通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，對(duì)多組特定試驗(yàn)工況下房間空調(diào)器的制冷量和能效比數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并采用赤池信息準(zhǔn)則AIC分別篩選出最優(yōu)曲面方程，求解兩者梯度極值區(qū)間，確定核心區(qū)間(制冷量和能效比梯度極值區(qū)間內(nèi)干濕球溫度允差范圍的并集)，對(duì)干濕球溫度允差進(jìn)行三級(jí)非線性劃分，進(jìn)而調(diào)節(jié)空調(diào)能效比。本發(fā)明方法能夠準(zhǔn)確控制房間空調(diào)器性能，縮小干濕球溫度允差的變化范圍，降低制冷量和能效比的變化率。
【專利說明】通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程領(lǐng)域，涉及一種通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]房間空調(diào)器能效標(biāo)準(zhǔn)是我國最早制訂的用電設(shè)備的能效標(biāo)準(zhǔn)，前后經(jīng)歷了三次修訂，能效標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂效法了美國、歐盟和日本的相關(guān)規(guī)范。2000年和2004年兩次能效標(biāo)準(zhǔn)的修訂主要體現(xiàn)在能效限定值的上調(diào)，而現(xiàn)行房間空調(diào)器能效標(biāo)準(zhǔn)，其能效等級(jí)均由原國標(biāo)GB 12021.3-2004的五級(jí)能效修訂為現(xiàn)行國標(biāo)GB 12021.3-2010的三級(jí)能效:現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)直接刪除原能效標(biāo)準(zhǔn)中的三、四和五級(jí)能效等級(jí)，并將原能效標(biāo)準(zhǔn)一、二級(jí)能效等級(jí)重新定義為現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)的二、三級(jí)能效等級(jí)。以此為基礎(chǔ)在等步長的條件下，將現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)能效向上推進(jìn)一級(jí)作為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的第一級(jí)?，F(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)直接淘汰高能耗的房間空調(diào)器，期望適應(yīng)全球低碳城市的發(fā)展模式和國內(nèi)節(jié)能減排的發(fā)展要求。
[0003]為了正確判定房間空調(diào)器的能效等級(jí)，《房間空調(diào)器的熱力學(xué)完善度分析》一文中引入熱力學(xué)完善度對(duì)房間空調(diào)器進(jìn)行能效評(píng)價(jià)，這是一種值得關(guān)注的房間空調(diào)器能效分析方法。同時(shí)，房間空調(diào)器能效標(biāo)準(zhǔn)更新修訂，相應(yīng)的，其性能標(biāo)準(zhǔn)也需要修訂，并與之匹配，即在最大限度上避免因測量原因而造成房間空調(diào)器能效等級(jí)的錯(cuò)誤劃分。一方面，名義工況下可以達(dá)到額定能效比的房間空調(diào)器，可能由于實(shí)際測試工況與名義工況的偏差較大而被錯(cuò)誤劃分，進(jìn)而影響對(duì)房間空調(diào)器的評(píng)定。如名義工況下為二級(jí)能效的房間空調(diào)器，可能由于實(shí)際測試工況位于干濕球溫度允差范圍下限(上限)，而被錯(cuò)誤劃分為一級(jí)或三級(jí)能效進(jìn)而影響房間空調(diào)器能效等級(jí)的判定，這將進(jìn)一步影響空調(diào)器能效比的控制動(dòng)作，比如不必要的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的頻率，帶來不必要加大空調(diào)制冷量和提高能效比，以使得房間空調(diào)器的制冷量和能效比的測量值達(dá)到目標(biāo)能效等級(jí)測試要求。另一方面，隨著儀器儀表精度不斷提高，人為控制實(shí)際測試工況點(diǎn)與名義工況點(diǎn)偏差較大，也可能導(dǎo)致能效比發(fā)生可預(yù)測的錯(cuò)誤測量偏差。依據(jù)房間空調(diào)器的性能標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7725-2004)，提高其制冷量和能效比的測量精度，除了進(jìn)一步提升測量儀器儀表的精度之外，縮小干濕球溫度允差范圍至關(guān)重要。
