CN1808828A - 能够解决不平衡相位的空调发电系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够解决不平衡相位的空调发电系统，以及一种解决不平衡相位的方法。该空调发电系统包括：一个或多个室内单元；一个或多个室外单元；发电机，用于向室内和室外单元提供电源信号；和分配单元，用于检查室内单元所消耗的各单相功率值，改变从发电机传送到室内或室外单元的电源信号的相位，并且建立三相平衡。因此，如果在将三相电源信号施加给空调机的过程中出现不平衡相位，该系统解决了不平衡相位，由此其防止产品被损坏并且增加产品可靠性。

Description

能够解决不平衡相位的空调发电系统及其方法

技术领域

本发明涉及能够解决不平衡相位的空调发电系统及其方法，更具体涉及这样一种能够解决不平衡相位的空调发电系统及其方法，其能够防止由于负载差异而造成施加到连接于多个室内单元的多个室外单元的电源信号产生不平衡相位。

背景技术

需要驱动电源信号来驱动家用或工厂用电气设备。通常，上述的电气设备设计成从韩国电力公司(KEPCO)提供的商用电源接收必要的电源信号。

但是，如果多个室内单元和多个室外单元安装在家庭内或工厂内，从外部接收的商用电源信号有可能难于有效地施加于室内和室外单元的所有驱动负载，由此使得大量家庭或工厂可能分别频繁地使用额外的自发电系统。

图1是图示说明传统空调发电系统的结构框图。

参看图1，该空调发电系统包括多个室内单元11、12、13、21、22、31、32和33，其安装在各个房间内进行对房间内空气的制冷或制热；多个室外单元10、20和30，其连接到各个室内单元；和发电机40，其用于产生三相电源信号，并向室外单元10、20和30提供三相电源信号。

空调发电系统进一步包括模制壳体(molded-case)断路器50，用于检测发电机40所产生的三相电源信号中各单相的电流值，并防止各个室外单元10、20、30在三相电源信号中出现不平衡相位时启动。

尽管室外单元10、20和30可以由发电机40所产生的三相电源信号来驱动，但室内单元11、12、13、21、22、31、32和33是由单相电源信号来驱动的，由此室内单元11、12、13、21、22、31、32和33连接到室外单元10、20和30的各个电源终端中的单相电源终端，然后通过单相电源终端接收必要的电源信号。

如果由于连接到室外单元10、20和30的室内单元的驱动负载的差异而在施加到室外单元10、20和30的电源信号中出现不平衡相位的话，连接到发电机40的模制壳体断路器50就会阻止将电源信号施加到各个室外单元10、20和30。

换句话说，空调发电系统充当三相四线系统，接收包括R相电源信号、S相电源信号和T相电源信号在内的三相电源信号，并且包括连接到R/S/T相电源信号的神经(N)线。R相电源信号、S相电源信号和T相电源信号的相位差为120°，在它们之间建立了相位平衡。

在此情况下，R/S/T相电源信号通常建立上述的相位平衡，使得不会向N线施加电流信号。但是，如果连接到各单相电源信号的负载的大小不同，施加给各个单相电源信号的电流信号的量就会存在不期望的差异，由此打破了上述的相位平衡，电流信号流入了N线。

上述状态被称为不平衡相位状态。如上所述，如果电流信号流入N线，N线的电势会增加，使得用于控制空调发电系统的控制器可能发生故障。

如果由于不平衡相位，有过量电流信号流入单相线或者双相线的话，发电机、室内单元和室外单元的每一个中包含的压缩机就会过热，从而使得压缩机可能受到损坏，或者发电机40的微处理器可能发生故障或故障操作，导致空调发电系统出现故障，及其耐用性的退化。

模制壳体断路器50使用内部传感器检测流入N线的电流信号的值。如果模制壳体断路器50检测到电流信号的值，它确定出现了不平衡相位，由此阻断电源信号从发电机40传送到各个室外单元10、20和30。

用于上述传统空调发电系统中的模制壳体断路器50通常目的在于保护发电机40不受损坏，使得它在由于室外单元之一而出现不平衡相位的情况下立即阻断电源信号施加到所有室内和室外单元。

