CN102829529A - 用于空调器辅助电加热的控制装置及其控制方法 - Google Patents

用于空调器辅助电加热的控制装置及其控制方法 Download PDF

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用于空调器辅助电加热的控制装置,包括电流互感器(10)、电加热器(6)、微处理器(MCU)、继电器一(RY1)、继电器二(RY2),其中,继电器一和继电器二的输入端分别连接在微处理器的不同芯片管脚上;继电器一的输出端、继电器二的输出端、电加热器均串联在电源的火线(L)和零线(N)间的电路上,并共同形成电加热供电回路(1);电加热供电回路(1)穿过上述电流互感器(10)的一次侧(11),电流互感器的二次侧(12)和微处理器相连接。本发明的控制装置不受检测位置的影响,相对于现有技术的基于温度检测,控制装置的布置更加容易、且检测的准确性更强。另外,该发明还涉及上述控制装置的控制方法。

Description

用于空调器辅助电加热的控制装置及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及空调器的控制领域,尤其是用于空调器辅助电加热的控制装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 现有热泵型空调器一般都配有辅助的电加热器,如PTCR电加热器或电加热管等,这些电加热器在低温エ况(室外温度为10°c及以下)或制热量不足时开启,用于对空调器所处的室内进行热量补充。
[0003] 然而,在待机状态下,电加热的误操作会导致辅助电加热器的局部高温,导致空调塑料件变形、融化,进而引起火灾等安全事故。
[0004] 为此,现有空调器中,电加热器的两端或一端还串联可恢复式温控器和一次性的 热熔断器,当出现异常高温时将温控器或热熔器断开,切断电加热供电回路。另外,为避免温控器和熔断器同时失效,有些空调器还采用热敏电阻检测电加热器附近的温度,如果出现高温,切断电加热供电回路,进ー步提高空调使用的安全性能。然而,以上方法都是基于温度检测,检测位置相对固定,检测的温度不一定是电加热处的最高温度,因此不能完全杜绝电加热器干烧的情况发生,仍存在空调起火导致火灾并造成重大经济损失的隐患。
发明内容
[0005] 本发明在于优化空调器辅助电加热的控制方案,提高空调器的安全性能。
[0006] 为此,本发明提供了一种用于空调器辅助电加热的控制装置,包括微处理器、电加热器、热熔断器、温控器、电源,其特征在于:该控制装置还包括继电器一、继电器ニ、电流互感器;上述继电器一和继电器ニ的输入端分别连接在微处理器的不同芯片管脚上;上述继电器ー的输出端、继电器ニ的输出端、电加热器、热熔断器、温控器均串联在电源的火线和零线间的电路上,并共同形成电加热供电回路;上述电加热供电回路上穿过上述电流互感器的一次侧,电流互感器的二次侧和控制器相连接。
[0007] 电加热供电回路在闭合时就会有电流产生,并且电加热供电回路中元器件发生变化(元器件失灵)时电流強弱便会不同。微处理器通过电流互感器检测到电加热供电回路的电流,并对其和设定值进行比较,便能判断该电加热供电回路的变化情况,继而做出电加热器是否处于正常开启或关闭状态的正确判断。因电加热供电回路中任何位置的电流均相同,故本发明的控制装置不受检测位置的影响,相对于现有技术的基于温度检测,控制装置的布置更加容易、且检测的准确性更强。
[0008] 另外,继电器一、继电器二分别控制电源的火线和零线。只有继电器一、继电器ニ的输出端全部闭合,电加热供电回路才闭合,电加热器才开始工作。否则,继电器一的输出端闭合、继电器ニ的输出端断开,或继电器ー的输出端断开、继电器ニ的输出端闭合,电加热供电回路都是断开的,电加热器都不能工作。这样,由于误操作而使电加热器工作的几率大大降低。[0009] 另外,继电器一和继电器ニ的输入端连接在微处理器的芯片管脚上,微处理器可以根据检测和比对的电流信息,来自动控制继电器一、继电器ニ的输出端的闭合或断开,从而实现对电加热供电回路的自动、智能控制。由于继电器一和继电器ニ的输入端分别连接在微处理器的不同芯片管脚,只有这两个芯片管脚都正常吋,微处理器才能通过继电器一和继电器ニ控制电加热供电回路,因此,由于元器件失灵而使电加热器工作的几率大大降低。
