CN106594986A - 一种基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于超级电容的太阳能空调控制系统，包括太阳能板、超级电容模组，其中，还包括主控器和逆变器，所述主控器与太阳能板和超级电容模组相连，所述太阳能板将光能转化为电能通过主控器控制为超级电容模组充电或经逆变器为空调负载供电，所述超级电容模组中存储的电能通过主控器控制经逆变器为空调负载供电。其可以将太阳能板转化的多余电能储存在超级电容器模组中，充分利用太阳能，提高能源利用效率。发明还提出了一种基于超级电容的太阳能空调控制方法及空调。

Description

一种基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调

技术领域

本发明涉及空调领域，特别涉及一种基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调。

背景技术

空调现在得到越来越普及的应用，但空调的使用需要耗费大量的电力，普通1P空调平均每小时耗能1KWH以上。随着全球常规化石能源日益枯竭，如何在享用空调的前提下，使用洁净的电源实现节能，成为大家思考的问题，新能源发电技术因具有绿色、环保的优点而越来越多地用于空调供电。并且，现有的新能源空调一般只采用太阳能空调，太阳能空调功能单一，当空调停机的时候，不能实现对太阳能的存储和充分利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调，其能充分利用太阳能，提高能源利用效率。

本发明的解决方案是这样实现的：一种基于超级电容的太阳能空调控制系统，包括太阳能板、超级电容模组，其中，还包括主控器和逆变器，所述主控器与太阳能板和超级电容模组相连，所述太阳能板将光能转化为电能通过主控器控制为超级电容模组充电或经逆变器为空调负载供电，所述超级电容模组中存储的电能通过主控器控制经逆变器为空调负载供电；所述超级电容模组包括多个串并联的超级电容器，所述超级电容器上设置有均压保护板，多个串并联的超级电容器通过固定板进行固定。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括市电模块，所述市电模块与主控器相连。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括温度传感器，所述温度传感器与主控器相连，用于检测安置空调的环境温度，并通过主控器将检测的环境温度与设定的基准温度进行比较，判断是否需要开启空调。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，设环境温度为T，基准温度为T0，具体判断步骤如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述太阳能板将光能转化为电能后，经过整流、滤波和逆变处理后，再为超级电容模组充电或为空调负载供电。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述逆变器包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，当所述主控器根据温度传感器检测的环境温度与设定的基准温度，判断需要开启空调时，则优先使用太阳能板输出的电能为空调负载供电，当太阳能板输出的电能不能满足为空调负载供电时，则太阳能板与超级电容模组一起为空调负载供电；而当不需要开启空调时，太阳能板输出的电能为超级电容模组充电。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还提供了一种基于超级电容的太阳能空调，包括室内机，风机和压缩机，其中，还包括上述的太阳能空调控制系统，所述太阳能空调控制系统控制所述风机和压缩机的启停。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述室内机安装在电梯轿厢内或房屋内。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还提供了一种基于超级电容的太阳能空调控制方法，包括以下步骤：

A.主控器根据温度传感器检测的环境温度与设定的基准温度，判断是否需要开启空调，是，则执行步骤B，否，则执行步骤K；

B.所述主控器判断太阳能板是否有输出电能，是，则执行步骤C，否，则执行步骤H；

C.所述主控器根据所述太阳能板的输出电能判断所述太阳能板的输出的功率是否达到空调额定供电功率，是，则执行步骤D，否，则执行步骤E；

D.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电的工作模式；

E.所述主控器判断是否有市电接入，是，则执行步骤F，否，则执行步骤G；

F.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电和市电协同供电的工作模式；

G.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电与超级电容器模组协同供电的工作模式；

H.所述主控器判断是否有市电接入，是，则执行步骤I，否，则执行步骤J；

I.所述主控器控制空调工作于市电供电的工作模式；

J.所述主控器控制空调工作于超级电容器模组供电的工作模式；

K.所述主控器判断太阳能板是否输出电能，是，则执行步骤L，否，则返回继续执行步骤K；

L.所述主控器控制太阳能板的输出电能向超级电容器模组充电。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，设环境温度为T，设定的基准温度为T0，所述步骤A中判断是否需要开启空调的具体步骤如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。

本发明所述的基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调，其通过太阳能板将光能转化为电能，当阳光充足时，通过主控器先至逆变器满足空调负载供电，如有剩余电能则充至超级电容器模组中，当阳光不足时，则超级电容器模组与太阳能板的电能经由主控器、逆变器同时给空调负载供电，温度传感器则检测空调安装环境温度的温度T，并与主控器中设定的基准值T0相比较，并依据判断准则做出开启空调或者关停空调的指令。因此，本专利的技术方案可以将太阳能板转化的多余电能储存在超级电容器模组中，充分利用太阳能，提高能源利用效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种实施例中基于超级电容的太阳能空调控制系统结构图。

