CN112344622A - 一种热泵系统的智能化霜装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种热泵系统的智能化霜装置及其控制方法，所述热泵系统包括翅片式换热器，所述翅片式换热器的出风面或进风面设置有与直流电机相接的叶轮，直流电机与热泵中控器电连接，热泵系统的热泵中控器获得直流电机的转速及脉冲值信息，当热泵系统正常工作时，通过热泵中控器确定的直流电机的初始转速A1及初始脉冲值B1；当翅片式换热器因结霜而造成堵塞时，通过热泵中控器获得的直流电机的当前转速A2及当前脉冲值B2；当初始转速A1＝当前转速A2，初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2‑B1|/B1≥C1时，热泵中控器启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理。本发明具有控制准确且易操作的特点。

Description

一种热泵系统的智能化霜装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种热泵系统的智能化霜装置及其控制方法。

背景技术

中国专利文献号CN 111397139 A于2020年07月10日公开了一种除霜控制方法，应用于空调器，所述空调器预先存储有外风机各个风档的极限电流值，每一所述极限电流值对应所述外风机以每一所述风档运行时所述空调器的除霜临界点；所述除霜控制方法包括：当所述空调器运行在制热模式时，获取所述外风机的当前风档对应的目标极限电流值；获取第一预设时长内所述外风机的实际运行电流值；若所述第一预设时长内所述外风机的风档未发生变化，则判断所述实际运行电流值是否大于所述目标极限电流值；若所述实际运行电流值不大于所述目标极限电流值，则进入除霜模式开始除霜。这种除霜控制方法是采用电流值进行计算，而电流值本身就是模拟量，其容易受到电压波动的影响，从而导致检测值不够准确，在实际操作时容易出现误操作，因此有待改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种控制准确且易操作的热泵系统的智能化霜装置及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种热泵系统的智能化霜装置，其特征是所述热泵系统包括翅片式换热器，所述翅片式换热器的出风面或进风面设置有与直流电机相接的叶轮，直流电机与热泵中控器电连接，热泵系统的热泵中控器获得直流电机的转速及脉冲值信息，当热泵系统正常工作时，通过热泵中控器确定的直流电机的初始转速A1及初始脉冲值B1；

当翅片式换热器因结霜而造成堵塞时，通过热泵中控器获得的直流电机的当前转速A2及当前脉冲值B2；

当初始转速A1＝当前转速A2，初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理；其中，C1为第一阀值，C1的取值范围为1％～10％；

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器(5)启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理；其中，C2为第二阀值，C2的取值范围为3％～10％。

一种热泵系统的智能化霜装置的控制方法，包括以下步骤：

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时；

步骤一，热泵系统的热泵中控器根据用户输入的设定要求或厂家预设要求而确定直流电机的初始转速A1以及初始脉冲值B1；

步骤二，热泵中控器获得直流电机的实际工况：在当前转速A2下的当前脉冲值B2；

步骤三，热泵中控器进行判断，

当初始转速A1＝当前转速A2，且初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，热泵中控器判断翅片式换热器表面出现堵塞时；进入步骤四，否则，进入步骤五；

步骤四，热泵中控器启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理；进入步骤一；

步骤五，热泵中控器进行判断，

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，且初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，热泵中控器启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理，进入步骤四；否则，进入步骤一。

本发明中的翅片式换热器的出风面或进风面设置有与直流电机相接的叶轮，直流电机与热泵中控器电连接，热泵系统的热泵中控器获得直流电机的转速及脉冲值信息；当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器适时检测直流电机的当前转速A2以及当前脉冲值B2，并将当前转速A2以及当前脉冲值B2分别与初始转速A1以及初始脉冲值B1进行比较，在直流电机的转速不变的前提下，也就是当直流电机的初始转速A1＝当前转速A2时，初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器表面进行化霜清理；整个操作过程控制精确、操作方便。

本发明采用数值参数进行控制，数值参数包括转速或脉冲值，从而可以实现精准控制的效果。

综上所述，本发明具有控制准确且易操作的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例移除外壳后的立体结构示意图

图2为本发明的控制流程图。

图中：1为翅片式换热器，2为直流电机，3为叶轮，4为压缩机，5为热泵中控器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图2，本热泵系统的智能化霜装置，所述热泵系统包括翅片式换热器1，所述翅片式换热器1的出风面或进风面设置有与直流电机2相接的叶轮3，直流电机2与热泵中控器5电连接，热泵系统的热泵中控器5获得直流电机2的转速及脉冲值信息，当热泵系统正常工作时，通过热泵中控器5确定的直流电机2的初始转速A1及初始脉冲值B1。

