專利名稱：能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)及其方法，更具體涉及這樣一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)及其方法，其能夠防止由于負載差異而造成施加到連接于多個室內單元的多個室外單元的電源信號產生不平衡相位。
背景技術：
需要驅動電源信號來驅動家用或工廠用電氣設備。通常，上述的電氣設備設計成從韓國電力公司(KEPCO)提供的商用電源接收必要的電源信號。
但是，如果多個室內單元和多個室外單元安裝在家庭內或工廠內，從外部接收的商用電源信號有可能難于有效地施加于室內和室外單元的所有驅動負載，由此使得大量家庭或工廠可能分別頻繁地使用額外的自發(fā)電系統(tǒng)。
圖1是圖示說明傳統(tǒng)空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖。
參看圖1，該空調發(fā)電系統(tǒng)包括多個室內單元11、12、13、21、22、31、32和33，其安裝在各個房間內進行對房間內空氣的制冷或制熱；多個室外單元10、20和30，其連接到各個室內單元；和發(fā)電機40，其用于產生三相電源信號，并向室外單元10、20和30提供三相電源信號。
空調發(fā)電系統(tǒng)進一步包括模制殼體(molded-case)斷路器50，用于檢測發(fā)電機40所產生的三相電源信號中各單相的電流值，并防止各個室外單元10、20、30在三相電源信號中出現(xiàn)不平衡相位時啟動。
盡管室外單元10、20和30可以由發(fā)電機40所產生的三相電源信號來驅動，但室內單元11、12、13、21、22、31、32和33是由單相電源信號來驅動的，由此室內單元11、12、13、21、22、31、32和33連接到室外單元10、20和30的各個電源終端中的單相電源終端，然后通過單相電源終端接收必要的電源信號。
如果由于連接到室外單元10、20和30的室內單元的驅動負載的差異而在施加到室外單元10、20和30的電源信號中出現(xiàn)不平衡相位的話，連接到發(fā)電機40的模制殼體斷路器50就會阻止將電源信號施加到各個室外單元10、20和30。
換句話說，空調發(fā)電系統(tǒng)充當三相四線系統(tǒng)，接收包括R相電源信號、S相電源信號和T相電源信號在內的三相電源信號，并且包括連接到R/S/T相電源信號的神經(N)線。R相電源信號、S相電源信號和T相電源信號的相位差為120°，在它們之間建立了相位平衡。
在此情況下，R/S/T相電源信號通常建立上述的相位平衡，使得不會向N線施加電流信號。但是，如果連接到各單相電源信號的負載的大小不同，施加給各個單相電源信號的電流信號的量就會存在不期望的差異，由此打破了上述的相位平衡，電流信號流入了N線。
上述狀態(tài)被稱為不平衡相位狀態(tài)。如上所述，如果電流信號流入N線，N線的電勢會增加，使得用于控制空調發(fā)電系統(tǒng)的控制器可能發(fā)生故障。
如果由于不平衡相位，有過量電流信號流入單相線或者雙相線的話，發(fā)電機、室內單元和室外單元的每一個中包含的壓縮機就會過熱，從而使得壓縮機可能受到損壞，或者發(fā)電機40的微處理器可能發(fā)生故障或故障操作，導致空調發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，及其耐用性的退化。
模制殼體斷路器50使用內部傳感器檢測流入N線的電流信號的值。如果模制殼體斷路器50檢測到電流信號的值，它確定出現(xiàn)了不平衡相位，由此阻斷電源信號從發(fā)電機40傳送到各個室外單元10、20和30。
用于上述傳統(tǒng)空調發(fā)電系統(tǒng)中的模制殼體斷路器50通常目的在于保護發(fā)電機40不受損壞，使得它在由于室外單元之一而出現(xiàn)不平衡相位的情況下立即阻斷電源信號施加到所有室內和室外單元。
因此，如果沒有將電源信號施加到室內和室外單元的話，用戶必須手動調節(jié)室內單元11、12、13、21、22、31、32和33的各個負載或者室外單元10、20和30來去除不平衡相位。只有去除了不平衡相位，用戶才能在配備該系統(tǒng)的建筑物或工廠的所有位置上使用上述空調發(fā)電系統(tǒng)，從而導致對用戶來說的很大的不便以及產品可靠性的下降。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明考慮到了上述的問題，發(fā)明目的在于提供一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)及其方法，其能夠防止在能夠向空調提供三相電源信號的發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)不平衡相位，由此防止由于不平衡相位而造成的故障或對制造產品的損壞的出現(xiàn)，并增加產品可靠性。
