在线检测空调制热能效比和制热量的方法

摘要

本发明公开了一种在线检测空调制热能效比和制热量的方法，在线检测制热能效比的方法包括：空调运行过程中，获取实时压机频率、实时室内温度、实时室外温度、实时内机转速和实时外机转速；根据典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定实时压机频率和实时室内温度所对应的实时核心能效比；根据实时室外温度和额定室外温度确定实时室外温度能效比修正因子，根据实时内机转速和额定内机转速确定实时内机转速能效比修正因子，根据实时外机转速和额定外机转速确定实时外机转速能效比修正因子；根据实时核心能效比和各能效比修正因子确定实时制热能效比。应用本发明，可实现在空调不同运行工况下制热能效比及制热量的实时检测。

说明书

技术领域

本发明属于空调性能参数检测技术领域，具体地说，是涉及一种在线检测空调制热能效比和制热量的方法。

背景技术

空调制热能效比，是空调制热量与运行功率的比值，是衡量空调制热性能优劣的参数，制热能效比越高，空调的耗电量越少。

现有技术中，空调制热能效比为标识在空调铭牌上的标称值，是在额定状态下根据额定制热量与额定功耗所计算出来的比值。但是，空调在实际使用过程中，受使用环境的影响，很难达到额定工况。因此，空调铭牌上所标称的制热能效比在使用实际过程中仅能起到参考的作用，不能实时呈现实际制热性能。由于不能获得空调实时的制热能效比，因此，也不能得到空调运行过程中的实际制热量。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种在线检测空调制热能效比的方法，实现在空调不同运行工况下制热能效比的实时检测。

为实现上述发明目的，本发明提供的在线检测制热能效比的方法采用下述技术方案予以实现：

一种在线检测空调制热能效比的方法，所述方法包括：

空调运行过程中，获取实时压机频率f、实时室内温度tn、实时室外温度tw、实时内机转速nn和实时外机转速nw；

根据已知的典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定所述实时压机频率f和所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc；所述典型关系式包括同典型室内温度下、典型核心能效比与典型压机频率的关系式和同典型压机频率下、典型核心能效比与典型室内温度的关系式；

根据所述实时室外温度tw和额定室外温度Tw确定实时室外温度能效比修正因子COPtw，根据所述实时内机转速nn和额定内机转速Nn确定实时内机转速能效比修正因子COPnn，根据所述实时外机转速nw和额定外机转速Nw确定实时外机转速能效比修正因子COPnw；

确定实时制热能效比COPs：

COPs＝[(COPc/COPcr)*d+e]*COPsr+COPtw+COPnn+COPnw；

COPcr为根据所述典型压机频率、所述典型室内温度、所述典型核心能效比及所述典型关系式确定的、额定压机频率fr和额定室内温度tnr所对应的额定核心能效比；COPsr为空调的标称制热能效比；d和e为修正系数。

如上所述的方法，所述根据已知的典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定所述实时压机频率f和所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc，具体包括：

根据所述典型核心能效比与典型压机频率的关系式确定出多个所述典型室内温度下、所述实时压机频率f所对应的多个中间核心能效比；

根据多个所述中间核心能效比和所述典型核心能效比与典型室内温度的关系式确定出同所述实时压机频率f下、中间核心能效比与典型室内温度的关系式；

根据所述中间核心能效比与典型室内温度的关系式确定出所述实时压机频率f下、所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比，作为所述实时压机频率f和所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。

如上所述的方法，所述根据已知的典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定所述实时压机频率f和所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc，具体包括：

根据所述典型核心能效比与典型室内温度的关系式确定出多个所述典型压机频率下、所述实时室内温度tn所对应的多个中间核心能效比；

根据多个所述中间核心能效比和所述典型核心能效比与典型压机频率的关系式确定出同所述实时室内温度tn下、中间核心能效比与典型压机频率的关系式；

根据所述中间核心能效比与典型压机频率的关系式确定出所述实时室内温度tn下、所述实时压机频率f所对应的实时核心能效比，作为所述实时压机频率f和所述实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。

