CN202598775U - 空调器的控制器和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调器的控制器和空调器。其中，空调器的控制器包括：室内机主板，与需求反应电器设备相连接，用于检测需求反应电器设备的工作模式；以及室外机主板，与室内机主板相连接，用于根据室内机主板检测到的工作模式调节压缩机的运行频率。通过本实用新型，解决了现有技术中空调器在执行澳洲标准AS4755时容易降低压缩机寿命的问题，进而达到了空调器在执行澳洲标准AS 4755时不影响压缩机运行寿命的效果。

Description

空调器的控制器和空调器

技术领域

本实用新型涉及空调器领域，具体而言，涉及一种空调器的控制器和空调器。 

背景技术

随着人们生活水平日益提高，空调器的使用已经非常普及，这样在某些电网负荷大的地区，夏季时期，由于千家万户的百姓使用空调器，往往造成使用总功率超出电网负荷，电厂不得不对此情况进行拉闸限电，给生产和生活带来极大不便。 

在澳洲标准AS 4755中，已经明确提出一种电网控制的框架和技术标准，标准中提出政府可根据电网负荷情况选择控制局部地区空调器等用电设备的实际运行功率限制在额定功率的75%或50%或0%，电网通过需求反应电器设备（Demand Response Electrical Device，简称DRED）向空调器等用电设备下发限频控制指令。目前市场上出现的适应该供电标准的空调器的工作原理为：规律性开停压缩机，减少空调运行时间，以使整机在一段规定时间内以一定比例的额定功率下运行，以达到节能省电目的。但是，执行这样操作方式的空调器由于频繁开停压缩机，不仅降低压缩机寿命，而且提供给用户的舒适性效果也不好。 

针对相关技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时容易降低压缩机寿命的问题，目前尚未提出有效的解决方案。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种空调器的控制器和空调器，以解决现有技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时容易降低压缩机寿命的问题。 

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种空调器的控制器，包括：室内机主板，与需求反应电器设备相连接，用于检测需求反应电器设备的工作模式；以及室外机主板，与室内机主板相连接，用于根据室内机主板检测到的工作模式调节压缩机的运行频率。 

进一步地，室内机主板包括：室内机主板供电电源，与需求反应电器设备的信号控制端相连接；电压采样电路，电压采样电路的信号输入端与需求反应电器设备的信号输出端相连接；模数转换电路，模数转换电路的模拟量输入端与电压采样电路的信 号输出端相连接；以及第一主控芯片，连接在模数转换电路的数字量输出端和室外机主板之间。 

进一步地，电压采样电路包括：第一分压电阻，与需求反应电器设备的信号输出端相连接；第二分压电阻，连接在第一分压电阻和信号地之间；以及限流电阻，第一端连接至第一节点，第二端与模数转换电路的模拟量输入端相连接，其中，第一节点为第一分压电阻与第二分压电阻之间的节点。 

进一步地，第一分压电阻包括：第一电阻，第一电阻的第一端与需求反应电器设备的第一继电器相连接，第一电阻的第二端与第二分压电阻相连接，其中，第一节点为第一电阻与第二分压电阻之间的节点；第二电阻，第二电阻的第一端与需求反应电器设备的第二继电器相连接，第二电阻的第二端连接至第一节点；以及第三电阻，第三电阻的第一端与需求反应电器设备的第三继电器相连接，第三电阻的第二端连接至第一节点。 

进一步地，电压采样电路还包括：钳位电源；第一电容，连接至第一电阻的第一端和信号地之间；第二电容，连接至第二电阻的第一端和信号地之间；第三电容，连接至第三电阻的第一端和信号地之间；第四电容，连接至第二节点和第三节点之间，其中，第二节点为第二分压电阻和信号地之间的节点，第三节点为限流电阻和模数转换电路的模拟量输入端之间的节点；以及二极管，二极管的阳极连接至第三节点，二极管的阴极连接至钳位电源。 

