CN111879037A - 针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除霜控制方法 - Google Patents

针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除霜控制方法 Download PDF

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CN111879037A CN202010772162.2A CN202010772162A CN111879037A CN 111879037 A CN111879037 A CN 111879037A CN 202010772162 A CN202010772162 A CN 202010772162A CN 111879037 A CN111879037 A CN 111879037A
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张清海
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Abstract

本发明涉及空气源热泵冷水机组除霜技术领域，具体地说是一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除霜控制方法，设有空气源热泵冷水机组和抑霜除霜装置，其特征在于空气源热泵冷水机组上设有室外温度传感器、室外空气相对湿度传感器、蒸发器温度传感器、视频摄像监控器、表冷器翅片光电测霜传感器和控制器，室外温度传感器、室外空气相对湿度传感器、蒸发器温度传感器、视频摄像监控器、表冷器翅片光电测霜传感器分别经控制器与抑霜除霜装置相连接，各个传感器检测数值分析后通过控制器控制抑霜除霜装置工作，具有方法简单、抑霜控制具有针对性、除霜效率高、除霜效果好等优点。

Description

针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除 霜控制方法
技术领域
本发明涉及空气源热泵冷水机组除霜技术领域，具体地说是一种方法简单、抑霜控制具有针对性、除霜效率高、除霜效果好的针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除霜控制方法。
背景技术
众所周知，空气源热泵结霜现象与水蒸气分压力和蒸发器两侧气流的绝对湿度差有关，相对湿度对质量传递的影响显著。这是由于相对湿度越高，空气中水蒸气压降越大，结霜驱动力就越大，水蒸气在霜层表面也越容易凝华增加霜层厚度，为考虑空气源热泵冷水机组的在冬季的地区应用，除霜控制逻辑具有广泛性，而不具备针对性，在湿度大的地域地区空气源热泵机组结霜严重，后期的节能管理困难，缺少抑制霜层生成的手段。除霜的过程长，甚至出现误除霜，除霜不净，降低了机组的综合能效，降低了用户体验。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种方法简单、抑霜控制具有针对性、除霜效率高、除霜效果好的针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备及抑霜除霜控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，设有空气源热泵冷水机组和抑霜除霜装置，其特征在于所述的空气源热泵冷水机组上设有三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器和控制器，所述的三个室外温度传感器的其中第一个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组中换热器细管入口处，第二个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组中换热器中间处，第三个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组的防护框架外壳上，室外空气相对湿度传感器位于空气源热泵冷水机组中蒸发器表面，蒸发器温度传感器位于蒸发器盘管表面，视频摄像监控器经支架设在空气源热泵冷水机组上，视频摄像监控器的摄像头朝向蒸发器表面，表冷器翅片光电测霜传感器位于表冷器翅片上，三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器分别经控制器与抑霜除霜装置相连接，各个传感器检测数值分析后通过控制器控制抑霜除霜装置工作。
本发明所述的抑霜除霜装置为空气源热泵冷水机组内自带风扇和一个外置风扇，所述的外置风扇设在空气源热泵冷水机组外，外置风扇的出风口对准空气源热泵冷水机组的表冷器翅片上，距离表冷器翅片的距离为1-1.5m，外置风扇的中心点与表冷器翅片中心线重合。
本发明所述的外置风扇的风量21000m³/h，电机功率为1.6kw，风机控制输出信号来自空气源热泵控制器，输出为5V电信号，控制风机接触器吸合与断开。
本发明所述的空气源热泵冷水机组上设有一个室外空气压力传感器，室外空气压力传感器位于空气源热泵冷水机组蒸发器表面，室外空气压力传感器经控制器与抑霜除霜装置相连接，
