[发明专利]一种基于非侵入式监测预测家用电器老化的方法及系统

说明书

一种基于非侵入式监测预测家用电器老化的方法及系统。首先通过采集同型号并且已使用至其平均年限的电器工作时的有功功率以及同型号电器工作时的有功功率计算电器的老化阈值以及正常值以用于电器老化程度判断。之后采集待监测电器的有功功率，通过计算有功功率平均测量值的最优估计平均值，对未来时刻的冰箱有功功率平均值进行预测，以此来判断冰箱的老化程度。本发明可以实现家用电冰箱老化状态的在线评估，并对未来状态进行预测。

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种基于非侵入式监测预测家用电器老化的方法及系统。

背景技术

家用电器在使用过程中不可避免会产生老化。老化的电器通常以较低的效率运行，对用户来说会造成经济损失。同时家用电器的老化也会增加火灾、电力事件发生的几率，造成危险隐患。因此对家用电器的老化进行评估与预测变得很重要。

电器的老化会对其工作时的电参数造成影响。随着智能电网的发展，非侵入式智能感知电表的出现，电器的一些电参数可直接由智能电表给出，无需再另外对信号进行采集处理。对于电器而言，可通过分析其老化机理来评估、预测它的老化程度，所谓的老化机理主要指得是压缩机的老化程度，因为通常压缩机占整个冰箱能耗的80～100％。

以家用电冰箱为例，对家用电冰箱内部压缩机的老化机理进行研究分析主要包括以下几个方面：压缩机吸气阀片、吸气过热、机械摩擦。吸气阀片在往复式压缩机中起到至关重要的作用。在压缩机吸气过程中，吸气阀片打开，允许制冷剂流入气缸；在压缩机排气过程，吸气阀片关闭，阻止制冷剂流入吸气腔，关闭的瞬间对阀座产生冲击作用。循环往复应力的作用下，吸气阀片的头部区域产生常见的冲击疲劳，导致压缩机性能下降。压缩机吸气过热对压缩机的效率影响很大，通常压缩机采用一些技术减少吸气过热。如采用隔热技术：吸排气的温差采用隔热缸头结构，可以有效减少排气温度对吸气的热传递，从而减少吸气。或采用定点散热技术，通过定点散热结构，实现曲轴箱缸孔和活塞温度明显下降，缸孔内低温制冷剂被加热的温度明显减少。随着压缩机工作时长的增加，上述隔热，散热的效果会随之降低，进而导致压缩机吸气过热，影响压缩机的效率。摩擦功会对压缩机的效率造成影响。在压缩过程中，活塞两端在在吸排气压力差作用下和零件形状影响，是活塞和气缸孔间的间隙在圆周上分布不均匀，导致径向压力不平衡，产生径向力。随着压缩机工作时间的增加，会产生边界摩擦和干摩擦，导致功率损失增大，而压缩机效率因此降低。因此家用电冰箱老化在电参数上的具体表现为：随着家用电冰箱老化程度的加剧，电冰箱工作效率降低，其工作时的有功功率会逐渐增大。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于非侵入式监测预测家用电器老化的方法及系统。

一种基于非侵入式监测预测家用电器老化的方法，其特征在于，所述预测家用电器老化的方法包括以下步骤：

步骤1:采集t台同型号并且已使用至其平均年限的电器工作时的有功功率，以及n台全新的并与所述t台电器同型号的电器工作时的有功功率；

步骤2:计算步骤1中t台电器有功功率的平均值，作为电器的老化阈值P_t；计算步骤1中n台电器有功功率的平均值，作为电器的正常值P_n；

步骤3:设定时间区间，采集待检测电器L天的实际有功功率{z₁,z₂…z_L}，并结合步骤2所得的P_n与P_t对采集当天的有功功率进行计算判断电器的老化程度δ_L，如δ_L∈[0,1)，则进入步骤4，否则输出“已完全老化”；

步骤4：将步骤3所采集的有功功率以步骤3所设定的时间区间为单位划分计算出φ个平均值，得到{Z₁,Z₂…Z_φ}；