CN113654282A - 一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 - Google Patents
一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113654282A CN113654282A CN202111020818.6A CN202111020818A CN113654282A CN 113654282 A CN113654282 A CN 113654282A CN 202111020818 A CN202111020818 A CN 202111020818A CN 113654282 A CN113654282 A CN 113654282A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- defrosting
- heat pump
- air source
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010257 thawing Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 24
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 15
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 15
- 230000026683 transduction Effects 0.000 claims description 15
- 238000010361 transduction Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 9
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
-
- 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
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- 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
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/006—Accumulators
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法，涉及空气能热泵技术领域，属于节能型热交换装置，包括中央控制器，所述中央控制器的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接。本发明中，能够很好的解决你循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题，缩短了除霜时间，并提高了室内送分温度，改善了室内的舒适度，且电容式霜厚传感器在霜层、铝制板与空气层三种不同介质中测得的电容值都有较明显的变化，达到了区分霜、铝制板和空气的目的，证明该电容式霜层厚度检测系统用于霜层厚度检测的可行性，由于传感器结构简单，可靠性高，易于安装，投入成本低。
Description
技术领域
本发明涉及空气能热泵技术领域，属于节能型热交换装置，尤其涉及一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法。
背景技术
空气源热泵因能回收低品位热能来满足供热需求，已成为一种全球广泛关注和应用的节能技术，属于节能型热交换装置。
如中国专利公开的“一种用于空气源热泵系统的除霜方法”(专利号：CN103423927A)，该专利所解决的技术问题是当换热器表面温度低于0℃时，空气中的水分就会在换热器表面凝结成霜，所形成的霜层不仅影响传热，还会使空气的流通截面变小，增加空气阻力，甚至使空气流通的通道完全阻塞，导致空气源热泵系统无法连续制热，且该专利通过设计的设置了除霜蓄热过程，在空气源热泵系统进入除霜过程之前先由除霜蓄热过程为除霜过程储存热量。这样就能够减少空气源热泵系统在除霜过程中液态制冷剂向低压侧的回流量，也能够使回流的液态制冷剂携带更多的热量而更快地蒸发，使除霜前高压侧部件的储存更多的热量，有利于更快地除霜已解决此技术问题，随着经济的发展，空气源热泵的应用越来越广发，在冬季实际使用过程中，室外换热器常常会出现结霜的现象，室外换热器的结霜会增加换热器的传热热阻以及风阻，导致换热效果发生恶化，并造成从空气中的取热量减少，能耗增加，制热性能下降，甚至会因为保护而停机，因此，需要进行周期性除霜才能够保证机组的高效运行。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决空气源热泵因能回收低品位热能来满足供热需求，已成为一种全球广泛关注和应用的节能技术，随着经济的发展，空气源热泵的应用越来越广发，在冬季实际使用过程中，室外换热器常常会出现结霜的现象，室外换热器的结霜会增加换热器的传热热阻以及风阻，导致换热效果发生恶化，并造成从空气中的取热量减少，能耗增加，制热性能下降，甚至会因为保护而停机的问题，而提出的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种空气源热泵除霜系统，包括中央控制器，所述中央控制器的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，所述超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块的输出端电性连接，所述超声波换能模块的输入端与超声波发生模块的输出端电性连接，所述中央处理器的输入端还与溶液再热模块的输出端电性连接，所述溶液再热模块的输入端与回流控制模块的输出端电性连接，所述回流控制模块的输入端与回存模块的输出端电性连接，所述回存模块的输入端与制热除霜模块的输出端电性连接，所述制热除霜模块的输入端与分流模块的输出端电性连接，所述分流模块的输入端与冷凝放热模块的输出端电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述超声波发生模块用于将220V的交流电转化为高频电信号，所述超声波换能模块用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且所述超声波换能模块的工作频率为29kHz，功率能够在0-55W内调节。