專利名稱：帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著空調(diào)業(yè)的發(fā)展，人們對空調(diào)節(jié)能，舒適方面的性能要求也越來越高。在現(xiàn)有技術(shù)中，空調(diào)室內(nèi)機(jī)輔熱系統(tǒng)的電路原理圖如圖1所示，圖1中發(fā)熱器通過兩個(gè)繼電器連接到電網(wǎng)中，兩個(gè)繼電器同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，發(fā)熱器工作處在發(fā)熱狀態(tài)，只要有繼電器不導(dǎo)通，則發(fā)熱器處在不發(fā)熱狀態(tài)，每種工作狀態(tài)對應(yīng)于一個(gè)功率。現(xiàn)有技術(shù)具有如下缺點(diǎn)其功率有限且是固定的兩個(gè)值，不能寬范圍、連續(xù)地調(diào)節(jié)發(fā)熱器的發(fā)熱功率。固定的發(fā)熱功率不利于節(jié)能用電，同時(shí)還影響用戶舒適性，不能滿足室內(nèi)環(huán)境的較高要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍、連續(xù)地調(diào)節(jié)輔熱功率，可調(diào)的輔熱功率在達(dá)到節(jié)能效果結(jié)合空調(diào)開發(fā)多種制熱功能模式，提高了用戶舒適性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，包括有發(fā)熱器、繼電器和控制電路，其中，所述控制電路包括有可控硅控制電路、繼電器控制電路、電壓過零檢測電路、微控制器、以及穩(wěn)壓源；所述可控娃控制電路中可控娃的一端與市電的火線連接，另一端與發(fā)熱器的第一電源輸入端連接；所述發(fā)熱器的第二電源輸入端與繼電器控制電路的繼電器輸入端連接，繼電器的輸出端與市電的零線連接；所述電壓過零檢測電路用以對整流電壓信號進(jìn)行檢測，即檢測交流市電的電壓過零點(diǎn)并提供過零檢測信號，微控制器讀取該過零檢測信號；所述微控制器用以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)蒸發(fā)器銅管溫度、用戶設(shè)定溫度和電壓過零信號，控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。上述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其中，空調(diào)進(jìn)入制熱模式，微控制器根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、蒸發(fā)器銅管的溫度和用戶設(shè)定溫度，控制是否啟動輔熱系統(tǒng)；微控制器控制開啟電輔熱系統(tǒng)時(shí)，微控制器發(fā)出信號控制繼電器吸合，同時(shí)開始采集接收過零檢測電路的過零檢測信號，當(dāng)檢測到電壓過零點(diǎn)時(shí)，延時(shí)一定適合的時(shí)間后發(fā)出指令給可控硅控制電路控制可控硅導(dǎo)通，微控制器發(fā)出不同的占空比PWM波，改變可控硅的導(dǎo)通角，從而改變輔熱系統(tǒng)的發(fā)熱功率；即控制電路通過控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)及其控制方法由于有了可控硅的存在，結(jié)合電壓過零檢測電路，可以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)蒸發(fā)器銅管溫度和用戶設(shè)定溫度，由微控制器控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制了發(fā)熱器的發(fā)熱功率，這樣無級的輔熱功率調(diào)節(jié)，保證了空調(diào)在制熱模式下的送風(fēng)溫度無明顯波動，提高了用戶舒適性，還達(dá)到了節(jié)能的效果。同時(shí)結(jié)合空調(diào)這一實(shí)體我們還可以實(shí)現(xiàn)多種模式的制熱控制。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)輔熱控制電路原理圖；圖2是本發(fā)明的帶有輔熱系統(tǒng)的控制電路原理圖；圖3是本發(fā)明帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法流程圖；圖4是本發(fā)明帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法中快速制熱控制流程圖；圖5是本發(fā)明帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法中舒適制熱控制流程圖；圖6是本發(fā)明帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法中節(jié)能制熱控制流程圖。附圖標(biāo)記說明1、可控硅控制電路，2、繼電器控制電路，3、電壓過零檢測電路，4、發(fā)熱器，5、微控制器，6、穩(wěn)壓源。