CN110186229A - 一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵 - Google Patents

一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵 Download PDF

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毛瑞勇
杨雅鑫
胡澄
刘鹏
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F25B47/025—Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵。该方法在空气源热泵制热时，通过红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T1的关系，判断空气源热泵维持制热模式或进入除霜模式；空气源热泵进入除霜模式后，再次判断红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T2的关系，判断空气源热泵维持或退出除霜模式。本发明具有除霜可靠，不会出现误除霜现象，能够按照机组运行要求按需除霜，减小了除霜能耗，从而保证机组较高的运行效率，延长机组使用寿命，提高能源利用率的优点。

Description

一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵
技术领域
本发明涉及暖通空调热泵技术领域，特别是一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵。
背景技术
空气源热泵系统通过空气蓄热获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来供暖或供应热水，其机组不需要冷却水系统，也没有因为使用锅炉带来的环境污染，安装方便，集热效率高，运行成本低，运行安全，目前我国长江流域及以南地区冬季取暖大多采用空气源热泵这种形式。
空气源热泵在气温偏低且湿度较大的地区运行时，室外换热器表面温度低于露点温度且低于零度时，换热器表面就会结霜。空气源热泵在结霜运行时，随着霜层的增厚，将出现蒸发温度下降、制热量减少、风机性能衰减、电流加大等现象而引起空气源热泵机组不能正常工作，这就需要周期除霜。
目前，国内外对空气源热泵的除霜控制方法进行了众多研究，主要的方法有如下几种:
1.定时控制法:通过设定固定的空气源热泵制热循环时间进行周期除霜。
2.空气压差控制除霜法:通过检测换热器两侧的空气压差，确定是否需要除霜。
3.时间—温度法:当除霜检测元件感受到换热器翅片管温度及热泵制热时间均达到设定值时，开始除霜。
4. 室内、室外双传感器除霜法：室外双传感器除霜法—通过检测室外环境温度和蒸发器盘管温度及两者之差作为判断依据；室内双传感器除霜法—通过检测室内环境温度和冷凝器盘管温度及两者之差作为判断依据。
5霜层传感器控制除霜法:使用光电或电容探测器直接监测室外换热器上的霜层情况。
6.最佳除霜时间控制法:通过判断除霜时间与结霜量之间的关系，控制热泵机组的结霜量。
7.模糊除霜控制除霜法:将模糊控制技术引入空气源热泵机组的除霜控制中。通过对除霜过程的相应分析，对除霜监控及控制规则进行修正，以使除霜可控制自动适应机组工作环境的变化，达到智能除霜的要求。
8．相变蓄能除霜法：在热气旁通除霜方式的基础上增加一个相变蓄热器作为空气源热泵除霜时的低位热源，采用供热时相变材料蓄热，除霜时相变材料释防热量除霜。
虽然现阶段空气源热泵除霜控制方法很多，但仍存在众多问题。在除霜过程中，由于除霜方法的缺陷，经常造成“有霜不除”“无霜除霜”等误除霜现象，频繁误除霜会减少机组使用寿命，降低系统的运行效率，造成能源浪费。因此需要一种新的用于空调器的除霜控制方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于红外线的空气源热泵除霜控制装置，解决上述问题。本发明具有除霜可靠，不会出现误除霜现象，能够按照机组运行要求按需除霜，减小了除霜能耗，从而保证机组较高的运行效率，延长机组使用寿命，提高能源利用率的优点。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，在空气源热泵制热时，通过红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T1的关系，判断空气源热泵维持制热模式或进入除霜模式；空气源热泵进入除霜模式后，再次判断红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T2的关系，判断空气源热泵维持或退出除霜模式。
前述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法中，在空气源热泵制热时，当红外线接收器和红外线发射器回路的连接，空气源热泵维持制热模式；当红外线接收器和红外线发射器回路断开，室外换热器表面温度T大于第一预设温度T1，空气源热泵维持制热模式。
前述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法中，在空气源热泵制热时，当红外线接收器和红外线发射器回路断开，室外换热器表面温度T小于或等于第一预设温度T1，空气源热泵进入除霜模式。
前述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法中，空气源热泵进入除霜模式后，当红外线接收器和红外线发射器回路的断开，空气源热泵维持除霜模式；当红外线接收器和红外线发射器回路连接，室外换热器表面温度T小于第二预设温度T2，空气源热泵维持除霜模式。
前述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法中，空气源热泵进入除霜模式后，当红外线接收器和红外线发射器回路连接，室外换热器表面温度T大于或等于第二预设温度T2，空气源热泵维退出除霜模式。
一种空气源热泵除霜，包括压缩机、室内换热器、毛细管、室外换热器、红外线发射器、红外线接收器、温度传感器和中央处理器；所述室外换热器中部设有红外线发射器，室外换热器的四角分别设有红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器相对安装；红外线接收器与中央处理器连接；温度传感器与中央处理器连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明根据红外线接收器与发射器之间是否形成闭合回路、室外换热器表面温度是否小于温度预设值控制空气源热泵机组在制热模式和除霜模式之间切换，除霜方式为逆循环除霜，除霜方法可靠，不会出现误除霜现象；本发明除霜方法能够按照机组运行要求按需除霜，减小了除霜能耗，从而保证机组较高的运行效率，延长机组使用寿命，提高能源利用率。
附图说明
图1是本发明的除霜控制方法的流程图；
图2是本发明的室外换热器的结果示意图。
附图标记：1-红外发射器，2-红外接收器，3-温度传感器，4-制冷剂入口，5-制冷剂出口，6-进风方向。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据，对于未特别注明的结构或工艺，均为本领域的常规现有技术。
实施例。一种空气源热泵，包括压缩机、室内换热器、毛细管、室外换热器、红外线发射器、红外线接收器、温度传感器和中央处理器；所述室外换热器中部设有红外线发射器，室外换热器的四角分别设有红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器相对安装；红外线接收器与中央处理器连接；温度传感器与中央处理器连接；中央控制处理器执行判断。其用于实现基于红外线的空气源热泵除霜控制方法。
该方法是在空气源热泵制热时，通过红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T1的关系，判断空气源热泵维持制热模式或进入除霜模式；空气源热泵进入除霜模式后，再次判断红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T2的关系，判断空气源热泵维持或退出除霜模式。
具体步骤如下：
第一步：判断红外线接收器和红外线发射器是否形成回路，如是，使空气源热泵维持制热模式；如否，进入下一步；
第二步：判断室外换热器表面温度T是否小于或等于第一预设温度T1，如否，使空气源热泵维持制热模式；如是空气源热泵进入除霜模式；
第三步：判断红外线接收器和红外线发射器是否形成回路，如否，使气源热泵维持除霜模式；如是，进入下一步；
第四步：判断室外换热器表面温度T是否小于或等于第二预设温度T2，如否，使气源热泵维持除霜模式；如是，则退出除霜模式。