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述数据采集模块包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述超声振荡传递模块用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述冷凝放热模块用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述分流模块用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路，液路中富含高沸点组分工质的液态制冷剂，经第一节流阀节流降压处理，气路富含低沸点组分工质的气态制冷剂经过第一电磁阀后进入增发器进行热气除霜，而后经过第二节流阀节流降压。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述制热除霜模块用于当室外气候条件处于结霜区间时，空气源热泵室外侧换热器上的霜层增长到一定程度后开启喷淋装置，向室外换热器喷淋防冻溶液进行除霜，所述回存模块用于将喷淋后的溶液先存储至缓冲箱中，待积累到一定量时择机进行再热或再生处理。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述回流控制阀用于开启第二电磁阀使经过再热或再生处理后的溶液回流至保温储液箱内，所述溶液再热模块用于完成喷淋除霜后的防冻溶液，由于在换热器外膜状流动导致温度降低，为保持系统的持续有效运行，对其进行再加热处理。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述空气源热泵除霜判断方法包括以下步骤：
步骤S1：采用单片机控制片选电路选通电容式霜厚传感器不同的电容采集点；
步骤S2：通过电容数字转换器采集到检测空间不同介质时的电容值，并通过SPI接口将数据传输到单片机上；
步骤S3：完成数据的计算、存储、显示等实时数据处理任务，并根据电容机理研究中得到的三种介质的电容范围，识别检测空间不同的介质，完整空气、霜的分界面和霜、铝制板的分界面，并由RS232接口外接GSM Modem将现象冰层厚度的数据及温度数据通过GSM短信的方式传回至上位管理机。
由平行板电容器电容公式C＝(ε.s)/4πkd可知，对极板间距离d与极板相对面积s确定的电容器，其中，电容值C随着极板间介质的介电常数ε不同而变化，空气、霜和铝制板的介电常数ε与温度密切相关，空气的相对介电常数约为1，霜的相对介电常数为2-3，铝制板的相对介电常数为81。
电容式霜厚传感器在空气、霜和铝制板中的电容选定合适的参考电容，传感器的N对电容极板由模拟开关依次选通，通过PS021输出有效数据：
其中，参考电容Cref已知，从而得到每对电容极板的电容值。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述中央控制器的输入端与电容采集点选择模块的输出端电性连接，所述电容采集点选择模块的输入端与电容值采集模块的输出端电性连接，所述电容值采集模块的输入端与单片机的输出端电性连接，所述单片机的输入端还与中央控制器的输出端电性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，蒸发器产生的液态制冷剂蒸发所需热量由制冷子系统正常制热下从气液分离器分离出来气态制冷剂冷凝乃至过冷提供，制热子系统正常制热从空气中吸取热量，利用空气源热泵系统中压缩机的功耗和制热子系统从环境中吸收的热量，增加除霜时所需能量，与声波除霜相辅相成，有效减少了除霜时间，解决除霜阶段蒸发器液态制冷剂蒸发的问题，与传统的逆循环除霜系统比较，超声波除霜能耗大大降低，效率也得到了提高，且该除霜系统不会影响空气源热泵正常的制热循环，并能够保证室内的热舒适性，超声波的空化效应会对除霜产生影响，使霜层与铝片之间产生大量气穴，由于超声波的空化作用，使得气穴中的气泡在超声波产生的正负压强下受到压缩和拉伸，致使气泡发生破裂，气泡崩溃时会产生巨大的瞬时应力，将霜层振落，具有良好的运行模式和控制策略，能够很好的解决你循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题，缩短了除霜时间，并提高了室内送分温度，改善了室内的舒适度，且电容式霜厚传感器在霜层、铝制板与空气层三种不同介质中测得的电容值都有较明显的变化，达到了区分霜、铝制板和空气的目的，证明该电容式霜层厚度检测系统用于霜层厚度检测的可行性，由于传感器结构简单，可靠性高，易于安装，投入成本低。
附图说明
图1为本发明提出的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法的模块框图；
图2为本发明提出的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法的方法流程图。
图例说明：
101、中央控制器；102、数据采集模块；103、超声振荡传递模块；104、超声波换能模块；105、超声波发生模块；106、溶液再热模块；107、回流控制模块；108、回存模块；109、制热除霜模块；110、分流模块；111、冷凝放热模块；112、电容采集点选择模块；113、电容值采集模块；114、单片机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
实施例一
