CN108006894B - 一种便携式中央空调能效监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式中央空调能效监测预警方法：该***具有手持式外壳，外壳内部包括控制器、便携式电功率表、电功率标准表、电源模块，无线通讯模块、数据采集模块；进出口水温铂电阻环、电功率表、进口超声波流量计、环境温湿度传感器、接口模块、显示触摸屏，***能效测试装置提供实时数据记录功能，基于预警的监测方法，可长期连续测试，无需人员值守，可提供实时数据的无线网络传输功能，测试人员在办公室即可实现测试数据的接收、存储和测试完毕后的数据处理。

Description

一种便携式中央空调能效监测预警方法

技术领域

本发明属于发明涉及能效监测技术领域，具体涉及一种便携式中央空调能效监测预警方法。

背景技术

近年来，传统中央空调机房***能效测定大多采用预装能量计的方式，即在每个*** 都安装一套能量计量装置，计量装置完全嵌入***内不可分离，但这样造成***成本会很 高。而且，对于老旧的***或项目而言，要加装能量计量装置就必须对空调机房***进行一次大的管道改造，改造成本不低，而如果仅仅是为了一次或数量有限的测量，这就明显过于浪费人力财力。另一方面，以前的测量仅仅都是数据测量，然后进行简单的计算得出结论。没有对结果判断，修正，也没有对数据收集、整理、汇总，所以传统的方式对数据没有实施检测的功能，这样结论就没有更多的价值；且监测后的数据也不能及时进行查询和观测，必须去现场去采集，也造成了人力的巨大浪费，为中央空调能效检测的水平和便捷性，急需一种便捷式的中央空调能效监测装置。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足，提出一种便携式中央空调能效监测预警方法。

该方法包含以下装置，装置具有手持式外壳，外壳内部包括控制器、便携式电功率表、电功率标准表、电源模块，无线通讯模块、数据采集模块；进出口水温铂电阻环、电功率表、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器、接口模块、显示触摸屏；其中电源模块、无线通讯模块、数据采集模块、接口模块、显示触摸屏都与控制器电连接；数据采集模块通过接口模块与进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器连接，分别采集中央空调进出口水温、进出口水流量，空调内外环境温湿度参数；功率表用于采集中央空调功率参数，无线通讯模块用于传输监测数据给移动终端，电功率标准表用于校验电功率表的准确度，所述手持式外壳采用ABS塑料，主要由上盖和下底组成，所述上盖和下底结合处有密封凹槽，所述密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈；上盖和下底结合处的底端具有多个分立的测试接口，测试接口用于安装接口模块；多个分立的测试接口之间采用防静电的电亚克力板进行隔离；

进行中央空调能效监测的方法主要包含以下步骤：1）、现场测试开启能效检测装置，初始化各项指标，在显示触摸屏处进行操作，处理器发出校准信号，标准电功率表对电功率表进行校准；

2）、电功率表校准完毕后，用麻布擦拭测试接口及电亚克力板，将进出口水温铂电阻环、进出超声波流量计、环境温湿度传感器与测试接口电连接；

3）、进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器安装于中央空调相应的测试点，在线采集待测中央空调的性能参数，并将所述性能参数发送至所述数据采集模块并存储；

4）、控制器对数据采集模块采集的性能参数进行分析，将所述性能参数相互做差，得到性能参数的差值作为类别特征参数，同时，建立所述类别特征参数的基准模型；

5）、所述当前时刻的类别特征参数和当前时刻所述基准模型的对应估计值做差，得到类别特征参数偏差值序列，对所述类别特征参数偏差值序列中的偏差值设置能效阀值，当所述偏差值超过能效阀值时，发出故障预警，然后进入下一个监测周期，重复步骤3)-4)；

6）、无线通讯模块通过3G或4G网络将分析的预警数据传输给移动终端，测试人员在移动终端可实时接收并存储分析处理后的能效预警数据。

优选的，所述的进出口水温铂电阻环由4支高精度铂电阻组成，所述的电功率表由3套电流钳组成。

优选的，所述的移动终端是平板电脑或智能手机。

优选的，所述的标准电功率表对电功率表进行校准的实现方式为：控制器通过驱动电路给同时给电功率标准表和便携式电功率表信号，对比电功率标准表示值与便携式电功率表的示值，计算两个值的偏差百分比并存储测试结果，若偏差百分比 ≤ 准确度指标值，所述准确度指标值为0.01％至1％，则正常；若准确度指标值<偏差百分比，对电功率表进行修正，反复测试，直到偏差百分比 ≤ 准确度指标值。

优选的，所述基准模型建立方法包括：

SS1、采集并学习中央空调***正常工作状态下的所述性能参数，通过历史时刻的关键性能参数构建历史观测向量，再根据所述历史观测向量构造训练矩阵D以构建与所述中央空调***相似的物理模型；

