CN111076368B - 空调耗电量统计方法及*** - Google Patents

空调耗电量统计方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调耗电量统计方法及***，所述方法包括：间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样；根据空调内机和空调外机中各个负载的工作状态计算采样时各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率，根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量。采用本发明的技术方案，可以让空调用户随时获知空调的耗电量。

Description

空调耗电量统计方法及***
技术领域
本发明涉及空调领域，尤其涉及一种空调耗电量统计方法及***。
背景技术
目前市场上推出的空调多以节能为卖点，用户也希望买到的空调足够节能，但是目前多数空调本身并没有电量统计功能，用户并不清楚自己空调每天的耗电量是多少。如果需要了解空调耗电量，需要额外增加电表等计量仪器，使用不便。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中用户无法得知空调耗电量的问题，提出一种空调耗电量统计方法及***。
本发明实施例中，提供了一种空调耗电量统计方法，其包括：
间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样；
根据空调内机和空调外机中各个负载的工作状态计算采样时各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率，根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量。
本发明实施例中，所述的空调耗电量统计方法，还包括：通过测试负载功率的方式预先建立空调内机和空调外机中各个负载的功率与工作状态的对应关系，根据所述对应关系和各个负载的当前工作状态来计算各个负载的功率。
本发明实施例中，空调外机的负载包括外机主控板、无线通信模块、压缩机、风机、压缩机电加热带和强电线圈，空调内机的负载包括电机、主板、电加热器和水泵。
本发明实施例中，压缩机的功率计算方式为：
P压缩机=U压缩机*I压缩机，
其中，I压缩机为采样时的压缩机电流和为U压缩机采样时的压缩机电压。
本发明实施例中，所述的空调耗电量统计方法还包括：
通过所述无线通信模块获取室外环境的温度和湿度，并根据室外环境的温度和湿度对压缩机功率进行修正，压缩机的功率修正计算方式为：
P压缩机=U压缩机*I压缩机*αI*βU，
其中，αI、βU分别为不同湿度范围、温度范围下对压缩机电流I压缩机和压缩机电压U压缩机的修正系数，αI、βU分别通过测试不同湿度范围、温度范围下压缩机电流和电压的采样值与高精度电流、电压测量仪器实际测得的标准电流、电压值之间的测量误差得到。
本发明实施例中，根据空调的总功率和运行时间计算空调的耗电量，具体包括：
在时间T内，每隔时间△t采集一次功率，共采集n次，
如果每次采集的功率值pi均在上一次功率值p(i-1)±△p范围以内，则此T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+ p2+……+pn)*△t，
其中，n为整数，i为采样的次数，△p为设置的功率跳变容忍值，Q为T时间内的电量。
本发明实施例中，如果第m次采集的功率在上一次功率值p（m-1）±△p范围以外，且从第m次采样起，至少连续3个周期内的功率采样值都在上一次采样值±△p范围以内，则T时间内电量计算方式如下：
Q=（p1+ p2+……+pn）*△t；
否则，T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+…+p(m-1)+p(m-1)+p(m+1)+…+pn)*△t。
本发明实施例中，所述的空调耗电量统计方法，还包括：
对计算的耗电量进行修正，得到实际耗电量：
Q实际=a*Q+b，
其中， a、 b为根据耗电量的计算值和实际测量值得到的修正系数。
本发明实施例中，所述的空调耗电量统计方法还包括：
根据用户选择的时段将计算得到的空调耗电量显示出来。
本发明实施例中，还提供了一种空调耗电量统计***，所述空调耗电量统计***计算空调的耗电量时，采用上述的空调耗电量统计方法。
与现有技术相比较，在本发明的空调耗电量统计方法及***中，通过测试负载功率的方式预先建立空调内机和空调外机中各个负载的功率与工作状态的对应关系，间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样，根据所述对应关系和各个负载的当前工作状态来计算各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率，根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量。
附图说明
图1是本发明实施例的空调耗电量统计方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的空调的结构示意图。
图3是空调功率的变化示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例中，提供了一种空调耗电量统计方法，其包括步骤S1-S6。下面分别进行说明。
