一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)榮譽表彰

2016年12月7日，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

圖2為該發(fā)明實施例一提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為該發(fā)明實施例提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的能量流向圖，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》所示太陽能變頻空調(diào)可以為太陽能光伏直流變頻空調(diào)，結(jié)合圖2和圖3所示，圖2中加粗線條表示直流母線，圖3中箭頭指向表示電能流向，該太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)可以包括：太陽能電池陣列100，太陽能變頻空調(diào)的空調(diào)變頻器200和第一直流母線300，太陽能電池陣列100通過第一直流母線300與空調(diào)變頻器200相連，太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200；圖2同時也示出了空調(diào)變頻器200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，空調(diào)變頻器200可以包括：整流逆變并網(wǎng)模塊210，逆變功率模塊220和第二直流母線230，整流逆變并網(wǎng)模塊210通過第二直流母線230與逆變功率模塊220相接；第一直流母線300與第二直流母線230并聯(lián)相接。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例所示的直流變頻空調(diào)的空調(diào)變頻器設置于公用電網(wǎng)和變頻空調(diào)的空調(diào)機組之間，具體的，整流逆變并網(wǎng)模塊210外接于公用電網(wǎng)，公用電網(wǎng)可以為市電電網(wǎng)或企業(yè)、家庭、社區(qū)間的公用電網(wǎng)等，逆變功率模塊220外接太陽能變頻空調(diào)的空調(diào)機組，該發(fā)明實施例所指空調(diào)機組可以為太陽能變頻空調(diào)的空調(diào)壓縮機等需要進行供電的部件。

可選的，該發(fā)明實施例提供的空調(diào)變頻器可以為兩電平變頻器或三電平變頻器。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的整流逆變并網(wǎng)模塊210可根據(jù)太陽能電池陣列100提供的功率與空調(diào)機組所需功率的情況，進行公用電網(wǎng)的交流電至直流電的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)整流功能，以對逆變功率模塊進行供電，也可進行太陽能電池陣列100提供的直流電至交流電的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)逆變并網(wǎng)功能，以向公用電網(wǎng)回饋電能，具體過程如下：

當太陽能電池陣列100提供的功率小于空調(diào)機組所需功率時，整流逆變并網(wǎng)模塊210從外接的公用電網(wǎng)中獲取交流電，將獲取的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后，輸送給逆變功率模塊220，補足空調(diào)機組所缺電量；

當太陽能電池陣列100提供的功率大于空調(diào)機組所需功率時，整流逆變并網(wǎng)模塊210將太陽能電池陣列100提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)，太陽能電池陣列100提供的多余直流電為太陽能電池陣列100提供的直流電在滿足空調(diào)機組所需功率的情況下，所剩余的直流電，具體可用公式表示為：太陽能電池陣列100提供的多余直流電=太陽能電池陣列100提供的直流電-空調(diào)機組所需的直流電；

當太陽能電池陣列100提供的功率等于空調(diào)機組所需功率時，整流逆變并網(wǎng)模塊210不工作；

當空調(diào)機組空閑，不處于工作狀態(tài)時，整流逆變并網(wǎng)模塊210將太陽能電池陣列100提供的所有的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)。

在上述情況下，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的逆變功率模塊220也有對應的工作流程：

當太陽能電池陣列100提供的功率小于空調(diào)機組所需功率時，逆變功率模塊220將太陽能電池陣列100提供的直流電和整流逆變并網(wǎng)模塊210提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，驅(qū)動空調(diào)機組工作；

當太陽能電池陣列100提供的功率大于或等于空調(diào)機組所需功率時，將太陽能電池陣列100提供的與空調(diào)機組所需功率對應的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，驅(qū)動空調(diào)機組工作；具體的，當太陽能電池陣列100提供的功率大于空調(diào)機組所需功率時，太陽能電池陣列100提供的直流電的一部分將提供給逆變功率模塊220，另一部分將通過整流逆變并網(wǎng)模塊210輸送給公用電網(wǎng)，太陽能電池陣列100提供給逆變功率模塊220的直流電應能滿足空調(diào)機組所需的功率；當太陽能電池陣列100提供的功率等于空調(diào)機組所需功率時，太陽能電池陣列100提供的直流電將全部提供給逆變功率模塊220，以使逆變功率模塊220能夠?qū)照{(diào)機組進行驅(qū)動；

