CN109406042A - 变频空调器压力数据拟合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种变频空调器压力数据拟合方法，属于变频空调器领域。本发明解决了目前变频空调器压缩机吸、排气口压力等数据的采集需要对不同环境工况、压缩机不同运行频率点下的压力数据进行采集，因单个频率点下压力数据采集的时间较长，导致整个采集过程采集时间更长的问题，其技术方案要点为：在变频空调器任意一个模式运行条件下，分别测试得到与该模式运行条件相应室外环境温度的工况下不同频率点的压缩机吸气口压力及排气口压力；根据相应的吸气口压力及排气口压力拟合公式，结合最小二乘法公式，求解拟合公式中的待定系数；根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在该模式运行条件时不同工况下的排气口压力及吸气口压力。

Description

变频空调器压力数据拟合方法
技术领域
本发明涉及变频空调器技术，特别涉及变频空调器压力数据拟合的技术。
背景技术
空调器压力测试是指测试压缩机吸气口出口与排气口出口处的压力，目的是为了验证空调器系统能否保证压缩机在许用压力范围内运行。压缩机排气口压力(排气压力)与压缩机吸气口压力(吸气压力)之差决定了压缩机的负载能力，两者压差越大，压缩机负载越大。因而，若要研究压缩机的负载，排气压力和吸气压力的获取是必不可少的环节。压缩机吸排气之间的压力差由环境工况和压缩机的运行频率所决定，一般情况下，获得这些数据需要对不同环境工况、压缩机不同运行频率点下的压力数据进行采集，并且单个频率点下的压力数据采集需要一定的时间步长，因而，数据采集过程时间长，试验成本昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种变频空调器压力数据拟合方法，解决目前变频空调器压缩机吸、排气口压力等数据的采集需要对不同环境工况、压缩机不同运行频率点下的压力数据进行采集，因单个频率点下压力数据采集的时间较长，导致整个采集过程采集时间更长的问题。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：变频空调器压力数据拟合方法，包括如下步骤：
步骤1、在变频空调器任意一个模式运行条件下，分别测试得到与该模式运行条件相应室外环境温度的工况下不同频率点的压缩机吸气口压力及排气口压力；
步骤2、根据相应的吸气口压力及排气口压力拟合公式，结合最小二乘法公式，求解拟合公式中的待定系数；
步骤3、根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在该模式运行条件时不同工况下的排气口压力及吸气口压力。
具体地，步骤1中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，在额定制冷测试工况下分别测试不同频率点下压缩机的吸气口压力及排气口压力。
进一步地，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，测试时的起始频率点为9.6Hz，终止频率点为压缩机在该测试工况下所能运行的最大频率点，所述频率点的个数至少为5个。
具体地，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，吸气口压力及排气口压力拟合公式为：
Pdi＝a1TC+b1fi
Psi＝a2log(TC)+b2log(fi)
其中，TC为制冷测试工况的室外环境温度，i为测试频率点个数，fi为第i个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdi为第i个测试频率点下的排气压力拟合值，Psi为第i个测试频率点下的吸气压力拟合值，a1、b1、a2、b2为待定系数。
再进一步地，步骤2中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，待定系数a1、b1求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdi-Pdi')2的值最小，其中，Pdi'为第i个测试频率点下的排气压力测试值；
待定系数a2、b2求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psi-Psi')2的值最小，其中，Psi'为第i个测试频率点下的吸气压力测试值。
具体地，步骤3中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在制冷模式运行条件时室外环境温度为TC'的工况下的排气口压力及吸气口压力，该公式为：
Pdi”＝a1TC'+b1fi'+c1
Psi”＝a2log(TC')+b2log(fi')+c2
其中，TC'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制冷环境温度，i'为变频压缩机在环境温度TC'下所能运行的频率点个数，fi'为第i'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的排气压力拟合值，Psi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的吸气压力拟合值，c1、c2为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度TC的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c1取值范围为0.15～0.2，c2取值范围为0.01～0.05。
再进一步地，步骤1中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，在额定制热测试工况下分别测试不同频率点下压缩机的吸气口压力及排气口压力，此时，测试时的起始频率点为30Hz，终止频率点为压缩机在该测试工况下所能运行的最大频率点，所述频率点的个数至少为5个。
