CN108548349B - 一种智能型热泵的除霜控制系统 - Google Patents

一种智能型热泵的除霜控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明专利公开了一种智能型热泵的除霜控制系统，该智能型热泵的除霜控制系统包括一控制单元、一环境温度探头、一蒸发器温度探头、一冷凝水位检测器、一雨水传感器和一计时器，且所述冷凝水接水盘底部安装有一排水口，所述排水口远离所述冷凝水接水盘处装有一个电磁阀。系统通过感测热泵开机运行时间t1和蒸发器盘管温度T1后进行第一次除霜判断；雨水天气时则感测蒸发器盘管温度T1和环境温度TE确定除霜时间间隔，非雨水天气时感测冷凝水水位并以上一次的化霜时间作为参考进行后续的除霜判断，进入到除霜过程后当蒸发器盘管温度T1大于预设温度TS2后退出除霜过程，可为用户提供一个舒适的用水体验，并避免了冬季频繁除霜造成的能源浪费。

Description

一种智能型热泵的除霜控制系统
技术领域
本发明涉及热水器领域，尤其涉及一种智能型热泵的除霜控制系统。
背景技术
热泵循环可将低温热源的能量转移到高温热源，循环中常常包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等元件，然而热泵热水器在冬季室外较低温度下运行时，蒸发器表面温度容易达到零度以下，蒸发器的表面容易结霜，厚霜会导致蒸发器表面的空气流动受阻，影响热泵热水器的制热水能力，长期运行可能会导致系统出现保护性的停机，影响整个系统的使用寿命。
除霜的常用方法有停机除霜，让蒸发器表面的霜自己融化，另外一种是通过换向阀改变工质的流向利用逆循环除霜，这两种常用的方法都会导致热泵热水器不能够正常地提供热水，极大地影响了热泵热水器的使用性能，所以对热泵热水器的除霜频率、除霜时间间隔做出正确的判断可极大地提高热泵热水器的使用性能、提供舒适的用户体验并节约能源。
发明内容
本发明目的在于提供一种智能型热泵的除霜控制系统，可对热泵冬季的除霜频率和除霜时间间隔做出合理判断，提供舒适的用户体验并且节约能源。
本发明提供一种智能型热泵的除霜控制系统，所述热泵包括一内部安装有盘管的蒸发器，该智能型热泵的除霜控制系统包括：一冷凝水接水盘，所述冷凝水接水盘用于承接所述蒸发器除霜产生的冷凝水，所述冷凝水接水盘底部设有一排水口；一电磁阀，所述电磁阀安装在所述排水口远离所述冷凝水接水盘一端，所述电磁阀在除霜开始时关闭，除霜结束后开启；一冷凝水水位检测器，所述冷凝水水位检测器用于检测所述冷凝水接水盘中冷凝水水位；一蒸发器温度探头，所述蒸发器温度探头安装于所述蒸发器盘管上，用于检测所述蒸发器盘管温度；一环境温度探头，所述环境温度探头用于检测所述热泵所处环境温度；一雨水传感器，用于检测是否为雨水天气；一计时器，用于对所述智能型热泵化霜时间、除霜时间间隔、开机运行时间进行计时；一控制单元，所述控制单元分别接收所述环境温度探头、所述蒸发器温度探头、所述冷凝水水位检测器、所述雨水传感器传递的环境温度信号、蒸发器盘管温度信号、冷凝水水位信号和天气状况信号，以及所述计时器传递的热泵除霜时间间隔信号、开机运行时间信号和化霜时间信号，且根据上述蒸发器盘管温度信号和所述开机运行时间信号确定是否进入第一次除霜过程，根据所述天气状况信号判断天气情况，雨水天气时根据所述的蒸发器盘管温度信号和环境温度信号来确定是否进入除霜操作，非雨水天气则根据所述的热泵化霜时间信号和除霜时间间隔信号控制所述智能型热泵的除霜操作。
优选的，所述冷凝水接水盘底部安装有一加热装置，可避免所述冷凝水接水盘中的冷凝水结冰。
