CN104896819A - 一种热泵除霜方法及热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵除霜方法及热泵系统，所述热泵除霜方法包括如下步骤：通过试验获取若干组第一阈值范围内的环境温度T1对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2；根据获取的所述环境温度T1与所述空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线T2＝kT1+b，其中，k、b为常数；当检测到当前环境温度为t1以及当前空气侧换热器盘管温度为t2时，若t2≤kt1+b时，则对空气侧换热器进行除霜。本发明相对于现有技术能更加准确判断到是否需要对空气侧换热器进行除霜，能够克服现有技术中无霜仍然会进行除霜现象，如此能够极大的节省能源。

Description

一种热泵除霜方法及热泵系统
技术领域
本发明涉及一种除霜方法，尤其是涉及一种热泵除霜方法及热泵系统。
背景技术
传统的热泵除霜方法通常采用时间-温度法，其控制方法是在压缩机开启同时开始计时，计时系统运行45分钟后即对换热器的盘管温度进行检测。当检测到盘管温度小于13℃时进入除霜模式；当检测到盘管温度大于13℃时则无需或退出除霜模式。
传统的热泵除霜方式虽然能达到对盘管进行除霜的目的，但是在实际使用过程中会出现以下问题：在盘管温度小于13℃时，由于环境温度不确定，使得盘管上并不一定会有结霜，导致经常出现盘管无霜却仍然进入除霜模式，造成除霜频繁的缺陷。如此，降低了机组运行效率，并极大的浪费了能源。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种能克服经常出现对盘管误除霜现象的热泵除霜方法。
其技术方案如下：
一种热泵除霜方法，包括如下步骤：通过试验获取若干组第一阈值范围内不同环境温度T1下对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2；根据获取的所述环境温度T1与所述空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线T2＝kT1+b，其中，k、b为常数；当检测到当前环境温度为t1以及当前空气侧换热器盘管温度为t2时，若t2≤kt1+b时，则对空气侧换热器进行除霜。
本发明还提供一种热泵系统，包括压缩机、气液分离器、热水侧换热器、空气侧换热器、节流装置以及四通阀，所述压缩机一端与所述四通阀的D口连接，所述压缩机的另一端连接至所述气液分离器，所述气液分离器连接至所述四通阀的S口，所述热水侧换热器与所述四通阀的C口连接，所述空气侧换热器与所述四通阀的E口连接，所述热水侧换热器、所述节流装置及所述空气侧换热器依次串联连接；还包括用于获取空气侧换热器盘管温度的盘管温度传感器、用于获取环境温度的环境温度传感器、控制器以及计时器，所述盘管温度传感器、所述环境温度传感器及所述计时器均与所述控制器电性连接，所述控制器与所述四通阀电性连接。
在其中一个实施例中，在对空气侧换热器进行除霜之前还包括步骤：热泵启动并进入制热模式，使得压缩机运行30～60分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。
在其中一个实施例中，所述压缩机运行45分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。
在其中一个实施例中，对空气侧换热器进行除霜包括有如下步骤：四通阀换向将压缩机与空气侧换热器相连通，接着使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟。
在其中一个实施例中，若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＜λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟；若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＞λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放2n分钟。
在其中一个实施例中，其中，n为2～4分钟。
在其中一个实施例中，其中，λ为1～2℃。
在其中一个实施例中，对盘管进行除霜完毕后判断是否进入到制热模式，如果是，四通阀换向将压缩机与热水侧换热器相连通，并进入制热模式。
在其中一个实施例中，所述第一阈值范围为-7～2℃。
下面结合上述技术方案对本发明的原理、效果进一步说明：
