CN113175738B - 计算空调器能力能效的方法、计算机存储介质和空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种计算空调器能力能效的方法、计算机存储介质和空调器，本方法包括：获取压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度；确定空调器的当前运行工况；获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，获取压缩机吸气焓值和压缩机排气焓值；根据压缩机排气温度、室内换热器温度和室外换热器温度获得过冷度，并根据过冷度、室内换热器温度、室外换热器温度和压缩机排气压力获得当前运行工况下的过冷焓值；根据压缩机频率、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值；根据冷媒流量值、压缩机吸气焓值、压缩机排气焓值和过冷焓值获得当前运行工况下空调器的制冷量/制热量。

Description

计算空调器能力能效的方法、计算机存储介质和空调器
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种计算空调器能力能效的方法、计算机存储介质和空调器。
背景技术
对于空调器能力能效的测试，通常在焓差实验室中进行，在焓差实验室中测试空调里的耗电量可直接利用空调器接入的功率计便可获得。在焓差实验室中通常采用空气侧焓差法和冷媒侧焓差法两种方法测试空调器的能力，其中，空气侧焓差法是利用风量室对室内机进出空气干湿球温度测试，利用空气焓差变化乘以风量计算能力。冷媒侧焓差法相较于空气侧焓差法的应用较少，冷媒侧焓差法是在室内机冷媒管进口处设置温度传感器和压力传感器，在压缩机出口设置流量传感器，根据压力和温度查表获得冷媒在换热器进出口的焓值并计算焓差，与流量传感器测得的流量相乘计算其能力。
其中，采用冷媒侧焓差计算空调器的运行能力，一般是通过采用设置流量传感器的方案或者压缩机焓差法方案获得冷媒流量值，采用压缩机焓差法方案时，冷媒在换热器进出口的焓值是利用不同测温点进行拟合得到，压缩机功率是根据监测得到的压缩机功率减去向环境、冷媒油的预估散热量后得到的剩余部分功率。冷媒的温度可以直接利用温度传感器测试，压力与温度存在一定的函数关系，该种函数关系由冷媒物性决定，因此通过温度点的拟合修正便可获得冷媒侧的焓值状态。
但是，若不具备焓差实验室测试条件，将无法直接利用上述两种方法测试空调器的能力能效。并且，空调器中的冷媒流量值相对于温度和压力来说是一个比较独立的参数，不能利用温度点拟合得到，若直接设置流量传感器进行冷媒流量值的测量，会导致成本较高，且流量传感器体积大，很难在产品上实现。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种计算空调器能力能效的方法，该方法不依赖于焓差实验室测试条件，成本低，易于在产品上实现。
本发明的目的之二在于提出一种空调器。
本发明的目的之三在于提出一种计算机存储介质。
本发明的目的之四在于提出一种空调器。
为了解决上述问题，本发明第一方面实施例的计算空调器能力能效的方法，包括：获取压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度；确定空调器的当前运行工况；根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力；根据所述压缩机吸气温度和所述压缩机吸气压力获得压缩机吸气焓值，以及根据所述压缩机排气温度和所述压缩机排气压力获得压缩机排气焓值；根据所述压缩机排气温度、所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得过冷度，并根据所述过冷度、所述室内换热器温度、所述室外换热器温度和所述压缩机排气压力获得所述当前运行工况下的过冷焓值；根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值；根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述当前运行工况下所述空调器的制冷量/制热量。
根据本发明实施例的计算空调器能力能效的方法，根据压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度、压缩机排气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值，不需要额外添加流量传感器等测试设备，节省了成本，以及，空调器运行在不同工况下时，根据温度值和压力值查询冷媒物性表获得各状态点焓值，并根据以上获得的冷媒流量值和各状态点焓值获取空调器的制冷量/制热量，即确定空调器实际运行状态下的能力，因此，在不具备焓差实验室测试条件的情况下，也可以为用户及时了解空调器的运行状态提供数据支持，更加利于空调器匹配更符合当前环境的运行负荷，提高空调器的节能度和舒适度。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制冷工况或者制热工况下，根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值，包括：获取压缩机特性参数，所述压缩机特性参数包括压缩机固定容积；根据所述压缩机吸气压力和所述压缩机吸气温度获得流经压缩机吸气口的冷媒的比热容；根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机固定容积和所述比热容获得所述冷媒流量值。
本发明的一些实施例中，根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机固定容积和所述比热容获得所述冷媒流量值，包括：通过以下公式计算所述冷媒流量值：
