一种直驱空调器的制作方法

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种直驱空调器。

背景技术：

随着新能源产业发展已进入成熟阶段，同时城市用户（包括新农村用户）所住房屋由以前的平房发展到现在的多层或高层，大多数用户目前所住房产已没有属于自己的屋顶，而多层或高层用户现在能够使用的外立面空间变得十分狭小，用于安装太阳能板的空间极其有限，现有市面上的太阳能空调都需要较大的太阳能板安装空间，少则需要十几平，大则需要几十平，这对于多层和高层用户来说，此类太阳能空调是不现实的。

传统上家用空调由于采用一台室外机拖一台室内机的方案，而室内机往往功率较小，可能只有20-30w，如果针对家用一拖一空调，单独为室内机安装一块太阳能板辅助供电，导致成本高、太阳能源利用率低，且各房间走线困难。

市面上现有中央空调，用户往往需要一台室外机拖四台或更多台室内机，而整个室内机的功率加起来大概200w至300w，针对不止一台室内机利用太阳能板（或风力发电机）及储能电池进行辅助供电，有效利用环保电能。

但是在利用环保电能时，大部分对储能电池的充放电没有限制，很难保证储能电池的使用寿命。

技术实现要素：

本发明提出了一种直驱空调器，其有效利用环保能源的同时，提高储能电池使用寿命。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种直驱空调器，包括室内机，其特征在于，还包括：

市电电网，其输出交流电；

ac-dc转换装置，其将所述市电电网输出的交流电转换为第一直流电源；

第一二极管，其正极与所述第一直流电源的输出端连接，负极与所述室内机的供电端连接；

新能源发电装置，其输出第二直流电源；

能源发电检测装置，其用于判断所述新能源发电装置是否正常发电；

第二二极管，其正极与所述第二直流电源的输出端连接，负极连接在所述第一二极管的负极和所述供电端之间；

储能电池，其输出第三直流电源；

第一切换开关，其连接在所述储能电池的充电线路上；

电量检测模块，其用于判断所述储能电池的电量；

第二切换开关，其连接在所述储能电池向所述室内机供电的供电线路上；

控制模块，其与所述能源发电检测装置、电量检测模块、第一切换开关、第二切换开关及室内机连接；

所述控制模块被配置为：在所述室内机未开机时，所述储能电池处于充电控制模式；在所述室内机开机时，所述储能电池处于放电控制模式；

其中充电控制模式：在所述储能电池的充电次数少于预充电次数、且需要充电时，根据所述能源发电检测装置的反馈以及室内机的工作状态，控制所述第一切换开关的工作状态；

所述放电控制模式：根据能源发电检测装置的反馈、所述储能电池的实时电量以及室内机的工作状态，控制所述第二切换开关的工作状态；

其中所述第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源输出电压依次增大。

在本申请的一些实施例中，在所述储能电池的充电次数少于预充电次数、且需要充电时，检测所述能源发电检测装置的反馈结果是否大于等于预设值；若是，对所述储能电池继续充电，直至满电量并断开所述第一切换开关，其中在充电期间，实时检测所述室内机的工作状态；若室内机开机，断开所述第一切换开关，且同时计数充电次数；若室内机未开机，对所述储能电池继续充电，直至满电量并断开所述第一切换开关；若否，断开所述第一切换开关，且同时计数充电次数。

在本申请的一些实施例中，在所述储能电池处于充电控制模式且断开所述第一切换开关时，延时所述第一切换开关断开达第一时间，并在所述第一时间期间实时检测所述室内机的工作状态；若室内机开机，进入所述放电控制模式；若室内机未开机，继续对所述储能电池进行充电判断，直至所述充电次数达到预充电次数。

在本申请的一些实施例中，在所述充电次数达到预充电次数时，在延迟所述第一时间后，继续延迟第二时间，并判断所述第二时间是否大于等于预设时间；若是，所述储能电池重新进入所述充电控制模式；若否，继续对所述储能电池进行充电判断，直至所述充电次数达到预充电次数。

