CN205807697U - 一种太阳能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能空调系统，包括太阳能电池板、外部交流电源、储能电池和空调器，以及通过直流母线依次连接的太阳能与储能电池控制器、室外机控制器和室内机控制器，太阳能与储能电池控制器的输入端与太阳能电池板连接，输出端与储能电池连接，用于通过直流母线将太阳能电池板输入的电能和/或储能电池的电能输出至室外机控制器；室外机控制器的输入端与外部交流电源连接，输出端与空调器的室外设备连接，用于通过直流母线为室内机控制器提供电压范围为24V～380V的直流电；室内机控制器的输入端通过直流母线与室外机控制器连接，输出端与空调器的室内设备连接。本实用新型提供的太阳能空调系统的多种供电方式以满足多种不同的应用场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调设备技术领域，尤其涉及一种太阳能空调系统。
背景技术
目前，空调已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分，然而人类生活和生产所依赖的三大能源逐渐走向枯竭，所以人们将焦点转向了可再生能源，而利用太阳能供电的空调成为了新宠。
但是，本发明人在实施本实用新型的过程中发现，现有的利用太阳能供电的空调，要么需要同时从市电和太阳能电池取电以维持空调的正常工作，要么仅由太阳能供电。后者由于日夜交替，太阳能无法长期稳定给空调供电，特别是夜间或连续阴雨天，太阳能发电不足，则空调无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种太阳能空调系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种太阳能空调系统，包括太阳能电池板、外部交流电源、储能电池及空调器，还包括：通过直流母线依次连接的太阳能与储能电池控制器、室外机控制器和室内机控制器，其中，
所述太阳能与储能电池控制器的输入端与所述太阳能电池板连接，输出端与所述储能电池连接，用于通过直流母线将太阳能电池板输入的电能和/或储能电池的电能输出至所述室外机控制器；所述室外机控制器的输入端与 所述外部交流电源连接，输出端与所述空调器的室外设备连接，用于通过直流母线为所述室内机控制器提供电压范围为24V～380V的直流电；所述室内机控制器的输入端通过所述直流母线与所述室外机控制器连接，输出端与所述空调器的室内设备连接。
本实用新型的有益效果是：通过太阳能与储能电池控制器、室外机控制器和室内机控制器既可以实现太阳能单独供电，也可以实现太阳能、储能电池和外部交流电混合供电，又可以实现脱离外部交流输入电源，仅靠太阳能和储能电池供电，因此，本实用新型提供的太阳能空调系统的适应性强，可以满足多种不同的应用场景。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步地，所述太阳能与储能电池控制器和所述室外机控制器位于所述空调器的室外机内部。
采用上述进一步方案的有益效果是：将太阳能与储能电池控制器和室外机控制器设置在空调器的室外机内部，可以充分利用室外机的风道给室外控制器散热，同时还可以减小整体设备的体积。
进一步地，所述太阳能与储能电池控制器包括：分别与太阳能微处理器连接的DC/DC变换单元和充放电单元，其中，所述DC/DC变换单元还与所述太阳能电池板连接，用于将太阳能电池板输出的电能转化为所述空调器工作所需要的电压；所述充放电单元还与所述储能电池连接，用于实现储能电池充、放电的转化；所述DC/DC变换单元和所述充放电单元均通过直流母线与所述室外机控制器连接；所述太阳能微处理器用于控制充放电单元和DC/DC变换单元。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过太阳能与储能电池控制器实现太阳能发电和储能电池的充放电管理，并与室外控制器、室内控制器一起形成完整的太阳能控制系统，分工明确，高效协同。
进一步地，所述室外机控制器包括：AC/DC整流单元，以及分别与室外微处理器连接的PFC电路单元、DC/AC逆变单元，其中，所述AC/DC整流单元的输入端与所述外部交流电源连接，输出端与所述PFC电路单元，用于将所述外部交流电源输入的交流电整流成直流电，输出至所述PFC电路单元；所述PFC电路单元还通过直流母线分别与所述DC/AC逆变单元和所述室内控制器连接，用于提升直流母线的电压Vdc；所述DC/AC逆变单元的输出端与所述室外设备连接，用于将来自直流母线的直流电逆变成所述室外设备工作所需要的三相交流电；所述室外微处理器用于控制PFC电路单元、DC/AC逆变单元和所述室外设备。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以实现在太阳能和储能电池能源不足的情况下，可以通过市电或发电机供电，确保空调器的正常工作。
进一步地，所述室内机控制器包括：与室内微处理器连接的DC/AC逆变单元，其中，所述DC/AC逆变单元的输出端与所述室内设备连接，通过所述直流母线与所述室外机控制器连接，用于将来自直流母线的直流电逆变成所述室内设备工作所需要的三相交流电；所述室内微处理器用于控制所述DC/AC逆变单元和所述室内设备。
采用上述进一步方案的有益效果是：室内控制器的工作电源为直流电，能够达到更好的节能效果。
进一步地，所述室内设备为室内风机，所述室内风机采用低压直流马达或三相永磁同步电机。
采用上述进一步方案的有益效果是：室内风机采用直流电机，可以达到节能且噪音低的效果。
进一步地，所述室外设备包括：室外风机、压缩机和四通阀，其中，所述室外风机和所述压缩机采用三相永磁同步电机，所述四通阀采用直流四通阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：室外机负载全部采用直流负载，能够实现更好的节能效果。
本实用新型附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种太阳能空调系统的示意性框图；
图2为本实用新型另一实施例提供的一种太阳能空调系统的示意性框图；
图3为本实用新型又一实施例提供的一种太阳能空调系统的示意性框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、太阳能电池板，2、外部交流电源，3、储能电池，4、DC/DC变换单元，5、充放电单元，6、AC/DC整流单元，7、PFC电路单元，8、DC/AC逆变单元，9、DC/AC逆变单元，10、空调器，11、室外设备，12、室内设备，20、太阳能与储能电池控制器，21、太阳能微处理器，30、室外机控制器，31、室外微处理器，40、室内机控制器，41、室内微处理器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种太阳能空调系统包括：太阳能电池板1、外部交流电源2、储能电池3和空调器10，以及通过直流母线依次连接的太阳能与储能电池控制器20、室外机控制器30和室内机控制器40。
太阳能与储能电池控制器20的输入端与太阳能电池板1连接，输出端 与储能电池3连接，用于通过直流母线将太阳能电池板1输入的电能和/或储能电池3的电能输出至室外机控制器30。室外机控制器30的输入端与外部交流电源2连接，输出端与空调器10的室外设备11连接，用于通过直流母线为室内机控制器40提供电压范围为24V～380V的直流电。室内机控制器40的输入端通过直流母线与室外机控制器30连接，输出端与空调器10的室内设备12连接。
上述实施例提供的一种太阳能空调系统，通过太阳能与储能电池控制器、室外机控制器和室内机控制器既可以实现太阳能单独供电，也可以实现太阳能、储能电池和外部交流电混合供电，又可以实现脱离外部交流输入电源，仅靠太阳能和储能电池供电，因此，本实用新型提供的太阳能空调系统的适应性强，可以满足多种不同的应用场景。
在该实施例中，太阳能电池1可以用于将太阳能转化为电能。外部交流电源2可以为市电或发电机，可用于为空调器10提供220V交流电。储能电池3是双向电源设备，既可以储能，也可以放电，当系统有多余的电能时，可以通过储能电池3储蓄能量，例如，可以从太阳能电池取，也可以利用市电“波峰平谷”价格便宜的时段通过市电进行充电。当系统缺乏电能时，储能电池3的电能又充足的情况下可以向系统释放电能。
本实用新型实施例提供的太阳能空调系统，当太阳能发电时，优先使用太阳能单独供电；当太阳能转换的电能有多余的情况下，可以给储能电池充电；当太阳能不足时，优先释放储能电池中电能；当太阳能和储能电池都不足的情况下，再启动市电或发电机。
因此，本实用新型实施例提供的太阳能空调系统可以实现太阳能单独供电，当该太阳能空调系统放置于太阳能光照充足，且又缺乏市电或发电机的区域，例如：沙漠、矿区，孤岛等区域时，可以实现仅靠太阳能电池板发电 即可使空调正常工作。
本实用新型实施例提供的太阳能空调系统可以实现市电供电为主，蓄电池储能供电为辅的供电方式，从而满足“尖峰平谷、错峰用电”的最优用电需求。
本实用新型实施例提供的太阳能空调系统还可以实现太阳能供电为主，蓄电池储能供电为辅的供电方式，当该太阳能空调系统放置于太阳能光照好，且缺乏市电或发电机的区域，例如：沙漠、矿区，孤岛等区域时，而需要在夜晚或阴雨天气空调也能正常工作，则还需配以储能电池。当太阳能发电有多余时，则可以给储能电池蓄电，以备夜晚或阴雨天气使用，从而可以实现缺乏市电的情况下空调24小时不间断制冷。
因此，本实用新型实施例提供的太阳能空调系统可以实现上述多种供电方式，用户可以根据实际情况灵活选用。
应理解，在该实施例中，太阳能与储能电池控制器20和室外机控制器30可以设置在空调器10的室外机内部。这样可以充分利用室外机的风道给室外控制器散热，同时还可以减小整体设备的体积。
还应理解，在该实施例中，室外设备11可以包括室外风机、压缩机和四通阀。其中，室外风机和压缩机采用三相永磁同步电机，四通阀采用直流四通阀。室内设备12可以为室内风机，室内风机采用低压直流马达或三相永磁同步电机。
在该实施例中，室外设备和室内设备均采用直流型的相应设备，能够实现节能且噪音低的效果。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图2或图3所示，太阳能与储能电池控制器20包括：分别与太阳能微处理器21连接的DC/DC变换单元4和充放电单元5。室外机控制器30包括：AC/DC整流单元6，以及分别与室外微处理器31连接的PFC电路单元7、DC/AC逆变单元8。室内机控制 器40包括：与室内微处理器41连接的DC/AC逆变单元9。
其中，DC/DC变换单元4还与太阳能电池板1连接，用于将太阳能电池板1输出的电能转化为空调器10工作所需要的电压。充放电单元5还与储能电池3连接，用于实现储能电池3充、放电的转化。DC/DC变换单元4和充放电单元5均通过直流母线与室外机控制器30连接。太阳能微处理器21用于控制充放电单元5和DC/DC变换单元4。
AC/DC整流单元6的输入端与外部交流电源2连接，输出端与PFC电路单元7，用于将外部交流电源2输入的交流电整流成直流电，输出至PFC电路单元7。PFC电路单元7还通过直流母线分别与DC/AC逆变单元8和室内控制器40连接，用于提升直流母线的电压Vdc。DC/AC逆变单元8的输出端与室外设备11连接，用于将来自直流母线的直流电逆变成室外设备11工作所需要的三相交流电。室外微处理器31用于控制PFC电路单元7、DC/AC逆变单元8和室外设备11。
DC/AC逆变单元9的输出端与室内设备12连接，通过直流母线与室外机控制器30连接，用于将来自直流母线的直流电逆变成室内设备12工作所需要的三相交流电。室内微处理器41用于控制DC/AC逆变单元9和室内设备12。
需要说明的是，图2所示的太阳能空调系统和图3所示的太也能空调系统中，储能电池3和充放电单元5所处的位置不同，且其工作电压也不同。图2中储能电池3和充放电单元5的工作电压比较高，工作电压的范围可以在200V～380V，而图3中的储能电池3和充放电单元5的工作电压比较低，工作电压的范围可以是36V～180V。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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)
1.一种太阳能空调系统，其包括太阳能电池板(1)、外部交流电源(2)、储能电池(3)及空调器(10)，其特征在于，所述太阳能空调系统还包括：
通过直流母线依次连接的太阳能与储能电池控制器(20)、室外机控制器(30)和室内机控制器(40)，其中，
所述太阳能与储能电池控制器(20)的输入端与所述太阳能电池板(1)连接，输出端与所述储能电池(3)连接，用于通过直流母线将太阳能电池板(1)输入的电能和/或储能电池(3)的电能输出至所述室外机控制器(30)；
所述室外机控制器(30)的输入端与所述外部交流电源(2)连接，输出端与所述空调器(10)的室外设备(11)连接，用于通过直流母线为所述室内机控制器(40)提供电压范围为24V～380V的直流电；
所述室内机控制器(40)的输入端通过所述直流母线与所述室外机控制器(30)连接，输出端与所述空调器(10)的室内设备(12)连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述太阳能与储能电池控制器(20)和所述室外机控制器(30)位于所述空调器(10)的室外机内部。
3.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述太阳能与储能电池控制器(20)包括：分别与太阳能微处理器(21)连接的DC/DC变换单元(4)和充放电单元(5)，其中，
所述DC/DC变换单元(4)还与所述太阳能电池板(1)连接，用于将太阳能电池板(1)输出的电能转化为所述空调器(10)工作所需要的电压；
所述充放电单元(5)还与所述储能电池(3)连接，用于实现储能电池 (3)充、放电的转化；
所述DC/DC变换单元(4)和所述充放电单元(5)均通过直流母线与所述室外机控制器(30)连接；
所述太阳能微处理器(21)用于控制充放电单元(5)和DC/DC变换单元(4)。
4.根据权利要求1或3所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述室外机控制器(30)包括：AC/DC整流单元(6)，以及分别与室外微处理器(31)连接的PFC电路单元(7)、DC/AC逆变单元(8)，其中，
所述AC/DC整流单元(6)的输入端与所述外部交流电源(2)连接，输出端与所述PFC电路单元(7)，用于将所述外部交流电源(2)输入的交流电整流成直流电，输出至所述PFC电路单元(7)；
所述PFC电路单元(7)还通过直流母线分别与所述DC/AC逆变单元(8)和所述室内控制器(40)连接，用于提升直流母线的电压Vdc；
所述DC/AC逆变单元(8)的输出端与所述室外设备(11)连接，用于将来自直流母线的直流电逆变成所述室外设备(11)工作所需要的三相交流电；
所述室外微处理器(31)用于控制PFC电路单元(7)、DC/AC逆变单元(8)和所述室外设备(11)。
5.根据权利要求4所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述室内机控制器(40)包括：与室内微处理器(41)连接的DC/AC逆变单元(9)，其中，
所述DC/AC逆变单元(9)的输出端与所述室内设备(12)连接，通过所述直流母线与所述室外机控制器(30)连接，用于将来自直流母线的直流 电逆变成所述室内设备(12)工作所需要的三相交流电；
所述室内微处理器(41)用于控制所述DC/AC逆变单元(9)和所述室内设备(12)。
6.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述室内设备(12)为室内风机，所述室内风机采用低压直流马达或三相永磁同步电机。
7.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述室外设备(11)包括：室外风机、压缩机和四通阀，其中，所述室外风机和所述压缩机采用三相永磁同步电机，所述四通阀采用直流四通阀。
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|---|---|---|---|
| CN201620521895.8U CN205807697U (zh) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | 一种太阳能空调系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107388661A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-24 | 广东美的制冷设备有限公司 | 太阳能空调系统及其功率控制方法和装置 |
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2016
- 2016-05-31 CN CN201620521895.8U patent/CN205807697U/zh active Active
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