當空調(diào)機組空閑，不處于工作狀態(tài)時，逆變功率模塊220將停止工作。

優(yōu)選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的整流逆變并網(wǎng)模塊210為具有整流和逆變并網(wǎng)功能的四象限變流器，也可選為具有整流和逆變并網(wǎng)功能的PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）整流器；逆變功率模塊220可以為DC（Direct Current，直流）/AC（Alternating Current，交流）逆變器。

需要說明的是，整流逆變并網(wǎng)模塊210的整流和逆變并網(wǎng)之間的切換可根據(jù)能量管理算法和整流控制算法進行，能量管理算法控制公用電網(wǎng)和太陽能電池陣列100的能量流向，整流控制算法控制整流逆變并網(wǎng)模塊210是處于整流狀態(tài)還是逆變并網(wǎng)狀態(tài)；以整流逆變并網(wǎng)模塊210為PWM整流器為例，PWM整流器可根據(jù)能量管理算法控制公用電網(wǎng)和太陽能電池陣列100的能量流向，根據(jù)PWM整流器控制算法確定PWM整流器是處于整流狀態(tài)還是逆變并網(wǎng)狀態(tài)。

為使《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的整流逆變并網(wǎng)模塊210的結(jié)構(gòu)更為清楚，下面對整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)進行描述，值得注意的是，以下描述的整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)僅為可選方式，依照該發(fā)明實施例公開的整流逆變并網(wǎng)模塊210的原理，該領(lǐng)域技術(shù)人員可對下述具體結(jié)構(gòu)進行等同替換或變換，該等同替換或變換所得出的整流逆變并網(wǎng)模塊的具體結(jié)構(gòu)，也應屬于該發(fā)明實施例的保護范圍。

圖4為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的整流逆變并網(wǎng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖4，整流逆變并網(wǎng)模塊210可以包括：可實現(xiàn)AC/DC整流和DC/AC逆變并網(wǎng)的整流逆變并網(wǎng)電路2101，和控制電路2102；

整流逆變并網(wǎng)電路2101工作在AC/DC整流狀態(tài)時，將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，輸送給逆變功率模塊220；

整流逆變并網(wǎng)電路2101工作在DC/AC逆變并網(wǎng)狀態(tài)時，將太陽能電池陣列100提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)；

控制電路2102與整流逆變并網(wǎng)電路2101相連，用于在太陽能電池陣列100提供的功率小于空調(diào)機組所需功率時，控制整流逆變并網(wǎng)電路2101處于AC/DC整流工作狀態(tài)，以使整流逆變并網(wǎng)電路2101將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后，輸送給逆變功率模塊220，在太陽能電池陣列100提供的功率大于空調(diào)機組所需功率時，控制整流逆變并網(wǎng)電路2101處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，以使太陽能電池陣列100提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)，在空調(diào)機組空閑時，控制整流逆變并網(wǎng)電路2101處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，以使太陽能電池陣列100提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)。

具體的，控制電路2102可根據(jù)能量管理算法和整流控制算法實現(xiàn)整流逆變并網(wǎng)電路2101在AC/DC整流和DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)間的切換控制。

可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210還可以包括：MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率點跟蹤）電路（未圖示），用于跟蹤控制太陽能電池陣列100的MPPT輸出，以使太陽能電池陣列100始終工作在最大功率輸出。

具體的，MPPT電路可根據(jù)MPPT算法實現(xiàn)太陽能電池陣列100的MPPT輸出的跟蹤控制；可選的，MPPT電路可控制第一直流母線300的輸出電壓在預設范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以保證太陽能電池陣列100的MPPT輸出。

需要說明的是，MPPT電路不一定要設置在具有圖4所示結(jié)構(gòu)的整流逆變并網(wǎng)模塊中。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例太陽能電池陣列100提供的功率具體可通過檢測第一直流母線300的直流電壓和電流，從而得到太陽能電池陣列100提供的功率；對于空調(diào)機組所需的功率則由變頻空調(diào)當前的工況決定，該發(fā)明實施例對于太陽能電池陣列100提供的功率和空調(diào)機組所需的功率的具體檢測方式并不設限。

