空调器的耗电量检测方法、装置和空调器的制造方法_3

文档序号:9371212阅读:来源:国知局
温度T2的最小 值设定为10摄氏度,最大值为80摄氏度,囊括了T2可能出现的范围;室内风机的功率PFAN 影响到PTC的散热,功率越大,散热越好,PTC要维持温度就要发出更多的热量,即PFAN越大, PTC运行功率越大,反之,PTC运行功率越小。风机功率PFAN的最小值取为2W,最大值取为 30W;室外机的电压有效值U直接影响PTC的发热功率,U越大,PTC运行功率越大,反之,PTC 运行功率越小。PTC输入电压U有效值的最小值为150V,最大值为280V,限定了我国电网可 能出现的电压上下限。
[0069] 更具体地,将以上主要影响因子作为输入变量(即第一输入变量)建立与PTC功 率大小之间的数据模型,该模型可以表示为如下:y=f(u),其中y代表模型输出值,u为各 个输入向量,u= (Ul,u2,...,uj,是一个多维度的输入,这些输入变量即为上述的那些主要 影响PTC运行功率的采样值,把这些采样值输入到本发明的软件数字模型中,就可以得到 当前PTC实时功率值。
[0070] 在本发明的一个实施例中,PTC加热器的运行功率PPTe根据以下模型估算得到:
[0071]y=f2(/ ①/E*u+9丨)+9 2), (5)
[0072] 其中,u为第一输入变量归一化处理后的输入向量,E和①为模型中第一输入变 量的权重参数向量矩阵,9 :和Q2为模型的偏置量,fi()和& ()为S型函数,y为模型输 出值。
[0073] 其中,fi〇为输入向量的处理函数,乂⑴=.丨+e二办)-供'式子中的〇、0和炉 为给定的参数,f2() =fi〇为中间向量的处理函数。
[0074]在本发明的一个实施例中,在估算PTC加热器的运行功率时,室内控制器将室内 环境温度、室内环境湿度和室内机的导风条的角度作为第二输入变量,并根据第二输入变 量获取PTC加热器的运行功率的偏差补偿量,以及将偏差补偿量叠加到PTC加热器的运行 功率以对PTC加热器的运行功率进行补偿校正。
[0075] 具体地,还有一些影响PTC功率的次要因素,比如:室内环境温度T1、室内环境湿 度H和导风条的角度A等。
[0076] 其中,室内环境温度T1会直接地影响T2的大小,从而间接地影响到PTC的运行功 率,T1越小则T2也会相对变小,从而PTC的运行功率会变大,即T1越小,PTC运行功率越 大,反之,PTC运行功率越小;室内环境湿度H也会影响到PTC的散热,湿度越大,空气中的 水分越多,通过蒸发器和PTC时会带走更多的热量,因此,H越大,PTC的运行功率会变大,反 之,PTC运行功率变小,当然,湿度的影响不会那么明显;导风条的角度A影响到空调风道出 口的结构,处于标准90度角时,风道出风量最大,散热最好,0度或者180度时,导风条挡住 了出风口,风道出风量最小,散热最差,即A在90度时,PTC的运行功率相对其他角度最大, 越偏离90度,PTC运行功率越小。
[0077] 更具体地,我们将次要因素也考虑进来,通过对输出加入补偿提高PTC估算的精 度,该补偿函数的数学表达式如下:APptc= | (um+1,…,un),其中,um+1、…、un即为进行补 偿校正的输入采样值,APPTe即为PTC功率的偏差补偿量,U)是补偿校正函数。
[0078]在本发明的一个实施例中,偏差补偿量根据以下公式获取:
[0079]
(6)
[0080] 其中,a^a2、p^p2、y:、丫 2和炉为通过模式识别法进行补偿校正的模型参数, T1、H和A为与室内环境温度、室内环境湿度和导风条的角度对应的第二输入变量,APpTC为 偏差补偿量。
[0081]S5,对室外风机和压缩机的有功功率、室内风机的运行功率和PTC加热器的运行 功率进行累加计算以获得空调器的总功率,并对空调器的总功率进行积分运算以获得空调 器的耗电量。
[0082]在本发明的一个实施例中,室内控制器还计算室内机中的其它负载的功率。
[0083] 具体地,室内控制器根据室内控制器的工作状态、以及其它负载的工作状态预估 功率,室内除了风机和PTC外,还有步进电机,主要分工作与停止两种状态,工作状态下功 率为2W,停止状态下功率为0W,电控板功率在工作状态下为1. 5W,待机状态下为0. 2W。
[0084]在本发明的一个实施例中,室外控制器还计算室外机中的其它负载的功率。
