CN102519186B - 空调风冷热泵机组的除霜方法、空调风冷热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调风冷热泵机组的除霜方法，包括：步骤1：在启动除霜之前先判断机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间；步骤2：如果满足除霜间隔时间则进行除霜，如果不满足则返回步骤1，除霜间隔时间按如下步骤确定：当上次除霜退出时，检测蒸发器的翅片温度并将其与设定温度比较；当翅片温度大于等于设定温度时，根据上次除霜完成所需时间为除霜间隔时间选择时间值；当翅片温度小于设定温度时选定除霜间隔时间为固定值。还提供一种空调风冷热泵机组，包括：根据蒸发翅片温度和室外环境温度控制机组以选定的除霜间隔时间进行除霜的除霜控制器。以使除霜间隔时间合理。

Description

空调风冷热泵机组的除霜方法、空调风冷热泵机组

技术领域

本发明涉及，特别涉及一种空调风冷热泵机组的除霜方法、以及空调风冷热泵机组。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调器的普及率逐年上升。在制冷系统中，结霜是系统运行中最常见的现象之一。处于制热运行的热泵空调，当蒸发器表面温度低于零度时，换热器表面会出现结霜现象，换热表面上的积霜如不及时清除，将堵塞空气通道和减少传热面积，空气的流动阻力明显增大，换热效率降低，使机组总体性能下降。而在换热器运行和除霜循环中准确的控制融霜时间和次数是保持系统高效率运行的关键。

机组除霜控制方法多种多样，目前普遍采用的一种方法是：时间-温度法。即在供暖运行时，当蒸发器在温度达到一定值以下，运行一定时间后，即启动除霜。由于在时间量的基础上考虑了温度量，部分地考虑了机组工作环境的影响，但仍不能正确反映结霜对机组性能的影响，会出现多余的除霜运作，也会在需要除霜时而不发除霜信号。

时间-温度法，受环境温度及空气湿度的影响较大，机组结霜的速度不仅是时间的函数，还取决于环境空气的温度、相对湿度等有关参数。当机组开机运行后，处于不同的环境温度和相对湿度的条件下，蒸发器翅片结霜的速度有显著的差异。机组在低温、高湿环境下，结霜速度会很快，导致蒸发器表面温度达到设定值，但运行时间不满足要求，不能进行除霜，会出现除霜不净问题产生。机组在温度较高、低湿环境下，结霜速度较慢，导致蒸发器表面温度及运行时间均满足要求，但蒸发器表面结霜很少，而机组进入除霜运行，会导致无谓的电力消耗和用户供水水温的波动。因此现有技术中除霜间隔时间控制不合理。

发明内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种空调风冷热泵机组的除霜方法、空调风冷热泵机组，以使除霜间隔时间合理。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空调风冷热泵机组的除霜方法，包括：步骤1：当机组处于运行状态时，在启动除霜之前，先判断机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间；步骤2：如果满足除霜间隔时间，则进行除霜，如果不满足则返回步骤1，步骤1中的除霜间隔时间按如下步骤确定：当上次除霜退出时，检测空调风冷热泵机组的蒸发器的翅片温度，并将其与设定温度进行比较；当翅片温度大于等于设定温度时，根据上次除霜完成所需时间，为除霜间隔时间选择时间值；以及当翅片温度小于设定温度时，选定除霜间隔时间为一固定值。

优选地，设定温度为16℃，固定值为30分钟。

优选地，当检测到的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间＜2分钟时，则除霜间隔时间为90分钟；当检测到的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于2分钟小于4分钟时，则除霜间隔时间为60分钟；当检测到的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于4分钟小于6分钟时，则除霜间隔时间为50分钟；当检测到的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于6分钟小于8分钟时，则除霜间隔时间为40分钟；当检测到的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间≥8分钟时，则除霜间隔时间为30分钟。

