CN105066348B - 空调***中ptc加热器的功率估算方法、装置和空调*** - Google Patents

空调***中ptc加热器的功率估算方法、装置和空调*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调***中PTC加热器的功率估算方法、装置、耗电量计算方法和空调***。功率估算方法包括：获取室外机的电压有效值；获取室内环境温度和室内换热器的温度，并通过建立PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度；获取室内机中室内风机的功率和转速，并获取室内机的导风条的角度，以及通过建立风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量；将室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量作为第一输入变量，并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PTC加热器的运行功率。该功率估算方法，无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC的运行功率，节约了成本。

Description

空调***中PTC加热器的功率估算方法、装置和空调***
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调***中PTC加热器的功率估算方法、装置、耗电量计算方法和空调***。
背景技术
智能空调中智能用电和用电管理是一个重要的功能，智能用电和用电管理的前提是对家电的运行功率和电量进行检测。目前，空调的电量检测采用的是电表模块，电表模块成本高，只有高端的空调产品上才会用到，无法在普通空调器上推广使用，使得智能用电和用电管理无法得到全面的应用。阻碍空调功率和电量检测的重要原因是PTC的功率无法准确的得到。
PTC电加热器应用到空调中，可以有效增加空调制热模式下的发热量，提高空调的制热性能。因此，PTC已经是空调中的标配器件。随着节能环保意识的觉醒，消费者对于家用电器的耗电量或者运行功率变得格外的关注。PTC是空调中耗电量较大的器件，如果不能准确的知道PTC的实时运行功率，空调的耗电量在制热模式下就没有办法得到，除非是增加电流采样环节，但是这样就增加了空调的成本，在竞争激烈的家电行业，增加成本是不被允许的，因此，如何通过现有的硬件平台，准确计算PTC的运行功率仍然是一个没有得到很好解决的技术难题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种空调***中PTC加热器的功率估算方法，该方法无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
本发明的第二个目的在于提出一种空调***中PTC加热器的耗电量计算方法。
本发明的第三个目的在于提出一种空调***中PTC加热器的功率估算装置。
本发明的第四个目的在于提出一种空调***。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法，包括以下步骤：通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取所述室外机的电压有效值；获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算所述PTC加热器的周围环境温度；获取所述室内机中室内风机的功率和转速，并获取所述室内机的导风条的角度，以及通过建立与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经所述PTC加热器的风量；将所述室外机的电压有效值、所述PTC加热器的周围环境温度和流经所述PTC加热器的风量作为第一输入变量，并根据所述第一输入变量对所述PTC加热器的运行功率进行建模以估算所述PTC加热器的运行功率。
根据本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法，首先获取室外机的电压有效值，获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度，获取中室内风机的功率和转速和导风条的角度，并通过建立风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量，然后根据室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量进行建模，以估PTC加热器的运行功率，该方法无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
在本发明的一个实施例中，与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据以下公式表达：
TPTC＝f(T1,T2)
其中，S2、S1、d1为第一矩阵系数，f11(x)＝a*x2+b*x+c，d2、a、b、c为第一常数系数，u1为矩阵[T1，T2]，T1为所述室内环境温度，T2为所述室内换热器的温度，TPTC为所述PTC加热器的周围环境温度。
在本发明的一个实施例中，与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数根据以下公式表达：
AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)
其中，Y2、Y1、m1为第二矩阵系数，f12(x)＝a1*x2+b1*x+c1，m2、a1、b1、c1为第二常数系数，u2为矩阵[Pfan,n,Angel]，Pfan为所述室内风机的功率,n为所述室内风机的转速,Angel为所述导风条的角度，AVPTC为流经所述PTC加热器的风量。