本发明所述的热泵除霜方法，通过试验获取空气侧换热器盘管对应于不同环境温度的除霜最佳温度，该最佳温度即指空气侧换热器正要结霜或已经结了一点点霜时的盘管温度，若在该最佳温度除霜时，可以及时将空气侧换热器的霜除掉，相反错过该最佳除霜时机则会由于结霜厚而难以除去。将所检测到的环境温度T1对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线。热泵系统根据该最佳除霜曲线、当前环境温度t1以及当前空气侧换热器盘管温度t2判断是否进入除霜模式，使得相对于现有技术能更加准确判断到是否需要对空气侧换热器进行除霜，能够克服现有技术中无霜仍然会进行除霜现象，如此能够极大的节省能源。
附图说明
图1为本发明实施例所述热泵除霜方法流程图；
图2为本发明实施例所述热泵除霜最佳曲线图；
图3为本发明实施例所述热泵结构示意图。
附图标记说明：
10、压缩机，20、气液分离器，30、热水侧换热器，40、空气侧换热器，50、节流装置，60、四通阀，70、盘管温度传感器，80、环境温度传感器，90、控制器，90a、计时器。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明：
如图1所示，本发明所述的热泵除霜方法，包括如下步骤：
S101、通过试验获取若干组第一阈值范围内的不同环境温度T1对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2；
S102、根据获取的所述环境温度T1与所述空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线T2＝kT1+b，其中，k、b为常数；
S103、当检测到当前环境温度为t1以及当前空气侧换热器盘管温度为t2时，若t2≤kt1+b时，则对空气侧换热器进行除霜。
本发明所述的热泵除霜方法，通过试验获取空气侧换热器盘管对应于不同环境温度的除霜最佳温度，该最佳温度即指空气侧换热器正要结霜或已经结了一点点霜时的盘管温度，若在该最佳温度除霜时，可以及时将空气侧换热器上的霜除掉，相反错过该最佳除霜时机则会由于结霜厚而难以除去。将所检测到的环境温度T1对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线，例如图2所示，其示意出了试验获取某种型号热泵系统对应的最佳除霜曲线。热泵系统根据该最佳除霜曲线、当前环境温度t1以及当前空气侧换热器盘管温度t2判断是否进入除霜模式，使得相对于现有技术能更加准确判断到是否需要对空气侧换热器进行除霜，能够克服现有技术中无霜仍然会进行除霜现象，如此能够极大的节省能源。
其中，在对空气侧换热器进行除霜之前还包括步骤：热泵启动并进入制热模式，使得压缩机运行30～60分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。在其中一个实施例中，所述压缩机运行45分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。
对空气侧换热器进行除霜包括有如下步骤：四通阀换向将压缩机与空气侧换热器相连通，接着使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟。在本发明实施例中，n为2～4分钟。如此使得对空气侧换热器的除霜效果较好，且除霜完毕后能及时进入后续制热步骤，节省能源。
在其中一个实施例中，若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＜λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟；若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＞λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放2n分钟。其中，λ为1～2℃。如此，通过判断空气侧换热器盘管温度与当前环境温度所对应的进入除霜模式最佳温度间的差值，决定除霜时间，以在节约能源前提下保证除去空气侧换热器的结霜。
对盘管进行除霜完毕后判断是否进入到制热模式，如果是，四通阀换向将压缩机与热水侧换热器相连通，并进入制热模式。
其中，所述第一阈值范围为-7～2℃。例如冬季，当环境温度在此第一阈值范围时，空气侧换热器容易出现结霜现象。
如图3所示，本发明所述的热泵系统，包括压缩机10、气液分离器20、热水侧交换器30、室外侧交换器40、节流装置50以及四通阀60。所述压缩机10一端与所述四通阀60的D口连接，所述压缩机10的另一端连接至所述气液分离器20。所述气液分离器20连接至所述四通阀60的S口，所述热水侧换热器30与所述四通阀60的C口连接，所述空气侧换热器40与所述四通阀60的E口连接，所述热水侧换热器30、所述节流装置50及所述空气侧换热器40依次串联连接。下面对本发明实施例所述制热模式与除霜模式下的工作原理进行说明：
制热模式：压缩机10排气口排出高温高压制冷剂气体。高温高压制冷剂气体通过四通阀60的D口流进，从四通阀60的C口流出，进入热水侧换热器30，并与同时进入热水侧换热器30中的冷水进行换热后变成低温高压制冷剂液体。而冷水吸收制冷剂热量变为热水，用来给用户提供热水。低温高压制冷剂液体经过节流装置50降压及空气侧换热器40内吸热蒸发后变为低温低压制冷剂气体，低温低压制冷剂气体依次经过四通阀60的E口、S口，通过气液分离器20最后从压缩机10的回气口回到压缩机10。
