一种中央空调计量装置及中央空调终端的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种中央空调计量装置及中央空调终端。


背景技术：

2.目前，中央空调没有独立的能耗监测装置，现在对其的能耗监测都是通过电能表对整个家庭和企业的总能耗进行记录；也有部分用户用三相电能表对中央空调进行能耗监测。但对整个家庭和企业总能耗的检测无法满足对中央空调单独的用电检测，无法实时得知中央空调设备的运行情况；用三相电能表对中央空调的能耗监测，仅可以得到中央空调基本的用电数据。
3.中央空调作为商业与家庭中的能耗大设备，没有对其有专用性的能耗监测，不仅在用电安全方面会存在着隐患，而且在能效管理上也没办法进一步提升。
4.所以需要一种能够对中央空调单独计量的装置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种中央空调计量装置及中央空调，够对中央空调进行单独的能耗计量。其具体方案如下：
6.一种中央空调计量装置，包括：依次相连的采样电路210、计量芯片211 和运算芯片212；
7.所述采样电路210与中央空调终端的供电端连接，用于采集所述中央空调终端的电压信号与电流信号并发送至所述计量芯片211；
8.所述计量芯片211，用于发送所述中央空调终端的用电信息至所述运算芯片212；
9.所述运算芯片212与中央空调的通讯装置22连接，用于发送与用电信息对应的用电数据至所述通讯装置22，以使所述通讯装置22发送所述用电数据至相应的显示终端。
10.可选的，所述采样电路210，包括电流采样电路2101和电压采样电路2102；
11.所述电流采样电路2101的采样端与三相交流供电端连接，另一端与所述中央空调终端的供电端连接，输出端与所述计量芯片211连接；
12.采样电路210所述电压采样电路2102的采样端与所述中央空调终端的供电端连接，所述电压采样电路2102的接地端与零线连接，所述电压采样电路 2102的输出端与所述计量芯片211连接。
13.可选的，所述运算芯片212通过dc-dc电源隔离模块213与所述通讯装置 22的供电输出端连接。
14.可选的，所述运算芯片212的通讯端通过光耦215与所述通讯装置22的通讯端连接。
15.可选的，所述光耦215通过rs485电路216与所述通讯装置22的通讯端连接。
16.可选的，所述电压采样电路2102的采样端与所述中央空调终端的供电端之间通过
保护电路214连接。
17.可选的，还包括与所述运算芯片212连接的电/光脉冲电路219。
18.可选的，还包括与所述运算芯片212连接的存储装置218。
19.可选的，还包括与所述运算芯片212连接的拨码开关217。
20.本发明还公开了一种中央空调，包括多个中央空调终端、通讯装置和与每个中央空调终端对应连接的多个如前述的中央空调计量装置；
21.所述通讯装置分别与每个中央空调计量装置连接。
22.本实用新型中，中央空调计量装置，包括：依次相连的采样电路210、计量芯片211和运算芯片212；采样电路210与中央空调终端的供电端连接，用于采集中央空调终端的电压信号与电流信号并发送至计量芯片211；计量芯片211，用于发送中央空调终端的用电信息至运算芯片212；运算芯片212与中央空调的通讯装置22连接，用于发送与用电信息对应的用电数据至通讯装置22，以使通讯装置22发送用电数据至相应的显示终端。
23.本实用新型为每个中央空调的终端增加计量装置，利用其中的采样电路210、计量芯片211和运算芯片212，对中央空调终端单独进行能耗计量，采样电路210将中央空调终端耗能所需的电流信号与电压信号反馈至计量芯片 211，计量芯片211生成计量结果后，发送计量结果至运算芯片212，运算芯片 212再将计量结果转换为可通信与可读的数据格式，以便后续用户能够根据用电信息读取中央空调的能耗情况，实现对中央空调每个分布式终端的单独能耗计量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例公开的一种中央空调计量装置结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例公开的另一种中央空调计量装置结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例公开的另一种中央空调计量装置结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型实施例公开了一种中央空调计量装置21，参见图1所示，该装置包括：依次相连的采样电路210、计量芯片211和运算芯片212；
