專利名稱：一種寬電壓空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種寬運行電壓范圍的空調(diào)器。
背景技術(shù)：
目前，普通家用定頻空調(diào)器設(shè)計時能夠保證的正常工作電壓范圍在國內(nèi)一般只在187V到242V之間，在國外一般在187V到253V之間，如果電壓過低或者過高的話(超出了以上電壓范圍情況下)，空調(diào)器將不能正常工作，影響制冷制熱效果。在國外一些國家或地區(qū)(如印度、巴基斯坦)及我國的一些偏遠農(nóng) 村地區(qū)，由于電力緊張和鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)不穩(wěn)定的客觀問題的存在，用戶電網(wǎng)供應(yīng)電壓變化范圍大，電壓往往低于170V或者高于260V，對于此種電源電壓供電且不帶穩(wěn)壓器的情況下，普通空調(diào)器是無法正常啟動或運行的。為了拓寬定速空調(diào)器工作的電壓范圍，目前市場上有部分空調(diào)采用調(diào)節(jié)制冷劑流量的方法，就是節(jié)流裝置采用并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，但此種方法只能小范圍改善空調(diào)的運行電壓，并不能根本解決空調(diào)器低電壓運行的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明專利所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬運行電壓范圍的空調(diào)器及控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種寬電壓空調(diào)器，包括室內(nèi)機、室外機與控制室內(nèi)機啟動及運行的控制器；所述室外機包括冷凝器、節(jié)流部件、壓縮機、風扇電機與控制閥門；所述室內(nèi)機包括室內(nèi)蒸發(fā)器；冷凝器、節(jié)流部件、壓縮機、風扇電機、控制閥門、室內(nèi)蒸發(fā)器通過管路連接成回路；其特征在于所述控制器為開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括整流濾波電路、開關(guān)管、濾波電路、采樣電路、比較放大電路與脈沖調(diào)寬電路；所述整流濾波電路與開關(guān)管的輸入端電連接，所述開關(guān)管的輸出端與濾波電路的輸入端電連接，所述濾波電路的輸出端與采樣電路的輸入端電連接，所述采樣電路的輸出端與比較放大電路的輸入端電連接，所述比較放大電路的輸出端與脈沖調(diào)寬電路電連接。優(yōu)選地，所述壓縮機包括電機，所述電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 5^0. 6_2，所述繞組線圈的高度為14(T160_ ;所述室外機包括風扇電機，所述風扇電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 2^0. 3mm2,所述繞組線圈的高度為8(T90mm。優(yōu)選地，所述壓縮機為18K壓縮機；所述壓縮機包括電機，所述電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 55、. 65mm2，所述繞組線圈的高度為150^170 mm ;所述室外機包括風扇電機，所述風扇電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 3^0. 4_2，所述繞組線圈的高度為9(Tl00 _。優(yōu)選地，所述風扇電機的定子采用異形槽硅鋼片。優(yōu)選地，所述冷凝器還包括換熱器，所述換熱器為平行流換熱器。優(yōu)選地，所述壓縮機的出口通過第一管道與冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口通過第二管道與室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連接，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口通過第三管道與壓縮機的入口相連接，所述節(jié)流部件設(shè)在第二管道上；所述控制閥門包括第一閥門和第二閥門，所述第二管道上設(shè)有第一閥門，所述第三管道上設(shè)有第二閥門。優(yōu)選地，所述第一閥門為二通截止閥。優(yōu)選地，所述第二閥門為三通截止閥。 優(yōu)選地，所述控制器為開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括開關(guān)管、變壓器、采樣模塊與放大器；所述開關(guān)管、變壓器、采樣模塊與放大器依次相連。