本发明所述的视频摄像监控器的摄像头距离蒸发器表面0.9-2m。
一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜控制方法，其特征在于该抑霜除霜控制方法步骤如下：
首先设定参数：抑霜露点温度设定值T0 、热泵出水设定温度t0、热泵出水设定温度提高12%即供水设定温度tg、蒸发器盘管温度与环境温度设定温差值△t0 、光电信号设定值V0、霜层厚度已到达除霜阀值k1、空气源热泵冷水机组内压缩机距上次除霜时间设定值；
S1：室外环境参数检测，设置三个室外温度传感器，一个传感器位于机组换热器细管入口处，一个位于换热器中间处，一个位于防护框架外壳上，取三个室外温度传感器检测的数值平均值t1；室外空气相对湿度传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Rh1，室外空气压力传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Psta（此数据作为湿球温度计算、数据分析依据，不作为控制参数）；蒸发器盘管温度检测t2；视频摄像监控采用外置支架安放，距离蒸发器表面0.9-2m之间，监控翅片霜层生长情况，霜层生长情况分为霜核期、霜层生长期、霜层完全形成期；表冷器翅片光电测霜传感器数值V1，检测轮询周期为120s；
S2：数据的计算分析，由t1、Rh1数值，系统综合计算环境的露点温度Td，蒸发器盘管温度与环境温度温差△t=t2-t1。计算公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述公式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
露点温度，T=室外温度，Rh=相对湿度，E=空气压力，es=饱和蒸汽压力，e=自然常数2.71828，
根据T为t1的数值，Rh为Rh1的数值带入上述公式中，得到Td，同时与系统设置的抑霜露点温度设定值T0进行比较；
S3：数值判断，若抑霜露点温度设定值T0≥0.9Td，启动抑霜控制，若抑霜露点温度设定值T0＜0.9Td，空气源热泵冷水机组正常运行，返回S1，重新数据采集计算；
S4：启动抑霜控制，抑霜措施是通过气流干扰，加大机组表冷器翅片表面的风流速和风量，吹落在翅片表面的湿露，蒸发湿气，同时为除霜做蓄能准备，提高热泵自带风扇的运行频率，使用自带风扇在最大转速下运行，另开启热泵设备旁外设的独立风扇，启动抑霜控制同时热泵出水设定温度提高12%即供水升温至设定温度tg，
在开启抑霜控制后，控制器内的数据采集与分析系统不断判断△t与△t0的关系，△t作为校核温度判断条件，避免误执行，△t轮询检测时间间隔120s，若△t＜设定值△t0，重新回到S1重新数据采集计算，若△t≥设定值△t0，则进行下一步，
当
Figure DEST_PATH_IMAGE005
＜0时：若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005A
小于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止，结霜进入霜核期，风扇继续运行则会加剧结霜，进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AA
大于或等于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007A
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009A
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断。
当
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAA
≥0时：若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAA
大于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AA
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止，结霜进入霜核期，风扇继续运行则会加剧结霜，，进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAA
小于或等于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAA
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AA
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAA
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断。
上述T1为轮询检测的下一时刻露点温度，所述的Td与T1的检测时间间隔为120秒；
S5：结霜判断：设置条件一为视频监控中视频成像已经出现霜层；条件二为光电测霜传感器检测光电信号值升高，当光电信号