Figure BDA0003031291490000031
Figure BDA0003031291490000032
其中，qm为所述冷媒流量值，c0、c1、c2、c3和c4均为制冷工况下的拟合系数，Pe为所述压缩机吸气压力，Pc为所述压缩机排气压力，Fr为所述压缩机频率，V为所述压缩机固定容积，Vs为所述比热容。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制冷工况下，根据所述压缩机排气温度、所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得过冷度，并根据所述过冷度、所述室内换热器温度、所述室外换热器温度和所述压缩机排气压力获得所述当前运行工况下的过冷焓值包括：通过以下公式计算所述过冷度：ΔT3＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4；ΔT1＝(T4-T2)；其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT3为所述过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T2为所述室外换热器温度；计算所述室外换热器温度与所述过冷度的差值以获得室外换热器出口过冷温度；根据所述室外换热器出口过冷温度和所述压缩机排气压力查询冷媒物性表获得所述制冷工况下的室外换热器过冷焓值。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制冷工况下，根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述空调器的制冷量/制热量，包括：通过以下公式获得所述制冷量：Q制冷量＝qm×(H3-H5)；其中，Q制冷量为所述制冷量，qm为所述冷媒流量，H3为所述压缩机吸气焓值，H5为室外换热器过冷焓值。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制冷工况下，根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，包括：根据所述室内换热器温度获得所述压缩机吸气压力，以及，根据所述室外换热器温度获得所述压缩机排气压力。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制热工况下，根据所述压缩机排气温度、所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得过冷度，并根据所述过冷度、所述室内换热器温度、所述室外换热器温度和所述压缩机排气压力获得所述当前运行工况下的过冷焓值，包括：通过以下公式计算所述过冷度：ΔT6＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4；ΔT1＝(T4-T1)；其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT6为所述过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T1为所述室内换热器温度；计算所述室内换热器温度与所述过冷度的差值以获得室内换热器出口过冷温度；根据所述室内换热器出口过冷温度和所述压缩机排气压力查询冷媒物性表获得所述制热工况下的室内换热器过冷焓值。
在本发明的一些实施例中，在所述空调器的制热工况下，根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述空调器的制冷量/制热量，包括：通过以下公式获得所述制热量：Q制热量＝qm×(H4-H6)；其中，Q制热量为所述制热量，qm为所述冷媒流量，H4为所述压缩机排气焓值，H6为所述室内换热器过冷焓值。
在本发明的一些实施例中，在所述制热工况下，根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，包括：根据所述室外换热器温度获得所述压缩机吸气压力，以及，根据所述室内换热器温度获得所述压缩机排气压力。
在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：获取所述空调器的耗电量；根据所述空调器的制冷量/制热量和所述耗电量获得所述空调器的能效值。
为了解决上述问题，本发明第二方面实施例的空调器，包括：至少一个处理器；与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，至少一个所述处理器执行所述计算机程序时实现上面任一项实施例所述的计算空调器能力能效的方法。
根据本发明实施例的空调器，处理器执行存储器中的计算机程序时实现上面实施例的计算空调器能力能效的方法，不依赖于焓差实验室测试条件即可获得空调器能力能效，且无需额外添加测试设备，节省了成本。
为了解决上述问题，本发明第三方面实施例的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上面任一项实施例所述的计算空调器能力能效的方法。
根据本发明实施例的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，可实现上面实施例的计算空调器能力能效的方法，为空调器能力能效的计算获得支持，成本低。
为了解决上述问题，本发明第三方面实施例的空调器，包括：压缩机、室内换热器、室外换热器和节流元件；第一温度传感器，用于采集压缩机吸气温度；第二温度传感器，用于采集压缩机排气温度；第三温度传感器，用于采集室内换热器温度；第四温度传感器，用于采集室外换热器温度；控制器，与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别连接，用于执行上面任一项实施例所述的计算空调器能力能效的方法。
