CN113983721A - 空气源热泵维保系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气源热泵维修保养应用技术领域，具体为一种空气源热泵维保系统。包括用于与空气源热泵连通的保温水箱、氟氯烃罐以及控制器，所述控制器内置有维保系统，所述维保系统包括用于读取空气源热泵机组主板参数以及对空气源热泵机组主板参数进行分析、判断是否存在故障的主板检测模块、用于测定空气源热泵机组能效比的COP测定模块以及用于实现对空气源热泵机组清洗保养的清洗保养模块，本发明利用配合设置的主板检测模块、COP测定模块以及清洗保养模块有效实现了对空气源热泵机组的检测和保养，从而实现了大部分专业工作人员所能够完成的工作，使空气源热泵机组的维修保养、更为方便。

Description

空气源热泵维保系统

技术领域

本发明属于空气源热泵维修保养应用技术领域，具体为一种空气源热泵维 保系统。

背景技术

空气源热泵采暖在全球节能环保、加大力度开发新能源的浪潮推动下，近 几年来呈现高速发展状态。在巨大的市场潜力以及利益驱使下，很多企业跨行、 跨界或重新开辟新事业而转做空气源热泵采暖，在急速开辟市场的情况下，空 气源热泵采暖的售后竟成消费者的痛点。

各行各业的企业都在追求创新、探寻消费者的需求，在外型及销售渠道上 花尽心思，却往往忽略了细节，消费体验最重要的一环——售后服务体系的完 善。尤其在空气源热泵采暖这一新兴产业，部分空气源热泵采暖企业售后问题 成为老大难，用户出现问题找不到专业人员，或是需要很长时间的等待。甚至 一些企业将品牌售后完全交付给也许对于空气源热泵采暖技术并不是很精通或 者一窍不通的经销商，为此，需要提供一种专业的系统来应对现有新兴空气源 热泵采暖产业缺乏专业人员维修的问题。

发明内容

本发明针对上述的空气源热泵采暖维保所存在的技术问题，提出一种设计 合理、结构简单、加工方便且能够有效实现大部分故障问题检修的中央空调维 保系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种中央空调 维保系统，包括用于与空气源热泵连通的保温水箱、氟氯烃罐以及控制器，所 述控制器内置有维保系统，所述维保系统包括用于读取空气源热泵机组主板参 数以及对空气源热泵机组主板参数进行分析、判断是否存在故障的主板检测模 块、用于测定空气源热泵机组能效比的COP测定模块以及用于实现对空气源热 泵机组清洗保养的清洗保养模块，其中，所述清洗保养模块包括用于实现空气 源热泵机组的化霜工作的化霜处理单元、用于实现空气源热泵机组酸洗的酸洗 处理单元以及用于实现空气源热泵机组冲洗的自来水冲洗单元。

作为优选，所述化霜处理单元根据化霜模型控制相应的化霜结束问题和化 霜时间，其中，化霜模型为：

上述模型中，y为设定化霜结束温度，k为化霜系数，x为实际湿度与湿度 参照值之差，b为化霜结束温度初始值；t为设定最长除霜时间，a为延时 系数，c为最长除霜时间初始值，其中，当室外湿度在60％以下时，x＝0。

作为优选，所述酸洗处理单元根据酸洗模型控制清洗剂体积的添加量，酸 洗模型为：

当ΔF＞0.5bar时，加入清洗剂体积应符合

，其中40L＞V₁＞30L；

当0.2bar＜ΔF＜0.5bar时，加入清洗剂体积与水温的关系应符

其中：

当ΔF＜0.2bar时，加入清洗剂体积应符合

上述酸洗模型中，空气源热泵机组高压压力为F，除垢剂原液的PH值为y₀，

水箱内原有液体体积为V₁，加入的除垢剂体积为V₂。

酸洗模型中的压差模型应符合以下公式：

ΔF＝F-aT_外 ²+bT_外-c

其中ΔF为计算压差，F为实际高压压力，T_外为外部环境温度，a，b，c为 偏移系数为氟系统压力与温度的关系利用Matlab等工具软件线性拟合后得出。

以氟氯烃为R22为例，除去表计偏差，45℃至65℃对应压力为18bar至 27bar，理想状态下对应的出水温度为35℃至50℃，但一般的空气源热泵55℃ 为极限，正常时，氟系统高压压力不应高于27bar。