优选地，在步骤2中，如果要进行除霜，则按照如下步骤2-1和步骤2-2进行：

步骤2-1：判断是否同时符合下述a-d四个条件并持续3分钟：a.空调风冷热泵机组的压缩机连续运行时间大于20分钟；b.蒸发器的翅片温度＜-7℃；c.出水温度≥18℃；d.压缩机连续运行时间大于除霜间隔时间，室外环境温度大于蒸发器的翅片温度4℃；或者，压缩机的连续运行时间大于除霜间隔时间，蒸发器的翅片温度小于-13℃；或者，室外环境温度大于蒸发器的翅片温度10℃；

步骤2-2：如果同时符合a-d四个条件并持续3分钟，则空调风冷热泵机组停机，进入除霜；如果不同时符合，则返回步骤1。

优选地，在步骤2-2中，如果空调风冷热泵机组进入除霜，则在进入除霜后满足下列条件之一时退出除霜：e.蒸发器的翅片温度≥17℃并持续1分钟，或蒸发器的翅片温度≥27℃；f.除霜时间超过8分钟；g.出水温度＜7℃。

优选地，本发明方法适用于定频风冷冷水热泵机组。

另一方面，本发明还提供一种空调风冷热泵机组，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、以及控制压缩机的排气口有选择地与蒸发器或冷凝器连通的四通阀，还包括：采集蒸发器的翅片温度的第一温度传感器，安装在蒸发器的翅片盘管上；采集室外环境温度的第二温度传感器，安装在蒸发器的翅片上；以及接收第一和第二温度传感器传输的温度信号、并根据所接收的温度信号控制机组以选定的除霜间隔时间进行除霜的除霜控制器；其中，除霜控制器具有与第一温度传感器连接的第一信号接收端、与第二温度传感器连接的第二信号接收端。

优选地，除霜控制器包括：根据上次除霜退出时检测到的蒸发器的翅片温度以及上次除霜完成所需时间，确定上次除霜与下次除霜之间除霜间隔时间的除霜间隔确定模块；判断机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间的除霜间隔判断模块，与除霜间隔确定模块连接；当运行时间满足除霜间隔时间时判断是否符合除霜启动条件的除霜启动判断模块，与除霜间隔判断模块连接；以及当符合除霜启动条件时发出压缩机停机信号和四通阀断电信号、然后再启动压缩机进行除霜的除霜运行模块，与除霜间隔判断模块连接。

优选地，除霜控制器还包括：当除霜运行满足除霜结束条件时向压缩机发送停机信号、并使得机组重新按制热启动运行的除霜结束模块，与除霜运行模块连接。

优选地，四通阀具有第一、第二、第三、第四共四个端口，其中，第一端口与压缩机的排气口连通，第二端口与压缩机的吸气口连通，第三端口与蒸发器连通，第四端口与空调风冷热泵机组中的冷凝器连通。

本发明的有益效果在于：

本发明的除霜方法根据上次除霜退出时蒸发器的翅片温度、以及上次除霜完成所需时间，来确定上次除霜与下次除霜之间的除霜间隔时间，因此可以更合理的控制除霜间隔时间，从而提供空调风冷热泵机组的总体性能并保证机组的高效率、稳定运行。

本发明的空调风冷热泵机组提供了除霜控制器、以及检测蒸发器翅片温度的传感器、检测室外环境温度的传感器，其中除霜控制器接收第一和第二温度传感器传输的温度信号、并根据所接收的温度信号控制机组以选定的除霜间隔时间进行除霜，因此本发明可以更合理的控制除霜间隔时间，从而提供空调风冷热泵机组的总体性能并保证机组的高效率、稳定运行。