太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)變頻器的整流逆變并網(wǎng)模塊可根據(jù)太陽能電池陣列提供的功率與空調(diào)機組所需功率的情況，進行公用電網(wǎng)的交流電至直流電的整流、和太陽能電池陣列提供的直流電至交流電的逆變并網(wǎng)的切換，使得在太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，整流逆變并網(wǎng)模塊可將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后輸送給公用電網(wǎng)，解決了2012年6月前太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)向市電電網(wǎng)回饋電能的方式存在不足的問題；同時《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)不采用光伏并網(wǎng)逆變器，只是在空調(diào)變頻器上進行改進，減小了太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的體積，降低了安裝維護成本。

圖5為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例二提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2和圖5所示，圖5所示太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)與圖2所示系統(tǒng)相比，圖5所示系統(tǒng)還包括：DC/DC變壓模塊400；

DC/DC變壓模塊400用于將太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電的電壓調(diào)節(jié)至預設范圍。

DC/DC變壓模塊400主要對太陽能電池陣列100產(chǎn)生的低壓直流進行升壓處理，使得輸送入變頻器200的電壓能達到預設范圍。

可選的，DC/DC變壓模塊400還可以設置MPPT電路，通過MPPT算法實現(xiàn)太陽能電池陣列100的MPPT輸出的跟蹤控制。可選的，DC/DC變壓模塊400可通過對太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電的電壓調(diào)節(jié)、使得太陽能電池陣列100的輸出功率最大化，實現(xiàn)太陽能電池陣列100的MPPT輸出。

可選的，DC/DC變壓模塊400可以由IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectT ransistor，金屬-氧化層-半導體-場效晶體管）、IGCT（Intergrated Gate Commutated Thyristors，集成門極換流晶閘管）、晶閘管等功率半導體器件來實現(xiàn)直流變壓功能。

可選的，DC/DC變壓模塊400可以設置在太陽能電池陣列100與空調(diào)變頻器200之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例二所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖6為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例三提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖5和圖6所示，圖6所示系統(tǒng)與圖5所示系統(tǒng)相比，圖6所示系統(tǒng)還包括：光伏匯流模塊500。

太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電在光伏匯流模塊500內(nèi)匯流后，經(jīng)DC/DC變壓模塊400調(diào)節(jié)后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例三適用于大規(guī)模的需要進行光伏匯流的太陽能電池陣列。

可選的，光伏匯流模塊500可以為光伏匯流箱，光伏匯流模塊500可以設置在太陽能電池陣列100與DC/DC變壓模塊400之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例三所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖7為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例四提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖5和圖7所示，圖7所示系統(tǒng)與圖5所示系統(tǒng)相比，圖7所述系統(tǒng)還包括：配電單元600。

太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電在配電單元600內(nèi)配電后，經(jīng)DC/DC變壓模塊400調(diào)節(jié)后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

可選的，配電單元600設置于太陽能電池陣列100和DC/DC變壓模塊400之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例四所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖8為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例五提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖6和圖8所示，圖6所示系統(tǒng)與圖8所示系統(tǒng)相比，圖8所述系統(tǒng)還包括：配電單元600。

光伏匯流模塊500匯流后的直流電在配電單元600內(nèi)配電后，經(jīng)DC/DC變壓模塊400調(diào)節(jié)后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

可選的，配電單元600設置于光伏匯流模塊500和DC/DC變壓模塊400之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例五所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖9為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例六提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2和圖9所示，圖9所示系統(tǒng)與圖2所示系統(tǒng)相比，還包括：光伏匯流模塊500。

太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電在光伏匯流模塊500內(nèi)匯流后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

可選的，光伏匯流模塊500可以為光伏匯流箱，光伏匯流模塊500可以設置在太陽能電池陣列100與空調(diào)變頻器200之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例六所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖10為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例七提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2和圖10所示，圖10所示系統(tǒng)與圖2所示系統(tǒng)相比，還包括：配電單元600。

太陽能電池陣列100產(chǎn)生的直流電在配電單元600內(nèi)配電后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

可選的，配電單元600可以設置在太陽能電池陣列100與空調(diào)變頻器200之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例七所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

圖11為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例八提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖9和圖11所示，圖11所示系統(tǒng)與圖9所示系統(tǒng)相比，還包括：配電單元600。

