CN108180603A - 制冷装置及电能管理控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种制冷装置及电能管理控制方法,其中制冷装置包括电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器;电源电路分别与电流采样电路及电压采样电路连接;电流采样电路、电压采样电路均与处理器连接;其中电源电路包括整流电路及采样电阻;整流电路,将输入的交流电转换为直流电;电压采样电路,对整流电路输出的电压进行采样;电流采样电路,对流经采样电阻的电流进行采样;处理器,获取采样电路输出的电压值及电流采样电路输出的电流值;根据电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。本发明技术方案降低制冷装置中的电能管理系统的成本。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域,特别涉及一种制冷装置及电能管理控制方法。
背景技术
随着经济的飞速发展,能源紧张、环境恶化已受到全球的密切关注,能源是发展国民经济的重要基础,为了响应国家号召,走可持续发展的道路,节能降耗是首要任务。其中,电能在所有能源中消耗量比较大,对电能的统一管理显得尤为重要。
电能管理系统能够对电器的用电进行全方位的记录,方便用户知悉电器的各个功能模块的功耗。
当前应用在电器上的电量检测系统,通常采用以下方式来检测电能数据:1、采用外置式电能检测IC模块直接检测电能数据;2、用单独的电流互感器模块来检测电流然后再计算出电流电压,获取电能数据;3、采用霍尔电流传感器模块来检测电流,再计算出电流电压,获取电能数据。
上述现有的检测装置需要单独增加硬件检测模块来进行检测电能,这无疑会增加整机成本。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种制冷装置,旨在降低制冷装置中的电能管理系统的成本。
为实现上述目的,本发明提出的制冷装置包括电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器;所述电源电路分别与所述电流采样电路及所述电压采样电路连接;所述电流采样电路、电压采样电路均与所述处理器连接;其中所述电源电路包括整流电路及采样电阻;
所述整流电路,将输入的交流电转换为直流电;
所述电压采样电路,对整流电路输出的电压进行采样;
所述电流采样电路,对流经所述采样电阻的电流进行采样;
所述处理器,获取所述采样电路输出的电压值及所述电流采样电路输出的电流值;根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
优选地,所述整流电路的第一输出端作为电源电路的输出端,所述整流电路的第二输出端与所述采样电阻的第一端连接,所述采样电阻的第二端接地;所述整流电路的第一输入端和第二输入端接入电源;
所述电压采样电路输入端与所述整流电路的第一输出端连接,所述电压采样电路的输出端与所述处理器连接;所述电流采样电路的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接,所述电流采样电路的第二输入端与所述采样电阻的第二端连接;所述电流采样电路的输出端与所述处理器连接。
优选地,所述电源电路还包括稳压电路,所述稳压电路的第一端与所述整流电路的第一输出端连接;所述稳压电路的第二端接地。
优选地,所述采样电阻为无感电阻。
优选地,所述制冷装置的还包括云端服务器及移动终端;所述处理器将计算的预设时间段的电能信息发送至云端服务器,所述移动终端读取云端服务器的预设时间段的电能信息,并在移动终端进行显示。
优选地,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,所述电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器设于所述室外机;
所述处理器获取补偿参数,并依据所述补偿参数、所述采样电流及采样电压计算变频空调器的预设时间段的电能信息。
优选地,所述电压采样电路包括第一电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管及第一电容;
所述第一电阻的第一端与所述整流电路的输出端连接,所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地;所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接,所述第三电阻的第二端与所述处理器连接;所述第一二极管的阴极与所述第一电源连接,所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的第二端连接,所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接,所述第二二极管的阳极接地;所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接,所述第一电容的第二端接地。
优选地,所述电流采样电路包括第二电源、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻机第一运放;所述第四电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第一运放的同相输入端连接;所述第二电源与所述第五电阻的第一端连接,所述第五电阻的第二端与所述第一运放的同相输入端连接;所述第六电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接,所述第六电阻的第二端与所述第一运放的反相输入端连接;所述第七电阻的第一端与所述第六电阻的第二端连接,所述第七电阻的第二端与所述第一运放的输出端连接;所述第一运放的输出端经所述第八电阻与所述处理器连接。