优选的，所述冷凝水接水盘顶部设有一防冻剂添加口，所述防冻剂添加口用于在除霜过程中给所述冷凝水接水盘添加防冻剂，避免所述冷凝接水盘中的冷凝水结冰。
优选的，所述防冻剂添加口远离所述冷凝水接水盘一端采用管道依次连接有一第二电磁阀、一微型泵和一防冻剂储液罐，所述第二电磁阀在除霜开始时开启，除霜结束后关闭，所述微型泵用于将所述防冻剂储液罐中的防冻剂泵送到所述防冻剂添加口并添加到所述冷凝水接水盘中。
优选的，所述冷凝水接水盘顶部之下安装有一绝缘板，用于安装所述的冷凝水水位检测器。
优选的，所述的冷凝水水位检测器是一种电阻小，传导性强黄铜冷凝水水位检测器。
所述智能型热泵的除霜控制系统采用一种智能型热泵的除霜控制系统方法，所述智能型热泵的除霜控制系统方法包括如下步骤：
步骤1：开机启动热泵，获取所述智能型热泵的本次运行时间t1、所述蒸发器内部盘管温度T1、预设时间tS和预设温度TS1，当所述本次运行时间t1大于所述预设时间tS且所述蒸发器内部盘管温度T1小于所述预设温度TS1时，进入除霜过程，否则不进入除霜过程；
步骤2：获取蒸发器盘管温度T1、预设温度TS2，当所述蒸发器盘管温度T1大于所述预设温度TS2时，退出所述除霜过程，否则不退出除霜过程；
步骤3：对天气状况进行判断，雨水天气时获取环境温度TE、所述蒸发器盘管温度T1和预设温度差T，当所述环境温度TE与所述蒸发器内部盘管温度T1之差TE-T1≧T时，进入除霜过程，否则不进入除霜过程；非雨水天气时，获取冷凝水接水盘中冷凝水水位H及上次化霜时间间隔t，当冷凝水接水盘中冷凝水处于低水位时，计时3t后进入除霜过程，当冷凝水接水盘中冷凝水处于高水位时，计时t后进入除霜过程。
步骤4：所述步骤3进入到除霜过程后返回到步骤2。
优选的，所述冷凝水接水盘中冷凝水水位H除所述高水位和所述低水位之外，在所述高水位和所述低水位之间还进行中高水位、中水位和中低水位判断，在所述步骤3中检测到所述冷凝水水位为所述中高水位时，计时1.5t后进入除霜过程，当检测到所述冷凝水水位为所述中水位时，计时2t后进入除霜过程，当检测到所述冷凝水水位为所述中低水位时，计时2.5t后进入除霜过程。
本发明提供的一种智能型热泵的除霜控制系统，其包括一冷凝水接水盘、一电磁阀、一冷凝水水位检测器、一蒸发器温度探头、一环境温度探头、一雨水传感器、一计时器和一控制单元，通过所述计时器获得热泵开机运行时间t1，通过所述蒸发器温度探头感测蒸发器盘管温度T1后进行第一次除霜判断；通过所述雨水传感器感测是否为雨水天气而采用不同模式确定除霜时间间隔，雨水天气时通过所述蒸发器温度探头感测蒸发器盘管温度T1，通过所述环境温度探头感测环境温度TE确定除霜时间间隔，非雨水天气时通过所述冷凝水水位检测器感测冷凝水水位后进行后续的除霜判断，且每次除霜时间的判断都以上一次的化霜时间作为参考，进入到除霜过程后，通过所述蒸发器温度探头感测蒸发器盘管温度T1，当蒸发器盘管温度T1大于预设温度TS2后退出除霜过程，可合理地确定除霜时间间隔，保证除霜操作贴合热泵的运行工况，为用户提供一个舒适的用水体验，并避免了冬季频繁除霜造成的能源浪费。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种智能型热泵的除霜控制系统的结构示意图。
图中：1、蒸发器，11、盘管，2、冷凝水接水盘，21、排水口，22、加热装置，23绝缘板，3、电磁阀，4、冷凝水水位检测器，41、高水位检测片，42、中高水位检测片，43、中水位检测片，44、中低水位检测片，45、低水位检测片，5、蒸发器温度探头，6、环境温度探头，7、雨水感应器，8、计时器，9、控制单元。
图2是本发明第一实施例提供的一种智能型热泵的除霜控制系统采用的控制方法的流程图；