根据本发明实施例的空调器，基于控制器和第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器，控制器执行上面实施例的计算空调器能力能效的方法，根据压缩机相关参数即可获得冷媒流量，不需要额外添加测试设备，成本低，以及，不依赖于焓差实验室测试条件，根据获得的冷媒流量值和各状态点焓值获取空调器的制冷量/制热量，即确定空调器实际运行状态下的能力，可以为用户及时了解空调器的运行状态提供数据支持，更加利于空调器匹配更符合当前环境的运行负荷，提高空调器的节能度和舒适度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图；
图2是本发明另一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图；
图3是本发明又一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图；
图4是本发明又一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图；
图5是本发明一个实施例的空调器的框图；
图6是本发明另一个实施例的空调器冷媒循环***的示意图。
附图标记：
空调器10；
处理器1、存储器2；
压缩机100、室内换热器200、室外换热器300、节流元件400、第一温度传感器500、第二温度传感600、第三温度传感器700、第四温度传感800、四通阀N。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
为了解决空调器能力能效测试依赖于焓差实验室条件以及冷媒流量测试需要增加流量测试设备成本高的问题，本发明实施例提出了计算空调器能力能效的方法以及采用该方法的空调器。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中空调器通过使用压缩机、冷凝器(室外换热器)、膨胀阀和蒸发器(室内换热器)来执行空调器的制冷/制热循环。其中，制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应冷媒。
压缩机压缩处于高温高压状态的冷媒气体并排出压缩后的冷媒气体。所排出的冷媒气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的冷媒冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相冷媒膨胀为低压的液相冷媒。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的冷媒，并使处于低温低压状态的冷媒气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用冷媒的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
根据本申请一些实施例的空调器，包括安装在室内空间中的空调器室内机。空调器室内机即上述室内单元，通过管连接到安装在室外空间中的空调器室外机即上述室外单元。空调器室外机中可设有压缩机、室外热交换器、室外风扇、膨胀器和制冷循环的类似部件，空调器室内机中也可设有室内热交换器和室内风扇。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的计算空调器能力能效的方法。需要说明的是，本申请中的步骤序号例如S1、S2…S6和S7等仅为了便于描述本方案，不能理解为对步骤的顺序限定。也就是说，例如步骤S1、S2…S6和S7的执行顺序可以根据实际需求具体确定，不仅限于按照S1-S7的顺序进行控制。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，为根据本发明一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图，其中，该计算空调器能力能效的方法至少包括步骤S1-S7，具体如下。
S1，获取压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度。
其中，可通过设置温度传感器来采集室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度。例如，在室内换热器的盘管中部和室外换热器的盘管中部各设置一个温度传感器，用于采集室内换热器中部温度以及室外换热器的中部温度，以作为室内换热器温度和室外换热器温度的测量值，再例如，在压缩机吸气口和排气口各设置一个温度传感器，用于采集压缩机吸气温度和压缩机排气温度。各个温度传感器将采集的温度数据发送给空调器的控制器例如室内单元的控制器或者室外单元的控制器或者单独设置的控制器，在此不作具体限制。空调器的控制器可以直接监控读取压缩机频率，例如压缩机频率可以直接由室外机单元的电控板监控读取。
S2，确定空调器的当前运行工况。
在实施例中，空调器的运行工况可以包括制冷工况和制热工况，制冷工况或制热工况的冷媒循环过程可以参照上文的制冷循环或制热循环说明。在空调器启动后，判断空调器当前所处的运行工况，获取该当前运行工况，并执行步骤S3。
在具体实施例中，空调器的当前运行工况可由用户手动确定，也可以是空调器开机时默认的运行工况。例如，用户在开启空调器时，根据实际需求手动选择需要的运行工况，如制冷工况、制热工况；或者，用户在开启空调器时，未收到选择需要的运行工况，此时，空调器选取默认的运行工况，该默认的运行工况为预先设置的或者空调器记录的上一次的运行工况，即空调器开机后，默认运行的工况，如制冷工况或制热工况。
