CN112303864A - 一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调 - Google Patents

一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调 Download PDF

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CN112303864A CN202011120311.3A CN202011120311A CN112303864A CN 112303864 A CN112303864 A CN 112303864A CN 202011120311 A CN202011120311 A CN 202011120311A CN 112303864 A CN112303864 A CN 112303864A
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刘洋
何成军
史新清
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Abstract

本发明公开了一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调，所述电路包括压缩机单元，用于接收主控板指令并控制压缩机运行；受电单元，用于接收DC‑AC模块与供电单元的电压；所述供电单元，用于给所述压缩机单元、所述受电单元供电；所述DC‑AC模块，连接在所述供电单元与所述受电单元之间，用于将所述压缩机单元产生的再生电动势转化成直流电压并给所述受电单元供电，从而实现了再生电能的回收利用，且降低了硬件成本。

Description

一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调
技术领域
本申请涉及空调控制技术领域，更具体地，涉及一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调。
背景技术
现代社会中，空调已成为人们日常生活中必不可少的产品之一，在炎炎夏日或寒冷冬日有着空调会使室内环境的温度更加舒适宜人。
在空调运行过程中，压缩机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，压缩机在快速制动过程中，由于惯性作用，会产生大量再生电能，如果不及时消耗掉这部分再生电能，就会直接作用于变频器的直流电路部分，轻者，变频器报故障，重者，则会损害变频器，传统解决方案一般是增加制动电阻，而制动电阻将电机快速制动过程中的再生电能直接转化为热能，这样再生电能就不会反馈到电源电网络中，不会造成电网电压波动，但增加制动电阻仅仅是把再生电能转换为热能，造成能量浪费，同时还需要增加硬件成本。
因此，如何提供一种将压缩机快速制动产生的再生电能进行利用，且降低硬件成本，是本领域技术人员有待解决的技术问题。
发明内容
本发明公开了一种空调电压控制电路，用于解决现有技术中无法将压缩机快速制动过程中产生的再生电能回收利用、硬件成本高的技术问题，所述电路包括：
压缩机单元，用于接收主控板指令并控制压缩机运行；
受电单元，用于接收DC-AC模块与供电单元的电压；
所述供电单元，用于给所述压缩机单元、所述受电单元供电；
所述DC-AC模块，连接在所述供电单元与所述受电单元之间，用于将所述压缩机单元产生的再生电动势转化成直流电压并给所述受电单元供电。
本申请的一些实施例中，所述供电单元的第一端与压缩机单元的第二端的共接点连接DC-AC模块的第二端，所述供电单元的第二端与压缩机单元的第一端的共接点连接DC-AC模块的第一端，所述供电单元的第三端与所述受电单元的第二端的共接点连接所述DC-AC模块的第四端，所述供电单元的第四端与所述受电单元的第一端的共接点连接所述DC-AC模块的第三端，所述压缩机单元的第三端连接所述受电单元的第三端。
本申请的一些实施例中，所述供电单元包括：
交流电源，用于提供交流电压；
所述整流硅桥模块，用于将所述交流电压转化成直流电压；
所述电解电容，用于对所述整流硅桥模块转化后的直流电压进行滤波。
本申请的一些实施例中，所述整流硅桥模块的第一端连接所述交流电源的第三端，所述整流硅桥模块的第二端连接所述交流电源的第二端，所述整流硅桥模块的第三端连接所述交流电源的第一端，所述整流硅桥模块的第四端与所述电解电容的第一端的共接点为所述供电单元的第一端，所述整流硅桥模块的第五端与所述电解电容的第二端的共接点为所述供电单元的第二端，所述交流电源的第四端为所述供电单元的第三端，所述交流电源的第三端与所述整流硅桥模块的第一端的共接点为所述供电单元的第四端。
本申请的一些实施例中，所述受电单元包括主控板、风机驱动板和风机。
本申请的一些实施例中，所述主控板的第一端与所述风机驱动板的第一端的共接点为所述受电单元的第一端，所述主控板的第二端与所述风机驱动板的第二端的共接点为所述受电单元的第二端，所述主控板的第三端为所述受电单元的第三端，所述主控板的第四端与所述风机驱动板的第三端连接，所述风机驱动板的第四端连接风机。
在本申请一些实施例中，所述压缩机单元包括压缩机驱动板和压缩机。
在本申请一些实施例中，所述压缩机驱动板的第一端为所述压缩机单元的第一端，所述压缩机驱动板的第二端为所述压缩机单元的第二端，所述压缩机驱动板的第三端连接压缩机，所述压缩机驱动板的第四端为所述压缩机单元的第三端。
相应的，本申请提出了一种空调，所述空调包括：
冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；
压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；
室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；
四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；
以及包括如上所述的空调电压控制电路。
相应的，本申请还提出一种能量回收方法，应用于如上所述的空调中，所述方法包括：
当空调母线电压高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块将所述母线电压转换成预设电压并将所述预设电压并入供电电路；
当空调母线电压不高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块停止工作。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明公开了一种空调电压控制电路、能量回收方法和空调，所述电路包括供电单元、压缩机单元、受电单元和DC-AC模块，其中，所述供电单元的第一端与压缩机单元的第二端的共接点连接DC-AC模块的第二端，所述供电单元的第二端与压缩机单元的第一端的共接点连接DC-AC模块的第一端，所述供电单元的第三端与所述受电单元的第二端的共接点连接所述DC-AC模块的第四端，所述供电单元的第四端与所述受电单元的第一端的共接点连接所述DC-AC模块的第三端，所述压缩机单元的第三端连接所述受电单元的第三端，实现了再生电能的回收利用，且降低了硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出实施方式的空调的结构的概要的电路图；
图2是示出了本发明实施例提出的一种空调电压控制电路的结构示意图；
图3是示出了本发明实施例提出的一种母线电压变化曲线示意图。
标号说明
1：空调；2：室外机；3：室内机；10：制冷剂回路；11：压缩机；12：四通阀；13：室外热交换器；
14：膨胀阀；16：室内热交换器；21：室外风扇；31：室内风扇；32：室内温度传感器；33：室内热交换器温度传感器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中空调通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。
压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调可以调节室内空间的温度。
空调的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调用作制冷模式的冷却器。
图1中示出空调1电路结构，该空调1具备制冷剂回路10，通过使制冷剂回路10中的制冷剂循环，能够执行蒸气压缩式制冷循环。使用连接配管4连接于室内机3和室外机2，以形成供制冷剂循环的制冷剂回路10。制冷剂回路10中具备压缩机11、室外热交换器13、膨胀阀14、储液器15和室内热交换器16。其中，室内热交换器16和室外热交换器13，用作冷凝器或蒸发器来工作。压缩机11从吸入口吸入制冷剂，将在内部压缩后的制冷剂从排出口对室内热交换器16排出。压缩机11是进行基于逆变器的转速控制的容量可变的逆变器压缩机，四通阀12，在制热和制冷之间进行切换。
室外热交换器13具有用于使制冷剂经由储液器15在与压缩机11的吸入口之间流通的第一出入口，并且具有用于使制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口。室外热交换器13使在连接于室外热交换器13的第二出入口与第一出入口之间的传热管(未图示)中流动的制冷剂与室外空气之间进行热交换。
膨胀阀14配置在室外热交换器13与室内热交换器16之间。膨胀阀14具有使在室外热交换器13与室内热交换器16之间流动的制冷剂膨胀而减压的功能。膨胀阀14构成为能够变更开度，通过减小开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力增加，通过增大开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力减。这样的膨胀阀14在制热运转中使从室内热交换器16朝向室外热交换器13流动的制冷剂膨胀而减压。此外，即使安装在制冷剂回路10中的其它器件的状态不变化，当膨胀阀14的开度变化时，在制冷剂回路10中流动的制冷剂的流量也会变化。
室内热交换器16具有用于使液体制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口，并且，具有用于使气体制冷剂在与压缩机11的排出口之间流通的第一出入口。室内热交换器16使在连接于室内热交换器16的第二出入口与第一出入口之间的传热管中流动的制冷剂与室内空气之间进行热交换。
在室外热交换器13与压缩机11的吸入口之间配置有储液器15。在储液器15中，从室外热交换器13流向压缩机11的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。并且，从储液器15向压缩机11的吸入口主要供给气体制冷剂。