一种空气源热泵除霜系统，包括中央控制器101，中央控制器101的输入端与数据采集模块102的输出端电性连接，数据采集模块102的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块104的输出端电性连接，超声波换能模块104的输入端与超声波发生模块105的输出端电性连接，中央处理器的输入端还与溶液再热模块106的输出端电性连接，溶液再热模块106的输入端与回流控制模块107的输出端电性连接，回流控制模块107的输入端与回存模块108的输出端电性连接，回存模块108的输入端与制热除霜模块109的输出端电性连接，制热除霜模块109的输入端与分流模块110的输出端电性连接，分流模块110的输入端与冷凝放热模块111的输出端电性连接。
具体的，如图1所示，超声波发生模块105用于将220V的交流电转化为高频电信号，超声波换能模块104用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且超声波换能模块104的工作频率为29kHz，功率能够在0-55W内调节。
具体的，如图1所示，数据采集模块102包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度。
具体的，如图1所示，超声振荡传递模块103用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上。
具体的，如图1所示，冷凝放热模块111用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热。
具体的，如图1所示，分流模块110用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路，液路中富含高沸点组分工质的液态制冷剂，经第一节流阀节流降压处理，气路富含低沸点组分工质的气态制冷剂经过第一电磁阀后进入增发器进行热气除霜，而后经过第二节流阀节流降压。
具体的，如图1所示，制热除霜模块109用于当室外气候条件处于结霜区间时，空气源热泵室外侧换热器上的霜层增长到一定程度后开启喷淋装置，向室外换热器喷淋防冻溶液进行除霜，回存模块108用于将喷淋后的溶液先存储至缓冲箱中，待积累到一定量时择机进行再热或再生处理。
具体的，如图1所示，回流控制阀用于开启第二电磁阀使经过再热或再生处理后的溶液回流至保温储液箱内，溶液再热模块106用于完成喷淋除霜后的防冻溶液，由于在换热器外膜状流动导致温度降低，为保持系统的持续有效运行，对其进行再加热处理。
本实施例具体为：蒸发器产生的液态制冷剂蒸发所需热量由制冷子系统正常制热下从气液分离器分离出来气态制冷剂冷凝乃至过冷提供，制热子系统正常制热从空气中吸取热量，利用空气源热泵系统中压缩机的功耗和制热子系统从环境中吸收的热量，增加除霜时所需能量，与声波除霜相辅相成，有效减少了除霜时间，解决除霜阶段蒸发器液态制冷剂蒸发的问题。
实施例二
一种空气源热泵除霜系统，包括中央控制器101，中央控制器101的输入端与数据采集模块102的输出端电性连接，数据采集模块102的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块104的输出端电性连接，超声波换能模块104的输入端与超声波发生模块105的输出端电性连接，中央处理器的输入端还与溶液再热模块106的输出端电性连接，溶液再热模块106的输入端与回流控制模块107的输出端电性连接，回流控制模块107的输入端与回存模块108的输出端电性连接，回存模块108的输入端与制热除霜模块109的输出端电性连接，制热除霜模块109的输入端与分流模块110的输出端电性连接，分流模块110的输入端与冷凝放热模块111的输出端电性连接。
具体的，如图2所示，空气源热泵除霜判断方法包括以下步骤：
步骤S1：采用单片机114控制片选电路选通电容式霜厚传感器不同的电容采集点；
步骤S2：通过电容数字转换器采集到检测空间不同介质时的电容值，并通过SPI接口将数据传输到单片机114上；
步骤S3：完成数据的计算、存储、显示等实时数据处理任务，并根据电容机理研究中得到的三种介质的电容范围，识别检测空间不同的介质，完整空气、霜的分界面和霜、铝制板的分界面，并由RS232接口外接GSM Modem将现象冰层厚度的数据及温度数据通过GSM短信的方式传回至上位管理机。
由平行板电容器电容公式C＝(ε.s)/4πkd可知，对极板间距离d与极板相对面积s确定的电容器，其中，电容值C随着极板间介质的介电常数ε不同而变化，空气、霜和铝制板的介电常数ε与温度密切相关，空气的相对介电常数约为1，霜的相对介电常数为2-3，铝制板的相对介电常数为81。
电容式霜厚传感器在空气、霜和铝制板中的电容选定合适的参考电容，传感器的N对电容极板由模拟开关依次选通，通过PS021输出有效数据：
其中，参考电容Cref已知，从而得到每对电容极板的电容值。
本实施例具体为：通过数据分析，能够看出电容式霜厚传感器在霜层、铝制板与空气层三种不同介质中测得的电容值都有较明显的变化，达到了区分霜、铝制板和空气的目的，证明该电容式霜层厚度检测系统用于霜层厚度检测的可行性，由于传感器结构简单，可靠性高，易于安装，投入成本低。
具体的，如图1所示，中央控制器的输入端与电容采集点选择模块的输出端电性连接，电容采集点选择模块的输入端与电容值采集模块的输出端电性连接，电容值采集模块的输入端与单片机的输出端电性连接，单片机的输入端还与中央控制器的输出端电性。
本实施例具体为：蒸发器产生的液态制冷剂蒸发所需热量由制冷子系统正常制热下从气液分离器分离出来气态制冷剂冷凝乃至过冷提供，制热子系统正常制热从空气中吸取热量，利用空气源热泵系统中压缩机的功耗和制热子系统从环境中吸收的热量，增加除霜时所需能量，与声波除霜相辅相成，有效减少了除霜时间，解决除霜阶段蒸发器液态制冷剂蒸发的问题。
