CN109668356A - 一种热泵机组的除霜控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵机组的除霜控制方法及系统，该方法包括如下步骤：步骤S1，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i；步骤S2，根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力；步骤S3，根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率；步骤S4，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，进行除霜控制，本发明可在满足精确除霜的同时保证热泵机组具有最优的机组性能。

Description

一种热泵机组的除霜控制方法及系统

技术领域

本发明涉及热泵控制技术领域，特别是涉及一种能实现最优机组性能的热泵机组的除霜控制方法及系统。

背景技术

热泵系统在制热时，当环境温度低于冰点时，空气中的水汽会在换热器的表面凝结成霜层，霜层不仅直接加大了换热器的传热热阻，还使得通过换热器的空气流通量减少，导致换热效率降低，因此需要采取措施进行除霜。

目前，热泵机组除霜通常采用定时除霜或智能除霜两种方式：1、采用定时除霜是根据一个规定除霜时间，当达到规定除霜时间就进行除霜，但是这种除霜方式如果规定除霜时间过短会造成机组能力受影响，过长会造成除霜不干净；2、目前热泵智能除霜通常采用的是根据温度、压力的比值来判断除霜，然而，这种控制方法往往会受温度/压力传感器检测精的影响而影响除霜效果，且在除霜的同时无法保证热泵机组较佳的运行性能。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种热泵机组的除霜控制方法及系统，以在满足精确除霜的同时保证热泵机组具有最优的机组性能。

为达上述及其它目的，本发明提出一种热泵机组的除霜控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i；

步骤S2，根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力；

步骤S3，根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率；

步骤S4，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，进行除霜控制。

优选地，于步骤S2中，判断是否启用流量计；若未启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差；若已启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差与当前机组流量的乘积。

优选地，于步骤S3中，记录第一组数据对应的最大机组能力Max(Δ能力)＝Δ能力₁，从第二组数据对应的机组能力值Δ能力₂开始，将每记录一组数据得到的机组能力与上一组数据得到的机组能力比较取较大值作为该最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2利用如下公式计算获得该热泵机组的能力效率Δ能力效率：

Δ能力效率＝(Max(Δ能力)-Δ能力)/Max(Δ能力)。

优选地，t2大于或等于t1的两倍。

优选地，于步骤S4中，当检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。

优选地，当检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，且累计制热时长t_制热大于或等于制热最小时长阈值时，控制所述热泵机组进入除霜程序。

优选地，于步骤S4后，还包括如下步骤：

步骤S5，在进入除霜的同时，计算机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

优选地，所述热泵机组的换热效率采用如下公式获得：

ΔT_换热效率＝(ΔT_换热-ΔT_{换热初始值})/ΔT_{换热初始值}

其中，ΔT_{换热初始值}＝(ΔT_换热1+ΔT_换热2+ΔT_换热3)/3，ΔT_换热＝T(环境温度)-T_换热，ΔT_换热1、ΔT_换热2以及ΔT_换热3为开始采集ΔT_换热的前三组数据，T(环境温度)为采集的机组外部环境温度，T_换热为采集的机组蒸发器的换热温度。

优选地，于步骤S5中，根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的步骤包括：

判断所述热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-a，其中a为预设值；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则确定两个系统的最终除霜阈值。

优选地，对于双系统，其除霜阈值具体调整如下：

令两系统的除霜阈值c1＝ΔT_{换热效率1}-a，c2＝ΔT_{换热效率2}-a，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为两个系统热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1与C2其中一个大于0，一个小于0，则将两个系统的最终除霜阈值取大于0的那个除霜阈值；

若C1与C2均大于0，则取C1、C2中小的那个除霜阈值作为两个系统的最终除霜阈值。

优选地，于步骤S1之前，还包括如下步骤：

步骤S0，于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入步骤S1。

优选地，于步骤S5之后，还包括如下步骤：

步骤S6，实时对当前霜层厚度累计评价，根据评价结果调整除霜标志位。

优选地，步骤S6进一步包括：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1；

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P表征系统结霜霜层厚度，a1为保护参数值。

优选地，于步骤S1中，于热泵机组开机或除霜后的若干时间后，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差。

为达到上述目的，本发明还提供一种热泵机组的除霜控制系统，包括：

进出水温差记录单元，用于每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i；

机组能力计算单元，用于根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力；

机组能力效率计算单元，用于根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率；

除霜控制处理单元，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，进行除霜控制。

优选地，所述除霜控制处理单元于检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。

优选地，所述除霜控制处理单元于检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，且累计制热时长t_制热大于或等于制热最小时长阈值时，控制所述热泵机组进入除霜程序。