室外机2还具备室外风扇21，该室外风扇21产生通过室外热交换器13的室外空气的气流，以促使在传热管中流动的制冷剂与室外空气的热交换。该室外风扇21由能够变更转速的室外风扇马达21A驱动。此外，室内机3具备室内风扇31，该室内风扇31产生通过室内热交换器16的室内空气的气流，以促进在传热管中流动的制冷剂与室内空气的热交换。该室内风扇31由能够变更转速的室内风扇马达31A驱动。
如背景技术中所述，现有技术中在压缩机在快速制动过程中产生的再生电能不能回收利用，只能转化为热能浪费，且增加了制动电阻的硬件陈本。
为解决上述问题，本申请实施例提出了一种空调电压控制电路，如图2所示，所述电路包括：
压缩机单元103，用于接收主控板指令并控制压缩机运行；
所述供电单元101，用于给压缩机单元103、受电单元104供电；
受电单元104，用于接收DC-AC模块102与供电单元101的电压；
DC-AC模块102，连接在所述供电单元与所述受电单元之间，用于将压缩机单元103产生的再生电动势转化成直流电压并给受电单元104供电。
为了稳定电路中的电压，在本申请实施例中，所述供电单元101的第一端与压缩机单元103的第二端的共接点连接DC-AC模块102的第二端，所述供电单元101的第二端与压缩机单元103的第一端的共接点连接DC-AC模块102的第一端，所述供电单元101的第三端与所述受电单元104的第二端的共接点连接所述DC-AC模块102的第四端，所述供电单元101的第四端与所述受电单元104的第一端的共接点连接所述DC-AC模块102的第三端，所述压缩机单元103的第三端连接所述受电单元104的第三端。
在本申请实施例中，DC-AC模块102并联在压缩机单元103的电源两端，当压缩机因高压或过热保护而处于快速制动过程时，因转动惯量，会产生再生电动势，如图2中压缩机单元103箭头指示方向，而产生的再生电动势会反馈至图2中母线P-N中，从而造成P-N中电压迅速升高，当该电压达到第一预设阈值时，DC-AC模块102开始工作，将升高的母线电压迅速转化为AC220V，从而迅速给受电单元104进行供电，也即给受电单元104中的主控板和风机驱动板进行供电，将母线P-N上的电压迅速降低，起到保护变频器的作用，同时将再生电动势转换成电能，进行利用，达到节能的目的。
需要说明的是，DC-AC模块102在空调压缩机正常工作时，也即空调室外机在制冷或制热模式运转中不会工作，只有当母线电压升高达到第一预设阈值或温度达到第一预设温度时，才会启动开始工作，当母线电压下降达到第二预设阈值或温度下降达到第二预设温度时，DC-AC模块102停止工作，本方案可以加快压缩机降频速度，而因压缩机快降频导致的再生电动势可以快速被利用，使得空调能快速恢复正常运转，降低不可靠事件的发生，母线电压变化曲线示意图如图3所示。
为了更将交流电转化为直流电，在本申请实施例中，所述供电单元包括：
交流电源，用于提供交流电压；
整流硅桥模块UR，用于将所述交流电压转化成直流电压；
电解电容C，用于对所述整流桥模块UR转化后的直流电压进行滤波。
需要说明的是，整流硅桥模块UR将交流电压变成脉动的直流电压，在整流硅桥模块UR后接入电解电容C，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压，从而完成滤波。
为了更好的对电路进行供电，在本申请实施例中，所述整流硅桥模块UR的第一端连接所述交流电源的第三端，所述整流硅桥模块UR的第二端连接所述交流电源的第二端，所述整流硅桥模块UR的第三端连接所述交流电源的第一端，所述整流硅桥模块UR的第四端与所述电解电容C的第一端的共接点为所述供电单元101的第一端，所述整流硅桥模块UR的第五端与所述电解电容C的第二端的共接点为所述供电单元101的第二端，所述交流电源的第四端为所述供电单元101的第三端，所述交流电源的第三端与所述整流硅桥模块UR的第一端的共接点为所述供电单元101的第四端。
具体的，在本申请实施例中，所述交流电源为380V交流电压，该380V的交流电压经过整流硅桥UR后，转化为直流电压，经电解电容C后为变频器提供压缩机正常运转电能。
需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请实施例提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况灵活选择各种供电单元，这并不影响本申请的保护范围。
为了更好的利用再生电动势，在本申请实施例中，所述受电单元104包括主控板、风机驱动板和风机。
为了准确控制风机，在本申请实施例中，所述主控板的第一端与所述风机驱动板的第一端的共接点为所述受电单元104的第一端，所述主控板的第二端与所述风机驱动板的第二端的共接点为所述受电单元的第二端，所述主控板的第三端为所述受电单元104的第三端，所述主控板的第四端与所述风机驱动板的第三端连接，所述风机驱动板的第四端连接风机。
在DC-AC模块102工作时，其输出的电压会向受电单元104中的主控板和风机驱动板进行供电，以使风机进行运转，达到利用再生电动势的作用。
为了接收来自压缩机快速制动过程中产生的电动势，在本申请实施例中，所述压缩机单元103包括压缩机驱动板和压缩机。
为了准确吸收压缩机产生的电动势，在本申请实施例中，所述压缩机驱动板的第一端为所述压缩机单元103的第一端，所述压缩机驱动板的第二端为所述压缩机单元103的第二端，所述压缩机驱动板的第三端连接压缩机，所述压缩机驱动板的第四端为所述压缩机单元103的第三端。
相应的，本申请还提出了一种能量回收方法，应用于如权利要求6所述的空调中，所述方法包括：
当空调母线电压高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块将所述母线电压转换成预设电压并将所述预设电压并入供电电路；
