CN113405288B - 一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法 - Google Patents

一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，该方法包括如下步骤：当机组满足除霜条件时，执行除霜动作，具体为：若为上电后第一次除霜，则将当前除霜频率设定为Fn=F0+k1*(T0‑Tao)；否则，根据上次除霜数据确定除霜频率；在除霜完成后，保存本次除霜数据；其中，Fn为当前除霜运行频率，F0为频率常数，k1为常数，T0为除霜环境常数，Tao为当前环境温度。该方法能够实现使机组在最长除霜设定时间内快速除霜，避免因除霜不净导致后续制热运行性能的降低或机组频繁除霜的问题。

Description

一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法
技术领域
本发明涉及热泵除霜技术，具体地说，是涉及一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法。
背景技术
目前空气源热泵系统的除霜控制为：当检测到室外翅片温度小于除霜设定值且制热运行时间大于制热最短运行时间时，压缩机按照固定频率运行；当检测到翅片温度大于除霜退出温度设定值或除霜运行时间大于最长除霜时间设定值，机组退出除霜。这种除霜方式中，除霜运行时频率为固定值，机组结霜较少时可快速除霜，但在实际应用中发现，这种控制方式存在如下问题：当遇到低温环境，机组结霜严重时，在除霜最长时间内无法完全将霜除净，进而影响机组除霜后制热运行时的性能，也会导致机组频繁进入除霜运行状态。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，该方法能够实现使机组在最长除霜设定时间内快速除霜，避免因除霜不净导致后续制热运行性能的降低或机组频繁除霜的问题。
基于上述目的，本发明提供了一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，该方法包括如下步骤：
当机组满足除霜条件时，执行除霜动作，具体为：
若为上电后第一次除霜，则将当前除霜频率设定为Fn=F0+k1*(T0-Tao)；否则，根据上次除霜数据确定除霜频率；
在除霜完成后，保存本次除霜数据；
其中，Fn为当前除霜运行频率，F0为频率常数，k1为常数，T0为除霜环境常数，Tao为当前环境温度。
作为优选，所述上次除霜数据包括上次除霜运行频率Fn-1、上次除霜时间Sn-1及上次退出除霜动作时的翅片温度Tcpn -1。
作为优选，根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法为：
如果Tmax-Tcpn-1 ≤a，则Fn=Fn-1；
如果Tmax-Tcpn -1＞a，则Fn=Fn-1+ k2*(Tmax-Tcpn-1)；
其中， Tmax为除霜动作结束时温度，k2为常数，a∈[5，7]。
作为优选，根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法还包括：
如果Smax-Sn-1≤b，则Fn=Fn-1+ k3*(Smax-Sn-1)；
如果c≥Smax-Sn-1＞b，则Fn=Fn-1；
如果Smax-Sn-1＞c，则Fn=Fn-1- k4*(Smax-Sn-1)；
其中，k3、k4均为常数，b∈[4，7]，c∈[4，7]，Smax为系统设定的除霜最长运行时间。
作为优选，如果Fn≤Fmin，则Fn=Fmin，如果Fn≥Fmax，则Fn=Fmax；
其中，Fmin为系统压缩机最低运行频率，Fmax为系统压缩机最高运行频率。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
当机组上电后第一次除霜，利用检测到的环境温度Tao来确定首次除霜时压缩机运行频率，避免采用固定压缩机运行频率除霜导致低温结霜严重时无法快速除净霜的问题；当机组上电后第二次除霜开始，则根据上次除霜运行频率Fn-1、上次除霜运行时间Sn -1和上次退出除霜时翅片温度Tcpn -1，来调整除霜频率Fn，保证除霜可快速完成，避免除霜时间过长或除霜不彻底的问题；计算得出除霜时压缩机的运行频率，受以下条件限值：Fn≤Fmin（压缩机最低运行频率）,则Fn=Fmin，如果Fn≥Fmax（压缩机最高运行频率），则Fn=Fmax，将除霜运行频率控制在Fmin和Fmax之间，避免出现超范围运行。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例中空气源热泵系统的快速除霜控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例提供一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
当机组满足除霜条件时，执行除霜动作，具体为：
若为上电后第一次除霜，则将当前除霜频率设定为Fn=F0+k1*(T0-Tao)；否则，根据上次除霜数据确定除霜频率；
在除霜完成后，保存本次除霜数据；
其中，Fn为当前除霜运行频率，F0为频率常数，k1为常数，T0为除霜环境常数，Tao为当前环境温度。
作为一种较优的实施方式，所述上次除霜数据包括上次除霜运行频率Fn-1、上次除霜时间Sn-1及上次退出除霜动作时的翅片温度Tcpn -1。