具体地，当变频空调器在制热模式运行条件下时，吸气口压力及排气口压力拟合公式为：
Pdj＝a3log(Th)+b3fj
Psj＝a4log(Th)+b4fj
其中，Th为制热测试工况的室外环境温度，j为测试频率点个数，fj为第j个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdj为第j个测试频率点下的排气压力拟合值，Psj为第j个测试频率点下的吸气压力拟合值，a3、b3、a4、b4为待定系数。
再进一步地，步骤2中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，待定系数a3、b3求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdj-Pdj')2的值最小，其中，Pdj'为第j个测试频率点下的排气压力测试值；
待定系数a4、b4求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psj-Psj')2的值最小，其中，Psj'为第j个测试频率点下的吸气压力测试值。
具体地，步骤3中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在制热模式运行条件时室外环境温度为Th'的工况下的排气口压力及吸气口压力，该公式为：
Pdj”＝a3log(Th')+b3fj'+c3
Psj”＝a4log(Th')+b4fj'+c4
其中，Th'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制热环境温度，j'为变频压缩机在环境温度Th'下所能运行的频率点个数，fj'为第j'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的排气压力拟合值，Psj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的吸气压力拟合值，c3、c4为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度Th的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c3取值范围为0.01～0.05，c4取值范围为-0.1～-0.2。
本发明的有益效果是，通过上述变频空调器压力数据拟合方法，首先，在变频空调器任意一个模式运行条件下，分别测试得到与该模式运行条件相应室外环境温度的工况下不同频率点的压缩机吸气口压力及排气口压力；其次，根据相应的吸气口压力及排气口压力拟合公式，结合最小二乘法公式，求解拟合公式中的待定系数；然后，根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出与该模式运行条件相应的工况下的排气口压力及吸气口压力。
这里，只需测试单一环境工况下的压力数据，即可快速拟合其余环境工况下的压力数据，进而提升测试效率减少试验成本。并且，对试验测试无法涵盖的环境工况，通过本发明的拟合方法可评估更严酷环境工况下的压力数据。
附图说明
图1为实施例1中，当变频空调器制冷运行时，在最大制冷环境工况下，拟合排气压力数据与实测排气压力数据对比曲线；
图2为实施例1中，变频空调器制冷运行时，在最大制冷环境工况下，拟合吸气压力数据与实测吸气压力数据对比曲线；
图3为实施例2中，变频空调器制热运行时，在最大制热环境工况下，拟合排气压力数据与实测排气压力数据对比曲线；
图4为实施例2中，变频空调器制热运行时，在最大制热环境工况下，拟合吸气压力数据与实测吸气压力数据对比曲线。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。
本发明所述变频空调器压力数据拟合方法，包括如下步骤：
步骤1、在变频空调器任意一个模式运行条件下，分别测试得到与该模式运行条件相应室外环境温度的工况下不同频率点的压缩机吸气口压力及排气口压力；
步骤2、根据相应的吸气口压力及排气口压力拟合公式，结合最小二乘法公式，求解拟合公式中的待定系数；
步骤3、根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在该模式运行条件时不同的工况下的排气口压力及吸气口压力。
这里，只需要测试单一环境工况下的压力数据，即可快速拟合得出其余环境工况下的压力数据，大大节约了数据采集时间。
实施例1
本实施例以某变频空调器在制冷运行状态下，以额定制冷环境工况下的排气压力和吸气压力推导最大制冷环境工况下的吸气压力和排气压力为例，具体阐述本发明所提出的方法。
一、在焓差实验室对制冷运行状态下的变频空调器进行压力和温度测试，环境工况为额定制冷工况，即室外侧温度为35℃，室内侧温度为27℃，得到压缩机各个运行频率点fi下的排气压力Pdi'和吸气压力Psi'。本实施例中，测试起始频率点为9.6Hz，测试终止频率点为75.6Hz，测试频率点个数i为23，且相邻两测试频率点的测试频率步长为3Hz。
二、根据如下排气压力和吸气压力拟合公式和额定制冷环境工况下的测试数据，基于最小二乘法思想，求解出待定系数。
Pdi＝a1TC+b1fi
Psi＝a2log(TC)+b2log(fi)
其中，TC为制冷测试工况的室外环境温度，本实施例中为35℃，i为测试频率点个数，本实施例中为23个，fi为第i个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdi为第i个测试频率点下的排气压力拟合值，Psi为第i个测试频率点下的吸气压力拟合值，a1、b1、a2、b2为待定系数。
这里，待定系数a1、b1求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdi-Pdi')2的值最小，其中，Pdi'为第i个测试频率点下的排气压力测试值；
