本發(fā)明涉及空調(diào)器制冷量測(cè)量,尤其涉及一種虛擬傳感器測(cè)量空調(diào)器制冷量的方法。
背景技術(shù):
空調(diào)器制冷量是衡量空調(diào)器制冷能力大小的重要指標(biāo),制冷量衰減,將直接影響到空調(diào)房間內(nèi)人的舒適度,增加空調(diào)器能耗,同時(shí)還意味著空調(diào)器存在故障需要檢查維修,因此,測(cè)量制冷量大小,將對(duì)空調(diào)器的使用和維護(hù)具有重要意義。空調(diào)器銘牌制冷量是在額定制冷工況下(室內(nèi)側(cè)回風(fēng)干球溫度27℃,濕球溫度24℃,室外側(cè)進(jìn)風(fēng)干球溫度35℃)100%負(fù)荷下運(yùn)行下測(cè)量的,但空調(diào)器實(shí)際運(yùn)行中的制冷量除了受自身運(yùn)行性能影響外,還受室內(nèi)外溫度影響,然而由于測(cè)量器具的限制,實(shí)際運(yùn)行中的制冷量難以直接測(cè)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種虛擬傳感器測(cè)量空調(diào)器制冷量的方法。該方法無(wú)需測(cè)量風(fēng)量,送回風(fēng)焓值等參數(shù),僅通過(guò)記錄空調(diào)房間內(nèi)室溫變化即可實(shí)現(xiàn)其制冷量的測(cè)量。本發(fā)明的虛擬傳感器測(cè)量空調(diào)器制冷量的方法是建立基于相關(guān)參數(shù)的的空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型,通過(guò)該模型獲得空調(diào)器制冷量:或若空調(diào)開(kāi)機(jī)前房間處于熱平衡狀態(tài),則有:則:由此,建立空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型:。所述基于相關(guān)參數(shù)的空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型的建立包括空調(diào)房間的換熱過(guò)程分析,空調(diào)房間內(nèi)空氣溫度變化是在包括各種外擾、內(nèi)擾及建筑圍護(hù)的熱工特性因素綜合作用下的結(jié)果,根據(jù)空調(diào)開(kāi)機(jī)過(guò)程或關(guān)機(jī)過(guò)程空調(diào)房間溫度變化曲線獲取房間溫度變化指數(shù)B:(10)本發(fā)明的方法通過(guò)空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型,僅需記錄夜間制冷模式下空調(diào)運(yùn)行的室溫變化,綜合考慮室內(nèi)設(shè)備和照明散熱量,即可測(cè)量空調(diào)器運(yùn)行中的制冷量,簡(jiǎn)化了測(cè)量過(guò)程和設(shè)備,簡(jiǎn)單、方便、可靠、實(shí)用,而且該測(cè)量的制冷量還將對(duì)空調(diào)器的使用和維護(hù)起到重要參考意義。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明空調(diào)開(kāi)機(jī)房間室溫變化曲線。具體實(shí)施方式為了能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)方案,藉由以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的制冷量測(cè)量方法是綜合相應(yīng)的室內(nèi)外環(huán)境及建筑圍體的熱工特性因素,建立基于室內(nèi)外溫度的空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型,為此,先對(duì)空調(diào)房間的換熱過(guò)程進(jìn)行分析,建立室內(nèi)溫度隨時(shí)間變化的理論模型??照{(diào)器房間內(nèi)空氣溫度變化是房間在各種外擾(室外空氣溫度,太陽(yáng)輻射、風(fēng)速等)、內(nèi)擾(室內(nèi)設(shè)備、照明,空調(diào)器冷熱量輸出等)及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性等因素綜合作用下的結(jié)果;本實(shí)施例以空調(diào)運(yùn)行在夜間制冷模式,忽略太陽(yáng)輻射,人體得熱等干擾,室內(nèi)溫度隨時(shí)間變化的理論模型如下:式中t是室內(nèi)溫度,τ是采樣時(shí)間,t0是室內(nèi)初始溫度,QE是室內(nèi)設(shè)備散熱量,QS是照明設(shè)備的散熱量,QO為空調(diào)設(shè)備從房間去除的熱量(即空調(diào)的制冷量),ρ為空氣密度,c為空氣比熱容,V為房間體積,F(xiàn)i為第i面墻、地板或天花板面積,Ki為第i面墻、地板或天花板傳熱系數(shù),tsi為第i面墻、地板或天花板外表面溫度,B定義為房間的溫變指數(shù),t∞作為建筑物特征溫度、表示的是當(dāng)時(shí)間趨于無(wú)窮時(shí)(即開(kāi)或關(guān)機(jī)無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間后)室內(nèi)空氣的最終溫度,實(shí)際使用過(guò)程中可視為房間達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度;或若空調(diào)開(kāi)機(jī)前房間處于熱平衡狀態(tài),則有則:QE0和QS0是空調(diào)開(kāi)機(jī)前室內(nèi)設(shè)備和照明的散熱量,由此,聯(lián)立式(6)和式(8)建立空調(diào)器制冷量虛擬傳感器模型:??照{(diào)房間溫度變化曲線包含了空調(diào)房間的換熱過(guò)程,空調(diào)房間內(nèi)空氣溫度變化是在包括各種外擾、內(nèi)擾及建筑圍護(hù)的熱工特性因素綜合作用下的結(jié)果,可以通過(guò)空調(diào)開(kāi)機(jī)過(guò)程或關(guān)機(jī)過(guò)程空調(diào)房間溫度變化曲線獲取房間溫度變化指數(shù)B:(10)通過(guò)空調(diào)開(kāi)機(jī)過(guò)程(也可以通過(guò)空調(diào)關(guān)機(jī)過(guò)程)來(lái)采集房間溫度變化相關(guān)數(shù)據(jù),并由式(10)計(jì)算獲得溫度變化指數(shù)B。為此,通過(guò)記錄的空調(diào)運(yùn)行在夜間制冷模式下的室溫變化,室內(nèi)設(shè)備和照明散熱量,即可間接獲得空調(diào)冷量大小,因此,只要將相關(guān)數(shù)據(jù)代入虛擬傳感器模型即可計(jì)算出制冷量。例如圖1所示空調(diào)夜間開(kāi)機(jī)房間室溫變化曲線,空調(diào)所在房間體積為132m3(V=132),空調(diào)開(kāi)機(jī)前室溫穩(wěn)定在30℃(t0=30),室內(nèi)用電和照明設(shè)備在空調(diào)開(kāi)機(jī)前后均處于關(guān)閉狀態(tài)(QE0=0,QS0=0,QE=0,QS=0),空調(diào)開(kāi)機(jī)23分鐘以后室溫穩(wěn)定在25℃(t∞=25),通過(guò)t0、t∞以及期間各時(shí)刻溫度采集點(diǎn)溫度,由式(10)計(jì)算得到溫度變化指數(shù)B=0.0015,將以上相關(guān)數(shù)據(jù)代入虛擬傳感器模型(9)即可計(jì)算出空調(diào)當(dāng)前制冷量為1.179kW。