一种空调制冷量检测方法、系统及空调器与流程

本发明涉及空调调节技术领域。

背景技术：

房间空调器的铭牌上标称的制冷能力是在国家标准规定的条件下、规定的测试方法下测试出来的，实际使用时房间空调器输出能力随使用环境及状态变化而发生变化，其适时输出能力与铭牌标称不同，其输出能力随着室内(外)空气温度、室内(外)空气湿度、室内设定温度与实际温度差值、供电电源(如供电电压)、压缩机运行频率、室内外风机档位，热交换器换热情况等许多因素变化而变化，但具体变化了多少，输出能力是多大没有量化，用户根本不清楚。在空调器生产企业内部可以通过实验室模拟各种使用状态对其输出能力制冷量(制冷能力)进行定量测试，在使用场所，由于存在采样、运算程序等技术问题，市场上还没有类似产品。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种空调制冷量检测方法、系统及空调器，目的在于解决现有空调器尤其家用空调器无法实时检测空调器自身的制冷能力的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空调制冷量检测方法，所述方法包括：

检测空调是否运行在制冷模式，如果是，则进行制冷量检测，如果否，则直至检测到空调运行在制冷模式时进行制冷量检测；

检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度和相对湿度，计算 获得回风口处的空气焓值；

检测空调室内机或室外机的送风口的空气干球温度和相对湿度，计算获得送风口处的空气焓值以及湿空气密度；

检测空调室内机或室外机的送风口的送风速度；

根据送风口的送风速度、空气焓值、湿空气密度、回风口处的空气焓值以及预先测量的送风口的风口面积计算获得空调的制冷能力。

本发明的有益效果是：本发明通过对空调自身检测温度、湿度、风速等相关参数，并根据上述参数实时计算出空调器的制冷量，用户可根据制冷量的变化情况直观的获知空调的工作状态是否出现异常，如果是由于故障问题可以提前进行维修，如果是由于老化问题则可以及时进行更换，方便了用户对于空调的实时了解。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述回风口处的空气焓值的获得过程为：

检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度，根据空气干球温度获得湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压；

检测空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度，根据所述相对湿度和回风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压；

根据空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压获得回风口处空气中的含湿量；

根据回风口处空气中的含湿量以及空气干球温度获得回风口处的空气焓值。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气中的焓值指空气中含有的总热量，可以根据一定质量的空气在处理过程中比焓的变化，来判断空气是得到热量还是失去热量。

进一步，所述方法还包括对回风口处的空气干球温度进行判断的步骤，当所述回风口处空气干球温度大于等于-100℃且小于0℃时，获得回风口处湿空气下干球温度对应第一饱和水蒸气分压；当所述回风口处空气干球温度大于等于0℃且小于250℃时，获得回风口处湿空气下干球温度对应第二饱和水蒸气分压。

采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同空气干球温度情况下压力的不同，对空气干球温度情况进行分类，从而能够根据实际的空气干球温度获得对应的饱和水蒸气分压。

进一步，所述送风口处的空气焓值的获得过程为：

检测空调室内机或室外机的送风口处的空气干球温度，根据空气干球温度获得湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压；

检测空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度，根据所述相对湿度和送风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压；

根据空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压获得送风口处空气中的含湿量；

根据送风口处空气中的含湿量以及空气干球温度获得送风口处的空气焓值。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气中的焓值指空气中含有的总热量，可以根据一定质量的空气在处理过程中比焓的变化，来判断空气是得到热量还是失去热量。

进一步，所述送风口处的湿空气密度根据送风口处的空气干球温度、送风口处的相对湿度以及送风口处相对湿度下对应不饱和湿空气分压计算获得。

进一步，所述方法还包括对送风口处的空气干球温度进行判断的步骤， 当所述送风口处空气干球温度大于等于-100℃且小于0℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应第一饱和水蒸气分压；当所述送风口处空气干球温度大于等于0℃且小于250℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应第二饱和水蒸气分压。

