CN104964373A - 空调***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调***及其控制方法，空调***由光电供电组和空调机组复合构成，其中，光电供电组包括控制单元、光伏组件和电网，具体地，光伏组件和电网以互补的方式为空调机组供电；而空调机组由相互连接的压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流装置、室内换热器及集热器构成，其中，第一节流装置与室内换热器之间设置有三通阀，而集热器连接在第一节流装置与三通阀之间。该技术方案通过外界的温度、光照等条件控制三通阀、四通阀的工作，以使空调机组能够在制冷、光能制热、常规制热等多种工作模式之间进行自动切换，同时光伏组件还可与电网以互补的方式为空调机组供电，从而该空调***能够充分利用太阳能和热能实现其降低能耗的目的。

Description

空调***及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调***及其控制方法。

背景技术

全球建筑供热和生活热水能耗很大，发达国家较高的生活水平以及生活***的提高会保持热水能耗的高速增长。然而传统的供热***主要基于化石燃料燃烧的方式，不仅效率低、而且污染严重，而生活热水***则主要采用燃气热水器和电热水器，存在能源品位浪费的问题，因而，供热和生活热水越来越成为节能减排、治理雾霾的重点关注领域之一。近年来，太阳能热水器和空气源热泵热水器得到了较大的发展，但是，当太阳辐射不足时，太阳能热水器或供热***的制热效果将大打折扣，通常需要一套备份***来保障阴雨天气以及太阳辐射较差时候的供热可靠性，从而降低了其节能效果。此外，太阳能集热器较高的投资成本和较大的安装面积要求也是制约其进一步大面积推广应用的障碍。而对于空气源热泵热水器或供热***，由于其制热效率和制热量均会随外界气温的降低而不断衰减，从而也就降低了其低温下的制热可靠性。同时，目前的空气源热泵只能利用空气中的热能，无法有效利用太阳辐射能，而实际上冬季的很多时候气温虽然很低，但太阳辐射强度仍足以制取所需要的热水，然而利用的光电效应与光热效应的空调***至今也未有人提出。

因此，如何提出一种能够将太阳能利用技术和空气热能利用技术有机结合，实现这两种可再生能源的优势互补，且能够有效降低制热***的投资成本的空调***成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

因此，本发明的一个目的在于提供了一种能够将太阳能技术和空气热能技术有机结合，实现这两种可再生能源的优势互补，且能够有效降低制热***的投资成本的空调***。

因此，本发明的另一个目的在于提供了一种空调***的控制方法，用于上述空调***。

有鉴于此，本发明第一方面的实施例提供了一种空调***，包括：光电供电组，所述光电供电组包括控制单元、光伏组件和电网，其中，所述光伏组件和所述电网并联至所述控制单元；空调机组，与所述控制单元连接，包括相互连接的压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流装置、室内换热器和集热器，其中，所述第一节流装置与所述室内换热器之间设置有三通阀，所述集热器的一端与所述第一节流装置连接，所述集热器的另一端连接至所述三通阀；其中，所述光伏组件与所述电网通过所述控制单元以互补的方式向所述空调机组供电，以使所述空调机组工作。

根据本发明的实施例的空调***，通过利用光伏组件的光电效应能够将太阳的光能转换成电能，从而可利用该光伏组件产生的光伏电能驱动空调机组运行，以达到空调***制冷、制热的目的，同时，该光伏组件还能够与电网一起以互补的方式为空调机组供电，也就是说，当光伏组件产生的光伏电能不能够满足空调机组的用电需求时，电网能够及时地向空调机组供电，以弥补光伏电能的不足，从而提高了空调***在光照强度不足时(如阴雨天)其制热制冷的可靠性，进而使得，不论是晴天还是阴雨天，空调***都能够可靠地进行制冷或制热。而当光伏组件产生的光伏电能多余空调机组所需电能时，多余的光伏电能还能够流入到电网，并储存在电网内，从而在阳光充足时，光伏组件可充分地利用太阳能发电，以提高对太阳能的利用率。此外，该空调机组，还能够通过集热器利用空气中的热源，以实现制热房间的目的，也就是说在空调机组的制热过程中，若外界的光照较好，则空调机组能够利用集热器将空气中的热能收集起来，进而能够利用该热能对房间进行制热，即在此制热过程中，空调机组能够利用集热器收集的热能为房间制热，从而能够减少空调机组在此制热过程中对电能的损耗，其中，在此过程中，由于光照条件较好，因而光伏组件还能够产生大量的光伏电能，该光伏电能一部分用于给空调机组供电，另一部分则被转入至并储存在电网内，从而提高了空调***对太阳能的利用率。