本發(fā)明另一目的在于提供一種用來大大增加其功率因數(shù)的空調發(fā)電系統(tǒng)及其方法，其檢測施加到各個空調機上的電流信號的量以防止出現(xiàn)不平衡相位，確定不平衡相位的存在與否，并且根據與不平衡相位有關的確定的結果來改變各個空調機的電源配線配置。
根據本發(fā)明的一個方面，為實現(xiàn)這些目的而提供一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)，其包括多個室內單元；和多個室外單元，其中，對室內和室外單元所消耗的單相驅動電源信號的功率值求和，當存在單相的功耗值差異時，室內和室外單元的一些部分的電源配線結構自動改變?yōu)榱硪慌渚€結構，從而達到三相平衡。
優(yōu)選地，分配單元包括傳感器，用于檢測流入配線結構的電流信號，該傳感器從發(fā)電機接收電源信號并將接收到的電源信號發(fā)送到室內和室外單元；分配控制器，用于根據傳感器的輸出電流值計算室內和室外單元的單相功耗之和，并在存在單相功耗之和的差異時將配線結構改變?yōu)榱硪慌渚€結構。
優(yōu)選地，分配單元包括通信單元，用于與室外單元通信，并從室外單元接收室內和室外單元的功耗數(shù)據；和分配控制器，用于計算室內和室外單元的單相功耗之和，并在存在單相功耗之和的差異時改變能夠將電源信號從發(fā)電機傳送到室內和室外單元的配線結構。
根據本發(fā)明的另一方面，提供一種用于解決空調發(fā)電系統(tǒng)中的不平衡相位的方法，包括以下步驟a)計算室內和室外單元的功耗；b)計算所計算的功耗值之和，以確定不平衡相位的存在與否；和c)當確定存在不平衡相位時，改變施加到室內或室外單元的電源信號的配線結構。
上述空調發(fā)電系統(tǒng)包括分配單元，其能夠檢測室內單元所消耗的單相功率值，并且改變將相位電源信號從發(fā)電機傳送到室外單元的配線結構。如果在三相電源信號中出現(xiàn)不平衡相位的話，空調發(fā)電系統(tǒng)自動解決不平衡相位，從而防止產品損壞，并增加產品可靠性。
此外，如果三相電源信號中出現(xiàn)不平衡相位的話，空調發(fā)電系統(tǒng)改變單相電源信號的配線結構以建立三相平衡，改進功率因數(shù)，由此降低系統(tǒng)的整體功耗及其成本。


在閱讀下面的詳細描述，同時參考附圖之后，本發(fā)明的上述目的、其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚，在附圖中圖1是圖示說明傳統(tǒng)空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖；圖2是圖示說明根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖；圖3是圖示說明根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例、操作圖2所示的空調發(fā)電系統(tǒng)的方法的流程圖；圖4是圖示說明根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖；和圖5是圖示說明根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例、操作圖4所示的空調發(fā)電系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將結合附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在附圖中，相同或相似的元件被標以相同的參考標號，即使它們被描繪于不同的圖中。在下面的描述中，忽略了此中結合的對已知功能和配置的詳細描述，以使本發(fā)明的主題不至于不清楚。
例如，根據本發(fā)明的一種能夠解決不平衡相位的空調系統(tǒng)包括3個室外單元和8個室內單元，但是并不限于這樣的例子，而適用于其他的不限定連接到發(fā)電機上的室外和室內單元數(shù)目的例子。
圖2是圖示說明了根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖。
參看圖2，根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)包括8個室內單元111、112、113、121、122、131、132和133；3個室外單元110、120和130，連接到所述八個室內單元111、112、113、121、122、131、132和133；發(fā)電機70，用于通過驅動發(fā)動機來產生室內和室外單元的驅動電源信號；和分配單元80，用于將從發(fā)電機70產生的三相電源信號劃分為單相信號，并向室外或室內單元提供劃分后的相位信號。
空調發(fā)電系統(tǒng)可以進一步包括模制殼體斷路器90，其連接到發(fā)電機70和分配單元80。如果不考慮分配單元80的操作，出現(xiàn)了不平衡相位的話，模制殼體斷路器90阻斷各個室外單元110、120和130接收電源信號。