附图说明

图1为本发明空调风冷热泵机组的除霜方法的流程图；

图2为本发明的除霜方法中确定除霜间隔时间的流程图；

图3是本发明空调风冷热泵机组中除霜控制器的部分结构示意图。

具体实施方式

以下参见附图描述本发明的具体实施方式。

参见图1和图2，描述本发明的空调风冷热泵机组的除霜方法，其包括：步骤1：在空调风冷热泵机组处于运行状态的情形下，在启动除霜之前先判断是否满足除霜间隔时间，即，判断机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间；步骤2：如果所述运行时间满足除霜间隔时间，则进行除霜，如果所述运行时间不满足除霜间隔时间则返回上述步骤1。其中，步骤1中的除霜间隔时间按如下步骤确定：当上次除霜退出时，检测空调风冷热泵机组的蒸发器的翅片温度，并将检测到的翅片温度与设定温度进行比较；当检测到的翅片温度大于等于设定温度时，根据上次除霜完成所需时间为除霜间隔时间选择时间值，除霜间隔时间依据上次除霜完成所需时间而不同；当检测到的翅片温度小于设定温度时，选定除霜间隔时间为一固定值，此时除霜间隔时间不是可变化的值。应该理解，所述的上次除霜和下次除霜是指先后依次进行的两次除霜，先进行的除霜为上次除霜，后进行的除霜为下次除霜；所述的除霜间隔时间是指：上次除霜退出到下次除霜开始之间的时间段。

继续参见图1，更为详细地，如果满足除霜间隔时间则按照如下步骤2-1和步骤2-2进行除霜：步骤2-1：判断是否同时符合下述a-d四个条件并持续3分钟：其中，a.空调风冷热泵机组的压缩机连续运行时间大于20分钟；b.蒸发器的翅片温度＜-7℃；c.出水温度≥18℃；d.(1)压缩机连续运行时间大于除霜间隔时间，室外环境温度大于蒸发器的翅片温度4℃；或者，(2)压缩机的连续运行时间大于除霜间隔时间，蒸发器的翅片温度小于-13℃；或者，(3)室外环境温度大于所述蒸发器的翅片温度10℃。其中d中的(1)-(3)是三个并列的条件，所述的四个条件是指a、b、c三个条件再加上(1)-(3)中任一个条件。步骤2-2：如果同时符合上述的a-d四个条件并持续3分钟，则空调风冷热泵机组停机，进入除霜；如果不符合所述的“a-d四个条件并持续3分钟”，则返回上述的步骤1。继续参见图1，在步骤2-2中，如果空调风冷热泵机组停机，进入除霜，则在满足下列条件e、f、g之一时退出除霜：e.蒸发器的翅片温度≥17℃并持续1分钟，或蒸发器的翅片温度≥27℃；f.除霜时间超过8分钟；g.出水温度＜7℃。

参见图2示出的确定除霜间隔时间的一个实施例的流程图，本发明所述的设定温度设为16℃，上述的固定值设为30分钟。从图2可看出，该确定除霜间隔时间的流程如下：当上次除霜退出时，如果此时检测到的蒸发器的翅片温度小于16℃时，则确定除霜间隔时间为30分钟；当上次除霜退出时检测到的换热器的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间＜2分钟时，则确定除霜间隔时间为90分钟；当上次除霜退出时检测到的换热器的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于2分钟小于4分钟时，则确定所述除霜间隔时间为60分钟；当上次除霜退出时检测到的换热器的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于4分钟小于6分钟时，则确定除霜间隔时间为50分钟；当上次除霜退出时检测到的换热器的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间为大于等于6分钟小于8分钟时，则确定除霜间隔时间为40分钟；当上次除霜退出时检测到的换热器的翅片温度≥16℃时，并且上次除霜完成所需时间≥8分钟时，则确定除霜间隔时间为30分钟。

优选地，本发明方法适用于定频风冷冷水热泵机组。

另一方面，本发明还提供一种空调风冷热泵机组，其具有蒸发器、冷凝器、压缩机、以及控制压缩机的排气口有选择地与蒸发器或冷凝器连通的四通阀，即使得压缩机排出的气体先流经蒸发器再流经冷凝器，或者先流经冷凝器再流经蒸发器。显然，四通阀具有第一、第二、第三、第四共四个端口，第一端口与压缩机的排气口连通，第二端口与压缩机的吸气口连通，第三端口与蒸发器连通，第四端口与冷凝器连通。进一步，本发明空调风冷热泵机组还包括：第一温度传感器，安装在所述蒸发器的翅片盘管上，用以采集蒸发器的翅片温度；第二温度传感器，安装在蒸发器的翅片上(例如，在翅片上设有环境温度传感器夹，第二温度传感器安装在该环境温度传感器夹中)，以采集室外环境温度；以及除霜控制器，其接收第一和第二温度传感器传输的温度信号、并根据所接收的温度信号控制机组以选定的除霜间隔时间进行除霜，其中该除霜控制器具有与第一温度传感器连接的第一信号接收端、与第二温度传感器连接的第二信号接收端。

