CN109539482A - 电量计算方法、装置及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电量计算方法、装置及空调系统，其中，该方法应用于空调系统，包括：计算空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个预设时间段构成预设计算周期；计算步骤通过空调内置程序实现；根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量。本发明解决了现有技术中空调系统电费统计需要借助硬件实现的问题，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

Description

电量计算方法、装置及空调系统

技术领域

本发明涉及电能技术领域，具体而言，涉及一种电量计算方法、装置及空调系统。

背景技术

目前多联机空调对于电量的统计以及分摊计费，都是借助外装电表实现的，通常有三种方式：①外机侧装1个电表，内机侧不装，只计算外机耗电。②外机侧与内机侧都装电表。③内机侧从外机上取电，电表安装在外机侧。第一种方式装设1个电表，未能统计内机侧功率，在能耗计算方面不准；第二种方式需要外机侧、内机侧都装设电表，成本很高，工程施工复杂；第三种方式本身存在用电不安全，而且无法分清内外机各自耗电情况。

因此，现有技术中，多联机计费、统计电量必须搭配电表，增加了安装成本，且效果也并没有很理想。

针对相关技术中空调系统电费统计需要借助硬件实现的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种电量计算方法、装置及空调系统，以至少解决现有技术中空调系统电费统计需要借助硬件实现的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电量计算方法，应用于空调系统，包括：计算空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个预设时间段构成预设计算周期；计算步骤通过空调内置程序实现；根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量。

进一步地，计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，包括：计算每个预设时间段空调系统外机侧的耗电量、内机侧的耗电量、控制器的耗电量；将每个预设时间段外机侧的耗电量、内机侧的耗电量以及控制器的耗电量加和，得到空调系统在每个预设时间段的耗电量。

进一步地，外机侧的耗电量至少包括：压缩机耗电量；通过以下公式计算压缩机耗电量Q1：Q1＝Un*I*k*T1；其中，Un＝E，Un为压缩机的电压，E为压缩机感应电动势，I为压缩机的相电流，k为压缩机的修正系数，T1为预设时间段。

进一步地，外机侧的耗电量至少包括：压缩机耗电量；通过以下公式计算压缩机耗电量Q1：Q1＝Un*I*k*T1；其中，Un＝E+I*Rs+L*(di/dt)；E为压缩机感应电动势，I为压缩机的相电流，Rs为压缩机的绕组电阻，L为压缩机的电感。

进一步地，外机侧的耗电量至少包括：室外风机耗电量；通过以下公式计算室外风机耗电量Q2：Q2＝r*j*T1；其中，r为室外风机的频率、j为室外风机的修正系数，T1为预设时间段。

进一步地，内机侧的耗电量至少包括：室内风机耗电量；通过以下公式计算室内风机耗电量Q4：Q4＝(Wr+Wy)*T1；其中，Wr为室内风机的档位对应的室内风机的功率，Wy为室内风机的负载功率、T1为预设时间段。

进一步地，内机侧的耗电量还包括：水泵耗电量Q5；其中，水泵耗电量Q5为定值。

进一步地，控制器的耗电量至少包括：主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量、滤波板耗电量；通过以下方式计算控制器的耗电量：根据空调系统的型号，从预设信息表中获取与空调系统型号对应的各个控制板的功率；根据各个控制板的功率计算各个控制板的耗电量；将各个控制板的耗电量加和，得到控制器的耗电量。

进一步地，根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量，包括：获取空调系统在每个预设时间段的耗电量；将每个预设时间段的耗电量加和，得到空调系统在预设计算周期的总电量。

进一步地，压缩机的相电流I通过霍尔电阻传感器测得，其中，压缩机为三相压缩机，霍尔电阻传感器位于压缩机的任意两相上。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电量计算装置，应用于空调系统，包括：

分步计算模块，用于计算空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个预设时间段构成预设计算周期；计算步骤通过空调内置程序实现；总电量计算模块，用于根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机设备，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计算机程序，处理器执行程序时实现如上述的电量计算方法。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的电量计算方法。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种空调系统，包括上述的电量计算装置。

在本发明中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电量计算方法的一种可选的流程图；

图2是根据本发明实施例的霍尔电阻的一种可选的分布示意图；以及

图3是根据本发明实施例的电量计算装置的一种可选的结构框图。

附图标记说明：

1、霍尔电阻；2、压缩机绕组；3、霍尔电阻。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种电量计算方法，该控制方法可以直接应用至各种空调空调系统上，也可以应用至具有外机和内机的其他多联系统上，具体实现时，可以通过在空调系统或其他装置安装软件、APP、或者写入控制器相应的程序的方式来实现。具体来说，图1示出该方法的一种可选的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤S102-S106：