采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同空气干球温度情况下压力的不同，对空气干球温度情况进行分类，从而能够根据实际的空气干球温度获得对应的饱和水蒸气分压。

为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种空调制冷量检测系统，所述系统包括：

模式检测模块，用于检测空调是否运行在制冷模式，如果是，则进行制冷量检测，如果否，则直至检测到空调运行在制冷模式时进行制冷量检测；

回风口检测计算模块，用于检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度和相对湿度，计算获得回风口处的空气焓值；

送风口检测计算模块，用于当空调运行在制冷模式时，检测空调室内机或室外机的送风口的空气干球温度和相对湿度，计算获得送风口处的空气焓值以及湿空气密度；

送风速度检测模块，用于检测空调室内机或室外机的送风口的送风速度；

制冷能力计算模块，用于根据送风口的送风速度、空气焓值、湿空气密度、回风口处的空气焓值以及预先测量的送风口的风口面积计算获得空调的制冷能力。

本发明的有益效果是：本发明通过对空调自身检测温度、湿度、风速等相关参数，并根据上述参数实时计算出空调器的制冷量，用户可根据制冷量的变化情况直观的获知空调的工作状态是否出现异常，如果是由于故障问题可以提前进行维修，如果是由于老化问题则可以及时进行更换，方便了用户 对于空调的实时了解。

进一步，所述回风口检测计算模块包括：

回风口水蒸气分压计算模块，用于检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度，根据空气干球温度获得湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压；

回风口湿空气分压计算模块，用于检测空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度，根据所述相对湿度和回风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压；

回风口含湿量计算模块，用于根据空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压获得回风口处空气中的含湿量；

回风口空气焓值计算模块，用于根据回风口处空气中的含湿量以及空气干球温度获得回风口处的空气焓值。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气中的焓值指空气中含有的总热量，可以根据一定质量的空气在处理过程中比焓的变化，来判断空气是得到热量还是失去热量。

进一步，所述系统还包括回风口温度判断模块，用于对回风口处的空气干球温度进行判断，当所述回风口处空气干球温度大于等于-100℃且小于0℃时，获得回风口处湿空气下干球温度对应第一饱和水蒸气分压；当所述回风口处空气干球温度大于等于0℃且小于250℃时，获得回风口处湿空气下干球温度对应第二饱和水蒸气分压。

采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同空气干球温度情况下压力的不同，对空气干球温度情况进行分类，从而能够根据实际的空气干球温度获得对应的饱和水蒸气分压。

进一步，所述送风口检测计算模块包括：

送风口水蒸气分压计算模块，用于检测空调室内机或室外机的送风口处 的空气干球温度，根据空气干球温度获得湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压；

送风口湿空气分压计算模块，用于检测空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度，根据所述相对湿度和送风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压；

送风口含湿量计算模块，用于根据空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压获得送风口处空气中的含湿量；

送风口空气焓值计算模块，用于根据送风口处空气中的含湿量以及空气干球温度获得送风口处的空气焓值。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气中的焓值指空气中含有的总热量，可以根据一定质量的空气在处理过程中比焓的变化，来判断空气是得到热量还是失去热量。

进一步，所述送风口检测计算模块还包括送风口湿空气密度计算模块，用于根据送风口处的空气干球温度、送风口处的相对湿度以及送风口处相对湿度下对应不饱和湿空气分压计算获得送风口处的湿空气密度。

进一步，所述系统还包括送风口温度判断模块，用于对送风口处的空气干球温度进行判断，当所述送风口处空气干球温度大于等于-100℃且小于0℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应第一饱和水蒸气分压；当所述送风口处空气干球温度大于等于0℃且小于250℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应第二饱和水蒸气分压。

采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同空气干球温度情况下压力的不同，对空气干球温度情况进行分类，从而能够根据实际的空气干球温度获得对应的饱和水蒸气分压。

本发明还提出一种空调器，所述空调器包括上述所述的空调制冷量检测系统。

进一步，所述空调器的回风口和送风口均安装有温湿度传感器，分别用于检测回风口和送风口处的空气干球温度及相对湿度。

进一步，所述空调器的送风口安装有多个速度传感器，用于检测送风口的送风速度，并将每个速度传感器检测的送风速度取平均值。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对风速取平均值能够使计算结果更为精确。

