CN109579384B - 空气源热泵热水机组的除霜方法 - Google Patents

空气源热泵热水机组的除霜方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空气源热泵热水机组的除霜方法,空气源热泵热水机组包括水箱、水侧冷凝器、压缩机、四通阀、气液分离器、蒸发器、电气控制系统、电子膨胀阀及过滤器;特点是所述蒸发器的侧进风口安装有第一温感器,在蒸发器的盘管入口安装第二温感器,在所述压缩机的吸气口安装第三温感器,在所述水侧冷凝器的进水口安装第四温感器;所述电气控制系统所采集的信息是:第一温感器所感应的温度T1、第二温感器所感应的温度T4、第三温感器所感应的温度T6及第四温感器所感应的温度T7;在电气控制系统中设定限制进入除霜的蒸发器进风温度T2等。其能避免机组在低温下运行时无霜除霜、薄霜除霜等问题,解决了空气源热泵系统在低温运行频繁启动等影响机组制热量和使用寿命问题。

Description

空气源热泵热水机组的除霜方法
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵热水机组的除霜方法。
背景技术
空气源热泵机组在低温制热运行时,空气侧蒸发器结霜是一种常见的现象;低温下轻微结霜有利于提高系统的蒸发温度,从而提高系统低温制热量,但严重结霜则会导致机组运行制热量能力的剧烈衰减;因而,在低温使用环境下如何精准判定空气侧蒸发器是否结霜,结霜是否严重,结霜严重会影响机组制热。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种避免机组在低温下运行时无霜除霜、薄霜除霜等问题,解决了空气源热泵系统在低温运行频繁启动等影响机组制热量和使用寿命问题的空气源热泵热水机组的除霜方法。
为了达到上述目的,本发明是这样实现的,其是一种空气源热泵热水机组的除霜方法,空气源热泵热水机组包括水箱、水侧冷凝器、压缩机、四通阀、气液分离器、蒸发器、电气控制系统、电子膨胀阀及过滤器;其特征在于在所述蒸发器的侧进风口安装有第一温感器,在蒸发器的盘管入口安装第二温感器,在所述压缩机的吸气口安装第三温感器,在所述水侧冷凝器的进水口安装第四温感器;所述电气控制系统所采集的信息是:第一温感器所感应的温度T1、第二温感器所感应的温度T4、第三温感器所感应的温度T6及第四温感器所感应的温度T7;在电气控制系统中设定限制进入除霜的蒸发器进风温度T2、影响除霜温差判定的蒸发器进风分界温度T3、可进入结霜判定的蒸发器盘管入口温度T5、限制进入除霜的冷凝器进水温度T8、影响除霜温差判定的冷凝器进水分界温度T9及可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;在电气控制系统中还设定压缩机制热运行时间t1、压缩机制热运行周期△t1、压缩机融霜运行时间t2、传热温度差值持续的时间t3、吸气温度差值持续的时间t4、除霜动作执行时压缩机最小运行时间t5、除霜动作执行时压缩机最大运行时间t6、可进入除霜的各温度差值持续的时间△t2、、蒸发器结霜判定温度第一差值a1、蒸发器结霜判定温度第二差值a2、蒸发器结霜判定温度第三差值a3、蒸发器结霜判定温度第四差值a4及蒸发器结霜判定温度第五差值a5;
一、空气源热泵热水机组在制热运行时,当电气控制系统检测第一温感器的温度T1小于设定的蒸发器进风温度T2,且第二温感器所感应的温度T4小于或等于设定的蒸发器盘管入口温度T5,电气控制系统开始进入空气源热泵热水机组结霜判定;
①当T3≤T1≤T2及 T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第一差值a1,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a1的范围是8-12;
②当T3≤T1≤T2及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第二差值a2,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a2的范围是6-11;
③当TI<T3及T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或者等于蒸发器结霜判定温度第三差值a3,且传热温度差值△T2达到蒸发器结霜判定温度差值a3所持续的时间t3也达到△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a3的范围是6-11;
④当TI<T3及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第四差值a4,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a4的范围是5-10;
⑤当温度T1与温度T6的吸气温度差值△T3大于或等于蒸发器结霜判定温度第五差值a5,且吸气温度差值△T3持续的时间t4也大于或等于△t2;可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a5的范围是5-10;
当满足①+⑤或②+⑤或③+⑤或④+⑤条件时,可判定空气源热泵热水机组结霜;
二、空气源热泵热水机组执行除霜动作
在电气控制系统判定空气源热泵热水机组结霜后,当压缩机制热运行时间t1大于或等于压缩机制热运行周期△t1、温度T7大于限制进入结霜判定的冷凝器进水温度T8,当这两个满足条件时,电气控制系统执行除霜命令,依次控制压缩机、风机停机, 8秒后四通阀通电,60秒后控制压缩机启动,热泵机组进行除霜,以上过程保持循环水泵运行;
三、空气源热泵热水机组压缩机退出除霜条件
①温度T4达到可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;