S102：计算空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个预设时间段构成预设计算周期；计算步骤通过空调内置程序实现；

S104：根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

在一个空调空调系统中，系统的主要功率/耗电分布包括：控制器板自身功率，压缩机运行功率，室外风机运行功率，室内机运行功率。其中，控制板至少包括：压机驱动板、风机驱动板、主控板、滤波板等。

在本发明一个优选的实施方式中，计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，包括：计算每个预设时间段空调系统外机侧的耗电量、空调系统内机侧的耗电量、空调系统控制板的耗电量；将每个预设时间段外机侧的耗电量、内机侧的耗电量以及控制板的耗电量加和，得到空调系统在每个预设时间段的总耗电量。

其中，外机侧的耗电量至少包括以下之一：压缩机耗电量、室外风机耗电量；内机侧的耗电量至少包括：室内风机耗电量、水泵耗电量；控制器的耗电量至少包括：主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量、滤波板耗电量。在上述实施方式中，将系统的耗电分为外机侧，内机侧和控制器侧，分别计算每一侧的耗电量，进行加和即可得到总耗电量。

1.压缩机耗电量

压缩机功率W1＝Un*I*k；Un＝E+I*Rs+L*(di/dt)；

其中：①k为修正系数，常数；②E为压缩机电动势，由电学知识可知E∝r,r为压塑机转子转速；根据电感原理(切割磁感线)，知道压缩机转速r，即知道压缩机电动势E；③I为相电流(霍尔传感器测得)，Rs为绕组电阻，因为绕组电阻很小，故可以忽略I*Rs；④L为电感，电感也十分小，故L*(di/dt)予以忽略；

由此可得：Un＝E+I*Rs+L*(di/dt)可近似的看做Un＝E；

即知道压缩机转速，即可知道电压，再结合霍尔传感器测得的相电流，即可计算出压缩机功率。

在上述实施方式中，压缩机的相电流I通过霍尔电阻传感器测得，其中，压缩机为三相压缩机，霍尔电阻传感器位于压缩机的任意两相上，如图2所示，1、3为相同规格的霍尔电阻，分别布置在其中任意两相上，2为压缩机绕组。

在确定压缩机功率之后，计算压缩机耗电量Q1：Q1＝Un*I*k*T1。

2.室外风机耗电量

室外风机功率根据相对整机或压机耗电功率来说较小，其功率可近似看做室外风机频率的正比关系：W2＝r*j，其中j为固定常数；

在确定室外风机功率之后，通过以下公式计算室外风机耗电量Q2：Q2＝r*j*T1；其中，r为室外风机的频率、j为室外风机的修正系数，T1为预设时间段。

每个预设时间段空调系统外机侧的耗电量Q3＝Q1+Q2。

3.室内风机耗电量

室内机功率W4＝Wr+Wy

室内机主要功率负载就是风机，其余水泵、主控板电子膨胀阀等功率都较小，将主控板、水泵予以统一定值处理Wy，风机以档位来反馈功率。

其中：Wr为风机(电机)功率；Wy为水泵、内机控制板等其他负载，定值；室内风机处于哪个档位，就反馈该档位下定值处理的功率。下表为风机单位与功率的对应关系表：

风机(电机)档位	功率
		超高档	Wr1
高风档	Wr2
		中风档	Wr3
低风档	Wr4

在确定室内风机功率之后，进一步地，通过以下公式计算室内风机耗电量Q4：Q4＝(Wr+Wy)*T1；其中，T1为预设时间段。

4.控制器耗电量

通过以下方式计算控制器的耗电量：

根据空调系统的型号，从预设信息表中获取与空调系统型号对应的主控制板功率、压缩机控制板功率、室外风机控制板功率、室内风机控制板功率、滤波板功率；其中，预设信息表为空调系统的型号分别与主控制板功率、压缩机控制板功率、室外风机控制板功率、室内风机控制板功率、滤波板功率的对应关系表；

将主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量和滤波板耗电量加和，得到控制器的耗电量。

控制板功率指的是维持自身运行所需能耗，其值较小，在此可视为定值处理，赋值参考如下：

主控板功率W11：10W；

滤波板动率W12：10W；

室外风机板功率W13：10W；

压缩机驱动板W14：20W。

在上述实施方式中，利用现有元器件，动态计算压缩机耗功，对控制板等自身能耗较小的功率耗电予以定值处理，在不影响精度前提下简化计算程序，提高系统运行计算稳定性、可靠性；同时，科学的电量计算统计程序，实现该功能无需增加任何硬件，只需添加内置程序即可。并且，创立全新(组合、简化等)的功率计算公式，确保计算精度高并贴合实际，有利于在学校等地区推广空调。

