CN115307349B - 一种空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵。空气源热泵除霜控制方法，包括以下步骤：主控模块发出目标转速信号至风机装置，控制风机装置的工作转速为目标转速；风机装置背向蒸发器出风，并发出实际转速信号至主控模块；主控模块根据实际转速信号，判断风机装置的实际转速是否小于目标转速，当小于目标转速一定的值时，主控模块控制热泵进行除霜操作。根据风机装置的实际转速是否小于目标转速一定的值来控制热泵进行除霜操作，能够有效避免在蒸发器未结霜或结霜极少时进行的除霜操作，能够大大减少在热泵无除霜需求时除霜操作的进行，减少除霜工作时热泵的能耗，提高空气源热泵的综合能效比和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵。
背景技术
空气源热泵制热运行时翅片盘管用作蒸发器，低温低压液体制冷剂进入翅片盘管后与流经翅片盘管的室外空气进行换热，吸收室外空气中的热量。随着室外环境温度降低，其蒸发温度和翅片盘管温度将随之下降，当翅片盘管温度低于空气露点温度时，空气流经翅片盘管时其所含的水分就会析出而凝露，而当翅片盘管温度低于0℃时，翅片表面就会逐渐形成霜层。霜层的增厚将导致流经翅片盘管的空气阻力增加，风量下降，且翅片盘管的传热热阻增加，故翅片盘管的传热效率下降，从而导致空气源热泵制热运行时蒸发温度、制热能力和制热能效将降低。
在热泵系统中的低环境温度运行条件下，空气源热泵结霜化霜是无法避免的，并直接影响空气源热泵机组的综合能效比，热泵在运行时除霜越频繁，越不节能。现有技术中的除霜方式有电辅热除霜、热气旁通除霜、四通阀除霜，其中四通阀除霜又包括定时除霜、环翅差判断除霜、风侧压差除霜等。现有技术中的霜方式都存在除霜频繁或成本较高的问题，即使未结霜或结霜较少时也会进行除霜操作，由于除霜操作需要消耗大量电能，导致空气源热泵本身能效比较高的情况下，综合能效比反而偏低的问题。
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由于除霜操作频繁导致空气源热泵综合能效比偏低的缺陷，从而提供一种空气源热泵除霜控制方法及空气源热泵。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种空气源热泵除霜控制方法，所述空气源热泵包括主控模块、风机装置和蒸发器，所述控制方法包括以下步骤：
主控模块发出目标转速信号至风机装置，控制风机装置的工作转速为目标转速；
风机装置背向蒸发器出风，并发出实际转速信号至主控模块；
主控模块根据所述实际转速信号，判断风机装置的实际转速与目标转速之间的差值是否大于设定转速差，当大于时，主控模块控制热泵进行除霜操作。
可选地，进行除霜操作步骤前，还包括：主控模块控制风机装置增大工作电压至给定电压，判断给定电压与风机装置在目标转速工作时对应的标准工作电压之间的差值是否大于设定压差，当大于时，主控模块控制热泵进行除霜操作。
可选地，进行除霜操作步骤前，还包括：判断当前环境温度是否小于允许除霜温度，当小于时，主控模块控制热泵允许进行除霜操作。
可选地，所述除霜操作包括：判断蒸发器的盘管温度是否大于退出温度，若大于，主控模块控制热泵退出除霜操作。
可选地，判断在预定时间内热泵进行除霜操作的次数是否大于预定次数，若大于，热泵进行停机维护。
本发明还提供一种空气源热泵，应用本发明中所述的空气源热泵除霜控制方法进行除霜操作。
可选地，包括循环连通的压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器，所述冷凝器上安装有控温装置，所述蒸发器一侧安装有风机装置，所述风机装置的出风方向朝向所述蒸发器设置，所述风机装置与主控模块之间电气连接。
可选地，还包括四通阀，其上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述压缩机的出口端连通，所述第二阀口与所述蒸发器的入口端连通，所述第三阀口与所述冷凝器的出口端连通，所述第四阀口与所述压缩机的入口端连通。
可选地，蒸发器上安装有温度监测模块，温度监测模块与主控模块电气连接。
可选地，所述主控模块内置有远程通讯件，所述风机装置与所述远程通讯件之间通信连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的空气源热泵除霜控制方法，所述空气源热泵包括主控模块、风机装置和蒸发器，所述控制方法包括以下步骤：主控模块发出目标转速信号至风机装置，控制风机装置的工作转速为目标转速；风机装置背向蒸发器出风，并发出实际转速信号至主控模块；主控模块根据所述实际转速信号，判断风机装置的实际转速与目标转速之间的差值是否大于设定转速差，当大于时，主控模块控制热泵进行除霜操作。
