CN106440585A - 一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了：一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法，包括自动除霜方式、手动除霜方式及湿度除霜方式。具有以下优点：采用性能更加稳定的单片机以及高质量的采集检测变送器，综合通过PHT（温度、湿度、压力、时间）以及特有计算方式进行除霜控，提高了除霜效率，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种除霜装置及其除霜方法，尤其涉及一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置及其除霜方法。
背景技术
空气源热泵机组有着广泛的市场,其除霜技术由于牵涉到节约能源和提高制热效率等关键指标,备受各厂家重视。除霜技术一直是一大难题，目前市场上多采用温度检测控制，导致控制精度及方式不准确，低温高湿工况下除霜效率低下甚至不除霜或除霜时间过长，大大影响了空气源热泵制热性能而且浪费能源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置及其除霜方法，具有采用性能更加稳定的单片机以及高质量的采集检测变送器，综合通过PHT（温度、湿度、压力、时间）以及特有计算方式进行除霜控，提高了除霜效率，节约能源的优点。
为解决以上问题，本发明采用以下技术方案：
一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法，包括自动除霜方式、手动除霜方式及湿度除霜方式。
进一步的，所述手动除霜方式需满足以下条件：
翅片温度＜退除霜翅温；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数。
进一步的，所述自动除霜方式包括进入除霜步骤，进入除霜步骤有两类方式。
进一步的，所述进入除霜步骤的一类方式是翅片温度检测除霜，翅片温度检测除霜需满足的条件：
累计积霜运行时间≥除霜间隔时间；
翅片温度≤允许除霜翅片温度；
环境温度≤允许除霜环境温度；
环境温度－翅片温度≥除霜环翅差；
当环境温度≥0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差1；
当环境温度＜0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差2；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数；
压缩机运行时间＞除霜开压缩机时间。
进一步的，所述进入除霜步骤的一类方式是低压除霜，使用低压除霜方式时，需满足以下条件：
累计积霜运行时间≥低压除霜间隔；
压缩机运行时间＞低压除霜检测延时；
翅片温度＜低压除霜翅片温度；
单元出水温度＞退除霜出水温度。
进一步的，所述自动除霜方式还包括退出除霜步骤，退出除霜步骤需满足条件：
除霜运行时间≥除霜时间；
翅片温度≥退除霜翅片温度+ 退出除霜偏差；
单元出水温度≤退除霜出水温度，并持续10秒；
以上条件只要有一个满足，就可退出除霜。
进一步的，所述进入除霜步骤的具体流程步骤包括：
判断B系统是否处于运行状态；
判断B系统的运行时间是否大于等于Ton。
进一步的，所述进入除霜步骤的具体流程步骤还包括：
判断B系统的Tcond是否小于Tend；
判断B系统的Tout是否大于Tendo。
进一步的，所述退出除霜步骤的具体流程步骤包括：
判断Time是否大于等于Time set；
判断B系统的是否处于高压状态。
进一步的，所述退出除霜步骤的具体流程步骤还包括：
判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc+△T；
判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc；
判断A系统的Tcond是否大于等于Tend。
本发明采用以上技术方案，与现有技术性比，具有以下优点：
（1）动态智能除霜功能：机组自动根据温度传感器实时感知环境温度、结合实时压力、吸气温度和记录的除霜周期，动态的修正除霜时间，准确把握除霜时机；提高系统除霜效率，多霜多除，少霜少除，无霜不除，有效的避免了常规除霜模式的制热损失。
（2）低温环境智能除霜功能：当环境温度偏低时（-10℃以下），装置自动根据实时温度对温度传感器测定数据进行修正，使得数据更加真实，保证除霜更加准确。
（3）高湿环境智能除霜功能：当周围环境湿度越大，机组越容易结霜；此装置可通过湿度变送器自动判断环境湿度情况，准确进行除霜运转，避免结霜过度或无效结霜出现。
（4）部分负荷智能除霜功能：机组满负荷运转时，自动根据换热温度变化准确的进行除霜运转；当机组部分负荷运转时，则根据换热效率变化准确的进行除霜运转。不同负荷状态下，不同的判断准则，更准确的把握除霜时机。
