CN115289549A - 空调外机热能回收利用系统、方法及空调 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种空调外机热能回收利用系统、方法及空调，系统包括：热电设备和储能设备。实施时，热电设备将空调外机中产生的余热转换为电能，储能设备再将热电设备转换的电能进行存储。由于空调外机中产生的余热包括空调外机通过电辅热进行除霜时产生的无法被充分利用的热能，本申请中将这些余热进行回收并转换为电能进行存储，存储的电能可以用来对电辅热或其他用电设备进行供电。本申请中的技术方案可以充分对空调外机中产生的余热进行回收再利用，可以解决现有技术中空调外机通过电辅热进行除霜时，电辅热产生的热能无法被充分利用的问题。
Description
技术领域
本申请涉及热能回收利用技术领域，尤其涉及一种空调外机热能回收利用系统、方法及空调。
背景技术
冬季室外环境温度低于零摄氏度且具有一定湿度时，空调外机换热器上会发生结霜现象。此时空调在制热模式下需要开启电辅热来给空调外机换热器除霜，由于热气上流效应，空调外机的除霜电辅热一般选择设置在外机底部，以增强除霜效果。但是这会导致电辅热只有上半部的热量用于给空调外机换热器进行加热除霜，下半部的热量大部分都消散在空气中，电辅热产生的热能无法被充分利用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空调外机热能回收利用系统、方法及空调，以解决现有技术中空调外机通过电辅热进行除霜时，电辅热产生的热能无法被充分利用的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种空调外机热能回收利用系统，包括：
热电设备和储能设备；
所述热电设备用于将空调外机中产生的余热转换为电能；
所述储能设备用于将所述热电设备转换的电能进行存储。
优选地，所述储能设备连接空调外机中的电辅热设备，还用于向所述电辅热设备供电。
优选地，系统还包括：
控制器，用于控制所述储能设备向所述电辅热设备供电/停止供电。
优选地，系统还包括：
温度检测设备，设备设置在空调外机中，用于检测所述空调外机中的外机温度，并将所述外机温度发送到所述控制器；
所述控制器，在所述外机温度高于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备停止供电；在所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
优选地，系统还包括：
电量检测设备，用于检测所述储能设备中的储能电量，并将所述储能电量发送到所述控制器；
所述控制器，在所述储能电量高于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
优选地，所述控制器，在所述储能电量低于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向所述电辅热设备供电。
优选地，所述控制器，在接收到预设指令后，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电/停止供电。
优选地，所述热电设备包括多个热电单元；
多个所述热电单元包覆空调外机中的余热产生位置。
优选地，所述储能设备包括串联的多个储能单元；
各所述储能单元与各所述热电单元一一对应连接。
优选地，所述热电单元包括：P型热电材料和N型热电材料；
所述P型热电材料和所述N型热电材料的热端将所述电辅热设备下半部分作为余热产生位置进行包覆；
所述P型热电材料和所述N型热电材料的冷端贴合设置在空调外机中的冷量传导位置，且连接所述储能单元。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种空调，包括：
空调主体，以及如以上任一项所述的空调外机热能回收利用系统。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种空调外机热能回收利用方法，包括：
获取空调外机中的外机温度；
在所述外机温度高于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备停止供电；在所述外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备供电；其中，所述储能设备中的储能电量是热电设备将空调外机中产生的余热转换并存储的。
优选地，方法还包括：
获取所述储能设备中的储能电量；
在所述储能电量高于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
优选地，方法还包括：在所述储能电量低于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向所述电辅热设备供电。