在該例子中，第一室外單元110連接到三個室內單元111、112、113，第二室外單元120連接到兩個室內單元121、122，第三室外單元130連接到三個室內單元131、132、133，從而使得它們調節(jié)各個室內單元中的流動的制冷劑的量。
從發(fā)電機70產生的三相電源信號通過分配單元80被分成R、S和T相位信號，其被施加給各個室外單元110、120和130。各個室外單元將R/S/T相電源信號傳送到各個室內單元。
此間，發(fā)電機70可以用通用三相電壓發(fā)電機實現(xiàn)，其能夠向室內單元111、112、113、121、122、131、132、133和室外單元110、120、130提供電源信號。例如，可使用熱電聯(lián)產(cogeneration)系統(tǒng)作為發(fā)電機70。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)使用熱電聯(lián)產發(fā)電機來發(fā)電，并且利用熱電聯(lián)產發(fā)電機的廢熱。熱電聯(lián)產系統(tǒng)包括發(fā)動機和熱電聯(lián)產發(fā)電機，用于使用發(fā)動機的旋轉力產生能量，熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括供熱器。供熱器接收發(fā)動機冷卻水的廢熱或者發(fā)動機排氣的其他廢熱，并且將接收到的熱傳送到諸如空調機的目標。
而且，熱電聯(lián)產發(fā)電機所產生的能量用來操作多種電氣設備，諸如電燈和空調機等等。供熱器接收發(fā)動機冷卻水的廢熱或者發(fā)動機排氣的其他廢熱，由此使得其利用接收到的廢熱來進行熱水供應操作，或者向空調機提供接收到的廢熱。
分配單元80包括分配控制器82，其將從發(fā)電機70接收到的三相電源信號劃分成單相信號，將劃分的相位信號傳送到室外單元110、120、130和室內單元111、112、113、121、122、131、132、133，并且控制被施加了三相電源信號或單相電源信號的配線板。
分配單元80進一步包括傳感器81，用于檢測流入能夠向室內和室外單元提供電源信號的配線結構的電流信號的值，使得分配控制器82根據傳感器81的輸出值控制配線結構。
分配控制器82從傳感器81接收供應到各個室內單元111、112、113、121、122、131、132、133和各個室外單元110、120、130的電流信號的值，并根據接收到的電流值計算單相信號中室內和室外單元所消耗的功率信號的值，并且根據計算的功率值控制配線結構以在單相信號中建立相位平衡。
圖3是圖示說明用于解決根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)的不平衡相位的方法的流程圖。下面參考圖3描述用于解決該空調發(fā)電系統(tǒng)的不平衡相位的方法。
參看圖3，驅動發(fā)電機70的發(fā)動機來在步驟S1產生電源信號。
電源信號被傳送到連接到發(fā)電機70的分配單元80，然后被供應給室外單元。電源信號被劃分為各單相信號，使得其作為單相電源信號而被供應到室內單元。
分配單元80使用傳感器81檢測傳送到各個室內和室外單元的電源信號的電流信號的值，根據檢測到的電流值計算所消耗功率的值，并且在步驟S2將單個相位中的計算的功率值進行求和。
例如，假定連接到室外單元110、120、130的每個室內單元111、112、113、121、122、131、132、133消耗了預先確定的功率5HP，每個室外單元消耗預先確定的功率10HP，則第一室外單元110和連接到第一室外單元110的室內單元111、112、113所消耗的功率是R相信號，具有預先確定的功率值25HP，第二室外單元120和連接到第二室外單元120的室內單元121、122所消耗的功率是S相信號，具有預先確定的功率值20HP，第三室外單元130和連接到第三室外單元130的室內單元131、132、133所消耗的功率是T相信號，具有預先確定的功率值25HP。
在此情況下，分配單元80檢測接收R/S/T相電源信號的配線板的電流信號的值，使得它能夠確定有多少R/S/T相電源信號供應給各個室內和室外單元，其方法與上述功耗計算方法相同。
在步驟S3-S5，如果各單相的功耗之和存在差異，分配控制器確定出現(xiàn)了不平衡相位，并計算將由各單相電源信號所消耗的功率量，以建立相位平衡。
在步驟S6，根據所計算的功率量來改變室內或室外單元的某些部分的配線結構，以建立相位平衡。
因此，如果根據所計算的單相功耗，R相信號消耗25HP的功率，S相信號消耗20HP的功率，T相信號消耗25HP的功率，S相信號所消耗的功率相對少于R相和T相信號，導致出現(xiàn)不平衡相位。R/S/T相中每個都必須消耗70HP/3的功率，以建立相位平衡，使得控制配線結構來向第一和第三室外單元提供S相電源信號，以適合于70HP/3的功率。
而且，分配單元80在保持相位平衡后重復地檢查單相的負載，并且改變配線結構以建立相位平衡。