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，請見圖2，包括有發(fā)熱器4、繼電器和控制電路，其中，所述控制電路包括有可控硅控制電路1、繼電器控制電路2、電壓過零檢測電路3、微控制器5、以及穩(wěn)壓源6 ;所述可控硅控制電路I中可控硅的一端與市電的火線連接，另一端與發(fā)熱器的第一電源輸入端連接；所述發(fā)熱器4的第二電源輸入端與繼電器控制電路2的繼電器輸入端連接，繼電器的輸出端與市電的零線連接；所述電壓過零檢測電路3用以對整流電壓信號進(jìn)行檢測，即檢測交流市電的電壓過零點(diǎn)并提供過零檢測信號，微控制器5讀取該過零檢測信號；所述微控制器5用以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)蒸發(fā)器銅管溫度、用戶設(shè)定溫度和電壓過零信號，控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率?，F(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖2所示本實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓源6采用5v穩(wěn)壓源6。 所述的可控硅控制電路I包括可控硅Ql，光電耦合器U2，三極管Q3，限流電阻Rl、限流電阻R2、限流電阻R3，阻容模塊RCl ;所述的阻容模塊RCl和可控硅的陽極、陰極并聯(lián)；可控硅Ql的陽極與火線L連接，陰極與發(fā)熱器4的第一電源輸入端連接，可控硅Ql的控制極與光電耦合器U2的第四引腳連接；光電耦合器第六引腳經(jīng)限流電阻Rl后與火線連接，光電耦合器第二引腳接地；三極管Q3的發(fā)射極與光電耦合器U2第一引腳連接，其集電極經(jīng)限流電阻R2后與5v穩(wěn)壓源6連接，其基極經(jīng)限流電阻R3后與微控制器5連接。微控制器5的控制信號PWM控制了三極管Q3的導(dǎo)通，三極管Q3實(shí)現(xiàn)電流放大作用對光電耦合器U2進(jìn)行控制，光電耦合器U2的導(dǎo)通可以實(shí)現(xiàn)可控硅導(dǎo)通角的控制。不同的占空比PWM波控制可控硅的控制極使得可控硅在半個(gè)交流電壓工作周期內(nèi)導(dǎo)通不同的時(shí)間。占空比越大，可控硅的導(dǎo)通角越大，導(dǎo)通角越大發(fā)熱器的發(fā)熱功率就越大。占空比可以無級調(diào)節(jié)，所以對應(yīng)的發(fā)熱功率也實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)。所述繼電器控制電路2中，繼電器一端與發(fā)熱器4的第二電源輸入端連接，另一端接市電零線，其控制端與微控制器5連接，繼電器控制端并聯(lián)連接起保護(hù)作用的二極管D6。所述電壓過零檢測電路3，包括三極管Q2、分壓電阻R4、分壓電阻R5和電阻R6，來自整流電壓信號線路AC_ZERO經(jīng)分壓電阻R5后連接三極管Q2的基極，分壓電阻R4與三極管Q2的基極發(fā)射極并聯(lián)，且三極管Q2的發(fā)射極一端接地，5v穩(wěn)壓源6連接電阻R6后和三極管Q2的集電極連接，三極管Q2的集電極MCU_ZERO信號線路和微控制器5連接。電壓過零檢測電路3的電阻R4和R5對整流橋整流出來的電壓進(jìn)行分壓處理，而三極管Q2就會根據(jù)電壓值差生一個(gè)過零信號給微控制器5，當(dāng)電壓零點(diǎn)電壓到來時(shí)，三極管Q2就會截止，MCU_ZER0呈現(xiàn)的是高電平。上述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其中，空調(diào)進(jìn)入制熱模式，微控制器根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、蒸發(fā)器銅管的溫度和用戶設(shè)定溫度，控制是否啟動輔熱系統(tǒng)；微控制器控制開啟電輔熱系統(tǒng)時(shí)，微控制器發(fā)出信號控制繼電器吸合，同時(shí)開始采集接收過零檢測電路的過零檢測信號，當(dāng)檢測到電壓過零點(diǎn)時(shí)，延時(shí)一定適合的時(shí)間后發(fā)出指令給可控硅控制電路控制可控硅導(dǎo)通，微控制器發(fā)出不同的占空比PWM波，改變可控硅的導(dǎo)通角，從而改變輔熱系統(tǒng)的發(fā)熱功率；即控制電路通過控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。如圖3，所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，包括如下具體步驟①開始；②判斷空調(diào)是否進(jìn)入制熱模式，如是，進(jìn)入步驟④；如否，進(jìn)入步驟③；③斷開繼電器； ④繼電器吸合；⑤判斷設(shè)定溫度室溫>=第一溫差設(shè)定值Λ Tl是否成立，如是，進(jìn)入快速制熱控制模式，如否，進(jìn)入步驟⑥；⑥判斷第二溫差設(shè)定值Λ Τ2 <設(shè)定溫度室溫<第一溫差設(shè)定值Λ Tl是否成立，如是，進(jìn)入舒適制熱控制模式，如否，進(jìn)入步驟⑦；⑦判斷設(shè)定溫度室溫<=ΔΤ2是否成立，如是，進(jìn)入節(jié)能制熱控制模式，如否，回到步驟②。