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果I、本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的空調(diào)室內(nèi)機采用開關(guān)電源控制，電源效率高，待機功耗低；與傳統(tǒng)的工頻變壓器相比，大大降低在變壓器上的損耗，并且具有過壓、欠壓、過載、短路、高溫以及反饋開環(huán)保護，可節(jié)省安裝工頻變壓器的空間；另外，在此開關(guān)電源控制下，空調(diào)器室內(nèi)機的PC(脈沖)電機的轉(zhuǎn)速隨電壓變化的穩(wěn)定性提高，即由普通的200V改善到170V，其在這個范圍內(nèi)都可以保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。2、本發(fā)明寬電壓空調(diào)器通過優(yōu)化壓縮機及風扇電機的結(jié)構(gòu)，使得風扇電機本身具有寬電壓130V——280V運行范圍的適應(yīng)能力；在極限高低電壓運行時，溫升均能滿足風扇電機的設(shè)計要求；并且空調(diào)器性能衰減率低，低電壓也可以正常制冷；另外，極限低電壓運行時，制冷能力還能保持在額定電壓的75%以上。3、本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的換熱器采用平行流換熱器，其既可以減少冷媒充注量、降低成本，同時也可以提高整機的換熱效率，從而使整機的性價比相應(yīng)提高。4、本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的適應(yīng)電壓范圍寬、適應(yīng)電網(wǎng)波動能力強、工作穩(wěn)定可靠，從而有利于產(chǎn)品市場的拓寬。

圖I是本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的制冷系統(tǒng)循環(huán)示意圖；圖2是本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的空調(diào)器開關(guān)電源控制原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但發(fā)明的實施方式不限于此。如圖I所示，為本發(fā)明寬電壓空調(diào)器的制冷系統(tǒng)原理圖。圖中，空調(diào)器由室內(nèi)機101與室外機102通過第二管道13和第三管道14連接。整機的制冷循環(huán)流程如下制冷劑由壓縮機I上的第一管道7排出，由冷凝器2的進氣管5流入，再從冷凝器2的出液管6流出；此時，制冷劑在冷凝器2中經(jīng)過換熱形成的高溫高壓液體經(jīng)過節(jié)流部件4降壓降溫后，經(jīng)二通截止閥9、第二管道13從室內(nèi)蒸發(fā)器3的進液管12流入室內(nèi)蒸發(fā)器3，再從室內(nèi)蒸發(fā)器3的出氣管11流出，此時制冷劑經(jīng)過換熱形成低溫低壓氣體后，經(jīng)第三管道14、三通截止閥10從壓縮機的吸氣管8流入壓縮機后又重新進入下一個制冷循環(huán)。而控制室內(nèi)機啟動的控制器為開關(guān)電源。開關(guān)電源包括整流濾波電路23、開關(guān)管21、濾波電路22、采樣電路24、比較放大電路25與脈沖調(diào)寬電路26。整流濾波電路23與開關(guān)管21的輸入端電連接，開關(guān)管21的輸出端與濾波電路22的輸入端電連接，濾波電路22的輸出端與米樣電路24的輸入端電連接,米樣電路24的輸出端與比較放大電路25的輸入端電連接，比較放大電路25的輸出端與脈沖調(diào)寬電路26電連接。開關(guān)電源的開關(guān)管21控制變壓器的開關(guān)占空比；在不同輸入電壓，但負載一定的情況下，采樣電路24檢測采樣電壓，進而通過控制回路實現(xiàn)對電壓的調(diào)整，保證輸出穩(wěn)定可靠的電壓。具體地，當輸入電壓UO升高時，變壓器次級輸出電壓Ul增大，光耦導通電流增大，開關(guān)電源中的采樣電路24檢測到采樣電壓降低，經(jīng)放大器比較輸出后，將減少開關(guān)管21的導通時間，使輸出電壓Ul降低；反之，如果輸入電壓UO降低時，變壓器的次級輸出電壓Ul降低，采樣電路24中的光耦導通電流減少，開關(guān)電源中的采樣電路24檢測到采樣電壓升高，超過內(nèi)部檢測電壓值后，開關(guān)電源將增大開關(guān)管21的導通時間，使輸出電壓Ul升高，進而輸出穩(wěn)定的電壓。在本實施中，通過以下措施達到優(yōu)化空調(diào)器性能的目標·[0026]I、優(yōu)化壓縮機的性能寬電壓空調(diào)器的壓縮機繞組采用大截面積的銅芯線繞制，同時提高繞組線圈的高度；這樣既可以減少阻抗，也可以提高繞組的溫升限制點；且該繞組線圈的許可極限溫度由普通壓縮機繞組線圈的125°C提高到現(xiàn)在的135°C ;同時通過優(yōu)化壓縮機電機的特性曲線，進一步降低壓縮機的啟動電壓及運轉(zhuǎn)停止電壓的最低值，將改進后的壓縮機的堵轉(zhuǎn)電流提高到普通壓縮機的I. 