Claims (6)

1.一种基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于：在空气源热泵制热时，通过红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T1的关系，判断空气源热泵维持制热模式或进入除霜模式；空气源热泵进入除霜模式后，再次判断红外线接收器和红外线发射器回路的断开和连接，以及室外换热器表面温度T和第一预设温度T2的关系，判断空气源热泵维持或退出除霜模式。
2.根据权利要求1所述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于：在空气源热泵制热时，当红外线接收器和红外线发射器回路的连接，空气源热泵维持制热模式；当红外线接收器和红外线发射器回路断开，室外换热器表面温度T大于第一预设温度T1，空气源热泵维持制热模式。
3.根据权利要求1所述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于：在空气源热泵制热时，当红外线接收器和红外线发射器回路断开，室外换热器表面温度T小于或等于第一预设温度T1，空气源热泵进入除霜模式。
4.根据权利要求1所述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于：空气源热泵进入除霜模式后，当红外线接收器和红外线发射器回路的断开，空气源热泵维持除霜模式；当红外线接收器和红外线发射器回路连接，室外换热器表面温度T小于第二预设温度T2，空气源热泵维持除霜模式。
5.根据权利要求1所述的基于红外线的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于：空气源热泵进入除霜模式后，当红外线接收器和红外线发射器回路连接，室外换热器表面温度T大于或等于第二预设温度T2，空气源热泵维退出除霜模式。
6.一种空气源热泵，其特征在于：包括压缩机、室内换热器、毛细管、室外换热器、红外线发射器、红外线接收器、温度传感器和中央处理器；所述室外换热器中部设有红外线发射器，室外换热器的四角分别设有红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器相对安装；红外线接收器与中央处理器连接；温度传感器与中央处理器连接。
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