CN108151227B - 热泵空调器末端能量的计算方法和空调器 - Google Patents

热泵空调器末端能量的计算方法和空调器 Download PDF

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本发明提供了一种热泵空调器末端能量的计算方法和空调器，其中，热泵空调器末端能量的计算方法包括：确定回风焓值与送风焓值之间的焓差；根据预估的风量和焓差计算热泵空调器的末端输出能量。通过本发明的技术方案，优化了对热泵空调器末端能量的计算方案，提高了末端能量分析的准确性和可靠性，进一步地提高了空调器的智能化和可靠性。

Description

热泵空调器末端能量的计算方法和空调器
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，具体而言，涉及一种热泵空调器末端能量的计算方法和一种空调器。
背景技术
随着智能家居的发展，空调器成为智能家居中最影响用户使用体验的家电产品之一，由于其硬件管路系统复杂，维修和维护成本较高。
因此，如何在空调器运行过程中对其进行实时监控，以及时检测到空调器的运行异常或故障，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提供一种热泵空调器末端能量的计算方法。
本发明的另一个目的在于提供一种空调器。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种热泵空调器末端能量的计算方法，包括：确定回风焓值与送风焓值之间的焓差；根据预估的风量和焓差计算热泵空调器的末端输出能量。
在该技术方案中，对于热泵空调器而言，焓值代表显热量与潜热量的总体能量，显热量即实际温度下所具有的热量，潜热量即所含湿量为零时所释放出来的热量，通过确定回风焓值与送风焓值之间的焓差，可以反映空调器系统的换热能效，进一步地，结合风量和焓差计算确定末端输出能量，能够较为准确地估算空调器系统对室内环境的供热量，进而结合空调器系统的实际功耗，对空调器系统的运行状态进行监控，有利于及时检测空调器的运行异常或故障，降低了空调器的维修成本，有利于提升用户的使用体验。
在上述任一技术方案中，优选地，根据预估的风量和焓差计算热泵空调器的末端输出能量，具体包括：将预估的风量和焓差代入第一预设公式进行末端输出能量的计算，其中，第一预设公式为Q0＝Va×ρa×(h1-h2)，Q0表征末端输出能量，Va表征预估的风量，ρa表征潮湿空气的密度，h1表征回风焓值，h2表征送风焓值。
在该技术方案中，在末端设备的回风与出风分别获取湿空气的干球温度和湿球温度，从而计算出湿空气回风焓值
Figure GDA0002564960080000021
和出风焓值
Figure GDA0002564960080000022
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第二预设公式计算预估的风量，其中，第二预设公式为
Figure GDA0002564960080000023
PQ表征耗电量，φ1表征预设的电功转换系数，φ2表征预设的修正系数，φ电机表征预设的电机的效率，φ风扇表征预设的风扇的效率，Htot表征风机的总压力。
在该技术方案中，优选的，
Figure GDA0002564960080000024
和
Figure GDA0002564960080000025
分别设置为0.95和0.90，优选的，
Figure GDA0002564960080000026
和
Figure GDA0002564960080000027
均可以设置为0.90。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第三预设公式计算耗电量，其中，第三预设公式包括
Figure GDA0002564960080000028
Figure GDA0002564960080000029
述U表征电机的负载电压，I表征电机的负载电流，W入表征电机的输入功率，W出表征电机的输出功率。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第四预设公式计算风机的总压力，其中，第四预设公式为Htot＝ΔP+(ρa×wf 2)/2，ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，wf表征导风条处的风速。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第五预设公式计算空气流经换热器盘管的工况阻力，其中，第五预设公式为
Figure GDA00025649600800000210
ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，wf表征导风条处的风速，ZR为对应于翅片的粗糙度的预设参数，Lp表征翅片的宽度，Ld表征换热器盘管的长度，deq表征换热器盘管的当量直径，wmax表征换热器盘管的最大风速。
具体地，在湿工况时考虑到析湿情况，湿工况空气阻力
Figure GDA00025649600800000211
其中，在粗糙翅片表面，ZR取0.0113，在光滑翅片表面，ZR取0.007，析湿系数
Figure GDA00025649600800000212
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第六预设公式计算换热器盘管的最大风速，其中，第六预设公式为wmax＝(s1×sf×wf)/{(s1-d0-2δf)×(sf-δf)}，s1表征相邻的换热器盘管之间的纵向间距，sf表征相邻翅片的间距，d0表征蒸发器盘管的外径，δf表征翅片的厚度。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第七预设公式计算换热器盘管的当量直径，其中，第七预设公式为
Figure GDA0002564960080000031
s1表征相邻的换热器盘管之间的纵向间距，sf表征相邻翅片的间距，d0表征蒸发器盘管的外径，δf表征翅片的厚度。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第八预设公式计算末端输出能量的精度，其中，第八预设公式为
