CN215765645U - 一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器 - Google Patents
一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，包括控制器、电流互感器、温湿度传感器和单温传感器，所述电流互感器、温湿度传感器和单温传感器连接控制器分别将室外风机的电流、室外换热器的温度和环境温湿度数据传输至控制器，所述控制器输出信号至热泵控制系统控制除霜。本实用新型的除霜控制器，检测室外风机的电流可以灵敏地反映结霜程度；可以实时判断机组运行时所处的结霜工况，分工况进行除霜，提高机组运行能效，减少“误除霜”事故；操作简单、实现成本较低；可以提高机组的除霜准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于风机除霜技术领域，具体涉及一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器。
背景技术
空气源热泵技术具有节能、环保、易于维护等优势，其被作为热源广泛地应用于中小型建筑供暖系统。然而，空气源热泵实际应用中经常出现“误除霜”事故，导致机组出现制热量衰减、运行性能降低等问题，严重时甚至会导致压缩机烧毁等安全事故。因此，除霜控制是目前空气源热泵研究领域的重要方向之一。现有测霜技术研究主要分为“直接测霜”和“间接测霜”两个方向，由于直接测霜法的监测设备成本较大，间接测霜法更受到空气源热泵生产厂家的青睐。目前市场销售的空气源热泵机组大多采用“温度-时间”(TT)间接测霜法，该方法简单易行，但忽略了环境湿度对结霜影响，影响对霜层准确判断，造成“误除霜”事故。
虽然研究出的新型除霜控制方法大多优于传统的TT除霜控制方法，却并未实施应用，究其原因，是综合考虑经济性、工艺可行性和对问题的解决效果等方面的结果，大多数新型除霜控制方法不具备普遍适用性，且针对既有空气源热泵机组，其庞大的数量使其难以在工程现场逐一进行除霜控制逻辑的修改。经研究发现，新型TIT除霜控制方法是一种新型有效的基于风机电流的除霜控制方法，其除霜准确性和低成本的优势使其具有工程推广应用的价值。然而，如何克服工程现场不同安装条件和空间的限制，对既有空气源热泵机组进行除霜控制方法进行改造，是制约其推广应用的难题。
综上所述，亟待开发一种低成本、易于工程应用的除霜控制设备，用于提高既有空气源热泵机组的除霜准确性。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题：是针对既有空气源热泵机组，利用室外风机电流在结霜过程的变化规律监测霜层生长，同时设定盘管温度限值与运行时间控制并与传感器相结合，实现合理除霜控制、低成本、且易于实现的除霜控制器。
技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，包括控制器、电流互感器、温湿度传感器和单温传感器，所述电流互感器检测室外风机的电流，所述单温传感器检测热泵室外换热器温度，所述温湿度传感器检测环境温湿度，所述电流互感器、温湿度传感器和单温传感器连接控制器分别将室外风机的电流、室外换热器的温度和环境温湿度数据传输至控制器，所述控制器输出信号至热泵控制系统控制除霜。
作为优选，所述控制器包括信号输入端、信号处理端和信号输出端，所述信号输入端与电流互感器、温湿度传感器和单温传感器连接，热泵控制系统与信号输出端连接。
作为优选，所述信号输入端包括三个输入端子，分别与电流互感器、温湿度传感器和单温传感器连接。
作为优选，所述电流互感器一端连接室外风机，一端连接电源，且连接控制器的信号输入端将检测的室外风机的电流输入至控制器。
作为优选，电流互感器接风机电流火线(单相)测量风机电流。
作为优选，所述单温传感器紧贴于空气源热泵室外换热器盘管表面设置。
作为优选，所述控制器固定于空气源热泵机组的外部，温湿度传感器直接与控制器连接。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，风机电流可以灵敏地反映结霜程度；可以实时判断机组运行时所处的结霜工况，分工况进行除霜，提高机组运行能效，减少“误除霜”事故；操作简单、实现成本较低；可以提高机组的除霜准确性。
附图说明
图1是基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，包括控制器1、电流互感器2、温湿度传感器3和单温传感器4，控制器1包括信号输入端5、信号(电流、温度)处理端6和信号输出端7，信号输入端5包括三个输入端子，电流互感器2、温湿度传感器3和单温传感器4与信号输入端5的输入端子连接，分别用于实时采集风机电流、环境温湿度和盘管温度，控制器1的信号处理端6用所采集的信号(风机电流、环境温湿度和盘管温度及运行时间)带入控制器1内部除霜判断逻辑进行运算，同时记录机组运行时间；信号输出端7与热泵控制系统连接，用于输出除霜开始/停止信号至热泵控制系统。
电流互感器2接风机电流火线单相测量室外风机9的电流，电流互感器2一端连接室外风机8，一端连接电源，且连接控制器1的信号输入端5将检测的室外风机8的电流输入至控制器1。
单温传感器4紧贴于空气源热泵室外换热器9盘管表面设置。单温传感器4检测热泵室外换热器9温度，控制器1固定于空气源热泵机组的外部，温湿度传感器3直接与控制器1连接。
本实用新型的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器的工作原理：
按照以下步骤有效监测空气源热泵机组换热器表面结霜程度，根据结霜情况判断除霜时机，以提高空气源热泵机组的除霜准确性：
S1：在控制器1的信号处理端6中写入风机电流除霜控制逻辑程序，定义风机电流除霜控制相关参数，输入除霜控制阈值；
①风机初始电流I0：
I0＝min{累计制热运行时间3min时的风机电流，I00}单位：A
其中：I00为上一个周期的风机初始电流。将本次循环累计制热运行时间3min时的风机电流值与I00进行比较，选择最小值作为本次循环的电流初始值I0。
该设定的目的是为了防止机组因在上次循环除霜不净导致机组出现结冰现象，从而导致本次循环开始时初始电流I0因冰层的阻塞而超出正常范围，在计算风机电流增量和平均电流增长速率时引起误差，导致“误除霜”操作。
