CN108400649B - 空调供电的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于供电控制技术领域，具体提供一种空调供电的控制方法。本发明旨在解决空调在欠发达地区无法节能运行的问题。为此，本发明的控制方法主要包括以下步骤：判断市电是高电平还是低电平；当市电是高电平时，选择市电为空调供电，并根据空调的供电电压实时调节空调压缩机的工作频率；当市电是低电平时，选择蓄电池为空调供电，并根据空调的供电电压实时调节空调压缩机的工作频率。通过上述方法步骤能够使空调在无市电的情况下也能够通过蓄电池得以供电，进而使空调能够正常使用。并且根据空调的供电电压实时调节空调压缩机的工作频率，能够避免蓄电池缺电时发热严重的问题，进而能够防止蓄电池的电能损耗过快，节约了电能。

Description

空调供电的控制方法

技术领域

本发明属于供电控制技术领域，具体提供一种空调供电的控制方法。

背景技术

巴基斯坦以及其他欠发达国家和地区，由于电网供电不足、发电能力有限，通常采用周期性限电或者停电的方法来保障电网稳定。通常地，在用电高峰时平均供电时长仅为3至5小时，而停电时长则为2至3小时甚至更长，致使一些家用电器无法正常使用。尤其是在炎炎夏日，空调无法正常使用导致室内温度偏高，用户体验非常差。

与此相关，中国发明专利申请CN105485858A公开了一种空调器的控制方法，该控制方法首先计算空调器的目标温度与环境温度之间的差值，然后将该差值与预定阈值进行比较，接下来根据太阳能供电装置和储能部件的电压大小来判断如何给空调器供电。然而，该方法主要根据太阳能供电装置和储能部件的电压大小来确定供电策略，针对特定的供电策略，压缩机频率固定不变，能量利用率较低。

相应地，本领域需要一种新的空调供电控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决空调在欠发达地区无法节能运行的问题，本发明提供了一种空调供电的控制方法，所述空调能够选择性地由市电、太阳能供电装置和蓄电池中的一个或多个供电，所述控制方法包括以下步骤：

判断市电是高电平还是低电平；

当市电是高电平时，选择市电为所述空调供电，并根据所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率；

当市电是低电平时，选择蓄电池为所述空调供电，并根据所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率；

其中，在市电为所述空调供电时，判断所述蓄电池的电量是否饱和，并根据判断结果选择所述蓄电池的充电方式。

在上述控制方法的优选技术方案中，在调节所述空调压缩机的工作频率之前，所述控制方法还包括：

获取所述空调所处的环境温度；

“根据所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率”的步骤包括：

根据所述环境温度和所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述环境温度和所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率”的步骤具体包括：

按照下列公式实时调节所述空调压缩机的工作频率：

f＝f_n*k*(U/U_n)2+b

其中，f为空调压缩机的实时工作频率，f_n为空调压缩机的额定功率，k为随所述环境温度变化的系数，U为所述空调的供电电压，U_n为空调压缩机的额定电压，b为预设的常数。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果选择所述蓄电池的充电方式”的步骤具体包括：

当所述蓄电池的电量饱和时，选择太阳能供电装置为所述蓄电池充电；

当所述蓄电池的电量未饱和时，选择市电为所述蓄电池充电。

在上述控制方法的优选技术方案中，“在市电为所述空调供电时，判断所述蓄电池的电量是否饱和”的步骤具体包括：

在市电为所述空调持续供电设定时间时，判断所述蓄电池的电量是否饱和。

在上述控制方法的优选技术方案中，在所述蓄电池为所述空调供电的同时，所述控制方法还包括：通过太阳能供电装置为所述蓄电池充电。

在上述控制方法的优选技术方案中，当选择蓄电池为所述空调供电时，所述空调的室内机的风机按照最低工作转速运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“判断市电是高电平还是低电平”的步骤具体包括：