优选地，所述系统还包括除霜阈值调整单元，用于在系统进入除霜程序的同时，计算热泵机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

优选地，所述除霜阈值调整单元根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的具体如下：

判断热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-a，其中a为预设值；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则确定两个系统的最终除霜阈值。

优选地，对于双系统，其除霜阈值具体调整如下：

令两系统的除霜阈值c1＝ΔT_{换热效率1}-a，c2＝ΔT_{换热效率2}-a，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为两个系统热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1与C2其中一个大于0，一个小于0，则将两个系统的最终除霜阈值取大于0的那个除霜阈值；

若C1与C2均大于0，则取C1、C2中小的那个除霜阈值作为两个系统的最终除霜阈值。

优选地，所述除霜控制系统还包括除霜标志位判断控制单元，用于于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入进出水温差记录单元。

优选地，所述除霜控制系统还包括：除霜标志位调整单元，用于实时对当前霜层厚度累计评价，根据评价结果调整除霜标志位。

优选地，所述除霜标志位调整单元具体用于：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1。

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P表征系统结霜霜层厚度，a1为保护参数值。

与现有技术相比，本发明一种热泵机组的除霜控制方法及系统通过利用热泵机组能力衰减比例来判断除霜，并实时调整除霜阈值，同时根据对热泵机组霜层累计评价来同步判断除霜，实现了在满足精确除霜的同时保证最优的机组性能的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例之一种热泵机组的除霜控制方法的步骤流程图；

图2为本发明另一实施例之一种热泵机组的除霜控制方法的步骤流程图；

图3为本发明具体实施例之热泵机组的除霜控制方法的步骤流程图；

图4为本发明一种热泵机组的除霜控制系统的系统架构图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一实施例之一种热泵机组的除霜控制方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种热泵机组的除霜控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i，其中ΔT_水i＝T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度)，其中T₀₂表示出水温度，T₀₁表示进水温度。具体地说，每隔预设时间t₁(例如15s)记录一组进出水温差ΔT_水，第一组记录值为ΔΔT_水1，第二组为ΔT_水2......第n组为ΔT_水n。一般地，热泵机组开机或除霜后不会马上需要进行除霜程序，因此在实际操作过程中，可以于热泵机组开机或除霜后的若干时间(例如2分钟)后，再每隔预设时间记录一组进出水温差。

步骤S2，根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力。在本发明中，热泵机组的机组能力Δ能力不仅进出水温差ΔT_水有关系，还与水流量有关，因为在ΔT_水不变而水流量变化时，热泵机组的实际能力也是变化的，一般地，在未使用流量计时，可利用ΔT_水粗略代表能力。具体地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，判断是否启用流量计；

步骤S201，若未启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进水温差，即Δ能力＝T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度)；若已启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差与当前机组流量的乘积，即Δ能力＝(T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度))*T_机组流量，T_机组流量为根据流量计获得的当前热泵机组的机组流量。

在本发明具体实施例中，每次记录进出水温差都会计算获得当前的机组能力Δ能力，也就是说，记录多少组进出水温差则对应多少组机组能力值Δ能力。

步骤S3，根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率。假设记录的第一组数据对应的机组能力值为Δ能力₁，第二组数据对应的机组能力值为Δ能力₂…，记录第一组数据时最大机组能力Max(Δ能力)＝Δ能力₁，从第二组数据对应的机组能力值Δ能力₂开始，将每记录一组数据得到的机组能力与上一组数据得到的机组能力比较取较大值作为该最大机组能力Max(Δ能力)，每隔预设时间t2利用如下公式计算获得该热泵机组的能力效率Δ能力效率：

Δ能力效率＝(Max(Δ能力)-Δ能力)/Max(Δ能力)

其中，Δ能力为当前热泵机组的机组能力。一般地，这里的预设时间段t2内一般要包括两组或两组以上的进出水温差数据及对应的机组能力值Δ能力，即t2应大于等于t1的两倍，例如每隔一分钟计算一次该热泵机组的能力效率Δ能力效率，则Max(Δ能力)为该1分钟内所有组数据中的最大机组能力值，Δ能力为每间隔1min时的机组能力值。