具体地，在夏季等晴朗天气，光照条件良好，外界温度较高，此时房间内部需要进行制冷降温，因而，压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流装置、三通阀、室内换热器能够组成制冷循环回路并能够在光伏组件的作用下，对房间进行光能制冷，进而能够持续向房间提供冷量。而在夏季等阴雨天气，外界的光照条件不好，但外界的温度依旧较高，因此，房间内部依旧需要进行制冷降温，此时，压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流装置、三通阀、室内换热器组成的制冷循环回路则可在电网的作用下或光伏组件与电网的共同作用下，对房间进行电能制冷或光电制冷，从而，该空调机组依旧能够向房间内持续提供冷量。而当外界环境温度较低，光照条件良好时，如冬季晴天，房间内部需要进行制热供暖，因而压缩机、四通阀、室内换热器、三通阀、第二节流装置、集热器、第一节流装置、室外换热器可组成第一制热循环回路，此时，第一制热循环回路在光伏组件、集热器的作用下能够源源不断地产生热量，以使房间内的温度升高，从而即可达到制热房间的目的。相反地，若当外界环境温度较低，而光照条件又不好时，如冬季阴雨天，此时，房间内部依旧需要进行制热供暖，但是集热器却不能为空调机组提供所需热量，光伏组件也不能够产生足够多的光伏电能驱动空调机组工作，因而压缩机、四通阀、室内换热器、三通阀、室外换热器便可组成第二制热循环回路，且该第二制热循环回路也能够在电网的单独作用下进行电能常规制热，从而也能够源源不断地产生热量，以达到制热房间的目的。因而该空调***，不论是晴天还是阴雨天，不论是冬季还是夏季都能够可靠地对房间进行制冷或制热，从而提高了空调***的可靠性。

其中，控制单元在制冷、制热的循环过程中，能够对光伏组件产生的光伏电能和电网电能进行管控，具体地，当光伏组件产生的光伏电能大于空调机组所需电能时，控制单元能够将多余的光伏电能转入电网并储存在电网中，当光伏组件产生的光伏电能等于空调机组所需电能时，空调机组对电网电能为零能耗，而当光伏组件产生的光伏电能小于空调机组所需电能时，由电网电能补偿空调机组所需电能，从而能够实现对空调机组的智能供电。

此外，值得说明的是，该申请将光能、热能与压缩式空调***有机地结合在一起，结构简单，成本低廉，从而可提高空调***的市场竞争力。

另外，本发明提供的上述实施例中的空调***还可以具有如下附加技术特征：

具体地，所述光电供电组还包括：第一交/直流转换单元，所述第一交/直流转换单元的一端与所述控制单元连接，所述第一交/直流转换单元的另一端分出两个支路，第一支路与所述光伏组件连接，第二支路与所述电网连接，其中，所述第一交/直流转换单元用于使所述光伏组件产生的光伏直流电转换成所述空调机组所需的交流电；第二交/直流转换单元，设置在所述第二支路上，其中，所述第二交/直流转换单元用于使所述光伏组件产生的光伏直流电转换成交流电并储存在所述电网中。

根据本发明的实施例的空调***，光伏组件产生的电能为直流电，而空调机组所需要的电能为220V/380V的交流电，因此，第一交/直流转换单元能够将光伏组件产生的直流电转换成空调机组所需的交流电，以使空调机组能够正常工作，而第二交/直流转换单元在光伏组件产生的光伏电能大于空调机组所需的电能时，还能够将多余的光伏电能转换成能够储存在电网中的交流电，进而能够储存在电网内，从而可提高光伏组件对太阳光的利用率。

具体地，所述空调机组还包括：第二节流装置，设置在所述集热器与所述三通阀之间。

根据本发明的实施例的空调***，在制热模式下，经压缩机高温压缩后的高温高压的制冷剂在室内换热器中冷凝散热后变成高压的液态制冷剂，因而，可利用第二节流装置对其行节流降压，以使其变成低温、低压的气液混合的制冷剂，因而该气液混合的制冷剂在循环流通至集热器时便能够蒸发吸收更多的热量，从而便能够提高空调机组的制热效率。

具体地，所述空调机组还包括：检测器，用于检测室外的温度值和光照度值；控制器，与所述检测器、所述三通阀、所述四通阀连接，用于根据所述检测器检测的所述温度值及所述光照度值控制所述三通阀、所述四通阀的工作。

根据本发明的实施例的空调***，检测器包括温度传感器和光照传感器，其中，温度传感器用于检测室外的温度值，并将该温度值发送至控制器，光照传感器用于检测室外的光照度值，并将该光照度值发送至控制器，具体地，当控制器接收到温度传感器发送的温度值和光照传感器发送的光照度值以后，能够将温度值与光照度值与预设温度值和预设光照度值进行比较，若温度传感器检测的温度值大于第一预设温度值，即房间需要制冷降温，此时，控制器会发出控制信号，使四通阀的出口与室外换热器导通，即制冷剂从压缩机出来后优先经过室外换热器进行冷凝散热，以将制冷剂中的热量散发掉，然后经过第一节流装置进入室内换热器，并在室内换热器内吸热蒸发，进而可吸收掉房间内的热量，以达到制冷房间的目的，此后，制冷剂从室内换热器回到压缩机中，以完成一个制冷循环。相反地，若温度值小于第二预设温度值，即房间需要制热供暖，此时，控制器会发出控制信号，使四通阀的出口与室内换热器导通，即制冷剂从压缩机出来后优先经过室内换热器进行冷凝散热，从而可加热房间内的空气，以达到制热房间的目的，然后才经过室外换热器，并在室外换热器进行蒸发吸热后回到压缩机，以完成一个制热循环。同时，在制热循环的过程中，空调机组还可利用集热器来收集空气中的热能，从而可提高空调机组的制热效率，具体地，若控制器接收到的光照度值大于或等于预设光照度值，即外界的光照条件良好，如冬季晴天，此时，三通阀的出口与集热器导通，因而经室内换热器冷凝散热后的制冷剂便能够通过集热器充分吸收空气中的热能，然后在室外换热器中再次吸收空气中的热能，从而该制冷剂再次循环流通至室内换热器时便能够冷凝散发掉更多的热量，进而能够大幅度提高空调机组的制热效率，此时，空调机组为热能制热模式。相反地，若控制器接收到的光照度值小于预设光照度值，即外界的光照条件较差，如冬季阴雨天，此时，三通阀的出口直接与第一节流装置导通，因而经室内换热器冷凝散热后的制冷剂直接经室外换热器循环回至压缩机，此时，空调机组为常规制热模式(即压缩式制热模式)。由上可知，空调机组的制热模式与制冷模式是通过改变四通阀的出口与入口的导通位置来实现的，空调机组的热能制热模式与常规制热模式则是通过改变三通阀的出口与入口的导通位置来实现的，而该种控制方式简单、快速、精确，从而能够降低空调***在多个工作模式之间进行切换时出现故障的概率。