S3，根据室内换热器温度和室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力。
其中，压缩机吸气压力例如记为Pe是指压缩机吸气口处的压力。压缩机排气压力例如记为Pc是指压缩机排气口处的压力。
在实施例中，空调器在不同的运行工况或者不同冷媒量需求下，对应的压缩机吸气压力Pe和压缩机排气压力Pc也不同。具体地，压缩机吸气压力Pe和压缩机排气压力Pc均与温度有关，以及，由于换热器内部为冷媒的两相区，在两相区内压力与温度之间存在一一对应关系，由此，基于压力与温度之间的函数关系，结合当前运行工况，通过室内换热器温度T1和室外换热器温度T2即可计算获得对应的压缩机吸气压力Pe和压缩机排气压力Pc，也无需设置压力传感器进行压力检测，节省成本。
S4，根据压缩机吸气温度和压缩机吸气压力获得压缩机吸气焓值，以及根据压缩机排气温度和压缩机排气压力获得压缩机排气焓值。
在实施例中，可以根据状态点的温度值和压力值查询冷媒物性表获得各状态点焓值，例如，根据压缩机吸气温度和压缩机吸气压力查询冷媒物性表，可获得压缩机吸气焓值，或者，根据压缩机排气温度和压缩机排气压力查询冷媒物性表，可获得压缩机排气焓值。
S5，根据压缩机排气温度、室内换热器温度和室外换热器温度获得过冷度，并根据过冷度、室内换热器温度、室外换热器温度和压缩机排气压力获得当前运行工况下的过冷焓值。
其中，过冷度是指冷媒的饱和温度与冷媒的实际温度的偏差。
在实施例中，由于过冷度例如记为ΔT与压缩机排气温度T4以及排气过热度ΔT1之间成正比关系，即压缩机排气温度T4越大时，换热量越大，过冷度也越大，例如可以表示为ΔT∝f(ΔT1)，以及，排气过热度越大时，过冷度也越大，例如可以表示为ΔT∝f(T4)。其中，排气过热度ΔT1是指压缩机排气温度和实际冷凝压力对应的饱和温度之间的温差，即排气过热度ΔT1为压缩机排气温度T4与室内换热器温度T1或室外换热器温度T2的差值。因此，参照当前运行工况，本发明实施例依据获取的压缩机排气温度T4、室内换热器温度T1和室外换热器温度T2可以获得过冷度ΔT。
进而，为计算空调器的能力，在不同的运行工况下，需获取冷媒在换热器进出口的焓值参数。具体地，可以通过温度点的拟合修正的方式，根据获取的过冷度ΔT、室内换热器温度T1、室外换热器温度T2和压缩机排气压力Pc，来获取当前运行工况下的过冷焓值。
S6，根据压缩机频率、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值。
在本发明实施例中，压缩机频率可以直接通过控制板来监控读取，以及考虑压缩机特性参数例如压缩机固定容积，压缩机特性参数为压缩机的固有参数，在实际运行时压缩机的特性参数不会因运行工况的不同而发生变化，可以预存在空调器的控制器中，在计算冷媒流量值时直接调取即可。本发明实施例基于检测的上文的各个状态点的温度值来获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，以及结合压缩机频率和压缩机特性参数以及压力值即可获得冷媒流量值，无需增加额外的流量测试设备，成本低，易于在空调器产品上实现。
具体地，在制冷工况或制热工况下，在根据上文的基于状态点温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力的基础上，获取压缩机特性参数例如压缩机固定容积，根据压缩机吸气压力和压缩机吸气温度获得流经压缩机吸气口的冷媒的比热容；再获得数据拟合方式确定的拟合参数和拟合公式，根据压缩机频率、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、压缩机固定容积和比热容获得冷媒流量值，即将各个参数代入拟合公式即可获得当前运行工况下的冷媒流量值。
S7，根据冷媒流量值、压缩机吸气焓值、压缩机排气焓值和过冷焓值获得前运行工况下空调器的制冷量/制热量。
其中，制冷量是指空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间、房间或区域内去除的热量总和。制热量是指空调器在制热运行时，单位时间内所提供的热量值的总和。本发明通过计算当前运行工况下空调器的制冷量来评估空调器的制冷能力，制冷量越大，制冷能力则越大，以及通过计算当前运行工况下空调器的制热量来评估空调器的制热能力，制热量越大，制热能力则越大。
在实施例中，根据空调器的当前运行工况，以冷媒侧的焓值状态参数计算焓差，例如，在制冷工况下，由冷媒在室外换热器进出口的焓值参数计算焓差例如记为ΔH1，焓差为压缩机吸气焓值H3与室外换热器进出口处过冷焓值H5的差值，即ΔH1＝H3-H5；在制热工况下，由冷媒在室内换热器进出口的焓值参数计算焓差例如记为ΔH2，焓差为压缩机排气焓值H4与室内换热器进出口处过冷焓值H6的差值，即ΔH2＝H4-H6。进而，将当前运行工况下所计算的焓差与冷媒流量值qm相乘，其计算结果即为空调器的制冷量/制热量。
例如，在空调器的制冷工况下，通过以下公式(1-1)获得制冷量：
Q制冷量＝qm×(H3-H5)； 公式(1-1)
其中，Q制冷量为制冷量，qm为冷媒流量，H3为压缩机吸气焓值，H5为室外换热器过冷焓值。
或者，在空调器的制热工况下，通过以下公式(1-2)获得制热量：
Q制热量＝qm×(H4-H6)； 公式(1-2)
其中，Q制热量为制热量，qm为冷媒流量，H4为压缩机排气焓值，H6为室内换热器过冷焓值。
进而，根据制冷量/制热量获得空调器当前运行状态下的能力，便于依据空调器的能力，为空调器匹配更符合所处环境的运行负荷，从而提高节能度和舒适度。