工作原理：使用时，超声波发生模块用于将220V的交流电转化为高频电信号，超声波换能模块用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且超声波换能模块的工作频率为29kHz，功率能够在0-55W内调节，数据采集模块包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度，超声振荡传递模块用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上，冷凝放热模块用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热，分流模块用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路，液路中富含高沸点组分工质的液态制冷剂，经第一节流阀节流降压处理，气路富含低沸点组分工质的气态制冷剂经过第一电磁阀后进入增发器进行热气除霜，而后经过第二节流阀节流降压，制热除霜模块用于当室外气候条件处于结霜区间时，空气源热泵室外侧换热器上的霜层增长到一定程度后开启喷淋装置，向室外换热器喷淋防冻溶液进行除霜，回存模块用于将喷淋后的溶液先存储至缓冲箱中，待积累到一定量时择机进行再热或再生处理，回流控制阀用于开启第二电磁阀使经过再热或再生处理后的溶液回流至保温储液箱内，溶液再热模块用于完成喷淋除霜后的防冻溶液，由于在换热器外膜状流动导致温度降低，为保持系统的持续有效运行，对其进行再加热处理，空气源热泵除霜判断，采用单片机控制片选电路选通电容式霜厚传感器不同的电容采集点，通过电容数字转换器采集到检测空间不同介质时的电容值，并通过SPI接口将数据传输到单片机上，完成数据的计算、存储、显示等实时数据处理任务，并根据电容机理研究中得到的三种介质的电容范围，识别检测空间不同的介质，完整空气、霜的分界面和霜、铝制板的分界面，并由RS232接口外接GSM Modem将现象冰层厚度的数据及温度数据通过GSM短信的方式传回至上位管理机。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，包括中央控制器(101)，所述中央控制器(101)的输入端与数据采集模块(102)的输出端电性连接，所述数据采集模块(102)的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，所述超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块(104)的输出端电性连接，所述超声波换能模块(104)的输入端与超声波发生模块(105)的输出端电性连接，所述中央处理器的输入端还与溶液再热模块(106)的输出端电性连接，所述溶液再热模块(106)的输入端与回流控制模块(107)的输出端电性连接，所述回流控制模块(107)的输入端与回存模块(108)的输出端电性连接，所述回存模块(108)的输入端与制热除霜模块(109)的输出端电性连接，所述制热除霜模块(109)的输入端与分流模块(110)的输出端电性连接，所述分流模块(110)的输入端与冷凝放热模块(111)的输出端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述超声波发生模块(105)用于将220V的交流电转化为高频电信号，所述超声波换能模块(104)用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且所述超声波换能模块(104)的工作频率为29kHz，功率能够在0-55W内调节。
3.根据权利要求2所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述数据采集模块(102)包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度。
4.根据权利要求3所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述超声振荡传递模块(103)用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上。
5.根据权利要求4所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述冷凝放热模块(111)用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热。
6.根据权利要求5所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述分流模块(110)用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路，液路中富含高沸点组分工质的液态制冷剂，经第一节流阀节流降压处理，气路富含低沸点组分工质的气态制冷剂经过第一电磁阀后进入增发器进行热气除霜，而后经过第二节流阀节流降压。
7.根据权利要求6所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述制热除霜模块(109)用于当室外气候条件处于结霜区间时，空气源热泵室外侧换热器上的霜层增长到一定程度后开启喷淋装置，向室外换热器喷淋防冻溶液进行除霜，所述回存模块(108)用于将喷淋后的溶液先存储至缓冲箱中，待积累到一定量时择机进行再热或再生处理。
8.根据权利要求7所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述回流控制阀用于开启第二电磁阀使经过再热或再生处理后的溶液回流至保温储液箱内，所述溶液再热模块(106)用于完成喷淋除霜后的防冻溶液，由于在换热器外膜状流动导致温度降低，为保持系统的持续有效运行，对其进行再加热处理。
9.根据权利要求8所述的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法，其特征在于，所述空气源热泵除霜判断方法包括以下步骤：
步骤S1：采用单片机(114)控制片选电路选通电容式霜厚传感器不同的电容采集点；
步骤S2：通过电容数字转换器采集到检测空间不同介质时的电容值，并通过SPI接口将数据传输到单片机(114)上；
步骤S3：完成数据的计算、存储、显示等实时数据处理任务，并根据电容机理研究中得到的三种介质的电容范围，识别检测空间不同的介质，完整空气、霜的分界面和霜、铝制板的分界面，并由RS232接口外接GSM Modem将现象冰层厚度的数据及温度数据通过GSM短信的方式传回至上位管理机。
