CN111878377A - 简单有效的质量流量确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简单有效的质量流量确定方法及系统，其中，该方法包括：获取冷媒进入压缩机时的物理参数；获取压缩机的运行参数；根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。本发明解决了现有技术中只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，节约了硬件成本，提高了质量流量的计算效率。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种简单有效的质量流量确定方法及系统。
背景技术
随着物联网、大数据、数据传输器(DTU)等技术的发展，空调行业也在这些技术的带动下，不断完善设计与研发。随着人们生活水平提高，我国建筑能耗呈现持续增长趋势，空调运行带来的能耗占比较高，如何快速计算空调能耗成为了空调领域一项重要的研究方向。
通常计算能耗的前提条件是已知空调的冷量、热量以及电量，目前电量可以采集到，而冷量和热量的计算仍然是一个比较困难的问题。空调冷量和热量的计算需要知道冷媒的质量流量。工业上质量流量是一种很重要的系统参数，大多数工业都采用流量计来测量质量流量，目前可以通过安装质量流量计得出冷媒的质量流量，然后在实验室环境下利用焓差台来计算蒸发器焓差从而得出冷量和热量，如果需要推广到产品上，了解实时的质量流量，采用这种方式明显是不合理的。
针对相关技术中只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提供了一种简单有效的质量流量确定方法及系统，以至少解决现有技术中只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种质量流量确定方法，包括：获取冷媒进入压缩机时的物理参数；获取压缩机的运行参数；根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。
进一步地，物理参数至少包括：压强和温度；运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。
进一步地，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量，包括：根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量；根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量。
进一步地，根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，包括：根据压强和温度计算冷媒的密度ρ；根据压缩机排量确定冷媒的体积V；根据冷媒的密度ρ和冷媒的体积V计算冷媒的质量m；其中，m＝ρV。
进一步地，通过如下公式计算冷媒的密度ρ：ρ＝pM/RT；其中，p为压强，M为摩尔质量，R为常量，T为绝对温度。
进一步地，根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量，包括：根据运行频率f计算运行时间t；其中，t＝1/f；根据运行时间t和冷媒的质量m计算压缩机的冷媒的质量流量z；其中，z＝m/t。
进一步地，在根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量之后，还包括：根据物理参数和修正系数模式获取质量流量的修正系数；根据修正系数对质量流量进行修正。
进一步地，在根据物理参数获取质量流量的修正系数之前，还包括：获取多组物理参数下质量流量的实验数据；采集多组物理参数下质量流量的实际数据；根据实验数据和实际数据建立修正系数模式，使经过修正系数修正后的实际数据与实验数据的误差小于预设误差。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种质量流量确定系统，包括：数据采集装置，与压缩机连接，用于获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数；服务器，与所述数据采集装置连接，用于根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。
进一步地，数据采集装置包括：压力传感器和温度传感器，用于采集压强和温度；运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。
进一步地，服务器用于根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量。
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质量流量确定方法。
在本发明中，提供了一种简单有效的质量流量确定方案，通过获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。通过上述方案就能间接计量出冷媒的实时质量流量，从而解决只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，简单高效的实现了压缩机质量流量的确定，节约了硬件成本，同时也便于质量流量的计算，提高了计算效率。
附图说明
图1是根据本发明实施例的质量流量确定方法的一种可选的流程图；
图2是根据本发明实施例的质量流量确定方法的另一种可选的流程图；
图3是根据本发明实施例的质量流量确定系统的一种可选的结构框图；以及
图4是根据本发明实施例的数据采集装置的一种可选的结构框图。
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中提供了一种质量流量确定方法。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：获取冷媒进入压缩机时的物理参数；
S104：获取压缩机的运行参数；
S106：根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。
