CN112393478A - 一种热泵空调的除霜控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热泵空调的除霜控制方法,所述热泵空调包括设置于冷凝器上的温度传感器,所述除霜控制方法的主要流程为:预先在控制器中设定检测中所需要的相关参数,当热泵空调进入制热模式后,若压缩机运行稳定,则记录该时刻的冷凝器温度为稳定温度值,通过判断稳定温度值与实时检测的冷凝器温度值的大小,实现结霜检测,即判断是否需要进入除霜模式;通过判断进入除霜模式后的冷凝器实时温度值与除霜结束温度的大小,实现除霜模式的结束;本发明提供的热泵空调的除霜控制方法,采用1个盘管温度传感器即可实现结霜和化霜的检测,通过比较制热模式下实时检测的冷凝器的温度值和稳定温度值的大小,实现结霜检测,判断准确、可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及热泵空调技术领域,特别涉及一种热泵空调的除霜控制方法。
背景技术
热泵空调是一种将低位热源的热量转移至高位热源的装置,热泵空调包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等部件,其工作原理与常见的压缩式制冷空调的工作原理一致;热泵空调可通过改变四通换向阀的工作状态将室内蒸发器变成冷凝器,室外的冷凝器变成蒸发器,从而实现制冷与制热功能的切换;由于热泵的制热能效是电制热的4至6倍,因此,热泵是制热的首选设备。
目前的热泵空调在冬季转换为制热模式时,盘管的初始温度较低,若盘管的温度低于室外空气的露点温度,则室外盘管的表面就会出现结霜现象;室外盘管结霜严重,霜层会增大换热器的传热热阻,降低气流速率,增加风机功耗,削弱系统的制热能力,导致系统运行异常;因此需要有效的除霜控制策略以改善上述问题。
现有的热泵空调产品中,存在结霜检测不准确,检测不可靠,容易导致误除霜或频繁除霜的问题,降低了热泵的制热效率,影响了客户的使用体验。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种热泵空调的除霜控制方法,采用1个盘管温度传感器实现结霜和化霜的检测,通过比较制热模式下实时检测的冷凝器的温度值以及压缩机运行稳定后的冷凝器的温度值,实现结霜检测,该判断方案准确、可靠。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种热泵空调的除霜控制方法,所述热泵空调包括压缩机、风机、节流元件、冷凝器、蒸发器、四通阀和控制器,所述热泵空调还包括设置于冷凝器上的盘管温度传感器,所述除霜控制方法包括以下步骤:
S100、预先在控制器中设定温度稳态时间A1、除霜周期A2、除霜温差T4、强制除霜温度T5、除霜结束温度T6以及除霜最大运行时间A3;
S200、热泵空调进入制热模式,控制器控制四通阀吸合以及压缩机和风机启动,控制器记录压缩机的运行时间A4以及记录热泵空调运行制热模式的时间A5,若A4≤A1,控制器控制热泵空调停止制热,若A4>A1,则执行步骤S300;
S300、盘管温度传感器将到达温度稳态时间A1时,冷凝器的稳定温度值T1发送至控制器,控制器比较A5和A2的大小,若A5>A2,则执行步骤S400;
S400、控制器接收盘管温度传感器所检测的实时温度值T2,并比较T2-T1和T3的大小,若T2-T1≤T3,则执行步骤S500,若T2-T1>T3,则执行步骤S600;
S500、热泵空调保持制热模式;
S600、热泵空调进入除霜模式,控制器控制四通阀断开以及压缩机和风机启动;控制器接收盘管温度传感器所检测的除霜模式下的实时温度值T3,若T3>T6,则退出除霜模式,若T3≤T6,执行步骤S700;