根据本发明实施例的计算空调器能力能效的方法，根据压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度、压缩机排气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值，不需要额外添加流量传感器等测试设备，节省了成本。以及，空调器运行在不同工况下时，根据温度值和压力值查询冷媒物性表获得各状态点焓值，并根据以上获得的冷媒流量值和各状态点焓值获取空调器的制冷量/制热量，即确定空调器实际运行状态下的能力，因此，在不具备焓差实验室测试条件的情况下，也可以为用户及时了解空调器的运行状态提供数据支持，进而实时优化运行模式使空调运行更匹配所处环境的负荷，更加节能和舒适，且对于空调器的实际运行状态的获取、与实际标称能力的匹配性都具有重要的意义。
进一步地，在本发明的实施例中，对于流量值的获得无需增加额外的测摄设备，而是基于压缩机特性参数和拟合公式即可获得冷媒流量值，例如，压缩机特性参数包括与冷媒容量有关的压缩机固定容积，可以设置室外机单元的电控板，并通过该电控板监控读取压缩机频率，以及，将获取的压缩机频率、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、压缩机固定容积和比热容作为拟合公式的输入参数，即可计算获得冷媒流量值，相较于采用设置流量传感器的方法，节省了成本，适于空调器产品。
在本发明的一些实施例中，可根据以下公式(1-3)计算以获取冷媒流量值：
Figure BDA0003031291490000101
其中，qm为冷媒流量值，c0、c1、c2、c3和c4均为拟合系数，Pe为压缩机吸气压力，Pc为压缩机排气压力，Fr为压缩机频率，V为压缩机固定容积，Vs为比热容，压缩机固定容积V可直接在空调器产品出厂规格中直接获取并预存在计算程序中，其中，可以根据压缩机吸气压力Pe和压缩机吸气温度T3获得冷媒的比热容Vs。将压缩机频率Fr、压缩机吸气压力Pe、压缩机排气压力Pc、压缩机固定容积V和比热容Vs按照如公式(1-3)所示的方法进行计算，以获取较为准确的冷媒流量值，无需增加额外的测试设备，节省了成本。
下面分别对制冷工况和制热工况下计算空调器能力能效的过程进行说明。
在空调器当前运行于制冷工况时，在此工况下，冷媒的循环路径为：压缩机排气口-室外换热器-节流元件-室内换热器-压缩机吸气口。
其中，在制冷工况下，对于压缩机高低压的确定，可以根据室内换热器温度获得压缩机吸气压力，以及，根据室外换热器温度获得压缩机排气压力。
具体而言，在空调器的制冷工况下，温度传感器检测到室内换热器温度并记为T1，温度传感器检测到室外换热器温度T2，根据公式(1-4)可获取压缩机吸气压力Pe，根据公式(1-5)可获取压缩机排气压力Pc。
Pe＝a1+a2×eT1/a3； 公式(1-4)
Pc＝a1+a2×eT2/a3； 公式(1-5)
其中，a1、a2、和a3均为拟合系数，如表一所示，为根据本发明一个实施例的拟合系数的查询表，表一中给出了冷媒R32和R410A下的拟合系数a1、a2、和a3的具体值。
表一
拟合系数 R410A R32
a1 -0.59255 -0.66145
a2 1.38959 1.47115
a3 -51.81752 -52.79328
在制冷工况下，对于各个状态点的焓值，具体地，通过查询冷媒物性表，可以根据压缩机吸气温度T3和压缩机吸气压力Pe获得压缩机吸气焓值H3，以及根据压缩机排气温度T4和压缩机排气压力Pc获得压缩机排气焓值H4。
图2是本发明另一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图。
对于室外换热器过焓值，根据压缩机排气温度、室内换热器温度和室外换热器温度获得过冷度，并根据过冷度、室内换热器温度、室外换热器温度和压缩机排气压力获得制冷工况下的过冷焓值，如图2所示，可以包括步骤S51-S53，具体如下。
S51，可根据公式(1-6)和公式(1-7)进行计算以获取过冷度，具体如下。
ΔT3＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4； 公式(1-6)
ΔT1＝(T4-T2)； 公式(1-7)
其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT3为制冷工况下的过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T2为室外换热器温度。室外换热器中设置有温度传感器，用于获取室外换热器温度T2，压缩机排气口处也设置有温度传感器，用于获取压缩机排气温度T4。
在本发明的一些实施例中，由公式(1-6)可知，过冷度ΔT3与压缩机排气过热度ΔT1有关，压缩机排气过热度ΔT1越大，过冷度ΔT3也越大，即ΔT3∝f(ΔT1)。如公式(1-7)所示，在制冷工况下，由压缩机排气温度T4与室外换热器温度T2进行减法计算获取压缩机排气过热度ΔT1，则过冷度ΔT3与压缩机排气温度T4有关，压缩机排气温度T4越高，换热量越大，过冷度ΔT3也越大，即ΔT3∝f(T4)。
S52，计算室外换热器温度与过冷度的差值以获得室外换热器出口过冷温度。将室外换热器温度T2与过冷度ΔT3进行减法计算获得室外换热器出口过冷温度并记为T5。
S53，根据室外换热器出口过冷温度和压缩机排气压力查询冷媒物性表获得制冷工况下的室外换热器过冷焓值。
其中，通过查询冷媒物性表，可以根据室外换热器出口过冷温度T5和压缩机排气压力Pc获得制冷工况下的室外换热器过冷焓值例如记为H5。
制冷工况下，对于流量值的计算，根据压缩机频率和压缩机特性参数以及上文已经获得的压缩机吸气压力和压缩机排气压力，生成空调器的冷媒流量值qm，例如将参数代入上文中公式(1-3)中，即可获得冷媒流量值qm。
进一步地，根据冷媒流量值、压缩机吸气焓值、压缩机排气焓值和过冷焓值获得空调器的制冷量/制热量，例如将各个参数代入上文制冷量的计算公式(1-1)之中，即可获得空调器的制冷量。由此，在不具备焓差实验室测试条件的情况下，也可以为用户及时了解空调器的运行状态提供数据支持，更加利于空调器匹配更符合当前环境的运行负荷，提高空调器的节能度和舒适度。