本发明还提出一种电能管理控制方法,该电能管理方法包括
获取整流电路输出的电压值及电流值;
根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
优选地,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,在所述“根据所述电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息”包括:
获取补偿参数;
并依据所述补偿参数、所述采样电流值及采样电压值计算出变频空调器的预设时间段的电能信息。
优选地,所述“并依据所述补偿参数、所述采样电流及采样电压计算预设时间段的电能信息”之后还包括:
将计算出来的预设时间段的电能信息发至云端服务器。
本发明技术方案通过采用电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器,形成了一种制冷装置。其中所述电源电路包括整流电路及采样电阻。该采样电阻为制冷装置的电源电路中的原有电阻,本发明技术方案通过复用该电阻作为采样电阻,进行电流采样。电压采样电路将采样的电压输出至处理器,电流采样电路将采样的电流输入至处理器,处理器依据采样的电压和电流计算预设时间段的电能信息。本发明技术方案无需单独设置电流互感器、霍尔传感器等检测元件,通过复用原有的电阻进行采样,将降低了硬件成本,获得较好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明制冷装置一实施例的结构示意图;
图2为图1中电压采样电路的一实施例的电路结构图;
图3为图1中电流采样电路的一实施例的电路结构图;
图4为本发明电能管理控制方法一实施例的流程图;
图5为图4中步骤S200的具体流程图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
100 | 电源电路 | RS | 采样电阻 |
110 | EMI电路 | R1~R8 | 第一电阻至第八电阻 |
120 | PFC电路 | C1 | 第一电容 |
200 | 电流采样电路 | VCC1 | 第一电源 |
300 | 电压采样电路 | VCC2 | 第二电源 |
400 | 处理器 | U1 | 第一运放 |
500 | 云端服务器 | DB1 | 整流桥 |
600 | 移动终端 | CS | 稳压电容 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种制冷装置。
参照图1,在本发明实施例中,该制冷装置包括电源电路100、电流采样电路200、电压采样电路300及处理器400;所述电源电路100分别与所述电流采样电路200及所述电压采样电路300连接;所述电流采样电路200、电压采样电路300均与所述处理器400连接;其中所述电源电路100包括整流电路(未标示)及采样电阻RS。
所述整流电路,将输入的交流电转换为直流电;所述电压采样电路300,对整流电路输出的电压进行采样;所述电流采样电路200,对流经所述采样电阻RS的电流进行采样;所述处理器400,获取所述采样电路输出的电压值及所述电流采样电路200输出的电流值;根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
需要说明的是,该制冷装置使用交流电,电源电路100用于对交流电进行稳压、整流、滤波之后再给后级电路供电。本实施例中,该电源电路100还包括EMI电路110,用于消除电网输入电磁的干扰,或者消除制冷装置输入至电网的电磁干扰。
本实施例中,整流电路采用整流桥DB1,用于将220V的交流电整流为直流电。该整流电路的输出端连接有一采样电阻RS,该采样电阻RS连接于电源电路100的主回路中。
处理器400中包括存储器,存储器中存储有制冷装置的控制程序。处理器400通过电流采样电路200及电压采样电路300来采集输入电源的电压及电流,根据处理器400中预设的算法,计算预设时间段内的电能信息。该电能信息中包括制冷装置的实时功率及实时能耗。
本发明技术方案通过采用电源电路100、电流采样电路200、电压采样电路300及处理器400,形成了一种制冷装置。其中所述电源电路100包括整流电路及采样电阻RS。该采样电阻RS为制冷装置的电源电路100中的原有电阻,本发明技术方案通过复用该电阻作为采样电阻RS,进行电流采样。电压采样电路300将采样的电压输出至处理器400,电流采样电路200将采样的电流输入至处理器400,处理器400依据采样的电压和电流计算预设时间段的电能信息。本发明技术方案无需单独设置电流互感器、霍尔传感器等检测元件,通过复用原有的电阻进行采样,将降低了硬件成本,获得较好的经济效益。
进一步地,所述整流电路的第一输出端P-bef作为电源电路100的输出端,所述整流电路的第二输出端与所述采样电阻RS的第一端连接,所述采样电阻RS的第二端接地;所述整流电路的第一输入端和第二输入端接入电源;
所述电压采样电路300输入端与所述整流电路的第一输出端连接,所述电压采样电路300的输出端与所述处理器400连接;所述电流采样电路200的第一输入端与所述采样电阻RS的第一端连接,所述电流采样电路200的第二输入端与所述采样电阻RS的第二端连接;所述电流采样电路200的输出端与所述处理器400连接。需要说明的是,采样电阻优先采样阻值较小的无阻电感。
进一步地,所述电源电路100还包括稳压电路(未图示),所述稳压电路的第一端与所述整流电路的第一输出端连接;所述稳压电路的第二端接地。本实施例中,所述稳压电路采用稳压电容CS。