除霜模式：压缩机10与室外侧交换器40接通，且压缩机10排出高温高压制冷剂气体。高温高压制冷剂气体通过四通阀60的D管流进，从四通阀60的E口流出，进入空气侧换热器40内与冷空气及空气侧换热器40内部的霜进行换热后变成低温高压制冷剂液体。空气侧换热器40内部的霜吸收制冷剂中的热量后融化，从而达到除霜的目的。而低温高压制冷剂液体经过节流装置50降压及热水侧换热器30换热后变为低温低压制冷剂气体，低温低压制冷剂气体依次经过四通阀60的C口、S口，通过气液分离器20最后从压缩机10的回气口回到压缩机10。
本发明实施例所述热泵系统还包括用于获取空气侧换热器40盘管温度的盘管温度传感器70、用于获取环境温度的环境温度传感器80、控制器90以及计时器90a。所述盘管温度传感器70、所述环境温度传感器80及所述计时器90a均与所述控制器90电性连接，所述控制器90与所述四通阀60电性连接。
通过盘管温度传感器70获取空气侧换热器40盘管的温度t2，及环境温度传感器80获取环境温度t1，并将环境温度t1与空气侧换热器40盘管的温度t2传输给控制器90。控制器90判断t2≤kt1+b时，则进入除霜模式，控制器90控制四通阀60换向接通压缩机10与空气侧换热器40，对空气侧换热器40进行除霜。反之，控制器90判断t2＞kt1+b时，则继续运行制热模式。
当控制器90判断进入除霜模式的同时，通过排气温度传感器(图中未示意)获取压缩机10排气口的排气温度，并将该排气温度发送给控制器90。控制器90对该排气温度与预设温度进行比较，并控制节流装置50作相应动作。具体的，当排气温度小于40℃时，则控制节流装置50的电子膨胀阀维持原来开度；而当排气温度大于40℃时，则控制节流装置50的电子膨胀阀开度减小。如此能避免压缩机10回油造成的热泵系统无法安全稳定运行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种热泵除霜方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过试验获取若干组第一阈值范围内的环境温度T1对应着最佳除霜时的空气侧换热器盘管温度T2；
根据获取的所述环境温度T1与所述空气侧换热器盘管温度T2拟合得到最佳除霜曲线T2＝kT1+b，其中，k、b为常数；
当检测到当前环境温度为t1以及当前空气侧换热器盘管温度为t2时，若t2≤kt1+b时，则对空气侧换热器进行除霜。
2.根据权利要求1所述的热泵除霜方法，其特征在于，在对空气侧换热器进行除霜之前还包括步骤：热泵启动并进入制热模式，使得压缩机运行30～60分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。
3.根据权利要求2所述的热泵除霜方法，其特征在于，所述压缩机运行45分钟后开始检测空气侧换热器盘管温度。
4.根据权利要求1所述的热泵除霜方法，其特征在于，对空气侧换热器进行除霜包括有如下步骤：四通阀换向将压缩机与空气侧换热器相连通，接着使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟。
5.根据权利要求4热泵除霜方法，其特征在于，若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＜λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放n分钟；若t2≤kt1+b，且|t2-kt1-b|＞λ,则使所述压缩机内的热气排到空气侧换热器内并持续排放2n分钟。
6.根据权利要求4或5所述的热泵除霜方法，其特征在于，其中，n为2～4分钟。
7.根据权利要求5所述的热泵除霜方法，其特征在于，其中，λ为1～2℃。
8.根据权利要求4所述的热泵除霜方法，其特征在于，对盘管进行除霜完毕后判断是否进入到制热模式，如果是，四通阀换向将压缩机与热水侧换热器相连通，并进入制热模式。
9.根据权利要求1所述的热泵除霜方法，其特征在于，所述第一阈值范围为-7～2℃。
10.一种采用了如权利要求1至9任一项所述的热泵除霜方法的热泵系统，其特征在于，包括压缩机、气液分离器、热水侧换热器、空气侧换热器、节流装置以及四通阀，所述压缩机一端与所述四通阀的D口连接，所述压缩机的另一端连接至所述气液分离器，所述气液分离器连接至所述四通阀的S口，所述热水侧换热器与所述四通阀的C口连接，所述空气侧换热器与所述四通阀的E口连接，所述热水侧换热器、所述节流装置及所述空气侧换热器依次串联连接；还包括用于获取空气侧换热器盘管温度的盘管温度传感器、用于获取环境温度的环境温度传感器、控制器以及计时器，所述盘管温度传感器、所述环境温度传感器及所述计时器均与所述控制器电性连接，所述控制器与所述四通阀电性连接。
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