CN202254110U

CN202254110U - 空调电能控制装置

Info

Publication number: CN202254110U
Application number: CN2011203564652U
Authority: CN
Inventors: 陈妃味; 陈炯; 卓森庆
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-21

Abstract

本实用新型提供一种空调电能控制装置，由于包括有计量芯片控制模块，对空调整机的电流、电压信息进行采样，输出空调整机的实时功率信号给控制模块，随时监控空调整机的用电量；即在空调控制器上使用专用计量IC，计量IC通过采样整机的电流、电压等信息，输出整机的实时功率信号等信息，空调主控通过接收、分析、响应这些功率信号，自动分配用电，调整空调的运行参数，达到把控空调能耗，节约电能的目的，使控制器能精确测量整机的电能使用情况；并通过对当前整机的实时功率信息进行采集，通过软件分析、设计，制定相关的智能节电模式，对空调整机的电能进行管理，形成一套完整的电能智能管理方案。

Description

空调电能控制装置

技术领域

本实用新型属于空调电能管理技术领域，特别涉及到空调智能节能技术，尤其涉及一种空调电能控制装置。

背景技术

目前空调以及家电产品没有设计详细的电能计量与计划功能，只是简单标注了“能效比”或者退出部分节能模式。这些技术均没有直接对整机消耗的电能进行精确的测量，也仅仅是通过单方面调整整机的运行参数进行节能，功能上并没有采集整机实时功率信号，也缺少实际电能消耗的计算分析能力，属于较为粗浅的节电方式。

专利申请号：200910005512.6，名称为：空调节能方法，公开号为：CN101782258A的中国专利公开了：一种空调节能方法，应用于空调系统的电能管理监控装置，首先，令电能管理监控装置依据设备运行数据计算耗能估算值，并依据耗能估算值设定节能目标值，再以节能目标值计算摊分比例，接着，令空调系统依据摊分比例进行运行，由电能管理监控装置对该空调系统进行监控以获得实际耗能值，最后，判断实际耗能值是否符合节能目标值，并根据判断结果进行摊分比例的修正与调整。据此，可达到事前耗能额度或金额估算、建立系统回馈调整机制以及降低能源消耗的目的，从而空调系统能进行更有效率地运行。该应用于空调系统的电能管理监控装置的空调节能方法，没有完善的电能管理监控装置技术方案，同时节能方法单一，没有在线自我学习收集信息的功能，没有形成一套完整的电能智能管理方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种空调电能控制装置，能精确测量空调整机的电能使用情况，并通过对当前整机的实时功率信息进行采集，通过分析，制定相关的智能节电模式，对空调整机的电能进行管理，形成一套完整的电能智能管理方案。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

空调电能控制装置，包括有控制模块，所述控制模块用以接收数据进行分析、处理，并输出对应的负载数据；

所述空调电能控制装置还包括有：

电源控制模块，用以提供稳定的电源；

计量芯片控制模块，用以对空调整机的电流、电压信息进行采样，输出空调整机的功率信号给控制模块，实时监控空调整机的耗电量；

记忆模块，用以记忆和存储控制模块接收和发送的数据信息；

负载控制输出模块，用以接收控制模块输出的指令，控制负载执行相应的动作。

所述空调电能控制装置还包括有：显示输出模块，用以显示设定温度和/或环境温度，并显示空调耗电量。

所述计量芯片控制模块包括电能计量芯片，所述电能计量芯片用于采样空调的电流、电压信息。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的空调电能控制装置，由于包括有计量芯片控制模块，对空调整机的电流、电压信息进行采样，输出空调整机的实时功率信号给MCU控制模块，随时监控空调整机的用电量；即在空调控制器上使用专用计量IC，计量IC通过采样整机的电流、电压等信息，输出整机的实时功率信号等信息，空调主控通过接收、分析、响应这些功率信号，自动分配用电，调整空调的运行参数，达到把控空调能耗，节约电能的目的，使控制器能精确测量整机的电能使用情况；并通过对当前整机的实时功率信息进行采集，通过软件分析、设计，制定相关的智能节电模式，对空调整机的电能进行管理，形成一套完整的电能智能管理方案。该空调电能控制装置，采用行业的专用计量IC，集成在空调的控制器上，能精确地实时采集整机的电能提供给主IC进行处理分析。该空调电能管理方法，具有智能节电模式功能，能够：