② 压缩机融霜运行时间t2等于除霜动作执行时压缩机最大运行时间
t6;
③温度T7等于限制进入除霜的冷凝器进水温度T8;
④ 除霜时,系统出现异常故障停机时,退出除霜动作 ;
当满足以上任一条件时,压缩机停止运行;
四、压缩机翅片烘干过程
压缩机停机退出除霜后,可充分利用翅片表面的余热让翅片上的融霜水
进一步排走和烘干翅片表面;
五、电气控制系统退出除霜动作
压缩机停机退出除霜后,170秒后四通阀失电,175秒后风机开启,180
秒后压缩机重新开启,机组转正常制热运行,电气控制系统退出除霜动作。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、本除霜控制方案根据空气源热泵热水机组在适用环境温度内运行的特点作出的判断,除霜判定更精准;
2、本除霜方案解决了热水机组无霜除霜和薄霜除霜问题;
3、解决了热水机组使用过程中频繁除霜以及厚霜不除等问题,综合运行制热量更高、更节能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的一部分流程图;
图3是本发明另一部分的流程图;
注:图2中的a端连接图3中的a端,图2中的b端连接图3中的b端,图2与图3组成本发明完整的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1至图3所示,其是一种空气源热泵热水机组的除霜方法,空气源热泵热水机组包括水箱1、水侧冷凝器4、压缩机5、四通阀6、气液分离器8、蒸发器10、电气控制系统13、电子膨胀阀15及过滤器。
在所述蒸发器10的侧进风口安装有第一温感器12,在蒸发器10的盘管入口安装第二温感器11,在所述压缩机5的吸气口安装第三温感器7,在所述水侧冷凝器4的进水口安装第四温感器3。
所述电气控制系统13所采集的信息是:第一温感器12所感应的温度T1、第二温感器11所感应的温度T4、第三温感器7所感应的温度T6及第四温感器3所感应的温度T7;在电气控制系统13中设定限制进入除霜的蒸发器进风温度T2、影响除霜温差判定的蒸发器进风分界温度T3、可进入结霜判定的蒸发器盘管入口温度T5、限制进入除霜的冷凝器进水温度T8、影响除霜温差判定的冷凝器进水分界温度T9及可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;在电气控制系统13中还设定压缩机制热运行时间t1、压缩机制热运行周期△t1、压缩机融霜运行时间t2、传热温度差值持续的时间t3、吸气温度差值持续的时间t4、除霜动作执行时压缩机最小运行时间t5、除霜动作执行时压缩机最大运行时间t6、可进入除霜的各温度差值持续的时间△t2、蒸发器结霜判定温度第一差值a1、蒸发器结霜判定温度第二差值a2、蒸发器结霜判定温度第三差值a3、蒸发器结霜判定温度第四差值a4及蒸发器结霜判定温度第五差值a5;
一、空气源热泵热水机组在制热运行时,当电气控制系统13检测第一温感器(12)的温度T1小于设定的蒸发器进风温度T2,且第二温感器11所感应的温度T4小于或等于设定的蒸发器盘管入口温度T5,电气控制系统13开始进入空气源热泵热水机组结霜判定;
①当T3≤T1≤T2及 T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第一差值a1,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a1的范围是8-12,根据实际应用情况,可以将a1的数值设置为8或9或10或11或12;
②当T3≤T1≤T2及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第二差值a2,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a2的范围是6-11,根据实际应用情况,可以将a2的数值设置为6或7或8或9或10或11;
③当TI<T3及T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或者等于蒸发器结霜判定温度差值a3,且传热温度差值△T2达到蒸发器结霜判定温度第三差值a3所持续的时间t3也达到△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a3的范围是6-11,根据实际应用情况,可以将a3的数值设置为6或7或8或9或10或11;
④当TI<T3及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第四差值a4,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a4的范围是5-10,根据实际应用情况,可以将a4的数值设置为5或6或7或8或9或10;
⑤当温度T1与温度T6的吸气温度差值△T3大于或等于蒸发器结霜判定温度第五差值a5,且吸气温度差值△T3持续的时间t4也大于或等于△t2;可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a5的范围是5-10,根据实际应用情况,可以将a5的数值设置为5或6或7或8或9或10;
当满足①+⑤或②+⑤或③+⑤或④+⑤条件时,可判定空气源热泵热水机组结霜;
二、空气源热泵热水机组执行除霜动作
在电气控制系统13判定空气源热泵热水机组结霜后,当压缩机5制热运行时间t1大于或等于压缩机制热运行周期△t1、温度T7大于限制进入结霜判定的冷凝器进水温度T8,当这两个满足条件时,电气控制系统13执行除霜命令,依次控制压缩机、风机停机, 8秒后四通阀通电,60秒后控制压缩机启动,热泵机组进行除霜,以上过程保持循环水泵运行;
三、空气源热泵热水机组压缩机退出除霜条件
