CN114440507A - 一种热泵系统的除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热泵系统的除霜控制方法，其包括：检测步骤，检测热泵系统的运行模式，检测室外换热器的T_除霜，检测t_除霜以及检测T_室外和RH_湿度；判断步骤，判断运行模式为制热模式或制冷模式，判断是否满足进入除霜的时间条件，判断是否满足进入除霜的温度条件，判断是否满足进入除霜的湿度条件；其中进入除霜的时间条件为根据上一次除霜的持续时间判断下一次的除霜时间是否在此基础上延迟或缩短预设时间；控制步骤，当同时满足进入除霜的时间条件、进入除霜的温度条件和进入除霜的湿度条件时，控制进入除霜过程。根据本发明能够保证化霜的同时提升制热效果，从而解决采暖机频繁进入化霜及化霜不干净的问题。

Description

一种热泵系统的除霜控制方法

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种热泵系统的除霜控制方法。

背景技术

北方采暖机在低温环境下，由于机组安装位置等原因，如安装在低洼不通风的地方，或者是在低温高湿度天气条件下，采暖机较容易结霜，导致机组频繁进入除霜及除霜不干净等原因，影响用户制热效果；采用本发明的系统智能除霜方法，可有效解决机组频繁进入除霜及除霜不干净以及除霜过程中由于四通阀、补气电磁阀的切换导致的噪音等问题。

由于现有技术中的采暖机存在频繁进入除霜及除霜不干净等技术问题，因此本发明研究设计出一种热泵系统的除霜控制方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的采暖机存在频繁进入除霜及除霜不干净的缺陷，从而提供一种热泵系统的除霜控制方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种热泵系统的除霜控制方法，其中：

所述热泵系统包括压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器，所述压缩机、所述室外换热器、所述节流装置和所述室内换热器连成主制冷剂循环回路；

所述除霜控制方法包括：

检测步骤，检测所述热泵系统的运行模式，检测所述室外换热器的除霜温度T_除霜，检测除霜持续时间t_除霜以及检测环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度；

判断步骤，判断所述运行模式为制热模式或制冷模式，判断是否满足进入除霜的时间条件，判断是否满足进入除霜的温度条件，判断是否满足进入除霜的湿度条件；

其中所述进入除霜的时间条件为根据上一次除霜的持续时间判断下一次的除霜时间是否在此基础上延迟或缩短预设时间；

控制步骤，当同时满足进入除霜的时间条件、进入除霜的温度条件和进入除霜的湿度条件时，控制进入除霜过程。

在一些实施方式中，所述判断步骤中，当机组第一次进入除霜时，压缩机运行时间累计超过除霜间隔设置时间T_除霜间隔，除第一次进入除霜时间以外，其他进入除霜的压缩机运行累积时间根据上一次进入除霜累计时间和除霜时间而确定。

在一些实施方式中，T_除霜间隔默认为t₁分钟，t₁为预设时间，且t_min≤t₁≤t_max，其中t_min<t_max。

在一些实施方式中，所述判断步骤中，当第一次以上的除霜持续时间t_除霜≤t_除霜1，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₂分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₂分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜1<t_除霜≤t_除霜2，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₃分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₃分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜2<t_除霜≤t_除霜3，判断下一次进入除霜的间隔时间是否与上次的间隔时间保持不变，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的不变的情况下控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜3<t_除霜≤t_除霜4，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₄分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₄分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜4<t_除霜≤t_除霜5，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₅分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₅分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜5<t_除霜，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₆分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₆分钟后控制进入化霜；

其中t_除霜1、t_除霜2、t_除霜3、t_除霜4和t_除霜5均为预设时间，t_除霜1<t_除霜2<t_除霜3<t_除霜4<t_除霜5，t₁、t₂、t₃、t₄、t₅和t₆均为预设时间，t₃<t₂，t₆<t₅<t₄。

在一些实施方式中，所述热泵系统首次上电进入制热模式运行至进入除霜称为第一次除霜；

所述热泵系统进入除霜的最大时间间隔为t_max分钟，最小间隔为t_min分钟。

在一些实施方式中，压缩机的运行累积时间或者是持续时间，除断电上电开制热模式或达到完成除霜条件而退出除霜或转制冷模式清零外，其他情况不清零。

在一些实施方式中，所述判断步骤中，进入除霜的温度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和除霜温度T_除霜判断是否满足进入除霜的温度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外1℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到T_除霜≤T_除霜进,判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外2℃≤T_室外<T_室外1℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_室外+T_除霜进-T₁)，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外3℃≤T_室外<T_室外2℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₂)时，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外4℃≤T_室外<T_室外3℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₃)时，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外<T_室外4℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₄)或T_除霜≤T₅℃时，判断其满足温度条件；