步骤S4，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值对除霜进行控制。在本发明具体实施例中，当检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。优选地，由于根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值对除霜进行控制太过粗略，不能准确控制除霜，因此，于步骤S4中，当检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值时，还需判断累计制热时长t_制热是否大于等于制热最小时长阈值，若检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值且累计制热时长t_制热大于等于制热最小时长阈值时，则控制热泵机组进入除霜程序。

优选地，于步骤S4后，还包括如下步骤：

步骤S5，在进入除霜的同时，计算机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

在本发明具体实施例中，机组的换热效率采用如下公式获得：

ΔT_换热效率＝(ΔT_换热-ΔT_{换热初始值})/ΔT_{换热初始值}

其中，ΔT_{换热初始值}换热初始值为前三组ΔT_换热换热计算平均值得到，可以定义为系统初始的换热能力，即ΔT_{换热初始值}＝(ΔT_换热1+ΔT_换热2+ΔT_换热3)/3，ΔT_换热1、ΔT_换热2以及ΔT_换热3为开始采集ΔT_换热的前三组数据，ΔT_换热＝T(环境温度)-T_换热，T(环境温度)指的是机组外部环境温度，T_换热是指机组蒸发器的换热温度。

由于现在的热泵机组有单系统的热泵机组，也存在双系统的热泵机组，对于两者的除霜阈值调整会有所不同，因此，于步骤S5中，根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的步骤具体包括：

判断热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-a，其中a为预设值，其可以为通过实验得出的数据，在本发明具体实施例中，a采用0.3，但本发明不以此为限；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则计算两个系统的最终除霜阈值，以保证系统安全。具体地，其除霜阈值调整过程如下：

令c1＝ΔT_{换热效率1}-a，c2＝ΔT_{换热效率2}-a，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为系统1与系统2热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1<0，C2＞0时，则令D1＝D2＝C2，若C2<0，C1＞0时，D1＝D2＝C1；

若C1与C2均大于0，且C1<C2，则D1＝D2＝C1；若C1与C2均大于0，且C2<C1，则D1＝D2＝C2；

其中D1，D2分别为系统1、系统2的除霜阈值。

于步骤S1中，由于系统的开机有可能是正常的开机也有可能是异常的重启，对于异常的重启开机，则有可能是由于热泵机组结霜严重导致异常停机重启，此时如果直接进入步骤S1的除霜周期，则无法保证除霜周期采集参数的准确性，无法达到精确除霜的目的，此情况应先进行除霜，然后再进入步骤S1，因此，较佳地，如图2所示，在步骤S1之前，还包括如下步骤：

步骤S0，于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入步骤S1。在本发明具体实施例中，若除霜标志位A置位时，也就是说结霜达到了一定程度，此时先进行除霜程序，而若除霜标志位为未置位时，则表示此时是正常开机，直接进入步骤S1。

相应地，为保证系统正确运行，于除霜周期还应实时对除霜标志位进行调整，因此，较佳地，于步骤S5之后，还包括如下步骤：

步骤S6，实时对当前霜层厚度累计评价，根据调整除霜标志位，以便当系统出现异常停机而重新开机时，能根据除霜标志位进行先除霜，以保证之后除霜周期采集的参数的准确性。

具体地，步骤S6包括：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1。

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距，其中D14与D15可通过实验得出；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P表征系统结霜霜层厚度，例如0表示未结霜，0.5结霜一般，1结霜严重，一般p值可预设，a1为保护参数值，一般可为1，也就是说，当判断结霜霜层达到一定程度时，则将标志位A置位。

图3为本发明一种热泵机组的除霜控制方法之具体实施例的流程示意图。在本发明具体实施例中，该热泵机组的除霜控制方法包括如下步骤：

1、机组开机(或除霜后)运行2分钟后，每间隔15s记录一组进出水温差ΔT_水,即第一组记录值为ΔT_水1，第二组为ΔT_水2......第n组为ΔT_水n。

2、假设D08为流量计启用标志，判断流量计启用标志D08，若D08＝0表示未启用流量计，此时Δ能力＝T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度)，若D08＝1表示已启用流量计，此时Δ能力＝(T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度))*T_机组流量，T_机组流量为根据流量计获得的当前热泵机组的机组流量；并从Δ能力₂开始，每记录一组数据与上一组数据比较取较大值等于Max(Δ能力)，记录第一组数据时Max(Δ能力)＝Δ能力₁，每间隔一分钟计算一次Δ能力效率＝(Max(Δ能力)-Δ能力)/Max(Δ能力)，其中Δ能力为每间隔1min时的Δ能力，Max(Δ能力)为每间隔1min时Δ能力中的最大值。