1.智能限电运行：用户设定该整机运行某一时间段内允许消耗的最高电能，进行限定使用，达到限制电能使用的技术效果；

2.智能策略用电运行：智能用电技术可以通过设定各时段的用电量限值，使空调在用电高峰期(电费贵的时段)少用电，达到节省电费的技术效果。

3.智能识别节能运行：空调可以通过一段时间的在线自学习，根据用户的使用习惯和实际运行工况，自动找到最节能的状态运行，保证舒适度的情况下，最大限度降低功耗。

本实用新型的空调电能控制装置，针对空调行业现有技术的不足与提倡国家节能减排政策，提供一种全新的智能节电空调技术。

附图说明

图1是本实用新型空调电能控制装置的控制功能模块示意图；

图2是本实用新型空调电能管理方法的流程示意图；

图3是本实用新型空调电能管理方法的智能识别节能运行流程示意图；

图4是本实用新型空调电能管理方法的智能策略用电运行流程示意图。

附图标记说明：

1、电源控制模块，2、计量芯片控制模块，3、控制模块，4、记忆模块，5、负载控制输出模块，6、显示输出模块。

具体实施方式

请见图1，本实用新型公开了一种空调电能控制装置，包括有作为整个空调控制系统核心的控制模块，其中，所述控制模块用以接收相关的数据进行分析、处理，并输出对应的负载数据；

所述空调电能控制装置还包括有：

电源控制模块1，用以提供稳定的电源；

计量芯片控制模块2，用以对空调整机的电流、电压信息进行采样，输出空调整机的功率信号给控制模块，实时监控空调整机的耗电量；

记忆模块4，用以记忆和存储控制模块接收和发送的数据信息；

负载控制输出模块5，用以接收控制模块输出的指令，控制负载执行相应的动作。

所述空调电能控制装置还包括有：显示输出模块6，用以显示设定温度和/或环境温度，并显示空调耗电量。

所述计量芯片控制模块2包括电能计量芯片，所述电能计量芯片用于采样空调的电流、电压信息。

所述控制模块为MCU芯片；所述记忆模块4为EEPROM芯片。

所述电源控制模块1为开关电源。所述电源控制模块1输出电源稳定，成本低，实际待机功耗低；记忆模块4记忆存储采集不同上升或下降温度的电能，用户习惯设定温度，不同时间的用电量等相关信息。

空调电能管理方法，采用上述的空调电能控制装置，其中，包括在线自我学习模式，根据用户的使用习惯和空调整机实际运行工况，自动找到最节能的运行状态模式。

如图3，所述根据用户的使用习惯和空调整机实际运行工况，包括：

记录用户习惯的设定温度；

记录环境温度上升或下降1℃的时间与耗电量；

记录环境温度上升或下降1℃空调整机累计运行的时间。

所述最节能的运行状态模式包括：在保证环境舒适度的情况下，使空调整机的运行功耗最低。

所述的空调电能管理方法，包括智能限电运行模式，设定空调整机运行某一时间段内允许消耗的最高电能值，以限制空调整机在不超过最高电能值范围内运行。

所述的空调电能管理方法，包括智能用电策略运行模式，根据电网用电的峰谷变化情况设定各时段的用电量限值。

所述空调电能管理方法，如图2，包括如下步骤：

①.空调整机开始运行，首先取得该空调整机的负载运行参数及检测环境温度参数；

②.自动进入在线自我学习模式，记录用户的使用习惯，环境温度变化所消耗的电能情况，为滑窗演绎算法提供分析数据，准确输出节能调节方式；

③.据在线自我学习模式的结果，计算输出当前温度、当前负载的运行耗电量，作为节能估算的估算目标值；

④.根据估算目标值，用户能够自由设定限电量目标值；

⑤.设定限电量目标值后，根据在线自我学习模式记录的相关参数，采用滑窗演绎算法分析，单位时间内不断与限电量目标值对比，合理分配负载的运行时间与温度变化的线性比，按照线性比的幅值调整负载运行参数；