其中T_室外1>T_室外2>T_室外3>T_室外4,单位为℃；T₁、T₂、T₃、T₄、T₅为常数，且T₁>T₂>T₃>T₄。

在一些实施方式中，所述判断步骤中，进入除霜的湿度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度共同判断是否满足进入除霜的湿度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外5℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度1时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外6℃≤T_室外<T_室外5℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度2时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外7℃≤T_室外<T_室外6℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度3时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外<T_室外7℃，连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度4时，判断满足湿度条件；

其中T_室外5>T_室外6>T_室外7,单位为℃；RH_湿度1>RH_湿度2>RH_湿度3>RH_湿度4，为百分比常数。

在一些实施方式中，所述判断步骤中，当检测判断出压缩机累计运行时间距离上次正常退出除霜的时间≥t_退出且连续t_检测1检测T_除霜≤T_室外-T₆℃；

所述控制步骤，控制直接进入除霜，同时除霜间隔时间T_除霜间隔恢复至初始值t₁，并按本次除霜时间确定最新除霜间隔时间。

在一些实施方式中，所述热泵系统还包括四通阀，所述控制步骤，控制除霜的步骤为调节四通阀切换到制冷模式，且在调节所述四通阀之前控制压缩机降频至f_除霜1Hz。

在一些实施方式中，所述热泵系统还包括补气装置、补气管路和补气阀，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置连接在所述补气装置与所述室外换热器之间，所述第二节流装置连接在所述补气装置与所述室内换热器之间；

所述控制步骤，控制第一节流装置的开度开至P₁步，控制所述第二节流装置的开度步数开至P₂步，其中P₁＞P₂，并在t_除霜6后控制所述第二节流装置按制冷模式当前条件的运行开度进行调节，所述第一节流装置保持P₁到除霜结束，除霜持续t_除霜7后，压缩机频率升至f_除霜2Hz。

在一些实施方式中，所述热泵系统还包括电加热装置，

所述判断步骤，判断在进入除霜时，若所述电加热装置处于关闭状态且机组出水温度T_出水≤T₇℃，则控制步骤控制机组的所述电加热装置投入运行，机组除霜结束后关闭，否则所述电加热装置不开启。

在一些实施方式中，所述判断步骤，判断除霜结束时，所述控制步骤控制压缩机先降频至f_除霜1Hz，压缩机开始降频t_除霜7后风机按制热初始化运行，风机启动t_除霜8后四通阀换向，所述第一节流装置和所述第二节流装置调至对应初始步数，四通阀换向t_除霜8后压缩机按如下方式运行：压缩机按照f_除霜1Hz维持t_除霜6分钟，之后按正常的控制逻辑调节运行。

在一些实施方式中，所述控制步骤中，当机组判断满足以下任一条件时，即满足除霜控制的退出条件时，所述控制步骤控制退出除霜：

a.连续t_检测2秒检测到T_化霜≥T_化霜出，其中T_化霜出位于T_除霜出min～T_除霜出max℃之间；

b.除霜持续时间≥t_化霜持续，其中t_化霜持续位于t_{除霜持续min}～t_{除霜持续max}之间；

c.连续t_检测2检测到T_化霜＞T_化霜退出℃且T_高压≥T_高压退出℃。

本发明提供的一种热泵系统的除霜控制方法具有如下有益效果：

1.本发明通过同时检测时间、温度和湿度，在温度条件和湿度条件都满足的情况下，根据上一次化霜持续时间去控制下一次的化霜时间是延迟还是缩短，由于机组安装位置及环境湿度的不同，采集机组的运行参数及环境湿度，根据上一次化霜的时间，来缩短或者延长下一次进入化霜的时间，这样机组每次进入化霜是基于上一次化霜的情况来确定的，并不是一个固定的化霜周期，决定机组进入及退出化霜的时刻，保证化霜的同时提升制热效果，从而解决采暖机频繁进入化霜及化霜不干净的问题，改善制热效果，提升制热能效，提高用户使用满意度。