[0004]干濕球溫度允差是指干濕球溫度讀數(shù)與額定工況的最大偏差，分別為土TC和±0.5°C。干濕球溫度變化將直接影響房間空調(diào)器性能測量結(jié)果的變化。在現(xiàn)行房間空調(diào)器性能國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7725-2004)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否達(dá)到名義能效比額定值?？照{(diào)能效比由于現(xiàn)行允差范圍過大，導(dǎo)致能效比測試結(jié)果偏差的可能性很高。根據(jù)現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定速分體式三類房間空調(diào)器(制冷量介于7.1kW和14.0kW之間)進(jìn)行能效等級(jí)劃分，其三個(gè)能效等級(jí)限定值由小到大的遞增幅度分別為6.67%和6.25%。而干濕球溫度允差范圍內(nèi)的房間空調(diào)器制冷量和能效比，由于實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)的差異，能效比測量結(jié)果具有一定概率的失真性，進(jìn)一步可能會(huì)導(dǎo)致房間空調(diào)器能效等級(jí)的錯(cuò)誤劃分，進(jìn)一步的可能帶來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的錯(cuò)誤動(dòng)作，比如不必要的提要壓縮機(jī)的頻率和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種基于空氣焓差法，能夠準(zhǔn)確控制房間空調(diào)器性能，縮小干濕球溫度允差的變化范圍，降低制冷量和能效比的變化率的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，包括如下步驟:
[0007]I)采集在試驗(yàn)工況下的房間空調(diào)器制冷量和能效比數(shù)據(jù)，所述試驗(yàn)工況為保持室外側(cè)干球溫度為35°C，濕球溫度為24°C，分別控制室內(nèi)側(cè)干濕球溫度在3大類，14種工況下，進(jìn)行房間空調(diào)器制冷量和能效比的測量，測得試驗(yàn)工況點(diǎn)下制冷量和能效比分別為1、Ei (i = I, 2,.., 14), i表示不同測試工況:
[0008]其中，第一類工況為室內(nèi)側(cè)濕球溫度恒定，變化室內(nèi)側(cè)干球溫度；工況I?5室內(nèi)側(cè)濕球溫度均為19°C，室內(nèi)側(cè)干球溫度分別對(duì)應(yīng)26°C、26.5°C、27°C、27.5°C、28°C ；
[0009]第二類工況為室內(nèi)側(cè)干球溫度恒定，變化室內(nèi)側(cè)濕球溫度；工況6?10室內(nèi)側(cè)干球溫度均為27°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.50C、18.8°C、19°C、19.3°C、19.5°C ；
[0010]第三類工況為室內(nèi)側(cè)干濕球溫度極限耦合變化，工況11、12室內(nèi)側(cè)干球溫度均為26°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.50C >19.5°C ;工況13、14室內(nèi)側(cè)干球溫度均為28°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.50C >19.50C ；
[0011]2)首先根據(jù)所述步驟I)中采集的各工況數(shù)據(jù)分別繪制制冷量隨干濕球溫度變化的曲面和能效比隨干濕球溫度變化的曲面；
[0012]然后分別按照以下流程確定制冷量曲面方程的極值區(qū)間和能效比曲面方程的極值區(qū)間:根據(jù)曲面的特性選取曲面方程類型，并計(jì)算所選取的曲面方程類型中的每一個(gè)方程的修正赤池信息量準(zhǔn)則，進(jìn)而將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程，求解所述最優(yōu)曲面方程的極值區(qū)間；
[0013]最后將兩個(gè)曲面方程的極值區(qū)間的并集作為核心區(qū)間；
[0014]3)對(duì)干濕球溫度允差范圍進(jìn)行三級(jí)劃分:A級(jí)干濕球溫度允差范圍為核心區(qū)間對(duì)應(yīng)的干濕球溫度變化范圍 <級(jí)干濕球溫度允差范圍為現(xiàn)行干濕球溫度允差范圍；B級(jí)干濕球溫度允差范圍根據(jù)各級(jí)最大、最小能效比變化率相等的原則確定，所求得的B級(jí)能效比最大、最小值對(duì)應(yīng)的干濕球溫度變化范圍即為B級(jí)干濕球溫度允差范圍；