值得说明的是，第一预设温度值大于第二预设温度值，且第一预设温度值的温度较高，一般在30°左右，而第二预设温度值较低一般在10°左右。同时，若温度传感器检测到的温度值小于或等于第一预设温度值但大于或等于第二预设温度值时，比如春天、秋天，则空调机组不运行。

此外，用户还可根据自己的需要自行设定第一预设温度值和第二预设温度值，以便于满足不同用户之间的需求。

优选地，所述第一节流装置、所述第二节流装置为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。

根据本发明的实施例的空调***，节流装置可以是毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀等。

优选地，所述室外换热器为风冷换热器或水冷换热器，所述集热器为直膨式太阳能集热器。

根据本发明的实施例的空调***，室外换热器设置在室外，在制冷模式下，其主要作用是将制冷剂中的热量冷凝散发掉，而在制热模式下，其主要作用是通过制冷剂的蒸发以吸收空气中的热量，而关于室外换热器的具体换热方式，其即可以是风冷换热，也可以是水冷换热。

优选地，所述室外换热器上设置有第一风机，所述室内换热器上均设置有第二风机。

根据本发明的实施例的空调***，第一风机能够加快室外换热器的冷凝散热效率或蒸发吸热效率，从而能够提高空调机组的制冷、制热效率，同时，第二风机也能够加快室内换热器的蒸发吸热效率或冷凝散热效率，从而能够进一步提高空调机组的制冷、制热效率。

本发明第二方面的实施例提出了一种空调***的控制方法，用于第一方面任一项实施例提供的空调***，包括：检测步骤，利用检测器检测室外的温度值及光照度值，并将所述温度值、所述光照度值以电信号的形式发送；控制步骤，利用控制器接收所述电信号，并将所述电信号代表的所述温度值、所述光照度值分别与预设温度值、预设光照度值比对得到比对结果，并根据所述对比结果，控制所述三通阀、所述四通阀的工作。

具体地，在所述控制步骤中，当所述检测器检测的所述温度值大于第一预设温度值时，所述四通阀、所述三通阀处于第一工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室外换热器、所述第一节流装置、所述三通阀、所述室内换热器组成制冷循环回路，以使所述空调机组运行制冷模式；当所述检测器检测的所述温度值小于所述第二预设温度值，且所述检测器检测到的所述光照度值大于或等于所述预设光照度值时，所述四通阀处于第二工作状态，所述三通阀处于第二工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室内换热器、所述三通阀、所述第二节流装置、所述集热器、所述第一节流装置、所述室外换热器组成第一制热循环回路，以使所述空调机组运行热能制热模式；当所述检测器检测的所述温度值小于所述第二预设温度值，且所述检测器检测到的所述光照度值小于所述预设光照度值时，所述四通阀处于第二工作状态，所述三通阀处于第一工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室内换热器、所述三通阀、所述第一节流装置、所述室外换热器组成第二制热循环回路，以使所述空调机组运行常规制热模式；其中，所述第一预设温度值大于所述第二预设温度值，且当所述温度值大于或等于所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值时，所述空调机组停至工作。

优选地，在所述控制步骤中，当所述光伏组件产生的光伏电能大于或等于所述空调机组所需电能时，所述空调机组由所述光伏组件单独供电，以使所述空调机组运行光能制冷模式或光能、热能制热模式；当所述光伏组件的产生的所述光伏电能小于所述空调机组所需电能时，所述空调机组由所述光伏组件、所述电网联合供电，以使所述空调机组运行光能、电能制冷模式或光能、电能、热能制热模式；当所述光伏组件的产生的所述光伏电能为零时，所述空调机组由所述电网单独供电，以使所述空调机组运行电能制冷模式或电能常规制热模式；其中，当所述光伏组件的产生的光伏电能大于所述空调机组所需电能时，多余的所述光伏电能还可通过所述第二交/直流转换单元储入至所述电网。

