一種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法，包括步驟：1)逐時測量空調(diào)運行數(shù)據(jù)并保存；2)對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)；3)將所述數(shù)據(jù)中的空調(diào)送風(fēng)溫度等作為輸入?yún)?shù)，空調(diào)功率等作為輸出參數(shù)，建立空調(diào)長效性能預(yù)測模型并計算出空調(diào)能效；4)確定空調(diào)常見運行工況，并基于預(yù)測模型得到該運行工況下的性能參數(shù)值，作為評價指標(biāo)；5)找出當(dāng)前用戶的偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度；6)建立空調(diào)在特定室外溫濕度下的最優(yōu)運行控制模型并更新空調(diào)控制方式。本發(fā)明能及時地檢測出空調(diào)的性能狀態(tài)，同時，基于當(dāng)前用戶的使用習(xí)慣及空調(diào)性能狀態(tài)的優(yōu)化運行方式，更能在滿足用戶使用需求的同時提高空調(diào)的運行能效。
【專利說明】
一種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種房間空調(diào)器長效性能監(jiān)控及優(yōu)化運行方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空調(diào)在長期使用后，其性能會因換熱器腐蝕、管道結(jié)垢、部件磨損等發(fā)生不同程度 的衰減，偏離出廠時的狀態(tài)，影響用戶的使用體驗。隨著中國質(zhì)量認(rèn)證中心《在用空調(diào)器持 續(xù)節(jié)能評價實施細(xì)則》和《空調(diào)器長效節(jié)能評價技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)的實施，房間空調(diào)器的長效 性能得到重視。
[0003] 盡管在實驗室條件下，能準(zhǔn)確得到房間空調(diào)器的長效性能，但為了準(zhǔn)確把握空調(diào) 在長期使用中不同時間段的性能變化，需要頻繁地搬運空調(diào)，耗費較多的人力、財力；而在 使用環(huán)境中對房間空調(diào)器進(jìn)行長期監(jiān)控，往往會因室內(nèi)外熱環(huán)境的變化，不同用戶的使用 習(xí)慣的不同，而較難得出統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]為此，本發(fā)明專利提出一種基于房間空調(diào)器運行數(shù)據(jù)的長效性能檢測方式，同時， 利用獲取的性能數(shù)據(jù)，也提出了相應(yīng)的運行優(yōu)化方式，確保空調(diào)在長期運行中保持較高的 運行能效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種適于房間空調(diào)器的長效性能檢測及優(yōu)化運行系統(tǒng)，使 用戶能了解當(dāng)前空調(diào)的性能變化，同時也能改良當(dāng)前空調(diào)的控制方式，給用戶帶來更好的 使用體驗。
[0006] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] -種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法，包含以下步驟：
[0008] 1)空調(diào)運行數(shù)據(jù)的逐時測量，并將該參數(shù)通過GPRS傳輸至后臺服務(wù)器；
[0009] 2)對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)；
[0010] 3)將空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)中的空調(diào)送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)速度、室外溫 濕度作為輸入?yún)?shù)，空調(diào)功率、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度參數(shù)各自作為輸出參數(shù)，建立空調(diào)長效 性能預(yù)測模型，而空調(diào)能效則通過上述輸入、輸出參數(shù)計算得出；
[0011] 4)確定空調(diào)較常見運行工況，并基于預(yù)測模型得到該運行工況下的性能參數(shù)值， 作為當(dāng)前空調(diào)性能的評價指標(biāo)；
[0012] 5)對空調(diào)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出當(dāng)前用戶的偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度；
[0013] 6)依照建立的預(yù)測模型，建立空調(diào)在特定室外溫濕度下的最優(yōu)運行控制模型并更 新空調(diào)控制方式。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的空調(diào)運行數(shù)據(jù)包括空調(diào)的送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)速度、回風(fēng) 溫度、回風(fēng)濕度、空調(diào)功率、室外溫度、室外濕度。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的預(yù)處理包含刪除錯誤、多余數(shù)據(jù)，補充缺失數(shù)據(jù)的處理。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的步驟2)中所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)是指當(dāng)前時刻及前15min內(nèi)記 錄的空調(diào)各運行參數(shù)都沒有較大變化時的空調(diào)運行狀態(tài)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)通過計算當(dāng)前時刻的功率，室內(nèi)送、回風(fēng)溫濕 度，送風(fēng)速度讀數(shù)與前l(fā)min、前l(fā)Omin、前15min各自的讀數(shù)均值是否小于測量精度這一方式 來判斷。