具体实施方式
下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明提供一种智能型热泵的除霜控制系统，本发明提供一种智能型热泵的除霜控制系统，所述热泵包括一内部安装有盘管11的蒸发器1，该智能型热泵的除霜控制系统包括：一冷凝水接水盘2、一电磁阀3、一冷凝水水位检测器4、一蒸发器温度探头5、一环境温度探头6、一雨水传感器7、一计时器8和一控制单元9。
所述冷凝水接水盘2用于承接所述蒸发器1除霜产生的冷凝水，所述冷凝水接水盘2底部设有一排水口21；所述电磁阀3安装在所述排水口21远离所述冷凝水接水盘2一端，所述电磁阀3在除霜开始时关闭，除霜结束后开启；所述冷凝水位检测器4用于检测所述冷凝水接水盘2中冷凝水水位，包括高水位检测片41、中高水位检测片42、中水位检测片43、中低水位检测片44和低水位检测片45；所述蒸发器温度探头5安装于所述蒸发器1的盘管11上，用于检测所述盘管11的温度；所述环境温度探头6用于检测所述热泵所处环境温度；所述雨水传感器7用于检测是否为雨水天气；所述计时器8用于对所述智能型热泵化霜时间、除霜时间间隔、开机运行时间进行计时；所述控制单元9分别接收所述冷凝水水位检测器4、所述蒸发器温度探头5、所述环境温度探头6、和所述雨水传感器7的冷凝水水位信号、蒸发器盘管温度信号、环境温度信号和天气状况信号，以及所述计时器8传递的热泵除霜时间间隔信号、开机运行时间信号和化霜时间信号，且根据上述蒸发器盘管温度信号和所述开机运行时间信号确定是否进入第一次除霜过程，根据所述天气状况信号判断天气情况，雨水天气时根据所述的蒸发器盘管温度信号和环境温度信号来确定是否进入除霜操作，非雨水天气则根据所述的热泵化霜时间信号和除霜时间间隔信号控制所述智能型热泵的除霜操作。
本实施例中，所述冷凝水接水盘2底部安装有一加热装置22，可避免所述冷凝水接水盘2中的冷凝水结冰；所述冷凝水接水盘2顶部之下安装有一绝缘板23，用于安装所述冷凝水水位检测器4；所述的冷凝水水位检测器4是一种电阻小，传导性强黄铜冷凝水水位检测器。
参阅图2，所述智能型热泵的除霜控制系统采用一种智能型热泵的除霜控制系统方法，所述智能型热泵的除霜控制系统方法包括如下步骤：
步骤1：开机启动热泵，获取所述智能型热泵的本次运行时间t1、所述蒸发器内部盘管温度T1、预设时间tS和预设温度TS1，当所述本次运行时间t1大于所述预设时间tS且所述蒸发器内部盘管温度T1小于所述预设温度TS1时，进入除霜过程，否则不进入除霜过程；
步骤2：获取蒸发器盘管温度T1、预设温度TS2，当所述蒸发器盘管温度T1大于所述预设温度TS2时，退出所述除霜过程，否则不退出除霜过程；
步骤3：对天气状况进行判断，雨水天气时获取环境温度TE、所述蒸发器盘管温度T1和预设温度差T，当所述环境温度TE与所述蒸发器内部盘管温度T1之差TE-T1≧所述预设温度差T时，进入除霜过程，否则不进入除霜过程；非雨水天气时，获取冷凝水接水盘中冷凝水水位H及上次化霜时间间隔t，当冷凝水接水盘2中冷凝水处于低水位时，计时3t后进入除霜过程，当冷凝水接水盘2中冷凝水处于高水位时，计时t后进入除霜过程。
步骤4：所述步骤3进入到除霜过程后返回到步骤2。
优选的，所述冷凝水接水盘2中冷凝水水位H除所述高水位和所述低水位之外，在所述高水位和所述低水位之间还进行中高水位、中水位和中低水位判断，在所述步骤3中检测到所述冷凝水水位H为所述中高水位时，计时1.5t后进入除霜过程，当检测到所述冷凝水水位H为所述中水位时，计时2t后进入除霜过程，当检测到所述冷凝水水位H为所述中低水位时，计时2.5t后进入除霜过程。
