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(yuǎn)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、控制閥門與室內(nèi)蒸發(fā)器通過管路連接成回路；；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。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O. 5^0. 6_2，所述繞組線圈的高度為14(Γ160 ;所述冷凝器包括風(fēng)扇電機，所述風(fēng)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O. 2^0. 3mm2, 所述繞組線圈的高度為80、0。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O. 55、. 65mm2，所述繞組線圈的高度為 150^170 ;所述冷凝器包括風(fēng)扇電機，所述風(fēng)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O. 3^0. 4_2，所述繞組線圈的高度為9(Γ100。優(yōu)選地，所述風(fēng)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(fēng)扇電機的結(jié)構(gòu)，使得風(fēng)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(fēng)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。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)載一定的情況下，采樣電路24檢測采樣電壓，進(jìn)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(dāng)輸入電壓UO升高時，變壓器次級輸出電壓Ul增大，光耦導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)通時間，使輸出電壓Ul升高，進(jìn)而輸出穩(wěn)定的電壓。在本實施中，通過以下措施達(dá)到優(yōu)化空調(diào)器性能的目標(biāo)
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(jìn)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(jìn)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(jìn)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
1)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(fù)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(fēng)扇電機的性能風(fēng)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(fù)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(fēng)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(fù)載，進(jìn)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
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(fēng)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(fēng)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(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.O. .5^0. 6_2，所述繞組線圈的高度為14(Tl60mm ;所述室外機包括風(fēng)扇電機,所述風(fēng)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O. 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.O. .55、. 65mm2，所述繞組線圈的高度為15(T170 mm;所述室外機包括風(fēng)扇電機，所述風(fēng)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O. 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(fēng)扇電機的定子采用異形槽硅鋼片。
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)的出口通過第二管道(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。
全文摘要
本發(fā)明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；室外機包括冷凝器、風(fēng)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；控制器為開關(guān)電源。本發(fā)明寬電壓空調(diào)器通過優(yōu)化壓縮機及風(fēng)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F24F13/30GK102607104SQ20111045853
公開日2012年7月25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)明者劉忠民, 王宏翔, 車翔, 陳文俊 申請人:廣東科龍空調(diào)器有限公司, 海信科龍電器股份有限公司