如圖4，快速制熱控制模式為微控制器以100%占空比控制可控硅使得發(fā)熱器全功率工作以達(dá)到快速使室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度。如圖5，舒適制熱控制模式為微控制器根據(jù)室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器銅管溫度和用戶設(shè)定溫度調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，并控制發(fā)熱器功率；判斷方法為當(dāng)室內(nèi)蒸發(fā)器管溫溫度增力口，表示空調(diào)制熱性能更好；而當(dāng)室內(nèi)管溫溫度降低，表示空調(diào)制熱性能下降；微控制器采集接收過零檢測電路的過零檢測信號，當(dāng)空調(diào)制熱性能下降時(shí)相應(yīng)增大PWM波的占空比加大發(fā)熱器功率，相反，當(dāng)空調(diào)制熱變更好時(shí)相應(yīng)減小PWM波的占空比減小發(fā)熱器功率。這樣就可以保持比較穩(wěn)定的出風(fēng)溫度，提高用戶舒適性。如圖6，節(jié)能制熱控制模式為微控制器根據(jù)室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器銅管溫度和用戶設(shè)定溫度調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，控制發(fā)熱器功率；當(dāng)空調(diào)制熱性能較好時(shí)，停止發(fā)熱器工作，當(dāng)空調(diào)制熱性能較差時(shí)，發(fā)熱器小功率工作。上述所列具體實(shí)現(xiàn)方式為非限制性的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)，進(jìn)行的各種改進(jìn)和變化，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，包括有發(fā)熱器(4)、繼電器和控制電路，其特征在于所述控制電路包括有可控硅控制電路(I)、繼電器控制電路(2)、電壓過零檢測電路(3)、微控制器(5)、以及穩(wěn)壓源(6);所述可控硅控制電路(I)中可控硅的一端與市電的火線連接，另一端與發(fā)熱器的第一電源輸入端連接；所述發(fā)熱器(4)的第二電源輸入端與繼電器控制電路(2)的繼電器輸入端連接，繼電器的輸出端與市電的零線連接；所述電壓過零檢測電路(3)用以對整流電壓信號進(jìn)行檢測，即檢測交流市電的電壓過零點(diǎn)并提供過零檢測信號，微控制器(5)讀取該過零檢測信號；所述微控制器(5)用以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)蒸發(fā)器銅管溫度、用戶設(shè)定溫度和電壓過零信號，控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，其特征在于所述穩(wěn)壓源(6)采用5v穩(wěn)壓源。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，其特征在于所述的可控硅控制電路(I)包括可控硅Ql，光電耦合器U2，三極管Q3，限流電阻R1、限流電阻R2、限流電阻R3，阻容模塊RCl ;所述的阻容模塊RCl和可控硅的陽極、陰極并聯(lián)；可控硅Ql的陽極與火線L連接，陰極與發(fā)熱器(4)的第一電源輸入端連接，可控硅Ql的控制極與光電耦合器U2的第四引腳連接；光電耦合器第六引腳經(jīng)限流電阻Rl后與火線連接，光電耦合器第二引腳接地；三極管Q3的發(fā)射極與光電耦合器U2第一引腳連接，其集電極經(jīng)限流電阻R2后與5v穩(wěn)壓源(6)連接，其基極經(jīng)限流電阻R3后與微控制器(5)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，其特征在于所述繼電器控制電路(2)中，繼電器一端與發(fā)熱器(4)的第二電源輸入端連接，另一端接市電零線，其控制端與微控制器(5)連接，繼電器控制端并聯(lián)連接起保護(hù)作用的二極管D6。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)，其特征在于所述電壓過零檢測電路(3)，包括三極管Q2、分壓電阻R4、分壓電阻R5和電阻R6，來自整流電壓信號線路AC_ZERO經(jīng)分壓電阻R5后連接三極管Q2的基極，分壓電阻R4與三極管Q2的基極發(fā)射極并聯(lián)，且三極管Q2的發(fā)射極一端接地，5v穩(wěn)壓源6連接電阻R6后和三極管Q2的集電極連接，三極管Q2的集電極MCU_ZERO信號線路和微控制器(5)連接。