3、当检测到连续三组Δ能力效率>D12(其中D12为预设的能力衰减阈值)且累计制热时长t_制热≥D04(制热最小时长)时进入除霜,同时按下列条件改变除霜阈值：

若为单系统，则D1＝ΔT_换热效率-0.3，其中ΔT_换热效率为该系统热泵机组的换热效率，；

若为双系统，则令c1＝ΔT_{换热效率1}-0.3，c2＝ΔT_{换热效率2}-0.3，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为系统1与系统2热泵机组的换热效率，并进行如下处理：

1)若C1，C2均小于0，则不修改两个系统的除霜阈值D1和D2；

2)若C1<0，C2＞0时，D1＝D2＝C2；当C2<0，C1＞0时，D1＝D2＝C1

3)若C1，C2均大于0，且C1<C2时，D01＝D02＝C1；若C1，C2均大于0且C2<C1时，D01＝D02＝C2。

图4为本发明一种热泵机组的除霜控制系统的系统结构图。如图4所示，本发明一种热泵机组的除霜控制系统，包括：

进出水温差记录单元401，用于每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i，其中ΔT_水i＝T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度)，其中T₀₂表示出水温度，T₀₁表示进水温度。具体地说，进出水温差记录单元401每隔预设时间t₁(例如15s)记录一组进出水温差ΔT_水，第一组记录值为ΔΔT_水1，第二组为ΔT_水2......第n组为ΔT_水n。一般地，热泵机组开机或除霜后不会马上需要进行除霜程序，因此在实际操作过程中，可以于热泵机组开机或除霜之后若干时间(例如2分钟)后，再每隔预设时间记录一组进出水温差。

机组能力计算单元402，用于根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力。在本发明中，热泵机组的机组能力Δ能力不仅进出水温差ΔT_水有关系，还与水流量有关，因为在ΔT_水不变而水流量变化时，热泵机组的实际能力也是变化的，一般地，在未使用流量计时，可利用ΔT_水粗略代表能力。因此，机组能力计算单元402具体用于：

判断是否启用流量计；

若未启用流量计，则计算该热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进水温差，即Δ能力＝T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度)；若已启用流量计，则计算该热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差与当前机组流量的乘积，即Δ能力＝(T₀₂(出水温度)-T₀₁(进水温度))*T_机组流量，T_机组流量为根据流量计获得的当前热泵机组的机组流量。

机组能力效率计算单元403，用于根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率。假设记录的第一组数据对应的机组能力值为Δ能力₁，第二组数据对应的机组能力值为Δ能力₂…，记录第一组数据时最大机组能力Max(Δ能力)＝Δ能力₁，从第二组数据对应的机组能力值Δ能力₂开始，将每记录一组数据得到的机组能力与上一组数据得到的机组能力比较取较大值作为该最大机组能力Max(Δ能力)，每隔预设时间t2利用如下公式计算获得该热泵机组的能力效率Δ能力效率：

Δ能力效率＝(Max(Δ能力)-Δ能力)/Max(Δ能力)

其中，Δ能力为当前热泵机组的机组能力。一般地，这里的预设时间段t2内一般要包括两组或两组以上的进出水温差数据及对应的机组能力值Δ能力，即t2应大于等于t1的两倍。

除霜控制处理单元404，用于根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，对除霜进行控制。在本发明具体实施例中，当检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。优选地，由于根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值对除霜进行控制太过粗略，不能准确控制除霜，因此，除霜控制处理单元404中，当检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值时，还需判断累计制热时长t_制热是否大于等于制热最小时长阈值，若检测到连续三组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值且累计制热时长t_制热大于等于制热最小时长阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。

优选地，本发明之除霜控制系统还包括：

除霜阈值调整单元，用于在系统进入除霜程序的同时，计算热泵机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

在本发明具体实施例中，热泵机组的换热效率采用如下公式获得：

ΔT_换热效率＝(ΔT_换热-ΔT_{换热初始值})/ΔT_{换热初始值}

其中，ΔT_{换热初始值}＝(ΔT_换热1+ΔT_换热2+ΔT_换热3)/3，ΔT_换热＝T(环境温度)-T_换热。

由于现在的热泵机组有单系统的热泵机组，也存在双系统的热泵机组，对于两者的除霜阈值调整会有所不同，因此，除霜阈值调整单元根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的具体过程如下：