[0010] 因此,本发明的用于空调器辅助电加热的控制装置,能提高空调器的安全性能。[0011 ] 作为进一歩改进,本发明用于空调器辅助电加热的控制装置,其特征还在于:上述电流互感器的二次侧和微处理器间形成包括ニ极管、电阻、电容、电解电容在内的电流检测回路;上述电流互感器检测到的电流信号转换成电压信号,并经整流、分压后发送给微处理器。这样,通过电流检测回路对电流信号的处理,电流互感器发送给微处理器的信号更加清晰,微处理器根据电流进行的判断更加准确。
[0012] 经研究,在室内机的风机关闭、进出风ロ堵住的情况下,更容易引起电加热的误操作而导致辅助电加热器的局部高温,进而引起火灾等安全事故。因此,作为进ー步改进,用 于空调器辅助电加热的控制装置,其特征还在于:该控制装置还包括继电器三、继电器四、以及室内机上的风机和风门电机;上述继电器三的输入端、继电器四的输入端、风门电机分别连接在微处理器的芯片管脚上;上述继电器三、继电器四的输出端分别连接在风机的高速档和低速档上。这样,微处理器就可根据电加热供电回路的电流情况控制风机和风门电机,从而为电加热器带来的安全事故进行补救。
[0013] 另外,本发明还提供了上述用于空调器辅助电加热的控制装置的控制方法,微处理器根据电加热器的工作情况控制风机和风门电机,其特征在于:
在上述继电器ー的输出端、继电器ニ的输出端未同时受控闭合时,微处理器通过电流检测回路实时检测电加热供电回路的运转电流Iin ;
当运转电流Iin大于设定值Iset吋,微处理器判定继电器一和继电器ニ误动作或粘连,并控制继电器ー的输出端、继电器ニ的输出端进行瞬间闭合、断开。
[0014] 这样,当继电器一和继电器ニ误动作或粘连时,微处理器控制电加热供电回路的正常闭合而产生瞬间电流冲击,部分因湿气、飞尘而形成的粘连或因软件而产生的误操作会进行自动修复。
[0015] 而当运转电流Iin不大于设定值Iset时,微处理器则判断继电器一和继电器ニ正常工作、且输出端为断开状态,电加热器确实没有工作,电加热没有安全隐患。
[0016] 当然,继电器一和继电器ニ的完全粘连是无法修复的,我们称之为失效粘连。作为进ー步该进,用于空调器辅助电加热的控制装置的控制方法,其特征还在干:在上述继电器ー的输出端、继电器ニ的输出端进行瞬间闭合、断开后,微处理器通过电流检测回路再次检测电加热供电回路的运转电流Iin ;当运转电流Iin仍大于设定值Iset时,微处理器判定继电器一和继电器ニ为失效粘连,并控制风机强风运转、控制风门电机将进出风ロ风门打开。
[0017] 当继电器一和继电器ニ确实存在失效粘连时,电加热供电回路一直处于失控的闭合状态,电加热器也一直在工作且无法关闭,此时电加热器周围会迅速升温、非常危险,但微处理器强制控制风机强风运转、控制风门电机将进出风ロ风门打开,能使得电加热器产生的热量尽可能多的释放出去,从而降低或减缓器件过热导致的事故。
[0018] 而当运转电流Iin不再大于设定值Iset时,继电器一和继电器ニ误动作或粘连已经自动修复,又恢复到正常工作、且输出端为断开状态,电加热器确实没有工作,电加热没有安全隐患。
附图说明
[0019] 以下结合附图和具体实施方式来进ー步说明本发明。
[0020] 图I为本发明用于空调器辅助电加热的控制装置的结构原理图;
图2为图I所示的控制装置的控制方法的操作流程图。 具体实施方式
[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进ー步阐述本发明。
[0022] 如图I所示,该实施例的用于空调器辅助电加热的控制装置,包括电流互感器10、风门电机3、风机4、温控器5、电加热器6、热熔断器7、电源的火线L和零线N、微处理器MCU、继电器一 RYl、继电器ニ RY2、继电器三RY3、继电器四RY4。其中,继电器一 RYl和继电器ニRY2的输入端分别连接在微处理器MCU的不同芯片管脚上;继电器一 RYl的输出端、继电器ニ RY2的输出端、电加热器6、热熔断器7、温控器5均串联在电源的火线L和零线N间的电路上,并共同形成电加热供电回路I ;电器三RY3的输入端、继电器四RY4的输入端、风门电机3分别连接在微处理器MCU的芯片管脚上,继电器三RY3、继电器四RY4的输出端分别连接在风机4的高速档和低速档上。