图2为图1所示太阳能空调控制系统中超级电容器模组的爆炸图；

图3为图2中A部分的局部放大图；

图4为图1所示太阳能空调控制系统的电路原理图；

图5为本发明一种实施例中基于超级电容的太阳能空调控制方法的流程图。

图中

1主控器 2太阳能板 3超级电容模组 4逆变器

5空调负载 6温度传感器

31螺帽 32均压保护板 33连接片 34垫片

35固定板 36均压保护板连接线 37超级电容器单体

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例如下，请参见图1至图5，一种基于超级电容的太阳能空调控制系统，包括主控器1、太阳能板2、超级电容模组3、逆变器4和空调负载5，其中，所述主控器1与太阳能板2和超级电容模组3相连，所述太阳能板2将光能转化为电能通过主控器1控制为超级电容模组3充电或经逆变器4为空调负载5供电，所述超级电容模组3中存储的电能通过主控器1控制经逆变器4为空调负载5供电；所述超级电容模组3包括多个串并联的超级电容器单体37，所述超级电容器单体37上设置有均压保护板32，多个串并联的超级电容器单体37通过固定板35进行固定。所述主控器1可以采用常规或现有的控制器，所述太阳能板2可以采用现有的太阳能发电装置、光伏电池等，所述逆变器可以采用现有的电路设计或现有的电路模块。比如，当阳光充足时，太阳能板2将光能转化为电能通过主控器1先至逆变器4满足空调负载5供电，如有剩余电能则充至超级电容器模组中，当阳光不足时，则超级电容器模组与太阳能板2的电能经由主控器1、逆变器4同时给空调负载5供电，当无阳光时，则直接由超级电容模组3为空调负载5供电。这样，可以将太阳能板2转化的多余电能储存在超级电容器模组中，充分利用太阳能，提高能源利用效率。另外，如图2和图3所示，所述超级电容模组3可以包括多个串并联的超级电容器单体37，所述超级电容器单体37之间设置有均压保护板32，多个串并联的超级电容器单体37通过固定板35进行固定。其中，在超级电容器单体37的正极和负极两端柱上设置有螺帽31，用于保护正负极极端柱，超级电容器单体37上设置的均压保护板32，用于保护超级电容器单体不过压，相邻超级电容器单体之间设置有连接片33，用于超级电容器单体之间的连接。多个超级电容器单体通过固定板35进行固定，螺帽31和固定板35之间还可以设置有起保护作用的垫片34，超级电容器单体37的正负极通过均压板连接线36进行连接。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，所述太阳能空调控制系统还可以包括温度传感器6，所述温度传感器6与主控器1相连，用于检测安置空调的环境温度，并通过主控器1将检测的环境温度与设定的基准温度进行比较，判断是否需要开启空调。所述温度传感器6可以直接从市场上购买得到，所述空调可以安装在电梯轿厢内或房屋内，可以是柜式空调、挂式空调或中央空调。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，设环境温度为T，基准温度为T0，具体判断是否需要开启空调的基准如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。

当然，也可以根据具体需要，改变空调开启的判断基准，比如：

当T-T0≥4，且持续5min则，空调制冷开启，

当-5＜T-T0＜4，且持续5min，空调关闭，

当T-T0,≤-5，且持续5min，空调制热开启。

或者，

当T-T0≥5，且持续3min则，空调制冷开启，

当-3＜T-T0＜5，且持续3min，空调关闭，

当T-T0,≤-3，且持续3min，空调制热开启。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述太阳能板2将光能转化为电能后，也可以经过整流、滤波和逆变处理后，再为超级电容模组3充电或为空调负载5供电。具体的整流、滤波和逆变处理步骤，可以采用常规的整流、滤波和逆变电路或整流、滤波和逆变功能模块，进行处理。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，当所述主控器1根据温度传感器6检测的环境温度与设定的基准温度，判断需要开启空调时，则优先使用太阳能板2输出的电能为空调负载5供电，当太阳能板2输出的电能不能满足为空调负载5供电时，则太阳能板2与超级电容模组3一起为空调负载供电；而当不需要开启空调时，太阳能板输出的电能为超级电容模组充电。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述逆变器4包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。所述逆变桥、控制逻辑和滤波电路可以采用规定设置。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图4所示，为本专利所述太阳能空调控制系统的电路原理图，其中，电路由三极管Q3和三极管Q4组成多谐振荡器推动，再通过三极管Q1和三极管Q2驱动，来控制场效应管Q6和场效应管Q7的工作。其中振荡电路由三极管Q5与DW组的稳压电源供电。具体电路连接关系请参加图4，在此不再详细描述。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，还提供了一种基于超级电容的太阳能空调，包括室内机，风机和压缩机，其中，还包括上述的太阳能空调控制系统，所述太阳能空调控制系统控制所述风机和压缩机的启停。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述室内机安装在电梯轿厢内或房屋内。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5所示，还提供了一种基于超级电容的太阳能空调控制方法，包括以下步骤：