优选的，所述典型核心能效比与典型压机频率的关系式为一次函数关系式；典型核心能效比与典型室内温度的关系式为二次函数关系式。

如上所述的方法，所述根据所述实时室外温度tw和额定室外温度Tw确定实时室外温度能效比修正因子COPtw，具体包括：

根据下述公式COPtw＝a*(tw-Tw)，确定实时室外温度能效比修正因子COPtw；a为不小于0的修正系数。

如上所述的方法，所述根据所述实时内机转速nn和额定内机转速Nn确定实时内机转速能效比修正因子COPnn，具体包括：

根据下述公式COPnn＝b*(nn-Nn)，确定实时内机转速能效比修正因子COPnn；b为不小于0的修正系数。

如上所述的方法，所述根据所述实时外机转速nw和额定外机转速Nw确定实时外机转速能效比修正因子COPnw，具体包括：

根据下述公式COPnw＝c*(nw-Nw)，确定实时外机转速能效比修正因子COPnw；c为不小于0的修正系数。

优选的，所述方法还包括：

将所述实时制热能效比COPs进行显示。

本发明的目的之二是提供一种在线检测空调制热量的方法，实现在空调不同运行工况下制热量的实时检测。

为实现上述发明目的，本发明提供的制热量在线检测方法采用下述技术方案予以实现：

一种空调制热量在线检测方法，所述方法包括：

空调运行过程中，获取空调的实时制热能效比COPs和实时运行功率P；

确定实时制热量W：W＝COPs*P；

所述实时制热能效比COPs根据上述在线检测制热能效比的方法确定。

如上所述的方法，所述方法还包括：将所述实时制热量W进行显示。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的空调制热能效比在线检测方法，通过典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定出对制热能效比影响较大的实时压机频率和实时室内温度所对应的实时核心能效比，再基于实时室外温度、实时内机转速和实时外机转速确定出对制热能效比影响较小的能效比修正因子，最后根据实时核心能效比和多个能效比修正因子确定出实时制热能效比，不仅能够实现对空调运行过程中不同工况下制热能效比的实时检测，且检测结果精确度较高，符合实际运行工况，可以为用户提供直观、准确地实时制热运行能效比；基于检测的实时制热能效比，可以得到空调运行过程中的实际制热量，实现制热量的实时检测，进而为用户提供直观、准确地实时制热量。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是基于本发明在线检测空调制热能效比的方法一个实施例的流程图；

图2是基于本发明在线检测空调制热量的方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

首先，对本发明的技术思路作简要说明：

经理论分析和实验验证，对空调制热运行时的制热能效比影响较大的因素是室内温度和压机频率，而室外温度、内机转速及外机转速对制热能效比影响较小。因此，为简化制热能效比在线检测过程、而又保证检测的精确度，本申请提出了将实时室内温度和实时压机频率所影响的制热能效比作为核心能效比，采用实验数据推算的方式确定；而将对制热能效比影响较小的因素的能效比采用根据实时值和额定值作修正的方式确定。然后，再确定出所有因素影响下的总的实时制热能效比，实现对制热能效比的在线实时检测。

请参见图1，该图所示为基于本发明在线检测空调制热能效比的方法一个实施例的流程图。

如图1所示，该实施例实现在线检测空调制热能效比的方法包括下述步骤：

步骤11：空调运行过程中，获取实时压机频率f、实时室内温度tn、实时室外温度tw、实时内机转速nn和实时外机转速nw。

由于压缩机、室内风机和室外风机均是由空调器的主控器发出指令进行频率和风速控制，因此，实时压机频率f、实时内机转速nn和实时外机转速nw可以由空调器的主控器方便地获取到。实时室内温度和实时室外温度可以分别通过设置在室内和室外的温度检测装置检测并获取。

步骤12：确定实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc，确定实时室外温度能效比修正因子COPtw、实时内机转速能效比修正因子COPnn和实时外机转速能效比修正因子COPnw。

具体而言，根据已知的典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。其中，典型压机频率、典型室内温度和典型核心能效比为多个，且每个典型压机频率和每个典型室内温度下对应着一个典型核心能效比。典型压机频率、典型室内温度及所对应的典型核心能效比一般为空调器出厂前实验室测定并写入到空调器存储器中。而典型关系式是基于典型压机频率、典型室内温度和典型核心能效比而获得的关系式，具体来说，典型关系式包括同典型室内温度下、典型核心能效比与典型压机频率的关系式以及同典型压机频率下、典型核心能效比与典型室内温度的关系式。而且，经分析和试验验证，典型核心能效比与典型压机频率的关系式为一次函数关系式；典型核心能效比与典型室内温度的关系式为二次函数关系式。

关于典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式的一个具体实例如下：

表1所示为典型压机频率、典型室内温度和典型核心能效比构成的典型核心能效比表格。

表1 典型核心能效比表

在上面表1示出的典型核心能效比表中，包括有三个典型室内温度，分别为25℃、30℃、35℃，还包括有三个典型压机频率，分别为43hz、77hz、84hz。每个典型压机频率和每个典型室内温度下分别对应着一个典型核心能效比，共有九个典型核心能效比。以25℃的典型室内温度和43hz的典型压机频率所对应的典型核心能效比4.49为例，简要说明典型核心能效比的获取方法：

在一定实验环境中，控制室内温度为25℃、压机运行频率为43hz，室外温度、内机转速和外机转速均为额定值(对应确定机型的空调器，额定值是确定的、已知的)；然后，测试空调的制热量和功率，根据制热量和功率的比值确定出能效比为4.49，作为室内温度为25℃、压机频率为43hz所对应的典型核心能效比。实验室测试制热量和功率的设备及方法，采用现有技术来实现。