R22氟系统压力与温度的关系利用Matlab等工具软件线性拟合后应符合：

F＝0.03769T²+0.07083T+6.48

其中F为氟系统压力，单位为bar，T为压缩机排气温度，它应符合 T＝T_外+10

其中T_外为系统供热时出水温度或制冷时环境温度，单位为℃；

当T≥T_外+10时，对应氟系统压力升高，此时可判断换热器严重结垢；

则当F＞0.03769T²+0.07083T+6.48时，判断此时符合清洗条件，进入清洗

模式，压差公式为：

ΔF＝F-0.03769T_外 ²+0.68297T_外-9.5407

以此为例，可计算出其余氟氯烃的压差。

作为优选，所述COP测定模块用于实现回水温度检测、室外温度检测，空 气源热泵机组高低压检测以及水流开关检测从而实现空气源热泵机组能效比的 测定。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明提供一种中央空调维保系统，利用配合设置的主板检测模块、 COP测定模块以及清洗保养模块有效实现了对空气源热泵机组的检测和保养， 从而实现了大部分专业工作人员所能够完成的工作，使空气源热泵机组的维修 保养、更为方便，同时，本发明操作方便、实施效果显著，适合大规模推广使 用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的中央空调维保系统的实施状态图；

图2为实施例1提供的中央空调维保系统的工作流程总图；

图3为实施例1提供的中央空调维保系统的第二工作流程；

图4为实施例1提供的中央空调维保系统的第三工作流程；

图5为实施例1提供的中央空调维保系统的第四工作流程；

图6为实施例1提供的中央空调维保系统的酸洗流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和 实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的 实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面 公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1～图6所示，本实施例旨在提供一种傻瓜式的维保系统以 提供现有的空气源热泵采暖的中央空调系统的维保人员使用，降低维保人员的 技能要求。

为此，本实施例提供的中央空调维保系统，包括用于与空气源热泵连通的 保温水箱、氟氯烃罐以及控制器，当然，还有其他的设备，比如，水质分析仪、 能量积分仪、机组循环泵、电表、水箱、压力变送器、温度变送器、物联网关 、加药泵、比例阀等元器件，在控制器内置有用于控制上述元器件的维保系统， 为了实现空气源热泵机组的傻瓜式操作，在本实施例中，维保系统包括用于读 取空气源热泵机组主板参数以及对空气源热泵机组主板参数进行分析、判断是 否存在故障的主板检测模块、用于测定空气源热泵机组能效比的COP测定模块 以及用于实现对空气源热泵机组清洗保养的清洗保养模块。

使用前需要将原系统管路切断，将维保系统接到空气源热泵上，并连接控 制器至主控板线路，接好管路，设置好空气源热泵机组基本参数：氟氯烃型号， 空气源热泵机组功率，三个点COP测定值，出厂氟压力值等开机进入维保系统。 整个系统运行流程如流程一所示。

当开机上电后，进入第二工作流程，控制器读取空气源热泵主板参数。当 未开机即报相应的故障，如空气源热泵机组报低压故障时，此时故障已经并非 是设备自检可以处理的，需要专业维修人员找相应的漏点或检查传感器。如果 未报重故障，则进入开机前自整定过程。系统测试空气源热泵机组氟系统压力， 空气源热泵机组进行注水试压，看是否存在漏水现象。对空气源热泵机组进行 静态测试。

当空气源热泵机组在静止状态无故障时，此时系统加注水完毕，进入第二 工作流程，水泵启动开机，查看空气源热泵机组是否报故障。当空气源热泵机 组启动后，同时进行进回水温度检测，室外温度检测，空气源热泵机组高低压 检测，水流开关检测。空气源热泵机组启动后10分钟，进行COP测定。因为 整个空气源热泵是利用换热来实现的，为此，其能能源比，关系到这个空气源 热泵机组的效率。

