CN110131836B - 除霜控制方法及热泵系统 - Google Patents

除霜控制方法及热泵系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种热泵系统及用于其的除霜控制方法。该除霜控制方法包括：S100，在热泵系统运行时，初始化预设除霜间隔指示量X中的第一缺省参数TMn及第二缺省参数TNn，其中，所述预设除霜间隔指示量X=T1/TMn+T2/TNn，T1表示所述热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时运行的时间；T2表示所述热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时运行的时间；n表示执行除霜循环的次数；S200，当预设除霜间隔指示量X大于或等于预设恒定值来执行除霜循环，在满足除霜循环退出条件后，终止除霜循环；S300，获得所述除霜循环的实际耗时；S400，比较所述除霜循环的实际耗时与除霜期望耗时；在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整所述第一缺省参数及第二缺省参数；S500，重复执行步骤S200至S400。根据本申请的热泵系统及用于其的除霜控制方法，能够根据实际应用情况来调整除霜间隔，兼顾机组性能及客户舒适度。

Description

除霜控制方法及热泵系统
技术领域
本申请涉及热泵领域，更具体而言，其涉及一种用于热泵系统的除霜控制方法。
背景技术
作为已经十分成熟的设备而言，热泵系统广泛应用于商业楼宇、家用空间等多种场所，且也能提供相对舒适的制冷/制热效果。但该领域的工程师仍在致力于对各个方面做出优化与完善，且其中之一在于对除霜时间及其间隔时间的把控。
当前，常规采用的除霜控制为在制热模式下设置预定时间间隔，并据此来启动每一次除霜循环。此种方式通常针对常规环境情况而设置。若外界温度较低，且湿度相对较小，则有可能经过预定时间间隔后，外界的结霜程度依然较低，此时频繁除霜一方面影响用户体验，另一方面也带来能效的浪费；反之，若外界温度较高，且湿度相对较大，则有可能还未到达预定时间间隔，外界的结霜程度就已经十分严重，亟待除霜，此时一方面结霜较厚会影响到设备性能，另一方面随后的除霜过程耗时也较长，长时间的停止制热会带来不良的用户体验。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于热泵系统的能够调整除霜间隔的除霜控制方法。
本申请的另一目的在于提供一种能够调整除霜间隔的热泵系统。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种用于热泵系统的除霜控制方法，其包括：S100，在热泵系统运行时，初始化预设除霜间隔指示量X中的第一缺省参数TMn及第二缺省参数TNn，其中，所述预设除霜间隔指示量X=T1/TMn+T2/TNn，T1表示所述热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时运行的时间；T2表示所述热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时运行的时间；n表示执行除霜循环的次数；S200，当预设除霜间隔指示量X大于或等于预设恒定值来执行除霜循环，在满足除霜循环退出条件后，终止除霜循环；S300，获得所述除霜循环的实际耗时；S400，比较所述除霜循环的实际耗时与除霜期望耗时；在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整所述第一缺省参数及第二缺省参数；S500，重复执行步骤S200至S400。
可选地，所述室外温度预设值为-5℃-10℃；和/或所述第一缺省参数为20-40；和/或所述第二缺省参数为40-80。
可选地，在执行第n次除霜循环时，TMn= TMn-1+a*c；且/或TNn= TNn-1+a*c；其中，a表示预设时间单元，c表示第三缺省参数。
可选地，在除霜实际耗时小于除霜期望耗时时，c=1；和/或在除霜实际耗时处于除霜期望耗时时，c=0；和/或在除霜实际耗时大于除霜期望耗时时，c=-1。
可选地，将预设时间单元a设定为5-10分钟。
可选地，在TMn-1+a*c＜TMmin时，TMn取最小值TMmin；且/或在TNn-1+a*c＜TNmin时，TNn取最小值TNmin。
可选地，所述TMmin=30分钟；且/或TNmin=30分钟。
可选地，所述预设恒定值为100%。
可选地，除霜循环退出条件为冷凝器温度大于12-16℃，或除霜实际耗时大于6-10min。
可选地，除霜期望耗时为3-4分钟。
可选地，在所述热泵系统的运行模式切换或所述热泵系统在断电重新启动时，执行除霜循环的次数n归零。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，还提供一种热泵系统，其通过如前所述的除霜控制方法进行除霜控制。
根据本申请的热泵系统及除霜控制方法，通过引入预设除霜间隔指示量X=T1/TMn+T2/TNn的限定，在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整该预设除霜间隔指示量中的第一缺省参数及第二缺省参数，进而能够实现对除霜间隔的有效调整，使其对应于实际应用情况，由此兼顾了机组性能及客户舒适度。
附图说明