光伏匯流模塊500匯流后的直流電在配電單元600內(nèi)配電后，通過第一直流母線300輸送入空調(diào)變頻器200。

可選的，配電單元600可以設置在光伏匯流模塊500與空調(diào)變頻器200之間。

可選的，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例八所示整流逆變并網(wǎng)模塊210的具體結(jié)構(gòu)可如圖4所示；可選的，整流逆變并網(wǎng)模塊210可設置有MPPT電路。

1.《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》特征在于，包括：太陽能電池陣列，空調(diào)變頻器和第一直流母線，所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器；所述空調(diào)變頻器包括：整流逆變并網(wǎng)模塊，逆變功率模塊和第二直流母線，所述整流逆變并網(wǎng)模塊和所述逆變功率模塊通過所述第二直流母線連接，所述第一直流母線和所述第二直流母線并聯(lián)相接；其中，所述整流逆變并網(wǎng)模塊，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于空調(diào)機組所需功率時，將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后，輸送給所述逆變功率模塊，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)，在所述空調(diào)機組空閑時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)；所述逆變功率模塊，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電和所述整流逆變并網(wǎng)模塊提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，驅(qū)動所述空調(diào)機組工作，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于或等于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的與所述空調(diào)機組所需功率對應的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，驅(qū)動所述空調(diào)機組工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述整流逆變并網(wǎng)模塊包括：整流逆變并網(wǎng)電路和控制電路；所述整流逆變并網(wǎng)電路的工作狀態(tài)包括：AC/DC整流工作狀態(tài)和DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，所述整流逆變并網(wǎng)電路處于AC/DC整流工作狀態(tài)時，將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，輸送給所述逆變功率模塊，所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)；

所述控制電路與所述整流逆變并網(wǎng)電路相連，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于所述空調(diào)機組所需功率時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于AC/DC整流工作狀態(tài)，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，以使所述整流逆變并網(wǎng)電路將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)，在所述空調(diào)機組空閑時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述整流逆變并網(wǎng)模塊還包括：最大功率點跟蹤MPPT電路；所述MPPT電路，用于跟蹤控制所述太陽能電池陣列的MPPT輸出，以使所述太陽能電池陣列始終工作在最大功率輸出的狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：DC/DC變壓模塊；所述DC/DC變壓模塊，用于將所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電的電壓調(diào)節(jié)至預設范圍；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器；所述DC/DC變壓模塊還包括：MPPT電路，用于跟蹤控制所述太陽能電池陣列的MPPT輸出，以使所述太陽能電池陣列始終工作在最大功率輸出的狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：光伏匯流模塊；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述光伏匯流模塊內(nèi)匯流后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：配電單元；所述光伏匯流模塊匯流后的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：配電單元；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：光伏匯流模塊；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述光伏匯流模塊內(nèi)匯流后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：配電單元；所述光伏匯流模塊匯流后的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：配電單元；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》涉及電力電子及家用電器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)。

圖1為2012年6月前技術(shù)中一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例一提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為該發(fā)明實施例提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的能量流向圖；

圖4為該發(fā)明實施例提供的整流逆變并網(wǎng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為該發(fā)明實施例二提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為該發(fā)明實施例三提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為該發(fā)明實施例四提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為該該發(fā)明實施例五提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為該發(fā)明實施例六提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為該發(fā)明實施例七提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為該發(fā)明實施例八提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)專利目的

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)，以解決2012年6月前太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)向市電電網(wǎng)回饋電能的方式存在不足，及由于采用光伏并網(wǎng)逆變器而造成的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的體積較大、安裝維護成本較高的問題。

一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)方案

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》包括：太陽能電池陣列，空調(diào)變頻器和第一直流母線，所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器；所述空調(diào)變頻器包括：整流逆變并網(wǎng)模塊，逆變功率模塊和第二直流母線，所述整流逆變并網(wǎng)模塊和所述逆變功率模塊通過所述第二直流母線連接，所述第一直流母線和所述第二直流母線并聯(lián)相接；其中，所述整流逆變并網(wǎng)模塊，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于空調(diào)機組所需功率時，將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后，輸送給所述逆變功率模塊，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)，在所述空調(diào)機組空閑時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，輸送給公用電網(wǎng)；所述逆變功率模塊，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電和所述整流逆變并網(wǎng)模塊提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后，驅(qū)動所述空調(diào)機組工作，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于或等于所述空調(diào)機組所需功率時，將所述太陽能電池陣列提供的與所述空調(diào)機組所需功率對應的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，驅(qū)動所述空調(diào)機組工作。

