用于供暖、通風和/或空調(diào)系統(tǒng)的組合件和方法
【專利說明】用于供暖、通風和/或空調(diào)系統(tǒng)的組合件和方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01080040285.1 (PCT/US2010/039486)、申請日為 2010 年 6 月22日、發(fā)明名稱為“用于供暖、通風和/或空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機和冷凝器組合件”的母案申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求2009年8月10日提交的美國臨時專利申請61/232，679號、2010年5月4日提交的美國專利申請12/773,468號以及2010年5月4日提交的美國專利申請12/773，490號的優(yōu)先權(quán)，其全部公開通過引用合并于此。
技術(shù)領域
[0004]本公開涉及一種用于供暖、通風和/或空調(diào)(“HVAC”)系統(tǒng)的組合件和方法。
【背景技術(shù)】
[0005]本部分提供與本公開有關(guān)的背景信息，不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0006]HVAC系統(tǒng)的空調(diào)部分包括許多部件。這些部件例如可以包括:用于壓縮HVAC系統(tǒng)中的制冷劑的壓縮機，以及用于通過熱交換來冷卻經(jīng)壓縮的制冷劑以使制冷劑凝結(jié)成液體的冷凝器。壓縮機和冷凝器二者都包括馬達。壓縮機使用壓縮機馬達來壓縮制冷劑，而冷凝器使用冷凝器馬達來驅(qū)動風扇以穿過冷凝器線圈移動空氣從而增加熱交換。另外，或者替選地，系統(tǒng)可以逆向操作，作為用于提供供暖而非制冷的熱泵。
[0007]壓縮機通常將制冷劑壓縮到非常高的壓力。當壓縮機出現(xiàn)問題時，諸如壓縮機的故障或者電力故障，則壓縮機馬達可能停止工作。如果壓縮機例如是渦旋式壓縮機或者螺桿式壓縮機，則制冷劑的高壓力可能迫使壓縮機馬達逆向旋轉(zhuǎn)，有時被稱為逆轉(zhuǎn)。
[0008]很多壓縮機采用永磁式壓縮機馬達(即具有表面磁體和/或嵌入式永磁體的馬達)。逆轉(zhuǎn)永磁式馬達變成發(fā)電機。由于制冷劑的高壓力，永磁式壓縮機馬達可以以很高的速率逆轉(zhuǎn)，因此，可以產(chǎn)生相對高的電壓。該電壓可以超過用于驅(qū)動壓縮機馬達的電壓相當大的量。例如，產(chǎn)生的電壓的幅度在某些情況下可以是壓縮機馬達電源電壓的幅度的兩倍。這種由壓縮機馬達產(chǎn)生的高電壓可能損壞HVAC系統(tǒng)中的電氣部件。因此，通常在采用永磁式馬達的渦旋式壓縮機中使用消聲器和止回閥來抑制反向的制冷劑氣流從而抑制逆轉(zhuǎn)。此夕卜，通常將斬波電阻器與采用永磁式馬達的渦旋式壓縮機一起使用，以生成抑制壓縮機馬達的反向旋轉(zhuǎn)(即逆轉(zhuǎn))的制動轉(zhuǎn)矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本部分提供本公開的綜述，而非本公開的整個范圍的全面公開或者本公開的所有特征。
[0010]根據(jù)本公開的一個方面，用于HVAC系統(tǒng)的組合件包括壓縮機組合件以及冷凝器組合件，其中，壓縮機組合件包括具有壓縮機馬達的壓縮機，該壓縮機馬達對逆轉(zhuǎn)敏感并且能夠在逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生電力，冷凝器組合件包括在操作上耦合至風扇的冷凝器馬達。冷凝器組合件電氣耦合至壓縮機組合件，以消耗由壓縮機馬達在壓縮機馬達逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電力。
[0011]根據(jù)本公開的另一方面，公開了一種操作具有壓縮機組合件和冷凝器組合件的HVAC系統(tǒng)的方法。壓縮機組合件包括具有壓縮機馬達的壓縮機，該壓縮機馬達對逆轉(zhuǎn)敏感并且能夠在逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生電力。冷凝器組合件包括在操作上耦合至風扇的冷凝器馬達。冷凝器組合件電氣耦合至壓縮機組合件。該方法包括使用冷凝器馬達作為用于消耗由壓縮機馬達在壓縮機馬達逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電力的電負載。
[0012]根據(jù)本公開的另一方面，用于HVAC系統(tǒng)的組合件包括:用于產(chǎn)生輸出電壓的PFC電路、在操作上耦合至風扇的冷凝器馬達、具有耦合至PFC電路的輸入以及耦合至冷凝器馬達的輸出以用由PFC電路產(chǎn)生的輸出電壓來給冷凝器馬達供電的冷凝器逆變器、用于控制冷凝器逆變器的冷凝器控制器以及在操作上耦合至PFC電路以響應于提供給PFC電路控制器的控制信號來控制由PFC電路產(chǎn)生的輸出電壓的PFC電路控制器。
[0013]根據(jù)本公開的另一方面，公開了一種對具有在操作上耦合至風扇的冷凝器馬達以及用于給冷凝器馬達供電的可控母線電壓的HVAC系統(tǒng)進行操作的方法。該方法包括將可控母線電壓從第一電壓增加至第二電壓以增加冷凝器馬達的速度。