在空气源热泵机组运行加热20分钟，通过热表计算空气源热泵机组COP。 当空气源热泵机组参数正常时，退出保养，认定空气源热泵机组正常。当空气 源热泵机组出场参数比实测参数低时，需要进入程序对空气源热泵机组进行清 洗保养。

清洗流程如清洗流程所示。当清洗完毕后，会根据所在的环境进行相应的 参数整定，使空气源热泵机组运行在最合理的范围内。同时选取五个出水温度 对空气源热泵机组进行相应的效率测试，使得空气源热泵机组稳定运行，如第 四工作流程所示。

主板检测模块和COP测定模块的设置，主要用于实现空气源热泵机组的检 测，而清洗保养模块则主要就是实现空气员热泵机组的维修和保养了，为此， 清洗保养模块包括用于实现空气源热泵机组的化霜工作的化霜处理单元、用于 实现空气源热泵机组酸洗的酸洗处理单元以及用于实现空气源热泵机组冲洗的 自来水冲洗单元。

其中，化霜处理单元引入曲线化霜方式，对应除霜介入时的温度，湿度， 提高相应的除霜结束温度。为此，构建了化霜模型控制相应的化霜结束问题和 化霜时间，其中，化霜模型为：

上述模型中，y为设定化霜结束温度，k为化霜系数，x为实际湿度与湿度 参照值之差，b为化霜结束温度初始值；t为设定最长除霜时间，a为延时系数， c为最长除霜时间初始值，其中，当室外湿度在60％以下时，x＝0。取化霜系数 为20，延时系数为6000。

运行时，根据曲线计算值设置参数，这样即可以保证设备连续运行时改变 相应的参数。实际使用时，考虑波动，控制回程上限加5％，回程下限减5％， 并且取采样时间为600秒，防止参数频繁更改导致化霜问题。本实施例提供的 化霜模型具体表现为：根据室外环境温湿度，设置化霜曲线，根据曲线计算值 改变机组内化霜参数，使得化霜参数根据室外湿度进行自动调整。这样，使得 空气源热泵机组在极端条件下(低温高湿度)提高空气源热泵机组化霜效率， 避免频繁化霜无法正常工作，而在正常条件下，保证空气源热泵机组的高效运 行。当室外湿度在60％以下时，环境湿度对于热泵结霜影响较小，设定的化霜 结束温度y符合曲线y＝b，b为化霜结束温度初始值。当湿度大于60％时，此 时环境湿度越高，对热泵机组影响较大，因此建立的数学模型公式为y＝kx²+b。 其中y为设定化霜结束温度，k为化霜系数，x为实际湿度与湿度参照值之差(x 取60％)，b为化霜结束温度初始值。

当室外湿度在60％以下时，环境湿度对于热泵结霜影响较小，设定的化霜 结束温度t符合曲线t＝c，c为最长除霜时间初始值。当湿度大于60％时，此时 环境湿度越高，对热泵机组影响较大，因此建立的数学模型公式为t＝ax³+c。 其中t为设定最长除霜时间，a为延时系数，x为实际湿度与湿度参照值之差(x 取60％)，c为最长除霜时间初始值。

而当空气源热泵换热器结垢后，换热效率会降低，主要表现在氟系统高压 压力升高。清洗的最终结果是要将氟系统高压压力降低至设计范围内。一般厂 家设计氟系统与水换热温差为5℃，一般市面上所售清洗剂PH值为2左右， 清洗时稀释30倍，即使用时为PH值为3.4左右。当垢逐渐变薄，如果再使用 中强酸进行清洗，则会造成对空气源热泵机组的腐蚀。