[0018] 進(jìn)一步地，所述的步驟3)具體包含以下步驟：
[0019] 31)把所得到的整體穩(wěn)定運行數(shù)據(jù)的80%作為訓(xùn)練樣本，剩余的20%作為檢測樣 本；
[0020] 32)分別建立各輸出參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；
[0021] 33)比對預(yù)測模型輸出值與檢測樣本的相對誤差，判斷是否小于預(yù)設(shè)值；
[0022] 34)若是，則得到滿足要求的預(yù)測模型，可通過該模型預(yù)測出空調(diào)的回風(fēng)溫度、回 風(fēng)濕度、功率，并通過模型的輸入、輸出參數(shù)計算出空調(diào)的性能系數(shù)EER或C0P;
[0023] 35)若否，則修改訓(xùn)練模型，并返回步驟32)。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的步驟4)中選用當(dāng)?shù)匾荒曛谐Ｒ姷氖覂?nèi)外溫濕度作為常見運行工 況，或采用空調(diào)的額定制冷/制熱工況中記載的參數(shù)值作為常見運行工況。
[0025] 進(jìn)一步地，所述的步驟5)中所述用戶偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度為空調(diào)的設(shè)定溫濕度， 維持該室內(nèi)溫濕度是空調(diào)開機的目的，可從每次空調(diào)運行中運行數(shù)據(jù)的變化走向得出。 [00 26]進(jìn)一步地，所述的步驟6)具體包括：
[0027] 61)基于所述預(yù)測模型建立完善的空調(diào)運行性能數(shù)據(jù)庫；
[0028] 62)在制冷/制熱模式下，以當(dāng)前室外溫濕度及與用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送 風(fēng)溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù)據(jù)庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù);在自動模式下，以當(dāng) 前室外溫濕度及與以往用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送風(fēng)溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù) 據(jù)庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù)；
[0029] 63)對比已有運行性能數(shù)據(jù)庫，若不一致，則更新空調(diào)控制方式。
[0030]由于空調(diào)運行時，送風(fēng)溫濕度與回風(fēng)溫濕度有著緊密的聯(lián)系，可通過把空調(diào)的送 風(fēng)溫濕度、送風(fēng)速度調(diào)節(jié)至最優(yōu)運行參數(shù)值即可實現(xiàn)空調(diào)的優(yōu)化控制。
[0031 ]此外，為提高搜索速度，也可以室外溫濕度、送風(fēng)溫濕度等為自變量，其余運行參 數(shù)為因變量，建立多元回歸方程，以簡化優(yōu)化運行性能數(shù)據(jù)庫。
[0032]本發(fā)明的效果和益處是：
[0033] 本發(fā)明得到的長效性能預(yù)測模型，基于一段時間內(nèi)空調(diào)的運行數(shù)據(jù)得到，能真實 地反應(yīng)當(dāng)前空調(diào)的性能；
[0034] 本發(fā)明選取特定的工況點，作為評價空調(diào)性能變化的指標(biāo)，而不是采用一段時間 內(nèi)空調(diào)的總功率作為性能評價指標(biāo)，避免了因用戶使用習(xí)慣造成的性能評價不準(zhǔn)確；
[0035] 本發(fā)明結(jié)合用戶自身的使用習(xí)慣、空調(diào)當(dāng)前的性能狀態(tài)，自動選取合適的運行工 況，優(yōu)化空調(diào)的運行性能，提高用戶的使用體驗。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明實施例的流程示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明實施例的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明實施例的實測回風(fēng)溫度與預(yù)測回風(fēng)溫度驗證示意圖。
[0039]圖4為本發(fā)明實施例的實測EER和預(yù)測EER的驗證示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此，運行數(shù)據(jù)處理方法、基于預(yù)測模型的在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法的變更，都在 本專利的保護之內(nèi)。
[0041]如圖1所述，一種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法，包含以下步驟： [0042] 1)空調(diào)運行數(shù)據(jù)的逐時測量，并將該參數(shù)通過GPRS傳輸至后臺服務(wù)器，通過一段 時間的數(shù)據(jù)采集，能收集到用戶近兩個月的運行數(shù)據(jù)，其中，某個瞬間的數(shù)據(jù)格式如下：
[0043] 表1采集到的數(shù)據(jù)格式
[0044]
[0045] 2)對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)；
[0046] 3)將空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)中的空調(diào)送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)速度、室外溫 濕度作為輸入?yún)?shù)，空調(diào)功率、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度參數(shù)各自作為輸出參數(shù)，建立空調(diào)長效 性能預(yù)測模型，而空調(diào)能效則通過上述輸入、輸出參數(shù)計算得出；