5倍左右。通過壓縮機內(nèi)部電機的優(yōu)化設(shè)計，可以大大提高壓縮機本身對電壓工作范圍的適應(yīng)能力。改進后的壓縮機的繞組線圈與電機的設(shè)計有別于普通的壓縮機設(shè)計手段，主要表現(xiàn)在定子繞組設(shè)計與滿足壓縮機運轉(zhuǎn)所做的必要調(diào)整方面，具體是I)繞組線圈的截面積是同匹數(shù)普通壓縮機繞組線圈的I. 5倍以上，繞組線圈的高度比同匹數(shù)普通壓機繞組線圈要高，這樣的設(shè)計可以改善電機低電壓狀況下的溫升，明顯提高了電機低電壓狀況下運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性；2)通過對壓縮機繞組線圈與運轉(zhuǎn)電容之間的優(yōu)化匹配設(shè)計，特別選取較同匹數(shù)普通壓縮機容量稍大的運轉(zhuǎn)電容，這樣的設(shè)計可以大幅度提升了電機的過負荷能力，滿足壓縮機在較寬電壓范圍內(nèi)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的特性；3)在壓縮機保護器的選取上，有別于同匹數(shù)普通壓縮機保護器，通過優(yōu)化設(shè)計保護器的電流與溫度保護曲線，在寬溫升范圍內(nèi)適應(yīng)壓縮機運轉(zhuǎn)電流的變化，從而使空調(diào)器實現(xiàn)寬電壓范圍內(nèi)運行穩(wěn)定可靠且不跳停。2、優(yōu)化風扇電機的性能風扇電機的定子采用異型槽沖片設(shè)計，保證其在寬電壓范圍內(nèi)低躁聲運轉(zhuǎn)；電機繞組線圈也為寬電壓范圍內(nèi)溫升設(shè)計，保證寬電壓范圍內(nèi)正常運行；電機轉(zhuǎn)子采用高可靠性材料設(shè)計、具有強過負荷能力；選擇電容量相對較大的運行電容，使電機本身具有高起動轉(zhuǎn)矩及超強過載能力。另外，風扇電機近似于上述壓縮機的電機，它是通過電機本身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化從而實現(xiàn)寬電壓運行。因此，電機定子異型槽沖片設(shè)計、相關(guān)零件的高可靠性設(shè)計就是確保電機的寬電壓運行。3、優(yōu)化系統(tǒng)配置室外機采用平行流換熱器，這種方式可以降低冷媒灌注量、提高整機的換熱效率、降低壓縮機的排氣溫度、降低壓縮機啟動時的負載，進一步降低壓縮機的最低啟動及運行電壓。下面以18K試驗樣機的實測數(shù)據(jù)為例，說明使用平行流換熱器后的空調(diào)器整機的最低啟動電壓與使用普通銅管翅片換熱器相比的改善效果。
I普通銅管翅片換熱器 I平行流換熱器—
冷媒灌注量(Kg )__08_
額定工況最低啟動電壓(V) 142130
大冷工況最低啟動電壓(V) |l64|l52以上數(shù)據(jù)表明，使用平行流換熱器的空調(diào)器整機最低啟動電壓降低了 IOV以上。4、采用先進的穩(wěn)壓控制技術(shù)電路實現(xiàn)寬電壓技術(shù)主要是通過開關(guān)電源實現(xiàn)的，使用開關(guān)電源可以保證控制器的電源部分在寬電壓范圍輸入下正常工作下表給是以18K試驗樣機的寬電壓實測數(shù)據(jù)(實驗工況一室內(nèi)27°C/19°C ；室外35°C /24。。) f|l| 令運行運行
^ = r Is 出順-(W)CW)CA)
280 4916 0.993 2840 1.97 781 13.35/12.34 18.4 97/10.1
10.07
240 4947 0.999 1858 2.66 777 13.26/12.2683.6/13.3
9
230 4952 LQOQ 1736 2.85 775 13.22/12.24 8.963 80.2/15.4 220 4950 0.999 1659 2.98 777 13.26/12.26 8.351 80/13.6 190 4896 0.989 1561 3.14 752 13.09/12.1 8.338 77.1/12.2 170 4720 0.954 1542 3.06 681 12.58/11.59 9.125 75.3/8.6
13.31
130 3913 0.791 1710 2.29 484 11.11/10.2276.8/7.3