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其特征在于空調(diào)進(jìn)入制熱模式，微控制器根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、蒸發(fā)器銅管的溫度和用戶設(shè)定溫度，控制是否啟動輔熱系統(tǒng)；微控制器控制開啟電輔熱系統(tǒng)時(shí)，微控制器發(fā)出信號控制繼電器吸合，同時(shí)開始采集接收過零檢測電路的過零檢測信號，當(dāng)檢測到電壓過零點(diǎn)時(shí)，延時(shí)一定適合的時(shí)間后發(fā)出指令給可控硅控制電路控制可控硅導(dǎo)通，微控制器發(fā)出不同的占空比PWM波，改變可控硅的導(dǎo)通角，從而改變輔熱系統(tǒng)的發(fā)熱功率；即控制電路通過控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。
7.如權(quán)利要求6所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其特征在于包括如下具體步驟 ①開始； ②判斷空調(diào)是否進(jìn)入制熱模式，如是，進(jìn)入步驟④；如否，進(jìn)入步驟③； ③斷開繼電器； ④繼電器吸合；⑤判斷設(shè)定溫度室溫>=第一溫差設(shè)定值ΛTl是否成立，如是，進(jìn)入快速制熱控制模式，如否，進(jìn)入步驟⑥； ⑥判斷第二溫差設(shè)定值ΛΤ2<設(shè)定溫度室溫<第一溫差設(shè)定值Λ Tl是否成立，如是，進(jìn)入舒適制熱控制模式，如否，進(jìn)入步驟⑦； ⑦判斷設(shè)定溫度室溫<=Λ Τ2是否成立，如是，進(jìn)入節(jié)能制熱控制模式，如否，回到步驟 ②。
8.如權(quán)利要求7所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其特征在于所述快速制熱控制模式為微控制器以100%占空比控制可控硅使得發(fā)熱器全功率工作以達(dá)到快速使室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度。
9.如權(quán)利要求7所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其特征在于所述舒適制熱控制模式為微控制器根據(jù)室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器銅管溫度和用戶設(shè)定溫度調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，并控制發(fā)熱器功率；判斷方法為當(dāng)室內(nèi)蒸發(fā)器管溫溫度增加，表示空調(diào)制熱性能更好；而當(dāng)室內(nèi)管溫溫度降低，表示空調(diào)制熱性能下降；微控制器采集接收過零檢測電路的過零檢測信號，當(dāng)空調(diào)制熱性能下降時(shí)相應(yīng)增大PWM波的占空比加大發(fā)熱器功率，相反，當(dāng)空調(diào)制熱變更好時(shí)相應(yīng)減小PWM波的占空比減小發(fā)熱器功率。
10.如權(quán)利要求7所述帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)的控制方法，其特征在于所述節(jié)能制熱控制模式為微控制器根據(jù)室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器銅管溫度和用戶設(shè)定溫度調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，控制發(fā)熱器功率；當(dāng)空調(diào)制熱性能較好時(shí)，停止發(fā)熱器工作，當(dāng)空調(diào)制熱性能較差時(shí)，發(fā)熱器小功率工作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有輔熱系統(tǒng)的空調(diào)及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍、連續(xù)地調(diào)節(jié)輔熱功率?？照{(diào)的控制電路包括有可控硅控制電路、繼電器控制電路、電壓過零檢測電路、微控制器、以及穩(wěn)壓源；可控硅控制電路中可控硅的一端與市電的火線連接，另一端與發(fā)熱器的第一電源輸入端連接；發(fā)熱器的第二電源輸入端與繼電器控制電路的繼電器輸入端連接，繼電器的輸出端與市電的零線連接；電壓過零檢測電路用以對整流電壓信號進(jìn)行檢測，微控制器讀取該過零檢測信號；所述微控制器用以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)蒸發(fā)器銅管溫度、用戶設(shè)定溫度和電壓過零信號，控制繼電器的閉合和可控硅的導(dǎo)通角，從而寬范圍連續(xù)調(diào)節(jié)輔熱功率。
文檔編號F24F11/00GK103062859SQ201110318810
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者謝先明, 梁文超, 梁栢樞, 朱云青, 吳斌, 毛躍輝 申請人:珠海格力電器股份有限公司