在本申请的一些实施例中，所述第二时间大于等于4小时。

在本申请的一些实施例中，所述直驱空调器还包括：第一继电器，其线圈与所述控制模块连接，所述第一切换开关为所述第一继电器的常开开关；第二继电器，其线圈与所述控制模块连接，所述第二切换开关为所述第二继电器的常开开关。

在本申请的一些实施例中，所述新能源发电装置为太阳能板电池组或风力发电机。

在本申请的一些实施例中，在所述新能源发电装置为太阳能板电池组时，所述能源发电检测装置为光强检测模块，其用于检测太阳光强度是否满足所述太阳能板电池组正常发电；在所述新能源发电装置为风力发电机时，所述能源发电检测装置为风力检测模块，其用于检测风力强度是否满足所述风力发电机正常发电。

在本申请的一些实施例中，在所述新能源发电装置为所述室内机供电，或所述市电电网为所述室内机供电时，所述第一切换开关均断开。

在本申请的一些实施例中，所述直驱空调器还包括：电池管理单元，其连接在所述第一切换开关和所述储能电池之间。

本发明提供的直驱空调器，具有如下优点及有益效果：

（1）市电电网通过ac-dc转换装置提供第一直流电源，新能源发电装置提供第二直流电源，储能电池提供第三直流电源，第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源输出电压依次增大，使得在室内机开机时，若新能源发电装置能够满足正常发电时，利用新能源发电装置对室内机供电，若新能源发电装置不能够满足正常发电时且储能电池电量充足时，利用储能电池对室内机供电，若新能源发电装置不能够满足正常发电且储能电池电量也不充足时，利用市电电网对室内机供电，满足优先使用环保电能，节省市电电网能源，且有效利用环保电能，提高电能利用率；

（2）在储能电池需充电时，通过能源发电检测装置反馈的结果及室内机的工作状态，对第一切换开关的工作状态进行控制，对储能电池的充电控制，实现在预充电次数内进行充电，避免频繁充电而降低其使用寿命；

（3）根据能源发电检测装臵的反馈、储能电池的实时电量以及室内机的工作状态，控制所述第二切换开关的工作状态，对储能电池的放电进行控制。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的直驱空调器一种实施例的结构图。

图2为本发明提出的直驱空调器实施例中储能电池的充电控制模式的流程图；

图3为本发明提出的直驱空调器实施例中储能电池的放电控制模式的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参考图1，其示出本申请中直驱空调器的结构框图。

市电电网1输出交流电，通过ac（alternatingcurrent，交流电）-dc（directcurrent，直流电）转换装置2将交流电转换为直流电输出，市电电网1转换输出的直流电源记为第一直流电源，其输出电压记为u1。

在本申请中，ac-dc转换装置2可以选择为交流电源转换器或适配器；也可以选择利用现有电路所搭设的、能够将市电交流电转换为直流电的交流直流转换电路，其具体电路实现可参考现有技术。

在第一直流电源的输出端和室内机a的供电端之间连接有第一二极管d1，其阳极与第一直流电源的输出端连接，阴极与室内机a的供电端连接。

新能源发电装置指采用新能源（例如太阳能、风能）进行发电的装置，例如，太阳能板电池组3和风力发电机。

新能源发电装置输出的直流电源记为第二直流电源，其输出电压记为u2。

在第二直流电源的输出端和室内机a的供电端之间连接有第二二极管d2，其阳极与第二直流电源的输出端连接，阴极连接在第一二极管d1的阴极和室内机a的供电端之间。

能源发电检测装置，用于判断新能源发电装置是否正常发电。

如果新能源发电装置是太阳能板电池组3，则能源发电检测装置对应为光强检测模块4。

光强检测模块4用于检测太阳光强度，且判断当前所检测的太阳光强度是否满足太阳能板电池组3正常发电。该光强检测模块4与控制模块5连接，用于将光强检测模块4的判断结果传输至控制模块5。

