一种空调电能控制装置及方法与流程

本申请涉及空调器设计技术领域，特别涉及一种空调电能控制装置及方法。

背景技术：

随着经济的发展，人类对电力的消耗量越来越大，对自然环境的破坏越来越严重。尤其是随着人类生活水平的提高，空调器的大规模应用，导致了电力消耗的大幅增加。

现有的空调器由于无法对功耗进行测试，因此无法对自身消耗的电力进行调整，从而不能有效控制空调器的电力消耗。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种空调电能控制装置及方法，以达到实现空调器对自身消耗的电力的调整，有效控制空调器的电力消耗，节约电量，为改善自然环境做出贡献的目的，技术方案如下：

一种空调电能控制装置，集成于空调器中，所述空调电能控制装置包括：

功率测试模块，用于测试所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率；

功率设定显示模块，用于接收用户输入的预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值；

空调器室内机的微控制单元MCU，分别与所述功率测试模块和所述功率设定显示模块相连，用于获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值，并对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。

优选的，所述功率测试模块包括：

电压测试单元，用于检测所述空调电能控制装置所属空调器在某一时刻的实际工作电压；

电流测试单元，用于检测所述空调电能控制装置所属空调器在某一时刻的实际工作电流；

计算单元，用于将所述空调器在某一时刻的所述实际工作电压和所述实际工作电流相乘，得到所述空调器的瞬时功率。

优选的，所述MCU具体用于执行以下过程：

A：获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值；

B：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i/10，若否，执行步骤C，若是，执行步骤D；

C：控制所述空调器按照原有频率继续运行；

D：针对剩余电力，对所述空调器的运行频率进行降频处理，并控制所述空调器按照降频处理后的运行频率运行至所述预设时间的i+1/10；

E：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i+1/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i+1/10，若否，执行步骤F，若是，执行步骤G；

F：控制所述空调器按照所述空调器在所述预设时间的i+1/10内运行频率继续运行；

G：判断所述i是否等于9，若是，执行步骤H，若否，返回执行步骤D；

H：控制所述空调器停止运行；

其中，所述i＝{1,2,3……，9}。

优选的，所述空调电能控制装置还包括：

提示模块，与所述MCU相连，用于在所述空调器按照降频处理后的运行频率运行时，提示所述空调器将按照降频处理后的运行频率运行或在所述空调器停止运行时，提示所述空调器将停止运行。

优选的，所述提示模块还用于在所述空调器停止运行后，提示用户重新输入所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值，以使用户重设所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。

优选的，所述空调电能控制装置还包括：

无线发射模块和无线接收模块，其中，所述无线发射模块和所述无线接收模块应用在空调采用空调器室外机供电方式时所述功率测试模块安装于空调器室外机的情况，所述无线发射模块安装于空调器室外机，与所述功率测试模块相连，所述无线接收模块安装于空调器室内机；

所述无线发射模块，用于将携带有所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的信号发送至所述无线接收模块；

所述无线接收模块，用于接收所述无线发射模块发送的携带有所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的信号，并将所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率发送至所述MCU。

优选的，所述功率设定显示模块还用于显示所述预设时间、所述预设时间对应的电力消耗上限值及所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率。

一种空调电能控制方法，基于空调电能控制装置，所述空调电能控制装置包括：用于测试所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的功率测试模块、用于接收用户输入的预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值的功率设定显示模块和空调器室内机的微控制单元MCU，所述方法包括：

所述MCU获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值；以及，

对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，并根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。

优选的，所述MCU对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率的过程包括：

B：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i/10，若否，执行步骤C，若是，执行步骤D；

C：控制所述空调器按照原有频率继续运行；

D：针对剩余电力，对所述空调器的运行频率进行降频处理，并控制所述空调器按照降频处理后的运行频率运行至所述预设时间的i+1/10；

E：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i+1/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i+1/10，若否，执行步骤F，若是，执行步骤G；

F：控制所述空调器按照所述空调器在所述预设时间的i+1/10内运行频率继续运行；

G：判断所述i是否等于9，若是，执行步骤H，若否，返回执行步骤D；

H：控制所述空调器停止运行；

其中，所述i＝{1,2,3……，9}。

优选的，所述MCU获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值包括：

所述MCU从所述功率设定显示模块获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。

优选的，当空调采用空调器室外机供电方式，所述功率测试模块安装于空调器室外机时，所述MCU接收所述功率测试模块发送的所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的过程，包括：