SS2、根据所述物理模型估计某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值，估计值的实现方式为：将当前时刻观测向量与步骤SS1所述训练矩阵D的每一个所述历史观测向量进行相似性比较，确定每个所述历史观测向量的权重，通过每个所述历史观测向量的加权计算出某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值。

优选的，所述性能参数的差值包括：电功率标准表示值与便携式电功率表示值的差值，进出口水温之间的差值，中央空调内外温度差值，中央空调内外湿度差值、进出口水流量之间的差值。

本发明与现有技术相比，其有益的技术效果为：

1、针对中央空调能效监测预警的需求，中央空调***能效测试装置提供实时数据记录功能，可长期连续测试，无需人员值守；建立中央空调***类别特征参数的基准模型，然后得到类别特征参数的偏差值序列，实现中央空调***的分类别监控，提高了监测预警的覆盖能力。

2、手持式外壳采用ABS塑料，上盖和下底结合处密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈，提高了便携式中央空调能效监测装置的防电磁干扰性能和密封性能；多个分立的测试接口之间采用防静电的电亚克力板进行隔离，也减小了各个监测端口之间信号的相互影响，提高了监测精度。

附图说明

图1 是本发明的结构模块图。

图2 是本发明的步骤流程图。

具体实施方式

该方法包含以下装置，装置具有手持式外壳，外壳内部包括控制器、便携式电功率表、电功率标准表、电源模块，无线通讯模块、数据采集模块；进出口水温铂电阻环、电功率表、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器、接口模块、显示触摸屏；其中电源模块、无线通讯模块、数据采集模块、接口模块、显示触摸屏都与控制器电连接；数据采集模块通过接口模块与进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器连接，分别采集中央空调进出口水温、进出口水流量，空调内外环境温湿度参数；功率表用于采集中央空调功率参数，无线通讯模块用于传输监测数据给移动终端，电功率标准表用于校验电功率表的准确度，所述手持式外壳采用ABS塑料，主要由上盖和下底组成，所述上盖和下底结合处有密封凹槽，所述密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈；上盖和下底结合处的底端具有多个分立的测试接口，测试接口用于安装接口模块；多个分立的测试接口之间采用防静电的电亚克力板进行隔离；

进行中央空调能效监测的方法主要包含以下步骤：1）、现场测试开启能效检测装置，初始化各项指标，在显示触摸屏处进行操作，处理器发出校准信号，标准电功率表对电功率表进行校准；

2）、电功率表校准完毕后，用麻布擦拭测试接口及电亚克力板，将进出口水温铂电阻环、进出超声波流量计、环境温湿度传感器与测试接口电连接；

3）、进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器安装于中央空调相应的测试点，在线采集待测中央空调的性能参数，并将所述性能参数发送至所述数据采集模块并存储；

4）、控制器对数据采集模块采集的性能参数进行分析，将所述性能参数相互做差，得到性能参数的差值作为类别特征参数，同时，建立所述类别特征参数的基准模型；

5）、所述当前时刻的类别特征参数和当前时刻所述基准模型的对应估计值做差，得到类别特征参数偏差值序列，对所述类别特征参数偏差值序列中的偏差值设置能效阀值，当所述偏差值超过能效阀值时，发出故障预警，然后进入下一个监测周期，重复步骤3)-4)；

6）、无线通讯模块通过3G或4G网络将分析的预警数据传输给移动终端，测试人员在移动终端可实时接收并存储分析处理后的能效预警数据。

优选的，所述的进出口水温铂电阻环由4支高精度铂电阻组成，所述的电功率表由3套电流钳组成。

优选的，所述的移动终端是平板电脑或智能手机。

优选的，所述的标准电功率表对电功率表进行校准的实现方式为：控制器通过驱动电路给同时给电功率标准表和便携式电功率表信号，对比电功率标准表示值与便携式电功率表的示值，计算两个值的偏差百分比并存储测试结果，若偏差百分比 ≤ 准确度指标值，所述准确度指标值为0.01％至1％，则正常；若准确度指标值<偏差百分比，对电功率表进行修正，反复测试，直到偏差百分比 ≤ 准确度指标值。

优选的，所述基准模型建立方法包括：

SS1、采集并学习中央空调***正常工作状态下的所述性能参数，通过历史时刻的关键性能参数构建历史观测向量，再根据所述历史观测向量构造训练矩阵D以构建与所述中央空调***相似的物理模型；