[0047] 4)確定空調(diào)較常見運行工況，并基于預(yù)測模型得到該運行工況下的性能參數(shù)值， 作為當(dāng)前空調(diào)性能的評價指標(biāo)，驗證結(jié)果見圖3、圖4;
[0048] 5)對空調(diào)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出當(dāng)前用戶的偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度；
[0049] 6)依照建立的預(yù)測模型，建立空調(diào)在特定室外溫濕度下的最優(yōu)運行控制模型并更 新空調(diào)控制方式。
[0050] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的空調(diào)運行數(shù)據(jù)包括空調(diào)的送風(fēng)溫度、送風(fēng) 濕度、送風(fēng)速度、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、空調(diào)功率、室外溫度、室外濕度。
[0051] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的預(yù)處理包含刪除錯誤、多余數(shù)據(jù)，補充缺失 數(shù)據(jù)的處理。
[0052] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的步驟2)中所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)是指當(dāng)前 時刻及前15min內(nèi)記錄的空調(diào)各運行參數(shù)都沒有較大變化時的空調(diào)運行狀態(tài)。
[0053] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)通過計算當(dāng)前時刻的功 率，室內(nèi)送、回風(fēng)溫濕度，送風(fēng)速度讀數(shù)與前l(fā)min、前l(fā)Omin、前15min各自的讀數(shù)均值是否小 于測量精度這一方式來判斷。
[0054] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的步驟3)具體包含以下步驟：
[0055] 31)把所得到的整體穩(wěn)定運行數(shù)據(jù)的80%作為訓(xùn)練樣本，剩余的20%作為檢測樣 本；
[0056] 32)分別建立各輸出參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，（見圖2);
[0057] 33)比對預(yù)測模型輸出值與檢測樣本的相對誤差，判斷是否小于預(yù)設(shè)值；
[0058] 34)若是，則得到滿足要求的預(yù)測模型，可通過該模型預(yù)測出空調(diào)的回風(fēng)溫度、回 風(fēng)濕度、功率，并通過模型的輸入、輸出參數(shù)計算出空調(diào)的性能系數(shù)EER或C0P;
[0059] 35)若否，則修改訓(xùn)練模型，并返回步驟32)。
[0060] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的步驟4)中選用當(dāng)?shù)匾荒曛谐Ｒ姷氖覂?nèi)外溫 濕度作為常見運行工況，或采用空調(diào)的額定制冷/制熱工況中記載的參數(shù)值作為常見運行 工況，結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髷?shù)據(jù)，找出一個出現(xiàn)頻率較高的室內(nèi)溫濕度、室外溫濕度運行工況 (或直接采用額定制冷/額定制熱工況），并通過空調(diào)性能預(yù)測模型預(yù)測出空調(diào)在該工況下 的性能，與其它相同運行模式下不同時期的性能值進(jìn)行對比，以判斷當(dāng)前空調(diào)的性能是否 發(fā)生衰退。
[0061] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的步驟5)中所述用戶偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度為 空調(diào)的設(shè)定溫濕度，維持該室內(nèi)溫濕度是空調(diào)開機的目的，可從每次空調(diào)運行中運行數(shù)據(jù) 的變化走向得出，如通過判斷用戶每次開機時送風(fēng)、回風(fēng)溫度的穩(wěn)定范圍，能得到當(dāng)前用戶 偏愛的房間設(shè)定溫度，即用戶使用習(xí)慣。為求準(zhǔn)確，也可通過向用戶進(jìn)行問卷調(diào)查、訪談等 形式獲取。
[0062] 在本發(fā)明一個可行的實施例中，所述的步驟6)具體包括：
[0063] 61)基于所述預(yù)測模型建立完善的空調(diào)運行性能數(shù)據(jù)庫，其格式見表2:
[0064] 表2空調(diào)優(yōu)化運行控制數(shù)據(jù)庫示例
[0065]
[0066] 62)在制冷/制熱模式下，以當(dāng)前室外溫濕度及與用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送 風(fēng)溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù)據(jù)庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù);在自動模式下，以當(dāng) 前室外溫濕度及與以往用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送風(fēng)溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù) 據(jù)庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù)；
[0067] 63)對比已有運行性能數(shù)據(jù)庫，若不一致，則更新空調(diào)控制方式。
[0068] 此后，篩選時編寫各運行模式下空調(diào)最優(yōu)運行參數(shù)的搜索算法，并與當(dāng)前空調(diào)的 優(yōu)化運行數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，若兩者不一致，則更新當(dāng)前空調(diào)的優(yōu)化運行數(shù)據(jù)庫。
