冷凍循環(huán)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用冷凍循環(huán)的冷凍循環(huán)裝置，尤其涉及被提供太陽能電池的發(fā)電電力的冷凍循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在無電源地區(qū)和電源供給不穩(wěn)定的地區(qū)，作為冷凍庫等利用冷凍循環(huán)的冷凍循環(huán)裝置的電源裝置，采用太陽能電池和蓄電池。白天，由太陽能電池生成的直流電力儲存在電池中，夜晚，通過用蓄電池的電力使壓縮機(jī)工作，能夠不分晝夜使冷凍庫保冷?？墒?，昂貴的蓄電池成為這種冷凍循環(huán)裝置普及的障礙。
[0003]日本專利公開公報(bào)特開2010-133427號(專利文獻(xiàn)1)公開了一種熱電供給系統(tǒng)，能夠根據(jù)電力需要和熱需要的變化進(jìn)行驅(qū)動，并且能夠根據(jù)電力需要和熱需要的變化，將燃?xì)鉁u輪發(fā)熱和燃料電池發(fā)熱組合，用于發(fā)電和排熱。
[0004]日本專利公開公報(bào)特開平6-101931號(專利文獻(xiàn)2)公開了一種太陽能發(fā)電高效冷熱量供給裝置，通過由太陽能發(fā)電裝置得到的電力，驅(qū)動壓縮機(jī)和冷熱量產(chǎn)生裝置，并把在冷熱量產(chǎn)生裝置中產(chǎn)生的冷熱量臨時儲存到在隔熱容器中配置了比熱大的流體的蓄冷熱量裝置中。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開2010-133427號
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)特開平6-101931號
[0008]在以太陽能電池為電源的冷凍循環(huán)裝置中，為了不分晝夜保持冷卻能力，需要昂貴的蓄電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置包括:具有直流/直流變換器、逆變器和控制電路的電源電路部；具有電機(jī)的壓縮機(jī)；以及由壓縮機(jī)控制室內(nèi)溫度的冷凍儲料器，控制電路生成第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號，直流/直流變換器包括:一對輸入節(jié)點(diǎn)，施加太陽能電池的發(fā)電電壓；輸入阻抗控制電路，根據(jù)第一控制信號控制直流/直流變換器的輸入阻抗；變壓器，根據(jù)第二控制信號生成將發(fā)電電壓升壓的升壓電壓；以及一對輸出節(jié)點(diǎn)，輸出升壓電壓，逆變器根據(jù)第三控制信號將升壓電壓轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定的頻率的交流電壓，電機(jī)由交流電壓驅(qū)動，控制電路根據(jù)直流/直流變換器的輸入阻抗變更前后的發(fā)電電壓的電壓值，控制交流電壓的頻率，以將發(fā)電電壓維持在輸入電壓設(shè)定值。
[0010]按照本發(fā)明，不必使用昂貴的蓄電池，就能實(shí)現(xiàn)利用太陽能電池能穩(wěn)定工作的冷凍循環(huán)裝置。
【附圖說明】
[0011]圖1是實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2是與實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置連接的太陽能電池的輸出特性圖。
[0013]圖3是實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置具備的電源裝置的電路圖。
[0014]圖4是說明實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置具備的電源裝置的動作的波形圖和特性圖。
[0015]圖5是實(shí)施方式2的冷凍循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在實(shí)施方式的說明中涉及個數(shù)、量等時，除了特別說明的情況以外，本發(fā)明的范圍不限于所述個數(shù)、量等。在實(shí)施方式的附圖中，相同的附圖標(biāo)記和參照號碼代表相同部分或相當(dāng)部分。此外，在實(shí)施方式的說明中，對標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記等的部分有時省略重復(fù)的說明。
[0017]〈實(shí)施方式1>
[0018]圖1是實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]冷凍循環(huán)裝置100具備電源裝置2和冷凍儲料器3。電源裝置2把太陽能電池(太陽能面板)1的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并提供給冷凍儲料器3具有的壓縮機(jī)31。壓縮機(jī)31通過對冷凍儲料器3內(nèi)存儲的保冷劑32進(jìn)行冷卻、進(jìn)而使其冷凍，對冷凍儲料器3的室內(nèi)進(jìn)行冷卻。在太陽能電池1不能生成直流電力的夜晚，由冷凍的保冷劑32維持冷凍儲料器3的室內(nèi)的冷卻狀態(tài)。
[0020]太陽能電池1作為一例具有24V額定輸出的能力。
[0021]電源裝置2具有DC/DC變換器(直流/直流變換器)21、逆變器22和控制電路23。DC/DC變換器21將太陽能電池的發(fā)電電壓Vo升壓，生成升壓電壓Vbst。逆變器22將升壓電壓Vbst轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定的頻率的交流電壓Vac。控制電路23如后所述，控制DC/DC變換器21的升壓動作和逆變器22生成的交流電壓Vac的頻率等。