在空调器当前运行于制热工况时，在此工况下，冷媒的循环路径为：压缩机排气口-室内换热器-节流元件-室外换热器-压缩机吸气口。
其中，在制热工况下，对于压缩机高低压的确定，可以根据室外换热器温度获得压缩机吸气压力，以及，根据室内换热器温度获得压缩机排气压力。
具体而言，在空调器的制热工况下，温度传感器检测到室内换热器温度T1，温度传感器检测到室外换热器温度T2，根据公式(1-8)可获取压缩机吸气压力Pe，根据公式(1-9)可获取压缩机排气压力Pc。
Pe＝a1+a2×eT2/a3； 公式(1-8)
Pc＝a1+a2×eT1/a3； 公式(1-9)
其中，a1、a2、和a3均为拟合系数，且a1、a2、和a3的测点位置以及值的大小可根据表一进行查询。
在制热工况下，对于各个状态点的焓值，具体地，通过查询冷媒物性表，可以根据压缩机吸气温度T3和压缩机吸气压力Pe获得压缩机吸气焓值H3，以及根据压缩机排气温度T4和压缩机排气压力Pc获得压缩机排气焓值H4。
图3是本发明又一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图。
对于室内换热器过焓值，根据压缩机排气温度、室内换热器温度和室外换热器温度获得过冷度，并根据过冷度、室内换热器温度、室外换热器温度和压缩机排气压力获得制热工况下的过冷焓值，如图3所示，可以包括步骤S54-S56，具体如下。
S54，可根据公式(1-10)和公式(1-11)进行计算以获取过冷度，具体如下。
ΔT6＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4； 公式(1-10)
ΔT1＝(T4-T1)； 公式(1-11)
其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT6为制热工况下的过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T1为室内换热器温度。室内换热器中设置有温度传感器，用于获取室内换热器温度T1，压缩机排气口处也设置有温度传感器，用于获取压缩机排气温度T4。
在本发明的一些实施例中，由公式(1-10)可知，过冷度ΔT6与压缩机排气过热度ΔT1有关，压缩机排气过热度ΔT1越大，过冷度ΔT6也越大，即ΔT6∝f(ΔT1)。如公式(1-11)所示，在制热工况下，由压缩机排气温度T4与室内换热器温度T1进行减法计算获取压缩机排气过热度ΔT1，则过冷度ΔT6与压缩机排气温度T4有关，压缩机排气温度T4越高，换热量越大，过冷度ΔT6也越大，即ΔT6∝f(T4)。
S55，计算室内换热器温度与过冷度的差值以获得室内换热器出口过冷温度。将室内换热器温度T1与过冷度ΔT6进行减法计算获得室内换热器出口过冷温度并记为T6。
S56，根据室内换热器出口过冷温度和压缩机排气压力查询冷媒物性表获得制热工况下的室内换热器过冷焓值。
其中，通过查询冷媒物性表，可以根据室内换热器出口过冷温度T6和压缩机排气压力Pc获得制热工况下的室内换热器过冷焓值例如记为H6。
制热工况下，对于流量值的计算，根据压缩机频率和压缩机特性参数以及上文已经获得的压缩机吸气压力和压缩机排气压力，生成空调器的冷媒流量值qm，例如将参数代入上文中公式(1-3)中，即可获得冷媒流量值qm。
进一步地，根据冷媒流量值、压缩机吸气焓值、压缩机排气焓值和过冷焓值获得空调器的制冷量/制热量，例如将各个参数代入上文制热量的计算公式(1-2)之中，即可获得空调器的制热量。由此，在不具备焓差实验室测试条件的情况下，也可以为用户及时了解空调器的运行状态提供数据支持，更加利于空调器匹配更符合当前环境的运行负荷，提高空调器的节能度和舒适度。
在本发明的一些实施例中,如图4所示，为根据本发明又一个实施例的计算空调器能力能效的方法的流程图，其中，计算空调器能力能效的方法还包括步骤S8和步骤S9，具体如下。
S8，获取空调器的耗电量。其中，空调器的耗电量用W表示。
S9，根据空调器的制冷量/制热量和耗电量获得空调器的能效值。
在本发明的一些实施例中，在空调器的制冷工况下，如公式(1-12)所示，采用空调器的制冷量Q制冷量除以空调器的耗电量W，从而获取空调器制冷工况下的能效值EER(EnergyEfficiency Ratio，制冷能效比)，在空调器的制热工况下，如公式(1-13)所示，采用空调器的制热量Q制热量除以空调器的耗电量W，从而获取空调器制热工况下的能效值COP(Coefficient Of Performance，制热能效比)。
Figure BDA0003031291490000141
Figure BDA0003031291490000142
概括来说，本发明实施例的计算空调器能力能效的方法，基于压缩机频率和压缩机特性参数以及各个状态点的温度值来获得当前运行工况下的冷媒流量值，无需增加额外的测试设备，成本低，适于应用于产品，以及，本发明实施例的方法，不依赖于焓差实验室测试调节，通过压缩机频率和各个状态点的温度即可获得当前运行工况下空调器的能力能效，适用范围广泛。
上面实施例的计算空调器能力能效的方法可以用于空调器产品。下面参照附图描述根据本发明第二方面实施例的空调器。
图5是本发明一个实施例的空调器的框图。如图5所示，空调器10包括至少一个处理器1和存储器2，存储器2与至少一个处理器1通信连接。
其中，存储器2中存储有可被至少一个处理器1执行的计算机程序，至少一个处理器1执行计算机程序时实现上面实施例的计算空调器能力能效的方法，计算空调器能力能效的方法的实现过程可以参照上面实施例的描述，在此不作赘述。
根据本发明实施例的空调器10，存储器2中存储有计算机程序，当空调器10开机后，处理器1获取存储器2中的计算机程序并执行，处理器1能根据计算机程序运行时能发出的指令，以控制空调器10中各个模块的运行状态。空调器10运行在制冷或者制热工况下，处理器1执行计算机程序，实现计算空调器能力能效的方法，不依赖于焓差实验室测试条件即可获得空调器能力能效，无需额外添加测试设备，节省成本。
