技术领域
[0001] 本
发明涉及一种能效比采集误差修正方法，具体来说是一种应用于房间
空调器能效比采集误差修正的方法。
背景技术
[0002] 房间空调器能效标准是我国最早制订的用电设备的能效标准，前后经历了三次修订，能效标准的制订和修订效法了美国、欧盟和日本的相关规范。2000年和2004年两次能效标准的修订主要体现在能效限定值的上调，而现行房间空调器能效标准，其能效等级均由原国标GB 12021.3-2004的五级能效修订为现行国标GB 12021.3-2010的三级能效：现行能效标
准直接删除原能效标准中的三、四和五级能效等级，并将原能效标准一、二级能效等级重新定义为现行能效标准的二、三级能效等级。以此为
基础在等步长的条件下，将现行能效标准二级能效向上推进一级作为现行标准的第一级。
[0003] 为了正确判定房间空调器的能效等级，《房间空调器的热
力学完善度分析》一文中引入
热力学完善度对房间空调器进行能效评价，这是一种值得关注的房间空调器能效分析方法。同时，房间空调器能效标准更新修订，相应的，其性能标准也需要修订，并与之匹配，即在最大限度上避免因测量原因而造成房间空调器能效等级的错误划分。
[0004] 额定制冷量和能效比需反映出房间空调器在名义工况点下的性能，这也是房间空调器能效等级评定的依据。对房间空调器制冷量和能效比进行实测时，受测试条件和人为因素的影响，房间空调器性能测试的实际工况点往往会在允差范围内发生偏移。相关标准规定了干
湿球温度的允差分别为±1℃和±0.5℃。这往往导致制冷量和能效比的测试结果不是在名义工况点，而是在干湿球允差范围内某一工况点下测得。基于该测试结果对房间空调器进行能效等级评定，可能会导致对房间空调器能效等级的错误划分。一方面，名义工况下可以达到(未达到)三级能效限定值的房间空调器，可能由于实际测试工况位于干湿球温度允差范围下限(上限)，而被错误划分为不能达到(达到)三级能效限定值，而三级能效限定值是房间空调器市场准入的
门槛值。另一方面，随着仪器仪表
精度不断提高，人为控制实际测试工况点位于干湿球温度允差上限或下限，也可能导致房间空调器能够发生可预测的错误划分。
发明内容
[0005] 技术问题：针对上述问题，本发明提供一种应用于房间空调器，能够得到在干湿球温度在国家标准允差范围内任意工况点下能效比向名义工况的回归修正值，提高测评准确性的干湿球温度允差内能效比修正方法。
[0006] 技术方案：本发明的干湿球温度允差内能效比修正方法，包括以下步骤：
[0007] 1)采集在试验工况下的房间空调器能效比数据，所述试验工况为保持室外侧
干球温度为35℃，湿球温度为24℃，分别控制室内侧干湿球温度在3大类，14种工况下，进行房间空调器能效比的测量，测得能效比与名义工况下能效比的偏差为ΔEi(i＝1,2,··，14)，i表示不同测试工况：
[0008] 其中，第一类工况为室内侧湿球温度恒定，变化室内侧干球温度；工况1～5室内侧湿球温度均为19℃，室内侧干球温度分别对应26℃、26.5℃、27℃、27.5℃、28℃；
[0009] 第二类工况为室内侧干球温度恒定，变化室内侧湿球温度；工况6～10室内侧干球温度均为27℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、18.8℃、19℃、19.3℃、19.5℃；
[0010] 第三类为室内侧干湿球温度极限耦合变化，工况11、12室内侧干球温度均为26℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、19.5℃；工况13、14室内侧干球温度均为28℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、19.5℃；
[0011] 2)将所述步骤1)中采集的各工况数据分别代入以下回归方程中，得到14个六元一次方程组成的超定方程组，然后以贝塞尔公式为判别条件求解所述方程组，得到回归方程的各项常系数E0、a、b、c、d、e的取值：
[0012]
[0013] 其中，t1表示被试工况下室内侧干球温度与名义工况点下室内侧干球温度的温度差，t2表示被试工况下室内侧湿球温度与名义工况点下室内侧湿球温度的温度差；
