。供电来源有两个方面，一为交流电源，根据系统需要通过交直流变换装置(交直流转换器50)可以转化为直流电源，也可以保持不变；二为太阳能，太阳能电池将光能转化直流电能后直接储存在蓄电装置中，根据系统需要通过交直流变换装置可以转化为交流电源，也可保持不变。
工作顺序为：智能控制器40在启动电机时，先通过电压采样装置80判断蓄电装置22中的电压，当其电压足够时，则通过切换装置60切换为蓄电装置22供电，当其电压不够时，则切换为市电交流电源供电。在用蓄电装置22供电的时间内，智能控制器40通过电压采样装置80时刻判断蓄电装置22的电压，当其电压降到设定的警戒水平时，马上切换到交流电源供电，以免蓄电装置22中电能不足而造成电机停转。
图3示出了当直流电机时利用太阳能驱动空调装置的方法的流程图。在图中示出了一种利用太阳能驱动空调装置的方法，该方法的步骤包括：
当该空调装置具有直流电机11时，
通过智能控制器40检测太阳能供电部20的电量，
在该电量处于预定值范围内时，输出来自该太阳能供电部20的电力，驱动该直流电机；
当该电量不足时，通过交直流转换器50，在该智能控制器40的控制下，将该交流供电部30的电力转换为直流电，驱动该直流电机。
此外，图4示出了当交流电机时利用太阳能驱动空调装置的方法的流程图。在图中示出了另一种利用太阳能驱动空调装置的方法，该方法的步骤包括：
当该空调器10具有交流电机12时，
通过智能控制器40检测太阳能供电部20的电量，
在该电量低于预定值时，输出来自交流供电部30的电力，驱动该交流电机12；
在该电量处于预定值范围内时，通过交直流转换器50在智能控制器40的控制下，将该太阳能供电部20的直流电转换为交流电，驱动该交流电机。
结合参见图2-4，描述本发明的空调装置的工作过程。该空调装置包括太阳能收集器21、蓄电装置22、交直流转换器50(包括交流→直流整流器51和直流→交流逆变器52)、智能控制器40、导风/扫风/滑动门电机15、室内机的离心风叶电机16、室外机的轴流风叶电机17以及交流供电部30。具体运行方式包括两种情况：
1.如图3所示，空调器10使用直流电机11，该直流电机11可以是室内机的离心风叶电机16，也可以是室外机的轴流风叶电机17。
当空调装置开机时，智能控制器40通过电压采样装置80(见图5)，检测由太阳能收集器21收集到蓄电装置22的能量是否可以稳定地驱动直流电机(电量是否在预定范围内)。如果能量足够，则通过控制切换装置60(见图5)，使用蓄电装置22的电量来启动空调使用的直流电机，如果能量不足够，或者在蓄电装置22驱动直流电机一段时间后，电量不够了，无法稳定驱动直流电机，则启动交流供电部30，将交流电通过交流→直流整流器51转换为直流电驱动直流电机，智能控制器40的判断逻辑在图3中示出。
2.如图4所示，空调器10使用交流电机12，该交流电机12可以是室内机的离心风叶电机16，可以是室外机的轴流风叶电机17、导风/扫风/滑动门电机15。
当空调装置开机时，智能控制器40通过电压采样装置80(见图5)，检测由太阳能收集器21收集到蓄电装置22的能量是否可以稳定地驱动交流电机12。如果能量足够，则控制使用蓄电装置22的电量通过直流→交流逆变器52转换为交流电，驱动空调交流电机12。如果能量不够，或者在蓄电装置22驱动交流电机12一段时间后，电量不够了，无法稳定地驱动交流电机，则启动市电交流供电部30直接驱动交流电机12。智能控制器40的判断逻辑在图4示出。
尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明，但显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明作出各种更改和变化。本发明的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。
Claims (9)
1.一种太阳能驱动的空调装置，其特征在于，包括：
空调器(10)；
太阳能供电部(20)，提供太阳能电力；
交流供电部(30)，提供交流电力；
智能控制器(40)，连接在所述太阳能供电部(20)与所述空调器(10)之间以及所述交流供电部(30)与所述空调器(10)之间，根据所述太阳能供电部(20)的电量，选择性地通过切换装置(60)切换向所述空调器(10)输出来自所述太阳能供电部(20)的电力或输出来自所述交流供电部(30)的电力。
2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述智能控制器(40)通过与太阳能供电部(20)连接的采样装置(80)检测所述太阳能供电部(20)的电量，在所述电量处于预定值范围内时，控制所述切换装置(60)切换为输出来自所述太阳能供电部(20)的电力，在所述电量低于预定值时，控制切换为输出来自所述交流供电部(30)的电力。
3.根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于，还包括交直流转换器(50)，连接在所述太阳能供电部(20)与智能控制器(40)之间以及所述交流供电部(30)与智能控制器(40)之间，根据所述智能控制器(40)的控制，选择性地转换所述太阳能供电部(20)或所述交流供电部(30)的电力，所述切换装置(60)连接在所述交直流转换器(50)与所述智能控制器(40)之间。
4.根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于：
所述空调器(10)具有直流电机(11)；
所述交直流转换器(50)为整流器，用于在所述智能控制器(40)的控制下，将所述交流供电部(30)的电力转换为直流电。
5.根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于：
所述空调器(10)具有交流电机(12)；
所述交直流转换器(50)为逆变器，用于在所述智能控制器(40)的控制下，将所述太阳能供电部(20)的电力转换为交流电。
6.根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于，所述太阳能供电部(20)包括：
太阳能收集器(21)，以及
连接在所述太阳能收集器(21)与所述交直流转换器(50)之间的蓄电装置(22)。
7.根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于，所述采样装置(80)在所述智能控制器(40)与所述蓄电装置(22)之间。
8.一种空调装置的太阳能驱动方法，所述空调装置的空调电机为直流电机(11)，所述方法包括以下步骤：
通过智能控制器(40)检测太阳能供电部(20)的电量，
在所述电量处于预定值范围内时，输出来自所述太阳能供电部(20)的电力，驱动空调器的直流电机(11)；
当所述电量不足时，通过交直流转换器(50)，在所述智能控制器(40)的控制下，将所述交流供电部(30)的交流电转换为直流电，驱动所述直流电机(11)。
9.一种空调装置的太阳能驱动方法，所述空调装置的空调电机为交流电机(12)，所述方法包括以下步骤：
通过智能控制器(40)检测太阳能供电部(20)的电量，在所述电量低于预定值时，输出来自交流供电部(30)的交流电力，驱动所述交流电机(12)；
在所述电量处于预定值范围内时，通过交直流转换器(50)在智能控制器(40)的控制下，将所述太阳能供电部(20)的直流电转换为交流电，驱动所述交流电机(12)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090826 |