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空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510467929.X

申請日:

2015.07.31

公開號:

CN105066345A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F24F 11/00申請日:20150731|||公開
IPC分類號: F24F11/00 主分類號: F24F11/00
申請人: 廣東美的制冷設備有限公司; 美的集團股份有限公司
發明人: 鄭偉
地址: 528311廣東省佛山市順德區北滘鎮美的工業城東區制冷綜合樓
優先權:
專利代理機構: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201 代理人: 張大威
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510467929.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.02.02|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器,該方法包括:室外控制器獲取室外機的電壓瞬時值和壓縮機的電流瞬時值,計算壓縮機的有功功率;室外控制器計算室外機的電壓有效值,發給室內控制器;室外控制器獲取室外換熱器的溫度和室外環境溫度,建立第一功率估計模型函數以估算室外風機的運行功率;室內控制器獲取室內機的導風條的角度、室內換熱器的溫度、室內環境溫度和室內環境濕度,建立第二功率估計模型函數以估算室內風機的運行功率;室內控制器根據第一輸入變量對PTC的功率進行建模以估算PTC的運行功率;獲得空調器的總功率,對其進行積分以獲得空調器的耗電量。該方法無需增加任何硬件成本就能準確獲得空調器的耗電量。

權利要求書

1.一種空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,所述空調器包括室內機和室外機,所
述室內機包括室內控制器、室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,所述室外機包括室外控
制器、室外風機、壓縮機和室外換熱器,所述耗電量檢測方法包括以下步驟:
所述室外控制器獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值,并根據所
述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功率;
所述室外控制器根據所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值,并將所
述室外機的電壓有效值發送給所述室內控制器;
所述室外控制器獲取所述室外換熱器的溫度和室外環境溫度,并通過建立與所述室外
機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型
函數以估算所述室外風機的運行功率;
所述室內控制器獲取所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、室內環境
溫度和室內環境濕度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導風條的角
度、所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第二功率估
計模型函數以估算所述室內風機的運行功率;
所述室內控制器將所述室內換熱器的溫度、所述室內風機的運行功率和所述室外機的
電壓有效值作為第一輸入變量,以及根據所述第一輸入變量對所述PTC加熱器的運行功率
進行建模以估算出所述PTC加熱器的運行功率;
對所述室外風機的運行功率、所述壓縮機的有功功率、所述室內風機的運行功率和所
述PTC加熱器的運行功率進行累加計算以獲得所述空調器的總功率,并對所述空調器的總
功率進行積分運算以獲得所述空調器的耗電量。
2.根據權利要求1所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,所述室外控制器通
過檢測所述室外機中整流橋的直流側輸出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值,并通過檢
測所述整流橋的直流輸出端電壓以獲取所述室外機的電壓瞬時值。
3.根據權利要求1所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,所述PTC加熱器的
運行功率根據以下模型估算得到:
y=f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中,u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量,Ε和Φ為模型中所述第一輸入
變量的權重參數向量矩陣,θ1和θ2為模型的偏置量,f1()和f2()為S型函數,y為模型
輸出值。
4.根據權利要求1所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,在估算所述PTC加
熱器的運行功率時,所述室內控制器還將所述室內環境溫度、所述室內環境濕度和所述室
內機的導風條的角度作為第二輸入變量,并根據所述第二輸入變量獲取所述PTC加熱器的
運行功率的偏差補償量,以及將所述偏差補償量疊加到所述PTC加熱器的運行功率以對所
述PTC加熱器的運行功率進行補償校正。
5.根據權利要求4所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,所述偏差補償量根
據以下公式獲取:

其中,α1、α2、ρ1、ρ2、γ1、γ2和為通過模式識別法進行補償校正的模型參
數,T1、H和A為與所述室內環境溫度、室內環境濕度和所述導風條的角度對應的第二輸
入變量,ΔPPTC為所述偏差補償量。
6.根據權利要求1所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,與所述室外機的電
壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數通
過下式表示:
P1=F(Urms,T3)+G(T4)
其中, F ( U r m s , T 3 ) = Σ 1 4 ( S 21 * f 11 ( Σ 1 4 S 11 * u 1 + d 11 ) + d 21 ) , ]]>f11(x)=a*x2+b*x+c,S21、
S11、d11為矩陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,u1為矩陣[Urms,T3],
G(T4)=a1*T42+b1*T4+c1,a1、b1、c1均為第二常數系數,Urms為所述室外
機的電壓有效值,T3為所述室外換熱器的溫度,T4為所述室外環境溫度。
7.根據權利要求1所述的空調器的耗電量檢測方法,其特征在于,與所述室外機的電
壓有效值、所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所
述室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數通過下式表示:
P2=F(Urms,A,T2)+G(T1,H)
其中, F ( U r m s , A , T 2 ) = Σ 1 4 ( S 22 * f 1 2 ( Σ 1 4 S 12 * u 2 + d 12 ) + d 22 ) , ]]>
f12(x)=a2*x2+b2*x+c2,S22、S12、d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第
三常數系數,u2為矩陣[Urms,A,T2],
G(T1,H)=a3*T12+b3*T1+a4*H2+b4*H+c3+c4,a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四
常數系數,Urms為所述室外機的電壓有效值,T2為所述室內換熱器的溫度,T1為所述室
內環境溫度,H為所述室內環境濕度,A為所述導風條的角度。
8.一種空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,所述空調器包括室內機和室外機,所
述室內機包括室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,所述室外機包括室外風機、壓縮機和
室外換熱器,所述耗電量檢測裝置包括室外控制器和室內控制器,其中,
所述室外控制器,用于獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值,并
根據所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功率;
所述室外控制器,還用于根據所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值,
并將所述室外機的電壓有效值發送給所述室內控制器;
所述室外控制器,還用于獲取所述室外換熱器的溫度和室外環境溫度,并通過建立與
所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室外環境溫度相關聯的第一功率
估計模型函數以估算所述室外風機的運行功率;
所述室內控制器,用于獲取所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、室
內環境溫度和室內環境濕度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導風
條的角度、所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第二
功率估計模型函數以估算所述室內風機的運行功率;
所述室內控制器,還用于將所述室內換熱器的溫度、所述室內風機的運行功率和所述
室外機的電壓有效值作為第一輸入變量,以及根據所述第一輸入變量對所述PTC加熱器的
運行功率進行建模以估算出所述PTC加熱器的運行功率;
所述室外控制器和/或所述室內控制器對所述室外風機的運行功率、所述壓縮機的有功
功率、所述室內風機的運行功率和所述PTC加熱器的運行功率進行累加計算以獲得所述空
調器的總功率,并對所述空調器的總功率進行積分運算以獲得所述空調器的耗電量。
9.根據權利要求8所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,所述室外控制器通
過檢測所述室外機中整流橋的直流側輸出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值,并通過檢
測所述整流橋的直流輸出端電壓以獲取所述室外機的電壓瞬時值。
10.根據權利要求8所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,所述PTC加熱器
的運行功率根據以下模型估算得到:
y=f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中,u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量,Ε和Φ為模型中所述第一輸入
變量的權重參數向量矩陣,θ1和θ2為模型的偏置量,f1()和f2()為S型函數,y為模型
輸出值。
11.根據權利要求8所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,在估算所述PTC
加熱器的運行功率時,所述室內控制器還將所述室內環境溫度、所述室內環境濕度和所述
室內機的導風條的角度作為第二輸入變量,并根據所述第二輸入變量獲取所述PTC加熱器
的運行功率的偏差補償量,以及將所述偏差補償量疊加到所述PTC加熱器的運行功率以對
所述PTC加熱器的運行功率進行補償校正。
12.根據權利要求11所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,所述偏差補償量
根據以下公式獲取:

其中,α1、α2、ρ1、ρ2、γ1、γ2和為通過模式識別法進行補償校正的模型參
數,T1、H和A為與所述室內環境溫度、室內環境濕度和所述導風條的角度對應的第二輸
入變量,ΔPPTC為所述偏差補償量。
13.根據權利要求8所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,與所述室外機的
電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數
通過下式表示:
P1=F(Urms,T3)+G(T4)
其中, F ( U r m s , T 3 ) = Σ 1 4 ( S 21 * f 11 ( Σ 1 4 S 11 * u 1 + d 11 ) + d 21 ) , ]]>f11(x)=a*x2+b*x+c,S21、
S11、d11為矩陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,u1為矩陣[Urms,T3],
G(T4)=a1*T42+b1*T4+c1,a1、b1、c1均為第二常數系數,Urms為所述室外
機的電壓有效值,T3為所述室外換熱器的溫度,T4為所述室外環境溫度。
14.根據權利要求8所述的空調器的耗電量檢測裝置,其特征在于,與所述室外機的
電壓有效值、所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和
所述室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數通過下式表示:
P2=F(Urms,A,T2)+G(T1,H)
其中, F ( U r m s , A , T 2 ) = Σ 1 4 ( S 22 * f 1 2 ( Σ 1 4 S 12 * u 2 + d 12 ) + d 22 ) , ]]>
f12(x)=a2*x2+b2*x+c2,S22、S12、d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第
三常數系數,u2為矩陣[Urms,A,T2],
G(T1,H)=a3*T12+b3*T1+a4*H2+b4*H+c3+c4,a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四
常數系數,Urms為所述室外機的電壓有效值,T2為所述室內換熱器的溫度,T1為所述室
內環境溫度,H為所述室內環境濕度,A為所述導風條的角度。
15.一種空調器,其特征在于,包括根據權利要求8-14中任一項所述的耗電量檢測裝
置。

說明書

空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器

技術領域

本發明涉及空調器技術領域,尤其涉及一種空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器。

背景技術

隨著空調器的普及和用戶節能減排意識的日益增強,用戶在使用空調器的過程中對空
調器的功率和耗電量越來越關心,因此,準確有效地將空調器的用電情況反饋給用戶成為
空調器發展的方向。相關技術中,主要通過以下兩種方法獲取空調器的功率和耗電量。

1)通過增加電量檢測硬件來獲取空調器的功率和耗電量:例如,在空調器輸入端增加
專用電量檢測模塊,或者在空調器輸入端增加電壓、電流傳感器以檢測空調器輸入端的電
壓、電流信號,并通過MCU(MicroControllerUnit,微控制單元)計算出空調器的耗電
量。但是該方法的成本增加比較大。

2)無需新增硬件,通過純軟件計算獲取空調器的功率和耗電量:為了提高空調器的功
率因素,現有空調器中的室外機通常具有PFC(PowerFactorCorrection,功率因數校正)
電路。通過利用PFC電路的電壓、電流檢測電路以獲取室外機的電壓、電流信號,并通過
MCU計算出室外機的功率,然后結合空調器的運行模式和工況估算出室內機的功率,從而
計算出空調器的功率和耗電量。在該方法中,由于室內機的功率是估算值,特別是在電輔
熱啟動時,由于電輔熱的功率比較高、波動比較大,同時,當室內、外風機均為交流抽頭
風機,由于無法采集其電流和電壓信號,因此風機功率難以檢測,從而使得計算的空調器
的功率和耗電量的精度比較低,很難滿足用戶的實際需求。

因此,獲取空調器的功率和耗電量的方法有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此,本發明的一個
目的在于提出一種空調器的耗電量檢測方法,該方法無需增加任何硬件成本就能準確獲得
空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用戶體驗。

本發明的第二個目的在于提出一種空調器的耗電量檢測裝置。

本發明的第三個目的在于提出一種空調器。

為了實現上述目的,本發明第一方面實施例的空調器的耗電量檢測方法,所述空調器
包括室內機和室外機,所述室內機包括室內控制器、室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,
所述室外機包括室外控制器、室外風機、壓縮機和室外換熱器,所述耗電量檢測方法包括
以下步驟:所述室外控制器獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值,并
根據所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功率;所
述室外控制器根據所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值,并將所述室外
機的電壓有效值發送給所述室內控制器;所述室外控制器獲取所述室外換熱器的溫度和室
外環境溫度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所述室外
環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數以估算所述室外風機的運行功率;所述室內控制
器獲取所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、室內環境溫度和室內環境濕
度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱
器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數以估算
所述室內風機的運行功率;所述室內控制器將所述室內換熱器的溫度、所述室內風機的運
行功率和所述室外機的電壓有效值作為第一輸入變量,以及根據所述第一輸入變量對所述
PTC加熱器的運行功率進行建模以估算出所述PTC加熱器的運行功率;對所述室外風機的
運行功率、所述壓縮機的有功功率、所述室內風機的運行功率和所述PTC加熱器的運行功
率進行累加計算以獲得所述空調器的總功率,并對所述空調器的總功率進行積分運算以獲
得所述空調器的耗電量。