图1是本申请的用于热泵系统的除霜控制方法的控制步骤示意图。
具体实施方式
参见图1，其示出了一种用于热泵系统的除霜控制方法的控制步骤示意图。具体而言，该方法至少包括如下步骤：S100，热泵系统运行时，初始化预设除霜间隔指示量X中的第一缺省参数TMn及第二缺省参数TNn；S200，当预设除霜间隔指示量X大于或等于预设恒定值来执行除霜循环，在满足除霜循环退出条件后，终止除霜循环；S300，获得除霜循环的实际耗时；S400，比较除霜循环的实际耗时与除霜期望耗时；在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整所述预设除霜间隔指示量中的第一缺省参数及第二缺省参数；S500，重复执行步骤S200至S400。
根据本申请的热泵系统及除霜控制方法，通过引入预设除霜间隔指示量的限定，在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整该预设除霜间隔指示量中的第一缺省参数及第二缺省参数，进而能够实现对除霜间隔的有效调整，使其对应于实际应用情况，由此兼顾了机组性能及客户舒适度。
具体而言，该预设除霜间隔指示量X=T1/TMn+T2/TNn；且其中，X≥预设恒定值；T1表示所述热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时运行的时间；TMn表示第一缺省参数；T2表示所述热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时运行的时间；TNn表示第二缺省参数；n表示执行除霜循环的次数。当热泵系统在高于或等于一定的室外温度预设值运行时，由于环境温度相对较高，则其湿度也相对较高，故更为容易形成一定厚度的霜层，此时应设置与其对应的第一缺省参数来确保该预设除霜间隔指示量能够用于指示在高于室外温度预设值时的期望除霜间隔；此外，当热泵系统在低于一定的室外温度预设值运行时，由于环境温度相对较低，则空气更为干燥，其湿度也相对较低，故相对较难形成一定厚度的霜层，此时应设置与其对应的第二缺省参数来确保该预设除霜间隔指示量能够用于指示在低于室外温度预设值时的期望除霜间隔。而关于预设除霜间隔指示量X所提及的预设恒定值则是用于为该函数中的热泵实际运行时间这一变量是否满足除霜需求而提供一个规范的基准。例如，将预设恒定值限定为100%。也即认为：当热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时的工况下所运行的时间T1=TMn时，则冷凝器上的结霜情况已经达到设计者所认为的100%需要进行除霜的程度；或者，当热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时的工况下所运行的时间T2=TNn时，则冷凝器上的结霜情况同样已经达到设计者所认为的100%需要进行除霜的程度；或者，当热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时的工况下所运行的时间T1=1/2TMn时，且当热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时的工况下所运行的时间T2=1/2TNn时，X=50%+50%=100%，则冷凝器上的结霜情况也已经达到设计者所认为的100%需要进行除霜的程度。
如下将对所限定的预设除霜间隔指示量中各个参数及其所能带来的影响作出更为直观的示例性说明。
例如，可选的室外温度预设值为-5℃至-10℃；和/或第一缺省参数为20-40；和/或第二缺省参数为40-80。如下将在所设定的保护范围内选出一组数据来阐述其设置意义。在此将选取室外温度预设值为-8℃，第一缺省参数为30；且第二缺省参数为60。也即，当热泵系统在高于或等于-8℃运行时，此时可基本上认为在该温度下还具有相对较高的湿度，因此在运行相对较短的时间下即可在冷凝器上形成一定厚度的霜层；此时，应提供相对较小的数，例如30，来作为第一缺省参数。其表明，当热泵系统在高于或等于-8℃下每运行30分钟，则控制系统认定此时在冷凝器上累积的霜层已达到不适厚度，需执行除霜模式。而当热泵系统在低于-8℃运行时，此时可基本上认为在该温度下仅具有相对较低的湿度，因此在运行相对较长的时间下才会在冷凝器上形成一定厚度的霜层；此时，应提供相对较大的数，例如60，来作为第二缺省参数。其表明，当热泵系统在低于-8℃下每运行60分钟，则控制系统认定此时在冷凝器上累积的霜层已达到不适厚度，需执行除霜模式。
如上已经提供了一种预设除霜间隔指示量的表达式，则在执行第n次除霜循环时，其所对应的预设除霜间隔指示量中的第一缺省参数TMn= TMn-1+a*c；且第二缺省参数为TNn=TNn-1+a*c；其中，a表示预设时间单元，c表示第三缺省参数。也即，为确保除霜循环执行时间处于合适的范围内，需基于其实际情况来对每次除霜间隔进行调整。在表达式中，每次第一缺省参数/第二缺省参数需相对于前次第一缺省参数/第二缺省参数发生c个预设时间单元a的时间变量，也即可能相对前次除霜间隔增加或减少a*c个单位的时长。
更具体而言，在除霜实际耗时小于除霜期望耗时时，c=1；也即可以通过将第一缺省参数/第二缺省参数增加a时长来增加除霜间隔。在除霜实际耗时处于除霜期望耗时时，c=0；也即当前除霜间隔适宜，可以将第一缺省参数/第二缺省参数保持不变。在除霜实际耗时大于除霜期望耗时时，c=-1；也即可以通过将第一缺省参数/第二缺省参数减少a时长来减少除霜间隔。