⑥.根据滑窗演绎算法计算出节能的各相关运行参数后，进行空调整机优化运行；并随时监控记录空调整机负载运行状态与温度参数的变化；

⑦.通过计量芯片控制模块获取优化后的实际空调耗电量，分为不同等分时间输出的实际空调耗电量；

⑧.根据实际空调耗电量，判断输出的实际空调耗电量是否符合设定的限电量目标值；如不符合限电量目标值，则返回步骤⑥，采用滑窗演绎算法重新分配负载的运行时间与温度变化的线性比，重新进行节能优化；如符合目标值，则回到步骤⑦，保持最佳节能方式进行运行。

在步骤⑧中，实时检测输出的实际空调耗电量，同时与设定的限电量目标值不断比较，对空调耗电量进行实时监控。

上述实施方案中，用户自由设定限电目标；实现用户能接受的最大舒适性范围。按照线性的幅值调整负载运行参数，保证按照设定目标节能值达到最大舒适性运行。通过不断反馈实际耗能量与目标值的比较，根据目标值与反馈实际耗能量对比差值，实时调整优化滑窗演绎算法的相关参数的幅值，保证满足节能目标值输出最优的运行参数。

滑窗演绎算法为：在单位时间内，判断当前电量值P_当前与限电量目标值P_目标，当P_当前＞P_目标，空调整机的运行参数根据当前电量值与电量目标值的差值按一定幅值递减；当P_当前＜P_目标，空调整机的运行参数也根据当前电量值与电量目标值的差值按一定幅值递增；当判断差值小于某一数值时，幅值按照加减1来调整，准确按照限电量目标值运行。

由于挂壁机的主要耗能负载为压缩机，其他的相关负载基本是联动运行。所以监控压缩机的运行时间看作空调整机负载的运行时间。以上实施方案都是以收集具体参数数据为主，为滑窗演绎算法提供参考数据。根据节能目标值对比，预知分配空调整机的运行状态(包括不同温度点上升或下降单位时间度数的负载运行时间)。

所述空调电能管理方法，智能限电运行模式与智能策略用电运行模式如图4：

a、智能限电运行模式具体为：为了保证空调在最大的舒适性下运行，要求设定有最低的限电目标限制。用户可通过遥控器自由设定节能目标值，例如将80％的耗能估算值作为节能目标值，此时空调系统需决定如何减少20％的耗电量。用户也可选择自动节能模式，由空调器根据用户的使用习惯和实际运行工况，自动找到最节能的状态运行，保证最大舒适度的情况下，最大限度降低功耗。

b、智能策略用电运行模式具体为：国家为了缓解电力紧张的状况，在有些地方使用电价复费率(在一天中某个用电高峰时段的用电单价是一个价格，用电低峰时段的单价又是另外一个价格)的方式来引导用户在用电高峰期削峰用电。用户可通过遥控器自由设定某时段的用电量限电目标。使空调在用电高峰期(电费贵的时段)少用电，达到节省电费的目的。有关空调器时间问题，本实用新型采用遥控器与空调器同步计时，遥控器的计时精度高，每次遥控发送信号给空调器，空调器都会按照遥控器发送的时钟进行校准更新，保证空调器时间与现实时间一致性，如出现空调器掉电，可通过遥控器更新校准空调器的运行时间。

以上功能具体实施方案由用户根据自己的习惯与需求自由设定节能目标。

上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.空调电能控制装置，包括有控制模块，其特征在于：所述控制模块用以接收数据进行分析、处理，并输出对应的负载数据；

所述空调电能控制装置还包括有：

电源控制模块(1)，用以提供稳定的电源；

计量芯片控制模块(2)，用以对空调整机的电流、电压信息进行采样，输出空调整机的功率信号给控制模块，实时监控空调整机的耗电量；

记忆模块(4)，用以记忆和存储控制模块接收和发送的数据信息；

负载控制输出模块(5)，用以接收控制模块输出的指令，控制负载执行相应的动作。

2.如权利要求1所述的空调电能控制装置，其特征在于：所述空调电能控制装置还包括有：显示输出模块(6)，用以显示设定温度和/或环境温度，并显示空调耗电量。

3.如权利要求2所述的空调电能控制装置，其特征在于：所述计量芯片控制模块(2)包括电能计量芯片，所述电能计量芯片用于采样空调的电流、电压信息。

4.如权利要求1所述的空调电能控制装置，其特征在于：所述控制模块为MCU芯片；所述记忆模块(4)为EEPROM芯片。

5.如权利要求1所述的空调电能控制装置，其特征在于：所述电源控制模块(1)为开关电源。