[0014] E0表示回归方程中常数项、a表示室内侧干球温度一次温差项t1的系数、b表示室内侧湿球温度一次温差项t2的系数、c为室内侧干球温度二次温差项t21的系数、d表示室内侧湿球温度二次温差项t22的系数、e表示室内侧干湿球温度耦合温差项t1t2的系数；
[0015] 3)在干湿球温度允差范围内，任意实际运行工况点下的能效比偏差修正量，可以根据下式计算：
[0016] ΔE(t1,t2)＝E0+ζΛQt+(Qt)TΛQt；
[0017] 其中，t为温差向量，t＝(t1,t2)T，T表示向量的转置；
[0018] Λ为权重矩阵，Λ＝diag(θ1，θ2)，diag表示对
角矩阵，θ1表示室内侧干球温差对能效比偏差的影响权重，θ2表示室内侧湿球温差对能效比偏差的影响权重；
[0019] Q为温度转换矩阵， α11表示测试工况下室内侧干球温差对室内侧干球温度允差范围的影响系数，α21表示测试工况下室内侧干球温差对室内侧湿球温度允差范围的影响系数，α12表示测试工况下室内侧湿球温差对室内侧干球温度允差范围的影响系数，α22表示测试工况下室内侧湿球温差对室内侧湿球温度允差范围的影响系数；
[0020] ζ为一次温差项相对于高次温差项对能效比的相对影响系数向量，ζ＝(ζ1，ζ2)；ζ1表示室内侧干球温差的一次温度项相对于高次温度项对能效比偏差的相对影响系数，ζ2表示室内侧湿球温差的一次温度项相对于高次温度项对能效比偏差的相对影响系数；
[0021] 4)根据所述步骤3)得到的能效比偏差修正量ΔE(t1,t2)对被试房间空调器的能效比采集误差进行修正：
[0022] Et＝Em-ΔE(t1,t2)；
[0023] 其中，Em为干湿球允差范围内被试房间空调器任意工况下的能效比实测值；ΔE(t1,t2)为所述步骤3)中计算得到的该工况下的能效比偏差修正量，Et为该工况下能效比回归修正值。
[0024] 本发明对干湿球允差范围内任意工况下的能效比实测值进行修正，得到该工况下的能效比向名义工况的回归修正值，可用于变频空调的实际运行参数调整：当能效比回归修正值大于能效比实测值时，适当调低
压缩机运行
频率；当能效比回归修正值小于能效比实测值时，适当调高压缩机运行频率；当能效比回归修正值等于能效比实测值时，不需要调整。
[0025] 本发明方法中，所述步骤2)中的贝塞尔公式为：
[0026] ε＝kσ，其中ε表示监测残差，k表示监测系数，σ表示能效比实测偏差的标准离差，[0027] 贝塞尔公式判定条件为：监测系数k依次取值0.65、2、3，当k＝0.65时，至少有50％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε；当k＝2时，至少有95％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε；当k＝3时，至少有100％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε；
[0028] εi表示不同工况点下能效比测试偏差与方程偏差的残差，εi＝|ΔEi-ΔEi(t1,t2)|；ΔEi表示能效比实测值与名义值的差值；ΔEi(t1,t2)表示能效比函数值与名义值的差值；i表示不同的测试工况，i＝1,2,···，14。
[0029] 本发明方法中，所述步骤3)中，
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 其中，λ1、λ2为二次温差项系数矩阵B的特征值，p1、p2为二次温差项系数矩阵B的
特征向量，[0034] 有益效果：本发明与
现有技术相比，具有以下优点：
[0035] 本发明方法应用有限离散的干湿球温度允差范围内的能效比实测值，描述能效比关于干湿球温度的连续的变化特性。
[0036] 以能效比实测偏差与函数偏差的标准离差为对象，以测试值与方程值的残差和标准离差的数值关系为目标，对各测试工况点进行动态监测，以确定能效比偏差随干湿球温差连续性变化的具体特征及其准确性。
[0037] 本发明方法可得到干湿球温度在国家标准允差范围内任意工况点下能效比向名义工况的回归修正值，从而指导变频空调等空调设备具体运行参数的设定，设备运行更精确；
[0038] 本发明方法可得到在干湿球温度在国家标准允差范围内任意工况点下能效比向名义工况的修正值，提高测评准确性，更真实的反映房间空调器性能，并给国家标准的修订提供参考；