[0085] 具体地,室外控制器根据室外控制器的工作状态、以及其它负载的工作状态预估 功率,室外除了风机和压缩机外,还包括四通阀、电子膨胀阀,主要分工作与停止两种状态, 且每种状态下功率基本恒定,四通阀在工作状态下功率为5W,停止状态下功率为0W,电子 膨胀阀在工作状态下为3W,停止状态下为0W,电控板在工作状态下为3W,待机时功率为 0. 5ff〇
[0086] 更具体地,对室外风机和压缩机的有功功率?_^、室内风机的运行功率PFAN和PTC 加热器的运行功率PPTC、以及室内机中的其它负载的功率和室外机中的其它负载的功率进 行累加计算以获得空调器的总功率,并对空调器的总功率进行积分运算以获得空调器的耗 电量。
[0087] 在本发明的一个实施例中,可以将空调器的实时功率大小和耗电量信息传递至手 机APP和服务器中,以供用户进行查询和数据分析。
[0088] 本发明实施例的空调器的耗电量检测方法,室外控制器计算室外风机和压缩机的 有功功率,室内控制器通过建立功率估计模型函数来估算室内风机的运行功率,室内控制 器还通过建模的方法来估算PTC加热器的运行功率,并进一步获得空调器的总功率,从而 获得空调器的耗电量,该方法无需增加任何硬件成本就能准确获得空调器的总功率和耗电 量,从而大大提升了用户体验。
[0089] 图3是根据本发明一个具体实施例的空调器的耗电量检测方法。如图3所示,本 发明实施例的空调器的耗电量检测方法,包括以下步骤:
[0090] S101,室外控制器根据PFC电压和电流采样电路瞬时值计算出室外压缩机和室外 风机的有功功率PM_R,并将计算出的室外机的电压有效值传递至室内控制器。
[0091] S102,室外控制器计算室外机其他负载功率大小,如四通阀、电子膨胀阀等。
[0092]S103,室内控制器通过电机转速n、冷凝管温度T2和室内环境温度T1、导风条角度 A和室内环境湿度H等数据,通过数据建模计算室内风机有功功率PFAN。
[0093]S104,室内控制器根据室外控制器传递的电压有效值、室内温度T1、蒸发器温度 T2、室内风机功率、导风条角度、室内环境湿度以及PTC的开关状况等信息通过数据建模计 算出PTC加热器的运行功率。
[0094] S105,室内控制器计算室内机其他负载部分功率大小,比如步进电机、电路板等。
[0095] S106,将以上各部分计算的功率值累加到一起计算出空调整机功率大小,并通过 积分计算出空调耗电量。
[0096] S107,将空调实时功率大小和耗电量信息传递至手机APP和服务器,供用户进行 查询和数据分析。
[0097] 为了实现上述实施例,本发明还提出了一种空调器的耗电量检测装置。
[0098] 图4是根据本发明一个实施例的空调器的耗电量检测装置的方框示意图。其中, 空调器包括室内机和室外机,室内机包括室内风机、室内换热器和PTC加热器,室外机包括 室外风机、压缩机和室外换热器,耗电量检测装置包括室外控制器10和室内控制器20。
[0099] 其中,本发明实施例的空调器的耗电量检测装置,适用于室内风机为PG风机,室 外压缩机和风机均为PMSM或者BLDC的直流电机类型的空调器。
[0100] 其中,室外控制器10用于获取室外机的电压瞬时值和电流瞬时值,并根据室外机 的电压瞬时值和电流瞬时值计算室外风机和压缩机的有功功率。
[0101] 在本发明的一个实施例中,室外控制器10通过检测室外机中整流桥的直流侧输 出电流以获取室外机的电流瞬时值,并通过检测整流桥的直流输出端电压以获取室外机的 电压瞬时值。
[0102] 具体地,室外机所使用室外风机和室外压缩机全部为变频电机,通过直流电压逆 变后驱动室外风机和室外压缩机。因此,室外控制器10通过获取室外机中整流桥的直流侧 输出电流以获取室外机的电流瞬时值,并通过获取整流桥的直流输出端电压以获取室外机 的电压瞬时值。
[0103] 进一步地,室外控制器10根据室外机的电流瞬时值和室外机的电压瞬时值计算 室外风机和压缩机的有功功率PM_R。
[0104] 室外控制器10还用于根据室外机的电压瞬时值计算室外机的电压有效值,并将 室外机的电压有效值发送给室内控制器20。
[0105] 具体地,室外控制器10通过室外机的电压瞬时值计算出室外机的电压有效值,并 将室外
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