所述MCU接收空调器室内机的无线接收模块发送的所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率；

其中，所述无线接收模块从空调器室外机的无线发射模块接收到所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率，所述无线发射模块从所述功率测试模块中接收到所述空调电能控制装置所属空调器瞬时功率。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，提供一种空调电能控制装置，集成于空调器中，所述空调电能控制装置由功率测试模块、功率设定显示模块和空调器室内机的微控制单元MCU组成，可以对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。实现了空调器对自身消耗的电力的调整，有效的控制了空调器的电力消耗，节约了电量，为改善自然环境做出贡献。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的空调电能控制装置的一种结构示意图；

图2是本申请提供的功率测试模块的一种结构及工作接线示意图；

图3是本申请提供的空调电能控制装置的另一种结构示意图；

图4是本申请提供的空调电能控制方法的一种流程图；

图5是本申请提供的空调电能控制方法的一种子流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，示出了本申请提供的一种空调电能控制装置，该空 调电能控制装置集成于空调器中。

请参见图1，其示出了本申请提供的空调电能控制装置的一种结构示意图，空调电能控制装置包括：功率测试模块11、功率设定显示模块12和MCU(微控制单元，Micro Control Unit)13。其中，MCU13属于空调器室内机。

功率测试模块11，用于测试所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率。

功率设定显示模块12，用于接收用户输入的预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。

电力消耗上限值即为在预设时间内电力消耗的最大值。

预设时间由用户根据需求设定，比如设定为一个小时或一天或一周或一个月。预设时间对应的电力消耗上限值同样由用户根据需求设定。

MCU13，分别与所述功率测试模块11和所述功率设定显示模块12相连，用于获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值，并对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。

在本实施例中，MCU13位于空调电能控制装置所属空调器的室内机主控板上。

在本实施例中，MCU13从功率设定显示模块12获取预设时间和预设时间对应的电力消耗上限值。

在本实施例中，功率测试模块11的具体结构请参见图2，其示出了本申请提供的功率测试模块的一种结构及工作接线示意图，功率测试模块11包括：电压测试单元21、电流测试单元22和计算单元23。

电压测试单元21分别与空调电能控制装置所属的所述空调电能控制装置所属空调器的零线N和火线L相连。

电流测试单元22分别与空调电能控制装置所属的所述空调电能控制装置所属空调器的零线N和火线L相连。

计算单元23分别与电压测试单元21和电流测试单元22相连。

电压测试单元21，用于检测所述空调电能控制装置所属空调器在某一时刻的实际工作电压。

电流测试单元22，用于检测所述空调电能控制装置所属空调器在某一时刻的实际工作电流。

计算单元23，用于所述空调器在某一时刻的所述实际工作电压和所述实际工作电流相乘，得到所述空调器的瞬时功率。

在本实施例中，电压测试单元21具体可以由模数转化器实现，具体的实现方式为：模数转换器通过电阻分压方式检测出所述空调电能控制装置所属空调器的实际工作电压。

电流测试单元22具体可以由霍尔元件和模数转换器实现，具体的实现方式为：霍尔元件将所述空调电能控制装置所属空调器的电流信号转化为电压信号，通过模数转换器检测电压信号，得到所述空调电能控制装置所属空调器的实际工作电流。

在本实施例中，MCU13具体用于执行以下过程：

A：获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值；

B：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i/10，若否，执行步骤C，若是，执行步骤D；

C：控制所述空调器按照原有频率继续运行；

D：针对剩余电力，对所述空调器的运行频率进行降频处理，并控制所述空调器按照降频处理后的运行频率运行至所述预设时间的i+1/10；

E：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i+1/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i+1/10，若否，执行步骤F，若是，执行步骤G；

F：控制所述空调器按照所述空调器在所述预设时间的i+1/10内运行频率继续运行；

G：判断所述i是否等于9，若是，执行步骤H，若否，返回执行步骤D；

H：控制所述空调器停止运行；

其中，所述i＝{1,2,3……，9}。

上述步骤A-步骤H即获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值，并对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗的具体过程。

在本实施例中，上述空调电能控制装置还可以包括：提示模块14，与所述MCU13相连，用于在所述空调器按照降频处理后的运行频率运行时，提示所述空调器将按照降频处理后的运行频率运行或在所述空调器停止运行时，提示所述空调器将停止运行。增加了提示模块14的空调电能控制装置的具体结构请参见图3。

在本实施例中，提示模块14，还用于在所述空调器停止运行后，提示用户重新输入所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值，以使用户重设所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。如此可以提高用户的节电意识，达到节能省电的目的。

所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率由功率测试模块12传输到MCU13。具体的传输方式因空调电能控制装置所属的空调器的供电方式不同而不同。空调电能控制装置所属的空调器的供电方式分为空调器室内机供电方式和空调器室外机供电方式两种。

