CN110986229A - 空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统，其中空气源热泵系统的除霜控制方法，选用环境温度、翅片温度、风机运行电流和持续时间三者共同作为开始除霜的参数条件；选用翅片温度或除霜运行时间作为结束除霜的参数条件。本发明所述的空气源热泵系统的除霜控制方法，空气源热泵系统除霜准确、及时。

Description

空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统
技术领域
本发明属于热泵技术领域，尤其是涉及一种空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统。
背景技术
在空气源热泵系统制热过程中，当外界温度较低时，室外换热器上容易结霜，使得室外换热器的换热效果降低，从而影响空气源热泵系统制热过程的进行，在结霜达到一定程度的时候，使得室内制热效果较低，甚至会使室内换热器无法制热，即无法吹出高于室内温度的制热风。这时候就需要除掉室外换热器上的结霜，以恢复其换热效果，确保空气源热泵系统的制热性能。
但是现有的空气源热泵系统的除霜控制方法不够准性和及时，如何提高空气源热泵系统除霜的准确性和及时性是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统，以克服现有技术的缺陷，空气源热泵系统除霜准确、及时。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
空气源热泵系统的除霜控制方法，选用环境温度、翅片温度、风机运行电流和持续时间三者作为开始除霜的参数条件；选用翅片温度或除霜运行时间作为结束除霜的参数条件。
优选的，当满足以下全部条件时，开始除霜：
1)环境温度T1≤10℃；
2)翅片温度T2≤-2℃；
3)风机运行电流满足式(1)要求，且持续时间≥1min；
I1≥IA*k (1)
式中：I1—风机运行电流；
IA—上一次除霜结束30S后，2min内风机的平均运行电流；
K—为除霜电流系数，1.3≤k≤1.5。
优选的，当翅片温度T1≥16℃或除霜运行时间≥5min时，结束除霜。
优选的，所述空气源热泵系统的除霜控制方法，包括以下步骤：
步骤1：不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；
步骤2：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件；
步骤3：满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；
步骤4：在所述空气源热泵进入除霜模式之后，开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；
步骤5：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件；
步骤6：满足退出除霜其中任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
一种空气源热泵机组控制装置，包括：
第一获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；
第二获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器翅片温度；
第三获取单元，用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；
控制单元，用于接收第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元的数据，控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜。
一种空调系统，包括空气源热泵机组，所述空气源热泵机组包括压缩机、换热器、节流装置、翅片式换热器，还包括中央处理模块、环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器；
所述空气源热泵机组还包括电控箱；所述电控箱内安装有中央处理模块；
所述中央处理模块用于处理空调除霜过程的数据信息，并控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜；所述环境温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；所述翅片温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器的翅片温度；所述电流互感器用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；所述环境温度传感器、翅片温度传感器和电流互感器均通过电缆与中央处理模块连接；
所述中央处理模块控制过程包括：中央处理模块通过环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器，不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件；当满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；在所述空气源热泵进入除霜模式之后，中央处理模块开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件；当满足退出除霜的任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
相对于现有技术，本发明所述的空气源热泵系统的除霜控制方法、装置和空调系统具有以下优势：
(1)去掉了传统除霜方法中的机组持续运行制热时间间隔，如果机组的运行时间间隔没有达到设定值，机组翅片上不管有多少霜都不会进入除霜，所以遇到下雪或者大雾时，机组结霜速度很快(实验测试这种大雾天气，20分钟机组就需要除霜一次)，会导致机组运行时间没有达到设定值而无法及时的除霜。而本发明在引入风机电流控制因子后，可以很快的反应机组翅片上是否有霜，因为如果翅片上有霜风机的电流必然增大，增大到设定值时，就可以进行除霜。去掉机组运行时间，就可以避免在下雪或者大雾天气时候的除霜不及时性。
(2)本发明把环翅温差控制因子去掉了，因为环翅温差在不同环境温度下，这个温差值就是不一样，当环境温度越低这个环翅温差就应该更低，而在环温比较低时，环翅温差很难≥8℃，如果环翅温差达不到设定值机组也就无法进行除霜。去掉后可以保证机组在低环温下，也可以更加及时的除霜。因为在传统除霜方法，正真意义上判断翅片上是否有霜，主要还是由环翅温差要判断，其他几个条件只是必然条件。在去掉环翅温度判断条件，引入了更加精确的风机电流控制因素，从而使机组的除霜判断更加精确。风机的电流在翅片上没有霜的情况下，是不会有很大的波动，就算风机分别在环温-30℃和45℃下运行，-30℃环温下风机电流与45℃环温相差也不会超过1.1倍，而且实际使用时，除霜前后的环温不会超过2℃，所以利用风机的电流变化值来判断机组除霜，可以使机组除霜控制更加精确和及时。考虑到随着使用时间的变化，翅片上会积灰，电机老化等因素，都会导致风机运行电流发生变化，所以在判断风机运行电流的设定值，是一个变化的值，总是以上一次除完霜30S后，2分钟内风机的一个平均电流，从而保证电流判断值是精确和有效的。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的空气源热泵系统的除霜控制方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的空气源热泵机组控制装置示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，空气源热泵系统的除霜控制方法，包括以下步骤：
步骤1：不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；
步骤2：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件，开始除霜的条件为：
1)环境温度T1≤10℃；
2)翅片温度T2≤-2℃；
3)风机运行电流满足式(1)要求，且持续时间≥1min；
I1≥IA*k (1)
式中：I1—风机运行电流；