本发明第二方面实施例提供的空调***的控制方法，通过对四通阀、三通阀的控制能够实现空调机组在制冷模式、热能制热模式、常规制热模式之间的智能切换，具体地，当四通阀处于第一工作状态、三通阀处于第一工作状态时，空调机组运行制冷模式，即四通阀使压缩机与室外换热器导通，三通阀使第一节流装置直接与室内换热器导通，此时室外换热器为冷凝器，室内换热器为蒸发器，因而该空调机组能够通过室外换热器的冷凝散热将房间内的热量散发到室外，同时可通过室内换热器的蒸发吸热将房间的热量带走，以达到制冷房间的目的。而需要将空调机组从制冷模式切换到热能制热模式或常规制热模式时，只需将四通阀、从第一工作状态切换到第二工作状态即可，此时，压缩机的出口直接与室内换热器导通，压缩机的入口与室外换热器导通，即此时，室内换热器为冷凝器，室外换热器为蒸发器，从而室内换热器能够将制冷剂中的热量冷凝散发到房间内，从而能够实现空调机组制热的目的，此时，若三通阀处于第二工作状态，即室内换热器通过集热器与第一节流装置导通，则空调机组运行热能制热模式，相反地，若三通阀处于第一工作状态，即室内换热器直接与第一节流装置导通，此时，空调机组运行常规制热模式，因此，该实施例的空调***能够利用四通阀、三通阀对空调机组进行控制，从而使得空调机组能够准确地在制冷模式、热能制热模式、常规制热模式之间来回进行切换，从而使得该空调机组能够随着外界的环境，自动调整其工作模式，以使其更加符合当期环境的需求，因而在满足房间的制冷、制热需求的同时，能够最大限度地利用空气中的太阳能、热能，进而便能够最大限度地降低空调机组的能耗。

具体地，该空调***包括多种工作模式，具体如下：

在夏季等晴朗天气，外界温度较高(一般都高于第一预设温度值)，光照条件良好，此时房间内部需要进行制冷降温，光伏组件产生的光伏电能完全能够满足空调机组的用电需求，因此，空调***在控制器及控制单元的双重控制下，运行光能制冷模式。

在夏季等阴雨天气，外界温度较高(一般都高于第一预设温度值)，但光照条件较差，此时房间内部依旧需要进行制冷降温，但光伏组件产生的光伏电能不能够满足空调机组的用电需求，因此，光电供电组件在控制单元的控制下，使光伏组件与电网以互补的方式向空调机组供电，而空调机组则在控制器的控制下运行制冷模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元的双重控制下，运行光能、电能制冷模式。

此外，在一点光照都没有或者光照极低的情况下，如夏天晚上，此时房间内部依旧需要进行制冷降温，但光伏组件产生的光伏电能为零，因此，光电供电组件在控制单元的控制下，利用电网单独向空调机组供电，而空调机组则在控制器的控制下运行制冷模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元的双重控制下，运行电能制冷模式。

而在冬季晴天，当外界环境温度较低(一般都低于第二预设温度值)，光照条件良好时，房间内部需要进行制热供暖，因而压缩机、四通阀、室内换热器、三通阀、第二节流装置、集热器、第一节流装置、室外换热器可组成第一制热循环回路，此时，第一制热循环回路在光伏组件的作用下能够源源不断地产生热量，以使房间内的温度升高，以达到制热房间的目的，具体地，若光伏组件产生的光伏电能能够满足空调机组的用电需求，则空调***在控制器及控制单元的双重控制下，运行光能、热能制热模式。

相反地，在冬季晴天，若光伏组件产生的光伏电能不能够满足空调机组的用电需求，则光电供电组件在控制单元的控制下，使光伏组件与电网以互补的方式向空调机组供电，而空调机组则在控制器的控制下运行热能制热模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元的双重控制下，运行光能、电能、热能制热模式。

而在冬季阴雨天，外界环境温度较低(一般都低于第二预设温度值)，光照条件也较差，此时，房间内部依旧需要制热供暖，但是集热器却不能为空调机组提供所需热量，光伏组件产生的光伏电能也趋近于零，因而压缩机、四通阀、室内换热器、三通阀、室外换热器组成的第二制冷循环回路便可在控制器及控制单元的双重控制下运行电能制热模式，也就是说，此时光电供电组件在控制单元的控制下，利用电网单独向空调机组供电，空调机组则在控制器的控制下运行常规制热模式，因此，空调***在控制器及控制单元的双重控制下，也能够源源不断地产生热量，以满足房间内的制热需求。

此外，在春秋等季节，外界的环境温度比较适中，一般在第一预设温度值与第二预设温度值之间，因而此时，不需要空调***对房间进行制冷或制热，因而空调机组可停止工作，以达到节约能耗的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一个实施例所述空调***的结构示意图；

图2是根据图1提供的空调***的制冷模式示意图；

图3是根据图1提供的空调***的制热模式示意图；

图4是根据图1提供的空调***的常规制热模式示意图；

图5是本发明的一个实施例所述空调***的控制方法的流程图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1空调机组，11压缩机，12四通阀，13室外换热器，131第一风机，14第一节流装置，15室内换热器，151第二风机，16集热器，17三通阀，18第二节流装置，2光电供电组，21控制单元，22光伏组件，23电网，24第一交/直流转换单元，25第二交/直流转换单元。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述的空调***及其控制方法。

如图1至图4所示，本发明第一方面的实施例提供了一种空调***，包括：光电供电组2，光电供电组2包括控制单元21、光伏组件22和电网23，其中，光伏组件22和电网23并联至控制单元21；空调机组1，与控制单元21连接，包括相互连接的压缩机11、四通阀12、室外换热器13、第一节流装置14、室内换热器15、集热器16和第二节流装置18，其中，第一节流装置14与室内换热器15之间设置有三通阀17，集热器16的一端与第一节流装置14连接，集热器16的另一端连接至三通阀17；其中，光伏组件22与电网23通过控制单元21以互补的方式向空调机组1供电，以使空调机组1工作。