因此，如果没有将电源信号施加到室内和室外单元的话，用户必须手动调节室内单元11、12、13、21、22、31、32和33的各个负载或者室外单元10、20和30来去除不平衡相位。只有去除了不平衡相位，用户才能在配备该系统的建筑物或工厂的所有位置上使用上述空调发电系统，从而导致对用户来说的很大的不便以及产品可靠性的下降。

发明内容

因此，本发明考虑到了上述的问题，发明目的在于提供一种能够解决不平衡相位的空调发电系统及其方法，其能够防止在能够向空调提供三相电源信号的发电系统中出现不平衡相位，由此防止由于不平衡相位而造成的故障或对制造产品的损坏的出现，并增加产品可靠性。

本发明另一目的在于提供一种用来大大增加其功率因数的空调发电系统及其方法，其检测施加到各个空调机上的电流信号的量以防止出现不平衡相位，确定不平衡相位的存在与否，并且根据与不平衡相位有关的确定的结果来改变各个空调机的电源配线配置。

根据本发明的一个方面，为实现这些目的而提供一种能够解决不平衡相位的空调发电系统，其包括：多个室内单元；和多个室外单元，其中，对室内和室外单元所消耗的单相驱动电源信号的功率值求和，当存在单相的功耗值差异时，室内和室外单元的一些部分的电源配线结构自动改变为另一配线结构，从而达到三相平衡。

优选地，分配单元包括：传感器，用于检测流入配线结构的电流信号，该传感器从发电机接收电源信号并将接收到的电源信号发送到室内和室外单元；分配控制器，用于根据传感器的输出电流值计算室内和室外单元的单相功耗之和，并在存在单相功耗之和的差异时将配线结构改变为另一配线结构。

优选地，分配单元包括：通信单元，用于与室外单元通信，并从室外单元接收室内和室外单元的功耗数据；和分配控制器，用于计算室内和室外单元的单相功耗之和，并在存在单相功耗之和的差异时改变能够将电源信号从发电机传送到室内和室外单元的配线结构。

根据本发明的另一方面，提供一种用于解决空调发电系统中的不平衡相位的方法，包括以下步骤：a)计算室内和室外单元的功耗；b)计算所计算的功耗值之和，以确定不平衡相位的存在与否；和c)当确定存在不平衡相位时，改变施加到室内或室外单元的电源信号的配线结构。

上述空调发电系统包括分配单元，其能够检测室内单元所消耗的单相功率值，并且改变将相位电源信号从发电机传送到室外单元的配线结构。如果在三相电源信号中出现不平衡相位的话，空调发电系统自动解决不平衡相位，从而防止产品损坏，并增加产品可靠性。

此外，如果三相电源信号中出现不平衡相位的话，空调发电系统改变单相电源信号的配线结构以建立三相平衡，改进功率因数，由此降低系统的整体功耗及其成本。

附图说明

在阅读下面的详细描述，同时参考附图之后，本发明的上述目的、其他特点和优点将变得更加清楚，在附图中：

图1是图示说明传统空调发电系统的结构框图；

图2是图示说明根据本发明第一优选实施例的空调发电系统的结构框图；

图3是图示说明根据本发明第一优选实施例、操作图2所示的空调发电系统的方法的流程图；

图4是图示说明根据本发明第二优选实施例的空调发电系统的结构框图；和

图5是图示说明根据本发明第二优选实施例、操作图4所示的空调发电系统的方法的流程图。

具体实施方式

现在，将结合附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，相同或相似的元件被标以相同的参考标号，即使它们被描绘于不同的图中。在下面的描述中，忽略了此中结合的对已知功能和配置的详细描述，以使本发明的主题不至于不清楚。

例如，根据本发明的一种能够解决不平衡相位的空调系统包括3个室外单元和8个室内单元，但是并不限于这样的例子，而适用于其他的不限定连接到发电机上的室外和室内单元数目的例子。