[0023] 另外,上述电加热供电回路I穿过电流互感器10的一次侧11,电流互感器10的ニ次侧12和微处理器MCU间形成包括ニ极管D1-D4、电阻R1-R3、电容Cl、电解电容El在内的电流检测回路2,电流互感器10检测到的电流信号转换成电压信号,并经整流、分压后发送给微处理器MCU。
[0024] 如图2所示,该控制装置的控制方法的操作流程如下:
步骤I :初始化,空调器处于开机或待机状态;
步骤2 :微处理器MCU实时判断继电器一 RY1、继电器ニ RY2否闭合?该闭合是以微处理器MCU当前控制继电器ー RY1、继电器ニ RY2的动作状态为判断依据;若是,则进入下一步骤;若否,则进入步骤7;
步骤3 :微处理器MCU判断风门是否打开?对于有风门位置检测的室内机,以检测结果作为判断依据;对于没有风门位置检测的室内机,以微处理器MCU当前控制风门的动作状态为判断依据;若否,微处理器MCU控制风门电机3转动将风门打开;若是,则进入下一歩骤;
步骤4 :微处理器MCU判断风机是否高风?图I所示风机4是具有风速反馈的直流风机或PG电机,是否高风以直流风机或PG电机反馈的风速作为判断依据;而对于没有风速反馈的交流电机,以微处理器MCU控制继电器三RY3的输出端闭合、风机4开启并处于高速档的动作状态为判断依据;若是,则返回步骤2 ;若否,则进入下ー步骤;
步骤5:微处理器MCU判断风机是否低风?图I所示风机4是具有风速反馈的直流风机或PG电机,是否低风以直流风机或PG电机反馈的风速作为判断依据;而对于没有风速反馈的交流电机,以微处理器MCU控制继电器四RY4的输出端闭合、风机4开启并处于低速档的动作状态为判断依据;若是,则返回步骤2 ;若否,则进入下ー步骤;
步骤6 :微处理器MCU控制继电器三RY3闭合,并返回步骤2 ;此时,风机4开启并处于高速档运行;
步骤7 :微处理器MCU判断运转电流Iin>设定值Iset?微处理器通过电流检测回路实时检测电加热供电回路的运转电流Iin,并和内置的设定值Iset进行比较;如否,微处理器MCU则判断继电器一 RYl和继电器ニ RY2正常工作、且输出端为断开状态,电加热器6确实没有工作,电加热没有安全隐患,则返回步骤2 ;若是,则进入下ー步骤;
步骤8 :微处理器MCU控制继电器ー RYl和继电器ニ RY2闭合I秒并再次断开;微处理器判定继电器一 RYl和继电器ニ RY2误动作或粘连,并控制继电器一 RYl的输出端、继电器ニ RY2的输出端瞬间闭合、断开以完成自动修复; 步骤9 :微处理器MCU再次判断运转电流Iin>设定值Iset?微处理器通过电流检测回路再次检测电加热供电回路的运转电流Iin ;若否,继电器一 RYl和继电器ニ RY2误动作或粘连已经自动修复,又恢复到正常工作、且输出端为断开状态,电加热器6确实没有工作,电加热没有安全隐患,返回步骤7 ;若是,则进入下ー步骤;
步骤10 :微处理器MCU判断风门是否打开?对于有风门位置检测的室内机,以检测结果作为判断依据;对于没有风门位置检测的室内机,以微处理器MCU当前控制风门的动作状态为判断依据;若否,微处理器MCU控制风门电机3转动将风门打开;若是,则进入下一步骤;
步骤11 :微处理器MCU判断风机是否高风?图I所示风机4是具有风速反馈的直流风机或PG电机,是否高风以直流风机或PG电机反馈的风速作为判断依据;而对于没有风速反馈的交流电机,以微处理器MCU控制继电器三RY3的输出端闭合、风机4开启并处于高速档的动作状态为判断依据;若是,则返回步骤8,再次对继电器一 RYl、继电器ニ RY2进行自动修复;若否,则进入下一步骤;