作为一种较优的实施方式，根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法为：
如果Tmax-Tcpn-1 ≤a，则Fn=Fn-1；
如果Tmax-Tcpn -1＞a，则Fn=Fn-1+ k2*(Tmax-Tcpn-1)；
其中， Tmax为除霜动作结束时温度，k2为常数，a∈[5，7]。
作为一种较优的实施方式，根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法还包括：
如果Smax-Sn-1≤b，则Fn=Fn-1+ k3*(Smax-Sn-1)；
如果c≥Smax-Sn-1＞b，则Fn=Fn-1；
如果Smax-Sn-1＞c，则Fn=Fn-1- k4*(Smax-Sn-1)；
其中，k3、k4均为常数，b∈[4，7]，c∈[4，7]，Smax为系统设定的除霜最长运行时间。
作为一种较优的实施方式，如果Fn≤Fmin，则Fn=Fmin，如果Fn≥Fmax，则Fn=Fmax；
其中，Fmin为系统压缩机最低运行频率，Fmax为系统压缩机最高运行频率。
以下以现实应用中一次除霜过程为例对上述方案进行详细说明：
设定除霜结束温度Tmax=15℃，除霜最大运行时间Smax=8分钟，频率常数F0=60，Fmin=45，Fmax =80；系数常数k1=0.5，k2=0.5，k3=1，k4=0.5；除霜环温常数T0=5，常数a=6，b=3，c=5；
1、机组上电，第一次满足除霜条件，监控器检测当前环温Tao=-2℃，则根据公式Fn=F0+ k1*(T0-Tao)=60+0.5*（5-（-2））=63.5，取整63；
2、因为Fn=63满足在Fmin（45）和Fmax（80）之间，所以压缩机除霜运行频率为63HZ；
3、机组按照63HZ进行除霜，假定检测到S≥10(除霜最大运行时间)时，则除霜结束，记录除霜退出时Tcpn-1=5℃；
4、机组继续运行1小时后，再次满足除霜条件，由于是第二次进入除霜，且满足Tmax-Tcpn -1=15-5=10＞6，则按照公式Fn=Fn-1+ k2*(Tmax-Tcpn-1)=63+0.5*（15-5）=68；
5、因为68满足在Fmin（45）和Fmax（80）之间，所以压缩机除霜运行频率为68HZ；
6、机组按照Fn=68HZ进行除霜，假定检测到Tcp≥15（除霜结束温度）时，则除霜结束，记录除霜运行时间Sn-1=4min；
7、机组继续运行1小时后，再次满足除霜条件，且满足5≥Smax-Sn-1=8-4=4＞3，则按照公式Fn=Fn-1=68；
8、因为Fn=68满足在Fmin（45）和Fmax（80）之间，所以压缩机除霜运行频率为68HZ；
机组按照68HZ进行除霜，当检测到Tcp或S满足除霜退出条件时，结束除霜，并记录Sn-1或Tcpn-1，过一段时间后再除霜，按照规则调整除霜的频率，如此不停循环。
当机组上电后第一次除霜，利用检测到的环境温度Tao来确定首次除霜时压缩机运行频率，避免采用固定压缩机运行频率除霜导致低温结霜严重时无法快速除净霜的问题；当机组上电后第二次除霜开始，则根据上次除霜运行频率Fn-1、上次除霜运行时间Sn -1和上次退出除霜时翅片温度Tcpn -1，来调整除霜频率Fn，保证除霜可快速完成，避免除霜时间过长或除霜不彻底的问题；计算得出除霜时压缩机的运行频率，受以下条件限值：Fn≤Fmin（压缩机最低运行频率）,则Fn=Fmin，如果Fn≥Fmax（压缩机最高运行频率），则Fn=Fmax，将除霜运行频率控制在Fmin和Fmax之间，避免出现超范围运行。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
当机组满足除霜条件时，执行除霜动作，具体为：
若为上电后第一次除霜，则将当前除霜频率设定为Fn＝F0+k1*(T0-Tao)；否则，根据上次除霜数据确定除霜频率；
在除霜完成后，保存本次除霜数据；
其中，Fn为当前除霜运行频率，F0为频率常数，k1为常数，T0为除霜环境常数，Tao为当前环境温度；
所述上次除霜数据包括上次除霜运行频率Fn-1、上次除霜时间Sn-1及上次退出除霜动作时的翅片温度Tcpn-1；根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法为：
如果Tmax-Tcpn-1≤a，则Fn＝Fn-1；
如果Tmax-Tcpn-1＞a，则Fn＝Fn-1+k2*(Tmax-Tcpn-1)；
其中，Tmax为除霜动作结束时温度，k2为常数，a∈[5，7]。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，其特征在于，根据上次除霜数据确定除霜频率的具体方法还包括：
如果Smax-Sn-1≤b，则Fn＝Fn-1+k3*(Smax-Sn-1)；
如果c≥Smax-Sn-1＞b，则Fn＝Fn-1；
如果Smax-Sn-1＞c，则Fn＝Fn-1-k4*(Smax-Sn-1)；
其中，b∈[4，7]，c∈[4，7]，Smax为系统设定的除霜最长运行时间，k3、k4均为常数。
3.根据权利要求2所述的一种空气源热泵系统的快速除霜控制方法，其特征在于，如果Fn≤Fmin，则Fn＝Fmin，如果Fn≥Fmax，则Fn＝Fmax；
其中，Fmin为系统压缩机最低运行频率，Fmax为系统压缩机最高运行频率。
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