本发明提供的一种智能型热泵的除霜控制系统，通过所述计时器8获得热泵开机运行时间t1，通过所述蒸发器温度探头5感测蒸发器盘管温度T1后进行第一次除霜判断；通过所述雨水传感器7感测是否为雨水天气而采用不同模式确定除霜时间间隔，雨水天气时通过所述蒸发器温度探头5感测蒸发器盘管温度T1，通过所述环境温度探头6感测环境温度TE确定除霜时间间隔，非雨水天气时通过所述冷凝水水位检测器4感测冷凝水水位H后进行后续的除霜判断，且每次除霜时间的判断都以上一次的化霜时间作为参考，进入到除霜过程后，通过所述蒸发器温度探头5感测蒸发器盘管温度T1，当蒸发器盘管温度T1大于预设温度TS2后退出除霜过程，可合理地确定除霜时间间隔，保证除霜操作贴合热泵的运行工况，为用户提供一个舒适的用水体验，并避免了冬季频繁除霜造成的能源浪费。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种智能型热泵的除霜控制系统，所述热泵包括一内部安装有盘管的蒸发器，其特征在于，所述智能型热泵的除霜控制系统包括：
一冷凝水接水盘，所述冷凝水接水盘用于承接所述蒸发器除霜产生的冷凝水，所述冷凝水接水盘底部设有一排水口；
一电磁阀，所述电磁阀安装在所述排水口远离所述冷凝水接水盘一端，所述电磁阀在除霜开始时关闭，除霜结束后开启；
一冷凝水水位检测器，所述冷凝水水位检测器用于检测所述冷凝水接水盘中冷凝水水位；
一蒸发器温度探头，所述蒸发器温度探头安装于所述蒸发器盘管上，用于检测所述蒸发器盘管温度；
一环境温度探头，所述环境温度探头用于检测所述热泵所处环境温度；
一雨水传感器，用于检测是否为雨水天气；
一计时器，用于对所述智能型热泵化霜时间、除霜时间间隔、开机运行时间进行计时；
一控制单元，所述控制单元分别接收所述环境温度探头、所述蒸发器温度探头、所述冷凝水水位检测器、所述雨水传感器传递的环境温度信号、蒸发器盘管温度信号、冷凝水水位信号和天气状况信号，以及所述计时器传递的热泵除霜时间间隔信号、开机运行时间信号和化霜时间信号，且根据上述蒸发器盘管温度信号和所述开机运行时间信号确定是否进入第一次除霜过程，根据所述天气状况信号判断天气情况，雨水天气时根据所述的蒸发器盘管温度信号和环境温度信号来确定是否进入除霜操作，非雨水天气则根据所述的热泵化霜时间信号和除霜时间间隔信号控制所述智能型热泵的除霜操作，非雨水天气还根据冷凝水水位及以上次除霜时间间隔确定本次除霜时间间隔。
2.根据权利要求1所述的一种智能型热泵的除霜控制系统，其特征在于：所述冷凝水接水盘底部安装有一加热装置，可避免所述冷凝水接水盘中的冷凝水结冰。
3.根据权利要求1所述的一种智能型热泵的除霜控制系统，其特征在于：所述冷凝水接水盘顶部设有一防冻剂添加口，所述防冻剂添加口用于在除霜过程中给所述冷凝水接水盘添加防冻剂，避免所述冷凝水接水盘中的冷凝水结冰。
4.根据权利要求3所述的一种智能型热泵的除霜控制系统，其特征在于：所述防冻剂添加口远离所述冷凝水接水盘一端采用管道依次连接有一第二电磁阀、一微型泵和一防冻剂储液罐，所述第二电磁阀在除霜开始时开启，除霜结束后关闭，所述微型泵用于将所述防冻剂储液罐中的防冻剂泵送到所述防冻剂添加口并添加到所述冷凝水接水盘中。
5.根据权利要求1所述的一种智能型热泵的除霜控制系统，其特征在于：所述冷凝水接水盘顶部之下安装有一绝缘板，用于安装所述的冷凝水水位检测器。
6.根据权利要求1所述的一种智能型热泵的除霜控制系统，其特征在于：所述的冷凝水水位检测器是一种黄铜冷凝水水位检测器。
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