根据本发明的实施例的空调***，通过利用光伏组件22的光电效应能够将太阳的光能转换成电能，从而可利用该光伏组件22产生的光伏电能驱动空调机组1运行，以达到空调***制冷、制热的目的，同时，该光伏组件22还能够与电网23一起以互补的方式为空调机组1供电，也就是说，当光伏组件22产生的光伏电能不能够满足空调机组1的用电需求时，电网23能够及时地向空调机组1供电，以弥补光伏电能的不足，从而提高了空调***在光照强度不足时(如阴雨天)其制热制冷的可靠性，进而使得，不论是晴天还是阴雨天，空调***都能够可靠地进行制冷或制热。而当光伏组件22产生的光伏电能多余空调机组1所需电能时，多余的光伏电能还能够流入到电网23，并储存在电网23内，从而在阳光充足时，光伏组件22可充分地利用太阳能发电，以提高对太阳能的利用率。此外，该空调机组1，还能够通过集热器16利用空气中的热源，以实现制热房间的目的，也就是说在空调机组1的制热过程中，若外界的光照较好，则空调机组1能够利用集热器16将空气中的热能收集起来，进而能够利用该热能对房间进行制热，即在此制热过程中，空调机组1能够利用集热器16收集的热能制热房间，从而能够减少空调机组1在此制热过程中对电能的损耗，其中，在此过程中，由于光照条件较好，因而光伏组件22还能够产生大量的光伏电能，该光伏电能一部分用于给空调机组1供电，另一部分则被转入至并储存在电网23内，从而提高了空调***对太阳能的利用率。

具体地，在夏季等晴朗天气，光照条件良好，外界温度较高，此时房间内部需要进行制冷降温，因而，如图2所示，压缩机11、四通阀12、室外换热器13、第一节流装置14、三通阀17、室内换热器15能够组成制冷循环回路并能够在光伏组件22的作用下，对房间进行光能制冷，进而能够持续向房间提供冷量。而在夏季等阴雨天气，外界的光照条件不好，但外界的温度依旧较高，因此，房间内部依旧需要进行制冷降温，此时，压缩机11、四通阀12、室外换热器13、第一节流装置14、三通阀17、室内换热器15组成的制冷循环回路则可在电网23的作用下或光伏组件22与电网23的共同作用下，对房间进行电能制冷或光电制冷，从而，该空调机组1依旧能够向房间内持续提供冷量。而当外界环境温度较低，光照条件良好时，如冬季晴天，房间内部需要进行制热供暖，因而，如图3所示，压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、第二节流装置18、集热器16、第一节流装置14、室外换热器13可组成第一制热循环回路，此时，第一制热循环回路在光伏组件22、集热器16的作用下能够源源不断地产生热量，以使房间内的温度升高，从而即可达到制热房间的目的。相反地，若当外界环境温度较低，而光照条件又不好时，如冬季阴雨天，此时，房间内部依旧需要进行制热供暖，但是集热器16却不能为空调机组1提供所需热量，光伏组件22也不能够产生足够多的光伏电能驱动空调机组1工作，因而，如图4所示，压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、室外换热器13便可组成第二制冷循环回路，且该第二制热循环回路也能够在电网23的单独作用下进行电能常规制热，从而也能够源源不断地产生热量，以达到制热房间的目的。因而该空调***，不论是晴天还是阴雨天，不论是冬季还是夏季都能够可靠地对房间进行制冷或制热，从而提高了空调***的可靠性。

其中，控制单元21在制热、制冷的循环过程中，能够对光伏组件22产生的光伏电能和电网23电能进行管控，具体地，当光伏组件22产生的光伏电能大于空调机组1所需电能时，控制单元21能够将多余的光伏电能转入电网23并储存在电网23中，当光伏组件22产生的光伏电能等于空调机组1所需电能时，空调机组1对电网23电能为零能耗，而当光伏组件22产生的光伏电能小于空调机组1所需电能时，由电网23电能补偿空调机组1所需电能，从而能够实现对空调机组1的智能供电。

具体地，光伏组件包括至少一个光能电池板。

其中，图1至图4中的箭头表示电流的方向或表示制冷剂的流动方向；图1至图4中的AC表示交流电，DC表示直流电。

此外，值得说明的是，该申请将光能、热能与压缩式空调***有机地结合在一起，结构简单，成本低廉，从而可提高空调***的市场竞争力。

具体地，如图1至图4所示，光电供电组2还包括：第一交/直流装换单元24，第一交/直流装换单元24的一端与控制单元21连接，第一交/直流装换单元24的另一端分出两个支路，第一支路与光伏组件22连接，第二支路与电网23连接，其中，第一交/直流装换单元24用于使光伏组件22产生的光伏直流电转换成空调机组1所需的交流电；第二交/直流装换单元25，设置在第二支路上，其中，第二交/直流装换单元25用于使光伏组件22产生的光伏直流电转换成交流电并储存在电网23中。

根据本发明的实施例的空调***，光伏组件22产生的电能为直流电，而空调机组1所需要的电能为220V/380V的交流电，因此，第一交/直流装换单元24能够将光伏组件22产生的直流电转换成空调机组1所需的交流电，以使空调机组1能够正常工作，而第二交/直流装换单元25在光伏组件22产生的光伏电能大于空调机组1所需的电能时，能够将多余的光伏电能转换成能够储存在电网23中的交流电，进而能够储存在电网23内，从而可提高光伏组件22对太阳光的利用率。