2.本发明的除霜控制方法通过机组采集到的传感器及感温包数值，判断机组运行状态灵活调整机组进入化霜的时刻及化霜时长，让机组在化霜及制热效果之间处于最优的平衡状态，即充分考虑制热效果，同时又要把机组霜除掉；实际控制是通过调整化霜进入时间，在化霜过程中通过调整两级电子膨胀阀开度及辅助电加热开关快速把霜除掉，避免水温被过度拉低，影响制热效果。

3.本发明通过调整机组双电子膨胀阀的开度值及压缩机运行频率值灵活控制机组运行压力值，尤其是四通阀及补气阀切换需要考虑系统压力，如果系统高低压差过大，切换时会有较大液流声，调节阀的开度同时调整压缩机运行频率，把系统压力控制在一定范围内在切换，减小液流声；解决机组进入化霜条件下由于四通阀及补气电磁阀的切换产生的噪音，让机组静音安全可靠运行，提高用户使用舒适度。

附图说明

图1为本发明的热泵系统的系统结构图；

图2为本发明的热泵系统的除霜控制流程图。

附图标记表示为：

1、压缩机；2、室外换热器；3、节流装置；31、第一节流装置；32、第二节流装置；4、室内换热器；5、补气装置；6、补气管路；7、补气阀；8、四通阀；9、除霜温度传感器；10、环境温度传感器；11、湿度传感器；12、排气温度传感器；13、低压传感器；14、高压传感器；15、液管温度传感器；16、进水温度传感器；17、出水温度传感器；18、水流开关；19、电加热装置；20、防冻温度传感器；21、水泵。

具体实施方式

如图1-2，本发明提供一种热泵系统的除霜控制方法，其中：

所述热泵系统包括压缩机1、室外换热器2、节流装置3和室内换热器4，所述压缩机1、所述室外换热器2、所述节流装置3和所述室内换热器4连成主制冷剂循环回路；

所述除霜控制方法包括：

检测步骤，检测所述热泵系统的运行模式，检测所述室外换热器2的除霜温度T_除霜，检测除霜持续时间t_除霜以及检测环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度；

判断步骤，判断所述运行模式为制热模式或制冷模式，判断是否满足进入除霜的时间条件，判断是否满足进入除霜的温度条件，判断是否满足进入除霜的湿度条件；

其中所述进入除霜的时间条件为根据上一次除霜的持续时间判断下一次的除霜时间是否在此基础上延迟或缩短预设时间，才能满足要求；

控制步骤，当同时满足进入除霜的时间条件、进入除霜的温度条件和进入除霜的湿度条件时，控制进入除霜过程。

本发明通过同时检测时间、温度和湿度，在温度条件和湿度条件都满足的情况下，根据上一次化霜持续时间去控制下一次的化霜时间是延迟还是缩短，由于机组安装位置及环境湿度的不同，采集机组的运行参数及环境湿度，根据上一次化霜的时间,来缩短或者延长下一次进入化霜的时间，这样机组每次进入化霜是基于上一次化霜的情况来确定的，并不是一个固定的化霜周期，决定机组进入及退出化霜的时刻，保证化霜的同时提升制热效果，从而解决采暖机频繁进入化霜及化霜不干净的问题，改善制热效果，提升制热能效，提高用户使用满意度。

本发明阐述了一种采暖机安装在低洼不通风的地方以及低温、高湿度等条件下运行极容易结霜的特点，通过本发明的热泵系统的除霜控制方法，可有效解决机组因结霜问题导致频繁进入化霜及化霜不干净使机组制热效果不好的问题，另外在化霜过程中通过调节双电子膨胀阀开度值及压缩机运行频率调整系统压力值解决机组化霜过程中四通阀、补气电磁阀切换时产生的噪音。

热泵系统除霜控制方法实施方案如下：

一、除霜控制检测进入条件

实时采集机组室外环境温度T_环境、机组化霜温度T_化霜、机组出水温度T_出水、机组高压温度T_高压、压缩机排气感温包T_排气，室外空气相对湿度RH_湿度，制冷模式下，不需要除霜；

制热运行模式下：

1、时间条件：

(1)在一些实施方式中，所述判断步骤中，当机组第一次进入除霜时，压缩机运行时间累计超过除霜间隔设置时间T_除霜间隔，除第一次进入除霜时间以外，其他进入除霜的压缩机运行累积时间根据上一次进入除霜累计时间和除霜时间而确定。