根據本發明實施例的空調器的耗電量檢測方法,室外控制器計算壓縮機的有功功率,
室外控制器還通過建立第一功率估計模型函數來估算室外風機的運行功率,室內控制器通
過建立第二功率估計模型函數來估算室內風機的運行功率,室內控制器還通過建模的方法
來估算PTC加熱器的運行功率,并進一步獲得空調器的總功率,從而獲得空調器的耗電量,
該方法無需增加任何硬件成本就能準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用
戶體驗。

在本發明的一個實施例中,所述室外控制器通過檢測所述室外機中整流橋的直流側輸
出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值,并通過檢測所述整流橋的直流輸出端電壓以獲取
所述室外機的電壓瞬時值。

在本發明的一個實施例中,所述PTC加熱器的運行功率根據以下模型估算得到:

y=f2(∫Φ*f1(∫E*u+θ1)+θ2)

其中,u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量,E和Φ為模型中所述第一輸入
變量的權重參數向量矩陣,θ1和θ2為模型的偏置量,f1()和f2()為S型函數,y為模型
輸出值。

在本發明的一個實施例中,在估算所述PTC加熱器的運行功率時,所述室內控制器還
將所述室內環境溫度、所述室內環境濕度和所述室內機的導風條的角度作為第二輸入變量,
并根據所述第二輸入變量獲取所述PTC加熱器的運行功率的偏差補償量,以及將所述偏差
補償量疊加到所述PTC加熱器的運行功率以對所述PTC加熱器的運行功率進行補償校正。

在本發明的一個實施例中,所述偏差補償量根據以下公式獲取:


其中,α1、α2、ρ1、ρ2、γ1、γ2和為通過模式識別法進行補償校正的模型參
數,T1、H和A為與所述室內環境溫度、室內環境濕度和所述導風條的角度對應的第二輸
入變量,ΔPPTC為所述偏差補償量。

在本發明的一個實施例中,與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所
述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數通過下式表示:

P1=F(Urms,T3)+G(T4)

其中, F ( U r m s , T 3 ) = Σ 1 4 ( S 21 * f 11 ( Σ 1 4 S 11 * u 1 + d 11 ) + d 21 ) , ]]>f11(x)=a*x2+b*x+c,S21、
S11、d11為矩陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,u1為矩陣[Urms,T3],
G(T4)=a1*T42+b1*T4+c1,a1、b1、c1均為第二常數系數,Urms為所述室外
機的電壓有效值,T3為所述室外換熱器的溫度,T4為所述室外環境溫度。

在本發明的一個實施例中,與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導風條的角度、
所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第二功率估計模
型函數通過下式表示:

P2=F(Urms,A,T2)+G(T1,H)

其中, F ( U r m s , A , T 2 ) = Σ 1 4 ( S 22 * f 1 2 ( Σ 1 4 S 12 * u 2 + d 12 ) + d 22 ) , ]]>
f12(x)=a2*x2+b2*x+c2,S22、S12、d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第
三常數系數,u2為矩陣[Urms,A,T2],
G(T1,H)=a3*T12+b3*T1+a4*H2+b4*H+c3+c4,a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四
常數系數,Urms為所述室外機的電壓有效值,T2為所述室內換熱器的溫度,T1為所述室
內環境溫度,H為所述室內環境濕度,A為所述導風條的角度。

為了實現上述目的,本發明第二方面實施例的空調器的耗電量檢測裝置,所述空調器
包括室內機和室外機,所述室內機包括室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,所述室外機
包括室外風機、壓縮機和室外換熱器,所述耗電量檢測裝置包括室外控制器和室內控制器,
其中,所述室外控制器,用于獲取所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值,
并根據所述室外機的電壓瞬時值和所述壓縮機的電流瞬時值計算所述壓縮機的有功功率;
所述室外控制器,還用于根據所述室外機的電壓瞬時值計算所述室外機的電壓有效值,并
將所述室外機的電壓有效值發送給所述室內控制器;所述室外控制器,還用于獲取所述室
外換熱器的溫度和室外環境溫度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱
器的溫度和所述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數以估算所述室外風機的運行
功率;所述室內控制器,用于獲取所述室內機的導風條的角度、所述室內換熱器的溫度、
室內環境溫度和室內環境濕度,并通過建立與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導
風條的角度、所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第
二功率估計模型函數以估算所述室內風機的運行功率;所述室內控制器,還用于將所述室
內換熱器的溫度、所述室內風機的運行功率和所述室外機的電壓有效值作為第一輸入變量,
以及根據所述第一輸入變量對所述PTC加熱器的運行功率進行建模以估算出所述PTC加熱
器的運行功率;所述室外控制器和/或所述室內控制器對所述室外風機的運行功率、所述壓
縮機的有功功率、所述室內風機的運行功率和所述PTC加熱器的運行功率進行累加計算以
獲得所述空調器的總功率,并對所述空調器的總功率進行積分運算以獲得所述空調器的耗
電量。

根據本發明實施例的空調器的耗電量檢測裝置,室外控制器計算壓縮機的有功功率,
室外控制器還通過建立第一功率估計模型函數來估算室外風機的運行功率,室內控制器通
過建立第二功率估計模型函數來估算室內風機的運行功率,室內控制器還通過建模的方法
來估算PTC加熱器的運行功率,并進一步獲得空調器的總功率,從而獲得空調器的耗電量,
該裝置無需增加任何硬件成本就能準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用
戶體驗。