判断热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-0.3；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则确定两个系统的最终除霜阈值，以保证系统安全。具体地，其除霜阈值调整过程如下：

令c1＝ΔT_{换热效率1}-0.3，c2＝ΔT_{换热效率2}-0.3，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为系统1与系统2热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1<0，C2＞0时，则令D1＝D2＝C2，若C2<0，C1＞0时，D1＝D2＝C1；

若C1与C2均大于0，且C1<C2，则D1＝D2＝C1；若C1与C2均大于0，且C2<C1，则D1＝D2＝C2；

其中D1，D2分别为系统1、系统2的除霜阈值。

由于系统的开机有可能是正常的开机也有可能是异常的重启，对于异常的重启开机，则有可能是由于热泵机组结霜严重导致异常停机重启，此时如果直接进入上述除霜周期，则无法保证除霜周期采集参数的准确性，无法达到精确除霜的目的，此情况应先进行除霜，然后再启动进出水温差记录单元401进入上述除霜周期，因此在进入除霜周期之前，本发明还包括：

除霜标志位判断控制单元，用于于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入进出水温差记录单元401。在本发明具体实施例中，若除霜标志位A置位时，也就是说结霜达到了一定程度，此时先进行除霜程序，而若除霜标志位为未置位时，则表示此时是正常开机，直接进入进出水温差记录单元401。

相应地，为保证系统正确运行，于除霜周期还应实时对除霜标志位进行调整，因此，较佳地，本发明之除霜控制系统还包括：

除霜标志位调整单元，用于实时对当前霜层厚度累计评价，根据调整除霜标志位，以便当系统出现异常停机而重新开机时，能根据除霜标志位进行先除霜，以保证之后除霜周期采集的参数的准确性。

在本发明具体实施例中，除霜标志位调整单元具体用于：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1。

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P为表征系统结霜霜层厚度，例如0表示未结霜，0.5结霜一般，1结霜严重，即当结霜到达一定程度时，p值可预设，a1为保护参数值，一般可为1，也就是说，当判断结霜达到一定程度时，则将标志位A置位。

综上所述，本发明一种热泵机组的除霜控制方法及系统通过利用热泵机组能力衰减比例来判断除霜，并实时调整除霜阈值，同时根据对热泵机组霜层累计评价来同步判断除霜，实现了在满足精确除霜的同时保证最优的机组性能的目的。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (23)

1.一种热泵机组的除霜控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i；

步骤S2，根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力；

步骤S3，根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率；

步骤S4，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，进行除霜控制。

2.如权利要求1所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S2中，判断是否启用流量计；若未启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差；若已启用流量计，则计算热泵机组的机组能力Δ能力为当前的进出水温差与当前机组流量的乘积。

3.如权利要求1所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S3中，记录第一组数据对应的最大机组能力Max(Δ能力)＝Δ能力₁，从第二组数据对应的机组能力值Δ能力₂开始，将每记录一组数据得到的机组能力与上一组数据得到的机组能力比较取较大值作为该最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2利用如下公式计算获得该热泵机组的能力效率Δ能力效率：

Δ能力效率＝(Max(Δ能力)-Δ能力)/Max(Δ能力)。

4.如权利要求3所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：t2大于或等于t1的两倍。

5.如权利要求1所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S4中，当检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。

6.如权利要求5所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：当检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，且累计制热时长t_制热大于或等于制热最小时长阈值时，控制所述热泵机组进入除霜程序。

7.如权利要求6所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S4后，还包括如下步骤：

步骤S5，在进入除霜的同时，计算机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

8.如权利要求7所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于，所述热泵机组的换热效率采用如下公式获得：

ΔT_换热效率＝(ΔT_换热-ΔT_{换热初始值})/ΔT_{换热初始值}

其中，ΔT_{换热初始值}＝(ΔT_换热1+ΔT_换热2+ΔT_换热3)/3，ΔT_换热＝T(环境温度)-T_换热，ΔT_换热1、ΔT_换热2以及ΔT_换热3为开始采集ΔT_换热的前三组数据，T(环境温度)为采集的机组外部环境温度，T_换热为采集的机组蒸发器的换热温度。

9.如权利要求7所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于，于步骤S5中，根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的步骤包括：