Figure GDA0002564960080000032
根据本发明的第二方面的技术方案，提供了一种空调器，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的热泵空调器末端能量的计算程序，热泵空调器末端能量的计算程序被处理器执行时实现如上述任一项技术方案的热泵空调器末端能量的计算方法的步骤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，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示出了根据本发明的一个实施例的热泵空调器末端能量的计算方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的热泵空调器末端能量的计算方法的示意流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的空调器的风机盘管的正面图；
图4示出了根据本发明的实施例的空调器的风机盘管的剖面图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图4对根据本发明的实施例的热泵空调器末端能量的计算方案进行具体说明。
实施例一：
图1示出了根据本发明的一个实施例的热泵空调器末端能量的计算方法的示意流程图。
如图1所示，根据本发明的实施例的热泵空调器末端能量的计算方法，包括：步骤S102，确定回风焓值与送风焓值之间的焓差；步骤S104，根据预估的风量和焓差计算热泵空调器的末端输出能量。
在该技术方案中，对于热泵空调器而言，焓值代表显热量与潜热量的总体能量，显热量即实际温度下所具有的热量，潜热量即所含湿量为零时所释放出来的热量，通过确定回风焓值与送风焓值之间的焓差，可以反映空调器系统的换热能效，进一步地，结合风量和焓差计算确定末端输出能量，能够较为准确地估算空调器系统对室内环境的供热量，进而结合空调器系统的实际功耗，对空调器系统的运行状态进行监控，有利于及时检测空调器的运行异常或故障，降低了空调器的维修成本，有利于提升用户的使用体验。
在上述任一技术方案中，优选地，根据预估的风量和焓差计算热泵空调器的末端输出能量，具体包括：将预估的风量和焓差代入第一预设公式进行末端输出能量的计算，其中，第一预设公式为Q0＝Va×ρa×(h1-h2)，Q0表征末端输出能量，Va表征预估的风量，ρa表征潮湿空气的密度，h1表征回风焓值，h2表征送风焓值。
在该技术方案中，在末端设备的回风与出风分别获取湿空气的干球温度和湿球温度，从而计算出湿空气回风焓值
Figure GDA0002564960080000041
和出风焓值
Figure GDA0002564960080000042
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第二预设公式计算预估的风量，其中，第二预设公式为
Figure GDA0002564960080000043
PQ表征耗电量，φ1表征预设的电功转换系数，φ2表征预设的修正系数，φ电机表征预设的电机的效率，φ风扇表征预设的风扇的效率，Htot表征风机的总压力。
在该技术方案中，优选的，
Figure GDA0002564960080000044
和
Figure GDA0002564960080000045
分别设置为0.95和0.90，优选的，
Figure GDA0002564960080000046
和
Figure GDA0002564960080000047
均可以设置为0.90。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第三预设公式计算耗电量，其中，第三预设公式包括
Figure GDA0002564960080000048
Figure GDA0002564960080000049
述U表征电机的负载电压，I表征电机的负载电流，W入表征电机的输入功率，W出表征电机的输出功率。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第四预设公式计算风机的总压力，其中，第四预设公式为Htot＝ΔP+(ρa×wf 2)/2，ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，wf表征导风条处的风速。
如图3和图4所示，在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第五预设公式计算空气流经换热器盘管的工况阻力，其中，第五预设公式为
Figure GDA0002564960080000051
ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，wf表征导风条处的风速，ZR为对应于翅片的粗糙度的预设参数，Lp表征翅片的宽度，Ld表征换热器盘管的长度，deq表征换热器盘管的当量直径，wmax表征换热器盘管的最大风速。
具体地，在湿工况时考虑到析湿情况，湿工况空气阻力
Figure GDA0002564960080000052
其中，在粗糙翅片表面，ZR取0.0113，在光滑翅片表面，ZR取0.007，析湿系数
Figure GDA0002564960080000053
ε为预设参数。
如图3和图4所示，在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第六预设公式计算换热器盘管的最大风速，其中，第六预设公式为wmax＝(s1×sf×wf)/{(s1-d0-2δf)×(sf-δf)}，s1表征相邻的换热器盘管之间的纵向间距，sf表征相邻翅片的间距，d0表征蒸发器盘管的外径，δf表征翅片的厚度。
如图3和图4所示，在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第七预设公式计算换热器盘管的当量直径，其中，第七预设公式为
Figure GDA0002564960080000054
s1表征相邻的换热器盘管之间的纵向间距，sf表征相邻翅片的间距，d0表征蒸发器盘管的外径，δf表征翅片的厚度。