进一步地，根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量，包括：获取空调系统在每个预设时间段的耗电量；将每个预设时间段的耗电量加和，得到空调系统在预设计算周期的总电量。

在本发明优选的实施例1中，还提供了另一种优选的电量计算方法，具体来说，该方法包括如下步骤：

驱动板内置程序计算压缩机及风机累计耗电量，以5分钟为1个计算周期，计算结果发给主控板内置程序；

内机将功率以及5min内的累计耗电量，以5分钟为1个周期，发给主控；

主控根据预先设定的功率定值计算出5分钟内控制板等耗电量Qj；并将计算结果与驱动板反馈的5分钟耗电量Qy、内机反馈5分钟耗电量Qn相加计算出系统5分钟内耗电量

系统总耗电量

外机侧电量计算包括：①将控制板(压机驱动板、风机驱动板、主控板、滤波板等)功率视为定值；②压机根据功率计算公式(见上)、风机根据其计算公式计算出其5分钟内的累计耗电量，并发给主控；

内机侧电量计算包括：①水泵、主内机控制板等负载较小，统一看做一个定值处理，即这些小功率当做一个固定功率处理；②内机一般会有几个固定档(超高档、高风档等)在每个档位下，电机的功率变化是很小的，将每个档位下的电机功率试做定值，每一个档位对应1个定值功率。

总耗电量计算包括：主控将各反馈过来的信息叠加，自身每5分钟累计1次。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

实施例2

基于上述实施例1中提供的电量计算方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种电量计算装置，应用于空调系统，具体地，图3示出该装置的一种可选的结构框图，如图3所示，该装置包括：

分步计算模块302，用于计算空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个预设时间段构成预设计算周期；计算步骤通过空调内置程序实现；

总电量计算模块304，与分步计算模块302连接，用于根据空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算空调系统在预设计算周期的总电量。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

进一步地，分步计算模块302包括：

第一计算单元，用于计算每个预设时间段空调系统外机侧的耗电量、内机侧的耗电量、控制器的耗电量；

第一加和单元，用于将每个预设时间段外机侧的耗电量、内机侧的耗电量以及控制器的耗电量加和，得到空调系统在每个预设时间段的耗电量。

其中，外机侧的耗电量至少包括以下之一：压缩机耗电量、室外风机耗电量；内机侧的耗电量至少包括：室内风机耗电量、水泵耗电量；控制器的耗电量至少包括：主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量、滤波板耗电量。在上述实施方式中，将系统的耗电分为外机侧，内机侧和控制器侧，分别计算每一侧的耗电量，进行加和即可得到总耗电量。

优选地，外机侧的耗电量至少包括：压缩机耗电量；第一计算单元包括：第一外机电量计算子单元，用于通过以下公式计算压缩机耗电量Q1：Q1＝Un*I*k*T1；其中，Un＝E，Un为压缩机的电压，E为压缩机感应电动势，I为压缩机的相电流，k为压缩机的修正系数，T1为预设时间段。

可选地，第一计算单元包括：第二外机电量计算子单元，用于通过以下公式计算压缩机耗电量Q1：Q1＝Un*I*k*T1；其中，Un＝E+I*Rs+L*(di/dt)；E为压缩机感应电动势，I为压缩机的相电流，Rs为压缩机的绕组电阻，L为压缩机的电感。

进一步地，外机侧的耗电量至少包括：室外风机耗电量；第一计算单元包括：第三外机电量计算子单元，用于通过以下公式计算室外风机耗电量Q2：Q2＝r*j*T1；其中，r为室外风机的频率、j为室外风机的修正系数，T1为预设时间段。

第一计算单元还包括：内机电量计算子单元，用于通过以下公式计算室内风机耗电量Q4：Q4＝(Wr+Wy)*T1；其中，Wr为室内风机的档位对应的室内风机的功率，Wy为室内风机的负载功率、T1为预设时间段。

进一步地，第一计算单元还包括：水泵电量计算子单元，用于计算水泵耗电量Q5；其中，水泵耗电量Q5为定值。

制器的耗电量至少包括：主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量、滤波板耗电量；第一计算单元还包括：主控制电量计算子单元，用于通过以下方式计算控制器的耗电量：根据空调系统的型号，从预设信息表中获取与空调系统型号对应的各个控制板的功率；根据各个控制板的功率计算各个控制板的耗电量；将各个控制板的耗电量加和，得到控制器的耗电量。