在一些实施方式中，T_除霜间隔默认为t₁分钟，t₁为预设时间，且t_min≤t₁≤t_max，其中t_min<t_max。

具体如下：

在一些实施方式中，所述判断步骤中，当第一次以上的除霜持续时间t_除霜≤t_除霜1，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₂分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₂分钟后控制进入化霜。t_除霜≤t_除霜1表明实际除霜时间≤第一预设时间，表明除霜时间短，环境干燥等，结霜少，则在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₂分钟后控制进入化霜，表明下一次延长t₂分钟再除霜，以降低频繁进入除霜的次数，提高用户舒适度。

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜1<t_除霜≤t_除霜2，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₃分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₃分钟后控制进入化霜；t_除霜1<t_除霜≤t_除霜2表明实际除霜时间稍微长一点，表明除霜时间较长，环境不通风等，结霜较厚，则在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t3分钟后控制进入化霜，表明下一次延长t₃分钟再除霜，t₃＜t₂，缩短除霜的间隔时间，使得除霜更彻底。

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜2<t_除霜≤t_除霜3，判断下一次进入除霜的间隔时间是否与上次的间隔时间保持不变，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的不变的情况下控制进入化霜。t_除霜2<t_除霜≤t_除霜3表明实际除霜时间更长，表明除霜时间更长，环境不通风等，结霜较厚，则在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的不变的情况下控制进入化霜即下一次间隔时间与上一次相同，保持延迟t₃分钟不变，能够使得除霜更彻底时还能保证室内的用户舒适度。

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜3<t_除霜≤t_除霜4，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₄分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₄分钟后控制进入化霜。t_除霜3<t_除霜≤t_除霜4表明实际除霜时间更进一步长，表明除霜时间更长，环境不通风等，结霜较厚，此时下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₄分钟后控制进入化霜，即缩短除霜间隔时间，增强除霜功率，使得除霜更彻底干净。

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜4<t_除霜≤t_除霜5，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₅分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₅分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜5<t_除霜，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₆分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₆分钟后控制进入化霜；

其中t_除霜1、t_除霜2、t_除霜3、t_除霜4和t_除霜5均为预设时间，t_除霜1<t_除霜2<t_除霜3<t_除霜4<t_除霜5，时间单位为秒，t₁、t₂、t₃、t₄、t₅和t₆均为预设时间，t₃<t₂，t₆<t₅<t₄。

本发明的上述判断控制手段能够使得在湿度大时提高频繁进入化霜的次数，提高除霜干净度；在湿度小时减小频繁进入化霜的次数，提高用户舒适度。

(2)机组第一次进入化霜定义：

在一些实施方式中，所述热泵系统首次上电进入制热模式运行至进入除霜称为第一次除霜；

(3)所述热泵系统进入除霜的最大时间间隔为tmax分钟，最小间隔为tmin分钟。

(4)在一些实施方式中，压缩机的运行累积时间或者是持续时间，除断电上电开制热模式或达到完成除霜条件而退出除霜或转制冷模式清零外，其他情况不清零。

2、温度条件：

在一些实施方式中，所述判断步骤中，进入除霜的温度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和除霜温度T_除霜判断是否满足进入除霜的温度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外1℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到T_除霜≤T_除霜进(默认T_除霜进℃在T_除霜进min～T_除霜进max℃之间可调,T_除霜进min<T_除霜进max)；判断其满足温度条件。T_室外1℃≤T_室外表明实际环境温度≥第一预设环境温度，T_除霜≤T_除霜进表明除霜温度(冷凝器上的翅片温度)小于进入除霜预设温度，两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜，能够提高检测判断的精度，提高化霜精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外2℃≤T_室外<T_室外1℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_室外+T_除霜进-T₁)时判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜。T_室外2℃≤T_室外<T_室外1℃表明实际环境温度比第一预设温度低(满足环境温度化霜条件，T_除霜≤(T_室外+T_除霜进-T₁)表明满足翅片温度进入化霜的条件，此两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜，能够提高检测判断的精度，提高化霜精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外3℃≤T_室外<T_室外2℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₂)时，判断其满足温度条件。T_室外3℃≤T_室外<T_室外2℃表明实际环境温度比第二预设温度低)，T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₂)表明满足翅片温度进入化霜的条件，此两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜，能够提高检测判断的精度，提高化霜精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题；T_2＜T₁说明此种条件下翅片温度可以高于上面的工况的翅片温度(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度在翅片温度更高的情况下便会结霜，更高的环境温度则需要更低的翅片温度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和翅片温度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外4℃≤T_室外<T_室外3℃且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₃)时，判断其满足温度条件。T_室外4℃≤T_室外<T_室外3℃表明实际环境温度比第三预设温度低，T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₃)表明满足翅片温度进入化霜的条件，此两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜；T_3＜T₂说明此种条件下翅片温度可以高于上面的工况的翅片温度(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度在翅片温度更高的情况下便会结霜，更高的环境温度则需要更低的翅片温度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和翅片温度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外<T_室外4℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₄)或T_除霜≤T₅℃时，判断其满足温度条件。T_室外<T_室外4℃表明实际环境温度比第四预设温度低，T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₄)或T_除霜≤T₅℃，T₅例如-40℃，为极低温度，＜T_除霜进+T_室外-T₄，满足翅片的温度条件，此两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜；T_4＜T₃说明此种条件下翅片温度可以高于上面的工况的翅片温度(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度在翅片温度更高的情况下便会结霜，更高的环境温度则需要更低的翅片温度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和翅片温度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