进一步地，室外机主板包括：存储芯片；以及第二主控芯片，与第一主控芯片和存储芯片分别相连接，用于从存储芯片中读取与需求反应电器设备的工作模式对应的频率值并控制空调器的压缩机按照读取到的频率值运行，其中，在存储芯片中存储有不同工作模式对应的频率值。 

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，包括本实用新型上述内容所提供的任一种空调器的控制器。 

通过本实用新型，采用包括以下结构空调器的控制器：室内机主板，与需求反应电器设备相连接，用于检测需求反应电器设备的工作模式；以及室外机主板，与室内机主板相连接，用于根据室内机主板检测到的工作模式调节压缩机的运行频率，通过根据检测到的需求反应电器设备所处的不同工作模式来具体调节压缩机的运行功率，避免了现有技术中通过控制压缩机开停来执行澳洲标准AS 4755所带来的弊端，解决了现有技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时容易降低压缩机寿命的问题，进而达到了空调器在执行澳洲标准AS 4755时不影响压缩机运行寿命的效果。 

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1是根据本实用新型实施例的控制器的示意图； 

图2是根据本实用新型实施例的控制器的室内机主板接口与DRED的信号输出端的连接示意图； 

图3是根据本实用新型实施例的电压采样电路的电路图； 

图4是根据本实用新型实施例的控制方法的流程图；以及 

图5是根据本实用新型优选实施例的控制方法的流程图。 

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。 

本实用新型实施例提供了一种空调器的控制器，图1是根据本实用新型实施例的控制器的示意图，如图1所示，该实施例的控制器包括空调器室内机控制主板和空调器室外机控制主板，具体地，室内机主板可以通过RJ45网线插口与DRED设备相连接，DRED的信号输出端连接至室内机主板的电压采样电路，DRED的信号控制端与室内机主板的12V供电电源相连接；室内机主板和室外机主板通过通讯线和电导线分别进行通讯连接和电连接。其中，DRED设备与室内机主板接口的连接如图2所示，DRED设备内部由3个继电器组成、继电器的弱电+12V控制信号取自室内机主板+12V电源，进一步地，DRED设备通过室内机主板接口连接至室内机主板的DRED模式信号采样电路，采样电路的具体电路图如图3所示，电路中各器件的作用原理列举如下： 

+5V：采样电路的钳位电压； 

+12V：室内机主板的供电电压； 

C1、C2、C3、C4：滤除采样信号杂波； 

R1、R2、R3、R5:采样信号分压取样电阻； 

R4:采样信号输入限流电阻； 

D1：采样信号输入钳位保护二极管； 

当DRED接收到外界的限频控制信号后，DRED设备中某个继电器会吸合（任何 时刻最多只有一个继电器处于吸合状态），这样+12V通过继电器和采样电路器件构成回路，在采样电路输出端A电的电压值为： 

$U=\frac{R5}{R5+\mathrm{Ri}}\×12(i=\mathrm{1,2,3})$

其中，电阻Ri代表DRED设备中不同继电器吸合时对应的采样电路中的采样分压电阻值。 

若外界没有控制信号输入时，DRED设备中继电器均处于断开状态，此时，A点的采样电压值一直为0。 

由于在设计采样电路中，各个采样电阻所连接DRED中的继电器和各个继电器闭合时所对应的DRED的工作模式是已知的，所以，室内机主板的主控芯片可以根据采样电压U确定出DRED的工作模式，室内机主板检测到DRED的工作模式后将其发送至室外机主板，室外机主板接收到DRED模式运行指令后，一方面通过程序处理对空调器整机的运行电流进行实时采样，并由室外机主板的主控芯片根据采样得到的电流值和空调器的工作电压计算整机运行功率；另一方面根据接收到的DRED模式运行指令从EEPROM中读取先前已写入的该DRED模式对应的限定功率运行值；将计算出的实际运行功率和限定功率进行相比，如果计算出的实际运行功率小于或等于室内机主板检测到的DRED工作模式对应的限频功率，则室外机主板可以不对压缩机的运行频率进行调整，但是如果计算出的实际运行功率大于室内机主板检测到的DRED工作模式对应的限频功率，则调节压缩机的运行频率，使空调器的整机功率小于或等于检测到的DRED工作模式得限定功率，在进行空调器整机功率的限制时将内机消耗的功率也考虑进去。其中，如果空调器处于回油运行状态，则不对空调器的整机频率进行调整。 

其中，DRED工作模式包括以下三个模式： 

DRED1模式（第一资源模式）：使空调器的负载处于0频率运行状态，即，负载关闭； 

DRED2模式（第二资源模式）：使空调器整机30min内的耗电量小于等于50%额定耗电量； 

DRED3模式（第三资源模式）：使空调器整机30min内的耗电量小于等于75%额定耗电量。 

本实用新型实施例的控制器通过检测DRED的具体工作模式，来调节空调器压缩机的具体运行频率，进而确保空调器整机的运行功率满足澳洲标准AS 4755，解决了现有技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时容易降低压缩机寿命的问题，进而达到了空调器在执行澳洲标准AS 4755时不影响压缩机运行寿命的效果，同时，由于本实 用新型实施例的控制器在进行空调器限频时无需使压缩机时开时停，避免了现有技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时影响用户舒适性的弊端。 

同时，本实用新型实施例的控制器只在室内机主板上增加了一个四芯普通针座和几个贴片器件，相对常规空调器的主板而言，本本实用新型实施例的控制器的成本增加可以忽略不计。 

进一步地，本实用新型实施例的室内机主板采用软硬件结合方式实时检测DRED设备工作状态，若检测到有DRED模式信号输入，内机控制程序通过A/D采样方式将A点的采样电压U转换为数字量，室内机主板通过以下公式将采样电压U转换为数字量： 

$H=\frac{255}{5}\×U$

其中，H表示采样电压U对应的数字量，室内机主板主芯片为8位A/D，其电源电压为5V。 

通过A/D采样得到确认的H值，将最终H值与设计的目标数字量值进行比较判断，以得出具体DRED模式运行指令，并将模式信号立即按照标准通讯协议发送到室外机。举例说明，如果预设DRED1模式对应的H值为第一预设数字量，预设DRED2模式对应的H值为第二预设数字量，预设DRED3模式对应的H值为第三预设数字量，则可以做如下判定：当通过A/D采样得到的H值为第一预设数字量时，确定DRED处于DRED1模式；当通过A/D采样得到的H值为第二预设数字量时，确定DRED处于DRED2模式；当通过A/D采样得到的H值为第三预设数字量时，确定DRED处于DRED3模式。 

本实用新型实施例还提供了一种空调器的控制方法，该实施例的控制方法可以通过本实用新型实施例所提供的空调器的控制器来执行，图4是根据本实用新型实施例的控制方法的流程图，如图4所示，该实施例的控制方法包括步骤S402和步骤S404。 

S402：检测需求反应电器设备的工作模式。具体地，可以通过本实用新型实施例的控制器所提供的由室内机主板中的采样电路进行检测，然后根据采样电压确定DRED的工作模式，并将检测出DRED的工作模式发送给空调器的室外机主板。 

S404：根据检测到的需求反应电器设备的工作模式调节压缩机的运行频率。具体地，室外机主板接收到DRED模式运行指令后，一方面通过程序处理对空调器整机的运行电流进行实时采样，并由室外机主板的主控芯片根据采样得到的电流值和空调器的工作电压计算整机运行功率；另一方面根据接收到的DRED模式运行指令从EEPROM中读取先前已写入的该DRED模式对应的限定功率运行值；将计算出的实际运行功率和限定功率进行相比，如果计算出的实际运行功率小于或等于室内机主板检 测到的DRED工作模式对应的限频功率，则室外机主板可以不对压缩机的运行频率进行调整，但是如果计算出的实际运行功率大于室内机主板检测到的DRED工作模式对应的限频功率，则调节压缩机的运行频率，使空调器的整机功率小于或等于检测到的DRED工作模式得限定功率，在进行空调器整机功率的限制时将内机消耗的功率也考虑进去。 

其中，DRED工作模式包括以下三个模式： 

DRED1模式（第一资源模式）：使空调器的负载处于0频率运行状态，即，负载关闭； 

DRED2模式（第二资源模式）：使空调器整机30min内的耗电量小于等于50%额定耗电量； 

DRED3模式（第三资源模式）：使空调器整机30min内的耗电量小于等于75%额定耗电量。 

本实用新型实施例的控制方法通过检测DRED的具体工作模式，来调节空调器压缩机的具体运行频率，解决了现有技术中空调器在执行澳洲标准AS 4755时容易降低压缩机寿命的问题，进而达到了空调器在执行澳洲标准AS 4755时不影响压缩机运行寿命的效果。 

进一步地，本实用新型实施例的控制方法在根据采样电压确定DRED的工作模式时还可以通过以下方式来实现： 

通过模数转换电路将采样电压转换为数字量，举例说明，可以采用8位A/D芯片电源电压5V进行模数转换，则转换公式为： 

$H=\frac{255}{5}\×U$

其中，H表示采样电压U对应的数字量。 

通过A/D芯片得到确认的H值，将最终H值与设计的目标数字量值进行比较判断，以得出具体DRED模式运行指令，并将模式信号立即按照标准通讯协议发送到室外机。举例说明，如果预设DRED1模式对应的H值为第一预设数字量，预设DRED2模式对应的H值为第二预设数字量，预设DRED3模式对应的H值为第三预设数字量，则可以做如下判定：当通过A/D芯片得到的H值为第一预设数字量时，确定DRED处于DRED1模式；当通过A/D芯片得到的H值为第二预设数字量时，确定DRED处于DRED2模式；当通过A/D芯片得到的H值为第三预设数字量时，确定DRED处于DRED3模式。 

进一步地，考虑到不同情况下电压电流的波动，室外机主板在控制压缩机的运行 频率时可以根据具体情况选取合适的反馈电路来进行，例如：采用类PI控制方法控制压缩机的输入电流等。 

同时，由于澳洲标准AS 4755中要求DRED模式执行时以30分钟为基准进行运行时间计算，在如图5所示的本实用新型优选实施例的控制方法中，在室内机主板将检测出DRED的工作模式发送给室外机主板后，室外机主板均将当前时刻接收到的工作模式与前一刻接收到的模式进行对比判断二者是否相同，并根据判断结果分别按照以下两种方式控制空调器： 

一、室外机主板判断出当前时刻接收到的DRED的工作模式与前一次接收到的DRED的工作模式相同，此时，室外机主板继续按照前一时刻接收到的工作模式调节压缩机的运行频率，在按照该模式调节压缩机运行频率的过程中判断响应该模式的执行时间是否达到30分钟，如果未达到30分钟，则继续响应该模式，如果达到了的话，则不再继续响应该模式，并将室外机主板按照该模式调节压缩机运行频率的调节运行计时时间清零，然后室外机主板判断是否接收到来自室内机主板的DRED工作模式的指令，如果接收到了，则再次进行判断接收到的工作模式指令与上一次接收到的是否相同；如果没有接收到，则空调器整机退出响应DRED模式； 