[0015]4)按照以下方式對(duì)空調(diào)能效比進(jìn)行調(diào)節(jié):
[0016]首先在C級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值，如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則:
[0017]繼續(xù)在B級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值，如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則:
[0018]繼續(xù)在A級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值；如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則進(jìn)行變頻控制調(diào)節(jié)，使實(shí)時(shí)能效比不低于名義能效比額定值。
[0019]本發(fā)明方法中，步驟2)中選取最優(yōu)曲面方程的具體方法為:
[0020]當(dāng)制冷量或能效比隨干濕球溫度變化遞增時(shí)，曲面方程類型為遞增函數(shù)，然后分別計(jì)算遞增函數(shù)的各方程ExtremeCum、GaussCum、LogisticCum和Polynomial2D的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程；
[0021]當(dāng)制冷量或能效比隨干濕球溫度變化遞減時(shí)，曲面方程類型為遞減函數(shù)，然后分別計(jì)算遞減函數(shù)的各方程EXponential2D和Poly2D的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程；
[0022]當(dāng)制冷量或能效比在干濕球溫度變化區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)波動(dòng)變化時(shí)，曲面方程類型為峰谷函數(shù)，然后分別計(jì)算峰谷函數(shù)的各方程Chebyshev2D、Cosine、Fourier2D、Lorent2D、Gauss2D>RationalTaylor>Parabola2D> Rational 2D 和 Extreme2D 的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程。
[0023]本發(fā)明方法的優(yōu)選方案中，步驟2)中通過下式計(jì)算方程的的修正赤池信息量準(zhǔn)則:
【權(quán)利要求】
1.一種通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)采集在試驗(yàn)工況下的房間空調(diào)器制冷量和能效比數(shù)據(jù)，所述試驗(yàn)工況為保持室外側(cè)干球溫度為35°c，濕球溫度為24°C，分別控制室內(nèi)側(cè)干濕球溫度在3大類，14種工況下，進(jìn)行房間空調(diào)器制冷量和能效比的測量，測得試驗(yàn)工況點(diǎn)下制冷量和能效比分別為WpEiQ=1，2，..，14), i表示不同測試工況: 其中，第一類工況為室內(nèi)側(cè)濕球溫度恒定，變化室內(nèi)側(cè)干球溫度；工況I~5室內(nèi)側(cè)濕球溫度均為19°C，室內(nèi)側(cè)干球溫度分別對(duì)應(yīng)26°C、26.5°C、27°C、27.5°C、28°C ； 第二類工況為室內(nèi)側(cè)干球溫度恒定，變化室內(nèi)側(cè)濕球溫度；工況6~10室內(nèi)側(cè)干球溫度均為27°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.5°C、18.8°C、19°C、19.3°C、19.5°C ； 第三類工況為室內(nèi)側(cè)干濕球溫度極限耦合變化，工況11、12室內(nèi)側(cè)干球溫度均為26°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.50C >19.5°C ;工況13、14室內(nèi)側(cè)干球溫度均為28°C，室內(nèi)側(cè)濕球溫度分別對(duì)應(yīng)18.5 0C >19.5 0C ； 2)首先根據(jù)所述步 驟I)中采集的各工況數(shù)據(jù)分別繪制制冷量隨干濕球溫度變化的曲面和能效比隨干濕球溫度變化的曲面； 然后分別按照以下流程確定制冷量曲面方程的極值區(qū)間和能效比曲面方程的極值區(qū)間:根據(jù)曲面的特性選取曲面方程類型，并計(jì)算所選取的曲面方程類型中的每一個(gè)方程的修正赤池信息量準(zhǔn)則，進(jìn)而將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程，求解所述最優(yōu)曲面方程的極值區(qū)間； 