其中T_室外1>T_室外2>T_室外3>T_室外4,单位为℃；T₁、T₂、T₃、T₄、T₅为常数，且T₁>T₂>T₃>T₄。

3、湿度条件：

在一些实施方式中，所述判断步骤中，进入除霜的湿度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度共同判断是否满足进入除霜的湿度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外5℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度1时，判断满足湿度条件。T_室外5℃≤T_室外表明室外环境温度处于第五温度区间，连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度1表明环境湿度大于第一预设湿度，此两个条件同时满足，判断其满足温度条件，即满足时间+温度+湿度条件后控制进入除霜，因此本工况考虑的环境温度和环境湿度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外6℃≤T_室外<T_室外5℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度2时，判断满足湿度条件。T_室外6℃≤T_室外<T_室外5℃表明室外环境温度处于第六温度区间，RH_湿度≥RH_湿度2表明环境湿度大于第二预设湿度，RH_湿度1>RH_湿度2说明此种条件下环境湿度应要低于上面的环境湿度RH_湿度1(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度可以在环境湿度更低的情况结霜，更高的环境温度则需要更高的环境湿度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和环境湿度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外7℃≤T_室外<T_室外6℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度3时，判断满足湿度条件；RH_湿度2>RH_湿度3说明此种条件下环境湿度应要低于上面的环境湿度RH_湿度2(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度可以在环境湿度更低的情况结霜，更高的环境温度则需要更高的环境湿度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和环境湿度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

当环境温度：T_室外<T_室外7℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度4时，判断满足湿度条件；RH_湿度3>RH_湿度4说明此种条件下环境湿度应要低于上面的环境湿度RH_湿度3(由于本工况的环境温度更低，更低的环境温度可以在环境湿度更低的情况结霜，更高的环境温度则需要更高的环境湿度才能结霜)，因此本工况考虑的环境温度和环境湿度两个方面的特征，能够进一步精确判断出化霜的温度条件，提高化霜的温度判断精度，能够保证化霜更彻底的同时还能减小对室内的降温导致的舒适度下降的问题。

其中T_室外5>T_室外6>T_室外7,单位为℃；RH_湿度1>RH_湿度2>RH_湿度3>RH_湿度4，为百分比常数。

4、机组连续t_检测1时间检测同时满足上述1、2、3条件时，则进入化霜。

5、在一些实施方式中，所述判断步骤中，当检测判断出压缩机累计运行时间距离上次正常退出除霜的时间≥t_退出(是为了保证运行稳定后和可靠性)且连续t_检测1检测T_除霜≤T_室外-T₆℃(表明冷凝器温度极低，T₆＜T₅)，则不受上述温度、时间条件限制；

所述控制步骤，控制直接进入除霜，同时除霜间隔时间T_除霜间隔恢复至初始值t₁，并按本次除霜时间确定最新除霜间隔时间。

6、压缩机初始开机t_开始时间内屏蔽化霜检测判定，避免初始开机低压过低出现误化霜问题。

二、除霜过程

除霜是把四通阀切换到制冷模式来实现的。

(1)除霜前准备：

在一些实施方式中，所述热泵系统还包括四通阀8，所述控制步骤，控制除霜的步骤为调节四通阀切换到制冷模式，且在调节所述四通阀之前控制压缩机降频至f_除霜1Hz。退出补气模式，关闭补气电磁阀，压缩机降频至f_除霜1Hz，频率调节到位后进入化霜阶段(降频的作用：调节压力降低，防止无法正常切换，保证系统稳定性)。

