空调器的耗电量检测方法、装置和空调器的制造方法_4

文档序号:9371213阅读:来源:国知局
输出端电压以获取室外机的电压瞬时值。
[0124] 进一步地,室外控制器10根据压缩机的电流瞬时值和室外机的电压瞬时值计算 室外压缩机的有功功率PM_R。
[0125] 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。
[0126] 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 将室外机的电压有效值发送给室内控制器20。由于该电压瞬时值与整机输入电压瞬时值大 小相同,仅相位经过整流桥发生改变,因此该电压有效值与整机电压有效值相同。
[0127] 室外控制器10,还用于获取室外换热器的温度和室外环境温度,并通过建立与室 外机的电压有效值、室外换热器的温度和室外环境温度相关联的第一功率估计模型函数以 估算室外风机的运行功率。
[0128] 在本发明的一个实施例中,与室外机的电压有效值、室外换热器的温度和室外环 境温度相关联的第一功率估计模型函数通过式(1)表示。F(Urms,T3)函数通过式(2)表 示,fn(x)通过式(3)表示,G(T4)通过式⑷表示。
[0129] 室内控制器20,用于获取室内风机的电机转速、室内机的导风条的角度、室内换热 器的温度、室内环境温度和室内环境湿度,并通过建立与室内风机的电机转速、室内机的导 风条的角度、室内换热器的温度、室内环境温度和室内环境湿度相关联的第二功率估计模 型函数以估算室内风机的运行功率。
[0130]在本发明的一个实施例中,与室内风机的电机转速、室内机的导风条的角度、室内 换热器的温度、室内环境温度和室内环境湿度相关联的第二功率估计模型函数通过式(5) 表示。F(n,A,T2)函数通过式(6)表示,f12(x)通过式(7)表示,G(T1,H)通过式⑶表示。
[0131]室内控制器20,还用于将室内换热器的温度、室内风机的运行功率和室外机的电 压有效值作为第一输入变量,以及根据第一输入变量对PTC加热器的运行功率进行建模以 估算出PTC加热器的运行功率。
[0132]具体地,由于空调使用过程中影响PTC功率大小主要包括周围环境温度、电压值 和风量等三个主要因素,而这三个因素与蒸发器T2温度(即室内换热器的温度)、输入电压 有效值(即室外机的电压有效值)和室内风机的运行功率有直接联系。
[0133]其中,蒸发器温度T2是最靠近PTC的温度,蒸发器的温度T2越大,PTC所需发热 量就越小,即T2越大,PTC运行功率越小,反之,PTC运行功率越大,例如,蒸发器温度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;室内风机的运行 功率PFANIN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_IN越大,PTC运行功率越大,反之,PTC运行功率越小,例如,风机功率PFANIN的最小值 取为2W,最大值取为30W;输入电压有效值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,例如,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。
[0134]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。
[0135]在本发明的一个实施例中,PTC加热器的运行功率根据公式(9)所示的模型估算 得到。
[0136]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20还将 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。
[0137]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。
[0138]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。
[0139] 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。
[0140] 在本发明的一个实施例中,偏差补偿量根据公式(10)获取。
[0141] 室外控制器10和/或室内控制器20对室外风机的运行功率、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。
[0142] 在本发明的一个实施例中,室内控制器20还计算室内机中的其它负载的功率。
[0143] 具体地,室内控制器20根据室内控制器20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。
[0144] 在本发明的一个实施例中,室外控制器10还计算室外机中的其它负载的功率。
[0145] 具体地,室外控制器10根据室外控制器10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? 5W。
[0146] 更具体地,对室外风机的运行功率PFANJ)UT、压缩机的有功功率PM_R、室内风机的运 行功率PFANIN和PTC加热器的运行功率PPTe、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。
[0147] 在本发明的一个实施例中,室外控制器10和/或室内控制器20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。
[0148] 本发明实施例的空调器的耗电量检测装置,室外控制器计算压缩机的有功功率, 室外控制器还通过建立第一功率估计模型函数来估算室外风机的运行功率,室内控制器还 通过建立第二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,该装置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。
[0149] 为了实现上述实施例,本发明还提出了一种空调器。该空调器包括本发明实施例 的耗电量检测装置。
[0150] 本发明实施例的空调器,由于具有了该耗电量检测装置,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。
[0151] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0152] 此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,"多个"的含义是至少两个,例如两个, 三个等,除非另有明确具体的限定。
[0153] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连 接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0154] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0155] 在本说明书的描述中,参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不
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