在本發明的一個實施例中,所述室外控制器通過檢測所述室外機中整流橋的直流側輸
出電流以獲取所述壓縮機的電流瞬時值,并通過檢測所述整流橋的直流輸出端電壓以獲取
所述室外機的電壓瞬時值。

在本發明的一個實施例中,所述PTC加熱器的運行功率根據以下模型估算得到:

y=f2(∫Φ*f1(∫E*u+θ1)+θ2)

其中,u為所述第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量,E和Φ為模型中所述第一輸入
變量的權重參數向量矩陣,θ1和θ2為模型的偏置量,f1()和f2()為S型函數,y為模型
輸出值。

在本發明的一個實施例中,在估算所述PTC加熱器的運行功率時,所述室內控制器還
將所述室內環境溫度、所述室內環境濕度和所述室內機的導風條的角度作為第二輸入變量,
并根據所述第二輸入變量獲取所述PTC加熱器的運行功率的偏差補償量,以及將所述偏差
補償量疊加到所述PTC加熱器的運行功率以對所述PTC加熱器的運行功率進行補償校正。

在本發明的一個實施例中,所述偏差補償量根據以下公式獲取:


其中,α1、α2、ρ1、ρ2、γ1、γ2和為通過模式識別法進行補償校正的模型參
數,T1、H和A為與所述室內環境溫度、室內環境濕度和所述導風條的角度對應的第二輸
入變量,ΔPPTC為所述偏差補償量。

在本發明的一個實施例中,與所述室外機的電壓有效值、所述室外換熱器的溫度和所
述室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數通過下式表示:

P1=F(Urms,T3)+G(T4)

其中, F ( U r m s , T 3 ) = Σ 1 4 ( S 21 * f 11 ( Σ 1 4 S 11 * u 1 + d 11 ) + d 21 ) , ]]>f11(x)=a*x2+b*x+c,S21、
S11、d11為矩陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,u1為矩陣[Urms,T3],
G(T4)=a1*T42+b1*T4+c1,a1、b1、c1均為第二常數系數,Urms為所述室外
機的電壓有效值,T3為所述室外換熱器的溫度,T4為所述室外環境溫度。

在本發明的一個實施例中,與所述室外機的電壓有效值、所述室內機的導風條的角度、
所述室內換熱器的溫度、所述室內環境溫度和所述室內環境濕度相關聯的第二功率估計模
型函數通過下式表示:

P2=F(Urms,A,T2)+G(T1,H)

其中, F ( U r m s , A , T 2 ) = Σ 1 4 ( S 22 * f 1 2 ( Σ 1 4 S 12 * u 2 + d 12 ) + d 22 ) , ]]>
f12(x)=a2*x2+b2*x+c2,S22、S12、d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第
三常數系數,u2為矩陣[Urms,A,T2],
G(T1,H)=a3*T12+b3*T1+a4*H2+b4*H+c3+c4,a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四
常數系數,Urms為所述室外機的電壓有效值,T2為所述室內換熱器的溫度,T1為所述室
內環境溫度,H為所述室內環境濕度,A為所述導風條的角度。

為了實現上述目的,本發明第三方面實施例的空調器,包括本發明第二方面實施例的
耗電量檢測裝置。

根據本發明實施例的空調器,由于具有了該耗電量檢測裝置,無需增加任何硬件成本
就能準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用戶體驗。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的空調器的耗電量檢測方法的流程圖;

圖2是根據本發明一個實施例的室內機和室外機的方框圖;

圖3是根據本發明一個具體實施例的空調器的耗電量檢測方法的流程圖;

圖4是根據本發明一個實施例的空調器的耗電量檢測裝置的方框圖。

附圖標記:

室外控制器10和室內控制器20。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同
或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描
述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。

下面參照附圖來描述本發明實施例的空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器。

圖1是根據本發明一個實施例的空調器的耗電量檢測方法的流程圖。其中,空調器包
括室內機和室外機,室內機包括室內控制器、室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,室外
機包括室外控制器、室外風機、壓縮機和室外換熱器。

其中,本發明實施例的空調器的耗電量檢測方法,適用于室內風機為抽頭風機,室外
壓縮機為PMSM或者BLDC的直流電機,室外風機為抽頭電機類型的空調器。

如圖1所示,本發明實施例的耗電量檢測方法包括以下步驟:

S1,室外控制器獲取室外機的電壓瞬時值和壓縮機的電流瞬時值,并根據室外機的電
壓瞬時值和壓縮機的電流瞬時值計算壓縮機的有功功率。

在本發明的一個實施例中,室外控制器通過檢測室外機中整流橋的直流側輸出電流以
獲取壓縮機的電流瞬時值,并通過檢測整流橋的直流輸出端電壓以獲取室外機的電壓瞬時
值。

具體地,室外壓縮機為PMSM或者BLDC的直流電機,室外壓縮機通過直流電壓逆變后
驅動,因此,如圖2所示,室外控制器通過獲取室外機中整流橋的直流側輸出電流以獲取
壓縮機的電流瞬時值,并通過獲取整流橋的直流輸出端電壓以獲取室外機的電壓瞬時值。

進一步地,室外控制器根據壓縮機的電流瞬時值和室外機的電壓瞬時值計算室外壓縮
機的有功功率PMOTOR。

S2,室外控制器根據室外機的電壓瞬時值計算室外機的電壓有效值,并將室外機的電
壓有效值發送給室內控制器。

具體地,室外控制器通過室外機的電壓瞬時值計算出室外機的電壓有效值,并將室外
機的電壓有效值發送給室內控制器。由于該電壓瞬時值與整機輸入電壓瞬時值大小相同,
僅相位經過整流橋發生改變,因此該電壓有效值與整機電壓有效值相同。

S3,室外控制器獲取室外換熱器的溫度和室外環境溫度,并通過建立與室外機的電壓
有效值、室外換熱器的溫度和室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數以估算室外風
機的運行功率。

在本發明的一個實施例中,與室外機的電壓有效值、室外換熱器的溫度和室外環境溫
度相關聯的第一功率估計模型函數通過下式表示:

P1=F(Urms,T3)+G(T4),(1)

其中, F ( U r m s , T 3 ) = Σ 1 4 ( S 21 * f 11 ( Σ 1 4 S 11 * u 1 + d 11 ) + d 21 ) , - - - ( 2 ) ]]>

f11(x)=a*x2+b*x+c,(3)

G(T4)=a1*T42+b1*T4+c1,(4)

其中,S21、S11、d11為矩陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,u1為矩陣[Urms,
T3],a1、b1、c1均為第二常數系數,Urms為室外機的電壓有效值,T3為室外換熱器的
溫度,T4為室外環境溫度。

具體地,室外控制器通過輸入電壓Urms(即室外機的電壓有效值)、冷凝器溫度
T3(即室外換熱器的溫度)和散熱器溫度T4(即室外環境溫度),通過數據建模計算出室
外風機功率大小PFAN_OUT。下面進行詳細介紹。

首先,先通過實驗,在一定電壓Urms下,不同冷凝器溫度T3、不同室外環境溫度T4
條件下的功率。并建立第一功率估計模型函數,如式(1)所示。其中,P1為空調器室外
機抽頭電機功率,即室外風機的運行功率。

其中,F(Urms,T3)為主函數,F(Urms,T3)函數可以實現抽頭電機主要功率估計,
G(T4)為補償函數,用于對F(Urms,T3)計算的結果進行修正。

其中,F(Urms,T3)函數和G(T4)可以有多種表現形式,在本發明的一個實施例中,
F(Urms,T3)函數公式如(2)所示,其中,f11(x)如(3)所示。S21、S11、d11為矩
陣系數,d21、a、b、c均為第一常數系數,根據實驗測試確定;Urms的范圍為[130V,280V],
每隔5V測試一個點;T3的范圍為[-10攝氏度,60攝氏度],每隔2度測試一個點。

另外,G(T4)函數公式如(4)所示,其中,a1、b1、c1均為第二常數系數,根據實
驗測試確定;T4的范圍為[-15攝氏度,50攝氏度],每隔2度測試一個點。

其次,室外控制器接受空調控制程序輸入的電機抽頭調速指令;再次,室外控制器
控制抽頭電機運行;進一步,室外控制器控制電機運行過程中,同時實時檢測室內冷凝
器溫度T3,室外空氣溫度T4;最后,根據第一功率估計模型函數計算抽頭電機的實時
功率。

S4,室內控制器獲取室內機的導風條的角度、室內換熱器的溫度、室內環境溫度和室
內環境濕度,并通過建立與室外機的電壓有效值、室內機的導風條的角度、室內換熱器的
溫度、室內環境溫度和室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數以估算室內風機的運
行功率。

在本發明的一個實施例中,與室外機的電壓有效值、室內機的導風條的角度、室內換
熱器的溫度、室內環境溫度和室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數通過下式表示:

P2=F(Urms,A,T2)+G(T1,H),(5)

其中, F ( U r m s , A , T 2 ) = Σ 1 4 ( S 22 * f 12 ( Σ 1 4 S 12 * u 2 + d 12 ) + d 22 ) , - - - ( 6 ) ]]>

f12(x)=a2*x2+b2*x+c2,(7)

G(T1,H)=a3*T12+b3*T1+a4*H2+b4*H+c3+c4,(8)

其中,S22、S12、d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第三常數系數,u2為矩陣[Urms,
A,T2],a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四常數系數,Urms為室外機的電壓有效值,T2
為室內換熱器的溫度,T1為室內環境溫度,H為室內環境濕度,A為導風條的角度。

具體地,室內控制器通過輸入電壓Urms(即室外機的電壓有效值)、冷凝管溫度T2(室
內換熱器的溫度)和室內環境溫度T1、導風條的角度A和室內環境濕度等數據,通過數據
建模計算室內風機的有功功率PFAN_IN。下面進行詳細介紹。

首先,先通過實驗,在一定電壓Urms下,不同導風角度A,不同蒸發器溫度T2、不同
室內環境溫度T1和不同室內空氣環境濕度H條件下的功率。并建立第二功率估計模型函數,
如式(5)所示,P2為空調器室內機抽頭電機功率,即室內風機的運行功率。

其中,F(Urms,A,T2)為主函數,F(Urms,A,T2)函數可以實現抽頭電機主要功
率估計,G(T1,H)為補償函數,用于對F(Urms,A,T2)計算的結果進行修正。

其中,F(Urms,A,T2)函數和G(T1,H)可以有多種表現形式,在本發明的一個實施
例中,F(Urms,A,T2)函數公式如(6)所示,其中,f12(x)如(7)所示。S22、S12、
d12為矩陣系數,d22、a2、b2、c2均為第三常數系數,根據實驗測試確定;Urms的范圍
為[130V,280V],每隔5V測試一個點;A的范圍根據空調室內機導風角度范圍確定,在本
發明的一個實施例中,A范圍為[0度,80度],每隔2度測試一個點;T2的范圍為[-10攝
氏度,60攝氏度],每隔2度測試一個點。

另外,G(T1,H)函數公式如(8)所示,其中,a3、b3、c3、a4、b4、c4均為第四
常數系數,根據實驗測試確定;T1的范圍為[-10攝氏度,50攝氏度],每隔2度測試一個
點;H的范圍為[10,90],每隔5RH測試一個點。

其次,室內控制器接受空調控制程序輸入的電機抽頭調速指令;接著,室內控制器
控制抽頭電機運行;進一步,室內控制器控制電機運行過程中,同時控制導風條的角度
按照空調系統設定的角度或搖擺狀態運行,并且實時檢測室內蒸發器溫度T2,室內空
氣溫度T1,室內空氣濕度H,交流電源電壓值Urms;最后,根據第二功率估計模型函數
計算抽頭電機的實時功率。

S5,室內控制器將室內換熱器的溫度、室內風機的運行功率和室外機的電壓有效值作
為第一輸入變量,以及根據第一輸入變量對PTC加熱器的運行功率進行建模以估算出PTC
加熱器的運行功率。

