CN109612029A - 效能预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种效能预测方法,其应用于空调设备及中央服务器上,空调设备上设有多个感测元件,能检测出多种物理参数及效能值,中央服务器能将感测元件传来的物理参数及效能值,储存为第一参数集及第一效能值,以建立比对数据库;在中央服务器再次接收到新的物理参数及效能值时,能利用余弦相似定理,计算并筛选出相似度较高的第一参数集,并根据对应的第一效能值,计算出预期效能值,通过比对该预期效能值及新收到的效能值之间的误差,即能估算出该空调设备的衰退程度,以利使用者能即时对空调设备进行保养。
Description
技术领域
本发明是关于一种效能预测方法,能根据感测元件检测到的数据,建立比对数据库,进而在空调设备实际运行时,分析并推断其衰退率。
背景技术
在时下各类空调设备(如:冰水主机、热泵主机、空气热交换调节设备、冷却水塔)中,空调设备在与外界环境进行热交换的过程中,其使用效能会随着时间慢慢衰退,此衰退原因是因为空气中的粉尘粒子或其它污染物,会随着外界流体(气体或液体)一并进入空调设备的热交换器表面,之后再随着运转时间的累积,形成污垢进而影响空调设备的热交换效果。
由于,污垢的累积不仅会降低热交换效果,更会造成能耗增加、空调性能不如预期等问题,因此,传统作法上,使用者必须定期对空调设备进行保养,或者,通过感测元件判断空调设备的性能。然而,前述作法皆是由保养人员定期进行检测、或定期根据感测元件检测到的数据进行整理分析,始能找出衰退的元件并加以替换,在实施上不仅繁复,且亦缺乏即时性。
因此,本发明的技术目的,即是设计出一种崭新的效能预测方法,能根据感测元件侦测的信号,即时分析,并精确地判断出空调设备的衰退程度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能估算出空调设备的衰退程度,以利于使用者能即时对空调设备进行保养的效能预测方法。
本发明的一方面是提供一种效能预测方法,其应用于空调系统中,空调系统至少包括空调设备及中央服务器,空调设备上设有多个感测元件,能检测出空调设备的多种物理参数及效能值;中央服务器能以有线或无线的方式与多个感测元件相连接,效能预测方法包括:中央服务器每隔一个预定期间,即接收多个感测元件传来的物理参数及效能值,并分别储存为一组第一参数集及第一效能值;中央服务器根据储存的每一组第一参数集及对应的第一效能值,建立比对数据库;中央服务器再次接收多个感测元件传来的物理参数及效能值,储存为第二参数集及第二效能值;中央服务器利用余弦相似定理,计算第二参数集与比对数据库内的每一组第一参数集的相似度;中央服务器筛选出相似度大于筛选门槛的多个第一参数集,并根据筛选出的多个第一参数集的多个第一效能值,计算出预期效能值;及中央服务器计算预期效能值及第二效能值之间的误差值,以判断空调系统的效能衰退程度。
在本发明的一实施例中,还包括当误差值超过衰退门槛时,中央服务器能产生警告信息。
在本发明的一实施例中,还包括中央服务器在筛选出的多个第一参数集后,将对应的多个第一效能值进行平均,以计算出预期效能值。
在本发明的一实施例中,还包括筛选门槛的数值为0.8~0.95之间。
在本发明的一实施例中,还包括当误差值超过提醒门槛,但尚未超过衰退门槛时,中央服务器能产生保养信息。
在本发明的一实施例中,还包括中央服务器在计算出误差值时,会同时纪录对应的时间参数。
在本发明的一实施例中,还包括中央服务器每隔一个间隔时间,即会执行效能预测方法,以取得多组多个误差值及多个时间参数,且中央服务器能根据多个误差值及多个时间参数,依据时间顺序,产生衰退预测线。
在本发明的一实施例中,还包括中央服务器能根据衰退预测线,计算出衰退预测线对应至提醒门槛的预估时间点。
在本发明的一实施例中,还包括在预估时间点与当前时间的差距小于临界值的情况下,中央服务器能产生保养预告信息。
在本发明的一实施例中,物理参数包括温度、流量或湿度,且效能值为耗电量或热交换效率。
通过前述技术特征,由于中央服务器能依据比对数据库内的第一参数集,估算出第二参数集的预期效能值,故,中央服务器仅需比对预期效能值与第二效能值,即可根据误差值,推算出效能衰退程度,供使用者即时进行保养或更换。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:
图1是本发明的效能预测方法所应用的空调系统示意图;
图2是本发明的效能预测方法的流程图;及
图3是本发明的效能预测方法所形成的图表示意图。
具体实施方式
在本文中,当一个元件被称为“连接”或“耦接”时,可指“电气连接”或“电气耦接”,“连接”或“耦接”也可用以表示二个或多个元件之间相互搭配操作或互动。此外,虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件或参数名称,该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明,否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位,也非用以限定本发明。