[0039] 能效比偏差修正算式一次确定，后续相同能效比等级的房间空调器能效比实测值直接通过该修正算式确定，避免多次重复试验带来的人力、物力的巨大消耗；
[0040] 随着仪器仪表精度不断提高，避免人为控制实际测试工况点位于干湿球温度允差上限或下限，从而导致房间空调器能效等级发生可预测的错误划分。
附图说明
[0041] 图1是本发明方法的流程步骤图。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图及
实施例对本发明做进一步说明：
[0043] 本发明的干湿球温度允差内能效比修正方法可对不同能效比等级的房间空调器在制冷工况下的能效比测试结果进行修正。下面以三类房间空调器制冷工况下的能效比实测结果修正为实施例进行说明，具体步骤如下：
[0044] 步骤1)采集在试验工况下的房间空调器能效比数据，所述试验工况为保持室外侧干球温度为35℃，湿球温度为24℃，分别控制室内侧干湿球温度在3大类，14种工况下，进行房间空调器能效比的测量，测得能效比与名义工况下能效比的偏差为
[0045] ΔE1＝-0.03267kW`kW-1、ΔE2＝-0.01971kW`kW-1、ΔE3＝0kW`kW-1、
[0046] ΔE4＝0.0329kW`kW-1、ΔE5＝0.05315kW`kW-1、ΔE6＝-0.02574kW`kW-1、[0047] ΔE7＝-0.0094kW`kW-1、ΔE8＝0kW`kW-1、ΔE9＝0.03773kW`kW-1、
[0048] ΔE10＝0.05315kW`kW-1、ΔE11＝-0.06462kW`kW-1、ΔE12＝0.01385kW`kW-1、[0049] ΔE13＝-0.05007kW`kW-1、ΔE14＝0.10285kW`kW-1：
[0050] 其中，第一类工况为室内侧湿球温度恒定，变化室内侧干球温度；工况1～5室内侧湿球温度均为19℃，室内侧干球温度分别对应26℃、26.5℃、27℃、27.5℃、28℃；
[0051] 第二类工况为室内侧干球温度恒定，变化室内侧湿球温度；工况6～10室内侧干球温度均为27℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、18.8℃、19℃、19.3℃、19.5℃；
[0052] 第三类为室内侧干湿球温度极限耦合变化，工况11、12室内侧干球温度均为26℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、19.5℃；工况13、14室内侧干球温度均为28℃，室内侧湿球温度分别对应18.5℃、19.5℃；
[0053] 步骤2)将所述步骤1)中采集的各工况数据分别代入以下回归方程：
[0054]
[0055] 其中，t1表示被试工况下室内侧干球温度与名义工况点下室内侧干球温度的温度差，t2表示被试工况下室内侧湿球温度与名义工况点下室内侧湿球温度的温度差；
[0056] E0表示回归方程中常数项、a表示室内侧干球温度一次温差项t1的系数、b表示室内侧湿球温度一次温差项t2的系数、c为室内侧干球温度二次温差项 的系数、d表示室内侧湿球温度二次温差项 的系数、e表示室内侧干湿球温度耦合温差项t1t2的系数；
[0057] 在第3、6工况下，t1、t2、 t1t2、ΔEi(t1,t2)的值均为0，因此得到12个六元一次方程组成的超定方程组：
[0058] E0-a+c＝-0.02574；
[0059] E0-0.5a+0.25c＝-0.01278；
[0060] E0+0.5a+0.25c＝0.0329；
[0061] E0+a+c＝0.05315；
[0062] E0-0.5b+0.25d＝-0.02574；
[0063] E0-0.2b+0.04＝-0.0094；
[0064] E0+0.3b+0.09d＝0.03773；
[0065] E0+0.5b+0.25d＝0.05315；
[0066] E0-a-0.5b+c+0.25d+0.5e＝-0.06462；
[0067] E0-a+0.5b+c+0.25d-0.5e＝0.01385；
[0068] E0+a-0.5b+c+0.25d-0.5e＝-0.05007；
[0069] E0+a+0.5b+c+0.25d+0.5e＝0.10285