最后將所述兩個(gè)曲面方程的極值區(qū)間的并集作為核心區(qū)間； 3)對(duì)干濕球溫度允差范圍進(jìn)行三級(jí)劃分:A級(jí)干濕球溫度允差范圍為核心區(qū)間對(duì)應(yīng)的干濕球溫度變化范圍；(:級(jí)干濕球溫度允差范圍為現(xiàn)行干濕球溫度允差范圍；B級(jí)干濕球溫度允差范圍根據(jù)各級(jí)最大、最小能效比變化率相等的原則確定，所求得的B級(jí)能效比最大、最小值對(duì)應(yīng)的干濕球溫度變化范圍即為B級(jí)干濕球溫度允差范圍； 4)按照以下方式對(duì)空調(diào)能效比進(jìn)行調(diào)節(jié): 首先在C級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值，如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則: 繼續(xù)在B級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值，如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則: 繼續(xù)在A級(jí)干濕球溫度允差范圍下進(jìn)行能效比測量，然后判斷測得的空調(diào)實(shí)時(shí)能效比是否大于或等于名義能效比額定值；如是，則不調(diào)節(jié)空調(diào)能效比并結(jié)束本方法流程，否則進(jìn)行變頻控制調(diào)節(jié)，使實(shí)時(shí)能效比不低于名義能效比額定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，其特征在于，所述步驟2)中選取最優(yōu)曲面方程的具體方法為: 當(dāng)制冷量或能效比隨干濕球溫度變化遞增時(shí)，曲面方程類型為遞增函數(shù)，然后分別計(jì)算遞增函數(shù)的各方程ExtremeCum、GaussCum、LogisticCum和Polynomial2D的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程； 當(dāng)制冷量或能效比隨干濕球溫度變化遞減時(shí)，曲面方程類型為遞減函數(shù)，然后分別計(jì)算遞減函數(shù)的各方程EXponential2D和Poly2D的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程； 當(dāng)制冷量或能效比在干濕球溫度變化區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)波動(dòng)變化時(shí)，曲面方程類型為峰谷函數(shù)，然后分別計(jì)算峰谷函數(shù)的各方程 Chebyshev2D、Cosine、Fourier2D、Lorent2D、Gauss2D、Rat ionalTay lor > Parabo la2D> Rational 2D 和 Extreme2D 的修正赤池信息量準(zhǔn)則，將修正赤池信息量準(zhǔn)則最小的方程作為最優(yōu)曲面方程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，其特征在于，所述步驟2)中通過下式計(jì)算方程的的修正赤池信息量準(zhǔn)則:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，其特征在于，所述步驟2)中通過以下方法求解最優(yōu)曲面方程的極值區(qū)間: 分別求解所選取的最優(yōu)曲面方程對(duì)干球溫度和濕球溫度的偏導(dǎo)函數(shù)，即制冷量或能效比隨干球溫度和濕球溫度的變化梯度；然后采用控制變量法求解所述制冷量或能效比隨干球溫度和濕球溫度的變化梯度分別在僅干球溫度變化和僅濕球溫度變化時(shí)的離散極值點(diǎn)，所得到的的離散極值點(diǎn)的包絡(luò)面即為最優(yōu)曲面方程的極值區(qū)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過干濕球溫度允差等級(jí)劃分來調(diào)節(jié)空調(diào)能效比的方法，其特征在于，所述步驟3)中確定B級(jí)干濕球溫度允差范圍時(shí)采用的各級(jí)最大、最小能效比變化率相等的原則為各級(jí)最大、最小能效比同時(shí)滿足下列兩個(gè)公式:
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK103994549SQ201410222989
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】黃虎, 張忠斌 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)