可選的，所述整流逆變并網(wǎng)模塊包括：整流逆變并網(wǎng)電路和控制電路；所述整流逆變并網(wǎng)電路的工作狀態(tài)包括：AC/DC整流工作狀態(tài)和DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，所述整流逆變并網(wǎng)電路處于AC/DC整流工作狀態(tài)時，將公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，輸送給所述逆變功率模塊，所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)時，將所述太陽能電池陣列提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)；所述控制電路與所述整流逆變并網(wǎng)電路相連，用于在所述太陽能電池陣列提供的功率小于所述空調(diào)機組所需功率時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于AC/DC整流工作狀態(tài)，在所述太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)，以使所述整流逆變并網(wǎng)電路將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給公用電網(wǎng)，在所述空調(diào)機組空閑時，控制所述整流逆變并網(wǎng)電路處于DC/AC逆變并網(wǎng)工作狀態(tài)。

可選的，所述整流逆變并網(wǎng)模塊還包括：最大功率點跟蹤MPPT電路；所述MPPT電路，用于跟蹤控制所述太陽能電池陣列的MPPT輸出，以使所述太陽能電池陣列始終工作在最大功率輸出的狀態(tài)。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：DC/DC變壓模塊；所述DC/DC變壓模塊，用于將所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電的電壓調(diào)節(jié)至預設范圍；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器；所述DC/DC變壓模塊還包括：MPPT電路，用于跟蹤控制所述太陽能電池陣列的MPPT輸出，以使所述太陽能電池陣列始終工作在最大功率輸出的狀態(tài)。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：光伏匯流模塊；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述光伏匯流模塊內(nèi)匯流后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：配電單元；所述光伏匯流模塊匯流后的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：配電單元；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，經(jīng)所述DC/DC變壓模塊調(diào)節(jié)，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：光伏匯流模塊；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述光伏匯流模塊內(nèi)匯流后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：配電單元；所述光伏匯流模塊匯流后的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：配電單元；所述太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電在所述配電單元內(nèi)配電后，通過所述第一直流母線輸送入所述空調(diào)變頻器。

一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)改善效果

基于上述技術(shù)方案，《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》實施例提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)變頻器的整流逆變并網(wǎng)模塊可根據(jù)太陽能電池陣列提供的功率與空調(diào)機組所需功率的情況，進行公用電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電的整流、和太陽能電池陣列提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電的逆變并網(wǎng)的切換，使得在太陽能電池陣列提供的功率大于所述空調(diào)機組所需功率時，整流逆變并網(wǎng)模塊可將所述太陽能電池陣列提供的多余直流電轉(zhuǎn)化為交流電后輸送給公用電網(wǎng)，解決了2012年6月前太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)向市電電網(wǎng)回饋電能的方式存在不足的問題；同時該發(fā)明實施例提供的太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)不采用光伏并網(wǎng)逆變器，只是在空調(diào)變頻器上進行改進，減小了太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的體積，降低了安裝維護成本。

隨著光伏發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展，太陽能光伏空調(diào)作為太陽能光伏發(fā)電的一種應用形式得到了快速發(fā)展，其中以太陽能變頻空調(diào)尤為明顯。圖1為2012年6月前技術(shù)中一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)包括：太陽能電池陣列、直流升壓模塊、光伏并網(wǎng)逆變器、二極管、整流濾波器和直流變頻空調(diào)。其工作原理如下：當直流變頻空調(diào)工作時，太陽能電池陣列產(chǎn)生的低壓直流電經(jīng)直流升壓模塊升壓后接入直流變頻空調(diào)中，經(jīng)直流變頻空調(diào)內(nèi)置的逆變器處理后驅(qū)動空調(diào)機組工作；當直流變頻空調(diào)空閑時，直流升壓模塊升壓后的直流電經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器處理后，回饋至市電電網(wǎng)；當太陽能電池陣列產(chǎn)生的電能不足以提供直流變頻空調(diào)工作時，直流變頻空調(diào)由經(jīng)整流濾波器處理后的市電供電，圖1中箭頭表示能量流向。