①温度T4达到可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;
② 压缩机融霜运行时间t2等于除霜动作执行时压缩机最大运行时间
t6;
③温度T7等于限制进入除霜的冷凝器进水温度T8;
④ 除霜时,系统出现异常故障停机时,退出除霜动作 ;
当满足以上任一条件时,压缩机停止运行;
四、压缩机翅片烘干过程
压缩机5停机退出除霜后,可充分利用翅片表面的余热让翅片上的融霜
水进一步排走和烘干翅片表面;
五、电气控制系统退出除霜动作
压缩机停机退出除霜后,170秒后四通阀失电,175秒后风机开启,180
秒后压缩机重新开启,机组转正常制热运行,电气控制系统退出除霜动作。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明,但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种空气源热泵热水机组的除霜方法,空气源热泵热水机组包括水箱(1)、水侧冷凝器(4)、压缩机(5)、四通阀(6)、气液分离器(8)、蒸发器(10)、电气控制系统(13)、电子膨胀阀(15)及过滤器;其特征在于在所述蒸发器(10)的侧进风口安装有第一温感器(12),在蒸发器(10)的盘管入口安装第二温感器(11),在所述压缩机(5)的吸气口安装第三温感器(7),在所述水侧冷凝器(4)的进水口安装第四温感器(3);所述电气控制系统(13)所采集的信息是:第一温感器(12)所感应的温度T1、第二温感器(11)所感应的温度T4、第三温感器(7)所感应的温度T6及第四温感器(3)所感应的温度T7;在电气控制系统(13)中设定限制进入除霜的蒸发器进风温度T2、影响除霜温差判定的蒸发器进风分界温度T3、可进入结霜判定的蒸发器盘管入口温度T5、限制进入除霜的冷凝器进水温度T8、影响除霜温差判定的冷凝器进水分界温度T9及可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;在电气控制系统(13)中还设定压缩机制热运行时间t1、压缩机制热运行周期△t1、压缩机融霜运行时间t2、传热温度差值持续的时间t3、吸气温度差值持续的时间t4、除霜动作执行时压缩机最小运行时间t5、除霜动作执行时压缩机最大运行时间t6、可进入除霜的各温度差值持续的时间△t2、蒸发器结霜判定温度第一差值a1、蒸发器结霜判定温度第二差值a2、蒸发器结霜判定温度第三差值a3、蒸发器结霜判定温度第四差值a4及蒸发器结霜判定温度第五差值a5;
一、空气源热泵热水机组在制热运行时,当电气控制系统(13)检测第一温感器(12)的温度T1小于设定的蒸发器进风温度T2,且第二温感器(11)所感应的温度T4小于或等于设定的蒸发器盘管入口温度T5,电气控制系统(13)开始进入空气源热泵热水机组结霜判定;
①当T3≤T1≤T2及 T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第一差值a1,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a1的范围是8-12;
②当T3≤T1≤T2及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第二差值a2,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a2的范围是6-11;
③当TI<T3及T7≤ T9时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或者等于蒸发器结霜判定温度第三差值a3,且传热温度差值△T2达到蒸发器结霜判定温度差值a3所持续的时间t3也达到△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a3的范围是6-11;
④当TI<T3及T9<T7时,温度T1与温度T4的传热温度差值△T2大于或等于蒸发器结霜判定温度第四差值a4,且传热温度差值△T2持续的时间t3也大于或等于△t2,可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a4的范围是5-10;
⑤当温度T1与温度T6的吸气温度差值△T3大于或等于蒸发器结霜判定温度第五差值a5,且吸气温度差值△T3持续的时间t4也大于或等于△t2;可判定空气源热泵热水机组可能结霜;a5的范围是5-10;
当满足①+⑤或②+⑤或③+⑤或④+⑤条件时,可判定空气源热泵热水机组结霜;
二、空气源热泵热水机组执行除霜动作
在电气控制系统(13)判定空气源热泵热水机组结霜后,当压缩机(5)制热运行时间t1大于或等于压缩机制热运行周期△t1、温度T7大于限制进入结霜判定的冷凝器进水温度T8,当这两个满足条件时,电气控制系统(13)执行除霜命令,依次控制压缩机、风机停机, 8秒后四通阀通电,60秒后控制压缩机启动,热泵机组进行除霜,以上过程保持循环水泵运行;
三、空气源热泵热水机组压缩机退出除霜条件
①温度T4达到可退出除霜时蒸发器盘管温度T10;
② 压缩机融霜运行时间t2等于除霜动作执行时压缩机最大运行时间
t6;
③温度T7等于限制进入除霜的冷凝器进水温度T8;
④ 除霜时,系统出现异常故障停机时,退出除霜动作 ;
当满足以上任一条件时,压缩机停止运行;
四、压缩机翅片烘干过程
压缩机(5)停机退出除霜后,可充分利用翅片表面的余热让翅片上的
融霜水进一步排走和烘干翅片表面;
五、电气控制系统退出除霜动作
压缩机停机退出除霜后,170秒后四通阀失电,175秒后风机开启,180
秒后压缩机重新开启,机组转正常制热运行,电气控制系统退出除霜动作。
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