在本发明的一个实施例中，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
y＝f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，Ε和Φ为模型中所述第一输入变量的权重参数向量矩阵，θ1和θ2为模型的偏置量，f1()和f2()为S型函数，y为模型输出值。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法，包括以下步骤：执行本发明第一方面实施例的功率估算方法以估算所述PTC加热器的运行功率；对所述PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得所述PTC加热器的耗电量。
根据本发明实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法，无需增加任何硬件成本，通过建模的方式就能准确获得PTC加热器的运行功率和PTC加热器的耗电量，从而大大提升了用户体验。
为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置，包括室内控制器和室外控制器，所述室内控制器与所述室外控制器之间进行通信，其中，所述室外控制器，用于通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取所述室外机的电压有效值，并将所述室外机的电压有效值发送给所述室内控制器；所述室内控制器，用于获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算所述PTC加热器的周围环境温度；所述室内控制器，还用于获取所述室内机中室内风机的功率和转速，并获取所述室内机的导风条的角度，以及通过建立与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经所述PTC加热器的风量；所述室内控制器，还用于将所述室外机的电压有效值、所述PTC加热器的周围环境温度和流经所述PTC加热器的风量作为第一输入变量，并根据所述第一输入变量对所述PTC加热器的运行功率进行建模以估算所述PTC加热器的运行功率。
根据本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置，室外控制器获取室外机的电压有效值，室内控制器获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度，室内控制器还获取中室内风机的功率和转速和导风条的角度，并通过建立风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量，然后室内控制器根据室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量进行建模，以估PTC加热器的运行功率，该装置无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
在本发明的一个实施例中，与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据以下公式表达：
TPTC＝f(T1,T2)
其中，S2、S1、d1为第一矩阵系数，f11(x)＝a*x2+b*x+c，d2、a、b、c为第一常数系数，u1为矩阵[T1，T2]，T1为所述室内环境温度，T2为所述室内换热器的温度，TPTC为所述PTC加热器的周围环境温度。
在本发明的一个实施例中，与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数根据以下公式表达：
AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)
其中，Y2、Y1、m1为第二矩阵系数，f12(x)＝a1*x2+b1*x+c1，m2、a1、b1、c1为第二常数系数，u2为矩阵[Pfan,n,Angel]，Pfan为所述室内风机的功率,n为所述室内风机的转速,Angel为所述导风条的角度，AVPTC为流经所述PTC加热器的风量。
在本发明的一个实施例中，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
y＝f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，Ε和Φ为模型中所述第一输入变量的权重参数向量矩阵，θ1和θ2为模型的偏置量，f1()和f2()为S型函数，y为模型输出值。
在本发明的一个实施例中，所述室内控制器还用于对所述PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得所述PTC加热器的耗电量。
在本发明的一个实施例中，所述室内控制器还用于对所述PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得所述PTC加热器的耗电量。
为了实现上述目的，本发明第四方面实施例的空调***，包括本发明第三方面实施例的功率估算装置。
根据本发明实施例的空调***，由于具有了功率估算装置，无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的室内机和室外机的方框示意图；
图3是根据本发明一个具体实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置的方框示意图。
附图标记：