当空调母线电压不高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块停止工作。
具体的，当空调母线电压高于第一预设阈值时，将所述母线电压转换成预设电压，并将所述预设电压并入供电电路。该预设电压可以根据供电电路给供电设备提供的额定电压来确定，例如将该预设电压设置为220V，该供电电路用于给空调中的设备供电，优选的，该供电电路给受电单元供电，该受电单元包括：主控板、风机驱动板和风机。当空调母线电压不高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块停止工作，空调恢复到正常状态。
通过应用以上技术方案，所述电路包括供电单元、压缩机单元、受电单元和DC-AC模块，其中，所述供电单元的第一端与压缩机单元的第二端的共接点连接DC-AC模块的第二端，所述供电单元的第二端与压缩机单元的第一端的共接点连接DC-AC模块的第一端，所述供电单元的第三端与所述受电单元的第二端的共接点连接所述DC-AC模块的第四端，所述供电单元的第四端与所述受电单元的第一端的共接点连接所述DC-AC模块的第三端，所述压缩机单元的第三端连接所述受电单元的第三端，实现了再生电能的回收利用，且降低了硬件成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空调电压控制电路，其特征在于，所述电路包括：
压缩机单元，用于接收主控板指令并控制压缩机运行；
受电单元，用于接收DC-AC模块与供电单元的电压；
所述供电单元，用于给所述压缩机单元、所述受电单元供电；
所述DC-AC模块，连接在所述供电单元与所述受电单元之间，用于将所述压缩机单元产生的再生电动势转化成直流电压并给所述受电单元供电。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元的第一端与压缩机单元的第二端的共接点连接DC-AC模块的第二端，所述供电单元的第二端与压缩机单元的第一端的共接点连接DC-AC模块的第一端，所述供电单元的第三端与所述受电单元的第二端的共接点连接所述DC-AC模块的第四端，所述供电单元的第四端与所述受电单元的第一端的共接点连接所述DC-AC模块的第三端，所述压缩机单元的第三端连接所述受电单元的第三端。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元包括：
交流电源，用于提供交流电压；
整流硅桥模块，用于将所述交流电压转化成直流电压；
电解电容，用于对所述整流硅桥模块转化后的直流电压进行滤波。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述整流硅桥模块的第一端连接所述交流电源的第三端，所述整流硅桥模块的第二端连接所述交流电源的第二端，所述整流硅桥模块的第三端连接所述交流电源的第一端，所述整流硅桥模块的第四端与所述电解电容的第一端的共接点为所述供电单元的第一端，所述整流硅桥模块的第五端与所述电解电容的第二端的共接点为所述供电单元的第二端，所述交流电源的第四端为所述供电单元的第三端，所述交流电源的第三端与所述整流硅桥模块的第一端的共接点为所述供电单元的第四端。
5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述受电单元包括主控板、风机驱动板和风机。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述主控板的第一端与所述风机驱动板的第一端的共接点为所述受电单元的第一端，所述主控板的第二端与所述风机驱动板的第二端的共接点为所述受电单元的第二端，所述主控板的第三端为所述受电单元的第三端，所述主控板的第四端与所述风机驱动板的第三端连接，所述风机驱动板的第四端连接风机。
7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述压缩机单元包括压缩机驱动板和压缩机。
8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述压缩机驱动板的第一端为所述压缩机单元的第一端，所述压缩机驱动板的第二端为所述压缩机单元的第二端，所述压缩机驱动板的第三端连接压缩机，所述压缩机驱动板的第四端为所述压缩机单元的第三端。
9.一种空调，其特征在于，所述空调包括：
冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；
压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；
室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；
四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；
以及包括如权利要求1-8任一项所述的空调电压控制电路。
10.一种能量回收方法，其特征在于，应用于如权利要求9所述的空调中，所述方法包括：
当空调母线电压高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块将所述母线电压转换成预设电压并将所述预设电压并入供电电路；
当空调母线电压不高于第一预设阈值时，所述DC-AC模块停止工作。
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