附图说明

图1为本发明实施例所述的空调制冷量检测方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的空调制冷量检测系统的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出一种空调制冷量检测方法，在检测之前首先检测空调是否运行在制冷模式，当空调处于制冷模式时进行制冷量检测，否则直至检测到空调运行在制冷模式时进行制冷量检测；具体制冷量检测过程为：

S1、检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度和相对湿度，计算获得回风口处的空气焓值；

S2、当空调运行在制冷模式时，检测空调室内机或室外机的送风口的空气干球温度和相对湿度，计算获得送风口处的空气焓值以及湿空气密度；

S3、检测空调室内机或室外机的送风口的送风速度；

S4、根据送风口的送风速度、空气焓值、湿空气密度、回风口处的空气 焓值以及预先测量的送风口的风口面积计算获得空调的制冷能力。

回风口处的空气焓值具体计算过程如下：

检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度T₁，当所述回风口处空气干球温度T₁大于等于-100℃且小于0℃时，回风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb＝exp(a₀+a₁T₁+a₂T₁²+a₃T₁³+a₄T₁⁴)；当所述回风口处空气干球温度T₁大于等于0℃且小于250℃时，回风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb＝exp(b₀+b₁T₁+b₂T₁²+b₃T₁³+b₄T₁⁴)，其中a_i和b_i均为常数，i＝1、2、3、4。

检测空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度Φ₁，根据所述相对湿度和回风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq＝Pqb×Φ₁。

根据空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq获得回风口处空气中的含湿量d＝0.62197Pq/(P-Pq)，其中P为当前大气压。

根据回风口处空气中的含湿量d以及空气干球温度T₁获得回风口处的空气焓值H＝1.01T₁+(2500+1.84T₁)d。

送风口处的空气焓值具体计算过程如下：

当空调运行在制冷模式时，检测空调室内机或室外机的送风口处的空气干球温度T₂，当所述送风口处空气干球温度T₂大于等于-100℃且小于0℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb’＝exp(a₀+a₁T₂+a₂T₂²+a₃T₂³+a₄T₂⁴)；当所述送风口处空气干球温度T₂大于等于0℃且小于250℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb’＝exp(b₀+b₁T₂+b₂T₂²+b₃T₂³+b₄T₂⁴)，其中a_i和b_i均为常数，i＝1、2、3、4。

检测空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度Φ₂，根据所述相对湿度 和送风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq’＝Pqb’×Φ₂。

根据空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq’获得送风口处空气中的含湿量d’＝0.62197Pq’/(P-Pq’)，其中P为当前大气压。

根据送风口处空气中的含湿量d’以及空气干球温度T₂获得送风口处的空气焓值H’＝1.01T₂+(2500+1.84T₂)d’。

送风口处的湿空气密度可根据送风口处的空气干球温度、送风口处的相对湿度以及送风口处相对湿度下对应不饱和湿空气分压计算获得，具体计算关系式为：ρ＝ρ₀273/(273+T₂)*(P-0.0378Φ₂Pq’)/0.1013，ρ₀为常数。

送风口面积S可通过测量空调器室内机或室外机送风口长度L和宽度W，从而计算出送风口面积S＝LxW，并将此面积S作为常数植入到空调器控制器计算程序中。

通过以上计算过程分别计算出了送风口的风口面积、送风速度、空气焓值、湿空气密度以及回风口处的空气焓值，以上参数通过计算能够获得空调的制冷量：Q＝ρⅴS(H-H’)/(1+d’)，计算出的制冷量即为空调器的制冷能力。

实施例2

如图2所示，本实施例提出了一种空调制冷量检测系统，所述系统包括：

模式检测模块，用于检测空调是否运行在制冷模式，如果是，则进行制冷量检测，如果否，则直至检测到空调运行在制冷模式时进行制冷量检测；

回风口检测计算模块，用于检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度和相对湿度，计算获得回风口处的空气焓值；