步骤S1：预先建立空调内机和空调外机中各个负载的功率与工作状态的对应关系。
步骤S2：间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样。
步骤S3：根据空调内机和空调外机中各个负载的工作状态计算采样时各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率。
需要说明的是，空调通常包括由空调和空调外机外机组成。对于家用空调来说，通常包括一个内机和一个外机。而对于小型的中央空调来说，通常包括一个内机对应多个外机。而对于多联机空调***来说，通常包括多个内机和多个外机。空调的消耗的电量为所有外机消耗的电量和所有内机消耗的电量之和。要计算空调消耗的电量，首先需要计算空调的功率。空调的功率是空调内机的负载功率和空调外机的负载功率之和。
如图2所示，空调外机的负载包括外机主控板、无线通信模块、压缩机、风机、压缩机电加热带和强电线圈，空调内机的负载包括电机、主板、电加热器和水泵。对与空调外机的各个负载中，有些负载的功率是定值，有些负载的功率与空调当前的运行状态有关。下面分别进行说明。
外机主控板上基本运行的都是弱电器件，因此功率基本是固定的，可以通过功率测试仪直接测试得到外机主控板的功率。无线通信模块可以设置在外机主控板上，也可以设置于其它位置。目前常用GPRS模块来作为无线通信模块，用于与空调***服务器进行通信，可以从空调***服务器中获得***时间以及实时的室外环境温度和湿度等气象参数。无线通信模块也是弱电器件，其功率也基本固定，通过测量其工作时的电压和电流，即可计算出功率。
压缩机为空调机组主要耗电单元，压缩机驱动硬件上设置电压和电流采样电路，以采集输入电压U压缩机和输入电流I压缩机，压缩机的功率计算方式为：
P压缩机=U压缩机*I压缩机。
由于在不同湿度范围、温度范围下压缩机电流和电压的采样值与高精度电流、电压测量仪器实际测得的标准电流、电压值之间存在测量误差，因此，为了使计算结果更加精准，需要无线通信模块获取实时气象参数对其计算结果进行修正。压缩机的功率修正计算方式如下：
P压缩机=U压缩机*I压缩机*αI*βU，
其中，αI、βU分别为不同湿度范围、温度范围下对压缩机电流I压缩机和压缩机电压U压缩机的修正系数，αI、βU分别通过测试不同湿度范围、温度范围下压缩机电流和电压的采样值与高精度电流、电压测量仪器实际测得的标准电流、电压值之间的测量误差得到。
风机的功率与风机自身的型号以及其工作时的运行频率有关，可以预先设置风机的运行频率与功率的对应关系表格或者计算公式，根据采样时得到的风机频率值即可得到风机的功率。
压缩机电加热带的功率P电加热=(工作电压/额定电压)*额定功率，实时计算即可。
强电线圈的功率在不同电压下测试功率偏差较小，基本为一个定值，直接采用多次测量得到的平均值。
空调内机中，各负载的功率计算方式如下：
主板功率、水泵功率为定值可以由功率仪直接测得。电机功率通过测试不同容量机组不同风档下的功率，将内机容量、机型型号、风速、实测功率值的对应关系做成表格，内机运行时，查表得到当前运行时实际电机功率。
电加热器功率P电加热与与室内外环境温度、压缩机运行频率、***压力等参数有关，由实验数据得到：
P电加热=A+B*[室内温度]+C*[入管温度]+D*[出管温度]+E*[内风机转速]+F*[风速]+G*[外环境温度]+H*[***高压]+I*[***低压]+J*[压缩机目标频率]，其中,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J为根据多测测试得到的系数，外环境温度为无线通信模块从服务器获取的实时天气温度。
需要说明的是，由于内机型号众多，不同类型内机所带负载不同。比如有的内机带电加热，有的内机不带电加热。因此内机程序需要识别内机类型及负载携带情况。关于识别内机机型是否带电加热等负载，可以通过内机条码属性进行识别。内机条码在生产时由测试工装烧录到内机，内机存储记忆自身条码信息。条码信息与机型型号对应，型号命名中可以体现内机是否有带加热、水泵等负载。因此可以将条码信息与携带的负载信息相关联制成表格存储，内机运行时，根据自身条码查询表格获得负载携带信息。由于机型较多，条码列表较大，而且经常会增加或有变动的情况。因此，可以将条码与负载关系表格放入服务器，内机发送条码信息给无线通信模块，无线通信模块传达内机条码给服务器，在服务器端获取负载携带情况，然后根据此信息，计算内机功率。
步骤S4：根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量。
在时间T内，每隔时间△t采集一次功率，共采集n次，计算空调耗电量时需要考虑两种情况，一种是负载开启状态变化导致的功率变化，此为正常变化,如图3中点P2，另一种是干扰引起的功率异常突变，此为异常变化，如图3中点P3。
如果每次采集的功率值pi均在上一次功率值p(i-1)±△p范围以内，则说明此时负载状态基本没有变化，此时，T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+ p2+……+pn)*△t，
其中，n为整数，i为采样的次数，△p为设置的功率跳变容忍值，Q为T时间内的电量。