在本发明的一些实施例中，计算机存储介质其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上面任一项实施例的计算空调器能力能效的方法。
根据本发明实施例的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，能获取空调器中各个结构的运行参数进行分析计算，以实现上面实施例的计算空调器能力能效的方法，并且可直接在现有的空调器上进行应用，无需额外添加冷媒流量值测试设备，节省成本，空调器运行在制冷或者制热工况下，均可通过计算直接获得空调器实际运行过程的能力能效，从而实时优化运行模式使空调器运行更匹配所处环境的负荷，更加节能和舒适。
图6是本发明一个实施例的空调器冷媒循环***的示意图。
在本发明的一些实施例中，如图6所示，空调器10包括压缩机100、室内换热器200、室外换热器300、节流元件400、第一温度传感器500、第二温度传感600、第三温度传感器700、第四温度传感800和控制器(图中未标识)。
其中，节流元件400用于在空调器10制冷工况或制热工况下，实现冷媒压力调节功能。第一温度传感器500设置在压缩机100的吸气口，用于采集压缩机吸气温度，第二温度传感器600设置在压缩机排气口，用于采集压缩机排气温度。
第三温度传感器700用于采集室内换热器温度，第四温度传感器800用于采集室外换热器温度。其中，可将第三温度传感器700设置在室内换热器200的中部以采集室内换热器中部温度，以作为室内换热器温度，以及，将第四温度传感器800设置在室外换热器300中部以采集室外换热器中部温度，以作为室外换热器温度。
控制器与第一温度传感器500、第二温度传感器600、第三温度传感器700和第四温度传感器800分别连接，用于执行上面实施例的计算空调器能力能效的方法。
控制器获取第一温度传感器500、第二温度传感器600、第三温度传感器700和第四温度传感器800采集到的温度信息，即控制器可获取室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度，并将采集到的温度信息进行分析计算，从而获得空调器100的制冷量/制热量，以及，进一步地，根据制冷量/制热量和耗电量来获得空调器在当前运行工况下的能效值。还可以将空调器当前运行工况下的制冷量/制热量以及能效值通过显示板进行显示，用户可以直观地了解，不依赖于焓差实验室测试条件。
在实施例中，如图6所示，空调器10运行于不同工况时，可以通过四通阀N改变冷媒在***管路内的流向，从而实现空调器10制冷、制热之间的相互转换。其中，实线箭头方向表示空调器10在制冷工况下的冷媒在***管路内的流向，虚线箭头方向表示空调器10在制热工况下的冷媒在***管路内的流向。由图6可知，空调器运10行在制冷工况和制热工况时，冷媒气体在空调器10内部的循环方向不同，在空调器10的制冷工况下，可以根据室内换热器温度获得压缩机吸气压力，以及，在空调器10的制热工况下，根据室外换热器温度获得压缩机排气压力，从而实现执行上面任一项实施例的计算空调器能力能效的方法。
根据本发明实施例的空调器10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明实施例的空调器10，控制器与第一温度传感器500、第二温度传感器600、第三温度传感器700和第四温度传感器800分别连接，并分别对四个温度传感器采集到的温度值进行分析计算处理，以控制压缩机100、室内换热器200、室外换热器300以及节流元件400等各个结构的运行状态。将上面实施例的计算空调器能力能效的方法应用于空调器10，不需要额外添加测试设备，用户在家即可对空调器10进行能力能效测试，及时对空调器10的运行状态进行准确判断，从而实时优化运行模式使空调器10运行更匹配所处环境的负荷，更加节能和舒适。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种计算空调器能力能效的方法，其特征在于，包括：
获取压缩机频率、室内换热器温度、室外换热器温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度；
确定空调器的当前运行工况；
根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力；
根据所述压缩机吸气温度和所述压缩机吸气压力获得压缩机吸气焓值，以及根据所述压缩机排气温度和所述压缩机排气压力获得压缩机排气焓值；
根据所述压缩机排气温度、所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得过冷度，并根据所述过冷度、所述室内换热器温度、所述室外换热器温度和所述压缩机排气压力获得所述当前运行工况下的过冷焓值，其中，在所述空调器的制冷工况下，通过以下公式计算所述过冷度：
ΔT3＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4；
ΔT1＝(T4-T2)；
其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT3为所述过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T2为所述室外换热器温度；
计算所述室外换热器温度与所述过冷度的差值以获得室外换热器出口过冷温度；
根据所述室外换热器出口过冷温度和所述压缩机排气压力查询冷媒物性表获得所述制冷工况下的室外换热器过冷焓值；
根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值；