與上述根據第一優(yōu)選實施例對分配單元安裝傳感器的空調發(fā)電系統(tǒng)相區(qū)別，根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)不需要對分配單元安裝傳感器，它通過允許分配單元與室外單元通信，計算單相功耗的值。
圖4是圖示說明根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的空調發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖。
參看圖4，多個室內單元111、112、113、121、122、131、132、133連接到室外單元110、120、130，并且與室外單元110、120、130進行通信，使得在室內單元和室外單元之間傳遞與功耗或負載相關的信息。
在此例中，室內單元通過線纜連接到室外單元，并且根據RS-485通信方案或電力線通信方案與室外單元進行通信，使得可以在室內單元和室外單元之間建立多種有線/無線通信方案，以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
分配單元80’將發(fā)電機70產生的三相電源信號劃分成各單相信號，將劃分的相位信號傳送到室內和室外單元。分配單元80’包括與室外單元110、120、130進行通信的通信單元83’，以及分配控制器82’，用于根據通信單元83’的發(fā)送/接收數(shù)據確定不平衡相位的存在與否，并根據確定的與不平衡相位相關的結果改變配線結構。
此間，如果由室內和室外單元組成的空調系統(tǒng)包括多個室外單元，至少一個室外單元被確定為主(單元)，剩余的室外單元被確定為從(單元)，使得從室外單元可以根據主室外單元的操作命令而受到中央控制。根據本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，第一室外單元110被確定為主室外單元，第二和第三室外單元120和130被確定為從室外單元。
在此情況下，室內單元111根據RS-485通信方案連接到室外單元110，與室外單元110進行通信，并且受到室外單元110的控制。其他室內單元根據RS-485通信方案連接到室內單元111和室外單元110，并且受到主室外單元110的控制。
圖5是圖示說明根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例、解決圖4所示的空調發(fā)電系統(tǒng)的不平衡相位的方法的流程圖。
參看圖5，驅動發(fā)電機的發(fā)動機來產生電源信號。
電源信號被傳送到連接到發(fā)電機的分配單元，然后被供應給室外單元。此外，電源信號被劃分成各單相信號，從而使得其在步驟S11作為單相電源信號被供應給室內單元。
各個室內單元或從室外單元與主室外單元進行通信，并在步驟S12將它們的功耗數(shù)據傳送到主室外單元。
分配單元與主室外單元進行通信，從而使得其接收各個室內和室外單元的功耗數(shù)據。分配單元在步驟S13讀取功耗數(shù)據，并且識別各個室內和室外單元所消耗的三相或單相電源信號的功率的值。
將在各單相中識別的功率值進行求和，功率值的幅度互相進行比較，由此可以根據比較結果在步驟S14確定不平衡相位的存在與否。
如果確定出現(xiàn)了不平衡相位的話，在步驟S15-S16，分配單元根據計算的功率值改變室外單元或室外單元某些部分的配線結構，其方法與本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中的方法相同，由此可以建立相位平衡。
在保持相位平衡之后，分配單元重復地檢查各單相的負載，并改變配線結構以建立相位平衡。
與第一優(yōu)選實施例中相同，假設R相信號的功耗是25HP，S相信號的功耗是20HP，T相信號的功耗是25HP，用于向室外單元提供電源信號的配線結構改變?yōu)榱硪慌渚€結構，其中各單相信號消耗功率70HP/3。例如，設計用來向第二室外單元提供電源信號的S相電源信號還施加到第一和第三室外單元，使得S相電源信號的功耗增加，同時，R/T相電源信號的其他功耗降低，導致在三相位中的相位平衡。
從上述描述可以顯然看出，一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)和方法包括一個或多個室內單元；一個或多個室外單元，用于向室內單元提供單相電源信號；發(fā)電機，用于向室外單元提供電源信號；和分配單元，用于檢查室內單元所消耗的單相功率值，根據檢查到的功率值改變從發(fā)電機傳送到室外單元的電源信號的相位，并且在三相中建立相位平衡。因此，如果在將電源信號供應給空調機的時候出現(xiàn)三相電源信號的不平衡相位，本發(fā)明解決了不平衡相位，由此防止產品被損壞并且增加產品可靠性。
盡管出于說明性目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域技術人員應該清楚，各種修改、添加和替換都是可能的，而且不背離如所附權利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權利要求