在上述实施方式中，提供了一种简单有效的质量流量确定方案，通过获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。通过上述方案就能间接计量出冷媒的实时质量流量，从而解决只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，简单高效的实现了压缩机质量流量的确定，节约了硬件成本，同时也便于质量流量的计算，提高了计算效率。
其中，物理参数至少包括：压强和温度；运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。
质量流量是指单位时间里流体通过封闭管道或敞开槽有效截面的流体质量。所以需要计算冷媒的质量流量需要知道单位时间内流过的冷媒的质量是多少。因此，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量，首先需要根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，之后，根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量。
根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，包括：根据压强和温度计算冷媒的密度ρ；根据压缩机排量确定冷媒的体积V；根据冷媒的密度ρ和冷媒的体积V计算冷媒的质量m；其中，m＝ρV。ρ＝pM/RT；其中，p为压强，M为摩尔质量，R为常量，T为绝对温度。
压缩机在生产设计时，不同型号的压缩机已经确定了其单位时间内的吸入气体的量是多少，即压缩机的排量已知，就能确定气体的体积V。通过采集装置，能获取到压缩机气缸冷媒进入时的压强p，温度t，根据物质的特性，已知物质的两种物性可以求出物质其他的物性出来，根据pV＝nRT，p为压强，V为体积，n为摩尔系数，R为常量，T为绝对温度，公式换算得到ρ＝pM/RT，所以可以通过压强p和温度t求出冷媒的密度ρ，所以根据质量m＝ρV求出压缩机气缸的质量m。
在确定质量后，根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量，包括：根据运行频率f计算运行时间t；其中，t＝1/f；根据运行时间t和冷媒的质量m计算压缩机的冷媒的质量流量z；其中，z＝m/t。数据采集装置还能传回压缩机运行频率，通过压缩机运行频率Hz，根据压缩机运行频率f＝1/t得知时间t，根据质量流量计算得出m/t等于多少kg/s或者多少kg/h，公式m/t还需要乘上一个修正系数，来修正结果，即：
在根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量之后，根据物理参数和修正系数模式获取质量流量的修正系数；根据修正系数对质量流量进行修正。
质量流量的修正系数的确定包括：获取多组物理参数下质量流量的实验数据；采集多组物理参数下质量流量的实际数据；根据实验数据和实际数据建立修正系数模式，使经过修正系数修正后的实际数据与实验数据的误差小于预设误差。上述方案中修正系数模型只与物理参数有关。可选地，还可以建立多组运行参数下质量流量的修正系数模式，或多组物理参数和运行参数下质量流量的修正系数模式，修正系数模型可根据实际需要进行确定，之后再采用实验数据与实际数据确定模型。
具体的，经过大数据采集得到全国各地数百万条空调实际运行性的所有工况数据，作为实验机器参数输入运行，模拟数百万种全工况，得到真实机组能耗，作为训练数据集。采用多种人工智能算法建立模型，例如(线性回归模型，回归树，支持向量机，高斯过程回归模型，集成学习决策树)，通过与实验室真实数据详细对比分析，选取均方根误差较小的模型，通过建立模型，训练质量流量修正系数，误差范围训练到5％以内。根据采集到的海量数据进行监督学习，与实验室使用质量流量计进行对比，得到相应的修正系数，来修正计算结果，使间接计算出实时的冷媒质量流量更加准确。
在本发明优选的实施例1中还提供了另一种质量流量确定方法，具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S201-S211：
S201：运行数据采集装置；
S202：获取运行参数；
S203：将运行参数远程发送至服务器；
S204：解析数据；
S205：进行质量流量计算；
S206：实验室进行同步试验；
S207：将试验数据存储记录，与计算数据进行对比；根据对比结果可以分为两部分：第一部分包括S208-S209；第二部分包括S210-S211；
S208：误差范围<5％，则进入S209：返回计算得到的质量流量；
S210：误差范围>5％，则进入S211；
S211：确定修正系数。之后，进入S205，重新计算质量流量。
综上所述，计量出冷媒虚拟的实时的质量流量，然后通过获取到的海量数据，进行监督学习，与实验室得出真实数据对比，如果误差较大，则确定修正系数，得到符合预期的质量流量，不断进行学习，让误差在合理的范围内，提高准确性。
实施例2
基于上述实施例1中提供的质量流量确定方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种质量流量确定系统，具体地，图3示出该系统的一种可选的结构框图，如图3所示，该系统包括：
数据采集装置，可选的，数据采集装置与DTU连接，进而通过DTU与压缩机连接，用于获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数；
服务器，与所述数据采集装置连接，用于根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。
在上述实施方式中，提供了一种简单有效的质量流量确定方案，通过获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。通过上述方案就能间接计量出冷媒的实时质量流量，从而解决只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，简单高效的实现了压缩机质量流量的确定，节约了硬件成本，同时也便于质量流量的计算，提高了计算效率。
如图3所示，系统还包括基站，用于服务器与数据采集装置之间的通信连接；以及客户端，用于获取质量流量从而监督空调机组的能耗。