根据用户输入的设定要求或厂家预设要求，热泵中控器5通过换算或计算得到直流电机2的初始转速A1及初始脉冲值B1时，由热泵中控器5将初始转速A1及初始脉冲值B1传递给直流电机2用于控制直流电机2的工作，以达到满足用户输入的设定要求或厂家预设要求的目的。

当翅片式换热器1因结霜而造成堵塞时，通过热泵中控器5获得的直流电机2的当前转速A2及当前脉冲值B2。

当初始转速A1＝当前转速A2，初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理；其中，C1为第一阀值，C1的取值范围为1％～10％。

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理；其中，C2为第二阀值，C2的取值范围为3％～10％。

具体操作时，热泵系统的智能化霜装置的控制方法，包括以下步骤：

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时；

步骤一，热泵系统的热泵中控器5根据用户输入的设定要求或厂家预设要求而确定直流电机2的初始转速A1以及初始脉冲值B1；

步骤二，热泵中控器5获得直流电机2的实际工况：在当前转速A2下的当前脉冲值B2；

步骤三，热泵中控器5进行判断，

当初始转速A1＝当前转速A2，且初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞时；进入步骤四，否则，进入步骤五；

步骤四，热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理；进入步骤一；

步骤五，热泵中控器5进行判断，

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，且初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理，进入步骤四；否则，进入步骤一。

由于不同地区、不同环境下，以及不同的热泵系统机型的翅片式换热器的翅片材质、翅片间距、铜管内外径等参数的影响，导致翅片式换热器表面的结霜速度、结霜状况完全不一样，因此，对于每一种具体的热泵系统机型来说，其中的第一阀值C1或第二阀值C2的具体取值应当有所不同，虽然第一阀值C1和第二阀值C2分别有各自的取值范围，但是，对于每一种特定的热泵系统机型来说，其第一阀值C1或第二阀值C2是唯一且确定的。以下就分别示例说明。

试验第一种热泵系统机型，事先设定其第一阀值C1＝3％，然后进行计算、测试及验证。

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵系统的热泵中控器5根据用户输入的设定要求或厂家预设要求而确定直流电机2的初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700；也就是说，直流电机2以初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝500r/min和当前脉冲值B2＝16200时，此时，由于A1＝A2＝500r/min，进入|B2-B1|/B1≥C1的判断。

有|B2-B1|/B1＝|16200-15700|/15700＝3.18％＞C1＝3％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第一种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，检查结果是确实已经结霜。

为了便于人工检查，可以增设用于提醒用户进行人工检查的蜂鸣器。

具体实践中，可以将蜂鸣器与热泵中控器电连接，当热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，由热泵中控器5同时或提前发出启动蜂鸣器的指令。

从热泵中控器5发出化霜指令到化霜清理工作完成时，在此期间，用户没有新输入的设定要求，或者厂家预设要求也没有变化，那么，热泵中控器5继续控制直流电机2以初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700的工况进行工作，直至当初始转速A1＝当前转速A2且初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，热泵中控器5再次启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。

第二实施例

试验第二种热泵系统机型，事先设定其第一阀值C1＝6.9％，然后进行计算、测试及验证。

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，直流电机2以初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝500r/min和当前脉冲值B2＝16800时，此时，由于A1＝A2＝500r/min，进入|B2-B1|/B1≥C1的判断。

有|B2-B1|/B1＝|16800-15700|/15700＝7.01％＞C1＝6.9％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第一种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，检查结果是确实已经结霜。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第三实施例

试验第三种热泵系统机型，事先设定其第一阀值C1＝5.8％，然后进行计算、测试及验证。

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，直流电机2以初始转速A1＝580r/min以及初始脉冲值B1＝17750开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝580r/min和当前脉冲值B2＝18800时，此时，由于A1＝A2＝580r/min，进入|B2-B1|/B1≥C1的判断。

有|B2-B1|/B1＝|18800-17750|/17750＝5.92％＞C1＝5.8％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第二种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第四实施例

试验第四种热泵系统机型，事先设定其第一阀值C1＝5.3％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝580r/min以及初始脉冲值B1＝17850开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝580r/min和当前脉冲值B2＝18820时，此时，由于A1＝A2＝580r/min，进入|B2-B1|/B1≥C1的判断。

有|B2-B1|/B1＝|18820-17850|/17850＝5.43％＞C1＝5.3％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第二种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第五实施例

试验第五种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝3.2％，然后进行计算、测试及验证。

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时；热泵系统的热泵中控器5根据用户输入的设定要求或厂家预设要求而确定直流电机2的初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700；也就是说，直流电机2以初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝15700开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝483r/min和当前脉冲值B2＝15700时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断。