图2是图示说明了根据本发明第一优选实施例的空调发电系统的结构框图。

参看图2，根据本发明第一优选实施例的空调发电系统包括8个室内单元111、112、113、121、122、131、132和133；3个室外单元110、120和130，连接到所述八个室内单元111、112、113、121、122、131、132和133；发电机70，用于通过驱动发动机来产生室内和室外单元的驱动电源信号；和分配单元80，用于将从发电机70产生的三相电源信号划分为单相信号，并向室外或室内单元提供划分后的相位信号。

空调发电系统可以进一步包括模制壳体断路器90，其连接到发电机70和分配单元80。如果不考虑分配单元80的操作，出现了不平衡相位的话，模制壳体断路器90阻断各个室外单元110、120和130接收电源信号。

在该例子中，第一室外单元110连接到三个室内单元111、112、113，第二室外单元120连接到两个室内单元121、122，第三室外单元130连接到三个室内单元131、132、133，从而使得它们调节各个室内单元中的流动的制冷剂的量。

从发电机70产生的三相电源信号通过分配单元80被分成R、S和T相位信号，其被施加给各个室外单元110、120和130。各个室外单元将R/S/T相电源信号传送到各个室内单元。

此间，发电机70可以用通用三相电压发电机实现，其能够向室内单元111、112、113、121、122、131、132、133和室外单元110、120、130提供电源信号。例如，可使用热电联产(cogeneration)系统作为发电机70。

热电联产系统使用热电联产发电机来发电，并且利用热电联产发电机的废热。热电联产系统包括发动机和热电联产发电机，用于使用发动机的旋转力产生能量，热电联产系统还包括供热器。供热器接收发动机冷却水的废热或者发动机排气的其他废热，并且将接收到的热传送到诸如空调机的目标。

而且，热电联产发电机所产生的能量用来操作多种电气设备，诸如电灯和空调机等等。供热器接收发动机冷却水的废热或者发动机排气的其他废热，由此使得其利用接收到的废热来进行热水供应操作，或者向空调机提供接收到的废热。

分配单元80包括分配控制器82，其将从发电机70接收到的三相电源信号划分成单相信号，将划分的相位信号传送到室外单元110、120、130和室内单元111、112、113、121、122、131、132、133，并且控制被施加了三相电源信号或单相电源信号的配线板。

分配单元80进一步包括传感器81，用于检测流入能够向室内和室外单元提供电源信号的配线结构的电流信号的值，使得分配控制器82根据传感器81的输出值控制配线结构。

分配控制器82从传感器81接收供应到各个室内单元111、112、113、121、122、131、132、133和各个室外单元110、120、130的电流信号的值，并根据接收到的电流值计算单相信号中室内和室外单元所消耗的功率信号的值，并且根据计算的功率值控制配线结构以在单相信号中建立相位平衡。

图3是图示说明用于解决根据本发明第一优选实施例的空调发电系统的不平衡相位的方法的流程图。下面参考图3描述用于解决该空调发电系统的不平衡相位的方法。

参看图3，驱动发电机70的发动机来在步骤S1产生电源信号。

电源信号被传送到连接到发电机70的分配单元80，然后被供应给室外单元。电源信号被划分为各单相信号，使得其作为单相电源信号而被供应到室内单元。

分配单元80使用传感器81检测传送到各个室内和室外单元的电源信号的电流信号的值，根据检测到的电流值计算所消耗功率的值，并且在步骤S2将单个相位中的计算的功率值进行求和。

例如，假定连接到室外单元110、120、130的每个室内单元111、112、113、121、122、131、132、133消耗了预先确定的功率5HP，每个室外单元消耗预先确定的功率10HP，则第一室外单元110和连接到第一室外单元110的室内单元111、112、113所消耗的功率是R相信号，具有预先确定的功率值25HP，第二室外单元120和连接到第二室外单元120的室内单元121、122所消耗的功率是S相信号，具有预先确定的功率值20HP，第三室外单元130和连接到第三室外单元130的室内单元131、132、133所消耗的功率是T相信号，具有预先确定的功率值25HP。

在此情况下，分配单元80检测接收R/S/T相电源信号的配线板的电流信号的值，使得它能够确定有多少R/S/T相电源信号供应给各个室内和室外单元，其方法与上述功耗计算方法相同。