根据风机装置的转速信息来控制是否进行除霜操作，当蒸发器在工作过程中结霜时，蒸发器表面及风机装置被结霜覆盖，当蒸发器和风机装置上结霜较厚时，会导致风机装置扇叶转动吹风受阻，风机装置的实际工作转速会低于主控模块给定的目标转速。根据风机装置的实际转速是否小于目标转速一定的值来控制热泵进行除霜操作，能够有效避免热泵机组在运行过程中，由于定时除霜导致在蒸发器未结霜或结霜极少时进行的除霜操作，根据热泵内蒸发器的除霜需求进行除霜操作，能够大大减少在热泵无除霜需求时除霜操作的进行，减少除霜工作时热泵的能耗，提高空气源热泵的综合能效比和使用寿命。
2.本发明提供的空气源热泵除霜控制方法，进行除霜操作步骤前，还包括：主控模块控制风机装置增大工作电压至给定电压，判断给定电压与风机装置在目标转速工作时对应的标准工作电压之间的差值是否大于设定压差，当大于时，主控模块控制热泵进行除霜操作。利用风机装置在目标转速工作时对应的标准工作电压与给定电压之间的差值，配合风机装置的实际转速信息，共同判断热泵是否需要进行除霜，能够有效避免在结霜极少时除霜操作运行造成的热泵能源消耗。
3.本发明提供的空气源热泵除霜控制方法，进行除霜操作步骤前，还包括：判断当前环境温度是否小于允许除霜温度，当小于时，主控模块控制热泵允许进行除霜操作。利用风机装置的实际转速信息、工作电压与给定电压之间的差值以及环境温度三个参数进行耦合判断是否需要进行除霜，在环境温度较高时，热泵机组运行过程中可自行化霜，无需进行除霜操作，能够大大减少热泵运行期间除霜操作的运行时长，节省能源，提高空气源热泵机组的综合能效比和使用寿命。
4.本发明提供的空气源热泵除霜控制方法，所述除霜操作包括：判断蒸发器的盘管温度是否大于退出温度，若大于，主控模块控制热泵退出除霜操作。在除霜操作运行过程中，蒸发器表面温度上升，蒸发器表面的结霜自行化开并逐渐脱落，当蒸发器温度上升至高于退出温度后，蒸发器自身的热量足以将其表面的结霜除去，此时退出除霜操作，缩短除霜操作的运行时长，减少热泵运行的能耗。
5.本发明提供的空气源热泵除霜控制方法，判断在预定时间内热泵进行除霜操作的次数是否大于预定次数，若大于，热泵进行停机维护。当预定时间内热泵进行除霜操作的次数是否大于预定次数时，则判定蒸发器处于脏堵状态，此时停机对蒸发器进行清理维护，避免由于蒸发器自身脏堵导致的频繁结霜造成除霜操作的频繁启动，能够防止蒸发器在脏堵状态时除霜操作消耗大量电能，从而提高空气源热泵的综合能效比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施方式中提供的空气源热泵的结构示意图。
附图标记说明：1、主控模块；2、风机装置；3、蒸发器；4、压缩机；5、节流装置；6、冷凝器；7、控温装置；8、四通阀；9、环境温度模块；10、盘管温度模块；11、调速板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种空气源热泵除霜控制方法，空气源热泵包括主控模块1、风机装置2和蒸发器3，控制方法包括以下步骤：
主控模块1发出目标转速信号至风机装置2，控制风机装置2的工作转速为目标转速。风机装置2背向蒸发器3出风，并发出实际转速信号至主控模块1。
主控模块1根据实际转速信号，判断风机装置2的实际转速与目标转速之间的差值是否大于设定转速差，当转速差值大于设定转速差时，主控模块1控制风机装置2增大工作电压至给定电压，判断给定电压与风机装置2在目标转速工作时对应的标准工作电压之间的差值是否大于设定压差，当电压差值大于设定压差时，判断当前环境温度是否小于设定的允许除霜温度，当环境温度小于允许除霜温度时，主控模块1控制热泵允许进行除霜操作。其中设定转速差取值不小于0。
在除霜操作进行过程中，实时读取蒸发器3的自身温度，并实时判断蒸发器3上面的盘管温度是否大于退出温度，若大于，主控模块1控制热泵退出除霜操作。
在热泵运行期间对除霜操作的运行时间和运行次数进行实时记录，判断在预定时间内热泵进行除霜操作的次数是否大于预定次数，若大于，则热泵进行停机维护。
根据风机装置2的实际转速信息、工作电压与给定电压之间的差值以及环境温度进行综合判断热泵是否进行除霜操作，当蒸发器3在工作过程中结霜时，蒸发器3表面及风机装置2被结霜覆盖，当蒸发器3和风机装置2上结霜较厚时，会导致风机装置2扇叶转动吹风受阻，风机装置2的实际工作转速会低于主控模块1给定的目标转速。当结霜厚度较薄时，结霜对热泵的正常运行影响较小，无需进行处理。当环境温度较高时，蒸发器3结霜后可自行解冻，无需进行除霜操作。根据多个参数综合控制热泵进行除霜操作，能够有效避免热泵机组在运行过程中，由于定时除霜导致在蒸发器3未结霜或结霜极少时进行的除霜操作，根据热泵内蒸发器3的除霜需求进行除霜操作，能够大大减少在热泵无除霜需求时除霜操作的进行，减少除霜工作时热泵的能耗，提高空气源热泵的综合能效比和使用寿命。