有|A2-A1|/A1＝|483-500|/500＝3.4％＞C2＝3.2％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第三种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第六实施例

试验第六种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝3.85％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝500r/min以及初始脉冲值B1＝17850开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝480r/min和当前脉冲值B2＝15700时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断。

有|A2-A1|/A1＝|480-500|/500＝4％＞C2＝3.85％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第三种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第五实施例，不再赘述。

第七实施例

试验第七种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝5.9％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝580r/min以及初始脉冲值B1＝17850开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝545r/min和当前脉冲值B2＝15700时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断。

有|A2-A1|/A1＝|545-580|/580＝6.03％＞C2＝5.9％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第四种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第五实施例，不再赘述。

第八实施例

试验第八种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝8.7％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝680r/min以及初始脉冲值B1＝20100开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝620r/min和当前脉冲值B2＝20100时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断；

有|A2-A1|/A1＝|620-680|/680＝8.82％＞C2＝8.7％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第四种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第五实施例，不再赘述。

第九实施例

试验第九种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝4.1％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝720r/min以及初始脉冲值B1＝20100开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝690r/min和当前脉冲值B2＝20100时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断；

有|A2-A1|/A1＝|690-720|/720＝4.17％＞C2＝4.1％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第五种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第五实施例，不再赘述。

第十实施例

试验第十种热泵系统机型，事先设定其第二阀值C2＝7.7％，然后进行计算、测试及验证。

直流电机2以初始转速A1＝640r/min以及初始脉冲值B1＝19200开始工作，热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2和当前脉冲值B2。

热泵系统在运行过程中，当热泵中控器5适时获得直流电机2的当前转速A2＝590r/min和当前脉冲值B2＝19200时，此时，由于B1＝B2＝15700，进入|A2-A1|/A1≥C2的判断；

有|A2-A1|/A1＝|590-640|/640＝7.81％＞C2＝7.7％，此时，热泵中控器5判断翅片式换热器1表面出现堵塞；则热泵中控器5启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器1表面进行化霜清理。此时，在热泵中控器5发出化霜指令时或者在热泵中控器5发出化霜指令之前，人工检查第五种热泵系统机型的翅片式换热器1的出风面或进风面，确实已经结霜。

其余未述部分见第五实施例，不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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，术语“第一”、“第二”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。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种热泵系统的智能化霜装置，其特征是所述热泵系统包括翅片式换热器(1)，所述翅片式换热器(1)的出风面或进风面设置有与直流电机(2)相接的叶轮(3)，直流电机(2)与热泵中控器(5)电连接，热泵系统的热泵中控器(5)获得直流电机(2)的转速及脉冲值信息；

当热泵系统正常工作时，通过热泵中控器(5)确定的直流电机(2)的初始转速A1及初始脉冲值B1；

当翅片式换热器(1)因结霜而造成堵塞时，通过热泵中控器(5)获得的直流电机(2)的当前转速A2及当前脉冲值B2；

当初始转速A1＝当前转速A2，初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器(5)启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器(1)表面进行化霜清理；其中，C1为第一阀值，C1的取值范围为1％～10％；

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，且热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时，热泵中控器(5)启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器(1)表面进行化霜清理；其中，C2为第二阀值，C2的取值范围为3％～10％。

2.一种根据权利要求1所述的热泵系统的智能化霜装置的控制方法，其特征是包括以下步骤：

当热泵系统工作在环境温度低于10摄氏度时；

步骤一，热泵系统的热泵中控器(5)根据用户输入的设定要求或厂家预设要求而确定直流电机(2)的初始转速A1以及初始脉冲值B1；

步骤二，热泵中控器(5)获得直流电机(2)的实际工况：在当前转速A2下的当前脉冲值B2；

步骤三，热泵中控器(5)进行判断，

当初始转速A1＝当前转速A2，且初始脉冲值B1与当前脉冲值B2的关系满足|B2-B1|/B1≥C1时，热泵中控器(5)判断翅片式换热器(1)表面出现堵塞时；进入步骤四，否则，进入步骤五；

步骤四，热泵中控器(5)启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器(1)表面进行化霜清理；进入步骤一；

步骤五，热泵中控器(5)进行判断，

当初始脉冲值B1＝当前脉冲值B2，且初始转速A1与当前转速A2的关系满足|A2-A1|/A1≥C2时，热泵中控器(5)启动热泵系统的化霜机构对翅片式换热器(1)表面进行化霜清理，进入步骤四；否则，进入步骤一。

Images