10.根据权利要求9所述的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法，其特征在于，所述中央控制器(101)的输入端与电容采集点选择模块(112)的输出端电性连接，所述电容采集点选择模块(112)的输入端与电容值采集模块(113)的输出端电性连接，所述电容值采集模块(113)的输入端与单片机(114)的输出端电性连接，所述单片机(114)的输入端还与中央控制器(101)的输出端电性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111020818.6A CN113654282B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111020818.6A CN113654282B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113654282A true CN113654282A (zh) | 2021-11-16 |
| CN113654282B CN113654282B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=78481670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111020818.6A Active CN113654282B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113654282B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114440448A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-06 | 浙江乾丰智能科技有限公司 | 基于振动和热能除霜的空气能热水器除霜方法 |
| CN116123984A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-16 | 湖南大学 | 一种冰雪监测传感器及其计算系统与计算方法 |
| CN116697875A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-05 | 湖南大学 | 一种基于电学特性的热泵霜监测系统及其化霜方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4286435A (en) * | 1978-10-02 | 1981-09-01 | Carrier Corporation | Hot gas defrost system |
| JPS6463764A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-09 | Matsushita Refrigeration | Heat exchanger |
| CN1888764A (zh) * | 2006-07-13 | 2007-01-03 | 上海交通大学 | 冰箱用超声波自动除霜装置 |
| CN201096435Y (zh) * | 2007-10-30 | 2008-08-06 | 东南大学 | 空气源热泵超声波除霜系统 |
| JP2010048484A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
| CN102252474A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-23 | 河南新飞电器有限公司 | 采用超声振动抑制蒸发器结霜的装置 |
| CN105890050A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 南京师范大学 | 一种应用超声波振荡器内除垢外除霜的新型空调 |
| CN107664364A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | 双温区冷藏车制冷系统 |
| CN108679871A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-19 | 清华大学 | 一种管板式无霜空气源热泵系统 |
| CN108709332A (zh) * | 2018-07-14 | 2018-10-26 | 侴雨宏 | 防冻剂多流程大温升取热排风水汽源梯级热泵 |
| CN110762874A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-07 | 天津商业大学 | 一种利用低沸点工质热气除霜的自复叠空气源热泵系统 |
| CN217900222U (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-25 | 浙江佳偶环境科技有限公司 | 一种循环式空气能热泵装置 |
-
2021
- 2021-09-01 CN CN202111020818.6A patent/CN113654282B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4286435A (en) * | 1978-10-02 | 1981-09-01 | Carrier Corporation | Hot gas defrost system |
| JPS6463764A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-09 | Matsushita Refrigeration | Heat exchanger |
| CN1888764A (zh) * | 2006-07-13 | 2007-01-03 | 上海交通大学 | 冰箱用超声波自动除霜装置 |
| CN201096435Y (zh) * | 2007-10-30 | 2008-08-06 | 东南大学 | 空气源热泵超声波除霜系统 |