（5)通过自动计算、预测及记录确定进入除霜时间、间隔时间、累计除霜时间以及退出除霜时间，可以计算及预测在不同条件下采用不同的除霜间隔，采用两种累计积霜运行时间计算方法，可任意选择两种累计积霜运行时间。
（6)手动强制除霜，手动强制除霜可以在结霜很严重的情况下使用，保证了机组的除霜能力。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图说明
附图1为本分明实施例中一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的结构示意图；
附图2是进入除霜步骤的具体流程图；
附图3是退出除霜步骤的具体流程图；
附图4是除霜过程中各器件动作图；
附图5是第一次除霜过后，除霜间隔图；
附图6是累计积霜运行时间计算图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置，智能综合除霜装置由单片机电路控制，单片机电路包括CPU芯片TMP87PH46N、若干继电器、驱动器芯片ULN2003，CPU芯片TMP87PH46N与驱动器芯片ULN2003连接，驱动器芯片ULN2003与继电器连接，CPU芯片TMP87PH46N输出信号到驱动器芯片ULN2003，驱动器芯片ULN2003再输出信号到继电器。
所述CPU芯片TMP87PH46N的COM1脚作为公共端，CPU芯片TMP87PH46N的DI1脚作为线控开关显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI2脚作为电源故障显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI3脚作为水流量不足显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI4脚作为空调泵过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI5脚作为1#冷凝风机过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI6脚作为2#冷凝风机过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI7脚作为电加热过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI14脚作为2#压缩机过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI15脚作为2#压缩机低压显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI16脚作为2#压缩机高压显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI17脚作为1#压缩机过载显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI18脚作为1#压缩机低压显示端，CPU芯片TMP87PH46N的DI19脚作为1#压缩机高压显示端。
所述CPU芯片TMP87PH46N的AIN1脚连接有传感器T1一端，传感器T1另一端作为1#翅片温度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN2脚连接有传感器T2一端，传感器T2另一端作为2#翅片温度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN3脚连接有传感器T3一端，传感器T3另一端作为1#压力检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN4脚连接有传感器T4一端，传感器T4另一端作为2#压力检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN5脚连接有传感器T5一端，传感器T5另一端作为出水温度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN6脚连接有传感器T6一端，传感器T6另一端作为回水温度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN7脚连接有传感器T7一端，传感器T7另一端作为湿度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的AIN8脚连接有传感器T8一端，传感器T8另一端作为环境温度检测端，CPU芯片TMP87PH46N的COM3脚作为传感器公共端。