具体地，空调机组还包括：第二节流装置18，设置在集热器16与三通阀17之间。

根据本发明的实施例的空调***，在制热模式下，经压缩机11高温压缩后的高温高压的制冷剂在室内换热器15中冷凝散热后变成高压的液态制冷剂，因而，可利用第二节流装置18对其进行节流降压，以使其变成低温、低压的气液混合的制冷剂，因而该气液混合的制冷剂在循环流通至集热器16时便能够蒸发吸收更多的热量，从而便能够提高空调机组1的制热效率。

具体地，空调机组1还包括：检测器(图中未示出)，用于检测室外的温度值和光照度值；控制器，与检测器、三通阀17、四通阀12连接，用于根据检测器检测的温度值及光照度值控制三通阀17、四通阀12的工作。

根据本发明的实施例的空调***，检测器包括温度传感器和光照传感器，其中，温度传感器用于检测室外的温度值，并将该温度值发送至控制器，光照传感器用于检测室外的光照度值，并将该光照度值发送至控制器，具体地，当控制器接收到温度传感器发送的温度值和光照传感器发送的光照度值以后，能够将温度值与光照度值与预设温度值和预设光照度值进行比较，若温度传感器检测的温度值大于第一预设温度值，即房间需要制冷降温，此时，控制器会发出控制信号，使四通阀12的出口与室外换热器13导通，即制冷剂从压缩机11出来后优先经过室外换热器13进行冷凝散热，以将制冷剂中的热量散发掉，然后才经过第一节流装置14进入室内换热器15，并在室内换热器15内吸热蒸发，进而可吸收掉房间内的热量，以达到制冷房间的目的，此后，制冷剂从室内换热器15回到压缩机11中，以完成一个制冷循环。相反地，若温度值小于第二预设温度值，即房间需要制热供暖，此时，控制器会发出控制信号，使四通阀12的出口与室内换热器15导通，即制冷剂从压缩机11出来后优先经过室内换热器15进行冷凝散热，从而可加热房间内的空气，以达到制热房间的目的，然后才经过室外换热器13，并在室外换热器13进行蒸发吸热后回到压缩机11，以完成一个制热循环。同时，在制热循环的过程中，空调机组1还可利用集热器16来收集空气中的热能，从而可提高空调机组1的制热效率，具体地，若控制器接收到的光照度值大于或等于预设光照度值，即外界的光照条件良好，如冬季晴天，此时，三通阀17的出口与集热器16导通，因而经室内换热器15冷凝散热后的制冷剂便能够通过集热器16充分吸收空气中的热能，然后在室外换热器13中再次吸收空气中的热能，从而该制冷剂再次循环流通至室内换热器15时便能够冷凝散发掉更多的热量，进而能够大幅度提高空调机组1的制热效率，此时，空调机组1为热能制热模式(即压缩式制热模式)。相反地，若控制器接收到的光照度值小于预设光照度值，即外界的光照条件较差，如冬季阴雨天，此时，三通阀17的出口直接与第一节流装置14导通，因而经室内换热器15冷凝散热后的制冷剂直接经室外换热器13循环回至压缩机11，此时，空调机组1为常规制热模式。由上可知，空调机组1的制热模式与制冷模式是通过改变四通阀12的出口与入口的导通位置来实现的，空调机组1的热能制热模式与常规制热模式则是通过改变三通阀17的出口与入口的导通位置来实现的，而该种控制方式简单、快速、精确，从而能够降低空调***在多个工作模式之间进行切换时出现故障的概率。

值得说明的是，第一预设温度值大于第二预设温度值，且第一预设温度值的温度较高，一般在30°左右，而第二预设温度值较低一般在10°左右。同时，若温度传感器检测到的温度值小于或等于第一预设温度值但大于或等于第二预设温度值，比如春天、秋天，则空调机组不运行。

此外，用户还可根据自己的需要自行设定第一预设温度值和第二预设温度值时，以便于满足不同用户之间的需求。

优选地，第一节流装置14、第二节流装置18为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。

优选地，室外换热器13为风冷换热器或水冷换热器，集热器16为直膨式太阳能集热器16。

根据本发明的实施例的空调***，室外换热器13设置在室外，在制冷模式下，其主要作用是将制冷剂中的热量冷凝散发掉，而在制热模式下，其主要作用是通过制冷剂的蒸发以吸收空气中的热量，而关于室外换热器13的具体换热方式，其即可以是风冷换热，也可以是水冷换热。

优选地，如图1至图4所示，室外换热器13上设置有第一风机131，室内换热器15上均设置有第二风机151。

根据本发明的实施例的空调***，第一风机131能够加快室外换热器13的冷凝散热效率或蒸发吸热效率，从而能够提高空调机组1的制冷、制热效率，同时，第二风机151也能够加快室内换热器15的蒸发吸热效率或冷凝散热效率，从而能够进一步提高空调机组1的制冷、制热效率。

本发明第二方面的实施例提出了一种空调***的控制方法，用于第一方面任一项实施例提供的空调***，如图5所示，包括：502检测步骤，利用检测器检测室外的温度值及光照度值，并将温度值、光照度值以电信号的形式发送；504控制步骤，利用控制器接收电信号，并将电信号代表的温度值、光照度值分别与预设温度值、预设光照度值比对得到比对结果，并根据对比结果，控制三通阀17、四通阀12的工作。