如图3示出的，本发明中的除霜控制器包括：除霜间隔确定模块、除霜间隔判断模块、除霜启动判断模块、除霜运行模块、除霜结束模块，除霜间隔确定模块与除霜间隔判断模块连接，除霜间隔判断模块与除霜启动判断模块连接，除霜启动判断模块与除霜运行模块连接，除霜结束模块与除霜运行模块连接。

除霜间隔确定模块：根据上次除霜退出时检测到的蒸发器的翅片温度以及上次除霜完成所需时间，确定上次除霜与下次除霜之间的除霜间隔时间；该模块按照以上参见附图2所描述的流程实现其功能，此处不再赘述。除霜间隔判断模块：判断机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间，除霜间隔时间是由上述除霜间隔确定模块确定的。

除霜启动判断模块：当所述运行时间满足除霜间隔时间时，判断是否符合除霜启动条件的除霜启动判断模块，所述的除霜启动条件即前述的a-d条件，该模块通过前述的依据a-d条件的判断流程实现其功能，此处不再赘述。除霜运行模块：当符合除霜启动条件时发出压缩机停机信号和四通阀断电信号、然后再启动压缩机进行除霜。除霜结束模块：当除霜运行满足除霜结束条件时向压缩机发送停机信号、并使得机组重新按制热启动运行。其中所述除霜结束条件即为前述的e、f、g三个条件之一，该模块通过前述的判断是否满足e、f、g三个条件之一来确定是否除霜结束，此处不再赘述。

本发明所述的空调风冷热泵机组，优选为定频风冷冷水热泵机组。

综上，本发明的除霜方法根据上次除霜退出时蒸发器的翅片温度、以及上次除霜完成所需时间，来确定上次除霜与下次除霜之间的除霜间隔时间，因此可以更合理的控制除霜间隔时间，从而提供空调风冷热泵机组的总体性能并保证机组的高效率、稳定运行。

本发明的空调风冷热泵机组提供了除霜控制器、以及检测蒸发器翅片温度的传感器、检测室外环境温度的传感器，其中除霜控制器接收第一和第二温度传感器传输的温度信号、并根据所接收的温度信号控制机组以选定的除霜间隔时间进行除霜，因此本发明可以更合理的控制除霜间隔时间，从而提供空调风冷热泵机组的总体性能并保证机组的高效率、稳定运行。

本发明的空调风冷热泵机组、以及空调风冷热泵机组的除霜方法中所涉及的蒸发器和冷凝器均在室外。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种空调风冷热泵机组的除霜方法，其特征在于，包括：

步骤1：当所述机组处于运行状态时，在启动除霜之前，先判断所述机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间；