[0070] 求解上述方程组，得到回归方程的各项常系数E0、a、b、c、d、e的取值分别为0.002、0.044、0.088、0.0049、0.019、0.0069；
[0071] 同时，采用贝塞尔公式验证能效比回归方程的收敛性：
[0072] 测试值与方程值的残差为εi＝|ΔEi-ΔEi(t1,t2)|，ΔEi表示能效比实测值与名义值的差值，ΔEi(t1,t2)表示能效比函数值与名义值的差值；根据上述公式求得各工况点对应的残差分别为：ε1＝0.00245、ε2＝0.00121、ε3＝0.000059、ε4＝0.00106、ε5＝0.001304、ε6＝0.00357、ε7＝0.00372、ε8＝0.00023、ε9＝0.00094、ε10＝0.00128、ε11＝0.00275、ε12＝0.0024、、ε13＝0.00118ε14＝0.00132
[0073] σ表示能效比实测偏差的标准离差，
[0074] 贝塞尔公式为ε＝kσ，分别当监测系数k依次取值0.65、2、3，当k＝0.65时，有57％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε，(i表示不同的测试工况，i＝1,2,···，14)；当k＝2时，有100％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε；当k＝3时，有100％的能效比实测偏差满足关系式εi≤ε。故能效比回归方程收敛，W0、a、b、c、d、e的取值分别为0.0019、0.19、0.37、0.0027、0.011、0.0098；
[0075]
[0076]
[0077] 步骤3)在干湿球温度允差范围内，本发明的一个房间空调器样机(额定制冷量和能效比分别为12kW、3.32kW·kW-1)实测能效比Em＝3.114kW`kW-1(试验工况点：室内侧干球温度为26.7℃、湿球温度为18.9℃)，则该工况下的能效比偏差修正量，可以根据下式计算：
[0078] ΔE(t1,t2)＝E0+ζΛQt+(Qt)TΛQt；
[0079] 其中，t为温差向量，t＝(t1,t2)T，T表示向量的转置；
[0080] Λ为权重矩阵，Λ＝diag(θ1，θ2)，diag表示对角矩阵，θ1表示室内侧干球温差对能效比偏差的影响权重，θ2表示室内侧湿球温差对能效比偏差的影响权重；
[0081] Q为温度转换矩阵， α11表示测试工况下室内侧干球温差对室内侧干球温度允差范围的影响系数，α21表示测试工况下室内侧干球温差对室内侧湿球温度允差范围的影响系数，α12表示测试工况下室内侧湿球温差对室内侧干球温度允差范围的影响系数，α22表示测试工况下室内侧湿球温差对室内侧湿球温度允差范围的影响系数；
[0082] ζ为一次温差项相对于高次温差项对能效比的相对影响系数向量，ζ＝(ζ1，ζ2)；ζ1表示室内侧干球温差的一次温度项相对于高次温度项对能效比偏差的相对影响系数，ζ2表示室内侧湿球温差的一次温度项相对于高次温度项对能效比偏差的相对影响系数；
[0083] θ1、θ2、α11、α12、α21、α22、ζ1、ζ2通过以下方法确定：
[0084] 将能效比回归方程中二次温度项的系数c、d、e进行二次型转换得二阶常系数矩阵确定其特征值λ1、λ2及其对应的特征向量p1、p2：
[0085]
[0086]
[0087] 则， 权重矩阵Λ＝diag(θ1，θ2)；温度转换矩阵
一次温差项相对于高次
温差项对能效比的相对影响系数向量ζ＝(ζ1，ζ2)；
[0088] 即能效比偏差修正算式为：
[0089]
[0090] 根据上述求解结果计算该工况下的能效比偏差修正量：
[0091]
[0092] 步骤4)根据所述步骤3)得到的能效比偏差修正量ΔE(t1,t2)对被试房间空调器的能效比采集误差进行修正：
[0093] Et＝Em-ΔE(t1,t2)＝3.0953kW`kW-1+0.01916kW`kW-1＝3.1145kW`kW-1
[0094] 即干球温度为26.7℃、湿球温度为18.9℃下能效比回归修正值为3.1145kW`kW-1。
[0095] 其中，Em为被试房间空调器任意工况下的能效比实测值，为3.0953kW`kW-1；ΔE(t1,t2)为所述步骤3)中计算得到的该工况下的能效比偏差修正量，为-0.01916kW`kW-1；Et为该工况下能效比回归修正值。