在步骤S3-S5，如果各单相的功耗之和存在差异，分配控制器确定出现了不平衡相位，并计算将由各单相电源信号所消耗的功率量，以建立相位平衡。

在步骤S6，根据所计算的功率量来改变室内或室外单元的某些部分的配线结构，以建立相位平衡。

因此，如果根据所计算的单相功耗，R相信号消耗25HP的功率，S相信号消耗20HP的功率，T相信号消耗25HP的功率，S相信号所消耗的功率相对少于R相和T相信号，导致出现不平衡相位。R/S/T相中每个都必须消耗70HP/3的功率，以建立相位平衡，使得控制配线结构来向第一和第三室外单元提供S相电源信号，以适合于70HP/3的功率。

而且，分配单元80在保持相位平衡后重复地检查单相的负载，并且改变配线结构以建立相位平衡。

与上述根据第一优选实施例对分配单元安装传感器的空调发电系统相区别，根据本发明第二优选实施例的空调发电系统不需要对分配单元安装传感器，它通过允许分配单元与室外单元通信，计算单相功耗的值。

图4是图示说明根据本发明第二优选实施例的空调发电系统的结构框图。

参看图4，多个室内单元111、112、113、121、122、131、132、133连接到室外单元110、120、130，并且与室外单元110、120、130进行通信，使得在室内单元和室外单元之间传递与功耗或负载相关的信息。

在此例中，室内单元通过线缆连接到室外单元，并且根据RS-485通信方案或电力线通信方案与室外单元进行通信，使得可以在室内单元和室外单元之间建立多种有线/无线通信方案，以实现本发明的目的。

分配单元80’将发电机70产生的三相电源信号划分成各单相信号，将划分的相位信号传送到室内和室外单元。分配单元80’包括与室外单元110、120、130进行通信的通信单元83’，以及分配控制器82’，用于根据通信单元83’的发送/接收数据确定不平衡相位的存在与否，并根据确定的与不平衡相位相关的结果改变配线结构。

此间，如果由室内和室外单元组成的空调系统包括多个室外单元，至少一个室外单元被确定为主(单元)，剩余的室外单元被确定为从(单元)，使得从室外单元可以根据主室外单元的操作命令而受到中央控制。根据本发明的第二优选实施例，第一室外单元110被确定为主室外单元，第二和第三室外单元120和130被确定为从室外单元。

在此情况下，室内单元111根据RS-485通信方案连接到室外单元110，与室外单元110进行通信，并且受到室外单元110的控制。其他室内单元根据RS-485通信方案连接到室内单元111和室外单元110，并且受到主室外单元110的控制。

图5是图示说明根据本发明第二优选实施例、解决图4所示的空调发电系统的不平衡相位的方法的流程图。

参看图5，驱动发电机的发动机来产生电源信号。

电源信号被传送到连接到发电机的分配单元，然后被供应给室外单元。此外，电源信号被划分成各单相信号，从而使得其在步骤S11作为单相电源信号被供应给室内单元。

各个室内单元或从室外单元与主室外单元进行通信，并在步骤S12将它们的功耗数据传送到主室外单元。

分配单元与主室外单元进行通信，从而使得其接收各个室内和室外单元的功耗数据。分配单元在步骤S13读取功耗数据，并且识别各个室内和室外单元所消耗的三相或单相电源信号的功率的值。

将在各单相中识别的功率值进行求和，功率值的幅度互相进行比较，由此可以根据比较结果在步骤S14确定不平衡相位的存在与否。

如果确定出现了不平衡相位的话，在步骤S15-S16，分配单元根据计算的功率值改变室外单元或室外单元某些部分的配线结构，其方法与本发明的第一优选实施例中的方法相同，由此可以建立相位平衡。

在保持相位平衡之后，分配单元重复地检查各单相的负载，并改变配线结构以建立相位平衡。

与第一优选实施例中相同，假设R相信号的功耗是25HP，S相信号的功耗是20HP，T相信号的功耗是25HP，用于向室外单元提供电源信号的配线结构改变为另一配线结构，其中各单相信号消耗功率70HP/3。例如，设计用来向第二室外单元提供电源信号的S相电源信号还施加到第一和第三室外单元，使得S相电源信号的功耗增加，同时，R/T相电源信号的其他功耗降低，导致在三相位中的相位平衡。

