CN102519190A - 一种风冷机组除霜的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风冷机组除霜的控制方法和系统，所述方法包括：控制器采集环境温度和吸气压力，计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度；判断是否符合进行除霜的条件，若符合则机组进行除霜；控制器采集盘管温度，判断是否符合退出除霜的条件；若符合则机组退出除霜；不符合则继续除霜，直到符合退出除霜的条件时再退出除霜。采用本发明的技术方案，通过环境温度和吸气压力对应的饱和蒸发温度之间的函数关系，确定机组风侧换热器的结霜程度，确定是否应该除霜，避免出现假除霜和频繁除霜的情况，保证机组在制热运行时有效的发挥能力。

Description

一种风冷机组除霜的控制方法和系统

技术领域

本发明属于空调器的应用技术领域，尤其涉及一种风冷机组除霜的控制方法和系统。

背景技术

风冷机组在冬季制热运行过程中，由于环境温度低的原因致使机组风侧换热器的蒸发温度低，同时空气中湿度大的条件下，风侧换热器慢慢结霜，翅片间的间距越来越小，造成换热器风阻越来越大，风速越来越小，机组能力变小。为了提高机组更优的发挥性能，各个厂家在机组制热过程中进行除霜。

通常地：风冷机组除霜进入的判定条件是通过风侧换热器的盘管温度、环境温度、运行时间三个条件组合实现的。我们发现风冷机组由于各地的环境温度的干球和湿球温度不同，相同干球温度下，湿球温度不同，结霜的情况也不同，在仅靠以上三个条件的组合下经常出现假除霜、频繁除霜的现象；使机组制热性能不能有效的发挥。

现在风冷机组在低温制热过程中如何通过有限的参数正确判定出机组风侧换热器结霜程度是各个空调厂家不断追求的方向。

除霜进入条件一般情况下主要采用以下的控制方式：环温温度要求低于设定温度值，盘管温度低于设定温度值、运行时间超过设定值，以上条件全部满足进行除霜程序。

风冷机组在环境干球温度低、湿球温度也低的情况下，机组不容易结霜，但是此时环温、盘管温度同时也低，很容易达到进入除霜条件，这样就会造成机组实际没有结霜，不需要机组除霜，但是机组却定时出现除霜现象，造成机组制热性能不能有效的发挥。

发明内容

本发明的目的在于通过吸气压力传感器和环境温度传感器的除霜组合，通过参数控制有效表现出风侧换热器的结霜情况，从而有效除霜，发挥机组的制热能力。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种风冷机组除霜的控制方法，包括以下步骤：

A、控制器从环境温度传感器采集环境温度，从吸气压力传感器采集吸气压力；

B、控制器计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度，判断是否符合进行除霜的条件，若符合条件，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出进入除霜信号，使机组进行除霜；若不符合条件，则返回步骤A；

C、控制器从盘管温度传感器采集盘管温度；

D、控制器判断是否符合退出除霜的条件，若符合条件，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号，使机组退出除霜，若不符合条件，则进入下一步骤E；

E、控制器判断机组进行除霜的时间是否达到预设的最长除霜时间，若已达到，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号，使机组退出除霜；若未达到，则返回步骤C。

所述步骤B中，控制器按照如下对应关系计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度，

T2＝-0.2411P⁶+3.1839P⁵-17.163P⁴+49.259P³-84.647P²+109.53P-32.904其中，T2为吸气饱和蒸发温度，P为吸气压力；

所述步骤B中，控制器判断是否符合进行除霜的条件包括：

1)吸气压力低于预设压力值并且已达到预定的持续时间，所述预设压力值为压缩机最低运行压力；

2)如下判断公式成立并且已达到预定的持续时间，所述判断公式为：

(T1-T2)/(1-0.03*(7-T1))＞B；

其中，T1为环境温度，T2为吸气饱和蒸发温度，B为预设温差值；所述预设温差值由整体机组经过实验测试得出；

当满足以上任意一个条件时，控制器判断为可以进行除霜。

所述步骤D中，控制器判断是否符合退出除霜的条件为：盘管温度大于预设温度值并且已达到预定的持续时间，所述预设温度值由机组经过除霜实验得出。

所述步骤B中，控制器向四通阀、压缩机和风机发出进入除霜信号后，压缩机停止运行；经过第一预设时间后，四通阀换向，风机关闭；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行除霜。

所述步骤D和E中，控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号后，压缩机停止运行；经过第一预设时间后，四通阀换向，风机开启；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行制热。

