空调系统中ptc电加热器的功率估算方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电器技术领域，尤其设及一种空调系统中PTC电加热器的功率估算方 法和装置。
【背景技术】
[0002] 智能空调中智能用电和用电管理是一个重要的功能，智能用电和用电管理的前提 是对空调的运行功率和电量进行检测。目前，空调的电量检测采用的是电表模块，电表模块 成本高，只有高端的空调产品上才会用到，无法在普通空调器上推广使用，使得智能用电和 用电管理无法得到全面的应用。其中阻碍空调功率和电量检测的重要原因是PTC的功率无 法准确的得到。
[0003] PTC电加热器应用到空调中，可W有效增加空调制热模式下的发热量，提高空调的 制热性能。因此，PTC已经是空调中的标配器件。随着节能环保意识的觉醒，消费者对于家 用电器的耗电量或者运行功率变得格外的关注。PTC是空调中耗电量较大的器件，如果不能 准确的知道PTC的实时运行功率，空调的耗电量在制热模式下就没有办法得到，除非是增 加电流采样环节，但是该样就增加了空调的成本，在竞争激烈的家电行业，增加成本是不被 允许的，因此，如何通过现有的硬件平台，准确知道PTC的运行功率和耗电量仍然是一个没 有得到很好解决的技术难题。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种空调系统中PTC电加热器的功率估算方法，该方法能够在不增加任 何的硬件成本的前提下获取PTC电加热器的运行功率，节约了成本，提升了空调器的竞争 力。
[0005] 本发明的第二个目的在于提出一种空调系统中PTC电加热器的功率估算装置。
[0006] 为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估 算方法，包括W下步骤；通过多个第一采样模块分别一一对应采样与所述PTC电加热器的 运行功率相关联的多个第一变量参数，并对所述多个第一变量参数分别进行滤波处理W获 得多个第一输入变量；对所述多个第一输入变量分别进行归一化处理W将所述多个第一输 入变量的数值限定在预设值域的范围内；根据归一化处理后的多个第一输入变量对所述 PTC电加热器的运行功率进行建模W估算出所述PTC电加热器的运行功率的无量纲值；对 所述无量纲值进行反归一化处理W获得所述PTC电加热器的运行功率的估算值。
[0007] 根据本发明实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估算方法，不需要额外添加 电流采样电路，仅利用了现有的采样模块，不增加任何的硬件成本，通过建模的方式来获取 PTC电加热器的运行功率，进而可W根据该运行功率获得空调器在制热模式下的耗电情况， 该方法节约了成本，提升了空调器的竞争力。
[0008] 在本发明的一个实施例中，还包括；通过多个第二采样模块分别一一对应采样与 所述PTC电加热器的运行功率相关联的多个第二变量参数，并对所述多个第二变量参数分 别进行滤波处理W获得多个第二输入变量；根据所述多个第二输入变量获取所述PTC电加 热器的运行功率的偏差补偿量，并将所述偏差补偿量叠加到所述PTC电加热器的运行功率 的估算值W对所述PTC电加热器的运行功率的估算值进行补偿校正。
[0009] 在本发明的一个实施例中，所述多个第一变量参数包括所述空调系统中的室内换 热器的温度、风机的功率和所述PTC电加热器的输入电压，所述PTC电加热器的运行功率的 无量纲值根据W下模型估算得到：
[0010] y=f2( / 巫*fi( /E*u+白1)+白2)，
[0011] 其中，E和0分别为所述模型中输入变量的权重参数向量矩阵，y为所述PTC电 加热器的运行功率的无量纲值，U为与所述室内换热器的温度、风机的功率和所述PTC电加 热器的输入电压对应的归一化处理后的输入向量，和0 2为所述模型的偏置量，fiO为 输入向量的处理函数
〇、0和0为给定的参数，f2〇 =fi〇为中间 向量的处理函数。
[0012] 在本发明的一个实施例中，根据W下公式对所述无量纲值进行反归一化处理：
[0013]
[0014] 其中，y为所述PTC电加热器的运行功率的无量纲值，片rt为反归一化处理后获得 的所述PTC电加热器的运行功率的估算值，巧苗为所述PTC电加热器的运行功率的最大值， 巧票为所述PTC电加热器的运行功率的最小值。
[0015] 在本发明的一个实施例中，所述多个第二变量参数包括室内环境温度、室内环境 湿度和所述空调系统中室内机的导风条的角度，所述偏差补偿量根据W下公式获取：
[0016]