在光强检测模块4检测到的太阳光强度大于某一阈值时，可以说明该太阳能板电池组3可以正常发电。

如果新能源发电装置是风力发电机，则能源发电检测装置对应为风力检测模块。

风力检测模块用于检测风力强度，且判断当前所检测的风力强度是否满足风力发电机正常发电。该风力检测模块与控制模块5连接，用于将风力检测模块的判断结果传输至控制模块5。

在所检测到的风力强度大于某一阈值时，可以说明该风力发电机可以正常发电。

出于方便说明，如下以太阳能板电池组3为例进行说明。

储能电池6可以储存的电能可以由太阳能板电池组3提供或由市电电网1提供。优选地，其电能由太阳能板电池组3提供，有效利用环保能源。

储能电池6输出的直流电源记为第三直流电源，其输出电压记为u3。

但是考虑到，在太阳光强度不充足且市电电网1断电时需要启动室内机a的情况，因此，需要保持储能电池6处于满电待用状态，可以在太阳光强度充足时，储能电池6利用太阳能储能，而在太阳光强度不充足时，利用市电电网1储能。

电量检测模块7实时检测储能电池6的电量，且判断当前所检测的电量。该电量检测模块7与控制模块5连接，用于将电量检测模块7的判断结果传输至控制模块5。

电池管理单元8用于对输入至储能电池6的电能进行管理以及对储能电池6进行充电控制。

在对储能电池6充电的充电线路上设计第一切换开关9，且在储能电池6和第一切换开关9之间连接有该电池管理单元8。

在储能电池6对室内机a供电的供电线路上设计第二切换开关10。

第一切换开关9和第二切换开关10分别受控制模块5控制。

在第一切换开关9断开时，不能通过电池管理单元8为储能电池6供电，第一切换开关9接通时，可以通过电池管理单元8为储能电池6供电。

在第二切换开关10断开时，储能电池6不能为室内机a供电，第二切换开关10接通时，储能电池6为室内机a供电。

此外，控制模块5还与室内机a连接，用于控制室内机a的开关或获取室内机a的工作状态，即，开机/关机。

参考图1，如下具体描述对直驱空调器的室内机a进行供电的过程。

[对储能电池的充电]

在未开启直驱空调器时，控制模块5采集到该室内机a关闭的工作状态，在光强检测模块4判断太阳光强度充足时，由于u1<u2，因此第一二极管d1截止，且控制模块5控制第一切换开关9接通，实现太阳能板电池组3通过第二二极管d2、第一切换开关9及电池管理单元8对储能电池6充电，以便存储。

在未开启直驱空调器时，如果光强检测模块4判断到太阳光强度不充足至u1>u2时，控制模块5也不会控制第一切换开关9接通，避免市电电网1对储能电池6充电，造成电能浪费。

[对室内机的供电]

在开启直驱空调器时，控制模块5采集到该室内机a开启的工作状态，在光强检测模块4判断太阳光强度充足时，由于u1<u2<u3，因此第一二极管d1截止，第二二极管d2导通，太阳能板电池组3通过第二二极管d2对室内机a供电。

与此同时，控制模块5根据太阳光强度及室内机a的工作状态判断控制第一切换开关9断开，在太阳能板电池组3对室内机a供电时，不对储能电池6进行充电。

在开启直驱空调器时，如果光强检测模块4判断太阳光强度不充足时，在室内机a工作期间，会继续拉低u2，导致u1>u2，若同时检测到储能电池6电量充足，判断u2<u3，且u1<u3，因此第一二极管d1及第二二极管d2均截止，再控制模块5综合太阳光强度、储能电池6电量以及室内机a的工作状态判断控制第二切换开关10接通，此时储能电池6通过第二切换开关10为室内机a供电。