室内控制器10和室外控制器20。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图来描述本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法、装置和空调***。
图1是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法，包括以下步骤：
S1，通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取室外机的电压有效值。
空调中PTC的功率大小主要与PTC两端电压、PTC周围环境温度和流经PTC的风量三个因素相关，由于空调内部没有传感器直接检测以上三个变量，因此需要通过空调已有的硬件基础结合数据建模的方式计算出电压、温度和风量的大小，如图2所示为空调器的室内机和室外机的结构示意图。
具体地，PTC两端电压Urms直接影响PTC的发热功率，Urms越大，PTC运行功率越大，反之，PTC运行功率越小。由于PTC两端的电压值与室外机输入电压是相同的，都是空调输入电压，因此，可以通过室外机PFC电路的输入电压采样信号通过算法计算出室外机输入电压有效值，即PTC两端的电压有效值Urms。
在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算室外机的电压有效值Urms：
其中，U(n)为室外机PFC电路的输入电压采样信号。
S2，获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度。
在本发明的一个实施例中，与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据以下公式表达：
TPTC＝f(T1,T2)，(2)
其中，
f11(x)＝a*x2+b*x+c， (4)
其中，S2、S1、d1为第一矩阵系数，d2、a、b、c为第一常数系数，u1为矩阵[T1，T2]，T1为室内环境温度，T2为室内换热器的温度，TPTC为PTC加热器的周围环境温度。
具体地，PTC周围环境温度同样对PTC的发热功率具有直接的影响，当PTC周围环境温度越低时，PTC发热本体与周围环境温度差异越大，空气的热传递效果越好，PTC的运行功率越大，反之亦然。
更具体地，在空调运行过程中，需要实时采集室内环境温度T1和室内蒸发器温度T2(即室内机中室内换热器的温度)，因此可以通过T1和T2温度高低建立与PTC周围环境温度的数据模型，通过T1和T2大小计算出PTC本体周围环境温度TPTC。下面对计算PTC加热器的周围环境温度进行详细介绍。
首先，通过实验，在一定室内环境温度T1下，不同蒸发器温度T2条件下PTC周围环境的温度TPTC。并建立环境温度估计模型函数，如公式(2)所示。其中，f(T1,T2)函数可以有多种表现形式，本发明的一个实施例中，f(T1,T2)函数公式，如(3)所示，其中，f11(x)如(4)所示，S2、S1、d1为矩阵系数，d2、a、b、c均为常数系数，根据实验测试确定；T1的范围为[-10摄氏度,50摄氏度]，每隔1度测试一个点；T2的范围为[-10摄氏度,70摄氏度]，每隔1度测试一个点。然后，根据公式(2)、(3)和(4)计算PTC加热器的周围环境温度。
S3，获取室内机中室内风机的功率和转速，并获取室内机的导风条的角度，以及通过建立与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量。
在本发明的一个实施例中，与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数根据以下公式表达：
AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)，(5)
其中，
f12(x)＝a1*x2+b1*x+c1， (7)
其中，Y2、Y1、m1为第二矩阵系数，m2、a1、b1、c1为第二常数系数，u2为矩阵[Pfan,n,Angel]，Pfan为室内风机的功率,n为室内风机的转速,Angel为导风条的角度，AVPTC为流经PTC加热器的风量。
具体地，流经PTC的风量大小会直接影响到PTC的散热，因此风量越大，PTC散发热量越多，因此PTC运行功率越大，反之亦然。室内风机的功率Pfan和风速n都会直接影响到风量的大小，同时室内机导风条角度Angel也会影响到风道的结构和出风的顺畅度，因此也会影响到风量的大小，通过以上三个变量数据建立与风量AVPTC的数据模型，如(5)所示。下面对计算计算流经PTC加热器的风量进行详细介绍。
首先，先通过实验，在一定室内风机的功率Pfan下，不同室内风机的转速n和不同导风条的角度Angel情况下流经PTC的风量AVPTC。并建立风量模型函数，如公式(5)所示。其中，g(Pfan,n,Angel))函数可以有多种表现形式，在本发明的一个实施例中，g(Pfan,n,Angel)函数公式，如(6)所示，f12(x)如(7)所示。其中，Y2、Y1、m1为矩阵系数，m2、a1、b1、c1均为常数系数，根据实验测试确定；Pfan的范围为[1W,30W]，每隔0.2W测试一个点；n的范围为[0转/分,1600转/分]，每隔20转测试一个点；Angle的范围为[0度,180度]，每隔2度测试一个点。然后，根据公式(5、(6)和(7)计算流经PTC加热器的风量。
S4，将室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量作为第一输入变量，并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PTC加热器的运行功率。
具体地，在计算出影响PTC运行功率大小的三个因素：室外机的电压有效值Urms、PTC加热器的周围环境温度TPTC和流经PTC加热器的风量AVPTC的前提下，通过数据建模计算出PTC的运行功率PPTC＝F(Urms,TPTC,AVPTC)。