另一方面，可选地，将预设时间单元a设定为5-10分钟，也即每次除霜间隔的最小变化单位为5-10分钟。
可选地，为避免在某些极端情况或故障情况下，第一缺省参数/第二缺省参数出现问题，例如，变成负数；又如，间隔极短而导致频繁启停；还对其设置了最小值。表达如下：在TMn-1+a*c＜TMmin时，TMn取最小值TMmin；在TNn-1+a*c＜TNmin，TNn取最小值TNmin。更具体而言，最小值TMmin=30分钟；且最小值TNmin=30分钟。
除该预设除霜间隔指示量的表达式外，该除霜控制方法中还存在多个具有设置意义的控制参数及若干控制步骤，如下将示例性说明。
例如，在此还设置了多个除霜循环退出条件。一方面，当冷凝器温度大于12-16℃，可认为此时的除霜效果已达预期，可以退出除霜循环；另一方面，在除霜实际耗时大于6-10min时，考虑到中断制热过久对于用户舒适度的影响，也需要暂时先退出除霜循环并恢复制热。
再如，在热泵系统的运行模式切换或热泵系统在断电重新启动时，执行除霜循环的次数n归零，也即对预设除霜间隔指示量进行初始化，使其能够应用于最为常见的场景。
再如，可选的除霜期望耗时为3-4分钟。这是因为，除霜耗时过短则导致霜层难以除尽，而除霜时间过长则导致制热中断太久，易于影响客户舒适度。
虽然图中未示出，但根据本申请的另一方面，还提供了一种热泵系统，其能够应用除霜控制方法，故也能实现相应的技术效果。应当知道的是，该除霜控制方法目的在于调整除霜间隔，使其更为符合实际应用情况，但并未限制具体的除霜管路布置或除霜手段。
在现有技术中，热泵系统用于执行除霜循环的结构与方式存在多种。例如，可以停止制热并使四通阀换向来引入高温气态制冷剂在冷凝器侧散热化霜；又如，可以在压缩机排气口端开设旁通支路来将高温气态制冷剂引入冷凝器侧散热化霜，等等。本申请的任意实施例或其组合完全可以适用于这些不同情形，并带来相应的技术效果。
以上例子主要说明了本申请的除霜控制方法及热泵系统。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (13)

1.一种用于热泵系统的除霜控制方法，其特征在于，包括：
S100，在热泵系统运行时，初始化预设除霜间隔指示量X中的第一缺省参数TMn及第二缺省参数TNn，其中，所述预设除霜间隔指示量X=T1/TMn+T2/TNn，T1表示所述热泵系统在室外温度≥室外温度预设值时运行的时间；T2表示所述热泵系统在室外温度＜室外温度预设值时运行的时间；n表示执行除霜循环的次数；
S200，当预设除霜间隔指示量X大于或等于预设恒定值来执行除霜循环，在满足除霜循环退出条件后，终止除霜循环；
S300，获得所述除霜循环的实际耗时；
S400，比较所述除霜循环的实际耗时与除霜期望耗时；在除霜实际耗时偏离除霜期望耗时时，调整所述第一缺省参数及第二缺省参数；
S500，重复执行步骤S200至S400。
2.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于：所述室外温度预设值为-5℃至-10℃；和/或所述第一缺省参数为20-40；和/或所述第二缺省参数为40-80。
3.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，在执行第n次除霜循环时， TMn=TMn-1+a*c；且/或TNn= TNn-1+a*c；其中，a表示预设时间单元，c表示第三缺省参数。
4.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于：
在除霜实际耗时小于除霜期望耗时时，c=1；和/或
在除霜实际耗时处于除霜期望耗时时，c=0；和/或
在除霜实际耗时大于除霜期望耗时时，c=-1。
5.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于：将预设时间单元a设定为5-10分钟。
6.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于：
在TMn-1+a*c＜TMmin时，TMn取最小值TMmin；且/或
在TNn-1+a*c＜TNmin时，TNn取最小值TNmin。
7.根据权利要求6所述的除霜控制方法，其特征在于，所述TMmin=30分钟；且/或TNmin=30分钟。
8.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于：所述预设恒定值为100%。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的除霜控制方法，其特征在于，除霜循环退出条件为冷凝器温度大于12℃，或除霜实际耗时大于6min。
10.根据权利要求1至8任意一项所述的除霜控制方法，其特征在于，除霜循环退出条件为冷凝器温度大于16℃，或除霜实际耗时大于10min。
11.根据权利要求1至8任意一项所述的除霜控制方法，其特征在于，除霜期望耗时为3-4分钟。
12.根据权利要求1至8任意一项所述的除霜控制方法，其特征在于，在所述热泵系统的运行模式切换或所述热泵系统在断电重新启动时，执行除霜循环的次数n归零。
13.一种热泵系统，其特征在于，通过权利要求1至12任意一项所述的除霜控制方法进行除霜控制。
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