1.一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)，包括多個室內單元；和多個室外單元，其中，對室內和室外單元所消耗的各單相驅動電源信號的功率值進行求和，而且，當各單相功耗存在差異時，室內和室外單元的一些部分的電源配線結構自動改變?yōu)榱硪慌渚€結構，產生三相平衡。
2.一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)，包括空調系統(tǒng)，包括一個或多個室內單元和一個或多個室外單元；發(fā)電機，用于向空調系統(tǒng)提供驅動電源信號；和分配單元，用于檢測空調系統(tǒng)的各單相驅動電源信號的功率值，改變從發(fā)電機傳送到空調系統(tǒng)的電源信號的相位的一些部分，并建立三相平衡。
3.根據權利要求2的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，室外單元由三相電源信號驅動。
4.根據權利要求2的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，室內單元由單相電源信號驅動。
5.根據權利要求2的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，分配單元包括傳感器，用于檢測流入配線結構的電流信號，該傳感器從發(fā)電機接收電源信號并向室內和室外單元發(fā)送接收到的電源信號；和分配控制器，用于根據傳感器的輸出電流值計算室內和室外單元的各單相功耗之和，并且在各單相功耗之和存在差異時將配線結構改變?yōu)榱硪慌渚€結構。
6.根據權利要求2的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，室內單元與室外單元進行通信，室內單元傳送功耗數(shù)據到室外單元。
7.根據權利要求6的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，分配單元包括通信單元，用于與室外單元進行通信，并從室外單元接收室內單元和室外單元的功耗數(shù)據；和分配控制器，用于計算室內和室外單元的各單相功耗之和，并且在各單相功耗之和存在差異時改變配線結構，所述配線結構能夠將電源信號從發(fā)電機傳送到室內和室外單元。
8.根據權利要求5或7的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，如果存在各單相功耗的差異，分配控制器將具有較小功耗的相位電源信號連接到其他室外單元或其他室內單元，增加該相位電源信號的功耗。
9.根據權利要求1或2的空調發(fā)電系統(tǒng)，其中，發(fā)電機是熱電聯(lián)產發(fā)電機。
10.一種用于解決空調發(fā)電系統(tǒng)中的不平衡相位的方法，包括以下步驟a)計算室內和室外單元的功耗；b)計算上述計算得到的功耗值之和，以確定不平衡相位的存在與否；和c)當確定存在不平衡相位時，改變供應到室內或室外單元的電源信號的配線結構。
11.根據權利要求10的方法，其中，步驟a)包括以下步驟a1)檢測從發(fā)電機傳送到室外和室內單元的電流信號的值；和a2)根據檢測到的電流值計算各個室外單元和室內單元的功耗。
12.根據權利要求10的方法，其中，步驟a)包括以下步驟a3)將與預先確定范圍內的功耗相關的數(shù)據從室內單元傳送到室外單元；和a4)根據從室外單元接收到的功耗數(shù)據，計算各個室內和室外單元的功耗的值。
13.根據權利要求10的方法，進一步包括以下步驟在步驟a)之前，允許發(fā)電機產生三相電源信號；和將發(fā)電機產生的三相電源信號劃分為三個單相電源信號，并且向室外單元提供該單相電源信號。
14.根據權利要求13的方法，進一步包括以下步驟重復上述步驟，直至解決三相電源信號的不平衡相位。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能夠解決不平衡相位的空調發(fā)電系統(tǒng)，以及一種解決不平衡相位的方法。該空調發(fā)電系統(tǒng)包括一個或多個室內單元；一個或多個室外單元；發(fā)電機，用于向室內和室外單元提供電源信號；和分配單元，用于檢查室內單元所消耗的各單相功率值，改變從發(fā)電機傳送到室內或室外單元的電源信號的相位，并且建立三相平衡。因此，如果在將三相電源信號施加給空調機的過程中出現(xiàn)不平衡相位，該系統(tǒng)解決了不平衡相位，由此其防止產品被損壞并且增加產品可靠性。
文檔編號H02J3/14GK1808828SQ200510129520
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月5日 優(yōu)先權日2004年12月3日
發(fā)明者崔永燮, 趙殷晙, 李在元, 鄭百永, 柳潤鎬 申請人:Lg電子株式會社