优选地，所述获取空调外机中的外机温度前，所述方法还包括：接收预设指令。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的空调外机热能回收利用系统，包括：热电设备和储能设备。实施时，热电设备将空调外机中产生的余热转换为电能，储能设备再将热电设备转换的电能进行存储。由于空调外机中产生的余热包括空调外机通过电辅热进行除霜时产生的无法被充分利用的热能，本申请中将这些余热进行回收并转换为电能进行存储，存储的电能可以用来对电辅热或其他用电设备进行供电。本申请中的技术方案可以充分对空调外机中产生的余热进行回收再利用，可以解决现有技术中空调外机通过电辅热进行除霜时，电辅热产生的热能无法被充分利用的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用系统的结构示意图；
图2是根据另一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用系统的结构示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用系统中控制器的执行流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用系统中热电单元的结构示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用方法的流程示意图。
附图标记：热电设备-1；P型热电材料-11；N型热电材料-12；储能设备-2；储能单元-21；电辅热设备-3；控制器-4；温度检测设备-5；电量检测设备-6；
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
图1是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用系统的结构示意图，参照图1，一种空调外机热能回收利用系统，包括：
热电设备1和储能设备2；
热电设备1用于将空调外机中产生的余热转换为电能；
储能设备2用于将热电设备1转换的电能进行存储。
需要说明的是，本实施例中的技术方案属于热能的回收再利用技术领域，具体应用于空调外机热能回收利用中。本实施例中的空调外机热能回收利用系统可以应用在空调外机中。
需要说明的是，余热一般指生产过程中或设备运行中释放出来的可被利用的热能，本实施例中的空调外机中产生的余热主要包括空调外机通过电辅热设备3进行除霜时产生的无法被充分利用的热能，也包括空调外机运行过程中产生的其他热能。
可以理解的是，本实施例中的空调外机热能回收利用系统，包括：热电设备1和储能设备2。实施时，热电设备1将空调外机中产生的余热转换为电能，储能设备2再将热电设备1转换的电能进行存储。由于空调外机中产生的余热包括空调外机通过电辅热设备3进行除霜时产生的无法被充分利用的热能，本实施例中将这些余热进行回收并转换为电能进行存储，存储的电能可以用来对电辅热设备3或其他用电设备进行供电。本实施例中的技术方案可以充分对空调外机中产生的余热进行回收再利用，可以解决现有技术中空调外机通过电辅热设备3进行除霜时，电辅热设备3产生的热能无法被充分利用的问题。
需要说明的是，参照图2，储能设备2连接空调外机中的电辅热设备3，还用于向电辅热设备3供电。
可以理解的是，空调内机的电热设备在正常供电的情况下可以正常工作，而在空调外机电辅热设备3开启后，由于空调外机电辅热设备3本身消耗电能较高，可能会导致空调内机电热设备的电能供给不足，从而影响空调内机电热设备的工作。所以本实施例中将储能设备2连接空调外机中的电辅热设备3，使储能设备2向电辅热设备3供电，避免电辅热设备3开启后影响空调内机电热设备的工作。
需要说明的是，参照图2，空调外机热能回收利用系统还包括：控制器4，用于控制储能设备2向电辅热设备3供电/停止供电。
可以理解的是，本实施例中可以通过控制器4控制储能设备2向电辅热设备3供电/停止供电。比如在空调外机中的温度适宜，无需开启电辅热设备3时，可以通过控制器4控制储能设备2向电辅热设备3停止供电，以使电辅热设备3停止工作。在空调外机中的温度较低，需要开启电辅热设备3时，可以通过控制器4控制储能设备2向电辅热设备3供电，以使电辅热设备3开始工作。
需要说明的是，参照图2，空调外机热能回收利用系统还包括：
温度检测设备5，设备设置在空调外机中，用于检测空调外机中的外机温度，并将外机温度发送到控制器4；
控制器4，在外机温度高于预设温度阈值时，控制储能设备2向电辅热设备3停止供电；在外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备2向电辅热设备3供电。
在具体实践中，温度检测设备5可以为温度传感器、环境感温包、温度采样芯片、热电偶等可以进行温度检测的设备。预设温度阈值可以为-10°。
可以理解的是，控制器4可以通过温度检测设备5获取空调外机中的外机温度，进而可以在空调外机中的温度高于预设温度阈值，无需开启电辅热设备3时，控制储能设备2向电辅热设备3停止供电，以使电辅热设备3停止工作。在空调外机中的温度低于预设温度阈值，需要开启电辅热设备3时，控制储能设备2向电辅热设备3供电，以使电辅热设备3开始工作。
需要说明的是，参照图2，空调外机热能回收利用系统还包括：
电量检测设备6，用于检测储能设备2中的储能电量，并将储能电量发送到控制器4；
控制器4，在储能电量高于预设电量阈值，且外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备2向电辅热设备3供电。