从上述描述可以显然看出，一种能够解决不平衡相位的空调发电系统和方法包括：一个或多个室内单元；一个或多个室外单元，用于向室内单元提供单相电源信号；发电机，用于向室外单元提供电源信号；和分配单元，用于检查室内单元所消耗的单相功率值，根据检查到的功率值改变从发电机传送到室外单元的电源信号的相位，并且在三相中建立相位平衡。因此，如果在将电源信号供应给空调机的时候出现三相电源信号的不平衡相位，本发明解决了不平衡相位，由此防止产品被损坏并且增加产品可靠性。

尽管出于说明性目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员应该清楚，各种修改、添加和替换都是可能的，而且不背离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神。

Claims (14)

1.一种能够解决不平衡相位的空调发电系统，包括：

多个室内单元；和

多个室外单元，

其中，对室内和室外单元所消耗的各单相驱动电源信号的功率值进行求和，而且，当各单相功耗存在差异时，室内和室外单元的一些部分的电源配线结构自动改变为另一配线结构，产生三相平衡。

2.一种能够解决不平衡相位的空调发电系统，包括：

空调系统，包括一个或多个室内单元和一个或多个室外单元；

发电机，用于向空调系统提供驱动电源信号；和

分配单元，用于检测空调系统的各单相驱动电源信号的功率值，改变从发电机传送到空调系统的电源信号的相位的一些部分，并建立三相平衡。

3.根据权利要求2的空调发电系统，其中，室外单元由三相电源信号驱动。

4.根据权利要求2的空调发电系统，其中，室内单元由单相电源信号驱动。

5.根据权利要求2的空调发电系统，其中，分配单元包括：

传感器，用于检测流入配线结构的电流信号，该传感器从发电机接收电源信号并向室内和室外单元发送接收到的电源信号；和

分配控制器，用于根据传感器的输出电流值计算室内和室外单元的各单相功耗之和，并且在各单相功耗之和存在差异时将配线结构改变为另一配线结构。

6.根据权利要求2的空调发电系统，其中，室内单元与室外单元进行通信，室内单元传送功耗数据到室外单元。

7.根据权利要求6的空调发电系统，其中，分配单元包括：

通信单元，用于与室外单元进行通信，并从室外单元接收室内单元和室外单元的功耗数据；和

分配控制器，用于计算室内和室外单元的各单相功耗之和，并且在各单相功耗之和存在差异时改变配线结构，所述配线结构能够将电源信号从发电机传送到室内和室外单元。

8.根据权利要求5或7的空调发电系统，其中，如果存在各单相功耗的差异，分配控制器将具有较小功耗的相位电源信号连接到其他室外单元或其他室内单元，增加该相位电源信号的功耗。

9.根据权利要求1或2的空调发电系统，其中，发电机是热电联产发电机。

10.一种用于解决空调发电系统中的不平衡相位的方法，包括以下步骤：

a)计算室内和室外单元的功耗；

b)计算上述计算得到的功耗值之和，以确定不平衡相位的存在与否；和

c)当确定存在不平衡相位时，改变供应到室内或室外单元的电源信号的配线结构。

11.根据权利要求10的方法，其中，步骤a)包括以下步骤：

a1)检测从发电机传送到室外和室内单元的电流信号的值；和

a2)根据检测到的电流值计算各个室外单元和室内单元的功耗。

12.根据权利要求10的方法，其中，步骤a)包括以下步骤：

a3)将与预先确定范围内的功耗相关的数据从室内单元传送到室外单元；和

a4)根据从室外单元接收到的功耗数据，计算各个室内和室外单元的功耗的值。

13.根据权利要求10的方法，进一步包括以下步骤：

在步骤a)之前，允许发电机产生三相电源信号；和

将发电机产生的三相电源信号划分为三个单相电源信号，并且向室外单元提供该单相电源信号。

14.根据权利要求13的方法，进一步包括以下步骤：

重复上述步骤，直至解决三相电源信号的不平衡相位。

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