30.采样电路210与中央空调终端的供电端连接，用于采集中央空调终端的电压信号与电流信号并发送至计量芯片211；
31.计量芯片211，用于发送中央空调终端的用电信息至运算芯片212；
32.运算芯片212与中央空调的通讯装置22连接，用于发送与用电信息对应的用电数
据至通讯装置22，以使通讯装置22发送用电数据至相应的显示终端。
33.具体的，中央空调可以包括多个分布式的中央空调终端，各个终端作为单独的用电设备运行，因此，在对中央空调进行能耗计量时，需要多个与中央空调终端一一对应的中央空调计量装置21，对每个中央空调终端的能耗分别进行计量，才能够实现对中央空调的精准能耗计量。
34.具体的，每个中央空调计量装置21包括依次相连的采样电路210、计量芯片211和运算芯片212，其中，采样电路210接入中央空调终端的供电端，与采集中央空调终端的供电端三相电路的每相的电流信号与电压信号，并将三相电流信号与电压信号发送至计量芯片211，以使计量芯片211根据采样电路210 发送的模拟信号格式的电压信号和电流信号转换为数字信号形式的电压信号和电流信号即中央空调终端的用电信息，计量芯片211将数字信号形式的用电信息发送至运算芯片212，以使运算芯片212根据用电信息得出对应的中央空调终端的用电功率以及工作状态等用电数据，同时，运算芯片212还可以负责对数据格式进行转换，以便后续将通讯装置22可接收转发的用电数据发送至相应的显示终端，以便用户查看用电数据。
35.其中，通讯转置可以中央空调自带的无线通讯模块，显示终端可以为用户的移动终端，例如手机，通讯过程可以为通过无线通讯模块将用电数据发送至用户手机上，从而完成最终的中央空调终端能耗计量的显示过程。
36.其中，计量芯片211仅具备计量采集功能，运算芯片212可以为半soc的 mcu，运算芯片212可以集成mcu功能、rtc(实时时钟)、测温、掉电检测功能和flash存储等功能与一身，高度集成化的芯片简化外围电路，提高电路可靠性。
37.具体的，运算芯片212可以实时读取计量芯片211输出的用电信息，并根据用电信息生成和存储中央空调终端的用电功率和累计用电量等用电数据，且还可以记录中央空调终端的功率曲线。运算芯片212还可以具有告警功能，对中央空调终端的实际工作状态进行判断，支持过压、欠压、过流、电压逆向序、存储设备擦写寿命到限和存储位置坏死没法正确写入数据等错误以及故障，并通过将根据故障以及错误产生的告警信号发送至通讯装置22，以使通讯装置22发送至用户的显示终端，实现自动告警，保证中央空调安全运行。
38.可见，本实用新型实施例为每个中央空调的终端增加计量装置，利用其中的采样电路210、计量芯片211和运算芯片212，对中央空调终端单独进行能耗计量，采样电路210将中央空调终端耗能所需的电流信号与电压信号反馈至计量芯片211，计量芯片211生成计量结果后，发送计量结果至运算芯片212，运算芯片212再将计量结果转换为可通信与可读的数据格式，以便后续用户能够根据用电信息读取中央空调的能耗情况，实现对中央空调每个分布式终端的单独能耗计量。
39.进一步的，本实用新型实施例还公开了一种中央空调计量装置21，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图3所示，
40.具体的，上述采样电路210，可以包括电流采样电路2101和电压采样电路2102；
41.电流采样电路2101的采样端与三相交流供电端连接，另一端与中央空调终端的供电端连接，输出端与计量芯片211连接；
42.电压采样电路2102的采样端与中央空调终端的供电端连接，电压采样电路2102的接地端与零线连接，电压采样电路2102的输出端与计量芯片211 连接。
43.具体的，三相交流供电端包括第一火线l1、第二火线l2和第三火线l3，电流采样电路2101串联在三相交流供电端与中央空调终端的供电端之间，采集流入中央空调终端的电流信号，并将采集到的电流信号通过输出端发送至计量芯片211中。