实时获取并判断市电是高电平还是低电平；

并且/或者“获取所述空调所处的环境温度”的步骤具体包括：

实时获取所述空调所处的环境温度。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述设定时间是3小时。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述蓄电池是UPS的蓄电池。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过实时判断市电是高电平还是低电平，并在市电为高电平时选择市电为空调供电，在市电为低电平时选择蓄电池为空调供电，使得空调在无市电的情况下也能够通过蓄电池得以供电，进而使空调能够正常使用。

进一步，在市电和蓄电池为空调供电时，尤其是在蓄电池为空调供电时，根据空调的供电电压实时调节空调压缩机的工作频率，能够防止蓄电池缺电内阻增大时，蓄电池发热严重，进而导致蓄电池的电能损耗过快。

除此之外，在根据空调的供电电压实时调节空调压缩机的工作频率的同时，本发明还通过实时获取空调所处的环境温度，并根据获取的环境温度实时调节空调压缩机的工作频率，使空调的压缩机能够在室温较高时以较高的工作频率运行，在室温较低时以较低的工作频率运行，从而使空调能够自动调节压缩机的工作频率，不仅节约了电能，还保证了用户的舒适度。

再进一步，在本发明的优选技术方案中，市电为空调供电时，通过判断蓄电池的电量是否饱和，并在蓄电池的电量饱和时选择太阳能供电装置为蓄电池充电；在蓄电池的电量未饱和时选择市电为蓄电池快速充电，使蓄电池能够通过市电快速充电。也就是说，本发明能通过上述操作最大限度地保证蓄电池始终具有最大的荷电量，从而最大程度地保证在市电断电且太阳能不可用时空调依然能正常运行。

更进一步，在本发明的优选技术方案中，蓄电池为空调供电时，通过太阳能供电装置为蓄电池充电，能够增加蓄电池为空调提供的电量，进而延长空调的工作时长，为用户带来更优的制冷效果，优化了用户的使用体验。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的空调供电的控制系统原理图；

图2是本发明的空调供电的控制方法的步骤流程图；

图3是市电为空调供电时压缩机工作频率随环境温度变化的系数。

附图标记列表：

1、市电；2、太阳能供电装置；3、蓄电池；4、UPS控制单元；5、空调；51、压缩机；52、微控制单元；6、市电检测电路；7、第一开关；8、第二开关。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明的控制方法是结合附图1中所示的控制系统来描述说明的，但是本发明的控制方法还可以通过其他任意可行的控制系统来实现本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中UPS为不间断电源，即为受电负载提供不间断的电源。由于通过不间断电源为受电负载是本领域技术所熟知且经常使用的技术手段，所以此处不再做过多说明。

如图1所示，本发明的空调供电的控制系统主要包括市电1、太阳能供电装置2、蓄电池3、UPS控制单元4、空调5、市电检测电路6、第一开关7和第二开关8。其中，第二开关8的一端与空调5相连接，第二开关8的另一端能够选择地与市电1或UPS控制单元4相连接。UPS控制单元4又与太阳能供电装置2和蓄电池3分别相连接，当UPS控制单元4与空调5通过第二开关8连通时，UPS控制单元4能够使太阳能供电装置2和蓄电池3择一地或共同为空调5供电，并且UPS控制单元4还能够使太阳能供电装置2为蓄电池3充电。

继续参阅图1，市电检测电路6分别与市电1、第二开关8和空调5的微控制单元52相连接。在这里，市电检测电路6用于检测市电1的电平高低，并根据市电1的电平高低控制第二开关8的切换位置状态。具体地，当市电检测电路6检测到市电1为高电平时，市电检测电路6控制第二开关8切换到第一位置与L1和N1接通，此时市电1为空调5供电；当市电检测电路6检测到市电1为低电平时，市电检测电路6控制第二开关8切换到第二位置与L2和N2接通，此时太阳能供电装置2和/或蓄电池3为空调5供电。需要说明的是，高电平表示市电1输出电压不为零，低电平表示市电1输出电压为零或接近于零。蓄电池3可以是任何能够储存电能的装置，例如锂电池、铅酸蓄电池、镍镉电池等。