| JP2010048484A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
| CN102252474A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-23 | 河南新飞电器有限公司 | 采用超声振动抑制蒸发器结霜的装置 |
| CN105890050A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 南京师范大学 | 一种应用超声波振荡器内除垢外除霜的新型空调 |
| CN107664364A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | 双温区冷藏车制冷系统 |
| CN108679871A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-19 | 清华大学 | 一种管板式无霜空气源热泵系统 |
| CN108709332A (zh) * | 2018-07-14 | 2018-10-26 | 侴雨宏 | 防冻剂多流程大温升取热排风水汽源梯级热泵 |
| CN110762874A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-07 | 天津商业大学 | 一种利用低沸点工质热气除霜的自复叠空气源热泵系统 |
| CN217900222U (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-25 | 浙江佳偶环境科技有限公司 | 一种循环式空气能热泵装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114440448A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-06 | 浙江乾丰智能科技有限公司 | 基于振动和热能除霜的空气能热水器除霜方法 |
| CN114440448B (zh) * | 2022-03-01 | 2023-09-19 | 温岭煌格科技咨询有限公司 | 基于振动和热能除霜的空气能热水器除霜方法 |
| CN116123984A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-16 | 湖南大学 | 一种冰雪监测传感器及其计算系统与计算方法 |
| CN116697875A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-05 | 湖南大学 | 一种基于电学特性的热泵霜监测系统及其化霜方法 |
| CN116697875B (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-13 | 湖南大学 | 一种基于电学特性的热泵霜监测系统及其化霜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113654282B (zh) | 2024-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113654282A (zh) | 一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法 | |
| CN100533003C (zh) | 基于反渗透膜溶液再生的空气源溶液热泵装置 | |
| CN102022793B (zh) | 基于潜热回收的高效热泵型热源塔溶液再生装置及方法 | |
| CN104819594A (zh) | 一种冷冻再生的溶液除霜型热泵机组 | |
| CN201293488Y (zh) | 可避免结霜的空气源热泵装置 | |
| CN107388657B (zh) | 一种基于低压压缩溶液再生的无霜空气源热泵系统 | |
| CN108592452A (zh) | 一种co2空调热泵除霜系统及其除霜控制方法 | |
| CN103398485A (zh) | 一种蒸气压缩制冷系统装置及过冷方法 | |
| CN110243083A (zh) | 一种蓄能型高效空气源太阳能复合热泵热水器 | |
| CN103615824B (zh) | 一种基于膨胀功回收驱动的多温区冷量获取方法及装置 | |
| CN201875830U (zh) | 基于潜热回收的高效热泵型热源塔溶液再生装置 | |
| CN201034400Y (zh) | 一种空气源热泵热水器的除霜装置 | |
| CN110986443B (zh) | 联合制冰机的热源塔热泵系统 | |
| CN107883576A (zh) | 夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统 | |
| CN208704226U (zh) | 一种空气源热泵分路化霜系统 | |
| CN209197136U (zh) | Co2制冷剂跨临界运行的热泵热水装置 | |
| CN207751180U (zh) | 一种复叠式制冷除霜热水器 | |
| CN202630498U (zh) | 一种带超声波除霜、洁净功能的空调器 | |
| CN204084942U (zh) | 一种带多功能辅助装置的风冷冷热水机组 | |
| CN108072173A (zh) | 一种复叠式制冷除霜热水器 | |
| CN210674728U (zh) | 一种空压站用冷冻式干燥机 | |
| CN202304056U (zh) | 双工质级联直热式热泵热水机组 | |
| CN202675751U (zh) | 一种带防冻溶液再生热回收装置的空调热泵机组 | |
| CN106500405A (zh) | 新型溶液除霜及冷冻再生热泵装置 | |
| CN205102449U (zh) | 一种波转子复迭制冷系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |