專利名稱：太陽能空氣調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣調(diào)節(jié)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種太陽能空氣調(diào)節(jié)器及其用電控制方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活條件的改善，大量電器進(jìn)入人們的生活環(huán)境中，空調(diào)機(jī)就是其中之一，在各行各業(yè)或居家生活得到普及，滿足了人們居家生活和生產(chǎn)、醫(yī)療、科研等專業(yè)工作環(huán)境的需要，但目前市場(chǎng)的家用空調(diào)器絕大多數(shù)是使用市電為空調(diào)器提供動(dòng)力，空調(diào)器耗電量非常大，用戶為此交納的電費(fèi)也就很高了。一到夏天，城市用電負(fù)荷大，導(dǎo)致供電緊張，有時(shí)還需要采取限制用電的措施。因此，人們努力尋找一種新能源為空調(diào)機(jī)提供動(dòng)力，以克服目前市電消耗大的難題。專利申請(qǐng)20092027^323提出了一種利用風(fēng)能制冷配套空調(diào)機(jī)節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)，雖然可以在一定程度上緩解空調(diào)機(jī)的電能消耗問題，但由于風(fēng)力不太穩(wěn)定，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，時(shí)有時(shí)無，達(dá)不到確?？照{(diào)正常使用的需求，不能更好地滿足人們的需要。也有人從利用太陽能的方向?qū)ふ夷壳半娏ο拇蟮慕鉀Q辦法，現(xiàn)在的太陽能發(fā)電技術(shù)大多數(shù)都使用蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，當(dāng)蓄電池的能量足夠時(shí)才向電器供電。但目前蓄電池價(jià)格昂貴，從而使產(chǎn)品整體成本大大提高，且蓄電池壽命短、對(duì)環(huán)境污染大。這使得太陽能發(fā)電技術(shù)向市場(chǎng)的推廣和應(yīng)用受到了限制。目前市場(chǎng)最新推出的太陽能變頻空調(diào)僅通過增加或減少外接的太陽能板，以完成從市電到太陽能電源的切換，這就對(duì)普通變頻空調(diào)的升級(jí)改造和太陽能變頻空調(diào)進(jìn)入普通百姓家與廣泛應(yīng)用造成了技術(shù)障礙。從而對(duì)太陽能變頻空調(diào)的優(yōu)越性大打折扣。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽能和市電兼容的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，以太陽能作為主要能源優(yōu)先使用，不足部分則由市電電網(wǎng)補(bǔ)充。將太陽能轉(zhuǎn)換電源無縫接入到空氣調(diào)節(jié)器的的控制系統(tǒng)內(nèi)，盡可能地減少市電的使用，使空氣調(diào)節(jié)器具有節(jié)能、減排、環(huán)保、低碳的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種太陽能空氣調(diào)節(jié)器，包括太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端、電源切換電路、控制器，所述電源切換電路的輸入端分別連接太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端，所述電源切換電路的輸出端連接空氣調(diào)節(jié)器的電源輸入端，所述太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由太陽能電池板、功率檢測(cè)電路、最大功率跟蹤電路、升壓電路、單相全橋逆變電路構(gòu)成，所述最大功率跟蹤電路監(jiān)控太陽能電池板的輸出功率，所述升壓電路連接單相全橋逆變電路的輸入端，所述單相全橋逆變電路連接電源切換電路。上述的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，所述控制器包括輸入信息處理模塊、變頻控制模塊、電源控制模塊，所述電源控制模塊連接電源切換電路，所述電源控制模塊當(dāng)檢測(cè)到太陽能電池板的轉(zhuǎn)換電量達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制電源切換電路斷開與市電電網(wǎng)輸入端的連接；當(dāng)檢測(cè)到太陽能電池板的轉(zhuǎn)換電量未達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制電源切換電路與市電電網(wǎng)輸入端接通。上述的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，所述電源切換電路的輸出端連接外家用電氣開關(guān)電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型無需蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，將太陽能作為主要能源優(yōu)先使用，不足部分則由電網(wǎng)補(bǔ)充，使太陽能的轉(zhuǎn)化利用成本更低。當(dāng)太陽能板發(fā)電量充足時(shí)，控制器發(fā)出指令，切斷家里總的市電輸入線路，切換成太陽能供電輸入線路，大大降低市電的消耗。而當(dāng)用戶不使用空調(diào)時(shí)，可將太陽能轉(zhuǎn)化的電能供給其它家用電器、電燈等使用，拓展了空氣調(diào)節(jié)器的功能。