本发明是提供一种效能预测方法,请参阅图1所示,是本发明的方法所应用的空调系统1,空调系统1至少包括空调设备11及中央服务器12,空调设备11上设有多个感测元件110,能检测出空调设备11的多种物理参数及效能值。
在一实施例中,多个感测元件110可包括温度感测元件111、湿度感测元件112、压力感测元件113、流量感测元件114及效能感测元件115,感测元件111~114能分别侦测温度、湿度、气体或液体压力、气体或液体流量等物理参数,效能感测元件115则能用以检测空调设备11的效能,如耗电量、热交换功率等。
本发明中,多个感测元件110的类型与数量并不以图1绘制者为限,而需视空调设备11的实际类型而定。兹以常见的五种空调设备类型为例说明如下:
(1)水冷式冰水主机、水对水热泵:此类空调设备中,感测元件包括温度感测元件、流量感测元件及电力检测元件,能分别检测高低压端的进出水温及流量,并能计算耗电量。
(2)气冷式冰水主机:此类空调设备中,感测元件包括温度感测元件、液体流量感测元件、气体流量感测元件及电力检测元件,能分别检测高压端进/出气流温度、气体流量、低压端进/出水温、液体流量、与设备耗电量。
(3)空气对水热泵:此类空调设备中,感测元件包括温度感测元件、气体流量感测元件及电力检测元件,能分别检测低压端进/出气流温度、气体流量、高压端进/出水温、液体流量、与设备耗电量。
(4)空气调节设备:此类空调设备中,感测元件包括温度感测元件、湿度感测元件、气体流量感测元件、液体流量感测元件,能分别检测进出口端温度/湿度、气体流量、盘管端进/出水温与液体流量,且能计算出热交换率。
(5)冷却水塔:此类空调设备中,感测元件包括温度感测元件、湿度感测元件、气体流量感测元件、液体流量感测元件,能分别检测进出口端温度/湿度、气体流量、水塔端进/出水温与液体流量,且能计算出热交换量。
中央服务器12能以有线或无线的方式与多个感测元件110相连接,在一实施例中,中央服务器12包括相互连线的中央监控电脑121及优化系统电脑122,中央监控电脑121即为传统用于控制空调设备11启闭的管理中心,本发明则是在传统架构上,增设优化系统电脑122,以实现本发明的效能预测方法。优化系统电脑122能用以处理数据运算及分析,以降低中央监控电脑的运行负荷。
请参阅图1~图2所示,兹说明本发明的步骤流程如下:首先,在步骤S201中,中央服务器12内的中央监控电脑121,能每隔一个预定期间(如:每小时),接收多个感测元件110传来的各个物理参数及效能值,并分别储存为一组第一参数集及第一效能值,如下表所示:
[X11 X12 X13 …… X1n Y1]
[X21 X22 X23 …… X2n Y2]
[X31 X32 X33 …… X3n Y3]
在上表中,X11~X1n代表“第一组”第一参数集,代表同一时间或同一时间区段中,接收到的各类物理参数所形成的向量数据,Y1则为对应于“第一组”第一参数集的第一效能值。同理,X21~X2n代表“第二组”第一参数集,Y2则为对应于“第二组”第一参数集的第一效能值。在步骤S202中,中央服务器12根据储存的每一组第一参数集及对应的第一效能值,建立比对数据库D1(即,上表所示的矩阵),比对数据库D1内的数据数据,能完整地反应出空调设备11在不同的运行状态下(即,不同物理参数中),应有的效能值。
中央监控电脑121可通过内部储存的检测规则,判断比对数据库D1的数据是否已经足够,例如:数据是否涵盖高温、低温等各季节天气?检测规则能包括多笔条件范围(如:不同气温、不同湿度、不同流量等),当多个第一参数集满足所有条件范围时,即可视为数据已搜集齐全;或者,检测规则可为底限值,例如:当多个第一参数集的数量超过100笔时,即视为数据已搜集齐全。
在步骤S203中,当比对数据库D1建立完成后,即完成效能预测方法的前置程序,接着,空调设备11正式开始运行后,中央服务器12能再次接收多个感测元件110传来的各种物理参数及效能值,储存为第二参数集及第二效能值,如下表所示:
[Xn1 Xn2 Xn3 …… Xnn Yn]
在上表中,Xn1~Xnn为第二参数集,能反应出空调设备11当前的运行状态,Yn为对应于第二参数集的第二效能值,能反映出空调设备11当前的运行效能,在步骤S204中,中央服务器12内的优化系统电脑122能取得中央监控电脑11内所储存的第一参数集及第二参数集,利用余弦相似定理(如下所示,其中A、B系分别代入第一参数集及第二参数集),计算第二参数集与每一组第一参数集的相似度。
由于,比对数据库D1系涵盖了各种情况下的数据数据(如:不同气温、湿度、季节下的运行状态),故,在步骤S205中,在预测效能前,优化系统电脑122尚会筛选出相似度大于筛选门槛的第一参数集,筛选门槛可由业者自行设定,较佳的是设于0.8~0.95之间。接着,在步骤S206中,根据筛选出的第一参数集的第一效能值,计算出预期效能值,以本实施例为例,若筛选出两笔第一效能值(例如:80、84),则计算这两笔第一效能值的平均值(如:82),以作为预期效能值,但在其他实施例中,也可以中位数或其他公式计算出预期效能值。