[0017] 其中，a1、a2、P1、P2、丫 1、丫 2和^为通过模式识别法进行补偿校正的模型参数， T1、H和A为与所述室内环境温度、室内环境湿度和所述导风条的角度对应的第二输入变 量，APpT。为所述偏差补偿量。
[0018] 为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估 算装置，包括：多个第一采样模块，用于分别一一对应采样与所述PTC电加热器的运行功率 相关联的多个第一变量参数；与所述多个第一采样模块相对应的多个第一滤波模块，所述 多个第一滤波模块用于对所述多个第一变量参数分别进行滤波处理W获得多个第一输入 变量；多个归一化模块，所述多个归一化模块分别与所述多个第一滤波模块一一对应相连， 所述多个归一化模块用于对所述多个第一输入变量分别进行归一化处理W将所述多个第 一输入变量的数值限定在预设值域的范围内；估算模块，用于根据归一化处理后的多个第 一输入变量对所述PTC电加热器的运行功率进行建模W估算出所述PTC电加热器的运行功 率的无量纲值；反归一化模块，用于对所述无量纲值进行反归一化处理W获得所述PTC电 加热器的运行功率的估算值。
[0019] 根据本发明实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估算装置，不需要额外添加 电流采样电路，仅利用了现有的采样模块，不增加任何的硬件成本，估算模块通过建模的方 式来获取PTC电加热器的运行功率的无量纲值，反归一化模块50对该无量纲值进行反归一 化处理W获得PTC电加热器的运行功率的估算值，进而可W根据该运行功率的估算值获得 空调器在制热模式下的耗电情况，该装置节约了成本，提升了空调器的竞争力。
[0020] 在本发明的一个实施例中，还包括；多个第二采样模块，用于分别一一对应采样与 所述PTC电加热器的运行功率相关联的多个第二变量参数；与所述多个第二采样模块相对 应的多个第二滤波模块，所述多个第二滤波模块用于对所述多个第二变量参数分别进行滤 波处理W获得多个第二输入变量；补偿校正模块，用于根据所述多个第二输入变量获取所 述PTC电加热器的运行功率的偏差补偿量，并将所述偏差补偿量叠加到所述PTC电加热器 的运行功率的估算值W对所述PTC电加热器的运行功率的估算值进行补偿校正。
[0021] 在本发明的一个实施例中，所述多个第一变量参数包括所述空调系统中的室内换 热器的温度、风机的功率和所述PTC电加热器的输入电压，所述估算模块根据W下模型估 算所述PTC电加热器的运行功率的无量纲值：
[0022] y=f2( / 巫*fi( /E*u+白1)+白2)，
[0023] 其中，E和0分别为所述模型中输入变量的权重参数向量矩阵，y为所述PTC电 加热器的运行功率的无量纲值，U为与所述室内换热器的温度、风机的功率和所述PTC电加 热器的输入电压对应的归一化处理后的输入向量，和0 2为所述模型的偏置量，fiO为 输入向量的处理函数
〇、0和口为给定的参数，f2〇 =fi〇为中间 向量的处理函数。
[0024] 在本发明的一个实施例中，所述反归一化模块根据W下公式对所述无量纲值进行 反归一化处理：
[00巧]
[0026] 其中，y为所述PTC电加热器的运行功率的无量纲值，片K为反归一化处理后获得 的所述PTC电加热器的运行功率的估算值，巧苗为所述PTC电加热器的运行功率的最大值， 巧?？为所述PTC电加热器的运行功率的最小值。
[0027] 在本发明的一个实施例中，所述多个第二变量参数包括室内环境温度、室内环境 湿度和所述空调系统中室内机的导风条的角度，所述补偿校正模块根据W下公式获取所述 偏差补偿量：
[0028]
[002引其中，a1、a2、P1、P2、丫1、丫2和疗为通过模式识别法进行补偿校正的模型参数，T1、H和A为与所述室内环境温度、室内环境湿度和所述导风条的角度对应的第二输入变 量，APpT。为所述偏差补偿量。
【附图说明】
[0030] 图1是根据本发明一个实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估算方法的流程 图；
[0031] 图2是根据本发明一个实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估算装置的方框 图；
[0032] 图3是根据本发明另一个实施例的空调系统中PTC电加热器的功率估算装置的方 框图。
[0033] 附图标记：
[0034] 第一采样模块10、第一滤波模块20、归一化模块30、估算模块40、反归一化模块 50、多个第二采样模块60、多个第二滤波模块70和补偿校正模块80。
【具体实施方式】
[0035] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号