进一步参阅图1，UPS控制单元4还通过第一开关7与市电检测电路6通信连接。以便市电检测电路6在第一开关7闭合时还能够通过UPS控制单元4实时监测太阳能供电装置2和蓄电池3的瞬时电压。本领域技术人员能够理解的是，在第一开关7闭合且市电1是高电平时，市电1能够为蓄电池3充电。本领域技术人员还能够理解的是，市电检测电路6还能够根据检测到的市电1、太阳能供电装置2或蓄电池3的电压通过微控制单元52控制压缩机51的转速。此外，需要说明的是，虽然图中并未示出，但是第一开关7优选地通过UPS控制单元4控制通断，或者本领域技术人员也可以根据需要，使第一开关7手动操作。并且UPS控制单元4和市电检测电路6通信连接，以便市电检测电路6检测到市电1为低电平时发送信号给UPS控制单元4，进而控制第一开关7闭合。

需要说明的是，空调5在不工作的状态下，第一开关7处于断开，第二开关8与L1和N1接通。或者本领域技术人员也可以根据需要，对第一开关7和第二开关8在空调5不工作时的位置状态进行适当调整，例如在空调5不工作时使第一开关7接通，使第二开关8与L2和N2接通。

本领域技术人员能够理解的是，太阳能供电装置2和蓄电池3可以是独立于空调5的电源供给设备，也可以是与空调5集成在一起或与空调5成套出售的电源供给设备。

下面参照图2并结合图1来对本发明的空调供电的控制方法进行详细说明。

如图2所示，本发明的空调供电的控制方法主要包括以下步骤：

步骤S110，获取空调5所处的环境温度；

步骤S120，判断市电1是高电平还是低电平；

步骤S130，选择市电1为空调5供电，并根据环境温度和空调5的供电电压实时调节空调5的压缩机51的工作频率；

步骤S140，选择蓄电池3为空调5供电，并根据环境温度和空调5的供电电压实时调节空调5的压缩机51的工作频率。

其中，步骤S110为可选的步骤，并且在步骤S110不执行时，步骤S130执行的内容则为：“选择市电1为空调5供电，并根据环境温度实时调节空调5的压缩机51的工作频率”；步骤S140执行的内容则为：“选择蓄电池3为空调5供电，并根据环境温度实时调节空调5的压缩机51的工作频率”。

进一步，从图2中不难看出，步骤S130和步骤S140为择一执行的步骤。换句话说，当步骤S120执行的结果是市电1为高电平时，执行步骤S130；当步骤S120执行的结果是市电1为低电平时，执行步骤S140。

如图1和图2所示，环境温度指的是空调5的室内机所处的环境温度，即室内温度。因此，在步骤S110中，具体通过设置在空调5的室内机进风口处的温度传感器实时获取环境温度。此外，本领域技术人员还可以通过其他任意可行的方式和装置获取空调5的室内机所在的环境温度，例如设置在室内其他任意位置且与空调5的微控制单元52通信连接的温度传感器。

继续参阅图1和图2，在步骤S120中，通过市电检测电路6检测市电1是高电平还是低电平。

如图1至图3所示，在步骤S130中，使第一开关7断开，使第二开关8与L1和N1接通，市电1为空调5供电。同时，市电检测电路6发送信号给微控制单元52，微控制单元52控制压缩机51按照下列公式实时调节工作频率：

f＝f_n*k*(U/U_n)²+b

其中，f为空调压缩机的实时工作频率，f_n为空调压缩机的额定频率，k为随环境温度变化的系数(具体请参见图3)，U为市电1的输出电压(供电电压)，U_n为空调压缩机的额定电压，b为预设的常数。从图3中可以看出，k的数值随温度的降低而变小，也就是说，空调5的制冷功率随温度的降低而降低，以便空调5在保证制冷效果的同时降低耗电量。在本发明的优选实施方案中，3≤b≤5，或者，本领域技术人员也可以根据需要对b的数值进行适当调整，以便适用于其他的应用场合。例如，将b设置为1、2、6等数值。