A.主控器1根据温度传感器6检测的环境温度与设定的基准温度，判断是否需要开启空调，是，则执行步骤B，否，则执行步骤K；

B.所述主控器1判断太阳能板2是否有输出电能，是，则执行步骤C，否，则执行步骤H；

C.所述主控器1根据所述太阳能板2的输出电能判断所述太阳能板2的输出的功率是否达到空调额定供电功率，是，则执行步骤D，否，则执行步骤E；

D.所述主控器1控制空调工作于太阳能板2发电的工作模式；

E.所述主控器1判断是否有市电7接入，是，则执行步骤F，否，则执行步骤G；

F.所述主控器1控制空调工作于太阳能板2发电和市电7协同供电的工作模式；

G.所述主控器1控制空调工作于太阳能板2发电与超级电容器模组协同供电的工作模式；

H.所述主控器1判断是否有市电7接入，是，则执行步骤I，否，则执行步骤J；

I.所述主控器1控制空调工作于市电7供电的工作模式；

J.所述主控器1控制空调工作于超级电容器模组供电的工作模式；

K.所述主控器1判断太阳能板2是否输出电能，是，则执行步骤L，否，则返回继续执行步骤K；

L.所述主控器1控制太阳能板2的输出电能向超级电容器模组充电。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，设环境温度为T，设定的基准温度为T0，所述步骤A中判断是否需要开启空调的具体步骤如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。

本发明所述的基于超级电容的太阳能空调控制系统、方法和空调，其通过太阳能板2将光能转化为电能，当阳光充足时，通过主控器1先至逆变器4满足空调负载5供电，如有剩余电能则充至超级电容器模组中，当阳光不足时，则超级电容器模组与太阳能板2的电能经由主控器1、逆变器4同时给空调负载5供电，温度传感器6则检测空调安装环境温度的温度T，并与主控器1中设定的基准值T0相比较，并依据判断准则做出开启空调或者关停空调的指令。因此，本专利的技术方案可以将太阳能板2转化的多余电能储存在超级电容器模组中，充分利用太阳能，提高能源利用效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于超级电容的太阳能空调控制系统，包括太阳能板、超级电容模组，其特征在于，还包括主控器和逆变器，所述主控器与太阳能板和超级电容模组相连，所述太阳能板将光能转化为电能通过主控器控制为超级电容模组充电或经逆变器为空调负载供电，所述超级电容模组中存储的电能通过主控器控制经逆变器为空调负载供电；所述超级电容模组包括多个串并联的超级电容器，所述超级电容器上设置有均压保护板，多个串并联的超级电容器通过固定板进行固定。

2.根据权利要求1所述的太阳能空调控制系统，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器与主控器相连，用于检测安置空调的环境温度，并通过主控器将检测的环境温度与设定的基准温度进行比较，判断是否需要开启空调。

3.根据权利要求2所述的太阳能空调控制系统，其特征在于，设环境温度为T，基准温度为T0，具体判断步骤如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能空调控制系统，其特征在于，所述太阳能板将光能转化为电能后，经过整流、滤波和逆变处理后，再为超级电容模组充电或为空调负载供电。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能空调控制系统，其特征在于，所述逆变器包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。

6.根据权利要求3所述的太阳能空调控制系统，其特征在于，当所述主控器判断需要开启空调时，则优先使用太阳能板输出的电能为空调负载供电，当太阳能板输出的电能不能满足为空调负载供电时，则太阳能板与超级电容模组一起为空调负载供电；而当主控器判断不需要开启空调时，太阳能板输出的电能为超级电容模组充电。

7.一种基于超级电容的太阳能空调，包括室内机，风机和压缩机，其特征在于，还包括权利要求1至6中任一项所述的太阳能空调控制系统，所述太阳能空调控制系统控制所述风机和压缩机的启停。

8.根据权利要求7所述的太阳能空调，其特征在于，所述室内机安装在电梯轿厢内或房屋内。

9.一种基于超级电容的太阳能空调控制方法，包括以下步骤：

A.主控器根据温度传感器检测的环境温度与设定的基准温度，判断是否需要开启空调，是，则执行步骤B，否，则执行步骤K；

B.所述主控器判断太阳能板是否有输出电能，是，则执行步骤C，否，则执行步骤H；

C.所述主控器根据所述太阳能板的输出电能判断所述太阳能板的输出的功率是否达到空调额定供电功率，是，则执行步骤D，否，则执行步骤E；

D.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电的工作模式；

E.所述主控器判断是否有市电接入，是，则执行步骤F，否，则执行步骤G；

F.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电和市电协同供电的工作模式；

G.所述主控器控制空调工作于太阳能板发电与超级电容器模组协同供电的工作模式；

H.所述主控器判断是否有市电接入，是，则执行步骤I，否，则执行步骤J；

I.所述主控器控制空调工作于市电供电的工作模式；

J.所述主控器控制空调工作于超级电容器模组供电的工作模式；

K.所述主控器判断太阳能板是否输出电能，是，则执行步骤L，否，则返回继续执行步骤K；

L.所述主控器控制太阳能板的输出电能向超级电容器模组充电。

10.根据权利要求9所述的太阳能空调控制方法，其特征在于，设环境温度为T，设定的基准温度为T0，所述步骤A中判断是否需要开启空调的具体步骤如下：

当T-T0≥2，且持续30min则，空调制冷开启，

当-6＜T-T0＜2，且持续30min，空调关闭，

当T-T0,≤-6，且持续30min，空调制热开启。