采用上述方法，依次获取其他典型室内温度和其他典型压机频率所对应的典型核心能效比，所有的典型室内温度、典型压机频率及典型核心能效比构成表1，写入到空调器存储器中。

此外，还根据典型室内温度、典型压机频率及典型核心能效比获取同典型室内温度下、典型核心能效比与典型压机频率的一次函数关系式以及同典型压机频率下、典型核心能效比与典型室内温度的二次函数关系式。具体来说，是通过数值拟合的方式获得上述的一次函数关系式和二次函数关系式，具体的关系式如下：

同典型室内温度下，典型核心能效比Ycop与典型压机频率f的一次函数关系式包括：

25℃下，Ycop＝-0.035f+5.999。

30℃下，Ycop＝-0.02f+4.5。

35℃下，Ycop＝-0.013f+3.6。

同典型压机频率下，典型核心能效比Ycop与典型室内温度tn的二次函数关系式包括：

43hz，Ycop＝0.005tn²-0.451tn+12.58。

77hz，Ycop＝-0.0001tn²-0.050tn+4.769。

84hz，Ycop＝-0.001tn²+0.032tn+3.159。

上述的各关系式也写入到空调器存储器中存储。

典型核心能效比表中的典型室内温度和典型压机频率数量有限，例如，均仅有三个，远远不能覆盖所有的实际室内温度和实际压机运行频率。因此，在空调器使用过程中，将根据上述的典型核心能效比表中的数据及对应的关系式去确定实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。而且，具体可以采用下述的两种方式确定实时核心能效比COPc：

方法一，根据核心能效比与室内温度的二次函数关系式确定实时核心能效比COPc。

首先，根据典型核心能效比与典型压机频率的一次关系式确定出多个典型室内温度下、实时压机频率f所对应的多个中间核心能效比。

举例来说，空调器的典型核心能效比表及关系式如上所述，空调器实际运行中，实时压机频率f＝52hz，实时室内温度tn＝32℃。那么，

根据25℃下典型核心能效比Ycop与典型压机频率f的一次函数关系式Ycop＝-0.035f+5.999，将f＝52hz代入关系式，计算出30℃、52hz所对应的中间核心能效比，记为A。

根据30℃下典型核心能效比Ycop与典型压机频率f的一次函数关系式Ycop＝-0.02f+4.5，将f＝52hz代入关系式，计算出35℃、52hz所对应的中间核心能效比，记为B。

根据35℃下典型核心能效比Ycop与典型压机频率f的一次函数关系式Ycop＝-0.013f+3.6，将f＝52hz代入关系式，计算出40℃、52hz所对应的中间核心能效比，记为C。

然后，根据多个中间核心能效比和典型核心能效比与典型室内温度的关系式(也即二次函数关系式)确定出同实时压机频率f下、中间核心能效比与典型室内温度的关系式。也即，根据A、B和C拟合二次函数关系式，确定出52hz下、中间核心能效比与典型室内温度的二次函数关系式。拟合二次函数关系式的具体实现过程参考现有技术，在此不作详细描述。

最后，根据中间核心能效比与典型室内温度的关系式确定出实时压机频率f下、实时室内温度tn所对应的实时核心能效比，作为实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。也即，将上述确定出的中间核心能效比与典型室内温度的二次函数关系式中的室内温度替换为32℃，计算得出一个核心能效比，该核心能效比是52hz的实时压机频率下、32℃的实时室内温度下所对应的实时核心能效比COPc。

方法二，根据核心能效比与压机频率的一次函数关系式确定实时核心能效比COPc。

首先，根据典型核心能效比与典型室内温度的二次关系式确定出多个典型压机频率下、实时室内温度tn所对应的多个中间核心能效比。

举例来说，空调器的典型核心能效比表及关系式如上所述，空调器实际运行中，实时压机频率f＝52hz，实时室内温度tn＝32℃。那么，

根据43hz下典型核心能效比Ycop与典型室内温度tn的二次函数式Ycop＝0.005tn²-0.451tn+12.58，将tn＝32℃代入关系式，计算出43hz、32℃所对应的中间核心能效比，记为D。

根据77hz下典型核心能效比Ycop与典型室内温度tn的二次函数式Ycop＝-0.0001tn²-0.050tn+4.769，将tn＝32℃代入关系式，计算出77hz、32℃所对应的中间核心能效比，记为E。

根据84hz下典型核心能效比Ycop与典型室内温度tn的二次函数式Ycop＝-0.001tn²+0.032tn+3.159，将tn＝32℃代入关系式，计算出84hz、32℃所对应的中间核心能效比，记为F。