进一步的，控制器4在储能电量低于预设电量阈值，且外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向电辅热设备3供电。
在具体实践中，电量检测设备6可以为电量检测芯片、电量检测电路、电量检测仪等可以进行电量检测的设备。预设电量阈值可以为20％。
需要说明的是，外接电源可以为空调驱动板电源、主板电源或市电电源。
可以理解的是，控制器4可以通过电量检测设备6获取储能设备2中的储能电量，在储能电量高于预设电量阈值时，判断为电量检测设备6中的储能电量足以支持电辅热设备3正常工作，此时控制储能设备2向电辅热设备3供电，以使电辅热设备3工作。在储能电量低于预设电量阈值时，判断为电量检测设备6中的储能电量不足以支持电辅热设备3正常工作，此时控制储能设备2向电辅热设备3停止供电，并使外接电源向电辅热设备3供电，以维持电辅热设备3的工作。
需要说明的是，控制器4在接收到预设指令后，控制储能设备2向电辅热设备3供电/停止供电。
在具体实践中，预设指令可以为制热模式开启指令，控制器4在接收到制热模式开启指令后，才开始执行后续流程，控制储能设备2向电辅热设备3供电/停止供电。若控制器4未接收到制热模式开启指令，则控制储能设备2向电辅热设备3停止供电。
综上，控制器4的全部执行流程参照图3，在接收到预设指令后，通过温度检测设备5获取空调外机中的外机温度，判断外机温度是否高于预设温度阈值T，在外机温度高于预设温度阈值T时，控制储能设备2向电辅热设备3停止供电，即关闭电辅热设备3；在外机温度低于预设温度阈值T时，通过电量检测设备6获取储能设备2中的储能电量，判断储能电量是否高于预设电量阈值W，在储能电量高于预设电量阈值W时，控制储能设备2向电辅热设备3供电，在储能电量低于预设电量阈值W时，控制外接电源向电辅热设备3供电。在未接收到预设指令时控制储能设备2向电辅热设备3停止供电，即关闭电辅热设备3。
实施例二
需要说明的是，热电设备1包括多个热电单元；
多个热电单元包覆空调外机中的余热产生位置。
可以理解的是，空调外机中的余热产生位置一般为空调外机电辅热设备3的下半部分，而空调外机电辅热设备3一般为管状结构，可能存在转折点等。本实施例中通过将热电设备1分解为多个热电单元，更方便完成热点设备的布置。在具体实践中，通过多个热电单元包覆空调外机电辅热设备3的下半部分，各热电单元与电辅热设备3接触的一端需要与电辅热设备3的形状相契合，比如电辅热设备3为管状时，热点单元与电辅热设备3接触的一端需要为弧形，以对电辅热设备3的下半部分进行包覆。
需要说明的是，储能设备2包括串联的多个储能单元21；
各储能单元21与各热电单元一一对应连接。
可以理解的是，由于热电单元为多个，所以本实施例中对应的将储能设备2分解为串联的多个储能单元21，使各储能单元21与各热电单元一一对应连接，各储能单元21分别获取其对应的热电单元产生的电能，并通过串联电路进行汇总。
在具体实践中，参照图4，热电单元包括：P型热电材料11和N型热电材料12；
P型热电材料11和N型热电材料12的热端将电辅热设备3下半部分作为余热产生位置进行包覆；
P型热电材料11和N型热电材料12的冷端贴合设置在空调外机中的冷量传导位置，且连接储能单元21。
需要说明的是，参照图4，P型热电材料11和N型热电材料12的冷端均设置有底座，不仅可以更好的进行固定，还可以更好的进行冷量传导。热电材料的冷端可以贴合设置在空调外机底部、侧边或冷凝器等可以传导冷量的位置。
本实施例中的热电单元基于热电效应，P型热电材料11由于两端温差使得正电荷向下移动，N型热电材料12由于两端温差使得负电荷向下移动，进而给冷端连接的储能单元216充电。
实施例三
一种空调，包括：
空调主体，以及如以上任一实施例中的空调外机热能回收利用系统。
可以理解的是，本实施例中的空调中搭载有以上任一实施例中的空调外机热能回收利用系统，空调外机热能回收利用系统可以将空调外机中产生的余热进行回收并转换为电能进行存储，存储的电能可以用来对电辅热或其他用电设备进行供电。本实施例中的技术方案可以充分对空调外机中产生的余热进行回收再利用，可以解决现有技术中空调外机通过电辅热进行除霜时，电辅热产生的热能无法被充分利用的问题。
实施例四
图5是根据一示例性实施例示出的一种空调外机热能回收利用方法的流程示意图，参照图5，一种空调外机热能回收利用方法，包括：
步骤S1、获取空调外机中的外机温度；
步骤S2、在外机温度高于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备停止供电；在外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备供电；其中，储能设备中的储能电量是热电设备将空调外机中产生的余热转换并存储的。
需要说明的是，方法还包括：
获取储能设备中的储能电量；
在储能电量高于预设电量阈值，且外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备供电；
在储能电量低于预设电量阈值，且外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向电辅热设备供电。