具體地,由于空調使用過程中影響PTC功率大小主要包括周圍環境溫度、電壓值和風
量等三個主要因素,而這三個因素與蒸發器T2溫度(即室內換熱器的溫度)、輸入電壓有
效值(即室外機的電壓有效值)和室內風機的運行功率有直接聯系。

其中,蒸發器溫度T2是最靠近PTC的溫度,蒸發器的溫度T2越大,PTC所需發熱量
就越小,即T2越大,PTC運行功率越小,反之,PTC運行功率越大,例如,蒸發器溫度T2
的最小值設定為10攝氏度,最大值為80攝氏度,囊括了T2可能出現的范圍;室內風機的
運行功率PFAN_IN影響到PTC的散熱,功率越大,散熱越好,PTC要維持溫度就要發出更多
的熱量,即PFAN_IN越大,PTC運行功率越大,反之,PTC運行功率越小,例如,風機功率PFAN_IN
的最小值取為2W,最大值取為30W;電壓U直接影響PTC的發熱功率,U越大,PTC運行功
率越大,反之,PTC運行功率越小,例如,PTC輸入電壓U有效值的最小值為150V,最大
值為280V,限定了我國電網可能出現的電壓上下限。

更具體地,將以上主要影響因子作為輸入變量(即第一輸入變量)建立與PTC功率大
小之間的數據模型,該模型可以表示為如下:y=f(u),其中y代表模型輸出值,u為各個
輸入向量,u=(u1,u2,...,um),是一個多維度的輸入,這些輸入變量即為上述的那些主要影
響PTC運行功率的采樣值,把這些采樣值輸入到本發明的軟件數字模型中,就可以得到當
前PTC實時功率值。

在本發明的一個實施例中,PTC加熱器的運行功率PPTC根據以下模型估算得到:

y=f2(∫Φ*f1(∫E*u+θ1)+θ2),(9)

其中,u為第一輸入變量歸一化處理后的輸入向量,E和Φ為模型中第一輸入變量的
權重參數向量矩陣,θ1和θ2為模型的偏置量,f1()和f2()為S型函數,y為模型輸出值。

其中,f1()為輸入向量的處理函數,式子中的σ、β和為給
定的參數,f2()=f1()為中間向量的處理函數。

在本發明的一個實施例中,在估算PTC加熱器的運行功率時,室內控制器還將室內環
境溫度、室內環境濕度和室內機的導風條的角度作為第二輸入變量,并根據第二輸入變量
獲取PTC加熱器的運行功率的偏差補償量,以及將偏差補償量疊加到PTC加熱器的運行功
率以對PTC加熱器的運行功率進行補償校正。

具體地,還有一些影響PTC功率的次要因素,比如:室內環境溫度T1、室內環境濕度
H和導風條的角度A等。

其中,室內環境溫度T1會直接地影響T2的大小,從而間接地影響到PTC的運行功率,
T1越小則T2也會相對變小,從而PTC的運行功率會變大,即T1越小,PTC運行功率越大,
反之,PTC運行功率越小;室內環境濕度H也會影響到PTC的散熱,濕度越大,空氣中的
水分越多,通過蒸發器和PTC時會帶走更多的熱量,因此,H越大,PTC的運行功率會變大,
反之,PTC運行功率變小,當然,濕度的影響不會那么明顯;導風條的角度A影響到空調
風道出口的結構,處于標準90度角時,風道出風量最大,散熱最好,0度或者180度時,
導風條擋住了出風口,風道出風量最小,散熱最差,即A在90度時,PTC的運行功率相對
其他角度最大,越偏離90度,PTC運行功率越小。

更具體地,我們將次要因素也考慮進來,通過對輸出加入補償提高PTC估算的精度,
該補償函數的數學表達式如下:ΔPPTC=ξ(um+1,…,un),其中,um+1、…、un即為進行補償校
正的輸入采樣值,ΔPPTC即為PTC功率的偏差補償量,ξ()是補償校正函數。

在本發明的一個實施例中,偏差補償量根據以下公式獲取:


其中,α1、α2、ρ1、ρ2、γ1、γ2和為通過模式識別法進行補償校正的模型參數,
T1、H和A為與室內環境溫度、室內環境濕度和導風條的角度對應的第二輸入變量,ΔPPTC
為偏差補償量。

S6,對室外風機的運行功率、壓縮機的有功功率、室內風機的運行功率和PTC加熱器
的運行功率進行累加計算以獲得空調器的總功率,并對空調器的總功率進行積分運算以獲
得空調器的耗電量。

在本發明的一個實施例中,室內控制器還計算室內機中的其它負載的功率。

具體地,室內控制器根據室內控制器的工作狀態、以及其它負載的工作狀態預估功率,
室內除了風機和PTC外,還有步進電機,主要分工作與停止兩種狀態,工作狀態下功率為
2W,停止狀態下功率為0W,電控板功率在工作狀態下為1.5W,待機狀態下為0.2W。

在本發明的一個實施例中,室外控制器還計算室外機中的其它負載的功率。

具體地,室外控制器根據室外控制器的工作狀態、以及其它負載的工作狀態預估功率,
室外除了風機和壓縮機外,還包括四通閥、電子膨脹閥,主要分工作與停止兩種狀態,且
每種狀態下功率基本恒定,四通閥在工作狀態下功率為5W,停止狀態下功率為0W,電子膨
脹閥在工作狀態下為3W,停止狀態下為0W,電控板在工作狀態下為3W,待機時功率為0.5W。

更具體地,對室外風機的運行功率PFAN_OUT、壓縮機的有功功率PMOTOR、室內風機的運
行功率PFAN_IN和PTC加熱器的運行功率PPTC、以及室內機中的其它負載的功率和室外機中
的其它負載的功率進行累加計算以獲得空調器的總功率,并對空調器的總功率進行積分運
算以獲得空調器的耗電量。