在本发明的一个实施例中，PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
y＝f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)， (8)
其中，u为第一输入变量归一化处理后的输入向量，Ε和Φ为模型中第一输入变量的权重参数向量矩阵，θ1和θ2为模型的偏置量，f1()和f2()为S型函数，y为模型输出值。
其中，f1()为输入向量的处理函数，式子中的σ、β和为给定的参数，f2()＝f1()为中间向量的处理函数。
本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法，首先获取室外机的电压有效值，获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度，获取中室内风机的功率和转速和导风条的角度，并通过建立风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量，然后根据室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量进行建模，以估PTC加热器的运行功率，该方法无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
图3是根据本发明一个具体实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法的流程图。如图3所示，空调***中PTC加热器的功率估算方法，包括以下步骤：
S101，通过室外PFC电压采样电路家计算出室外机的电压有效值，即PTC电压有效值Urms。
S102，根据室内环境温度T1和室内换热器的温度T2通过数据建模计算出PTC加热器的周围环境温度TPTC。
S103，根据室内风机的功率Pfan、室内风机的转速n和导风条的角度Angle通过数据建模计算出流经PTC加热器的风量AVPTC。
S104，将上述影响PTC功率的因素：输入电压Urms、周围环境温度TPTC和风量AVPTC通过数据建模计算出PTC加热器的运行功率PPTC。
本发明实施例的功率估算方法，不需要额外添加电流采样电路，仅仅利用了空调中现有的采样单元，不增加任何的硬件成本，通过建模的手段来得到PTC加热器的运行功率，从而可以知道整机在制热模式下的功率情况，因此，可以不需要电量计量单元就可以得到空调的耗电量，从而大大降低了成本。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种空调***中PTC加热器的耗电量计算方法。
图4是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法的流程图。如图4所示，本发明实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法，包括以下步骤：
S1，通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取室外机的电压有效值。
S2，获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度。
在本发明的一个实施例中，与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据公式(2)表达。
S3，获取室内机中室内风机的功率和转速，并获取室内机的导风条的角度，以及通过建立与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量。
在本发明的一个实施例中，与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数根据公式(5)表达。
S4，将室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量作为第一输入变量，并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PTC加热器的运行功率。
在本发明的一个实施例中，PTC加热器的运行功率根据式(8)所示的模型估算得到。
上述步骤S1至S4即为本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算方法的步骤。在前面的实施例中已经做了详细说明，在此不再赘述。
S5，对PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得PTC加热器的耗电量。
本发明实施例的空调***中PTC加热器的耗电量计算方法，无需增加任何硬件成本，通过建模的方式就能准确获得PTC加热器的运行功率和PTC加热器的耗电量，从而大大提升了用户体验。
为了实现上述目的，本发明还提出了一种空调***中PTC加热器的功率估算装置。
图5是根据本发明一个实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置的方框示意图、如图5所示，本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置，包括：室内控制器10和室外控制器20，室内控制器10与室外控制器20之间行通信。
其中，室外控制器20用于通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取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10。