通过设置稳压电路,使得整流桥输出的直流电更加稳定,电压采样电路300可以获取到稳定的电压采样。
进一步地,所述电源电路100还包括功率因素校正电路120。功率因素校正电路120与所述整流电路连接。易于理解的是,功率因素校正电路120用于控制开关器件,让输入的电流波形跟随电压波形,提高输入的功率因素。
进一步地,所述制冷装置的还包括云端服务器500及移动终端600;所述处理器400将计算的预设时间段的电能信息发送至云端服务器500,所述移动终端600读取云端服务器500的预设时间段的电能信息,并在移动终端600进行显示。
处理器400具有无线发射功能,处理器400将计算的电能信息发送至云端服务器500,云端服务器500接收电能信息经处理后储存。用户通过装有APP的移动终端600进行随时随地的查询,掌握制冷装置的功耗及能耗,更好的管理电能,实现节能减排。
进一步地,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,所述电源电路100、电流采样电路200、电压采样电路300及处理器400设于所述室外机;
所述处理器400获取补偿参数,并依据所述补偿参数、所述采样电流及采样电压计算变频空调器的预设时间段的电能信息。
需要说明的是,在实际情况中,通过采样到的电流及电压计算到的功耗、能耗等电能信息数据,与制冷装置实际的功耗、能耗等电能信息参数会存在误差。通过事先做实验,测得理论计算的电能信息与实际的电能信息,获得相关的补偿参数,通过补偿参数,调整计算得到的电能信息。使得结果更加准确可靠。本实施例中,相关的补偿参数包括主板功率补偿参数、室内机风机功率补偿参数、室外机主板功率补偿参数。
处理器400通过室内机主板功率补偿参数、室内机风机功率补偿参数、室外机主板功率补偿参数、采样电流及采样电压计算到预设时间段内的变频空调器的整机功率、变频空调的整机能耗。
参照图2,具体地,所述电压采样电路300包括第一电源VCC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电容C1;
所述第一电阻R1的第一端与所述整流电路的输出端连接,所述第一电阻R1的第二端经所述第二电阻R2接地;所述第三电阻R3的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接,所述第三电阻R3的第二端与所述处理器400连接;所述第一二极管D1的阴极与所述第一电源VCC1连接,所述第一二极管D1的阳极与所述第一电阻R1的第二端连接,所述第二二极管D2的阴极与所述第一二极管D1的阳极连接,所述第二二极管D2的阳极接地。所述第一电容C1的第一端与所述第三电阻R3的第一端连接,所述第一电容C1的第二端接地。
参照图3,具体地,所述电流采样电路200包括第二电源VCC2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8及第一运放U1;所述第四电阻R4的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接,所述第四电阻R4的第二端与所述第一运放U1的同相输入端连接;所述第二电源VCC2与所述第五电阻R5的第一端连接,所述第五电阻R5的第二端与所述第一运放U1的同相输入端连接;所述第六电阻R6的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接,所述第六电阻R6的第二端与所述第一运放U1的反相输入端连接;所述第七电阻R7的第一端与所述第六电阻R6的第二端连接,所述第七电阻R7的第二端与所述第一运放U1的输出端连接;所述第一运放U1的输出端经所述第八电阻R8与所述处理器400连接。
本实施例中,第一电源VCC1和第二电源VCC2输出电压均3.3V。
参照图4,基于上述制冷装置,本发明还提出一种电能管理控制方法,该电能管理方法包括
S100、获取整流电路输出的电压值及电流值。
需要说明的是,该整流电路为制冷装置电源电路100的一部分。整流电路用于将输入的交流电整流为直流电,以为后级电路供电。
本实施例中,采样电阻RS连接于电源电路100的主回路中,该采样电阻RS为制冷装置中的原有的电阻。新增加的电流采样电路200通过复用该采样电阻RS,实现了对整流电路输出电流的采样。
S200、根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
需要说明的是,本实施例中,实时能耗是制冷装置在预设时间段内的能耗,例如自制冷装置开机到目前为止的能耗。
参照图5,进一步地,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,所述“根据所述电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息”包括:
S210、获取补偿参数;
S220、并依据所述补偿参数、所述采样电流值及采样电压值计算出预设时间段的电能信息。
需要说明的是,在实际情况中,通过采样到的电流及电压计算到的功耗、能耗等电能信息数据,与制冷装置实际的功耗、能耗等电能信息参数会存在误差。通过事先做实验,测得理论计算的电能信息与实际的电能信息,获得相关的补偿参数,通过补偿参数,调整计算得到的电能信息。使得结果更加准确可靠。本实施例中,相关的补偿参数包括主板功率补偿参数、室内机风机功率补偿参数、室外机主板功率补偿参数。
处理器400通过室内机主板功率补偿参数、室内机风机功率补偿参数、室外机主板功率补偿参数、采样电流及采样电压计算到预设时间段内的变频空调器的整机功率、变频空调的整机能耗。
进一步地,在所述“根据所述电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息”之后还包括:
S300、将计算出来的预设时间段的电能信息发至云端服务器500。
需要说明的是,处理器400将计算的电能信息通过无线或者有线传输的方式发送至云端服务器500,云端服务器500接收电能信息,进行处理后存储。用户通过安装有APP的智能终端,远程读取实时的电能信息。随时随地掌握制冷装置的能耗、功耗等电能信息,
本发明技术方案的优点在于:不增加额外元器件、使用原版电路中采样电阻RS即可实现,不需要另行开发专用电控,降低了生产成本,且易于在现有的产品中实现电能的管理。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种制冷装置,其特征在于,包括电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器;所述电源电路分别与所述电流采样电路及所述电压采样电路连接;所述电流采样电路、电压采样电路均与所述处理器连接;其中所述电源电路包括整流电路及采样电阻;
所述整流电路,将输入的交流电转换为直流电;
所述电压采样电路,对整流电路输出的电压进行采样;
所述电流采样电路,对流经所述采样电阻的电流进行采样;
所述处理器,获取所述采样电路输出的电压值及所述电流采样电路输出的电流值;根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
2.如权利要求1制冷装置,其特征在于,所述整流电路的第一输出端作为电源电路的输出端,所述整流电路的第二输出端与所述采样电阻的第一端连接,所述采样电阻的第二端接地;所述整流电路的第一输入端和第二输入端接入电源;
所述电压采样电路的输入端与所述整流电路的第一输出端连接,所述电压采样电路的输出端与所述处理器连接;所述电流采样电路的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接,所述电流采样电路的第二输入端与所述采样电阻的第二端连接;所述电流采样电路的输出端与所述处理器连接。
3.如权利要求1制冷装置,其特征在于,所述采样电阻为无感电阻。
4.如权利要求1制冷装置,其特征在于,所述制冷装置的还包括云端服务器及移动终端;所述处理器将计算的电能信息发送至云端服务器,所述移动终端读取云端服务器的预设时间段的电能信息,并在移动终端进行显示。
5.如权利要求1所述的制冷装置,其特征在于,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,所述电源电路、电流采样电路、电压采样电路及处理器设于所述室外机;
所述处理器获取补偿参数,并依据所述补偿参数、所述电流及电压计算变频空调器的预设时间段的电能信息。
6.如权利要求1所述的制冷装置,其特征在于,所述电压采样电路包括第一电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管及第一电容;
所述第一电阻的第一端与所述整流电路的输出端连接,所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地;所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接,所述第三电阻的第二端与所述处理器连接;所述第一二极管的阴极与所述第一电源连接,所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的第二端连接,所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接,所述第二二极管的阳极接地;所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接,所述第一电容的第二端接地。
7.如权利要求1所述的制冷装置,其特征在于,所述电流采样电路包括第二电源、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻及第一运放;所述第四电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第一运放的同相输入端连接;所述第二电源与所述第五电阻的第一端连接,所述第五电阻的第二端与所述第一运放的同相输入端连接;所述第六电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接,所述第六电阻的第二端与所述第一运放的反相输入端连接;所述第七电阻的第一端与所述第六电阻的第二端连接,所述第七电阻的第二端与所述第一运放的输出端连接;所述第一运放的输出端经所述第八电阻与所述处理器连接。
8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的制冷装置的电能管理控制方法,其特征在于,该电能管理方法包括
获取整流电路输出的电压值及电流值;
根据所述电流值及电压值,计算制冷装置的预设时间段的电能信息。
9.如权利要求8所述的电能管理控制方法,所述制冷装置为变频空调器,所述变频空调器包括室内机和室外机,其特征在于,所述“根据所述电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息”包括:
获取补偿参数;
并依据所述补偿参数、所述采样电流值及采样电压值计算出变频空调器的预设时间段的电能信息。
10.如权利要求9所述的电能管理控制方法,其特征在于,在所述“根据所述电流及电压,计算制冷装置的预设时间段的电能信息”之后还包括:
将计算出来的预设时间段的电能信息发至云端服务器。
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