清洗时，当PH值低于4.0时，会对金属造成腐蚀，所以需要对清洗剂的 添加量进行准确的限定，为此，酸洗处理单元根据酸洗模型控制清洗剂体积的 添加量，酸洗模型为：

当ΔF＞0.5bar时，加入清洗剂体积应符合

，其中40L＞V₁＞30L；

当0.2bar＜ΔF＜0.5bar时，加入清洗剂体积与水温的关系应符

其中：

当ΔF＜0.2bar时，加入清洗剂体积应符合

上述酸洗模型中，空气源热泵机组高压压力为F，除垢剂原液的PH值为y₀，

水箱内原有液体体积为V₁，加入的除垢剂体积为V₂。

酸洗模型中的压差模型应符合以下公式：

ΔF＝F-aT_外 ²+bT_外-c

其中ΔF为计算压差，F为实际高压压力，T_外为外部环境温度，a，b，c为 偏移系数为氟系统压力与温度的关系利用Matlab等工具软件线性拟合后得出。

以氟氯烃为R22为例，除去表计偏差，45℃至65℃对应压力为18bar至 27bar，理想状态下对应的出水温度为35℃至50℃，但一般的空气源热泵55℃ 为极限，正常时，氟系统高压压力不应高于27bar。

R22氟系统压力与温度的关系利用Matlab等工具软件线性拟合后应符合：

F＝0.03769T²+0.07083T+6.48

其中F为氟系统压力，单位为bar，T为压缩机排气温度，它应符合 T＝T_外+10

其中T_外为系统供热时出水温度或制冷时环境温度，单位为℃；

当T≥T_外+10时，对应氟系统压力升高，此时可判断换热器严重结垢；

则当F＞0.03769T²+0.07083T+6.48时，判断此时符合清洗条件，进入清洗

模式，压差公式为：

ΔF＝F-0.03769T_外 ²+0.68297T_外-9.5407

以此为例，可计算出其余氟氯烃的压差。

通过上述的设置，有效对除垢剂的添加量进行控制，使其在满足清除结垢 的同时，而不对空气源热泵的造成损坏，进而提高其使用寿命。

通过整个系统的设备，除了一些需要观测以外，其他的都可以在系统的自 动操作下，实现对空气源热泵机组的自动检测和清洗，提供傻瓜式的服务，为 空气源热泵机组的维保提供可靠保障。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的 限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案 内容，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 改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种空气源热泵维保系统，其特征在于，包括用于与空气源热泵连通的保温水箱、氟氯烃罐以及控制器，所述控制器内置有维保系统，所述维保系统包括用于读取空气源热泵机组主板参数以及对空气源热泵机组主板参数进行分析、判断是否存在故障的主板检测模块、用于测定空气源热泵机组能效比的COP测定模块以及用于实现对空气源热泵机组清洗保养的清洗保养模块，其中，所述清洗保养模块包括用于实现空气源热泵机组的化霜工作的化霜处理单元、用于实现空气源热泵机组酸洗的酸洗处理单元以及用于实现空气源热泵机组冲洗的自来水冲洗单元。

2.根据权利要求1所述的中央空调维保系统，其特征在于，所述化霜处理单元根据化霜模型控制相应的化霜结束问题和化霜时间，其中，化霜模型为：

上述模型中，y为设定化霜结束温度，k为化霜系数，x为实际湿度与湿度参照值之差，b为化霜结束温度初始值；t为设定最长除霜时间，a为延时系数，c为最长除霜时间初始值，其中，当室外湿度在60％以下时，x＝0。

3.根据权利要求1或2所述的中央空调维保系统，其特征在于，所述酸洗处理单元根据酸洗模型控制清洗剂体积的添加量，酸洗模型为：

当ΔF＞0.5bar时，加入清洗剂体积应符合

，其中40L＞V₁＞30L；

当0.2bar＜ΔF＜0.5bar时，加入清洗剂体积与水温的关系应符

其中：

当ΔF＜0.2bar时，加入清洗剂体积应符合

上述酸洗模型中，空气源热泵机组高压压力为F，除垢剂原液的PH值为y₀，

水箱内原有液体体积为V₁，加入的除垢剂体积为V₂。

酸洗模型中的压差模型应符合以下公式：

ΔF＝F-aT_外 ²+bT_外-c

其中ΔF为计算压差，F为实际高压压力，T_外为外部环境温度，a，b，c为偏移系数为氟系统压力与温度的关系利用Matlab等工具软件线性拟合后得出。

4.根据权利要求3所述的中央空调维保系统，其特征在于，所述COP测定模块用于实现回水温度检测、室外温度检测，空气源热泵机组高低压检测以及水流开关检测从而实现空气源热泵机组能效比的测定。

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