步骤2：如果满足除霜间隔时间，则进行除霜，如果不满足则返回所述步骤1，

其中，所述步骤1中的除霜间隔时间按如下步骤确定：

当上次除霜退出时，检测所述空调风冷热泵机组的蒸发器的翅片温度，并将其与设定温度进行比较；

当所述翅片温度大于等于所述设定温度时，根据所述上次除霜完成所需时间，为所述除霜间隔时间选择时间值；以及

当所述翅片温度小于所述设定温度时，选定所述除霜间隔时间为一固定值。

2.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于，所述设定温度为16℃，所述固定值为30分钟。

3.根据权利要求2所述的除霜方法，其特征在于，

当所述的检测到的翅片温度≥16℃时，并且所述上次除霜完成所需时间＜2分钟时，则所述除霜间隔时间为90分钟；

当所述的检测到的翅片温度≥16℃时，并且所述上次除霜完成所需时间为大于等于2分钟小于4分钟时，则所述除霜间隔时间为60分钟；

当所述的检测到的翅片温度≥16℃时，并且所述上次除霜完成所需时间为大于等于4分钟小于6分钟时，则所述除霜间隔时间为50分钟；

当所述的检测到的翅片温度≥16℃时，并且所述上次除霜完成所需时间为大于等于6分钟小于8分钟时，则所述除霜间隔时间为40分钟；

当所述的检测到的翅片温度≥16℃时，并且所述上次除霜完成所需时间≥8分钟时，则所述除霜间隔时间为30分钟。

4.根据权利要求3所述的除霜方法，其特征在于，在所述步骤2中，如果要进行除霜，则按照如下步骤进行：

步骤2-1：判断是否同时符合下述a-d四个条件并持续3分钟:

a.所述空调风冷热泵机组的压缩机连续运行时间大于20分钟；

b.所述蒸发器的翅片温度＜-7℃；

c.出水温度≥18℃；

d.所述压缩机连续运行时间大于除霜间隔时间，室外环境温度大于所述蒸发器的翅片温度4℃；或者，所述压缩机的连续运行时间大于除霜间隔时间，所述蒸发器的翅片温度小于-13℃；或者，室外环境温度大于所述蒸发器的翅片温度10℃；

步骤2-2：如果同时符合所述a-d四个条件并持续3分钟，则所述空调风冷热泵机组停机，进入除霜；如果不同时符合，则返回所述步骤1。

5.根据权利要求4所述的除霜方法，其特征在于，在所述步骤2-2中，如果所述空调风冷热泵机组进入除霜，则在进入除霜后满足下列条件之一时退出除霜：

e.所述蒸发器的翅片温度≥17℃并持续1分钟，或所述蒸发器的翅片温度≥27℃；

f.除霜时间超过8分钟；

g.出水温度＜7℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的除霜方法，其特征在于，所述方法适用于定频风冷冷水热泵机组。

7.一种空调风冷热泵机组，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、以及控制所述压缩机的排气口有选择地与所述蒸发器或冷凝器连通的四通阀，其特征在于，还包括：

采集所述蒸发器的翅片温度的第一温度传感器，安装在所述蒸发器的翅片盘管上；

采集室外环境温度的第二温度传感器，安装在所述蒸发器的翅片上；以及

接收所述第一和第二温度传感器传输的温度信号、并根据所接收的温度信号控制所述机组以选定的除霜间隔时间进行除霜的除霜控制器，

其中，所述除霜控制器具有与所述第一温度传感器连接的第一信号接收端、与所述第二温度传感器连接的第二信号接收端，

其中，所述除霜控制器包括：

根据上次除霜退出时检测到的所述蒸发器的翅片温度以及所述上次除霜完成所需时间，确定上次除霜与下次除霜之间除霜间隔时间的除霜间隔确定模块；

判断所述机组从上次除霜退出开始计时的运行时间是否满足除霜间隔时间的除霜间隔判断模块，与所述除霜间隔确定模块连接；

当所述运行时间满足所述除霜间隔时间时判断是否符合除霜启动条件的除霜启动判断模块，与所述除霜间隔判断模块连接；以及

当符合除霜启动条件时发出压缩机停机信号和四通阀断电信号、然后再启动压缩机进行除霜的除霜运行模块，与所述除霜间隔判断模块连接。

8.根据权利要求7所述的空调风冷热泵机组，其特征在于，所述除霜控制器还包括：

当除霜运行满足除霜结束条件时向所述压缩机发送停机信号、并使得所述机组重新按制热启动运行的除霜结束模块，所述除霜结束模块与所述除霜运行模块连接。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的空调风冷热泵机组，其特征在于，所述四通阀具有第一、第二、第三、第四共四个端口，其中，所述第一端口与所述压缩机的排气口连通，第二端口与所述压缩机的吸气口连通，第三端口与所述蒸发器连通，第四端口与所述空调风冷热泵机组中的冷凝器连通。