进一步的，在SS1中，所述学习包括，通过采集的历史性能参数构建历史观测向量，再根据历史观测向量构造训练矩阵D。其中，对中央空调连续运行十天，便携式监测装置采集时间序列下的历史性能数据，查询到在第六天的时候出现故障；按照基准模型建模步骤，选取第1天到第5天为正常情况下采集的性能参数并构造训练矩阵，性能参数首先进行标准化，经过标准化后的观测样本构成如下训练矩阵D：

SS2、根据所述物理模型估计某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值，估计值的实现方式为：将当前时刻观测向量与步骤SS1所述训练矩阵D的每一个所述历史观测向量进行相似性比较，确定每个所述历史观测向量的权重，通过每个所述历史观测向量的加权计算出某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值。

优选的，所述性能参数的差值包括：电功率标准表示值与便携式电功率表示值的差值，进出口水温之间的差值，中央空调内外温度差值，中央空调内外湿度差值、进出口水流量之间的差值。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：该方法包含以下装置，装置具有手持式外壳，外壳内部包括控制器、便携式电功率表、电功率标准表、电源模块，无线通讯模块、数据采集模块；进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器、接口模块、显示触摸屏；其中电源模块、无线通讯模块、数据采集模块、接口模块、显示触摸屏都与控制器电连接；数据采集模块通过接口模块与进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器连接，分别采集中央空调进出口水温、进出口水流量，空调内外环境温湿度参数；便携式电功率表用于采集中央空调功率参数，无线通讯模块用于传输监测数据给移动终端，电功率标准表用于校验便携式电功率表的准确度，所述手持式外壳采用ABS塑料，由上盖和下底组成，所述上盖和下底结合处有密封凹槽，所述密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈；上盖和下底结合处的底端具有多个分立的测试接口，测试接口用于安装接口模块；多个分立的测试接口之间采用防静电的电亚克力板进行隔离；

进行中央空调能效监测的方法包含以下步骤：1）、现场测试开启能效检测装置，初始化各项指标，在显示触摸屏处进行操作，处理器发出校准信号，电功率标准表对便携式电功率表进行校准；

2）、便携式电功率表校准完毕后，用麻布擦拭测试接口及电亚克力板，将进出口水温铂电阻环、进出超声波流量计、环境温湿度传感器与测试接口电连接；

3）、进出口水温铂电阻环、进出口超声波流量计、环境温湿度传感器安装于中央空调相应的测试点，在线采集待测中央空调的性能参数，并将所述性能参数发送至所述数据采集模块并存储；

4）、控制器对数据采集模块采集的性能参数进行分析，将所述性能参数相互做差，得到性能参数的差值作为类别特征参数，同时，建立所述类别特征参数的基准模型；

5）、当前时刻所述的类别特征参数和当前时刻所述的基准模型对应估计值做差，得到类别特征参数偏差值序列，对所述类别特征参数偏差值序列中的偏差值设置能效阀值，当所述偏差值超过能效阀值时，发出故障预警，然后进入下一个监测周期，重复步骤3)-4)；

6）、无线通讯模块通过3G或4G网络将分析的预警数据传输给移动终端，测试人员在移动终端可实时接收并存储分析处理后的能效预警数据。

2.根据权利要求1所述的一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：所述的进出口水温铂电阻环由4支高精度铂电阻组成，所述的便携式电功率表由3套电流钳组成。

3.根据权利要求1所述的一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：所述的移动终端是平板电脑或智能手机。

4.根据权利要求2所述的一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：所述的电功率标准表对便携式电功率表进行校准的实现方式为：控制器通过驱动电路给同时给电功率标准表和便携式电功率表信号，对比电功率标准表示值与便携式电功率表的示值，计算两个值的偏差百分比并存储测试结果，若偏差百分比 ≤ 准确度指标值，所述准确度指标值为0.01％至1％，则正常；若准确度指标值<偏差百分比，对便携式电功率表进行修正，反复测试，直到偏差百分比 ≤ 准确度指标值。

5.根据权利要求2所述的一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：所述基准模型建立方法包括：

SS1、采集并学习中央空调***正常工作状态下的所述性能参数，通过历史时刻的关键性能参数构建历史观测向量，再根据所述历史观测向量构造训练矩阵D以构建与所述中央空调***相似的物理模型；

SS2、根据所述物理模型估计某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值，估计值的实现方式为：将当前时刻观测向量与步骤SS1所述训练矩阵D的每一个所述历史观测向量进行相似性比较，确定每个所述历史观测向量的权重，通过每个所述历史观测向量的加权计算出某一时刻所述中央空调***的所述性能参数的估计值。

6.根据权利要求2所述的一种便携式中央空调能效监测预警方法，其特征在于：所述性能参数的差值包括：电功率标准表示值与便携式电功率表示值的差值，进出口水温之间的差值，中央空调内外温度差值，中央空调内外湿度差值、进出口水流量之间的差值。