本领域技术人员能够理解的是，在市电1为空调5供电时，空调5的供电电压(市电1的输出电压)是上下浮动变化的。示例性地，如图3所示，当环境温度Tao＝21℃，f_n＝58Hz，U＝220V，U_n＝220V并且b＝4时，f＝58×0.7×(220/220)²+4＝44.6Hz，取整后f＝47Hz。

如图1至图3所示，在步骤S140中，使第一开关7闭合，使第二开关8与L2和N2接通，蓄电池3为空调5供电。同时，微控制单元52控制压缩机51同样按照下列公式实时调节工作频率：

f＝f_n*k*(U/U_n)²+b

此时U为蓄电池3的输出电压(供电电压)优选地，此时空调5室内机的风机的转速为最低转速，以便降低耗电量。或者本领域技术人员也可以根据需要，为风机选择其他任意可行的转速，例如1350rpm。

本领域技术人员能够理解的是，在蓄电池3为空调5供电时，空调5的供电电压(蓄电池3的输出电压)是变化的，并且，随着蓄电池3储存电量的减小而减小。示例性地，如图3所示，当环境温度Tao＝21℃，f_n＝58Hz，U＝110V，U_n＝220V并且b＝4时，f＝58×0.7×(110/220)²+4＝11.15Hz，取整后f＝11Hz。

继续参阅图2，在执行步骤S130同时，本发明的空调供电的控制方法还包括以下步骤：

步骤S150，判断市电1为空调5供电的持续时间是否超过3小时；

步骤S160，持续时间超过3小时时，判断蓄电池3的电量是否饱和；

步骤S170，选择太阳能供电装置2为蓄电池3充电；

步骤S180，选择市电1为蓄电池3充电。

从图2中不难看出，步骤S170和步骤S180为择一执行的步骤。换句话说，当步骤S160执行的结果是蓄电池3的电量饱和时，执行步骤S170；当步骤S160执行的结果是蓄电池3的电量未饱和时，执行步骤S180。

如图2所示，在步骤S150中，本领域技术人员可通过任意可行的装置来判断市电1为空调5供电的持续时间是否超过3小时，例如微控制单元52或单独设置在空调5内的计时装置。其中，3小时是空调5将室温降低到用户预设的目标温度(通过空调遥控器预设的、显示在空调5的室内机上的温度)时所经历的最长时间，本领域技术人员也可以根据地区、气候、空气湿度等其它实际需要，选用其它的设定时间代替3小时，例如，该设定时间为1小时、2小时、4小时等。

本领域技术人员能够理解的是，市电1为空调5持续供电3小时后再判断蓄电池3的电量是否饱和，进而判断是否需要市电1对蓄电池3进行充电，是为了防止市电1在给空调5供电的同时给蓄电池3充电时电压不稳定，影响空调5制冷效率。

如图2所示，当步骤S150执行的结果是超过3小时时，执行步骤S160；当步骤S150执行的结果是未超过3小时时，执行步骤S170。

如图1和图2所示，在步骤S160中，通过微控制单元52实时判断蓄电池3的电量是否饱和。或者本领域技术人员也可以通过其他任意与蓄电池3通信连接的检测设备判断蓄电池3的电量是否饱和。

继续参阅图1和图2，在步骤S170中，使第一开关7断开，使第二开关8与L1和N1接通，太阳能供电装置2为蓄电池3充电。

进一步参阅图1和图2，在步骤S180中，使第一开关7闭合，使第二开关8与L1和N1接通，市电1为蓄电池3充电。

本领域技术人员能够理解的是，在执行步骤S170和步骤S180的同时还执行以下操作：实时判断蓄电池3的电量是否饱和。以便在蓄电池3的电量发生变化时及时执行相应的操作。例如，在蓄电池3被市电1充满电时，及时将市电1更改为太阳能供电装置2为蓄电池1充电。

综上所述，在本发明的优选技术方案中，通过实时判断市电1是高电平还是低电平，并在市电1为高电平时选择市电1为空调5供电，在市电1为低电平时选择蓄电池3为空调5供电，使得空调5在无市电1的情况下也能够通过蓄电池3得以供电，进而使空调5能够正常使用。