Figure DEST_PATH_IMAGE011
达到或超过设定值
Figure DEST_PATH_IMAGE013
时，表明霜层厚度已到达除霜阀值k1；条件三空气源热泵冷水机组中压缩机距上次除霜时间大于等于设定值时；同时出现：条件一、条件二，条件一、条件三，或条件二、条件三，或条件一、条件二、条件三，则执行下一步，否则返回S2；
S6：除霜控制，采用换向逆循环法，四通阀换向，系统以逆循环制冷模式运行，使霜层融化排走。由于在抑霜控制模式时，已为除霜进行蓄热准备，换向除霜不会引起室温较大波动，大大弥补逆向循环除霜法的弊端；
S7：除霜结束，霜层融化排走，随后热泵恢复制热模式，判断条件采用S5方式。
本发明由于加大了抑霜的过程控制，为除霜时的室内效果和除霜更加干净做了保障，不同于其他的定时除霜和模糊除霜控制逻辑，本除霜控制方式是根据不同地区的温湿度自动检测进行根据实际情况的精准控制，同时加入摄像监控技术、光电侧霜技术，保证了对霜层生长和霜层厚度的监测和除霜更加彻底，具有方法简单、抑霜控制具有针对性、除霜效率高、除霜效果好等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中空气源热泵冷水机组侧面内部结构示意图。
图3是本发明抑霜除霜流程图。
图4是本发明表冷器翅片表面典型结霜过程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如附图所示，一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，设有空气源热泵冷水机组1和抑霜除霜装置，其特征在于所述的空气源热泵冷水机组上设有三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个室外空气压力传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器和控制器，所述的三个室外温度传感器的其中第一个室外温度传感器2位于空气源热泵冷水机组1中换热器细管入口处，第二个室外温度传感器3位于空气源热泵冷水机组1中换热器中间处，第三个室外温度传感器4位于空气源热泵冷水机组1的防护框架外壳上，室外空气相对湿度传感器5位于空气源热泵冷水机组中蒸发器表面，室外空气压力传感器6位于空气源热泵冷水机组蒸发器表面，蒸发器温度传感器7位于蒸发器盘管表面，视频摄像监控器8经支架设在空气源热泵冷水机组上，视频摄像监控器的摄像头朝向蒸发器表面并距离蒸发器表面0.9-2m，表冷器翅片光电测霜传感器9位于表冷器翅片上，三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个室外空气压力传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器分别经控制器与抑霜除霜装置相连接，通过各个传感器检测数值分析后通过控制器控制抑霜除霜装置工作，所述的抑霜除霜装置为空气源热泵冷水机组内自带风扇10和一个外置风扇11，所述的外置风扇11设在空气源热泵冷水机组外，外置风扇11的出风口对准空气源热泵冷水机组的表冷器翅片上，距离表冷器翅片的距离为1-1.5m，外置风扇11的中心点与表冷器翅片中心线重合，所述的外置风扇11的风量21000m³/h，电机功率为1.6kw。风机控制输出信号来自空气源热泵控制器，输出为5V电信号，控制风机接触器吸合与断开。
一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜控制方法，其特征在于该抑霜除霜控制方法步骤如下：
首先设定参数：抑霜露点温度设定值T0 、热泵出水设定温度t0、热泵出水设定温度提高12%即供水设定温度tg、蒸发器盘管温度与环境温度设定温差值△t0 、光电信号设定值V0、霜层厚度已到达除霜阀值k1、空气源热泵冷水机组内压缩机距上次除霜时间设定值；
S1：室外环境参数检测，设置三个室外温度传感器，一个传感器位于机组换热器细管入口处，一个位于换热器中间处，一个位于防护框架外壳上，取三个室外温度传感器检测的数值平均值t1；室外空气相对湿度传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Rh1；室外空气压力传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Psta（此数据作为湿球温度计算、数据分析依据，不作为控制参数）；蒸发器盘管温度检测t2；视频摄像监控采用外置支架安放，距离蒸发器表面0.9-2m之间，监控翅片霜层生长情况（霜核期、霜层生长期、霜层完全形成期，图4，霜核期：机组冷凝器翅片表面出现孤立的冷凝水滴，然后逐渐出现水滴间的侵吞现象，接着形成少量冰晶，霜层生长期：冰晶表面出现针状晶体，随后针状晶体周围长出斜枝，霜层完全生长期：冰晶表面已完全被针状晶体覆盖，形成一定厚度的羽毛晶体）；表冷器翅片光电测霜传感器数值V1，检测轮询周期为10s；
S2：数据的计算分析，由t1、Rh1数值，系统综合计算环境的露点温度Td，蒸发器盘管温度与环境温度温差△t=t2-t1；计算公式：
Figure 419705DEST_PATH_IMAGE001