为保证数据的真实可靠，采用大数据统计的方式，即采集全国范围内大量多联机的远程监测数据，按照特定的分类方式进行多维度的对比分析。整套大数据收集系统包含大数据管理客户端、服务器、数据采集模块(DTU)等。其中，数据采集模块在样本机组上，通过读取机组条码、型号、定位等信息发送至服务器建立该工程档案。在使用过程中，数据采集器持续不断的对样本机组的运行数据进行收集并上传至服务器。
图4示出该数据采集装置的一种可选的结构框图，如图4所示，数据采集装置包括：压力传感器和温度传感器，用于采集压强和温度。
运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。服务器用于根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量。
具体地，根据压强、温度和压缩机排量计算冷媒的质量，包括：根据压强和温度计算冷媒的密度ρ；根据压缩机排量确定冷媒的体积V；根据冷媒的密度ρ和冷媒的体积V计算冷媒的质量m；其中，m＝ρV。通过如下公式计算冷媒的密度ρ：ρ＝pM/RT；其中，p为压强，M为摩尔质量，R为常量，T为绝对温度。
根据运行频率和冷媒的质量计算压缩机的冷媒的质量流量，包括：根据运行频率f计算运行时间t；其中，t＝1/f；根据运行时间t和冷媒的质量m计算压缩机的冷媒的质量流量z；其中，z＝m/t。
服务器还用于：在根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量之后，根据物理参数和修正系数模式获取质量流量的修正系数；根据修正系数对质量流量进行修正。以及，在根据物理参数获取质量流量的修正系数之前，获取多组物理参数下质量流量的实验数据；采集多组物理参数下质量流量的实际数据；根据实验数据和实际数据建立修正系数模式，使经过修正系数修正后的实际数据与实验数据的误差小于预设误差。
实施例3
基于上述实施例1中提供的质量流量确定方法，在本发明优选的实施例3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质量流量确定方法。
在上述实施方式中，提供了一种简单有效的质量流量确定方案，通过获取冷媒进入压缩机时的物理参数和压缩机的运行参数，根据物理参数和运行参数计算压缩机的冷媒的质量流量。通过上述方案就能间接计量出冷媒的实时质量流量，从而解决只能通过质量流量计得出压缩机的质量流量，导致硬件成本较高的问题，简单高效的实现了压缩机质量流量的确定，节约了硬件成本，同时也便于质量流量的计算，提高了计算效率。
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 (12)
1.一种质量流量确定方法，其特征在于，包括：
获取冷媒进入压缩机时的物理参数；
获取所述压缩机的运行参数；
根据所述物理参数和所述运行参数计算所述压缩机的冷媒的质量流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理参数至少包括：压强和温度；所述运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述物理参数和所述运行参数计算所述压缩机的冷媒的质量流量，包括：
根据所述压强、所述温度和所述压缩机排量计算所述冷媒的质量；
根据所述运行频率和所述冷媒的质量计算所述压缩机的冷媒的质量流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述压强、所述温度和所述压缩机排量计算所述冷媒的质量，包括：
根据所述压强和所述温度计算所述冷媒的密度ρ；
根据所述压缩机排量确定所述冷媒的体积V；
根据所述冷媒的密度ρ和所述冷媒的体积V计算所述冷媒的质量m；其中，m＝ρV。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述冷媒的密度ρ：
ρ＝pM/RT；其中，p为压强，M为摩尔质量，R为常量，T为绝对温度。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述运行频率和所述冷媒的质量计算所述压缩机的冷媒的质量流量，包括：
根据所述运行频率f计算运行时间t；其中，t＝1/f；
根据所述运行时间t和所述冷媒的质量m计算所述压缩机的冷媒的质量流量z；其中，z＝m/t。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述物理参数和所述运行参数计算所述压缩机的冷媒的质量流量之后，还包括：
根据所述物理参数和修正系数模式获取所述质量流量的修正系数；
根据所述修正系数对所述质量流量进行修正。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在根据所述物理参数获取所述质量流量的修正系数之前，还包括：
获取多组物理参数下所述质量流量的实验数据；
采集多组物理参数下所述质量流量的实际数据；
根据所述实验数据和所述实际数据建立修正系数模式，使经过所述修正系数修正后的所述实际数据与所述实验数据的误差小于预设误差。
9.一种质量流量确定系统，其特征在于，包括：
数据采集装置，与压缩机连接，用于获取冷媒进入所述压缩机时的物理参数和所述压缩机的运行参数；
服务器，与所述数据采集装置连接，用于根据所述物理参数和所述运行参数计算所述压缩机的冷媒的质量流量。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：压力传感器和温度传感器，用于采集所述压强和所述温度；所述运行参数至少包括运行频率和压缩机排量。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述服务器用于根据所述压强、所述温度和所述压缩机排量计算所述冷媒的质量，根据所述运行频率和所述冷媒的质量计算所述压缩机的冷媒的质量流量。
12.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，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8中任一项所述的质量流量确定方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201103 |