另外，s2表征相邻的换热器盘管之间的横向间距。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据第八预设公式计算末端输出能量的精度，其中，第八预设公式为
Figure GDA0002564960080000055
实施例二：
图2示出了根据本发明的另一个实施例的热泵空调器末端能量的计算方法的示意流程图。
如图2所示，根据本发明的另一个实施例的热泵空调器末端能量的计算方法，包括：步骤S202，在启动空调器后，检测导风条处的风速wf，电机的负载电流I，电机的负载电压U；步骤S204，根据第六预设公式计算换热器盘管的最大风速wmax；步骤S206，根据第四预设公式计算风机的总压力Htot；步骤S208，根据wmax、Htot和第二预设公式计算风量Va；步骤S210，分别检测室内设备回风与送风的干湿球温度T，Tw；步骤S212，根据以上参数，采用第一预设公式计算末端能量值Qo。
实施例三：
根据本发明的实施例的空调器，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的热泵空调器末端能量的计算程序，热泵空调器末端能量的计算程序被处理器执行时实现如上述任一项实施例的热泵空调器末端能量的计算方法的步骤。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种热泵空调器末端能量的计算方法和空调器，通过确定回风焓值与送风焓值之间的焓差，可以反映空调器系统的换热能效，进一步地，结合风量和焓差计算确定末端输出能量，能够较为准确地估算空调器系统对室内环境的供热量，进而结合空调器系统的实际功耗，对空调器系统的运行状态进行监控，有利于及时检测空调器的运行异常或故障，降低了空调器的维修成本，有利于提升用户的使用体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，包括：
确定回风焓值与送风焓值之间的焓差；
根据第二预设公式计算预估的风量；
根据预估的风量和所述焓差计算热泵空调器的末端输出能量；
其中，所述第二预设公式为
Figure FDA0002564960070000011
所述PQ表征耗电量，所述φ1表征预设的电功转换系数，所述φ2表征预设的修正系数，所述φ电机表征预设的电机的效率，所述φ风扇表征预设的风扇的效率，所述Htot表征风机的总压力，Va表征预估的风量。
2.根据权利要求1所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，所述根据预估的风量和所述焓差计算热泵空调器的末端输出能量，具体包括：
将所述预估的风量和所述焓差代入第一预设公式进行所述末端输出能量的计算，
其中，所述第一预设公式为Q0＝Va×ρa×(h1-h2)，所述Q0表征所述末端输出能量，所述Va表征所述预估的风量，所述ρa表征潮湿空气的密度，所述h1表征所述回风焓值，所述h2表征所述送风焓值。
3.根据权利要求1所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第三预设公式计算所述耗电量，
其中，所述第三预设公式包括
Figure FDA0002564960070000012
Figure FDA0002564960070000013
所述U表征所述电机的负载电压，所述I表征所述电机的负载电流，所述W入表征所述电机的输入功率，所述W出表征所述电机的输出功率。
4.根据权利要求3所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第四预设公式计算所述风机的总压力，
其中，所述第四预设公式为Htot＝ΔP+(ρa×wf 2)/2，所述ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，所述wf表征导风条处的风速，ρa表征潮湿空气的密度。
5.根据权利要求4所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第五预设公式计算所述空气流经换热器盘管的工况阻力，
其中，所述第五预设公式为
Figure FDA0002564960070000021
ΔP表征空气流经换热器盘管的工况阻力，wf表征导风条处的风速，ZR为对应于翅片的粗糙度的预设参数，Lp表征翅片的宽度，所述deq表征所述换热器盘管的当量直径，所述wmax表征所述换热器盘管的最大风速。
6.根据权利要求5所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第六预设公式计算所述换热器盘管的最大风速，
其中，所述第六预设公式为wmax＝(s1×sf×wf)/{(s1-d0-2δf)×(sf-δf)}，所述s1表征相邻的所述换热器盘管之间的纵向间距，所述sf表征相邻翅片的间距，所述d0表征所述蒸发器盘管的外径，所述δf表征所述翅片的厚度。
7.根据权利要求5所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第七预设公式计算所述换热器盘管的当量直径，
其中，所述第七预设公式为
Figure FDA0002564960070000022
所述s1表征相邻的所述换热器盘管之间的纵向间距，所述sf表征相邻翅片的间距，所述d0表征所述蒸发器盘管的外径，所述δf表征所述翅片的厚度。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的热泵空调器末端能量的计算方法，其特征在于，还包括：
根据第八预设公式计算所述末端输出能量的精度，
其中，所述第八预设公式为
Figure FDA0002564960070000023
其中，I表征电机的负载电流。
9.一种空调器，其特征在于，包括：
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热泵空调器末端能量的计算程序，所述热泵空调器末端能量的计算程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的热泵空调器末端能量的计算方法的步骤。
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