上述公式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE003A
露点温度，T=室外温度，Rh=相对湿度，E=空气压力，es=饱和蒸汽压力，e=自然常数2.71828，
根据T为t1的数值，Rh为Rh1的数值带入上述公式中，得到Td，同时与系统设置的抑霜露点温度设定值T0进行比较；
S3：数值判断，若抑霜露点温度设定值T0≥0.9Td，启动抑霜控制，若抑霜露点温度设定值T0＜0.9Td，空气源热泵冷水机组正常运行，返回S1，重新数据采集计算；
S4：启动抑霜控制，抑霜措施是通过气流干扰，加大机组表冷器翅片表面的风流速和风量，吹落在翅片表面的湿露，蒸发湿气，同时为除霜做蓄能准备，提高热泵自带风扇的运行频率，使用自带风扇在最大转速下运行，另开启热泵设备旁外设的独立风扇，启动抑霜控制同时热泵出水设定温度提高12%即供水升温至设定温度tg（如机组原设定温度为40℃，则设定变为44.8℃）
在开启抑霜控制后，控制器内的数据采集与分析系统不断判断△t（△t作为校核温度判断条件，避免误执行，△t轮询检测时间间隔10s）与△t0的关系，若△t＜设定值△t0，重新回到S1重新数据采集计算，若△t≥设定值△t0，则进行下一步，
当
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAA
＜0时：若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAA
小于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAA
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止（结霜进入霜核期4，风扇继续运行则会加剧结霜），进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAA
大于或等于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAAA
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAAA
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAAAA
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断。
当
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAAA
≥0时：若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAAAA
大于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAAAA
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止（结霜进入霜核期4，风扇继续运行则会加剧结霜），进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAAAAA
小于或等于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAAAAA
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAAAAA
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAAAAAA
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断。
上述T1为轮询检测的下一时刻露点温度，所述的Td与T1的检测时间间隔为120秒；
S5：结霜判断：设置条件一为视频监控中视频成像已经出现霜层；条件二为光电测霜传感器检测光电信号值升高，当光电信号
Figure DEST_PATH_IMAGE011A
达到或超过设定值
Figure DEST_PATH_IMAGE013A
时（如电压值≥10V），表明霜层厚度已到达除霜阀值k1；条件三空气源热泵冷水机组中压缩机距上次除霜时间大于等于设定值时（首次除霜不进行此条件）；同时出现：条件一、条件二，条件一、条件三，或条件二、条件三，或条件一、条件二、条件三，则执行下一步，否则返回S2。
S6：除霜控制，采用换向逆循环法，四通阀换向，系统以逆循环制冷模式运行，使霜层融化排走。由于在抑霜控制模式时，已为除霜进行蓄热准备，换向除霜不会引起室温较大波动，大大弥补逆向循环除霜法的弊端。
S7：除霜结束，霜层融化排走，随后热泵恢复制热模式，判断条件采用S5方式。
本发明由于加大了抑霜的过程控制，为除霜时的室内效果和除霜更加干净做了保障，不同于其他的定时除霜和模糊除霜控制逻辑，本除霜控制方式是根据不同地区的温湿度自动检测进行根据实际情况的精准控制，同时加入摄像监控技术、光电侧霜技术，保证了对霜层生长和霜层厚度的监测和除霜更加彻底。
实施例1
以某内陆地区为例：