[0069] 本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明 的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出 其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護 范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種房間空調(diào)器在線長效性能檢測及優(yōu)化運行方法，其特征在于，包括步驟： 1) 空調(diào)運行數(shù)據(jù)的逐時測量，并將該參數(shù)通過GPRS傳輸至后臺服務(wù)器； 2) 對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)； 3) 將空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)中的空調(diào)送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)速度、室外溫濕度 作為輸入?yún)?shù)，空調(diào)功率、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度參數(shù)各自作為輸出參數(shù)，建立空調(diào)長效性能 預(yù)測模型，而空調(diào)能效則通過上述輸入、輸出參數(shù)計算得出； 4) 確定空調(diào)較常見運行工況，并基于預(yù)測模型得到該運行工況下的性能參數(shù)值，作為 當(dāng)前空調(diào)性能的評價指標(biāo)； 5) 對空調(diào)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出當(dāng)前用戶的偏愛設(shè)計室內(nèi)溫濕度； 6) 依照建立的預(yù)測模型，建立空調(diào)在特定室外溫濕度下的最優(yōu)運行控制模型并更新空 調(diào)控制方式。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空調(diào)運行數(shù)據(jù)包括空調(diào)的送風(fēng)溫 度、送風(fēng)濕度、送風(fēng)速度、回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、空調(diào)功率、室外溫度、室外濕度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的預(yù)處理包含刪除錯誤、多余數(shù)據(jù)，補 充缺失數(shù)據(jù)的處理。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)中所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)是 指當(dāng)前時刻及前15min內(nèi)記錄的空調(diào)各運行參數(shù)都沒有較大變化時的空調(diào)運行狀態(tài)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述空調(diào)穩(wěn)定運行狀態(tài)通過計算當(dāng)前時刻 的功率，室內(nèi)送、回風(fēng)溫濕度，送風(fēng)速度讀數(shù)與前Imin、前l(fā)Omin、前15min各自的讀數(shù)均值是 否小于測量精度這一方式來判斷。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包含以下步驟： 31) 把所得到的整體穩(wěn)定運行數(shù)據(jù)的80%作為訓(xùn)練樣本，剩余的20%作為檢測樣本； 32) 分別建立各輸出參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型； 33) 比對預(yù)測模型輸出值與檢測樣本的相對誤差，判斷是否小于預(yù)設(shè)值； 34) 若是，則得到滿足要求的預(yù)測模型，可通過該模型預(yù)測出空調(diào)的回風(fēng)溫度、回風(fēng)濕 度、功率，并通過模型的輸入、輸出參數(shù)計算出空調(diào)的性能系數(shù)EER或COP; 35) 若否，則修改訓(xùn)練模型，并返回步驟32)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟4)中選用當(dāng)?shù)匾荒曛谐Ｒ姷氖?內(nèi)外溫濕度作為常見運行工況，或采用空調(diào)的額定制冷/制熱工況中記載的參數(shù)值作為常 見運行工況。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟5)中所述用戶偏愛設(shè)計室內(nèi)溫 濕度為空調(diào)的設(shè)定溫濕度，維持該室內(nèi)溫濕度是空調(diào)開機的目的，可從每次空調(diào)運行中運 行數(shù)據(jù)的變化走向得出。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步驟6)具體包括： 61) 基于所述預(yù)測模型建立完善的空調(diào)運行性能數(shù)據(jù)庫； 62) 在制冷/制熱模式下，以當(dāng)前室外溫濕度及與用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送風(fēng) 溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù)據(jù)庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù);在自動模式下，以當(dāng)前 室外溫濕度及與以往用戶設(shè)定溫度有小范圍偏離的送風(fēng)溫、濕度作為篩選條件從所述數(shù)據(jù) 庫中選取出合適的空調(diào)運行參數(shù)； 63)對比已有運行性能數(shù)據(jù)庫，若不一致，則更新空調(diào)控制方式。
【文檔編號】F24F11/00GK105890109SQ201610200955
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】巫江虹, 梁志豪
【申請人】華南理工大學(xué)