判断所述热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-a，其中a为预设值；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则确定两个系统的最终除霜阈值。

10.如权利要求9所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于，对于双系统，其除霜阈值具体调整如下：

令两系统的除霜阈值c1＝ΔT_{换热效率1}-a，c2＝ΔT_{换热效率2}-a，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为两个系统热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1与C2其中一个大于0，一个小于0，则将两个系统的最终除霜阈值取大于0的那个除霜阈值；

若C1与C2均大于0，则取C1、C2中小的那个除霜阈值作为两个系统的最终除霜阈值。

11.如权利要求7所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于，于步骤S1之前，还包括如下步骤：

步骤S0，于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入步骤S1。

12.如权利要求11所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S5之后，还包括如下步骤：

步骤S6，实时对当前霜层厚度累计评价，根据评价结果调整除霜标志位。

13.如权利要求12所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于，步骤S6进一步包括：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1；

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P表征系统结霜霜层厚度，a1为保护参数值。

14.如权利要求1所述的一种热泵机组的除霜控制方法，其特征在于：于步骤S1中，于热泵机组开机或除霜后的若干时间后，每隔预设时间t₁记录一组进出水温差。

15.一种热泵机组的除霜控制系统，包括：

进出水温差记录单元，用于每隔预设时间t₁记录一组进出水温差，获得多组进出水温差ΔT_水i；

机组能力计算单元，用于根据获得的进出水温差计算热泵机组的机组能力Δ能力；

机组能力效率计算单元，用于根据热泵机组的机组能力Δ能力实时计算热泵机组的最大机组能力Max(Δ能力)，并每隔预设时间t2根据计算获得的最大机组能力Max(Δ能力)计算该热泵机组的能力效率Δ能力效率；

除霜控制处理单元，根据获得的能力效率Δ能力效率以及能力衰减阈值确定进入除霜程序，进行除霜控制。

16.如权利要求15所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜控制处理单元于检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，则控制热泵机组进入除霜程序。

17.如权利要求16所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜控制处理单元于检测到连续若干组的能力效率Δ能力效率均大于能力衰减阈值，且累计制热时长t_制热大于或等于制热最小时长阈值时，控制所述热泵机组进入除霜程序。

18.如权利要求17所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述系统还包括除霜阈值调整单元，用于在系统进入除霜程序的同时，计算热泵机组的换热效率，并根据换热效率调整除霜阈值。

19.如权利要求18所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜阈值调整单元根据机组的换热效率改变机组的除霜阈值的具体如下：

判断热泵机组为单系统还是双系统；

若为单系统，则将其除霜阈值D1调整为D1＝ΔT_换热效率-a，其中a为预设值；

若为双系统，则对两个系统分别计算出其除霜阈值，并根据预设规则确定两个系统的最终除霜阈值。

20.如权利要求19所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：对于双系统，其除霜阈值具体调整如下：

令两系统的除霜阈值c1＝ΔT_{换热效率1}-a，c2＝ΔT_{换热效率2}-a，其中ΔT_{换热效率1}与ΔT_{换热效率2}分别为两个系统热泵机组的换热效率；

判断C1与C2是否都小于0，若是，则两个系统的除霜阈值均不调整，若否，则进入下一步；

若C1与C2其中一个大于0，一个小于0，则将两个系统的最终除霜阈值取大于0的那个除霜阈值；

若C1与C2均大于0，则取C1、C2中小的那个除霜阈值作为两个系统的最终除霜阈值。

21.如权利要求18所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜控制系统还包括除霜标志位判断控制单元，用于于系统开机时，判断除霜标志位，根据除霜标志位确定是先进行除霜还是直接进入进出水温差记录单元。

22.如权利要求21所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜控制系统还包括：除霜标志位调整单元，用于实时对当前霜层厚度累计评价，根据评价结果调整除霜标志位。

23.如权利要求22所述的一种热泵机组的除霜控制系统，其特征在于：所述除霜标志位调整单元具体用于：

当满足下列任一条件时，调整系统的除霜标志位A＝a1。

1)ΔΔT_换热效率/除霜阈值>p；

2)ΔΔT_换热/Max(ΔT_换热)>p，其中Max(ΔT_换热)＝D14*T_环境温度+D15，D14为极限盘管温差的滑移斜率，D15为极限盘管温差的滑移截距；

3)Δ能力效率/能力衰减阈值>p；

其中，P表征系统结霜霜层厚度，a1为保护参数值。