首先设定参数：抑霜露点温度设定值T0为-5.8℃、热泵出水设定温度t0为40℃、热泵出水设定温度提高12%即供水设定温度tg为44.8℃、蒸发器盘管温度与环境温度设定温差值△t0为-1.8℃、光电信号设定值V0为7、霜层厚度已到达除霜阀值k1为0.8、空气源热泵冷水机组内压缩机距上次除霜时间设定值为40min；
S1：室外环境参数检测，设置三个室外温度传感器，一个传感器位于机组换热器细管入口处温度 2℃，一个位于换热器中间处温度1.8℃，一个位于防护框架外壳上温度2.2℃，取三个室外温度传感器检测的数值平均值t1=（2+1.8+2.2）/3=2℃；室外空气相对湿度传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Rh1为50%，；室外空气压力传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Psta为3hPA（此数据作为湿球温度计算、数据分析依据，不作为控制参数）；蒸发器盘管温度检测t2为1.5℃；视频摄像监控采用外置支架安放，距离蒸发器表面0.9-2m之间，监控翅片霜层生长情况（霜核期、霜层生长期、霜层完全形成期，图4）；表冷器翅片光电测霜传感器数值V1为8.2V，检测轮询周期为120s；
S2：数据的计算分析，由t1、Rh1数值，系统综合计算环境的露点温度Td，蒸发器盘管温度与环境温度温差△t=t2-t1。计算公式：
Figure 146965DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE003AA
露点温度 T=室外温度 Rh=相对湿度 E=空气压力 es=饱和蒸汽压力 e=自然常数2.71828
将t1=2℃代入公式得es=7.058；
将es=7.058、Rh=50%代入公式得E=3.529
将E=3.529代入公式得Td=-6.8
轮询120s后下一时刻参数：
①组换热器细管入口处温度 2.1℃
一个位于换热器中间处1.9℃
一个位于防护框架外壳上2.3℃
三个室外温度传感器检测的数值平均值t1=（2.1+1.9+2.3）/3=2.1℃； ②Rh=40.1%；
将t1=2.1℃代入公式得es=7.1；
将es=7.1、Rh=40.1%代入公式得E=2.84
将E=2.84代入公式得T1=-9.35
②发器盘管温度检测t2=1.5℃；
③冷器翅片光电测霜传感器数值V1=8.2V
同时与系统设置的抑霜露点温度设定值T0进行比较；
S3：数值判断，若抑霜露点温度设定值T0≥0.9Td，T0为-5.8℃，Td=-6.8，-5.8℃大于0.9*-6.8，则启动抑霜控制；
S4：启动抑霜控制，抑霜措施是通过气流干扰，加大机组表冷器翅片表面的风流速和风量，吹落在翅片表面的湿露，蒸发湿气，同时为除霜做蓄能准备，提高热泵自带风扇的运行频率，使用自带风扇在最大转速下运行，另开启热泵设备旁外设的独立风扇，启动抑霜控制同时热泵出水设定温度提高12%即供水升温至设定温度tg（如机组原设定温度为40℃，则设定变为44.8℃）
在开启抑霜控制后，控制器内的数据采集与分析系统不断判断△t为-0.5℃和-0.6℃（△t作为校核温度判断条件，避免误执行，△t轮询检测时间间隔120s）与△t0的关系，△t≥-1.8℃，则进行下一步，
现露点温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAAAAAA
＞0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAAAAAA
且
Figure DEST_PATH_IMAGE009AAAAAAAA
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，轮询时刻下的露点温度降低，说明抑霜控制操作起到很大作用，使机组没有进入除霜状态，保持机组制热良好状态。
实施例2
以某沿海地区为例：
设定T0=1.1、
热泵出水设定温度41℃、热泵出水设定温度提高12%即供水设定温度tg=45.92℃、
蒸发器盘管温度与环境温度设定温差值△t0=-1.8℃ 、
光电信号设定值V0=7V、
霜层厚度已到达除霜阀值k1=0.8、
空气源热泵冷水机组内压缩机距上次除霜时间设定值30min， 某日气象下的检测参数如下：
①机组换热器细管入口处温度 1.9℃ 一个位于换热器中间处1.9℃ 一个位于防护框架外壳上2.3℃ 三个室外温度传感器检测的数值平均值t1=（1.9+1.9+2.3）/3=2.03℃；
②Rh=62%；
将t1=2.03℃代入公式得es=7.072；
将es=7.072、Rh=62%代入公式得E=4.385
将E=4.385代入公式得Td=4.49
③蒸发器盘管温度检测t2=1.5℃；
④表冷器翅片光电测霜传感器数值V1=8V
轮询120s后下一时刻参数：
①组换热器细管入口处温度 2℃
一个位于换热器中间处1.8℃
一个位于防护框架外壳上2.2℃
三个室外温度传感器检测的数值平均值t1=（2+1.8+2.2）/3=2℃；
②Rh=80%；
将t1=2℃代入公式得es=7.058；
将es=7.058代入公式得E=5.642
将E=3.529代入公式得T1=1.017
②发器盘管温度检测t2=1.5℃；
③冷器翅片光电测霜传感器数值V1=8V
同时与系统设置的抑霜露点温度设定值T0进行比较；