圖1為本實(shí)用新型的太陽能空氣調(diào)節(jié)器的電路原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的功率檢測(cè)電路原理框圖；圖3為本實(shí)用新型的最大功率跟蹤電路圖；圖4為本實(shí)用新型的太陽能電池板升壓電路圖；圖5為本實(shí)用新型的單相全橋逆變電路圖；圖6為本實(shí)用新型的空氣調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)電氣接線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，由太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端、電源切換電路、控制器組成，太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由太陽能電池板、功率檢測(cè)電路3、最大功率跟蹤電路2、升壓電路1、單相全橋逆變電路4構(gòu)成，控制器包括輸入信息處理模塊、變頻控制模塊、電源控制模塊。本實(shí)用新型將太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)器上。無需蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，將太陽能作為主要能源優(yōu)先使用，不足部分則由電網(wǎng)補(bǔ)充，而當(dāng)用戶不使用空調(diào)時(shí)，可將太陽能發(fā)出的電能提供給家庭用電。其電路原理圖參見圖1，先利用功率檢測(cè)電路 3實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽能電池板發(fā)出的電量(1)當(dāng)檢測(cè)到太陽能板發(fā)電量已足夠給當(dāng)前空調(diào)器供電時(shí)，就只使用太陽能供電。(2)當(dāng)檢測(cè)到太陽能板發(fā)電不足時(shí)就通知控制器，控制器接收到此信號(hào)后，接通空調(diào)器市電電源線開關(guān)，讓市電和太陽能電同時(shí)為空調(diào)器提供電能。(3)而當(dāng)控制器接收到用戶關(guān)閉空調(diào)器的信號(hào)后且檢測(cè)到此時(shí)太陽能板發(fā)電量足時(shí)，控制器發(fā)出指令，切斷家里總的市電輸入線路，切換成太陽能供電輸入線路，為用戶家居提供免費(fèi)的電能。如附圖2所示，功率檢測(cè)電路3用一個(gè)精確的低成本電流傳感器來測(cè)量電流，用電流乘電壓就獲得功率測(cè)量。太陽能電池板選用多晶硅太陽能電池，這種多晶硅太陽能電池兼具單晶硅電池的高轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)壽命以及非晶硅薄膜電池的材料制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)化等優(yōu)點(diǎn)的新一代電池， 其轉(zhuǎn)換效率一般為14%左右，稍低于單晶硅太陽電池，沒有明顯效率衰退問題，并且有可能在廉價(jià)襯底材料上制備，其成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池。根據(jù)分體式高能效的變頻空調(diào)運(yùn)行時(shí)所需的輸入功率一在400W左右，而多晶硅太陽能電池板在日照好的情況下發(fā)電量為140W/M2，因此本實(shí)用新型的多晶硅太陽能電池板規(guī)格為3M(長(zhǎng)) X1M(寬)=3M2，可輸出的功率在420W左右，滿足了變頻空調(diào)運(yùn)行所需功率。為控制太陽能電池板的功率輸出，使太陽能板隨時(shí)都能夠在其最大功率點(diǎn)，也就是最大功率點(diǎn)追蹤。見附圖3，最大功率跟蹤電路2(MPPT)通過乘法器101將太陽能電池板的輸出電壓及電流取回相乘后，取得太陽能電池板的輸出功率訊號(hào)，再乘上一比例值(K)， 就可以求得太陽能板理想輸出電流Imppt的大小。見圖4，本實(shí)用新型采用⑶K型DC/DC升壓電路1使太陽能電池板輸出的較低電壓升壓到單相全橋逆變所需的工作電壓范圍，為逆變正常工作提供電壓。見圖5，單相全橋逆變電路4將太陽能電池板發(fā)出的直流電逆變成所需的交流電提供給變頻空氣調(diào)節(jié)器或家居用電。單相全橋逆變電路4的輸出端連接電源切換電路的輸入端，電源切換電路的另一輸入端還與市電電網(wǎng)連接，電源切換電路的輸出端接口連接空氣調(diào)節(jié)器的電源輸入端，另一輸出端接口還連接其它家居電器。