具体地，在控制步骤中，当检测器检测的温度值大于第一预设温度值时，四通阀12、三通阀17处于第一工作状态，压缩机11、四通阀12、室外换热器13、第一节流装置14、三通阀17、室内换热器15组成制冷循环回路，以使空调机组1运行制冷模式；当检测器检测的温度值小于第二预设温度值，且检测器检测到的光照度值大于或等于预设光照度值时，四通阀12处于第二工作状态，三通阀17处于第二工作状态，压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、第二节流装置18、集热器16、第一节流装置14、室外换热器13组成第一制热循环回路，以使空调机组1运行热能制热模式；当检测器检测的温度值小于第二预设温度值，且检测器检测到的光照度值小于预设光照度值时，四通阀12处于第二工作状态，三通阀17处于第一工作状态，压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、第一节流装置14、室外换热器13组成第二制热循环回路，以使空调机组1运行常规制热模式；其中，第一预设温度值大于第二预设温度值，且当所述温度值大于或等于第二预设温度值小于或等于所述第一预设温度值时，所述空调机组停至工作。

优选地，在控制步骤中，当光伏组件22产生的光伏电能大于或等于空调机组1所需电能时，空调机组1由光伏组件22单独供电，以使空调机组1运行光能制冷模式或光能、热能制热模式；当光伏组件22的产生的光伏电能小于空调机组1所需电能时，空调机组1由光伏组件22、电网23联合供电，以使空调机组1运行光能、电能制冷模式或光能、电能、热能制热模式；当光伏组件22的产生的光伏电能为零时，空调机组1由电网23单独供电，以使空调机组1运行电能制冷模式或电能常规制热模式；其中，当光伏组件22的产生的光伏电能大于空调机组1所需电能时，多余的光伏电能还可通过第二交/直流装换单元25储入至电网23。

本发明第二方面实施例提供的空调***的控制方法，通过对四通阀12、三通阀17的控制能够实现空调机组1在制冷模式、热能制热模式、常规制热模式之间的智能切换，具体地，当四通阀12处于第一工作状态、三通阀17处于第一工作状态时，空调机组1运行制冷模式，即四通阀12使压缩机11与室外换热器13导通，三通阀17使第一节流装置14直接与室内换热器15导通，此时室外换热器13为冷凝器，室内换热器15为蒸发器，因而该空调机组1能够通过室外换热器13的冷凝散热将房间内的热量散发到室外，同时可通过室内换热器15的蒸发吸热将房间的热量带走，以达到制冷房间的目的。而需要将空调机组1从制冷模式切换到制热模式或常规制热模式时，只需将四通阀12、从第一工作状态切换到第二工作状态即可，此时，压缩机11的出口直接与室内换热器15导通，压缩机11的入口与室外换热器13导通，即此时，室内换热器15为冷凝器，室外换热器13为蒸发器，从而室内换热器15能够将制冷剂中的热量冷凝散热到房间内，从而能够实现空调机组1制热的目的，此时，若三通阀17处于第二工作状态，即室内换热器15通过集热器16与第一节流装置14导通，则空调机组1运行热能制热模式，相反地，若三通阀17处于第一工作状态，即室内换热器15直接与第一节流装置14导通，此时，空调机组1运行常规制热模式，因此，该实施例的空调***能够利用四通阀12、三通阀17对空调机组1进行控制，从而使得空调机组1能够准确地在制冷模式、热能制热模式、常规制热模式之间来回进行切换，从而使得该空调机组1能够随着外界的环境，自动调整其工作模式，以使其更加符合当期环境的需求，因而在满足房间的制冷、制热需求的同时，能够最大限度地利用空气中的太阳能、热能，进而便能够最大限度地降低空调机组1的能耗。

具体地，该空调***包括多种工作模式，具体如下：

在夏季等晴朗天气，外界温度较高(一般都高于第一预设温度值)，光照条件良好，此时房间内部需要进行制冷降温，光伏组件22产生的光伏电能完全能够满足空调机组1的用电需求，因此，空调***在控制器及控制单元21的双重控制下，运行光能制冷模式。

在夏季等阴雨天气，外界温度较高(一般也高于第一预设温度值)，但光照条件较差，此时房间内部依旧需要进行制冷降温，但光伏组件22产生的光伏电能不能够满足空调机组1的用电需求，因此，光电供电组2件在控制单元21的控制下，使光伏组件22与电网23以互补的方式向空调机组1供电，而空调机组1则在控制器的控制下运行制冷模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元21的双重控制下，运行光能、电能制冷模式。

此外，在一点光照都没有或者光照极低的情况下，如夏天晚上，此时房间内部依旧需要进行制冷降温，但光伏组件22产生的光伏电能为零，因此，光电供电组2件在控制单元21的控制下，利用电网23单独向空调机组1供电，而空调机组1则在控制器的控制下运行制冷模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元21的双重控制下，运行电能制冷模式。

而在冬季晴天，当外界环境温度较低(一般都低于第二预设温度值)，光照条件良好时，房间内部需要进行制热供暖，因而压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、第二节流装置18、集热器16、第一节流装置14、室外换热器13可组成第一制热循环回路，第一制热循环回路在光伏组件22的作用下能够源源不断地产生热量，以使房间内的温度升高，以达到制热房间的目的，具体地，若光伏组件22产生的光伏电能能够满足空调机组1的用电需求，则空调***在控制器及控制单元21的双重控制下，运行光能、热能制热模式。

相反地，在冬季晴天，若光伏组件22产生的光伏电能不能够满足空调机组1的用电需求，则光电供电组2件在控制单元21的控制下，使光伏组件22与电网23以互补的方式向空调机组1供电，而空调机组1则在控制器的控制下运行热能制热模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元21的双重控制下，运行光能、电能、热能制冷模式。