空调中PTC的功率大小主要与PTC两端电压、PTC周围环境温度和流经PTC的风量三个因素相关，由于空调内部没有传感器直接检测以上三个变量，因此需要通过空调已有的硬件基础结合数据建模的方式计算出电压、温度和风量的大小。
具体地，PTC两端电压Urms直接影响PTC的发热功率，Urms越大，PTC运行功率越大，反之，PTC运行功率越小。由于PTC两端的电压值与室外机输入电压是相同的，都是空调输入电压，因此，室外控制器20可以通过室外机PFC电路的输入电压采样信号通过算法计算出室外机输入电压有效值，即PTC两端的电压有效值Urms。
在本发明的一个实施例中，室外控制器20根据公式(1)计算室外机的电压有效值Urms。
室内控制器10用于获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度。
具体地，PTC周围环境温度同样对PTC的发热功率具有直接的影响，当PTC周围环境温度越低时，PTC发热本体与周围环境温度差异越大，空气的热传递效果越好，PTC的运行功率越大，反之亦然。
更具体地，在空调运行过程中，需要实时采集室内环境温度T1和室内蒸发器温度T2(即室内机中室内换热器的温度)，因此可以通过T1和T2温度高低建立与PTC周围环境温度的数据模型，通过T1和T2大小计算出PTC本体周围环境温度TPTC。
在本发明的一个实施例中，与室内环境温度和室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据公式(2)表达。其中，公式(2)中的f(T1,T2)函数通过公式(3)表达，f11(x)通过公式(4)表达。
室内控制器10还用于获取室内机中室内风机的功率和转速，并获取室内机的导风条的角度，以及通过建立与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量。
具体地，流经PTC的风量大小会直接影响到PTC的散热，因此风量越大，PTC散发热量越多，因此PTC运行功率越大，反之亦然。室内风机的功率Pfan和风速n都会直接影响到风量的大小，同时室内机导风条角度Angel也会影响到风道的结构和出风的顺畅度，因此也会影响到风量的大小，室内控制器10通过以上三个变量数据建立与风量AVPTC的数据模型。
在本发明的一个实施例中，与室内风机的功率、室内风机的转速和导风条的角度相关联的风量模型函数根据公式(5)表达。其中，公式(5)中的AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)g(Pfan,n,Angel))函数通过公式(6)表达，f12(x)通过公式(7)表达。
室内控制器10还用于将室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量作为第一输入变量，并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PTC加热器的运行功率。
具体地，在计算出影响PTC运行功率大小的三个因素：室外机的电压有效值Urms、PTC加热器的周围环境温度TPTC和流经PTC加热器的风量AVPTC的前提下，室内控制器10通过数据建模计算出PTC的运行功率PPTC＝F(Urms,TPTC,AVPTC)。
在本发明的一个实施例中，PTC加热器的运行功率根据公式(8)所示的模型估算得到。
在本发明的一个实施例中，室内控制器10还用于对PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得PTC加热器的耗电量。
本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置，室外控制器获取室外机的电压有效值，室内控制器获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立PTC周围环境温度模型函数以计算PTC加热器的周围环境温度，室内控制器还获取中室内风机的功率和转速和导风条的角度，并通过建立风量模型函数以计算流经PTC加热器的风量，然后室内控制器根据室外机的电压有效值、PTC加热器的周围环境温度和流经PTC加热器的风量进行建模，以估PTC加热器的运行功率，该装置无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种空调***。该空调***包括本发明实施例的空调***中PTC加热器的功率估算装置。
本发明实施例的空调***，由于具有了功率估算装置，无需增加任何硬件成本就能准确获得PTC加热器的运行功率，从而可以知道空调在制热模式下的整机功率情况，从而大大提升了用户体验。
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。
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。
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。
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。
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同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种空调***中PTC加热器的功率估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取所述室外机的电压有效值；
获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算所述PTC加热器的周围环境温度；