送风口检测计算模块，用于当空调运行在制冷模式时，检测空调室内机或室外机的送风口的空气干球温度和相对湿度，计算获得送风口处的空气焓 值以及湿空气密度；

送风速度检测模块，用于检测空调室内机或室外机的送风口的送风速度；

制冷能力计算模块，用于根据送风口的送风速度、空气焓值、湿空气密度、回风口处的空气焓值以及预先测量的送风口的风口面积计算获得空调的制冷能力。

回风口处的空气焓值具体计算过程如下：

检测空调室内机或室外机的回风口处的空气干球温度T₁，当所述回风口处空气干球温度T₁大于等于-100℃且小于0℃时，回风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb＝exp(a₀+a₁T₁+a₂T₁²+a₃T₁³+a₄T₁⁴)；当所述回风口处空气干球温度T₁大于等于0℃且小于250℃时，回风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb＝exp(b₀+b₁T₁+b₂T₁²+b₃T₁³+b₄T₁⁴)，其中a_i和b_i均为常数，i＝1、2、3、4。

检测空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度Φ₁，根据所述相对湿度和回风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq＝Pqb×Φ₁。

根据空调室内机或室外机的回风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq获得回风口处空气中的含湿量d＝0.62197Pq/(P-Pq)，其中P为当前大气压。

根据回风口处空气中的含湿量d以及空气干球温度T₁获得回风口处的空气焓值H＝1.01T₁+(2500+1.84T₁)d。

送风口处的空气焓值具体计算过程如下：

当空调运行在制冷模式时，检测空调室内机或室外机的送风口处的空气干球温度T₂，当所述送风口处空气干球温度T₂大于等于-100℃且小于0℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压 Pqb’＝exp(a₀+a₁T₂+a₂T₂²+a₃T₂³+a₄T₂⁴)；当所述送风口处空气干球温度T₂大于等于0℃且小于250℃时，获得送风口处湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压Pqb’＝exp(b₀+b₁T₂+b₂T₂²+b₃T₂³+b₄T₂⁴)，其中a_i和b_i均为常数，i＝1、2、3、4。

检测空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度Φ₂，根据所述相对湿度和送风口处的湿空气下干球温度对应饱和水蒸气分压获得相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq’＝Pqb’×Φ₂。

根据空调室内机或室外机的送风口处的相对湿度下对应不饱和湿空气分压Pq’获得送风口处空气中的含湿量d’＝0.62197Pq’/(P-Pq’)，其中P为当前大气压。

根据送风口处空气中的含湿量d’以及空气干球温度T₂获得送风口处的空气焓值H’＝1.01T₂+(2500+1.84T₂)d’。

送风口处的湿空气密度可根据送风口处的空气干球温度、送风口处的相对湿度以及送风口处相对湿度下对应不饱和湿空气分压计算获得，具体计算关系式为：ρ＝ρ₀273/(273+T₂)*(P-0.0378Φ₂Pq’)/0.1013，ρ₀为常数。

送风口面积S可通过测量空调器室内机或室外机送风口长度L和宽度W，从而计算出送风口面积S＝LxW，并将此面积S作为常数植入到空调器控制器计算程序中。

通过以上计算过程分别计算出了送风口的风口面积、送风速度、空气焓值、湿空气密度以及回风口处的空气焓值，以上参数通过计算能够获得空调的制冷量：Q＝ρⅴS(H-H’)/(1+d’)，计算出的制冷量即为空调器的制冷能力。

实施例3

本实施例提出了一种空调器，所述空调器包括上述所述的空调制冷量检测系统。所述空调器的回风口和送风口均安装有温湿度传感器，分别用于检 测回风口和送风口处的空气干球温度及相对湿度，送风口安装有多个速度传感器，用于检测送风口的送风速度，并将每个速度传感器检测的送风速度取平均值。

空调器的制冷能力的计算过程可在空调器内部的控制器中进行，控制器每60s至120s采样并计算一次空调器的制冷能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。