S700、热泵空调保持除霜模式。
所述的热泵空调的除霜控制方法中,所述盘管温度传感器设置于冷凝器最容易结霜的位置或设置于冷凝器最不容易除霜的位置。
所述的热泵空调的除霜控制方法中,所述步骤S400和步骤S500之间还包括步骤S410,所述步骤S410具体为:
S410、若步骤S400中的T2-T1≤T3,则进一步判断T2和T5的大小,若T2>T5,则执行步骤S600,若T2≤T5,执行步骤S500。
所述的热泵空调的除霜控制方法中,所述步骤S410和步骤S500之间还包括步骤S420,所述步骤S420具体为:
S420、若步骤S410中的T2≤T5,则进一步比较A5与2*A2的大小,若A5>2*A2,则执行步骤S600,若A5≤2*A2,则执行步骤S500。
所述的热泵空调的除霜控制方法中,所述步骤S600和步骤S700之间还包括步骤S610,所述步骤S610具体为:
S610、当热泵空调进入除霜模式后,控制器实时记录除霜模式运行的时间A6,若步骤S600中的T3≤T6,则进一步比较A6与A3的大小,若A6>A3,则退出除霜模式,反之,执行步骤S700。
本发明还相应地提供了一种热泵空调,所述热泵空调包括控制器和分别与控制器电性连接的压缩机、风机、节流元件、冷凝器、蒸发器以及四通阀,所述控制器能执行上述的热泵空调的除霜控制方法。
有益效果:
本发明提供了一种热泵空调的除霜控制方法,其具有以下优点:
(1)采用1个盘管温度传感器实现结霜和化霜的检测,检测方便准确,简化了热泵空调系统的整体结构;
(2)通过比较制热模式下实时检测的冷凝器的温度值以及压缩机稳定运行时刻的冷凝器的稳定温度值,实现结霜检测,该判断方法准确度、可靠性高;
(3)是否进入除霜模式包括3个判定条件,是否结束除霜模式包括2个判定条件,提高了除霜控制方法判定的准确性和可靠性,避免出现误除霜、过早除霜、退出除霜模式异常等问题,提高了热泵空调的节能效果。
附图说明
图1为本发明提供的除霜控制方法的控制流程图;
图2为本发明提供的步骤S400、步骤S410和步骤S420的控制流程图;
图3为本发明提供的步骤S600和步骤S610的控制流程图
图4为本发明提供的制热模式下系统的工作状态图;
图5为本发明提供的除霜模式下系统的工作状态图。
主要元件符号说明:1-风机、2-蒸发器、3-四通阀、4-压缩机、5-节流元件、6-室外侧、61-冷凝器、62-盘管温度传感器。
具体实施方式
本发明提供了一种热泵空调的除霜控制方法,为使本发明的发明目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“安装”、“连接”等应做广义理解,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图5,本发明提供了一种热泵空调的除霜控制方法,所述热泵空调包括压缩机4、风机1、节流元件5、冷凝器61、蒸发器2、四通阀3和控制器(图中未示出),所述热泵空调还包括设置于冷凝器61上的盘管温度传感器62。
请参阅图4,当热泵空调处于制热模式时,四通阀3吸合,室外侧6的换热器为蒸发器2,室内侧的换热器为冷凝器61,当压缩机4启动后,由于蒸发器2的蒸发温度较低,环境空气内的水份会在蒸发器2表面逐渐结冰,当霜层累积到一定厚度后,蒸发器2会因为换热不够造成低压压力低于热泵空调系统的允许值,此时热泵空调需要进入除霜模式。
请参阅图5,当热泵空调处于除霜模式时,四通阀3断开,室外侧6的换热器为冷凝器61,室内侧的换热器为蒸发器2,压缩机4启动后,蒸发器2在室内侧会吸收环境热量,并在冷凝器61上释放热量,融化霜层,实现换热器的除霜。
请参阅图1至图3,所述除霜控制方法包括以下步骤:
S100、预先在控制器中设定温度稳态时间A1、除霜周期A2、除霜温差T4、强制除霜温度T5、除霜结束温度T6以及除霜最大运行时间A3;在本实施例中,所述温度稳态时间A1设定为8分钟,所述除霜周期A2设定为45分钟;所述除霜温差T4是指在制热模式下,由于换热器的表面逐渐结霜,实际加热温度和预定加热温度之间会存在一个温差,且温差会逐渐增大,除霜温差的增长变化大小、增长变化速度与环境温度、空气含湿量、风量以及换热器的蒸发温度的大小有关,在本实施例中,除霜温差是在实验测试中取结霜最严重时候的温差值;所述强制除霜温度T5可根据热泵空调的运行环境由用户进行设置;所述除霜结束温度T6可取实验检测中,当除霜结束时冷凝器61的温度平均值为预设值;所述除霜最大运行时间A3可根据热泵空调的运行环境由用户进行设置。
S200、热泵空调进入制热模式,控制器控制四通阀3吸合以及压缩机4和风机1启动,控制器记录压缩机4的运行时间A4以及记录热泵空调运行制热模式的时间A5,若A4≤A1,控制器控制热泵空调停止制热,若A4>A1,则执行步骤S300。
S300、盘管温度传感器62将到达温度稳态时间A1时,冷凝器61的稳定温度值T1发送至控制器,控制器比较A5和A2的大小,若A5>A2,则执行步骤S400。
S400、控制器接收盘管温度传感器62所检测的实时温度值T2,并比较T2-T1和T3的大小,即判断温度增量的大小,从而判断结霜厚度是否大于允许阈值,若T2-T1≤T3,则执行步骤S500,若T2-T1>T3,则执行步骤S600;压缩机4运行稳定时记录的冷凝器61的稳定温度值T1作为初始值,盘管温度传感器62实时检测的冷凝器61的实时温度值T2为变化值,变化值和初始值之间的差值为温度变化量,当温度变化量大于所允许的阈值时,热泵空调系统进入除霜模式,通过实验测试数据验证,采用该判定条件进行是否进入除霜模式的判断,准确性和可靠性高。
S500、热泵空调保持制热模式。
S600、热泵空调进入除霜模式,控制器控制四通阀3断开以及压缩机4和风机1启动;控制器接收盘管温度传感器62所检测的除霜模式下的实时温度值T3,若T3>T6,则退出除霜模式,若T3≤T6,执行步骤S700;当累积在换热器上的霜层逐步融化后,热泵空调系统的压力值和温度值均会慢慢提升,通过大量实测数据判定,用除霜结束温度作为判断是否结束除霜的判定条件,可保证热泵空调准确地完成除霜任务。
S700、热泵空调保持除霜模式。
进一步地,所述盘管温度传感器62设置于冷凝器61最容易结霜的位置或设置于冷凝器61最不容易除霜的位置;所述最容易结霜的位置或最不容易结霜的位置根据热泵空调所工作的环境,通过实验检测获取。
进一步地,请参阅图2,所述步骤S400和步骤S500之间还包括步骤S410,所述步骤S410具体为:
S410、若步骤S400中的T2-T1≤T3,则进一步判断T2和T5的大小,若T2>T5,则执行步骤S600,若T2≤T5,执行步骤S500。
进一步地,请参阅图2,所述步骤S410和步骤S500之间还包括步骤S420,所述步骤S420具体为:
S420、若步骤S410中的T2≤T5,则进一步比较A5与2*A2的大小,若A5>2*A2,则执行步骤S600,若A5≤2*A2,则执行步骤S500。
在本实施例中,可通过判断实时检测的除霜温差是否大于设定的除霜温差、或通过判断实时检测的温度是否大于强制除霜温度或通过判断制热时间是否大于两倍的除霜周期实现是否进入除霜模式的检测,即用于判断是否需要进入除霜模式的判断条件包括3个,任一条件触发,热泵空调就会进入除霜模式,提高了除霜控制方法进行判定的准确性和可靠性,避免出现误除霜、过早除霜的问题,提高了热泵空调的节能效果。
进一步地,请参阅图3,所述步骤S600和步骤S700之间还包括步骤S610,所述步骤S610具体为:
S610、当热泵空调进入除霜模式后,控制器实时记录除霜模式运行的时间A6,若步骤S600中的T3≤T6,则进一步比较A6与A3的大小,若A6>A3,则退出除霜模式,反之,执行步骤S700。
在本实施例中,可通过判断实时检测的温度值是否大于除霜结束温度或通过判断除霜运行时间是否大于除霜最大运行时间实现是否退出除霜模式的检测,即用于判断是否需要退出除霜模式的判断条件包括2个,任一条件触发,热泵空调就会退出除霜模式,提高了除霜控制方法进行判定的准确性和可靠性,避免退出除霜模式时出现异常。
请参阅图4和图5,本发明还相应地提供了一种热泵空调,所述热泵空调包括控制器和分别与控制器电性连接的压缩机、风机、节流元件、冷凝器、蒸发器以及四通阀,所述控制器能执行上述的热泵空调的除霜控制方法。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种热泵空调的除霜控制方法,所述热泵空调包括压缩机、风机、节流元件、冷凝器、蒸发器、四通阀和控制器,其特征在于,所述热泵空调还包括设置于冷凝器上的盘管温度传感器,所述除霜控制方法包括以下步骤:
S100、预先在控制器中设定温度稳态时间A1、除霜周期A2、除霜温差T4、强制除霜温度T5、除霜结束温度T6以及除霜最大运行时间A3;
S200、热泵空调进入制热模式,控制器控制四通阀吸合以及压缩机和风机启动,控制器记录压缩机的运行时间A4以及记录热泵空调运行制热模式的时间A5,若A4≤A1,控制器控制热泵空调停止制热,若A4>A1,则执行步骤S300;
S300、盘管温度传感器将到达温度稳态时间A1时,冷凝器的稳定温度值T1发送至控制器,控制器比较A5和A2的大小,若A5>A2,则执行步骤S400;
S400、控制器接收盘管温度传感器所检测的实时温度值T2,并比较T2-T1和T3的大小,若T2-T1≤T3,则执行步骤S500,若T2-T1>T3,则执行步骤S600;
S500、热泵空调保持制热模式;
S600、热泵空调进入除霜模式,控制器控制四通阀断开以及压缩机和风机启动;控制器接收盘管温度传感器所检测的除霜模式下的实时温度值T3,若T3>T6,则退出除霜模式,若T3≤T6,执行步骤S700;
S700、热泵空调保持除霜模式。
2.根据权利要求1所述的一种热泵空调的除霜控制方法,其特征在于,所述盘管温度传感器设置于冷凝器最容易结霜的位置或设置于冷凝器最不容易除霜的位置。
3.根据权利要求1所述的一种热泵空调的除霜控制方法,其特征在于,所述步骤S400和步骤S500之间还包括步骤S410,所述步骤S410具体为:S410、若步骤S400中的T2-T1≤T3,则进一步判断T2和T5的大小,若T2>T5,则执行步骤S600,若T2≤T5,执行步骤S500。
4.根据权利要求3所述的一种热泵空调的除霜控制方法,其特征在于,所述步骤S410和步骤S500之间还包括步骤S420,所述步骤S420具体为:S420、若步骤S410中的T2≤T5,则进一步比较A5与2*A2的大小,若A5>2*A2,则执行步骤S600,若A5≤2*A2,则执行步骤S500。
5.根据权利要求1所述的一种热泵空调的除霜控制方法,其特征在于,所述步骤S600和步骤S700之间还包括步骤S610,所述步骤S610具体为:S610、当热泵空调进入除霜模式后,控制器实时记录除霜模式运行的时间A6,若步骤S600中的T3≤T6,则进一步比较A6与A3的大小,若A6>A3,则退出除霜模式,反之,执行步骤S700。
6.一种热泵空调,包括控制器和分别与控制器电性连接的压缩机、风机、节流元件、冷凝器、蒸发器以及四通阀,其特征在于,所述控制器能执行如权利要求1-5中任一项所述的热泵空调的除霜控制方法。
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