IA—上一次除霜结束30S后，2min内风机的平均运行电流；
K—为除霜电流系数，1.3≤k≤1.5。
步骤3：满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；
步骤4：在所述空气源热泵进入除霜模式之后，开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；
步骤5：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件，退出除霜的条件为：翅片温度T1≥16℃或除霜运行时间≥5min时，结束除霜。
步骤6：满足退出除霜其中任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
本发明所述空气源热泵系统的除霜控制方法，在引入风机电流控制因子后，可以很快的反应机组翅片上是否有霜，因为如果翅片上有霜风机的电流必然增大，增大到设定值时，就可以进行除霜。去掉机组运行时间，就可以避免在下雪或者大雾天气时候的除霜不及时性。同时，由于引入了更加精确的风机电流控制因素，从而使机组的除霜判断更加精确。(风机的电流在翅片上没有霜的情况下，是不会有很大的波动，就算风机分别在环温-30℃和45℃下运行，-30℃环温下风机电流与45℃环温相差也不会超过1.1倍，而且实际使用时，除霜前后的环温不会超过2℃，所以利用风机的电流变化值来判断机组除霜，可以使机组除霜控制更加精确和及时。)考虑到随着使用时间的变化，翅片上会积灰，电机老化等因素，都会导致风机运行电流发生变化，所以在判断风机运行电流的设定值，是一个变化的值，总是以上一次除完霜30S后，2分钟内风机的一个平均电流，从而保证电流判断值是精确和有效的。
如图2所示，一种空气源热泵机组控制装置，包括：
第一获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；
第二获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器翅片温度；
第三获取单元，用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；
控制单元，用于接收第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元的数据，控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜。
一种空调系统，包括空气源热泵机组，所述空气源热泵机组包括压缩机、换热器、节流装置、翅片式换热器，还包括中央处理模块、环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器；
所述空气源热泵机组还包括电控箱；所述电控箱内安装有中央处理模块；
所述中央处理模块用于处理空调除霜过程的数据信息，并控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜；所述环境温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；所述翅片温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器的翅片温度；所述电流互感器用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；环境温度传感器、翅片温度传感器和电流互感器均通过电缆与中央处理模块连接；
所述中央处理模块控制过程包括：中央处理模块通过环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器，不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件；当满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；在所述空气源热泵进入除霜模式之后，中央处理模块开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件；当满足退出除霜的任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.空气源热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：选用环境温度、翅片温度、风机运行电流和持续时间三者作为开始除霜的参数条件；选用翅片温度或除霜运行时间作为结束除霜的参数条件。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：当满足以下全部条件时，开始除霜：
1)环境温度T1≤10℃；
2)翅片温度T2≤-2℃；
3)风机运行电流满足式(1)要求，且持续时间≥1min；
I1≥IA*k (1)
式中：I1—风机运行电流；
IA—上一次除霜结束30S后，2min内风机的平均运行电流；
K—为除霜电流系数，1.3≤k≤1.5。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：当翅片温度T1≥16℃或除霜运行时间≥5min时，结束除霜。
4.根据权利要求1所述的空气源热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；
步骤2：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件；
步骤3：满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；
步骤4：在所述空气源热泵进入除霜模式之后，开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；
步骤5：根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件；
步骤6：满足退出除霜其中任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
5.一种空气源热泵机组控制装置，其特征在于：包括：
第一获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；
第二获取单元，用于获取空气源热泵翅片式换热器翅片温度；
第三获取单元，用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；
控制单元，用于接收第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元的数据，控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜。
6.一种空调系统，包括空气源热泵机组，所述空气源热泵机组包括压缩机、换热器、节流装置、翅片式换热器，其特征在于：还包括中央处理模块、环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器；
所述空气源热泵机组还包括电控箱；所述电控箱内安装有中央处理模块；
所述中央处理模块用于处理空调除霜过程的数据信息，并控制空气源热泵机组开始除霜和结束除霜；所述环境温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器进风口温度；所述翅片温度传感器用于获取空气源热泵翅片式换热器的翅片温度；所述电流互感器用于获取翅片式换热器的风机的运行电流；所述环境温度传感器、翅片温度传感器和电流互感器均通过电缆与中央处理模块连接；
所述中央处理模块控制过程包括：中央处理模块通过环境温度传感器、翅片温度传感器及电流互感器，不断获取室外环境温度和翅片温度的实时温度，及风机运行的实时电流；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足除霜条件；当满足所有除霜条件，则开始除霜，如果其中一个条件不满足，则维持制热模式；在所述空气源热泵进入除霜模式之后，中央处理模块开始获取翅片温度的实时温度，并开始记录机组除霜运行的总时间；中央处理模块根据所获取的参数进行判断空气源热泵机组是否满足退出除霜条件；当满足退出除霜的任一条件，则退出除霜模式，如果一个都不满足，则维持除霜模式。
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