(2)除霜阶段：解决噪音问题的手段：1.压缩机降频；2.电子膨胀阀2的开度调节根据过热度来调节，电子膨胀阀1的开度调到P₁＞P₂，优选开到最大。

1)在一些实施方式中，所述热泵系统还包括补气装置5、补气管路6和补气阀7，所述节流装置3包括第一节流装置31和第二节流装置32，所述第一节流装置31连接在所述补气装置5与所述室外换热器2之间，所述第二节流装置32连接在所述补气装置5与所述室内换热器4之间；

所述控制步骤，控制第一节流装置的开度开至P₁步，控制所述第二节流装置的开度步数开至P₂步，其中P₁＞P₂，并在t_除霜6后控制所述第二节流装置按制冷模式当前条件的运行开度进行调节，所述第一节流装置保持P₁到除霜结束，除霜持续t_除霜7后，压缩机频率升至f_除霜2Hz。

四通阀断电，化霜计时开始，风机停止运行，电子膨胀阀1开至P₁步，电子膨胀阀2开至P₂步(其中P₁>P₂)(作用：前端电磁膨胀阀开到最大，保证制冷剂的较大流量，后端电磁膨胀阀产生主要的节流作用)，并在t_化霜6后电子膨胀阀2按制冷模式当前条件的运行开度进行调节，电子膨胀阀1保持P₁到化霜结束，化霜开始t_化霜7，压缩机频率升至f_除霜2Hz(这个是除霜频率)。

本发明通过调整机组双电子膨胀阀的开度值及压缩机运行频率值灵活控制机组运行压力值，尤其是四通阀及补气阀切换需要考虑系统压力，如果系统高低压差过大，切换时会有较大液流声，调节阀的开度同时调整压缩机运行频率，把系统压力控制在一定范围内在切换，减小液流声；解决机组进入化霜条件下由于四通阀及补气电磁阀的切换产生的噪音，让机组静音安全可靠运行，提高用户使用舒适度。

2)在一些实施方式中，所述热泵系统还包括电加热装置19，

所述判断步骤，判断在进入除霜时，若所述电加热装置处于关闭状态且机组出水温度T_出水≤T₇℃，则控制步骤控制机组的所述电加热装置投入运行，机组除霜结束后关闭，否则所述电加热装置不开启。

进入化霜时(包括化霜准备阶段)，若电加热处于关闭状态且机组出水温度T_出水≤T₇℃，则机组辅助的电加热装置19投入运行，机组化霜结束后关闭，否则辅热不开启。是给水管加热，防止出水温度低。

(3)除霜结束：

在一些实施方式中，所述判断步骤，判断除霜结束时，所述控制步骤控制压缩机先降频至f_除霜1Hz，压缩机开始降频t_除霜7后风机按制热初始化运行，风机启动t_除霜8后四通阀换向，所述第一节流装置和所述第二节流装置调至对应初始步数(即制热模式)，四通阀换向t_除霜8后压缩机按如下方式运行：压缩机按照f_除霜1Hz维持t_除霜6分钟，之后按正常的控制逻辑调节运行，电子膨胀阀、补气电磁阀按控制逻辑调节运行。

(4)除霜期间出现保护或其他异常情况的控制

1)制热运行以及化霜过程中如果接收到机组手操器关机指令、故障保护停机信号、末端无信号关机指令(多联控制功能开启情况下无末端需求也属于末端无信号)或模式切换关机指令则终止化霜动作，按对应关机流程关闭，制热计时器不清零，化霜标志清零，化霜计时器清零；机组化霜过程中若收到到温度点关机指令，则继续化霜，待退出化霜后再重新核查相关指令。

2)进入化霜t_化霜7后(从四通阀切换到制冷到四通阀再次切换到制热期间)，如果检测到T_高压≥T_高压1℃则将压缩机运行频率调整至f_除霜3Hz；如果检测到T_高压≥T_高压2℃，则将压缩机运行频率调整至f_除霜4Hz；如果检测到T_高压≥T_高压3℃，则将压缩机运行频率调整至f_除霜5Hz直到化霜结束；如果检测到T_高压≥T_高压5℃则强制开风机运行，如果T_高压≤T_高压4℃则强制停外风机。如果T_高压4℃＜T_高压＜T_高压5℃之间维持原状。在风机开启t_化霜6后若机组尚未退出化霜则按正常化霜结束退出化霜运行。