如果第m次采集的功率在上一次功率值p（m-1）±△p范围以外，且从第m次采样起，至少连续3个周期内的功率采样值都在上一次采样值±△p范围以内，则说明第m次功率值的变化为负载状态变化引起，每次采样值均为有效采样值，此时T时间内电量计算方式如下：
Q=（p1+ p2+……+pn）*△t；
否则，可以判断功率值异常跳变，此时T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+…+p(m-1)+p(m-1)+p(m+1)+…+pn)*△t。
步骤S5：对计算的耗电量进行修正，得到实际耗电量：
Q实际=a*Q+b，
其中， a、 b为根据耗电量的计算值和实际测量值得到的修正系数。
需要说明的是，由于通过步骤S4计算得到的耗电量与实际耗电量之间还存在一些偏差。因此，可以用电量测量仪器实际测试空调在不同工况下的实际耗电量，同时记录上述计算的理论耗电量，理论值和实际值组成一组离散的点，利用曲线拟合的方式获得理论值和实际值的关系，对计算的额耗电量进行修正。
步骤S6：根据用户选择的时段将计算得到的空调耗电量显示出来。
通过上述步骤，可以计算得到空调在任意时间段的耗电量，用户可以进入线控器中查询空调的耗电情况，比如查询当前一个小时的电量、当天的耗电量、当月的耗电量、本次上电以来的耗电量、上电以来的耗电以及历史耗电量等耗电数据。
本发明实施例中，还提供了一种空调耗电量统计***，所述空调耗电量统计***计算空调的耗电量时，采用上述的空调耗电量统计方法。
综上所述，在本发明的空调耗电量统计方法及***中，通过测试负载功率的方式预先建立空调内机和空调外机中各个负载的功率与工作状态的对应关系，间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样，根据所述对应关系和各个负载的当前工作状态来计算各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率，根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空调耗电量统计方法，其特征在于，包括：
间隔一个设定的时间对空调内机和空调外机中各个负载的工作状态进行采样；
根据空调内机和空调外机中各个负载的工作状态计算采样时各个负载的功率，并将各个负载的功率汇总得到空调的采样功率，根据空调的采样功率和运行时间计算空调的耗电量，
根据空调的总功率和运行时间计算空调的耗电量，具体包括：
在时间T内，每隔时间△t采集一次功率，共采集n次，
如果每次采集的功率值pi均在上一次功率值p(i-1)±△p范围以内，则此T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+ p2+……+pn)*△t，
其中，n为整数，i为为整数，△p为设置的功率跳变容忍值，Q为T时间内的电量，
如果第m次采集的功率在上一次功率值p（m-1）±△p范围以外，且从第m次采样起，至少连续3个周期内的功率采样值都在上一次采样值±△p范围以内，则T时间内电量计算方式如下：
Q=（p1+ p2+……+pn）*△t；
否则，T时间内的电量计算方式如下：
Q=(p1+…+p(m-1)+p(m-1)+p(m+1)+…+pn)*△t。
2.如权利要求1所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，还包括：通过测试负载功率的方式预先建立空调内机和空调外机中各个负载的功率与工作状态的对应关系，根据所述对应关系和各个负载的当前工作状态来计算各个负载的功率。
3.如权利要求2所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，空调外机的负载包括外机主控板、无线通信模块、压缩机、风机、压缩机电加热带和强电线圈，空调内机的负载包括电机、主板、电加热器和水泵。
4.如权利要求3所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，压缩机的功率计算方式为：
P压缩机=U压缩机*I压缩机，
其中，I压缩机为采样时的压缩机电流和为U压缩机采样时的压缩机电压。
5.如权利要求4所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，还包括：通过所述无线通信模块获取室外环境的温度和湿度，并根据室外环境的温度和湿度对压缩机功率进行修正，压缩机的功率修正计算方式为：
P压缩机=U压缩机*I压缩机*αI*βU，
其中，αI、βU分别为不同湿度范围、温度范围下对压缩机电流I压缩机和压缩机电压U压缩机的修正系数，αI、βU分别通过测试不同湿度范围、温度范围下压缩机电流和电压的采样值与高精度电流、电压测量仪器实际测得的标准电流、电压值之间的测量误差得到。
6.如权利要求1所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，还包括：
对计算的耗电量进行修正，得到实际耗电量：Q实际=a*Q+b，
其中， a、 b为根据耗电量的计算值和实际测量值得到的修正系数。
7.如权利要求6所述的空调耗电量统计方法，其特征在于，还包括：
根据用户选择的时段将计算得到的空调耗电量显示出来。
8.一种空调耗电量统计***，其特征在于，所述空调耗电量统计***统计空调的耗电量时，采用如权利要求1-7任一项所述的空调耗电量统计方法。
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