②累计制热运行时间t1：机组开始制热运行时，开始计时，除霜时，结束计时并清零；
③单次制热运行时间t2：机组开始制热运行时，开始计时，机组停止运行时，结束计时并清零；
④电流增量ΔI：
ΔI＝IF-I0(A)
⑤电流平均增长速率Iv：
⑥换热温差ΔT：
ΔT＝环境温度Ta-盘管温度Te(℃)
S2：将除霜控制器1固定于空气源热泵机组的外部，电流互感器2接风机电流火线(单相)测量风机电流，单温传感器4紧贴室外换热器9盘管，测量盘管温度，然后按照上述定义参数进行逻辑运算；同时控制器1的信号处理端6统计机组运行时间；
S3：控制器信号输入端5接收电流和温度信号后，在信号处理端6进行除霜逻辑运算，识别当前风机电流增量ΔI是否达到除霜阈值ΔIset，若达到则除霜控制器信号输出端7输出除霜开始信号；否则判断换热温差ΔT是否达到设定值ΔTset，除霜控制器信号输出端7输出除霜开始信号，否则机组继续运行；另外，当单次机组制热运行时机t2达到最长运行时间设定值t2-set时，除霜控制器信号输出端7输出除霜开始信号；
S4：除霜阶段，控制器1的信号处理端6接收到信号输入端5的单温传感器4的信号，当盘管温度达到设定值Te-set或除霜时间大于设定值tdf-set时，控制器1的信号输出端7发出除霜停止信号，机组开始制热运行。
控制器1的信号处理端采用现有的控制器，例如PLC控制器、单片机等，工作原理和程序采用现有技术的程序，并未对程序进行改进，原理和程序已在CN112539583A-基于最佳除霜控制点的空气源热泵风机电流除霜控制系统及方法中公开。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：包括控制器(1)、电流互感器(2)、温湿度传感器(3)和单温传感器(4)，所述电流互感器(2)检测室外风机(8)的电流，所述单温传感器(4)检测热泵室外换热器(9)温度，所述温湿度传感器(3)检测环境温湿度，所述电流互感器(2)、温湿度传感器(3)和单温传感器(4)连接控制器(1)分别将室外风机(8)的电流、室外换热器(9)的温度和环境温湿度数据传输至控制器(1)，所述控制器(1)输出信号至热泵控制系统控制除霜。
2.根据权利要求1所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：所述控制器(1)包括信号输入端(5)、信号处理端(6)和信号输出端(7)，所述信号输入端(5)与电流互感器(2)、温湿度传感器(3)和单温传感器(4)连接，热泵控制系统与信号输出端(7)连接。
3.根据权利要求2所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：所述信号输入端(5)包括三个输入端子，分别与电流互感器(2)、温湿度传感器(3)和单温传感器(4)连接。
4.根据权利要求1所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：所述电流互感器(2)一端连接室外风机(8)，一端连接电源，且连接控制器(1)的信号输入端(5)将检测的室外风机(8)的电流输入至控制器(1)。
5.根据权利要求1所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：电流互感器(2)接风机电流火线测量风机电流。
6.根据权利要求1所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：所述单温传感器(4)紧贴于空气源热泵室外换热器(9)盘管表面设置。
7.根据权利要求1所述的基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器，其特征在于：所述控制器(1)固定于空气源热泵机组的外部，温湿度传感器(3)直接与控制器(1)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121643855.8U CN215765645U (zh) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202121643855.8U CN215765645U (zh) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器 |
Publications (1)
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| CN215765645U true CN215765645U (zh) | 2022-02-08 |
Family
ID=80106036
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202121643855.8U Active CN215765645U (zh) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 一种基于风机电流、盘管温度和运行时间的除霜控制器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215765645U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116907140A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-20 | 北京工业大学 | 一种基于室外温度自动调整温差的热泵除霜启动控制方法 |
-
2021
- 2021-07-19 CN CN202121643855.8U patent/CN215765645U/zh active Active
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| CN116907140A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-20 | 北京工业大学 | 一种基于室外温度自动调整温差的热泵除霜启动控制方法 |
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