3)除霜过程中，若T_排气大于T_排气1℃，则电子膨胀阀按控制逻辑调节；

4)除霜过程中，若检测满足模块机出水温度T_出水≤T_{防冻设定温度}，则退出化霜，自动转正常制热运行，化霜时间清零，压缩机累计时间不清零，t_退出后开始检测若出水温度T_出水≥T₇℃，则重新检测化霜条件，满足则进入化霜，否则不可进入化霜。机组满足上述条件且进入化霜并完成一次完整化霜后则退出4)。(上述先检测满足“出水温度T模块出水≥T₇℃”后再检测化霜条件的要求仅在4)控制内有效)

5)除霜过程中，若检测满足出水温度T_出水≤T_{防冻设定温度}，则退出化霜，若手操器处于关机状态则打开空调水阀及辐射水阀，同时按防冻控制满足压缩机启动条件的情况进入防冻运行，化霜时间清零，压缩机累计时间不清零，待检测满足退出防冻条件时重新检测化霜条件，若满足则直接转入化霜运行。

6)除霜过程中，若检测机组环境温度超出制热模式环境温度运行范围则不做处理，待退出化霜后重新检测判定。

三、除霜控制退出条件

在一些实施方式中，所述控制步骤中，当机组判断满足以下任一条件时，即满足除霜控制的退出条件时，所述控制步骤控制退出除霜：

a.连续t_检测2秒检测到T_化霜≥T_化霜出，其中T_化霜出位于T_除霜出min～T_除霜出max℃之间；

b.除霜持续时间≥t_化霜持续，其中t_化霜持续位于t_{除霜持续min}～t_{除霜持续max}之间；

c.连续t_检测2检测到T_化霜＞T_化霜退出℃且T_高压≥T_高压退出℃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述热泵系统包括压缩机(1)、室外换热器(2)、节流装置(3)和室内换热器(4)，所述压缩机(1)、所述室外换热器(2)、所述节流装置(3)和所述室内换热器(4)连成主制冷剂循环回路；

所述除霜控制方法包括：

检测步骤，检测所述热泵系统的运行模式，检测所述室外换热器(2)的除霜温度T_除霜，检测除霜持续时间t_除霜以及检测环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度；

判断步骤，判断所述运行模式为制热模式或制冷模式，判断是否满足进入除霜的时间条件，判断是否满足进入除霜的温度条件，判断是否满足进入除霜的湿度条件；

其中所述进入除霜的时间条件为根据上一次除霜的持续时间判断下一次的除霜时间是否在此基础上延迟或缩短预设时间；

控制步骤，当同时满足进入除霜的时间条件、进入除霜的温度条件和进入除霜的湿度条件时，控制进入除霜过程。

2.根据权利要求1所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤中，当机组第一次进入除霜时，压缩机运行时间累计超过除霜间隔设置时间T_除霜间隔，除第一次进入除霜时间以外，其他进入除霜的压缩机运行累积时间根据上一次进入除霜累计时间和除霜时间而确定。

3.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

T_除霜间隔默认为t₁，t₁为预设时间，且t_min≤t₁≤t_max，其中t_min<t_max。

4.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤中，当第一次以上的除霜持续时间t_除霜≤t_除霜1，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₂分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₂分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜1<t_除霜≤t_除霜2，判断下一次进入除霜的间隔时间是否延迟t₃分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上延迟t₃分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜2<t_除霜≤t_除霜3，判断下一次进入除霜的间隔时间是否与上次的间隔时间保持不变，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的不变的情况下控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜3<t_除霜≤t_除霜4，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₄分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₄分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜4<t_除霜≤t_除霜5，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₅分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₅分钟后控制进入化霜；

当第一次以上的除霜持续时间t_除霜5<t_除霜，判断下一次进入除霜的间隔时间是否缩短t₆分钟，并在下一次进入除霜的间隔时间在上一次除霜间隔时间的基础上缩短t₆分钟后控制进入化霜；

其中t_除霜1、t_除霜2、t_除霜3、t_除霜4和t_除霜5均为预设时间，t_除霜1<t_除霜2<t_除霜3<t_除霜4<t_除霜5，t₁、t₂、t₃、t₄、t₅和t₆均为预设时间，t₃<t₂，t₆<t₅<t₄。

5.根据权利要求3所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述热泵系统首次上电进入制热模式运行至进入除霜称为第一次除霜；