《一種太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)》的發(fā)明人在實現(xiàn)該發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)：2012年6月前太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)回饋至市電電網(wǎng)的電能均由光伏并網(wǎng)逆變器提供，當太陽能電池陣列提供的電能大于直流變頻空調(diào)所需時，太陽能電池陣列提供的多余電能并無法回饋至電網(wǎng)，2012年6月前太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)向市電電網(wǎng)回饋電能的方式存在不足；同時光伏并網(wǎng)逆變器的使用使得太陽能變頻空調(diào)系統(tǒng)的體積較大、安裝維護成本較高。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法專利目的

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》主要是提供一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，能高效、可靠運行。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法技術(shù)方案

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設置有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上設置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上還設置有用于控制所述控制器降溫回路的節(jié)流裝置。節(jié)流裝置用于控制控制器降溫回路的通斷。

作為優(yōu)選，所述節(jié)流裝置為電磁節(jié)流閥。

作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。

作為優(yōu)選，所述室外換熱器和室內(nèi)換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通。即控制器降溫回路一端分兩路與主冷媒回路連接，一路連接在室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，另一路連接在第一節(jié)流閥和室內(nèi)換熱器之間的管路上，從而可同時在制冷和制熱模式下保證控制器降溫回路的作用。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設置有第二單向閥，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設置有第三單向閥。

作為優(yōu)選，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器。

作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括檢測壓縮機排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內(nèi)換熱器進口溫度的室內(nèi)換熱器進口傳感器、檢測室內(nèi)換熱器盤管溫度的室內(nèi)換熱器盤管傳感器、檢測室內(nèi)環(huán)境溫度的室內(nèi)傳感器和檢測室內(nèi)換熱器出口溫度的室內(nèi)換熱器出口傳感器。

一種如權(quán)利要求1所述變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，所述控制器降溫回路上設置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和變頻控制器風機，其特征在于，包括以下步驟：

（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；

（2）控制器降溫回路降溫步驟：

當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，所述控制器降溫回路關(guān)閉，所述變頻控制器風機通電運行；

當90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，所述變頻控制器風機斷電；

作為優(yōu)選，所述步驟2中當TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，控制器限頻運行。

作為優(yōu)選，所述步驟2中：當TA下降至83攝氏度時，停止所述控制器回路降溫步驟。

作為優(yōu)選，所述步驟2中當TA＜85攝氏度且f0≥fa時，所述控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，所述變頻控制器風機為斷電狀態(tài)。

作為優(yōu)選，制冷運行時，根據(jù)室內(nèi)換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，制熱運行時，根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，當室外環(huán)境溫度TC≤-15攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟，所述變頻控制器風機通電運行。

作為優(yōu)選，當TD-TE＜2攝氏度時，增大所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當TD-TE＞4攝氏度時，減小所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。

上述TD為變頻散熱器的出口端溫度，TE為壓縮機進氣端溫度。

作為優(yōu)選，排氣傳感器TB＞102攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟。

一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法有益效果

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》制冷時進行電機降溫或噴液冷卻控制器，來降低控制器溫度，實現(xiàn)機組高溫環(huán)境制冷運行；低溫制熱時，進行噴氣，提高進氣量來提升制熱量，使得控制器可靠、高效運行；《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》自動調(diào)節(jié)控制器溫度，有效提高控制器可靠性，實現(xiàn)高環(huán)境溫度下制冷、制熱高頻率運行，提高了高溫制冷量和低溫制熱量，使得房間快速回溫。

《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》屬于空調(diào)器領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

附圖1是《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》制冷運行時的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是《一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法》制熱運行時的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

標號說明：1、壓縮機；2、四通換向閥；3、室外換熱器；4、室外換熱器風機；5、第一過濾器；6、第一節(jié)流閥；7、第二過濾器；8、室內(nèi)換熱器；9、第一單向閥；10、室內(nèi)換熱器風機；11、變頻控制器風機；12、變頻散熱器；13、變頻控制器熱交換器；14、電磁節(jié)流閥；15、第二單向閥；16、第三單向閥；TP1、排氣傳感器；TP2、回氣傳感器；TP3、室外傳感器；TP4、室外盤管傳感器；TP5、室內(nèi)換熱器進口傳感器；TP6、室內(nèi)換熱器盤管傳感器；TP7、室內(nèi)傳感器；TP8、室內(nèi)換熱器出口傳感器；TP9、散熱器出口傳感器；TP10、散熱器傳感器。