44.具体的，电压采样电路2102跨接在三相交流供电端与零线之间，电压采样电路2102的采样端同样分别与三相交流供电端中的三条火线(l1、l2和l3)连接，采集中央空调终端的电压信号，并通过输出端将电压信号发送至计量芯片211。
45.具体的，为了进一步的提升电路的安全性，电压采样电路2102的采样端与中央空调终端的供电端之间通过保护电路214连接，每条火线上均有一个保护电路214，保护电路214中包括保险丝、压敏电阻等保护器件，以保护后端电路避免雷击浪涌等能量冲击损坏。
46.具体的，由于采样电路210直接连接火线(l1、l2和l3)，而采样电路 210、计量芯片211与运算芯片212之间又依次相连，因此，采样电路210、计量芯片211与运算芯片212均工作在高压环境，而通讯装置22则工作在低压环境，因此，为了保护后续与运算芯片212连接的通讯装置22，避免高压电路对低压电路的损害，参见图2所示，可以在采样电路210与计量芯片211 之间设置相应的隔离电路31，将计量芯片211与采样电路210之间通过隔离电路31连接，从而避免强电电路对后续弱电电路的影响，保证电路安全可靠。
47.具体的，采样电路210中的电流采样电路2101与电压采样电路2102的输出端可以分别通过对应的隔离电路31与计量芯片211端连接，实现强弱电隔离。
48.具体的，还可以采用另外一种强弱电隔离方法，上述运算芯片212可以通过dc-dc电源隔离模块213与通讯装置22的供电输出端连接，通过将采样电路210、计量芯片211与运算芯片212一同划分至高压侧，在运算芯片 212与通讯装置22之间设置dc-dc电源隔离模块213实现强弱电隔离。其中， 3表示运算芯片212的电源线，4表示运算芯片212的地线，11表示通讯装置 22的电源线，12表示通讯装置22的地线。
49.具体的，由于运算芯片212还与通讯装置22通讯连接，因此，如果不能只在运算芯片212与通讯装置22之间的供电端进行隔离，还需要在运算芯片 212与通讯装置22的通讯线路进行强弱电隔离，才能够确保通讯装置22的安全，为此，运算芯片212的通讯端可以通过光耦215与通讯装置22的通讯端连接。
50.进一步的，光耦215可以通过rs485电路216与通讯装置22的通讯端连接。其中，5表示运算芯片212的uart数据发送线路，6表示运算芯片212 的uart数据接收线路，7表示光耦215侧的rs485接收线路，8表示光耦 215侧的rs485发送线路，9表示通讯装置22侧的rs485-a端，10表示通讯装置22侧的rs485-b端。
51.具体的，还可以包括与运算芯片212连接的电/光脉冲电路219，以使维护人员能够根据电/光脉冲电路219判断计量芯片211与运算芯片212的计量结果是否准确。
52.具体的，还可以包括与运算芯片212连接的存储装置218，用于存储电流、电压信号、用电信息和用电数据等计量期间产生的各种数据，存储装置218 可以具体为eeprom。
53.具体的，由于中央空调可以包括多个中央空调计量装置21，每个中央空调计量装置21可以分别与同一个通讯装置22连接，在中央空调计量装置21 与通讯装置22首次建立通讯连接时，通讯装置22需要通过硬件地址区分不同的中央空调计量装置21，因此，还可以设置与运算芯片212连接的拨码开关217，通过拨码开关217来设定每个中央空调计量装置21硬件地址，使每个中央空调计量装置21具备不同的硬件地址。例如，可以集成2位的拨码
开关217，作为中央空调计量装置21的硬件地址；在多个中央空调计量装置21 通过rs485总线与同一个通选装置通信连接时，可以用硬件地址区分。拨码开关217的位数可根据实际扩展，以此来增加硬件地址数量，例如，增加到4 位拨码开关217的。
54.其中，1和2表示计量芯片211与运算芯片212之间的spi通讯线路。
55.此外，本实用新型实施例还公开了一种中央空调，参见图3所示，包括多个中央空调终端、通讯装置和与每个中央空调终端对应连接的多个如前述的中央空调计量装置21；
56.通讯装置分别与每个中央空调计量装置21连接。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。