在供电方式为空调器室内机供电方式时，功率测试模块11安装于所述空调电能控制装置所属空调器的室内机，由于MCU13位于所述空调电能控制装置所属空调器的室内机主控制板上，因此通过连线的方式将功率测试模块11测试出的所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率传输到MCU13。

在供电方式为空调器室外机供电方式时，功率测试模块11需要安装于所述空调电能控制装置所属空调器的室外机，在这种情况下，本实施例采用 无线传输的方式将位于所述空调电能控制装置所属空调器的室外机的功率测试模块11测试得到的瞬时功率传输至位于所述空调电能控制装置所属空调器的室内机的13。

具体实现方式为：在所述空调电能控制装置所属空调器的室外机加装无线发射模块，与功率测试模块11相连，在所述空调电能控制装置所属空调器的室内机加装无线接收模块。

所述无线发射模块，用于将携带有所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的信号发送至所述无线接收模块。

所述无线接收模块，用于接收所述无线发射模块发送的携带有所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的信号，并将所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率发送至MCU13。

其中，无线发射模块具体可以但不局限于为WIFI、蓝牙、ZIGBEE、红外等。

需要说明的是，在本实施例中，功率设定显示模块12还用于显示所述预设时间、所述预设时间对应的电力消耗上限值及所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率。当然，功率设定显示模块12还可用于显示空调器基本功能信息，如设定温度、当前温度、工作模式等。

在本申请中，提供一种空调电能控制装置，集成于空调器中，所述空调电能控制装置由功率测试模块、功率设定显示模块和空调器室内机的微控制单元MCU组成，可以对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。实现了空调器对自身消耗的电力的调整，有效的控制了空调器的电力消耗，节约了电量，为改善自然环境做出贡献。

实施例二

在本实施例中，示出了本申请提供的空调电能控制方法，本申请提供的空调电能控制方法基于实施例一所示出的空调电能控制装置，所述空 调电能控制装置包括：用于测试所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率的功率测试模块、用于接收用户输入的预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值的功率设定显示模块和空调器室内机的微控制单元MCU，请参见图4，其示出了本申请提供的空调电能控制方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S41：所述MCU获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。

在本实施例中，所述MCU具体从所述功率设定显示模块获取所述预设时间和所述预设时间对应的电力消耗上限值。

步骤S42：所述MCU对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到所述预设时间对应的实际电力消耗值，并比较所述电力消耗上限值和所述实际电力消耗值，得到比较结果，并根据所述比较结果调整所述空调器的运行频率，以控制所述空调器的电力消耗。

在本实施例中，所述MCU从所述功率测试模块处接收所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率。

MCU接收所述功率测试模块发送的所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间内各个时刻的瞬时功率的具体过程因所述空调电能控制装置所属空调器的供电方式不同而不同。

具体的，在供电方式为空调器室外机供电方式时，功率测试模块11需要安装于所述空调电能控制装置所属空调器的室外机，在这种情况下，所述MCU通过无线传输的方式接收所述功率测试模块测试得到的瞬时功率。具体的，所述MCU接收空调器室内机的无线接收模块发送的所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率。

其中，所述无线接收模块从空调器室外机的无线发射模块接收到所述空调电能控制装置所属空调器的瞬时功率，所述无线发射模块从所述功率测试模块中接收到所述空调电能控制装置所属空调器瞬时功率。

在本实施例中，所述MCU实时调整所述空调器的运行频率，从而实现对所述空调器电力消耗的实时监控。

在本实施例中，步骤S42的具体过程可以参见图5，可以包括以下步骤：

步骤S51：所述MCU对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i/10，若否，执行步骤S52，若是，执行步骤S53。

步骤S52：控制所述空调器按照原有频率继续运行。

步骤S53：针对剩余电力，对所述空调器的运行频率进行降频处理，并控制所述空调器按照降频处理后的运行频率运行至所述预设时间的i+1/10。

步骤S54：对所述空调电能控制装置所属空调器在所述预设时间的i+1/10内各个时刻的瞬时功率进行累加，得到在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值，并判断在所述预设时间的i+1/10内的实际电力消耗值是否达到所述电力消耗上限值的i+1/10，若否，执行步骤S55，若是，执行步骤S56。

步骤S55：控制所述空调器按照所述空调器在所述预设时间的i+1/10内运行频率继续运行。

步骤S56：判断所述i是否等于9，若是，执行步骤S57，若否，返回执行步骤S53。

步骤S57：控制所述空调器停止运行。

其中，所述i＝{1,2,3……，9}。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上对本申请所提供的一种空调电能控制装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。