_ _ 8以上數(shù)據(jù)表明空調(diào)器整機在130V時能夠穩(wěn)定運行，且實測制冷能力為3900W，是額定電壓(230V)下的整機制冷能力的79%，制冷效果仍然非常明顯。上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種寬電壓空調(diào)器，包括室內(nèi)機(101)、室外機(102)與控制室內(nèi)機啟動及運行的控制器；所述室外機(101)包括冷凝器(2)、節(jié)流部件(4)、壓縮機(I)、風扇電機與控制閥門；所述室內(nèi)機(101)包括室內(nèi)蒸發(fā)器(3);冷凝器(2)、節(jié)流部件(4)、壓縮機(I)、風扇電機、控制閥門、室內(nèi)蒸發(fā)器(3)通過管路連接成回路；其特征在干所述控制器為開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括整流濾波電路(23)、開關(guān)管(21)、濾波電路(22)、采樣電路(24)、比較放大電路(25)與脈沖調(diào)寬電路(26);所述整流濾波電路(23)與開關(guān)管(21)的輸入端電連接，所述開關(guān)管(21)的輸出端與濾波電路(22)的輸入端電連接，所述濾波電路(22)的輸出端與采樣電路(24)的輸入端電連接，所述采樣電路(24)的輸出端與比較放大電路(25)的輸入端電連接，所述比較放大電路(25)的輸出端與脈沖調(diào)寬電路(26)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述壓縮機(I)包括電機，所述電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 5^0. 6_2，所述繞組線圈的高度為14(Tl60mm ;所述室外機包括風扇電機,所述風扇電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 2^0. 3mm2，所述繞組線圈的高度為8(T90mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述壓縮機(I)包括電機，所述電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 55、. 65mm2，所述繞組線圈的高度為15(T170 mm;所述室外機包括風扇電機，所述風扇電機的繞組線圈采用銅芯線繞制而成，所述銅芯線的截面面積為0. 3^0. 4_2，所述繞組線圈的高度為9(T100 _。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述風扇電機的定子采用硅鋼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述冷凝器(2)還包括換熱器，所述換熱器為平行流換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述壓縮機(I)的出口通過第一管道(7)與冷凝器(2)的入口連接，所述冷凝器(2)的出ロ通過第二管道(13)與室內(nèi)蒸發(fā)器(3)的入口連接，所述室內(nèi)蒸發(fā)器(3)的出口通過第三管道(13)與壓縮機(I)的入口相連接，所述節(jié)流部件(4)設(shè)在第二管道(13)上；所述控制閥門包括第一閥門(9)和第二閥門(10)，所述第二管道(13)上設(shè)有第一閥門，所述第三管道(14)上設(shè)有第二閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述第一閥門(9)為二通截止閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬電壓空調(diào)器，其特征在于所述第二閥門(10)為三通截止閥。
專利摘要本實用新型公開了一種寬電壓空調(diào)器，包括室內(nèi)機、室外機與控制室內(nèi)機啟動及運行的控制器；所述室外機包括冷凝器、風扇電機、節(jié)流部件、壓縮機與控制閥門；所述室內(nèi)機包括室內(nèi)蒸發(fā)器；各元件通過管路連接組成完整回路；所述控制器為開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括整流濾波電路、開關(guān)管、濾波電路、采樣電路、比較放大電路與脈沖調(diào)寬電路；所述整流濾波電路與開關(guān)管的輸入端電連接，所述開關(guān)管的輸出端與濾波電路的輸入端電連接，所述濾波電路的輸出端與采樣電路的輸入端電連接，所述采樣電路的輸出端與比較放大電路的輸入端電連接，所述比較放大電路的輸出端與脈沖調(diào)寬電路電連接。本實用新型寬電壓空調(diào)器通過優(yōu)化壓縮機及風扇電機的結(jié)構(gòu)，使得電機本身具有寬電壓130V——280V運行范圍的適應(yīng)能力；在極限高低電壓運行時，溫升均能滿足電機的設(shè)計要求；并且空調(diào)器性能衰減率低，低電壓也可以正常制冷；另外，極限低電壓運行時，制冷能力還能保持在額定電壓的75%以上。
文檔編號F24F11/00GK202581555SQ201120572259
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者陳文俊, 王宏翔, 劉忠民, 車翔 申請人:海信科龍電器股份有限公司, 廣東科龍空調(diào)器有限公司