所述第一预设时间和第二预设时间均为15秒。

一种风冷机组除霜的控制系统，包括：

控制器，用于采集和处理传感器提供的数据，判断机组是否能够进入或者退出除霜模式，并控制机组进入或者退出除霜模式；

环境温度传感器，用于采集环境温度并提供给控制器；

吸气压力传感器，用于采集吸气压力并提供给控制器；

盘管温度传感器，用于采集盘管温度并提供给控制器；

压缩机，用于实现机组的制热和除霜功能；

四通阀，用于机组在制热模式和除霜模式之间的切换；

风机，用于促进机组进行热量交换；

所述控制器分别与环境温度传感器、吸气压力传感器、盘管温度传感器、压缩机、四通阀和风机连接。

所述盘管温度传感器设置在翅片换热器的换热管上。

采用本发明的技术方案，通过环境温度和吸气压力对应的饱和蒸发温度之间的函数关系，确定机组风侧换热器的结霜程度，确定是否应该除霜，避免出现假除霜和频繁除霜的情况，保证机组在制热运行时有效的发挥能力。

附图说明

下面根据附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明具体实施方式提供的风冷机组除霜控制方法的流程示意图；

图2为本发明具体实施方式提供的风冷机组除霜控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明具体实施方式的主要思想是通过吸气压力传感器和环境温度传感器的组合应用，通过参数控制有效表现出风侧换热器的结霜情况，从而有效除霜，充分发挥机组的制热能力。

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明。

图1为本发明具体实施方式提供的风冷机组除霜控制方法的流程示意图；如图1所示，该流程主要包括以下步骤：

步骤S101，控制器从环境温度传感器采集环境温度，从吸气压力传感器采集吸气压力。控制器采集压缩机的环境温度T1和吸气压力P。

步骤S102，控制器计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度，判断是否符合进行除霜的条件。

控制器根据吸气压力P与吸气饱和蒸发温度T2的对应关系，计算吸气饱和蒸发温度。所述对应关系公式(1)为：

T2＝-0.2411P⁶+3.1839P⁵-17.163P⁴+49.259P³-84.647P²+109.53P-32.904(1)

其中，P的单位为Mp，T2的单位为摄氏度。

控制器判断是否符合进行除霜的条件，包括以下两条：

1)吸气压力低于预设压力值并且已达到预定的持续时间，所述预设压力值为压缩机最低运行压力；

2)如下判断公式成立并且已达到预定的持续时间，所述判断公式(2)为：

(T1-T2)/(1-0.03*(7-T1))＞B；                                (2)

其中，T1为环境温度，T2为吸气饱和蒸发温度，B为预设温差值；所述预设温差值由整体机组经过实验测试得出；所述预定的持续时间优选为1分钟。

当满足以上任意一个条件时，控制器判断为可以进行除霜。

机组在制热运行过程中，在相对湿度较低的情况下，换热器是不结霜的，机组的能力随着环温的降低，吸气压力降低，压缩机环境温度每降低1K，机组能力相应降低约3％；在相对湿度较高的情况下，换热器结霜，换热器能力下降，压缩机环境温度降低1K，机组能力降低将大于3％；因此机组能力衰减越大，表示机组换热器结霜越厉害，当环境温度与饱和蒸发温度之间的差值大于某个设定温差值B时，表示机组需要除霜了。

于是设定一个能力衰减系数＝0.03*(7-T1)，则公式(2)表示吸气压力P对应的饱和蒸发温度T2与环境温度T1之间的差值与(1-能力衰减系数)的比值大于预设温差值时，判断为需要进行除霜。

当满足以上所述任意一个条件时，进入步骤S103，当上述两个条件都不能满足时，则返回步骤S101。

步骤S103，控制器向四通阀、压缩机和风机发出进入除霜信号，经过第一预设时间后，四通阀换向，风机关闭；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行除霜。

步骤S104，控制器从盘管温度传感器采集盘管温度。所述盘管温度传感器为在翅片换热器的换热管上增加的温度传感器。

步骤S105，控制器判断是否符合退出除霜的条件。

所述退出除霜的条件为，控制器采集的盘管温度大于预设温度值并且已达到预定的持续时间。所述预设温度值由机组经过除霜实验得出，所述预定的持续时间优选为1分钟。

当符合退出除霜的条件时，进入步骤S107；当不符合退出除霜的条件时，进入步骤S106。

步骤S106，控制器判断机组进行除霜的时间是否达到预设的最长除霜时间。除霜时换热器的风机是关闭的，这样是为了换热器热量不交换到空气中，便于将换热器的霜最快的蒸发掉。但是当换热器的霜全部蒸发掉时，换热器的冷凝能力就不能满足机组的要求，这样换热器的冷凝压力将升高，为了避免这一情况发生，就需要设定最长除霜时间，最长除霜时间的设定主要根据机组的除霜情况和冷凝压力。

当除霜时间已达到最长除霜时间时，则进入步骤S107；当除霜时间未达到最长除霜时间时，则返回步骤S104。

步骤S107，控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号后，压缩机停止运行；经过第一预设时间后，四通阀换向，风机开启；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行制热。