获取所述室内机中室内风机的功率和转速，并获取所述室内机的导风条的角度，以及通过建立与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经所述PTC加热器的风量；
将所述室外机的电压有效值、所述PTC加热器的周围环境温度和流经所述PTC加热器的风量作为第一输入变量，并根据所述第一输入变量对所述PTC加热器的运行功率进行建模以估算所述PTC加热器的运行功率。
2.根据权利要求1所述的功率估算方法，其特征在于，与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据以下公式表达：
TPTC＝f(T1,T2)
其中，S2、S1、d1为第一矩阵系数，f11(x)＝a*x2+b*x+c，d2、a、b、c为第一常数系数，u1为矩阵[T1，T2]，T1为所述室内环境温度，T2为所述室内换热器的温度，TPTC为所述PTC加热器的周围环境温度。
3.根据权利要求1所述的功率估算方法，其特征在于，与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数根据以下公式表达：
AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)
其中，Y2、Y1、m1为第二矩阵系数，f12(x)＝a1*x2+b1*x+c1，m2、a1、b1、c1为第二常数系数，u2为矩阵[Pfan,n,Angel]，Pfan为所述室内风机的功率,n为所述室内风机的转速,Angel为所述导风条的角度，AVPTC为流经所述PTC加热器的风量。
4.根据权利要求1所述的功率估算方法，其特征在于，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
y＝f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，Ε和Φ为模型中所述第一输入变量的权重参数向量矩阵，θ1和θ2为模型的偏置量，f1()和f2()为S型函数，y为模型输出值，其中，f1()为输入向量的处理函数，式子中的σ、β和为给定的参数，f2()＝f1()为中间向量的处理函数。
5.一种空调***中PTC加热器的耗电量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
执行根据权利要求1-4中任一项所述的功率估算方法以估算所述PTC加热器的运行功率；
对所述PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得所述PTC加热器的耗电量。
6.一种空调***中PTC加热器的功率估算装置，其特征在于，包括室内控制器和室外控制器，所述室内控制器与所述室外控制器之间进行通信，其中，
所述室外控制器，用于通过检测室外机中PFC电路的输入电压以获取所述室外机的电压有效值，并将所述室外机的电压有效值发送给所述室内控制器；
所述室内控制器，用于获取室内环境温度和室内机中室内换热器的温度，并通过建立与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数以计算所述PTC加热器的周围环境温度；
所述室内控制器，还用于获取所述室内机中室内风机的功率和转速，并获取所述室内机的导风条的角度，以及通过建立与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数以计算流经所述PTC加热器的风量；
所述室内控制器，还用于将所述室外机的电压有效值、所述PTC加热器的周围环境温度和流经所述PTC加热器的风量作为第一输入变量，并根据所述第一输入变量对所述PTC加热器的运行功率进行建模以估算所述PTC加热器的运行功率。
7.根据权利要求6所述的功率估算装置，其特征在于，与所述室内环境温度和所述室内换热器的温度相关联的PTC周围环境温度模型函数根据以下公式表达：
TPTC＝f(T1,T2)
其中，S2、S1、d1为第一矩阵系数，f11(x)＝a*x2+b*x+c，d2、a、b、c为第一常数系数，u1为矩阵[T1，T2]，T1为所述室内环境温度，T2为所述室内换热器的温度，TPTC为所述PTC加热器的周围环境温度。
8.根据权利要求6所述的功率估算装置，其特征在于，与所述室内风机的功率、所述室内风机的转速和所述导风条的角度相关联的风量模型函数根据以下公式表达：
AVPTC＝g(Pfan,n,Angel)
其中，Y2、Y1、m1为第二矩阵系数，f12(x)＝a1*x2+b1*x+c1，m2、a1、b1、c1为第二常数系数，u2为矩阵[Pfan,n,Angel]，Pfan为所述室内风机的功率,n为所述室内风机的转速,Angel为所述导风条的角度，AVPTC为流经所述PTC加热器的风量。
9.根据权利要求6所述的功率估算装置，其特征在于，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
y＝f2(∫Φ*f1(∫Ε*u+θ1)+θ2)
其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，Ε和Φ为模型中所述第一输入变量的权重参数向量矩阵，θ1和θ2为模型的偏置量，f1()和f2()为S型函数，y为模型输出值，其中，f1()为输入向量的处理函数，式子中的σ、β和为给定的参数，f2()＝f1()为中间向量的处理函数。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的功率估算装置，其特征在于，所述室内控制器还用于对所述PTC加热器的运行功率进行积分运算以获得所述PTC加热器的耗电量。
11.一种空调***，其特征在于，包括根据权利要求6-10中任一项所述的功率估算装置。
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