所述CPU芯片TMP87PH46N的COM2脚接入220V交流电的火线，CPU芯片TMP87PH46N的DO9脚连接有空调泵一端，空调泵另一端接入220V交流电的零线，CPU芯片TMP87PH46N的DO10脚连接有1#冷凝风机一端，1#冷凝风机另一端接入220V交流电的零线，CPU芯片TMP87PH46N的DO11脚连接有2#冷凝风机一端，2#冷凝风机另一端接入220V交流电的零线，CPU芯片TMP87PH46N的DO14脚连接有故障指示灯一端，故障指示灯另一端接入220V交流电的零线，CPU芯片TMP87PH46N的DO15脚连接有运行指示灯一端，运行指示灯另一端接入220V交流电的零线，CPU芯片TMP87PH46N的DO16脚连接有电加热机一端，电加热机另一端接入220V交流电的零线。
所述CPU芯片TMP87PH46N的DO1脚连接有1#压缩机一端，1#压缩机另一端接入220V交流电的零线，所述CPU芯片TMP87PH46N的DO2脚连接有1#四通阀一端，1#四通阀另一端接入220V交流电的零线，所述CPU芯片TMP87PH46N的DO3脚连接有2#压缩机一端，2#压缩机另一端接入220V交流电的零线，所述CPU芯片TMP87PH46N的DO4脚连接有2#四通阀一端，2#四通阀另一端接入220V交流电的零线。
所述CPU芯片TMP87PH46N电源端连接有变压器BCY-432，变压器BCY-432接入220V交流电。
一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法，包括自动除霜方式、手动除霜方式及湿度除霜方式。
手动除霜方式需满足以下条件：
翅片温度＜退除霜翅温；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数；
以上条件都满足时，执行手动除霜操作可进入除霜。
湿度除霜方式，通过检测环境湿度，湿度到达设定点，温度、时间（以上逻辑）同时达到除霜条件时进行除霜，当湿度低于结霜设定点时延时退出除霜。
自动除霜方式包括以下步骤：
步骤1 进入除霜步骤
进入除霜步骤有两类方式，分别介绍如下：
方式1，翅片温度检测除霜
累计积霜运行时间≥除霜间隔时间；
翅片温度≤允许除霜翅片温度；
环境温度≤允许除霜环境温度；
环境温度－翅片温度≥除霜环翅差；
当环境温度≥0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差1；
当环境温度＜0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差2；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数；
压缩机运行时间＞除霜开压缩机时间；
以上条件都满足时，系统进入除霜。
方式2，低压除霜
使用低压除霜方式时，“低压除霜使用设置”设置为使用状态；
累计积霜运行时间≥低压除霜间隔；
压缩机运行时间＞低压除霜检测延时；
翅片温度＜低压除霜翅片温度；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
以上条件都成立时，进入低压除霜，如果某个条件不成立或[低压除霜使用设置 ]设置为不使用，则低压报警。
步骤2退出除霜步骤
除霜运行时间≥除霜时间；
翅片温度≥退除霜翅片温度+ 退出除霜偏差；
单元出水温度≤退除霜出水温度，并持续10秒；
以上条件只要有一个满足，就可退出除霜。
如图2所示，进入除霜步骤的具体流程步骤如下：
A或B代表同时除霜中任一压缩机系统。
步骤S101，A系统需要除霜，执行步骤S102；
步骤S102，判断B系统是否处于运行状态，若是B系统处于运行状态，则执行步骤S104，是B系统未处于运行状态，则执行步骤S103；
步骤S103，A系统进入除霜，B系统保持停机；
步骤S104，判断B系统的运行时间是否大于等于Ton，Ton即压缩机最少运行时间，若B系统的运行时间≥Ton，则执行步骤S106，否则执行步骤S105；
步骤S105，判断A系统是否采用低压除霜方式进行除霜，若是采用低压除霜方式则执行步骤S106，否则返回执行步骤S104；
步骤S106，判断B系统的Tcond是否小于Tendc，Tcond即翅片温度，Tendc即退除霜翅片温度，若B系统的Tcond＜Tendc，则执行步骤S108，否则执行步骤S107；
步骤S107，A系统进入除霜，B系统停机；
步骤S108，判断B系统的Tout是否大于Tendo，Tout即单元出水温度，Tendo即退出除霜出水温度，若B系统的Tout＞Tendo，则执行步骤S109，否则执行步骤S107；
步骤S109，两台压缩机共同进入除霜。
如图3所示，退出除霜步骤的具体流程步骤如下：
步骤S201，两台压缩机都在除霜，执行步骤S202；
步骤S202，判断Time是否大于等于Time set，Time即除霜运行时间，Time set即除霜时间，若Time≥Time set，则执行步骤S208，否则执行步骤S203；
步骤S203，判断B系统的是否处于高压状态，若是B系统处于高压状态，则执行步骤S204，否则执行步骤S205；
步骤S204，B系统停机；
步骤S205，判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc+△T，△T即退出除霜偏差，若B系统的Tcond≥Tendc+△T，则执行步骤S204，否则执行步骤S206；