同理，待定系数a2、b2求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psi-Psi')2的值最小，其中，Psi'为第i个测试频率点下的吸气压力测试值。
三、根据制冷运行排气压力、吸气压力拟合公式，可拟合得出变频空调器在制冷模式运行条件时室外环境温度为TC'下的排气压力和吸气压力，公式如下：
Pdi”＝a1TC'+b1fi'+c1
Psi”＝a2log(TC')+b2log(fi')+c2
其中，TC'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制冷环境温度，本实施例中，TC'为43℃，i'为变频压缩机在环境温度43℃下所能运行的频率点个数，fi'为第i'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的排气压力拟合值，Psi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的吸气压力拟合值，c1、c2为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度TC的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c1取值范围为0.15～0.2，c2取值范围为0.01～0.05。本实施例中，c1取值为0.16，c2取值为0.02。
因此，在变频空调器制冷运行条件下，由额定制冷工况即室外环境温度为35℃时的排气压力和吸气压力推导最大制冷工况即室外环境温度为43℃的排气压力和吸气压力的拟合值与测试值对比曲线如图1和图2。
实施例2
本实施例以某变频空调器在制热运行状态下，以额定制热环境工况下的排气压力和吸气压力推导最大制热环境工况下的吸气压力和排气压力为例，具体阐述本发明所提出的方法。
一、在焓差实验室对制冷运行状态下的变频空调器进行压力和温度测试，环境工况为额定制热工况，即室外侧温度为7℃，室内侧温度为20℃，得到压缩机各个运行频率点fj下的排气压力Pdj'和吸气压力Psj'。本实施例中，测试起始频率点为30Hz，测试终止频率点为87.6Hz，测试频率点个数i为25，且相邻两测试频率点的测试频率步长为2.4Hz。
二、根据如下排气压力和吸气压力拟合公式和额定制热环境工况下的测试数据，基于最小二乘法思想，求解出待定系数。
Pdj＝a3log(Th)+b3fj
Psj＝a4log(Th)+b4fj
其中，Th为制热测试工况的室外环境温度，本实施例中中为7℃，j为测试频率点个数，本实施例中为25个，fj为第j个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdj为第j个测试频率点下的排气压力拟合值，Psj为第j个测试频率点下的吸气压力拟合值，a3、b3、a4、b4为待定系数。
这里，待定系数a3、b3求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdj-Pdj')2的值最小，其中，Pdj'为第j个测试频率点下的排气压力测试值；
同理，待定系数a4、b4求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psj-Psj')2的值最小，其中，Psj'为第j个测试频率点下的吸气压力测试值。
三、根据制热运行排气压力、吸气压力拟合公式，可拟合得出变频空调器在制热模式运行条件时室外环境温度为Th'下的排气压力和吸气压力，公式如下：
Pdj”＝a3log(Th')+b3fj'+c3
Psj”＝a4log(Th')+b4fj'+c4
其中，Th'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制热环境温度，本实施例中为24℃，j'为变频压缩机在环境温度Th'下所能运行的频率点个数，本实施例中为25个，fj'为第j'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的排气压力拟合值，Psj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的吸气压力拟合值，c3、c4为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度Th的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c3取值范围为0.01～0.05，c4取值范围为-0.1～-0.2。本实施例中，c3取值为0.01，c4取值为-0.12。
因此，在变频空调器制热运行条件下，由额定制热工况即室外环境温度为7℃时的排气压力和吸气压力推导最大制热工况即室外环境温度为24℃的排气压力和吸气压力的拟合值与测试值对比曲线如图3和图4。

Claims (10)

1.变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在变频空调器任意一个模式运行条件下，分别测试得到与该模式运行条件相应室外环境温度的工况下不同频率点的压缩机吸气口压力及排气口压力；
步骤2、根据相应的吸气口压力及排气口压力拟合公式，结合最小二乘法公式，求解拟合公式中的待定系数；
步骤3、根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在该模式运行条件时不同的工况下的排气口压力及吸气口压力。
2.根据权利要求1所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤1中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，在额定制冷测试工况下分别测试不同频率点下压缩机的吸气口压力及排气口压力。