見圖5，單相全橋逆變電路4分別由高頻逆變電路102、 高頻變壓器103、整流逆變電路104、低通濾波器105順序連接，由低通濾波器105外接負(fù)載。參見圖1，當(dāng)太陽能電池板發(fā)電充足時(shí)，第一繼電器5閉合給空調(diào)供電；當(dāng)太陽能電池板發(fā)電不足時(shí)，第一繼電器5和第三繼電器7閉合，由市電補(bǔ)充給空調(diào)供電；當(dāng)空調(diào)器關(guān)斷電源時(shí)，第一繼電器5和第二繼電器6閉合，將太陽能發(fā)出的電供給用戶其它家居電器使用?？刂破鞯淖冾l控制模塊主要控制空氣調(diào)節(jié)器的壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)。變頻控制模塊各部分之間進(jìn)行SCI通信，變頻控制系統(tǒng)的電路連接參見圖6。變頻控制模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)室外機(jī)傳入的溫度、電壓、電流等運(yùn)行參數(shù)，并結(jié)合從室內(nèi)控制器讀取的室內(nèi)環(huán)境溫度、盤管溫度、 遙控設(shè)定參數(shù)傳入變頻空調(diào)控制器，通過MCU進(jìn)行處理，產(chǎn)生壓縮機(jī)的目標(biāo)運(yùn)行頻率。室外控制系統(tǒng)的PFC板和電源板共同完成電源處理，將交流輸入經(jīng)過EMC處理后整流成直流，再進(jìn)行功率因數(shù)矯正。因此使得有源PFC的效率大大增加，并且輸出功率越大，節(jié)能效果越明顯。室外風(fēng)扇、換向閥、電子膨脹閥的控制也由室外電源板來完成。模塊板完成壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)占空比，來控制IGBT的通斷時(shí)間，從而使得壓縮機(jī)電機(jī)三組定子線圈流過180度正弦波電流，使壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，電機(jī)效率更高。
權(quán)利要求1.一種太陽能空氣調(diào)節(jié)器，包括太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端、電源切換電路、控制器，所述電源切換電路的輸入端分別連接太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端， 所述電源切換電路的輸出端連接空氣調(diào)節(jié)器的電源輸入端，其特征在于所述太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由太陽能電池板、功率檢測(cè)電路(3)、最大功率跟蹤電路(2)、升壓電路(1)、單相全橋逆變電路(4)構(gòu)成，所述最大功率跟蹤電路(2)監(jiān)控太陽能電池板的輸出功率，所述升壓電路(1)連接單相全橋逆變電路(4)的輸入端，所述單相全橋逆變電路(4)連接電源切換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，其特征在于所述控制器包括輸入信息處理模塊、變頻控制模塊、電源控制模塊，所述電源控制模塊連接電源切換電路，所述電源控制模塊當(dāng)檢測(cè)到太陽能電池板的轉(zhuǎn)換電量達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制電源切換電路斷開與市電電網(wǎng)輸入端的連接；當(dāng)檢測(cè)到太陽能電池板的轉(zhuǎn)換電量未達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制電源切換電路與市電電網(wǎng)輸入端接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能空氣調(diào)節(jié)器，其特征在于所述電源切換電路的輸出端連接外家用電氣開關(guān)電路。
專利摘要一種太陽能空氣調(diào)節(jié)器，包括太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端、電源切換電路、控制器，所述電源切換電路的輸入端分別連接太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、市電電網(wǎng)輸入端，所述電源切換電路的輸出端連接空氣調(diào)節(jié)器的電源輸入端，所述太陽能電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由太陽能電池板、功率檢測(cè)電路、最大功率跟蹤電路、升壓電路、單相全橋逆變電路構(gòu)成，所述最大功率跟蹤電路監(jiān)控太陽能電池板的輸出功率，所述升壓電路連接單相全橋逆變電路的輸入端，所述單相全橋逆變電路連接電源切換電路。本實(shí)用新型無需蓄電池，使太陽能的轉(zhuǎn)化利用成本更低，大大降低市電的消耗。
文檔編號(hào)F24F11/00GK202024430SQ20112007959
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者李慶堅(jiān) 申請(qǐng)人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司