进一步地，总电量计算模块304包括：获取单元，用于获取空调系统在每个预设时间段的耗电量；第二加和单元，用于将每个预设时间段的耗电量加和，得到空调系统在预设计算周期的总电量。

进一步地，压缩机的相电流I通过霍尔电阻传感器测得，其中，压缩机为三相压缩机，霍尔电阻传感器位于压缩机的任意两相上。

关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

基于上述实施例1中提供的电量计算方法，在本发明优选的实施例3中还提供了一种计算机设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的电量计算方法。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

实施例4

基于上述实施例1中提供的电量计算方法，在本发明优选的实施例4中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的电量计算方法。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

实施例5

基于上述实施例2中提供的电量计算装置，在本发明优选的实施例4中还提供了一种空调机组，包括上述的电量计算装置。

在上述实施方式中，提供了一种不依赖于电表的电量计算方法，通过计算空调系统在每个预设时间段的耗电量，进而计算空调系统在预设计算周期的总分摊电量。通过空调内置的精准电量统计程序，无需额外配置电表，即可计算出空调系统的总电量，减少了安装成本，同时计算精度高并贴合用电实际。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种电量计算方法，应用于空调系统，其特征在于，包括：

计算所述空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个所述预设时间段构成预设计算周期；所述计算步骤通过空调内置程序实现；

根据所述空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算所述空调系统在所述预设计算周期的总电量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述空调系统在每个预设时间段的耗电量，包括：

计算每个预设时间段所述空调系统外机侧的耗电量、内机侧的耗电量、控制器的耗电量；

将每个预设时间段所述外机侧的耗电量、所述内机侧的耗电量以及所述控制器的耗电量加和，得到所述空调系统在每个预设时间段的耗电量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外机侧的耗电量至少包括：压缩机耗电量；

通过以下公式计算所述压缩机耗电量Q1：

Q1＝Un*I*k*T1；其中，Un＝E，Un为所述压缩机的电压，E为所述压缩机感应电动势，I为所述压缩机的相电流，k为所述压缩机的修正系数，T1为所述预设时间段。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外机侧的耗电量至少包括：压缩机耗电量；

通过以下公式计算所述压缩机耗电量Q1：

Q1＝Un*I*k*T1；其中，

Un＝E+I*Rs+L*(di/dt)；E为所述压缩机感应电动势，I为所述压缩机的相电流，Rs为所述压缩机的绕组电阻，L为所述压缩机的电感。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外机侧的耗电量至少包括：室外风机耗电量；

通过以下公式计算所述室外风机耗电量Q2：

Q2＝r*j*T1；其中，r为所述室外风机的频率、j为所述室外风机的修正系数，T1为所述预设时间段。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述内机侧的耗电量至少包括：室内风机耗电量；

通过以下公式计算所述室内风机耗电量Q4：

Q4＝(Wr+Wy)*T1；其中，Wr为所述室内风机的档位对应的所述室内风机的功率，Wy为所述室内风机的负载功率、T1为所述预设时间段。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内机侧的耗电量还包括：水泵耗电量Q5；其中，所述水泵耗电量Q5为定值。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器的耗电量至少包括：主控制板耗电量、压缩机控制板耗电量、室外风机控制板耗电量、室内风机控制板耗电量、滤波板耗电量；

通过以下方式计算所述控制器的耗电量：

根据所述空调系统的型号，从预设信息表中获取与空调系统所述型号对应的各个控制板的功率；根据所述各个控制板的功率计算所述各个控制板的耗电量；将所述各个控制板的耗电量加和，得到所述控制器的耗电量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算所述空调系统在所述预设计算周期的总电量，包括：

获取所述空调系统在每个预设时间段的耗电量；

将每个预设时间段的耗电量加和，得到所述空调系统在所述预设计算周期的总电量。

10.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述压缩机的相电流I通过霍尔电阻传感器测得，其中，所述压缩机为三相压缩机，所述霍尔电阻传感器位于所述压缩机的任意两相上。

11.一种电量计算装置，应用于空调系统，其特征在于，包括：

分步计算模块，用于计算所述空调系统在每个预设时间段的耗电量；其中，多个所述预设时间段构成预设计算周期；所述计算步骤通过空调内置程序实现；

总电量计算模块，用于根据所述空调系统在各个预设时间段的耗电量，计算所述空调系统在所述预设计算周期的总电量。

12.一种计算机设备，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计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至10中任一项所述的电量计算方法。

13.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1至10中任一项所述的电量计算方法。

14.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的电量计算装置。