[0022]冷凍儲料器3具備帶有電機(jī)Μ的壓縮機(jī)31。電機(jī)Μ接受逆變器22輸出的交流電壓Vac，并以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0023]圖2是與實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置100連接的太陽能電池1的輸出特性圖。
[0024]圖2表示從8點(diǎn)到11點(diǎn)的每小時的太陽能電池1的輸出特性的一例，橫軸是發(fā)電電壓Vo (單位V)，縱軸是發(fā)電功率P (單位W)。在24V額定的太陽能電池1的情況下，最大功率點(diǎn)電壓Vm的值是19V前后，即達(dá)到額定電壓24V的80%。一天中的發(fā)電功率P和最大功率點(diǎn)電壓Vm的值，隨著時間的經(jīng)過，而且根據(jù)晴天/陰天等氣象條件而變化。在圖2中，虛線所示的19V前后的發(fā)電電壓Vo的范圍，表示最大功率點(diǎn)電壓Vm的變化范圍。
[0025]圖3是實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置100具備的電源裝置2的電路圖。
[0026]電源裝置2具備DC/DC變換器21、逆變器22和控制電路23。
[0027]DC/DC變換器21具有一對輸入節(jié)點(diǎn)N11/N12，被施加太陽能電池1的發(fā)電電壓Vo。輸入節(jié)點(diǎn)N12的電位設(shè)定為接地電壓GND1。而且，DC/DC變換器21將太陽能電池1的發(fā)電電壓Vo升壓后的升壓電壓Vbst輸出到一對輸出節(jié)點(diǎn)N21/N22。輸出節(jié)點(diǎn)N22的電位設(shè)定為接地電壓GND2。
[0028]變壓器TR具有1次側(cè)線圈L1和2次側(cè)線圈L2。向1次側(cè)線圈L1的一端施加被施加在輸入節(jié)點(diǎn)Nil上的太陽能電池1的發(fā)電電壓Vo。準(zhǔn)確地說，盡管1次側(cè)線圈L1的一端上施加的是，從輸入節(jié)點(diǎn)Nil的電壓下降了二極管D1的順向電壓部分的電壓，但是能近似為施加了太陽能電池1的發(fā)電電壓Vo。
[0029]集電極和發(fā)射極分別與1次側(cè)線圈L1的另一端和輸入節(jié)點(diǎn)N12連接的晶體管Q2，根據(jù)施加在基極上的控制信號S2，控制流過1次側(cè)線圈L1的電流量。1次側(cè)線圈L1的一端和輸入節(jié)點(diǎn)N12間連接有電容C1。晶體管Q2被設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)時，從被太陽能電池1的發(fā)電電壓Vo充電的電容C1，向1次側(cè)線圈L1供給放電電流。
[0030]根據(jù)流過1次側(cè)線圈L1的電容C1的放電電流的值和變壓器TR的變壓比，在2次偵機(jī)圈L2的兩端生成將發(fā)電電壓Vo升壓的電壓。在2次側(cè)線圈L2的兩端上生成的電壓，通過二極管D2和電容C2平滑化，并作為升壓電壓Vbst輸出到輸出節(jié)點(diǎn)N21/N22間。所述二極管D2的正極和負(fù)極分別與2次側(cè)線圈L2的一端和輸出節(jié)點(diǎn)N21連接，所述電容C2連接在輸出節(jié)點(diǎn)N21/N22之間。
[0031]逆變器22是將DC/DC變換器21輸出的升壓電壓Vbst轉(zhuǎn)換為三相交流電壓Vac的一般性電路。所述三相交流電壓Vac的頻率由控制電路23輸出的控制信號S3設(shè)定。壓縮機(jī)31具有的電機(jī)Μ被三相交流電壓Vac驅(qū)動，并以由三相交流電壓Vac的頻率和電機(jī)Μ的結(jié)構(gòu)等決定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動壓縮機(jī)31。
[0032]DC/DC變換器21還包括:將一對輸入節(jié)點(diǎn)Ν11/Ν12間的電壓作為測量電壓VI輸出的輸入電壓測量電路VM1 ;將一對輸出節(jié)點(diǎn)Ν21/Ν22間的電壓作為測量電壓V2輸出的輸出電壓測量電路VM2 ；以及由在一對輸入節(jié)點(diǎn)Ν11/Ν12間串聯(lián)連接的電阻R1和晶體管Q1組成的輸入阻抗控制電路ΖΙΝ。當(dāng)輸出電壓測量電路VM2的測量電壓V2超過升壓電壓Vbst的最大值(例如300V)時，控制電路23通過降低控制信號S2的占空比，縮短晶體管Q2的導(dǎo)通期間，從而抑制升壓電壓Vbst的過度上升。
[0033]圖4是說明實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)裝置100具備的電源裝置2的動作的波形圖和特性圖。
[0034]圖4的(a)是說明圖3的DC/DC變換器21具有的輸入阻抗控制電路ZIN和輸入電壓測量電路VM1的動作的波形圖。如上所述，控制變壓器TR的1次側(cè)線圈L1的電流的晶體管Q2的基極上，施加有被設(shè)定為規(guī)定的占空比(T1/(T1+T2))的控制信號S2。在圖4中，在期間T1，晶體管Q2被設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，太陽能電池1的輸出電流和電容C1的放電電流流過變壓器TR的1次側(cè)線圈L1。在期間T2，晶體管Q2被設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)，停止向1次側(cè)線圈L1供給電流，并且由太陽能電池1對電容C1進(jìn)行充電。
[0035]控制電路23 (參照圖3)在期間T2所含的期間T3中，將控制信號S1設(shè)定為高電平。輸入阻抗控制電路ZIN根據(jù)所述控制信號S1并借助晶體管Q2，將電阻R1連接在一對輸入節(jié)點(diǎn)N11/N12間。電阻R1連接到一對輸入節(jié)點(diǎn)N11/N12間后，控制電路23的輸入阻抗降低，太陽能電池1除了向電容C1提供充電電流、還向電阻R1供給電流。相對于期間T1中的太陽能電池1的輸出電流，期間T3中的太陽能電池1的輸出電流的值成為，增加了在電阻R1中流動的電流值A(chǔ)I的值。
[0036]作為輸入阻抗控制電路ZIN，表示了在一對輸入節(jié)點(diǎn)N11/N12間連接電阻R1的示例