在本發明的一個實施例中,可以將空調器的實時功率大小和耗電量信息傳遞至手機APP
和服務器中,以供用戶進行查詢和數據分析。

本發明實施例的空調器的耗電量檢測方法,室外控制器計算壓縮機的有功功率,室外
控制器還通過建立第一功率估計模型函數來估算室外風機的運行功率,室內控制器通過建
立第二功率估計模型函數來估算室內風機的運行功率,室內控制器還通過建模的方法來估
算PTC加熱器的運行功率,并進一步獲得空調器的總功率,從而獲得空調器的耗電量,該
方法無需增加任何硬件成本就能準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用戶
體驗。

圖3是根據本發明一個具體實施例的空調器的耗電量檢測方法。如圖3所示,本發明
實施例的空調器的耗電量檢測方法,包括以下步驟:

S101,室外控制器根據PFC電壓和電流采樣電路瞬時值計算出室外壓縮機的有功功率
PMOTOR,并將計算出的室外機的輸入電壓有效值傳遞至室內控制器。

S102,室外控制器根據輸入電壓Urms、冷凝器溫度T3和室外環境溫度T4,通過數據建
模計算出室外風機功率大小PFAN_OUT。

S103,室外控制器計算室外機其他負載功率大小,如四通閥、電子膨脹閥等。

S104,室內控制器通過輸入電壓Urms、冷凝管溫度T2和室內環境溫度T1、導風條角度
A和室內環境濕度H等數據,通過數據建模計算室內風機有功功率PFAN_IN。

S105,室內控制器根據外控制器傳遞的電壓有效值、室內環境溫度T1、蒸發器溫度T2、
室內風機的運行功率、導風條的角度、室內環境濕度以及PTC的開關狀況等信息通過數據
建模計算出PTC加熱器的運行功率。

S106,室內控制器計算室內機其它負載部分功率大小,比如步進電機、電路板等。

S107,將以上各部分計算的功率值累加到一起計算出空調整機功率大小,并通過積分
計算出空調耗電量。

S108,將空調實時功率大小和耗電量信息傳遞至手機APP和服務器,供用戶進行查詢
和數據分析。

為了實現上述實施例,本發明還提出了一種空調器的耗電量檢測裝置。

圖4是根據本發明一個實施例的空調器的耗電量檢測裝置的方框示意圖。其中,空調
器包括室內機和室外機,室內機包括室內風機、室內換熱器和PTC加熱器,室外機包括室
外風機、壓縮機和室外換熱器。如圖4所示,耗電量檢測裝置包括室外控制器10和室內控
制器20。

其中,本發明實施例的空調器的耗電量檢測裝置,適用于室內風機為抽頭風機,室外
壓縮機為PMSM或者BLDC的直流電機,室外風機為抽頭電機類型的空調器。

室外控制器10,用于獲取室外機的電壓瞬時值和壓縮機的電流瞬時值,并根據室外機
的電壓瞬時值和壓縮機的電流瞬時值計算壓縮機的有功功率。

在本發明的一個實施例中,室外控制器10通過檢測室外機中整流橋的直流側輸出電流
以獲取壓縮機的電流瞬時值,并通過檢測整流橋的直流輸出端電壓以獲取室外機的電壓瞬
時值。

具體地,室外壓縮機為PMSM或者BLDC的直流電機,室外壓縮機通過直流電壓逆變后
驅動,因此,室外控制器10通過獲取室外機中整流橋的直流側輸出電流以獲取壓縮機的電
流瞬時值,并通過獲取整流橋的直流輸出端電壓以獲取室外機的電壓瞬時值。

進一步地,室外控制器10根據壓縮機的電流瞬時值和室外機的電壓瞬時值計算室外壓
縮機的有功功率PMOTOR。

室外控制器10,還用于根據室外機的電壓瞬時值計算室外機的電壓有效值,并將室外
機的電壓有效值發送給室內控制器20。

具體地,室外控制器10通過室外機的電壓瞬時值計算出室外機的電壓有效值,并將室
外機的電壓有效值發送給室內控制器20。由于該電壓瞬時值與整機輸入電壓瞬時值大小相
同,僅相位經過整流橋發生改變,因此該電壓有效值與整機電壓有效值相同。

室外控制器10,還用于獲取室外換熱器的溫度和室外環境溫度,并通過建立與室外機
的電壓有效值、室外換熱器的溫度和室外環境溫度相關聯的第一功率估計模型函數以估算
室外風機的運行功率。

在本發明的一個實施例中,與室外機的電壓有效值、室外換熱器的溫度和室外環境溫
度相關聯的第一功率估計模型函數通過式(1)表示。F(Urms,T3)通過式(2)表示,f11(x)
通過式(3)表示,G(T4)通過式(4)表示。

室內控制器20,用于獲取室內機的導風條的角度、室內換熱器的溫度、室內環境溫度
和室內環境濕度,并通過建立與室外機的電壓有效值、室內機的導風條的角度、室內換熱
器的溫度、室內環境溫度和室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數以估算室內風機
的運行功率。

在本發明的一個實施例中,與室外機的電壓有效值、室內機的導風條的角度、室內換
熱器的溫度、室內環境溫度和室內環境濕度相關聯的第二功率估計模型函數通過式(5)表
示。F(Urms,A,T2)函數通過式(6)表示,f12(x)通過式(7)表示,G(T1,H)通過式
(8)表示。

室內控制器20還用于將室內換熱器的溫度、室內風機的運行功率和室外機的電壓有效
值作為第一輸入變量,以及根據第一輸入變量對PTC加熱器的運行功率進行建模以估算出
PTC加熱器的運行功率。

具體地,由于空調使用過程中影響PTC功率大小主要包括周圍環境溫度、電壓值和風
量等三個主要因素,而這三個因素與蒸發器T2溫度(即室內換熱器的溫度)、輸入電壓有
效值(即室外機的電壓有效值)和室內風機的運行功率有直接聯系。

其中,蒸發器溫度T2是最靠近PTC的溫度,蒸發器的溫度T2越大,PTC所需發熱量
就越小,即T2越大,PTC運行功率越小,反之,PTC運行功率越大,例如,蒸發器溫度T2
的最小值設定為10攝氏度,最大值為80攝氏度,囊括了T2可能出現的范圍;室內風機的
運行功率PFAN_IN影響到PTC的散熱,功率越大,散熱越好,PTC要維持溫度就要發出更多
的熱量,即PFAN_IN越大,PTC運行功率越大,反之,PTC運行功率越小,例如,風機功率PFAN_IN
的最小值取為2W,最大值取為30W;電壓U直接影響PTC的發熱功率,U越大,PTC運行功
率越大,反之,PTC運行功率越小,例如,PTC輸入電壓U有效值的最小值為150V,最大
值為280V,限定了我國電網可能出現的電壓上下限。