在开启直驱空调器时，如果光强检测模块4判断太阳光强度不充足时，在室内机a工作期间，会继续拉低u2，导致u1>u2，若同时检测到储能电池6电量不充足，控制模块5不会控制接通第二切换开关10，此时，因此第一二极管d1接通，第二二极管d2截止，市电电网1通过ac-dc转换装置2、第一二极管d1向室内机a供电。

与此同时，控制模块5综合太阳光强度、储能电池6电量以及室内机a的工作状态判断控制第一切换开关9断开，在市电电网1对室内机a供电时，不利用市电电网1对储能电池6进行充电，节省电能。

本申请的直驱空调器，在太阳光强度充足时，优先使用太阳能板电池组3为室内机a供电；在太阳光强度不充足而储能电池6电量充足时，使用储能电池6为室内机a供电；在太阳光强度不充足且储能电池6电量不充足时，再使用市电电网1对室内机a供电，有效利用环保能源，节省能耗，提高能源利用率。

本申请中的室内机a指一台室内机或不止一台室内机，利用一套太阳能板辅助供电装置为直驱空调器的多台室内机共同供电，有效利用该太阳能板辅助供电装置，且空调用户均可以在自己外立面安装该太阳能板。

在本申请中，第一切换开关9和第二切换开关10分别为继电器常开开关，第一切换开关9为第一继电器（未示出）的常开开关，第二切换开关10为第二继电器（未示出）的常开开关。

第一继电器的线圈和第二继电器的线圈的得电或掉电受控制模块5的控制。在第一继电器的线圈得电时，第一切换开关9接通，第一继电器的线圈掉电时，第一切换开关9断开。在第二继电器的线圈得电时，第二切换开关10接通，第一继电器的线圈掉电时，第二切换开关10断开。

当然，第一切换开关9和第二切换开关10也分别可以采用受控制模块5控制可通断的其他电子开关，例如光耦、可控硅等。

如下，仍以太阳能板电池组3为例进行说明储能电池6的充电控制和放电控制。

[储能电池的充电控制模式]

通过控制模块5可以获取室内机a的工作状态，即，开机/关机。

在室内机a未开机，且当前太阳光强度e充足时，控制模块5控制第一切换开关9闭合，采用太阳能板电池组3为储能电池6充电。

在室内机a未开机，且当前太阳光强度e不充足时，控制模块5会控制第一切换开关9断开，避免利用市电电网1对储能电池6进行充电，造成电能浪费。

为了避免对储能电池6频繁充电造成电池寿命下降问题，对储能电池6预设预充电次数n，根据光强检测模块5反馈的当前太阳光强度e以及室内机a工作状态，对储能电池6的充电进行控制。

参考图2，详细描述在室内机a未开机状态下，实现储能电池6的充电控制模式的流程图。

s11：初始化充电次数n，即n=0。

s12：判断充电次数n是否达到与充电次数n。

在充电次数n还未达到预充电次数n时，进行到s13.

在充电次数n还未达到预充电次数n时，进行到s17。

s13：在充电次数n还未达到预充电次数n时，判断储能电池6电量是否小于需要充电的第一电量q1。

电量检测模块7实时检测储能电池6的电量，并对实时电量q与预设的第一电量q1进行比较，在q>=q1时，表示储能电池6当前仍有电，不需要充电，此时返回检测室内机a是否开机；在q<q1时，表示储能电池6需要充电，此时控制第一切换开关9接通，等待充电，并进行到s14。

s14：检测太阳光强度e是否满足预设光照强度e2，其中预设光照强度e2表示太阳能组电池板3能够充足发电时的光照强度。

光强检测模块4实时检测当前太阳光强度e，并对当前太阳光强度e与预设光照强度e2进行比较，如果e>=e2，表示太阳能板电池组3可以充足发电以通过第一切换开关9为储能电池6充电。