最后,在步骤S207中,优化系统电脑122计算预期效能值及第二效能值之间的误差值,以判断空调系统的效能衰退程度,例如:预期效能值为82、第二效能值为78,则误差率约为5%。此误差率即可反映出空调设备11的衰退率。
请参阅图1~图3所示,中央服务器12能根据计算出的误差率,判断是否需要发出警告,在一实施例中,若优化系统电脑122判断出当前计算出的误差率,已超过衰退门槛时(如:10%),中央服务器12的优化系统电脑122能产生警告信息,通知中央监控电脑121或其他控制终端,以即时对空调设备11进行保养。
承上,若优化系统电脑122判断当前的误差率,已超过提醒门槛(如:8%),但尚未超过衰退门槛T1时,优化系统电脑122能产生保养信息,提醒业者需注意衰退率,并自行选择是否要提前保养。
在一实施例中,优化系统电脑122能定期接收多个感测元件110传来的物理参数及效能值,以定期计算出误差率,且会同时纪录对应的一时间参数,以制成图表。如图3所示,由于中央服务器12的优化系统电脑122能每隔一个间隔时间,自动执行本发明的效能预测方法,因此,在取得多组误差值及时间参数后(如:图3所示的多个检测点P1~P4,是分别在四个时间点T1~T4时检测取得),中央服务器12的优化系统电脑122将能根据多个误差值及时间参数,依据时间顺序,产生衰退预测线。
中央服务器12的优化系统电脑122能根据衰退预测线,计算出衰退预测线对应至提醒门槛的预估时间点,例如:检测点P1、P2分别对应于误差率1%、5%,则优化系统电脑122可根据检测点P1、P2的时间差距,以及根据衰退预测线的曲率或斜率,估计出误差率达提醒门槛(如:8%)时的预估时间点(如:两周后),若优化系统电脑12判断出预估时间点与当前时间的差距小于临界值(如:一个月),则将能产生保养预告信息,以提醒使用者。
虽然本发明内容已以实施方式公开如上,然其并非用以限定本发明内容,任何所属领域的一般技术人员,在不脱离本发明内容的精神和范围内,当可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种效能预测方法,其应用于空调系统中,所述空调系统至少包括空调设备及中央服务器,所述空调设备上设有多个感测元件,能检测出所述空调设备的多种物理参数及效能值;所述中央服务器能以有线或无线的方式与所述多个感测元件相连接,其特征在于,所述效能预测方法包括:
所述中央服务器每隔一个预定期间,即接收所述多个感测元件传来的物理参数及效能值,并分别储存为一组第一参数集及第一效能值;
所述中央服务器根据储存的每一组所述第一参数集及对应的第一效能值,建立比对数据库;
所述中央服务器再次接收所述多个感测元件传来的物理参数及效能值,储存为第二参数集及第二效能值;
所述中央服务器利用余弦相似定理,计算所述第二参数集与所述比对数据库内的每一组所述第一参数集的相似度;
所述中央服务器筛选出相似度大于筛选门槛的所述多个第一参数集,并根据筛选出的所述多个第一参数集的所述多个第一效能值,计算出预期效能值;及
所述中央服务器计算所述预期效能值及所述第二效能值之间的误差值,以判断所述空调系统的效能衰退程度。
2.如权利要求1所述的效能预测方法,其特征在于,当所述误差值超过衰退门槛时,所述中央服务器能产生警告信息。
3.如权利要求2所述的效能预测方法,其特征在于,所述中央服务器在筛选出的所述多个第一参数集后,将对应的所述多个第一效能值进行平均,以计算出所述预期效能值。
4.如权利要求3所述的效能预测方法,其特征在于,所述筛选门槛的数值为0.8~0.95之间。
5.如权利要求4所述的效能预测方法,其特征在于,当所述误差值超过提醒门槛,但尚未超过所述衰退门槛时,所述中央服务器能产生保养信息。
6.如权利要求5所述的效能预测方法,其特征在于,所述中央服务器在计算出所述误差值时,会同时纪录对应的时间参数。
7.如权利要求6所述的效能预测方法,其特征在于,所述中央服务器每隔一个间隔时间,即会执行所述效能预测方法,以取得多组所述多个误差值及所述多个时间参数,且所述中央服务器能根据所述多个误差值及所述多个时间参数,依据时间顺序,产生衰退预测线。
8.如权利要求7所述的效能预测方法,其特征在于,所述中央服务器能根据所述衰退预测线,计算出所述衰退预测线对应至所述提醒门槛的预估时间点。
9.如权利要求8所述的效能预测方法,其特征在于,在所述预估时间点与当前时间的差距小于临界值的情况下,所述中央服务器能产生保养预告信息。
10.如权利要求9所述的效能预测方法,其特征在于,所述物理参数包括温度、流量或湿度,且所述效能值为耗电量或热交换效率。
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