二、室外机主板判断出当前时刻接收到的DRED的工作模式与前一次接收到的DRED的工作模式不相同，此时，室外机主板将按照上一次接收到的工作模式调节压缩机运行频率的调节运行计时时间清零，以切换到响应新检测到的DRED模式，按照新接收到的DRED工作模式调节压缩机的运行频率使空调器整机的运行功率小于或等于接收到的DRED的工作模式的限频功率，同样，室外机主板在执行新接收到的DRED工作模式的过程中对执行的DRED模式的运行时间进行计时，并判断执行时间是否达到DRED模式最小运行周期时间30分钟，如果未达到30分钟，则继续响应该模式，如果达到了的话，则不再继续响应该模式，并将室外机主板按照该模式调节压缩机运行频率的调节运行计时时间清零，然后室外机主板判断是否接收到来自室内机主板的DRED工作模式的指令，如果接收到了，则再次进行判断接收到的工作模式指令与上一次接收到的是否相同；如果没有接收到，则空调器整机退出响应DRED模式，即DRED模式运行时间在30分钟基础上倍增。本实用新型实施例的控制方法在调节过压缩机的运行频率的同时，室外机主板还可以发送响应确认信号至室内机主板，室内机主板可以将室外机所响应的DRED的工作模式在室内机显示器上进行显示，内机可以通过双8显示相应代码，DRED1、DRED2、DRED3相应显示“d1”、“d2”、“d3”。 

本实用新型优选实施例的控制方法实现了在澳洲标准AS 4755的规定时间内调整空调器运行功率的效果。 

此外，本实用新型实施例还提供了一种空调器，该空调器可以是任何包括本实用新型实施例所提供的控制器的空调器，也可以是任何采用了本实用新型实施例所提供 的控制方法的空调器。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种空调器的控制器，其特征在于，包括：

室内机主板，与需求反应电器设备相连接，用于检测所述需求反应电器设备的工作模式；以及

室外机主板，与所述室内机主板相连接，用于根据所述室内机主板检测到的工作模式调节压缩机的运行频率。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述室内机主板包括：

室内机主板供电电源，与所述需求反应电器设备的信号控制端相连接；

电压采样电路，所述电压采样电路的信号输入端与所述需求反应电器设备的信号输出端相连接；

模数转换电路，所述模数转换电路的模拟量输入端与所述电压采样电路的信号输出端相连接；以及

第一主控芯片，连接在所述模数转换电路的数字量输出端和所述室外机主板之间。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述电压采样电路包括：

第一分压电阻，与所述需求反应电器设备的信号输出端相连接；

第二分压电阻，连接在所述第一分压电阻和信号地之间；以及

限流电阻，第一端连接至第一节点，第二端与所述模数转换电路的模拟量输入端相连接，其中，所述第一节点为所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的节点。

4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述第一分压电阻包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述需求反应电器设备的第一继电器相连接，所述第一电阻的第二端与所述第二分压电阻相连接，其中，所述第一节点为所述第一电阻与所述第二分压电阻之间的节点；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述需求反应电器设备的第二继电器相连接，所述第二电阻的第二端连接至所述第一节点；以及

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述需求反应电器设备的第三继电器相连接，所述第三电阻的第二端连接至所述第一节点。 

5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述电压采样电路还包括：

钳位电源；

第一电容，连接至所述第一电阻的第一端和所述信号地之间；

第二电容，连接至所述第二电阻的第一端和所述信号地之间；

第三电容，连接至所述第三电阻的第一端和所述信号地之间；

第四电容，连接至第二节点和第三节点之间，其中，所述第二节点为所述第二分压电阻和所述信号地之间的节点，所述第三节点为所述限流电阻和所述模数转换电路的模拟量输入端之间的节点；以及

二极管，所述二极管的阳极连接至所述第三节点，所述二极管的阴极连接至所述钳位电源。

6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述室外机主板包括：

存储芯片；以及

第二主控芯片，与所述第一主控芯片和所述存储芯片分别相连接，用于从所述存储芯片中读取与所述需求反应电器设备的工作模式对应的频率值并控制所述空调器的压缩机按照读取到的频率值运行，其中，在所述存储芯片中存储有不同工作模式对应的频率值。

7.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的空调器的控制器。 

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