所述热泵系统进入除霜的最大时间间隔为t_max分钟，最小间隔为t_min分钟。

6.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

压缩机的运行累积时间或者是持续时间，除断电上电开制热模式或达到完成除霜条件而退出除霜或转制冷模式清零外，其他情况不清零。

7.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤中，进入除霜的温度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和除霜温度T_除霜判断是否满足进入除霜的温度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外1℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到T_除霜≤T_除霜进，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外2℃≤T_室外<T_室外1℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_室外+T_除霜进-T₁)时，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外3℃≤T_室外<T_室外2℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₂)时，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外4℃≤T_室外<T_室外3℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₃)时，判断其满足温度条件；

当环境温度：T_室外<T_室外4℃，且连续t_检测1检测到T_除霜≤(T_除霜进+T_室外-T₄)或T_除霜≤T₅℃时，判断其满足温度条件；

其中T_室外1>T_室外2>T_室外3>T_室外4,单位为℃；T₁、T₂、T₃、T₄、T₅为常数，且T₁>T₂>T₃>T₄。

8.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤中，进入除霜的湿度条件为：所述热泵系统根据不同的室外环境温度T_室外和环境湿度RH_湿度共同判断是否满足进入除霜的湿度条件，如下：

当环境温度T_室外为：T_室外5℃≤T_室外，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度1时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外6℃≤T_室外<T_室外5℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度2时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外7℃≤T_室外<T_室外6℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度3时，判断满足湿度条件；

当环境温度：T_室外<T_室外7℃，且连续t_检测1检测到RH_湿度≥RH_湿度4时，判断满足湿度条件；

其中T_室外5>T_室外6>T_室外7,单位为℃；RH_湿度1>RH_湿度2>RH_湿度3>RH_湿度4，为百分比常数。

9.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤中，当检测判断出压缩机累计运行时间距离上次正常退出除霜的时间≥t_退出且连续t_检测1检测T_除霜≤T_室外-T₆℃；

所述控制步骤，控制直接进入除霜，同时除霜间隔时间T_除霜间隔恢复至初始值t₁，并按本次除霜时间确定最新除霜间隔时间。

10.根据权利要求2所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述热泵系统还包括四通阀(8)，所述控制步骤，控制除霜的步骤为调节四通阀切换到制冷模式，且在调节所述四通阀之前控制压缩机降频至f_除霜1Hz。

11.根据权利要求10所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述热泵系统还包括补气装置(5)、补气管路(6)和补气阀(7)，所述节流装置(3)包括第一节流装置(31)和第二节流装置(32)，所述第一节流装置(31)连接在所述补气装置(5)与所述室外换热器(2)之间，所述第二节流装置(32)连接在所述补气装置(5)与所述室内换热器(4)之间；

所述控制步骤，控制第一节流装置的开度开至P₁步，控制所述第二节流装置的开度步数开至P₂步，其中P₁＞P₂，并在t_除霜6后控制所述第二节流装置按制冷模式当前条件的运行开度进行调节，所述第一节流装置保持P₁到除霜结束，除霜持续t_除霜7后，压缩机频率升至f_除霜2Hz。

12.根据权利要求10所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述热泵系统还包括电加热装置，

所述判断步骤，判断在进入除霜时，若所述电加热装置处于关闭状态且机组出水温度T_出水≤T₇℃，则控制步骤控制机组的所述电加热装置投入运行，机组除霜结束后关闭，否则所述电加热装置不开启。

13.根据权利要求11所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述判断步骤，判断除霜结束时，所述控制步骤控制压缩机先降频至f_除霜1Hz，压缩机开始降频t_除霜7后风机按制热初始化运行，风机启动t_除霜8后四通阀换向，所述第一节流装置和所述第二节流装置调至对应初始步数，四通阀换向t_除霜8后压缩机按如下方式运行：压缩机按照f_除霜1Hz维持t_除霜6分钟，之后按正常的控制逻辑调节运行。

14.根据权利要求1所述的热泵系统的除霜控制方法，其特征在于：

所述控制步骤中，当机组判断满足以下任一条件时，即满足除霜控制的退出条件时，所述控制步骤控制退出除霜：

a.连续t_检测2秒检测到T_化霜≥T_化霜出，其中T_化霜出位于T_除霜出min～T_除霜出max℃之间；

b.除霜持续时间≥t_化霜持续，其中t_化霜持续位于t_{除霜持续min}～t_{除霜持续max}之间；

c.连续t_检测2检测到T_化霜＞T_化霜退出℃且T_高压≥T_高压退出℃。

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