需要说明的是，获取空调外机中的外机温度前，方法还包括：接收预设指令。
综上，空调外机热能回收利用方法的全部流程为：在接收到预设指令后，获取空调外机中的外机温度，在外机温度高于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备停止供电；在外机温度低于预设温度阈值时，获取储能设备中的储能电量，在储能电量高于预设电量阈值时，控制储能设备向电辅热设备供电，在储能电量低于预设电量阈值时，控制外接电源向电辅热设备供电。
可以理解的是，本实施例中的空调外机热能回收利用方法可以将空调外机中产生的余热进行回收并转换为电能进行存储，存储的电能可以用来对电辅热或其他用电设备进行供电。本实施例中的技术方案可以充分对空调外机中产生的余热进行回收再利用，可以解决现有技术中空调外机通过电辅热进行除霜时，电辅热产生的热能无法被充分利用的问题。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (15)
1.一种空调外机热能回收利用系统，其特征在于，包括：
热电设备和储能设备；
所述热电设备用于将空调外机中产生的余热转换为电能；
所述储能设备用于将所述热电设备转换的电能进行存储。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能设备连接空调外机中的电辅热设备，还用于向所述电辅热设备供电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：
控制器，用于控制所述储能设备向所述电辅热设备供电/停止供电。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
温度检测设备，设备设置在空调外机中，用于检测所述空调外机中的外机温度，并将所述外机温度发送到所述控制器；
所述控制器，在所述外机温度高于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备停止供电；在所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：
电量检测设备，用于检测所述储能设备中的储能电量，并将所述储能电量发送到所述控制器；
所述控制器，在所述储能电量高于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，在所述储能电量低于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向所述电辅热设备供电。
7.根据权利要求3-6任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器，在接收到预设指令后，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电/停止供电。
8.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述热电设备包括多个热电单元；
多个所述热电单元包覆空调外机中的余热产生位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述储能设备包括串联的多个储能单元；
各所述储能单元与各所述热电单元一一对应连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述热电单元包括：P型热电材料和N型热电材料；
所述P型热电材料和所述N型热电材料的热端将所述电辅热设备下半部分作为余热产生位置进行包覆；
所述P型热电材料和所述N型热电材料的冷端贴合设置在空调外机中的冷量传导位置，且连接所述储能单元。
11.一种空调，其特征在于，包括：
空调主体，以及如权利要求1～10任一项所述的空调外机热能回收利用系统。
12.一种空调外机热能回收利用方法，其特征在于，包括：
获取空调外机中的外机温度；
在所述外机温度高于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备停止供电；在所述外机温度低于预设温度阈值时，控制储能设备向电辅热设备供电；其中，所述储能设备中的储能电量是热电设备将空调外机中产生的余热转换并存储的。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述储能设备中的储能电量；
在所述储能电量高于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制所述储能设备向所述电辅热设备供电。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：在所述储能电量低于预设电量阈值，且所述外机温度低于预设温度阈值时，控制外接电源向所述电辅热设备供电。
15.根据权利要求12～14任一项所述的方法，其特征在于，所述获取空调外机中的外机温度前，所述方法还包括：接收预设指令。
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