更具體地,將以上主要影響因子作為輸入變量(即第一輸入變量)建立與PTC功率大
小之間的數據模型,該模型可以表示為如下:y=f(u),其中y代表模型輸出值,u為各個
輸入向量,u=(u1,u2,...,um),是一個多維度的輸入,這些輸入變量即為上述的那些主要影
響PTC運行功率的采樣值,把這些采樣值輸入到本發明的軟件數字模型中,就可以得到當
前PTC實時功率值。

在本發明的一個實施例中,PTC加熱器的運行功率PPTC根據公式(9)所示的模型估算
得到。

在本發明的一個實施例中,在估算PTC加熱器的運行功率時,室內控制器20還將室內
環境溫度、室內環境濕度和室內機的導風條的角度作為第二輸入變量,并根據第二輸入變
量獲取PTC加熱器的運行功率的偏差補償量,以及將偏差補償量疊加到PTC加熱器的運行
功率以對PTC加熱器的運行功率進行補償校正。

具體地,還有一些影響PTC功率的次要因素,比如:室內環境溫度T1、室內環境濕度
H和導風條的角度A等。

其中,室內環境溫度T1會直接地影響T2的大小,從而間接地影響到PTC的運行功率,
T1越小則T2也會相對變小,從而PTC的運行功率會變大,即T1越小,PTC運行功率越大,
反之,PTC運行功率越小;室內環境濕度H也會影響到PTC的散熱,濕度越大,空氣中的
水分越多,通過蒸發器和PTC時會帶走更多的熱量,因此,H越大,PTC的運行功率會變大,
反之,PTC運行功率變小,當然,濕度的影響不會那么明顯;導風條的角度A影響到空調
風道出口的結構,處于標準90度角時,風道出風量最大,散熱最好,0度或者180度時,
導風條擋住了出風口,風道出風量最小,散熱最差,即A在90度時,PTC的運行功率相對
其他角度最大,越偏離90度,PTC運行功率越小。

更具體地,我們將次要因素也考慮進來,通過對輸出加入補償提高PTC估算的精度,
該補償函數的數學表達式如下:ΔPPTC=ξ(um+1,…,un),其中,um+1、…、un即為進行補償校
正的輸入采樣值,ΔPPTC即為PTC功率的偏差補償量,ξ()是補償校正函數。

在本發明的一個實施例中,偏差補償量根據公式(10)獲取。

室外控制器10和/或室內控制器20對室外風機的運行功率、壓縮機的有功功率、室內
風機的運行功率和PTC加熱器的運行功率進行累加計算以獲得空調器的總功率,并對空調
器的總功率進行積分運算以獲得空調器的耗電量。

在本發明的一個實施例中,室內控制器20還計算室內機中的其它負載的功率。

具體地,室內控制器20根據室內控制器20的工作狀態、以及其它負載的工作狀態預
估功率,室內除了風機和PTC外,還有步進電機,主要分工作與停止兩種狀態,工作狀態
下功率為2W,停止狀態下功率為0W,電控板功率在工作狀態下為1.5W,待機狀態下為0.2W。

在本發明的一個實施例中,室外控制器10還計算室外機中的其它負載的功率。

具體地,室外控制器10根據室外控制器10的工作狀態、以及其它負載的工作狀態預
估功率,室外除了風機和壓縮機外,還包括四通閥、電子膨脹閥,主要分工作與停止兩種
狀態,且每種狀態下功率基本恒定,四通閥在工作狀態下功率為5W,停止狀態下功率為0W,
電子膨脹閥在工作狀態下為3W,停止狀態下為0W,電控板在工作狀態下為3W,待機時功
率為0.5W。

更具體地,室外控制器10和/或室內控制器20對室外風機的運行功率PFAN_OUT、壓縮
機的有功功率PMOTOR、室內風機的運行功率PFAN_IN和PTC加熱器的運行功率PPTC、以及室
內機中的其它負載的功率和室外機中的其它負載的功率進行累加計算以獲得空調器的總功
率,并對空調器的總功率進行積分運算以獲得空調器的耗電量。

在本發明的一個實施例中,室外控制器10和/或室內控制器20可以將空調器的實時功
率大小和耗電量信息傳遞至手機APP和服務器中,以供用戶進行查詢和數據分析。

本發明實施例的空調器的耗電量檢測裝置,室外控制器計算壓縮機的有功功率,室外
控制器還通過建立第一功率估計模型函數來估算室外風機的運行功率,室內控制器通過建
立第二功率估計模型函數來估算室內風機的運行功率,室內控制器還通過建模的方法來估
算PTC加熱器的運行功率,并進一步獲得空調器的總功率,從而獲得空調器的耗電量,該
裝置無需增加任何硬件成本就能準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用戶
體驗。

為了實現上述實施例,本發明還提出了一種空調器。該空調器包括本發明實施例的耗
電量檢測裝置。

本發明實施例的空調器,由于具有了該耗電量檢測裝置,無需增加任何硬件成本就能
準確獲得空調器的總功率和耗電量,從而大大提升了用戶體驗。

在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、
“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、
“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于
附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所
指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發
明的限制。

此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性
或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示
或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩
個,三個等,除非另有明確具體的限定。

在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”
等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是
機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩
個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系,除非另有明確的限定。對于本領域的普通
技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中,除非另有明確的規定和限定,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觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。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,或僅僅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,或僅僅表示第一特
征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示
例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者
特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述
不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以
在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領
域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進
行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,
不能理解為對本發明的限制,本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例
進行變化、修改、替換和變型。

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空調器 耗電量 檢測 方法 裝置
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本文標題:空調器的耗電量檢測方法、裝置和空調器.pdf
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