而在冬季阴雨天，外界环境温度较低(一般也低于第二预设温度值)，光照条件也较差，此时，房间内部依旧需要制热供暖，但是集热器16却不能为空调机组1提供所需热量，光伏组件22产生的光伏电能也趋近于零，因而压缩机11、四通阀12、室内换热器15、三通阀17、室外换热器13组成的第二制冷循环回路便可在控制器及控制单元21的双重控制下运行电能制热模式，也就是说，此时光电供电组2件在控制单元21的控制下，利用电网23单独向空调机组1供电，空调机组1则在控制器的控制下运行常规制热模式，因此，空调***便可在控制器及控制单元21的双重控制下，也能够源源不断地产生热量，以满足房间内的制热需求。

此外，在春秋等季节，外界的环境温度比较适中，一般在第一预设温度值与第二预设温度值之间，因而此时，不需要空调***对房间进行制冷或制热，因而空调机组可停止工作，以达到节约能耗的目的。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调***，其特征在于，包括：

光电供电组，所述光电供电组包括控制单元、光伏组件和电网，其中，所述光伏组件和所述电网并联至所述控制单元；

空调机组，与所述控制单元连接，包括相互连接的压缩机、四通阀、室外换热器、第一节流装置、室内换热器和集热器，其中，所述第一节流装置与所述室内换热器之间设置有三通阀，所述集热器的一端与所述第一节流装置连接，所述集热器的另一端连接至所述三通阀；

其中，所述光伏组件与所述电网通过所述控制单元以互补的方式向所述空调机组供电，以使所述空调机组工作。

2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述光电供电组还包括：

第一交/直流转换单元，所述第一交/直流转换单元的一端与所述控制单元连接，所述第一交/直流转换单元的另一端分出两个支路，第一支路与所述光伏组件连接，第二支路与所述电网连接，其中，所述第一交/直流转换单元用于使所述光伏组件产生的光伏直流电转换成所述空调机组所需的交流电；

第二交/直流转换单元，设置在所述第二支路上，其中，所述第二交/直流转换单元用于使所述光伏组件产生的光伏直流电转换成交流电并储存在所述电网中。

3.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调机组还包括：

第二节流装置，设置在所述集热器与所述三通阀之间。

4.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调机组还包括：

检测器，用于检测室外的温度值和光照度值；

控制器，与所述检测器、所述三通阀、所述四通阀连接，用于根据所述检测器检测的所述温度值及所述光照度值控制所述三通阀、所述四通阀的工作。

5.根据权利要求3所述的空调***，其特征在于，所述第一节流装置、所述第二节流装置为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的空调***，其特征在于，所述室外换热器为风冷或水冷换热器，所述集热器为直膨式太阳能集热器。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的空调***，其特征在于，所述室内换热器上设置有第一风机，所述室外换热器上设置有第二风机。

8.一种空调***的控制方法，用于如权利要求1至7中任一项所述的机房空调***，其特征在于，包括：

检测步骤，利用检测器检测室外的温度值及光照度值，并将所述温度值、所述光照度值以电信号的形式发送；

控制步骤，利用控制器接收所述电信号，并将所述电信号代表的所述温度值、所述光照度值分别与预设温度值、预设光照度值比对得到比对结果，并根据所述比对结果，控制所述三通阀、所述四通阀的工作。

9.根据权利要求8所述的空调***的控制方法，其特征在于，在所述控制步骤中，

当所述检测器检测的所述温度值大于第一预设温度值时，所述四通阀、所述三通阀处于第一工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室外换热器、所述第一节流装置、所述三通阀、所述室内换热器组成制冷循环回路，以使所述空调机组运行制冷模式；

当所述检测器检测的所述温度值小于第二预设温度值，且所述检测器检测到的所述光照度值大于或等于所述预设光照度值时，所述四通阀处于第二工作状态，所述三通阀处于第二工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室内换热器、所述三通阀、所述第二节流装置、所述集热器、所述第一节流装置、所述室外换热器组成第一制热循环回路，以使所述空调机组运行热能制热模式；

当所述检测器检测的所述温度值小于所述第二预设温度值，且所述检测器检测到的所述光照度值小于所述预设光照度值时，所述四通阀处于第二工作状态，所述三通阀处于第一工作状态，所述压缩机、所述四通阀、所述室内换热器、所述三通阀、所述第一节流装置、所述室外换热器组成第二制热循环回路，以使所述空调机组运行常规制热模式；

其中，所述第一预设温度值大于所述第二预设温度值，且当所述温度值大于或等于所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值时，所述空调机组停至工作。

10.根据权利要求9所述的空调***的控制方法，其特征在于，在所述控制步骤中，

当所述光伏组件产生的光伏电能大于或等于所述空调机组所需电能时，所述空调机组由所述光伏组件单独供电，以使所述空调机组运行光能制冷模式或光能、热能制热模式；

当所述光伏组件的产生的所述光伏电能小于所述空调机组所需电能时，所述空调机组由所述光伏组件、所述电网联合供电，以使所述空调机组运行光能、电能制冷模式或光能、电能、热能制热模式；

当所述光伏组件的产生的所述光伏电能为零时，所述空调机组由所述电网单独供电，以使所述空调机组运行电能制冷模式或电能常规制热模式；

其中，当所述光伏组件的产生的光伏电能大于所述空调机组所需电能时，多余的所述光伏电能还可通过所述第二交/直流转换单元储入至所述电网。