[0014]根據(jù)本文中提供的描述，適用性的另外的方面會變得明顯。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中的描述和具體示例僅旨在說明的目的，而非旨在限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0015]本文中描述的附圖僅出于所選實施例的說明性目的而非所有可能的實現(xiàn)的說明性目的，并且并非旨在限制本公開的范圍。
[0016]圖1是具有直接電氣耦合至壓縮機組合件的冷凝器組合件的HVAC組合件的一個示例實施例的框圖。
[0017]圖2是具有經(jīng)由耦合電路電氣耦合至壓縮機組合件的冷凝器組合件的HVAC組合件的一個示例實施例的框圖。
[0018]圖3是具有經(jīng)由耦合電路電氣耦合在一起的單獨的冷凝器電壓母線和壓縮機電壓母線的HVAC組合件的一個示例實施例的框圖。
[0019]圖4是具有PFC電路的HVAC組合件的框圖，其中，PFC電路具有用于給冷凝器組合件供電的可控輸出電壓。
[0020]圖5是具有PFC電路的HVAC組合件的框圖，其中，PFC電路具有用于給冷凝器組合件和壓縮機組合件供電的可控輸出電壓。
[0021]圖6是具有用于控制冷凝器馬達和壓縮機馬達的集成控制系統(tǒng)的HVAC組合件的一個示例實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在，將參照附圖更加全面地描述示例實施例。
[0023]提供示例實施例，使得本公開是詳盡的，并且能夠充分地向本領域技術(shù)人員傳達范圍。給出了許多具體細節(jié)，諸如具體部件、裝置和方法的示例，以提供對本公開的實施例的詳盡的理解。本領域技術(shù)人員會清楚:不需要采用具體細節(jié)，這些示例實施例可以用很多不同的形式來實現(xiàn)并且任何一個示例實施例都不應當被理解為限制本公開的范圍。在某些示例實施例中，沒有詳細描述公知的處理、公知的裝置結(jié)構(gòu)以及公知的技術(shù)。
[0024]本文中所使用的術(shù)語僅僅是出于描述具體示例實施例的目的，而非旨在限制。如本文中所使用的，除非上下文清楚地指出，否則，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也可以旨在包括復數(shù)形式。術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是非排它性的，因而表示所描述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一個或更多其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或者添加。除非明確地確定了執(zhí)行的順序，否則，本文中描述的方法步驟、處理和操作并非要被構(gòu)造成必須需要以所討論或者說明的特定的順序來執(zhí)行這些方法步驟、處理和操作。還應當理解，可以采用附加步驟或者替選步驟。
[0025]當元件或者層被稱為在另外的元件或者層“上”、“接合至”、“連接至”或者“耦合至”另外的元件或者層時，則該元件或者層可以直接在另外的元件或者層上、直接接合至、直接連接至或者直接耦合至另外的元件或者層，或者，可以有中間元件或者中間層。相比較而言，如果元件被稱為“直接”在另外的元件或者層“上面”、“直接接合至”、“直接連接至”或者“直接耦合至”另外的元件或者層，則可以沒有中間元件或者中間層。應當以類似的方式來理解用于描述元件之間的關(guān)系的其它詞語(例如“之間”與“直接…之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等)。如在本文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括所列出的一個或更多相關(guān)聯(lián)的術(shù)語的任意以及所有組合。
[0026]雖然本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各個元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應當受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅僅可以用于區(qū)分一個元件、部件、區(qū)域、層或者部分與另外的區(qū)域、層或者部分。除非上下文清楚地指出，否則，術(shù)語如“第一”、“第二”以及其它表示數(shù)字的術(shù)語在本文中使用時并不暗示次序或者順序。因而，以下討論的第一元件、第一部件、第一區(qū)域、第一層或者第一部分可以表述為第二元件、第二部件、第二區(qū)域、第二層或者第二部分，而沒有背離示例實施例的教導。
[0027]根據(jù)本公開的一個方面，公開了一種操作具有壓縮機組合件和冷凝器組合件的HVAC系統(tǒng)的方法。壓縮機組合件包括具有壓縮機馬達的壓縮機，該壓縮機馬達對逆轉(zhuǎn)敏感并且能夠在逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生電力。冷凝器組合件包括在操作上耦合至風扇的冷凝器馬達。冷凝器馬達可以是永磁式馬達或者其它類型的馬達。冷凝器組合件電氣耦合至壓縮機組合件。該方法包括使用冷凝器馬達作為用于消耗由壓縮機馬達在壓縮機馬達逆轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電力的電負載。
[0028]現(xiàn)在，將參考圖1至圖3來討論具有電氣耦合至壓縮機組合件的冷凝器組合件并且能夠執(zhí)行上面討論的