3.根据权利要求2所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，测试时的起始频率点为9.6Hz，终止频率点为压缩机在该测试工况下所能运行的最大频率点，所述频率点的个数至少为5个。
4.根据权利要求3所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，吸气口压力及排气口压力拟合公式为：
Pdi＝a1TC+b1fi
Psi＝a2log(TC)+b2log(fi)
其中，TC为制冷测试工况的室外环境温度，i为测试频率点个数，fi为第i个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdi为第i个测试频率点下的排气压力拟合值，Psi为第i个测试频率点下的吸气压力拟合值，a1、b1、a2、b2为待定系数。
5.根据权利要求4所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤2中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，待定系数a1、b1求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdi-Pdi')2的值最小，其中，Pdi'为第i个测试频率点下的排气压力测试值；
待定系数a2、b2求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psi-Psi')2的值最小，其中，Psi'为第i个测试频率点下的吸气压力测试值。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤3中，当变频空调器在制冷模式运行条件下时，根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在制冷模式运行条件时室外环境温度为TC'的工况下的排气口压力及吸气口压力，该公式为：
Pdi”＝a1TC'+b1fi'+c1
Psi”＝a2log(TC')+b2log(fi')+c2
其中，TC'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制冷环境温度，i'为变频压缩机在环境温度TC'下所能运行的频率点个数，fi'为第i'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的排气压力拟合值，Psi”为在变频压缩机运行频率为fi'时的吸气压力拟合值，c1、c2为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度TC的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c1取值范围为0.15～0.2，c2取值范围为0.01～0.05。
7.根据权利要求1所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤1中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，在额定制热测试工况下分别测试不同频率点下压缩机的吸气口压力及排气口压力，此时，测试时的起始频率点为30Hz，终止频率点为压缩机在该测试工况下所能运行的最大频率点，所述频率点的个数至少为5个。
8.根据权利要求7所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，当变频空调器在制热模式运行条件下时，吸气口压力及排气口压力拟合公式为：
Pdj＝a3log(Th)+b3fj
Psj＝a4log(Th)+b4fj
其中，Th为制热测试工况的室外环境温度，j为测试频率点个数，fj为第j个测试频率点所对应的压缩机运行频率值，Pdj为第j个测试频率点下的排气压力拟合值，Psj为第j个测试频率点下的吸气压力拟合值，a3、b3、a4、b4为待定系数。
9.根据权利要求8所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤2中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，待定系数a3、b3求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Pdj-Pdj')2的值最小，其中，Pdj'为第j个测试频率点下的排气压力测试值；
待定系数a4、b4求解方法为：寻求一组待定系数，使得∑(Psj-Psj')2的值最小，其中，Psj'为第j个测试频率点下的吸气压力测试值。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的变频空调器压力数据拟合方法，其特征在于，步骤3中，当变频空调器在制热模式运行条件下时，根据吸气口压力及排气口压力拟合公式，拟合得出变频空调器在制热模式运行条件时室外环境温度为Th'的工况下的排气口压力及吸气口压力，该公式为：
Pdj”＝a3log(Th')+b3fj'+c3
Psj”＝a4log(Th')+b4fj'+c4
其中，Th'为要拟合的排气压力与吸气压力所对应的制热环境温度，j'为变频压缩机在环境温度Th'下所能运行的频率点个数，fj'为第j'个变频压缩机运行频率点所对应的频率值，Pdj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的排气压力拟合值，Psj”为在变频压缩机运行频率为fj'时的吸气压力拟合值，c3、c4为误差补偿系数，引入该误差补偿系数是由于环境温度Th的波动而造成的测试误差，该测试误差也导致了拟合值存在误差，c3取值范围为0.01～0.05，c4取值范围为-0.1～-0.2。
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