作为替代的实施方式，判断风机装置2的实际转速与目标转速之间的差值是否大于设定转速差，当转速差值大于设定转速差时，判断当前环境温度是否小于设定的允许除霜的环境温度，当环境温度小于设定的允许除霜的环境温度时，主控模块1控制热泵允许进行除霜操作。其中设定转速差取值大于0。
实施例2
如图1所示为本发明提供的一种空气源热泵，应用本实施例1中的空气源热泵除霜控制方法进行除霜操作。
空气源热泵包括循环连通的压缩机4、蒸发器3、节流装置5和冷凝器6，冷凝器6上安装有作为控温装置7的空调末端，用于对用户端控温。蒸发器3一侧安装有作为风机装置2的直流风机，风机装置2的出风方向背向蒸发器3设置，风机装置2与主控模块1之间电气连接。空气源热泵的循环回路中设置有一个四通阀8，其上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，第一阀口与压缩机4的出口端连通，第二阀口与蒸发器3的入口端连通，第三阀口与冷凝器6的出口端连通，第四阀口与压缩机4的入口端连通。
在蒸发器3上安装有温度监测模块，温度监测模块与主控模块1电气连接。温度监测模块包括环境温度模块9和盘管温度模块10。环境温度模块9用于实时监测环境温度并将环境温度的值实时传输给主控模块1。盘管温度模块10用来实时监测蒸发器3的温度并实时将蒸发器3温度传输至主模块。主控模块1内置有远程通讯件，风机装置2与远程通讯件之间通信连接，以向风机装置2传输信合和接收来自风机装置2中发出的信号。主控模块1内还设置有调速板11，用于对风机装置2的转速进行调节，向风机装置2传送目标转速信号。
通过按照实施例1中提供的除霜控制方法控制空气源热泵进行除霜操作，根据风机装置2的实际转速信息、工作电压与给定电压之间的差值以及环境温度多个参数综合控制热泵进行除霜操作，能够有效避免热泵机组在运行过程中，由于定时除霜导致在蒸发器3未结霜或结霜极少时进行的除霜操作，根据热泵内蒸发器3的除霜需求进行除霜操作，能够大大减少在热泵无除霜需求时除霜操作的进行，减少除霜工作时热泵的能耗，提高空气源热泵的综合能效比和使用寿命。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种空气源热泵除霜控制方法，其特征在于，所述空气源热泵包括主控模块(1)、风机装置(2)和蒸发器(3)，所述控制方法包括以下步骤：
主控模块(1)发出目标转速信号至风机装置(2)，控制风机装置(2)的工作转速为目标转速；
主控模块(1)控制风机装置(2)增大工作电压至给定电压；
风机装置(2)背向蒸发器(3)出风，并发出实际转速信号至主控模块(1)；
主控模块(1)根据所述实际转速信号，判断风机装置(2)的实际转速与目标转速之间的差值是否大于设定转速差，当大于时，判断给定电压与风机装置(2)在目标转速工作时对应的标准工作电压之间的差值是否大于设定压差，当大于时，主控模块(1)控制热泵进行除霜操作；
判断在预定时间内热泵进行除霜操作的次数是否大于预定次数，若大于，热泵进行停机维护。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于，进行除霜操作步骤前，还包括：判断当前环境温度是否小于允许除霜温度，当小于时，主控模块(1)控制热泵允许进行除霜操作。
3.根据权利要求1或2所述的空气源热泵除霜控制方法，其特征在于，所述除霜操作包括：判断蒸发器(3)的盘管温度是否大于退出温度，若大于，主控模块(1)控制热泵退出除霜操作。
4.一种空气源热泵，其特征在于，应用权利要求1至3中任一项所述的空气源热泵除霜控制方法进行除霜操作。
5.根据权利要求4所述的空气源热泵，其特征在于，包括循环连通的压缩机(4)、蒸发器(3)、节流装置(5)和冷凝器(6)，所述冷凝器(6)上安装有控温装置(7)，所述蒸发器(3)一侧安装有风机装置(2)，所述风机装置(2)的出风方向背向所述蒸发器(3)设置，所述风机装置(2)与主控模块(1)之间电气连接。
6.根据权利要求5所述的空气源热泵，其特征在于，还包括四通阀(8)，其上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述压缩机(4)的出口端连通，所述第二阀口与所述蒸发器(3)的入口端连通，所述第三阀口与所述冷凝器(6)的出口端连通，所述第四阀口与所述压缩机(4)的入口端连通。
7.根据权利要求4至6任一项所述的空气源热泵，其特征在于，蒸发器(3)上安装有温度监测模块，温度监测模块与主控模块(1)电气连接。
8.根据权利要求5或6所述的空气源热泵，其特征在于，所述主控模块(1)内置有远程通讯件，所述风机装置(2)与所述远程通讯件之间通信连接。
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| GR01 | Patent grant | ||
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