然后，根据多个中间核心能效比和典型核心能效比与典型压机频率的关系式(也即一次函数关系式)确定出同实时室内温度tn下、中间核心能效比与典型压机频率的关系式。也即，根据D、E和F拟合一次函数关系式，确定出32℃下、中间核心能效比与典型压机频率的一次函数关系式。拟合一次函数关系式的具体实现过程参考现有技术，在此不作详细描述。

最后，根据中间核心能效比与典型压机频率的关系式确定出实时压机频率f下、实时室内温度tn所对应的实时核心能效比，作为实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc。也即，将上述确定出的中间核心能效比与典型压机频率的一次函数关系式中的压机频率替换为52hz，计算得出一个核心能效比，该核心能效比是52hz的实时压机频率下、32℃的实时室内温度下所对应的实时核心能效比COPc。

采用上述关系式的方式确定实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc，仅需要少量的典型压机频率、典型室内温度及典型核心能效比，该方法尤其适合于在实验时间有限或实验条件有限而无法获得更多的典型核心能效比的情况下使用。

此外，还需要确定实时室外温度能效比修正因子COPtw、实时内机转速能效比修正因子COPnn和实时外机转速能效比修正因子COPnw。具体的：

根据实时室外温度tw和额定室外温度Tw确定实时室外温度能效比修正因子COPtw。作为优选实施例，是根据公式COPtw＝a*(tw-Tw)，确定实时室外温度能效比修正因子COPtw；a为不小于0的修正系数。优选的，a的取值范围为[0,6]，譬如，a＝4。

根据实时内机转速nn和额定内机转速Nn确定实时内机转速能效比修正因子COPnn。作为优选实施例，是根据公式COPnn＝b*(nn-Nn)，确定实时内机转速能效比修正因子COPnn；b为不小于0的修正系数。优选的，b的取值范围为[0,0.4]，b＝0.15。

根据实时外机转速nw和额定外机转速Nw确定实时外机转速能效比修正因子COPnw。作为优选实施例，是根据公式COPnw＝c*(nw-Nw)，确定实时外机转速能效比修正因子COPnw；c为不小于0的修正系数。优选的，c的取值范围为[0,0.06]，c＝0.03。

步骤13：确定实时制热能效比COPs。

具体来说，是根据下述公式确定实时制热能效比COPs：

COPs＝[(COPc/COPcr)*d+e]*COPsr+COPtw+COPnn+COPnw。

式中，COPc、COPtw、COPnn和COPnw均由步骤12确定；COPcr为根据典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定的、额定压机频率fr和额定室内温度tnr所对应的额定核心能效比，确定方法参考步骤12确定COPc的过程；COPsr为空调的标称制热能效比，采用现有技术来确定；d和e为修正系数。优选的，d的取值范围为[0,2]，e的取值范围为[-1,1]。譬如，d＝1，e＝0。

采用该实施例的方法，通过典型压机频率、典型室内温度、典型核心能效比及典型关系式确定出对制热能效比影响较大的实时压机频率和实时室内温度所对应的实时核心能效比，再基于实时室外温度、实时内机转速和实时外机转速确定出对制热能效比影响较小的能效比修正因子，最后根据实时核心能效比和多个能效比修正因子确定出实时制热能效比，不仅能够实现对空调运行过程中不同工况下制热能效比的实时检测，且检测结果精确度较高，符合实际运行工况，可以为用户提供直观、准确地实时制热运行能效比。

在其他一些优选实施例中，还将确定的实时制热能效比COPs进行显示，譬如，通过空调器面板显示屏进行显示，便于及时、直观地获知空调器运行过程中的实时制热能效比。

请参见图2，该图所示为基于本发明在线检测空调制热量的方法一个实施例的流程图。

如图2所示，该实施例实现在线检测空调制热量的方法包括下述步骤：

步骤21：空调运行过程中，获取实时压机频率f、实时室内温度tn、实时室外温度tw、实时内机转速nn和实时外机转速nw。

步骤22：确定实时压机频率f和实时室内温度tn所对应的实时核心能效比COPc，确定实时室外温度能效比修正因子COPtw、实时内机转速能效比修正因子COPnn和实时外机转速能效比修正因子COPnw。

步骤23：确定实时制热能效比COPs。

上述步骤21至步骤23的具体实现过程参考图1实施例对应步骤的描述。

步骤24：根据实时制热能效比COPs和实时运行功率P确定实时制热量W。

实时运行功率P的获得可以采用现有技术来实现，在此不作具体阐述。步骤23确定了实时制热能效比COPs之后，根据公式W＝COPs*P确定出实时制热量。

基于检测的实时制热能效比，可以得到空调运行过程中的实际制热量，实现制热量的实时检测，进而为用户提供直观、准确地实时制热量。

在其他一些优选实施例中，还将确定的实时制热量W进行显示，譬如，通过空调器面板显示屏进行显示，便于及时、直观地获知空调器运行过程中的实时制热量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。