步骤12 :微处理器MCU判断风机是否低风?图I所示风机4是具有风速反馈的直流风机或PG电机,是否低风以直流风机或PG电机反馈的风速作为判断依据;而对于没有风速反馈的交流电机,以微处理器MCU控制继电器四RY4的输出端闭合、风机4开启并处于低速档的动作状态为判断依据;若是,则返回步骤8,再次对继电器一 RY1、继电器ニ RY2进行自动修复;若否,则进入步骤6。
[0025] 该实施例中,微处理器MCU通过电流互感器10实时检测电加热供电回路I的电流,并对其和设定值进行比较,便能判断该电加热供电回路I的变化情况,继而做出电加热器6是否处于正常开启或关闭状态的正确判断。因电加热供电回路I中任何位置的电流均相同,故本发明的控制装置不受检测位置的影响,相对于现有技术的基于温度检测,控制装置的布置更加容易、且检测的准确性更強。
[0026] 该实施例中,当控制继电器ー RYl和继电器ニ RY2误动作或粘连时,还提供了自动修复措施,使得电加热供电回路I更加稳定;另外,当继电器一 RYl和继电器ニ RY2确实存在失效粘连、电加热器6误工作的情况下,还采取了强制控制风门电机3、风机4的运转、进行散热的补救措施、从而降低或减缓事故造成的危害。[0027] 以上是本发明的实施方式 之一,对于本领域内的一般技术人员,不花费创造性的劳动,在上述实施例的基础上可以做多种变化,同样能够实现本发明的目的。但是,这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (5)

1.用于空调器辅助电加热的控制装置,包括微处理器(MCU)、电加热器(6)、热熔断器(7)、温控器(5)、电源(L、N),其特征在于:该控制装置还包括继电器一(RY1)、继电器ニ(RY2)、电流互感器(10);上述继电器一(RYl)和继电器ニ(RY2)的输入端分别连接在微处理器(MCU)的不同芯片管脚上;上述继电器一(RYl)的输出端、继电器ニ(RY2)的输出端、电加热器(6)、热熔断器(7)、温控器(5)均串联在电源的火线(L)和零线(N)间的电路上,并共同形成电加热供电回路(O;上述电加热供电回路(I)上穿过上述电流互感器(10)的一次侧(11),电流互感器(10)的二次侧(12)和微处理器(MCU)相连接。
2.根据权利要求I所述的用于空调器辅助电加热的控制装置,其特征在于:上述电流互感器(10)的二次侧(12)和微处理器(MCU)间形成包括ニ极管(D1-D4)、电阻(R1-R3)、电容(Cl)、电解电容(El)在内的电流检测回路(2);上述电流互感器(10)检测到的电流信号转换成电压信号,并经整流、分压后发送给微处理器(MCU)。
3.根据权利要求2所述的用于空调器辅助电加热的控制装置,其特征在于:该控制装置还包括继电器三(RY3)、继电器四(RY4)、以及室内机上的风机(4)和风门电机(3);上述继电器三(RY3)的输入端、继电器四(RY4)的输入端、风门电机(3)分别连接在微处理器(MCU)的芯片管脚上;上述继电器三(RY3)、继电器四(RY4)的输出端分别连接在风机(4)的高速档和低速档上。
4.根据权利要求3所述的用于空调器辅助电加热的控制装置的控制方法,微处理器(MCU)根据电加热器(6)的工作情况控制风机(4)和风门电机(3),其特征在干:在上述继电器一(RYl)的输出端、继电器ニ(RY2)的输出端未同时受控闭合时,微处理器(MCU)通过电流检测回路(2 )实时检测电加热供电回路(I)的运转电流I in ;当运转电流Iin大于设定值Iset吋,微处理器(MCU)判定继电器一(RYl)和继电器ニ(RY2)误动作或粘连,并控制继电器一(RYl)的输出端、继电器ニ(RY2)的输出端进行瞬间闭合、断开。
5.根据权利要求4所述的用于空调器辅助电加热的控制装置的控制方法,其特征在于:在上述继电器一(RYl)的输出端、继电器ニ(RY2)的输出端进行瞬间闭合、断开后,微处理器(MCU)通过电流检测回路(2)再次检测电加热供电回路(I)的运转电流Iin ;当运转电流Iin仍大于设定值Iset吋,微处理器(MCU)判定继电器一(RYl)和继电器ニ( RY2 )为失效粘连,并控制风机(4 )强风运转、控制风门电机(3 )将进出风ロ风门打开。
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