在此充电期间，执行s15。

如果e<e2，表示太阳能板电池组3不足以发电，如果继续为储能电池6充电，则需要使用市电电网1进行充电，造成电能浪费，因此，此时控制模块5控制断开第一切换开关9，并进行到s16。

s15:实时检测室内机a是否开机。

在太阳能板电池组3充足发电以为储能电池6充电期间，如果室内机a开机，为了保证太阳能板电池组3优先向室内机a供电，因此，控制模块5控制第一切换开关9断开，并进行到s16。此时太阳能板电池组3不再为储能电池6充电，而直接为室内机a供电。

在太阳能板电池组3充足发电以为储能电池6充电期间，如果室内机a一直未开机，太阳能板电池组3则继续为储能电池6充电，直至满电量后断开第一切换开关9，以避免在储能电池6满电量后还对储能电池6进行持续充电而降低其使用寿命，此后返回检测室内机a是否开机。

其中储能电池6的满电量可以预设为第二电量q2。

s16：计数充电次数，即充电次数n+1，并进行到s17。

s17：延时第一时间t1，并在t1内，判断室内机a是否开机。

在t1内，第一切换开关9断开，如果此时室内机a开机，则储能电池6进入放电控制模式。

如果此时室内机a未开机，则进行到s18。

s18：判断再累计延时第二时间是否大于等于预设时间t2，如果第二时间小于t2，则进行到s12，即继续对储能电池6是否充电进行判断；如果第二时间大于等于t2，则返回s11，重新让储能电池6进入充电控制模式。

在e<e2导致达到预充电次数n后，不再继续为储能电池6充电，可能是因为时间（夜晚）或天气（阴天）导致，为了有效利用太阳能，设置了预设时间t2，在t2后再次进入充电控制模式，避免电量耗尽长期处于亏电状态而影响电池寿命。

为了避免频繁充电造成储能电池6寿命降低，t2可以设置的大一些，例如大于等于4小时。

[储能电池的放电控制模式]

通过控制模块5可以获取室内机a的工作状态，即，开机/关机。

在室内机a开机时，太阳光强度充足时优先利用太阳能板电池组3对室内机a供电，无需储能电池6及市电电网1供电。

在室内机a开机时，太阳光强度不充足，且储能电池6电量充足时，利用储能电池6对室内机a供电。

参考图3，详细描述在室内机a在开机状态下，储能电池6的放电控制模式的流程图。

s21：判断当前太阳光强度e是否大于等于预设光照强度e1，其中预设光照强度e1表示太阳能组电池板3能够充足发电时的光照强度。

光强检测模块4实时检测当前太阳光强度e，如果e>=e1，表示太阳能板电池组3可以充足发电，为室内机a供电，此后返回检测室内机a是否开机。

如果e<e1，表示太阳能板电池组3不足以发电，不能为室内机a供电，并进行到s22。

s22：判断储能电池6电量是否小于预设电量q3。

电量检测模块7实时检测储能电池6的电量，并对实时电量q与预设电量q3进行比较，在q>=q3时，表示储能电池6当前有电，此时控制模块5控制第二切换开关10接通，可以利用储能电池6为室内机a供电，并进行到s23。

s23：在利用储能电池6为室内机a供电期间，实时检测储能电池6电量是否小于预设电量q3。

在储能电池6为室内机a供电期间，检测储能电池6电量是否小于预设电量q3，直至电量q<q3或室内机a关机，控制模块5控制第二切换开关10断开，停止储能电池6为室内机a供电，此后返回检测室内机a是否开机。

本申请设计简单，且在同时存在市电电网1、太阳能板电池组3和储能电池6时，在室内机a开机时，太阳光强度充足时优先采用太阳能板电池组3为室内机a供电，在室内机a开机时，太阳光强度弱时，优先采用太阳能带板电池组3优先供电，最后在太阳光强度弱且储能电池6电量不充足，才使用市电电网1进行充电，有效利用环保能源，节省能源；同时有效避免了储能电池6频繁充电造成电池寿命下降，以及储能电池6长时间无电而降低寿命的问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。