S3：数值判断，若抑霜露点温度设定值T0≥0.9Td，T0为-5.8℃，Td=-6.8，-5.8℃大于0.9*-6.8，则启动抑霜控制；
S4：启动抑霜控制，抑霜措施是通过气流干扰，加大机组表冷器翅片表面的风流速和风量，吹落在翅片表面的湿露，蒸发湿气，同时为除霜做蓄能准备，提高热泵自带风扇的运行频率，使用自带风扇在最大转速下运行，另开启热泵设备旁外设的独立风扇，启动抑霜控制同时热泵出水设定温度提高12%即供水升温至设定温度45.92℃；
在开启抑霜控制后，控制器内的数据采集与分析系统不断判断△t为-0.5℃和-0.53℃（△t作为校核温度判断条件，避免误执行，△t轮询检测时间间隔120s）与△t0的关系，△t≥-1.8℃，则进行下一步，
Figure DEST_PATH_IMAGE005AAAAAAAAAAAAA
大于0.9
Figure DEST_PATH_IMAGE007AAAAAAAAA
停止抑霜控制，进入结霜判断。说明该地区湿度较大，抑霜控制系统未能及时抑制水汽凝结
S5：结霜判断：设置条件一为视频监控中视频成像已经出现霜层；条件二为光电测霜传感器检测光电信号值升高，当光电信号
Figure DEST_PATH_IMAGE011AA
=8V达到或超过设定值
Figure DEST_PATH_IMAGE013AA
=7V时，表明霜层厚度已到达除霜阀值k1；条件三空气源热泵冷水机组中压缩机距上次除霜时间大于等于设定值时（本次为首次除霜不进行此判断条件）；同时出现：条件一、条件二，则执行下一步。
S6：除霜控制，采用换向逆循环法，四通阀换向，系统以逆循环制冷模式运行，使霜层融化排走。由于在抑霜控制模式时，已为除霜进行蓄热准备，换向除霜不会引起室温较大波动，大大弥补逆向循环除霜法的弊端。
S7：除霜结束，霜层融化排走，随后热泵恢复制热模式，判断条件采用S5方式。
本发明由于加大了抑霜的过程控制，为除霜时的室内效果和除霜更加干净做了保障，不同于其他的定时除霜和模糊除霜控制逻辑，本除霜控制方式是根据不同地区的温湿度自动检测进行根据实际情况的精准控制，同时加入摄像监控技术、光电侧霜技术，保证了对霜层生长和霜层厚度的监测和除霜更加彻底。

Claims (6)

1.一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，设有空气源热泵冷水机组和抑霜除霜装置，其特征在于所述的空气源热泵冷水机组上设有三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器和控制器，所述的三个室外温度传感器的其中第一个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组中换热器细管入口处，第二个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组中换热器中间处，第三个室外温度传感器位于空气源热泵冷水机组的防护框架外壳上，室外空气相对湿度传感器位于空气源热泵冷水机组中蒸发器表面，蒸发器温度传感器位于蒸发器盘管表面，视频摄像监控器经支架设在空气源热泵冷水机组上，视频摄像监控器的摄像头朝向蒸发器表面，表冷器翅片光电测霜传感器位于表冷器翅片上，三个室外温度传感器、一个室外空气相对湿度传感器、一个蒸发器温度传感器、一个视频摄像监控器、一个表冷器翅片光电测霜传感器分别经控制器与抑霜除霜装置相连接，各个传感器检测数值分析后通过控制器控制抑霜除霜装置工作。
2.根据权利要求1所述的一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，其特征在于所述的抑霜除霜装置为空气源热泵冷水机组内自带风扇和一个外置风扇，所述的外置风扇设在空气源热泵冷水机组外，外置风扇的出风口对准空气源热泵冷水机组的表冷器翅片上，距离表冷器翅片的距离为1-1.5m，外置风扇的中心点与表冷器翅片中心线重合。
3.根据权利要求2所述的一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，其特征在于所述的外置风扇的风量21000m³/h，电机功率为1.6kw，风机控制输出信号来自空气源热泵控制器，输出为5V电信号，控制风机接触器吸合与断开。
4.根据权利要求1所述的一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，其特征在于所述的空气源热泵冷水机组上设有一个室外空气压力传感器，室外空气压力传感器位于空气源热泵冷水机组蒸发器表面，室外空气压力传感器经控制器与抑霜除霜装置相连接。
5.根据权利要求1所述的一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜设备，其特征在于所述的视频摄像监控器的摄像头距离蒸发器表面0.9-2m。
6.一种针对不同湿度的空气源热泵冷水机组抑霜除霜控制方法，其特征在于该抑霜除霜控制方法步骤如下：
首先设定参数：抑霜露点温度设定值T0 、热泵出水设定温度t0、热泵出水设定温度提高12%即供水设定温度tg、蒸发器盘管温度与环境温度设定温差值△t0 、光电信号设定值V0、霜层厚度已到达除霜阀值k1、空气源热泵冷水机组内压缩机距上次除霜时间设定值；