步骤S103和S107中的第一预设时间和第二预设时间可以设置为15秒。

图2为本发明具体实施方式提供的风冷机组除霜控制系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括

控制器201，用于采集和处理传感器提供的数据，判断机组是否能够进入或者退出除霜模式，并控制机组进入或者退出除霜模式；

环境温度传感器202，用于采集环境温度并提供给控制器；吸气压力传感器203，用于采集吸气压力并提供给控制器；盘管温度传感器204，用于采集盘管温度并提供给控制器；

压缩机205，用于实现机组的制热和除霜功能；四通阀206，用于机组在制热模式和除霜模式之间的切换；风机207，用于促进机组进行热量交换；

所述控制器分别与环境温度传感器、吸气压力传感器、盘管温度传感器、压缩机、四通阀和风机连接。

控制器201分别与环境温度传感器202和吸气压力传感器203连接，当机组处于制热模式下，控制器从上述传感器采集相应的环境温度和吸气压力，用以对机组是否进行除霜进行判断。控制器201还与盘管温度传感器204连接，当机组处于除霜模式下，控制器从盘管温度传感器采集盘管温度，用以对机组是否退出除霜进行判断。

所述盘管温度传感器204为在翅片换热器的换热管上增加的温度传感器。

控制器201分别与压缩机205、四通阀206和风机207连接，用以向压缩机、四通阀和风机发送进入除霜信号或者退出除霜信号，从而实现机组在制热模式与除霜模式之间的切换。

采用本发明具体实施方式提供的技术方案，能够通过环境温度和吸气压力对应的饱和蒸发温度之间的函数关系，确定机组风侧换热器的结霜程度，确定是否应该除霜，避免出现假除霜和频繁除霜的情况，保证机组在制热运行时有效的发挥能力。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、控制器从环境温度传感器采集环境温度，从吸气压力传感器采集吸气压力；

B、控制器计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度，判断是否符合进行除霜的条件，若符合条件，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出进入除霜信号，使机组进行除霜；若不符合条件，则返回步骤A；

C、控制器从盘管温度传感器采集盘管温度；

D、控制器判断是否符合退出除霜的条件，若符合条件，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号，使机组退出除霜，若不符合条件，则进入下一步骤E；

E、控制器判断机组进行除霜的时间是否达到预设的最长除霜时间，若已达到，则控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号，使机组退出除霜；若未达到，则返回步骤C。

2.根据权利要求1所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，步骤B中，控制器按照如下对应关系计算与所述吸气压力对应的吸气饱和蒸发温度，T2＝-0.2411P⁶+3.1839P⁵-17.163P⁴+49.259P³-84.647P²+109.53P-32.904其中，T2为吸气饱和蒸发温度，P为吸气压力。

3.根据权利要求2所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，步骤B中，控制器判断是否符合进行除霜的条件包括：

1)吸气压力低于预设压力值并且已达到预定的持续时间，所述预设压力值为压缩机最低运行压力；

2)如下判断公式成立并且已达到预定的持续时间，所述判断公式为：

(T1-T2)/(1-0.03*(7-T1))＞B； 

其中，T1为环境温度，T2为吸气饱和蒸发温度，B为预设温差值；所述预设温差值由机组经过实验测试得出；

当满足以上任意一个条件时，控制器判断可以进行除霜。

4.根据权利要求1或3所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，步骤D中，控制器判断是否符合退出除霜的条件为：盘管温度大于预设温度值并且已达到预定的持续时间，所述预设温度值由机组经过除霜实验得出。

5.根据权利要求1所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，步骤B中，控制器向四通阀、压缩机和风机发出进入除霜信号后，压缩机停止运行；经过第一预设时间后，四通阀换向，风机关闭；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行除霜。

6.根据权利要求1所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，步骤D和E中，控制器向四通阀、压缩机和风机发出退出除霜信号后，压缩机停止运行；经过第一预设时间后，四通阀换向，风机开启；再经过第二预设时间后，压缩机启动，机组开始进行制热。

7.根据权利要求5或6所述的风冷机组除霜的控制方法，其特征在于，所述第一预设时间和第二预设时间均为15秒。

8.一种风冷机组除霜的控制系统，其特征在于，包括：

控制器，用于采集和处理传感器提供的数据，判断机组是否能够进入或者退出除霜模式，并控制机组进入或者退出除霜模式；

环境温度传感器，用于采集环境温度并提供给控制器；

吸气压力传感器，用于采集吸气压力并提供给控制器；

盘管温度传感器，用于采集盘管温度并提供给控制器；

压缩机，用于实现机组的制热和除霜功能； 

四通阀，用于机组在制热模式和除霜模式之间的切换；

风机，用于促进机组的热量交换；

所述控制器分别与环境温度传感器、吸气压力传感器、盘管温度传感器、压缩机、四通阀和风机连接。

9.根据权利要求8所述的风冷机组除霜的控制系统，其特征在于，所述盘管温度传感器设置在翅片换热器的换热管上。 

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