进一步，在市电1和蓄电池3为空调5供电的同时，尤其是在蓄电池3为空调5供电时，根据空调5的供电电压实时调节压缩机51的工作频率，能够防止蓄电池3缺电内阻增大时，蓄电池3发热严重，进而导致蓄电池3的电能损耗过快。

除此之外，在根据空调5的供电电压实时调节压缩机51的工作频率的同时，本发明还通过实时获取空调5所处的环境温度，并根据获取的环境温度实时调节空调5压缩机51的工作频率，使空调5的压缩机51能够在室温较高时以较高的工作频率运行，在室温较低时以较低的工作频率运行，从而使空调5能够自动调节压缩机的工作频率，不仅节约了电能，还保证了用户的舒适度。

再进一步，在本发明的优选技术方案中，市电1为空调5供电时，通过判断蓄电池3的电量是否饱和，并在蓄电池3的电量饱和时选择太阳能供电装置2为蓄电池3充电；在蓄电池3的电量未饱和时选择市电1为蓄电池3快速充电，使蓄电池3能够通过市电1快速充电。也就是说，本发明能通过上述操作最大限度地保证蓄电池3始终具有最大的荷电量，从而最大程度地保证在市电1断电且太阳能不可用时空调5依然能正常运行。

更进一步，在本发明的优选技术方案中，蓄电池3为空调5供电时，通过太阳能供电装置2为蓄电池3充电，能够增加蓄电池3为空调5提供的电量，进而延长空调5的工作时长，为用户带来更优的制冷效果，优化了用户的使用体验。

本领域技术人员能够理解的是，市电1和蓄电池3为空调5供电的切换方式，以及市电1和太阳能供电装置2为蓄电池充电的切换方式，可以是通过相应的控制模块和控制程序自动控制，也可以是通过用户手动操作。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空调供电的控制方法，所述空调能够选择性地由市电、太阳能供电装置和蓄电池中的一个或多个供电，

其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

获取所述空调所处的环境温度；

判断市电是高电平还是低电平；

当市电是高电平时，选择市电为所述空调供电，并根据所述环境温度和所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率；

当市电是低电平时，选择蓄电池为所述空调供电，并根据所述环境温度和所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率；

其中，在市电为所述空调供电时，判断所述蓄电池的电量是否饱和，并根据判断结果选择所述蓄电池的充电方式；

其中，“根据所述环境温度和所述空调的供电电压实时调节所述空调压缩机的工作频率”的步骤具体包括：

按照下列公式实时调节所述空调压缩机的工作频率：

f＝f_n*k*(U/U_n)²+b

其中，f为空调压缩机的实时工作频率，f_n为空调压缩机的额定功率，k为随所述环境温度变化的系数，U为所述空调的供电电压，U_n为空调压缩机的额定电压，b为预设的常数。

2.根据权利要求1所述的空调供电的控制方法，其特征在于，“根据判断结果选择所述蓄电池的充电方式”的步骤具体包括：

当所述蓄电池的电量饱和时，选择太阳能供电装置为所述蓄电池充电；

当所述蓄电池的电量未饱和时，选择市电为所述蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的空调供电的控制方法，其特征在于，“在市电为所述空调供电时，判断所述蓄电池的电量是否饱和”的步骤具体包括：

在市电为所述空调持续供电设定时间时，判断所述蓄电池的电量是否饱和。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调供电的控制方法，其特征在于，当选择蓄电池为所述空调供电时，所述空调的室内机的风机按照最低工作转速运行。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的空调供电的控制方法，其特征在于，“判断市电是高电平还是低电平”的步骤具体包括：

实时获取并判断市电是高电平还是低电平；

并且/或者“获取所述空调所处的环境温度”的步骤具体包括：

实时获取所述空调所处的环境温度。

6.根据权利要求3所述的空调供电的控制方法，其特征在于，所述设定时间是3小时。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的空调供电的控制方法，其特征在于，所述蓄电池是UPS的蓄电池。

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