S1：室外环境参数检测，设置三个室外温度传感器，一个传感器位于机组换热器细管入口处，一个位于换热器中间处，一个位于防护框架外壳上，取三个室外温度传感器检测的数值平均值t1；室外空气相对湿度传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Rh1，室外空气压力传感器位置处于机组蒸发器表面，取数值Psta，此数据作为湿球温度计算、数据分析依据，不作为控制参数；蒸发器盘管温度检测t2；视频摄像监控采用外置支架安放，距离蒸发器表面0.9-2m之间，监控翅片霜层生长情况，霜层生长情况分为霜核期、霜层生长期、霜层完全形成期；表冷器翅片光电测霜传感器数值V1，检测轮询周期为120s；
S2：数据的计算分析，由t1、Rh1数值，系统综合计算环境的露点温度Td，蒸发器盘管温度与环境温度温差△t=t2-t1，
计算公式：
Figure 549099DEST_PATH_IMAGE001
上述公式中：
Figure 935081DEST_PATH_IMAGE002
露点温度，T=室外温度，Rh=相对湿度，E=空气压力，es=饱和蒸汽压力，e=自然常数2.71828，
根据T为t1的数值，Rh为Rh1的数值带入上述公式中，得到Td，同时与系统设置的抑霜露点温度设定值T0进行比较；
S3：数值判断，若抑霜露点温度设定值T0≥0.9Td，启动抑霜控制，若抑霜露点温度设定值T0＜0.9Td，空气源热泵冷水机组正常运行，返回S1，重新数据采集计算；
S4：启动抑霜控制，抑霜措施是通过气流干扰，加大机组表冷器翅片表面的风流速和风量，吹落在翅片表面的湿露，蒸发湿气，同时为除霜做蓄能准备，提高热泵自带风扇的运行频率，使用自带风扇在最大转速下运行，另开启热泵设备旁外设的独立风扇，启动抑霜控制同时热泵出水设定温度提高12%即供水升温至设定温度tg，
在开启抑霜控制后，控制器内的数据采集与分析系统不断判断△t与△t0的关系，△t作为校核温度判断条件，避免误执行，△t轮询检测时间间隔120s，若△t＜设定值△t0，重新回到S1重新数据采集计算，若△t≥设定值△t0，则进行下一步，
当
Figure 714818DEST_PATH_IMAGE003
＜0时：若出现露点温度
Figure 844448DEST_PATH_IMAGE003
小于0.9
Figure 393241DEST_PATH_IMAGE004
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止，结霜进入霜核期，风扇继续运行则会加剧结霜，进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure 950125DEST_PATH_IMAGE003
大于或等于0.9
Figure 951579DEST_PATH_IMAGE004
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure 884900DEST_PATH_IMAGE005
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure 288199DEST_PATH_IMAGE005
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断，
当
Figure 15984DEST_PATH_IMAGE003
≥0时：若出现露点温度
Figure 504734DEST_PATH_IMAGE003
大于0.9
Figure 976166DEST_PATH_IMAGE004
，则停止抑霜控制，热泵出水升温停止，结霜进入霜核期，风扇继续运行则会加剧结霜，进入结霜判断，
若出现露点温度
Figure 233972DEST_PATH_IMAGE003
小于或等于0.9
Figure 398238DEST_PATH_IMAGE004
，同时若当下时刻实际露点温度
Figure 639863DEST_PATH_IMAGE005
≤0.3T0，重新回到S1重新数据采集计算，若当下时刻实际露点温度
Figure 649407DEST_PATH_IMAGE005
＞0.3T0，停止抑霜控制，进入结霜判断，
上述T1为轮询检测的下一时刻露点温度，所述的Td与T1的检测时间间隔为120秒；
S5：结霜判断：设置条件一为视频监控中视频成像已经出现霜层；条件二为光电测霜传感器检测光电信号值升高，当光电信号
Figure 27299DEST_PATH_IMAGE006
达到或超过设定值
Figure 111535DEST_PATH_IMAGE007
时，表明霜层厚度已到达除霜阀值k1；条件三空气源热泵冷水机组中压缩机距上次除霜时间大于等于设定值时；同时出现：条件一、条件二，条件一、条件三，或条件二、条件三，或条件一、条件二、条件三，则执行下一步，否则返回S2；
S6：除霜控制，采用换向逆循环法，四通阀换向，系统以逆循环制冷模式运行，使霜层融化排走，由于在抑霜控制模式时，已为除霜进行蓄热准备，换向除霜不会引起室温较大波动，大大弥补逆向循环除霜法的弊端；
S7：除霜结束，霜层融化排走，随后热泵恢复制热模式，判断条件采用S5方式。
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