步骤S206，判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc，若B系统的Tcond≥Tendc，则执行步骤S207，否则执行步骤S202；
步骤S207，判断A系统的Tcond是否大于等于Tendc，若A系统的Tcond≥Tendc，则执行步骤S208，否则执行步骤S202；
步骤S208，两台压缩机同时退出除霜。
所述累计积霜运行指的是机组正常运行的时间；
所述除霜环翅差指的是环境温度-翅片温度的差值；
所述压缩机数指的是压缩机的数量；
所述低压除霜间隔指的是上次低压除霜结束到这次开始除霜的时间间隔；
所述低压除霜检测延时指的是低压除霜检测需要延时时间；
所述退出除霜偏差指的是退除霜翅片温度的标定值；
所述压机系统指的是制冷系统。
除霜过程中各器件动作如图4所示，其中180S为除霜时间；10S为退除霜风机延时。
不同条件下有不同的除霜间隔，机组开启后压缩机第一次除霜等待时间为压缩机首次化霜至少运行 。
第一次除霜过后，除霜间隔的选择如图5所示，其中T1为除霜环温1；
T2为除霜环温2；Time 1为除霜间隔1；Time 2为除霜间隔2；Time 3为除霜间隔3。
有两种累计积霜运行时间计算方法，使用“累计积霜运行时间选择”进行选择。
当该参数值设为0（=压缩机积霜时间）时，累计积霜运行时间计算如图6所示；当设为1（=压缩机运行时间）时，累计积霜运行时间为压缩机运行时间。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法，其特征在于：包括自动除霜方式、手动除霜方式及湿度除霜方式。
2.如权利要求1所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述手动除霜方式需满足以下条件：
翅片温度＜退除霜翅温；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数。
3.如权利要求1所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述自动除霜方式包括进入除霜步骤，进入除霜步骤有两类方式。
4.如权利要求3所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述进入除霜步骤的一类方式是翅片温度检测除霜，翅片温度检测除霜需满足的条件：
累计积霜运行时间≥除霜间隔时间；
翅片温度≤允许除霜翅片温度；
环境温度≤允许除霜环境温度；
环境温度－翅片温度≥除霜环翅差；
当环境温度≥0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差1；
当环境温度＜0℃时，除霜环翅差=允许除霜环翅差2；
单元出水温度＞退除霜出水温度；
正在除霜压缩机数＜最大除霜压缩机数；
压缩机运行时间＞除霜开压缩机时间。
5.如权利要求3所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述进入除霜步骤的一类方式是低压除霜，使用低压除霜方式时，需满足以下条件：
累计积霜运行时间≥低压除霜间隔；
压缩机运行时间＞低压除霜检测延时；
翅片温度＜低压除霜翅片温度；
单元出水温度＞退除霜出水温度。
6.如权利要求1所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述自动除霜方式还包括退出除霜步骤，退出除霜步骤需满足条件：
除霜运行时间≥除霜时间；
翅片温度≥退除霜翅片温度+ 退出除霜偏差；
单元出水温度≤退除霜出水温度，并持续10秒；
以上条件只要有一个满足，就可退出除霜。
7.如权利要求3所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述进入除霜步骤的具体流程步骤包括：
判断B系统是否处于运行状态；
判断B系统的运行时间是否大于等于Ton。
8.如权利要求3所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述进入除霜步骤的具体流程步骤还包括：
判断B系统的Tcond是否小于Tend；
判断B系统的Tout是否大于Tendo。
9.如权利要求6所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述退出除霜步骤的具体流程步骤包括：
判断Time是否大于等于Time set；
判断B系统的是否处于高压状态。
10.如权利要求9所述的一种空气源热泵机组的智能综合除霜装置的除霜方法的实现方法，其特征在于：所述退出除霜步骤的具体流程步骤还包括：
判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc+△T；
判断B系统的Tcond是否大于等于Tendc；
判断A系统的Tcond是否大于等于Tend。
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