根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述当前运行工况下所述空调器的制冷量/制热量。
2.根据权利要求1所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，在所述空调器的制冷工况或者制热工况下，根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机吸气温度和压缩机特性参数获得冷媒流量值，包括：
获取压缩机特性参数，所述压缩机特性参数包括压缩机固定容积；
根据所述压缩机吸气压力和所述压缩机吸气温度获得流经压缩机吸气口的冷媒的比热容；
根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机固定容积和所述比热容获得所述冷媒流量值。
3.根据权利要求2所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，根据所述压缩机频率、所述压缩机吸气压力、所述压缩机排气压力、所述压缩机固定容积和所述比热容获得所述冷媒流量值，包括：
通过以下公式计算所述冷媒流量值：
Figure FDA0003521015540000021
其中，qm为所述冷媒流量值，c0、c1、c2、c3和c4均为拟合系数，Pe为所述压缩机吸气压力，Pc为所述压缩机排气压力，Fr为所述压缩机频率，V为所述压缩机固定容积，Vs为所述比热容。
4.根据权利要求1所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，
在所述空调器的制冷工况下，根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述空调器的制冷量/制热量，包括：
通过以下公式获得所述制冷量：
Q制冷量＝qm×(H3-H5)；
其中，Q制冷量为所述制冷量，qm为所述冷媒流量，H3为所述压缩机吸气焓值，H5为室外换热器过冷焓值。
5.根据权利要求1所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，在所述空调器的制冷工况下，根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，包括：
根据所述室内换热器温度获得所述压缩机吸气压力，以及，根据所述室外换热器温度获得所述压缩机排气压力。
6.根据权利要求1-3任一项所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，在所述空调器的制热工况下，根据所述压缩机排气温度、所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得过冷度，并根据所述过冷度、所述室内换热器温度、所述室外换热器温度和所述压缩机排气压力获得所述当前运行工况下的过冷焓值，包括：
通过以下公式计算所述过冷度：
ΔT6＝b1+b2×ΔT1+b3×T4+b4×ΔT1×T4；
ΔT1＝(T4-T1)；
其中，b1、b2、b3和b4均为拟合系数，ΔT6为所述过冷度，ΔT1为压缩机排气过热度，T4为压缩机排气温度，T1为所述室内换热器温度；
计算所述室内换热器温度与所述过冷度的差值以获得室内换热器出口过冷温度；
根据所述室内换热器出口过冷温度和所述压缩机排气压力查询冷媒物性表获得所述制热工况下的室内换热器过冷焓值。
7.根据权利要求6所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，在所述空调器的制热工况下，根据所述冷媒流量值、所述压缩机吸气焓值、所述压缩机排气焓值和所述过冷焓值获得所述空调器的制冷量/制热量，包括：
通过以下公式获得所述制热量：
Q制热量＝qm×(H4-H6)；
其中，Q制热量为所述制热量，qm为所述冷媒流量，H4为所述压缩机排气焓值，H6为所述室内换热器过冷焓值。
8.根据权利要求6所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，在所述制热工况下，根据所述室内换热器温度和所述室外换热器温度获得压缩机吸气压力和压缩机排气压力，包括：
根据所述室外换热器温度获得所述压缩机吸气压力，以及，根据所述室内换热器温度获得所述压缩机排气压力。
9.根据权利要求1所述的计算空调器能力能效的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述空调器的耗电量；
根据所述空调器的制冷量/制热量和所述耗电量获得所述空调器的能效值。
10.一种空调器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器中存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，至少一个所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9任一项所述的计算空调器能力能效的方法。
11.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述的计算空调器能力能效的方法。
12.一种空调器，其特征在于，包括：
压缩机、室内换热器、室外换热器和节流元件；
第一温度传感器，用于采集压缩机吸气温度；
第二温度传感器，用于采集压缩机排气温度；
第三温度传感器，用于采集室内换热器温度；
第四温度传感器，用于采集室外换热器温度；
控制器，与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别连接，用于执行权利要求1-9任一项所述的计算空调器能力能效的方法。
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