[發明專利]空氣源熱泵或風冷冷熱水機組的化霜控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201710140391.0
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106931693B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 段明新
• 申請（專利權）人: 中山市愛美泰電器有限公司;廣東熱立方熱泵系統有限公司
• 主分類號: F25B47/00
• 分類號: F25B47/00;F25B49/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

本發明提供一種空氣源熱泵或風冷冷熱水機組的化霜控制系統和控制方法，所述控制系統包括溫度傳感器、空氣濕度傳感器以及控制模塊，所述控制模塊根據溫度傳感器和空氣濕度傳感器分別傳來的溫度值和相對濕度值輸出控制信號，當環境溫度為T℃，相對濕度為H％，T+H≥45時，所述控制模塊輸出控制信號啟動化霜功能，經大量實驗歸納得到化霜周期公式t＝[A/(T+H)]ⁿ，A值和n值可依據機組結霜難易特性進行設定。化霜周期隨環境溫度與濕度動態調整，使進入化霜時機更切合結霜情況，減少現有機型大量出現的無霜化霜或有霜不除，保障機組安全高效運行。

技術領域

本發明屬于空調熱泵技術領域，具體涉及一種以環境溫度和濕度因素作為控制條件的空氣源熱泵和風冷冷熱水機組化霜控制技術。

背景技術

空氣源熱泵在熱水、采暖及烘干領域獲得越來越廣泛的應用，但目前普遍采用的化霜控制方式仍是定時化霜。當環境溫度及盤管溫度低于設定溫度時，機組運行到設定的時間(通常為45分鐘)后，進入化霜運行，高溫高壓冷媒進入空氣側翅片換熱器盤管，融化盤管外壁及翅片上的霜，待霜融化完，盤管溫度升至設定溫度(通常18℃左右)時，退出除霜。這就是目前普遍采用的以環境溫度及盤管溫度為條件的定時化霜方式。

采用上述化霜方式的空氣源熱泵或風冷冷熱水機組在濕度較高的天氣會出現化霜不及時導致機組不能制熱及停機的故障，在濕度較低的天氣又頻繁出現沒有霜卻化霜、白消耗能源的現象。據對實際運行機組觀測統計，這兩種誤除霜占總除霜次數之比高達70％，在北方大量表現為無霜除霜、浪費能源，在南方大量表現為有霜不除、制熱失效。

出現上述兩種現象的原因在于：結霜既與空氣溫度相關，也與空氣濕度相關，冬天空氣濕度的波動也比較大，雨雪天相對濕度很高，無雨雪吹北風的天氣相對濕度很低，兩者結霜周期可相差數倍。只考慮空氣溫度、不考慮空氣濕度的化霜控制方式必定不能滿足熱泵機組在不同溫濕度環境下穩定可靠又高效運行的要求。

有的解決方案提出用直接檢測霜層厚度來確定進入化霜的時機，但這種方式價格昂貴且難以實現；還有一些解決方案是檢測結霜后機組一些參數變化作為判定依據，如風機電流變化、室外換熱器進出風壓的變化、蒸發溫度或盤管溫度的變化、冷媒壓力的變化等，但這些變量可能由多種因素引起，也不精確，易引起誤操作。

隨著空氣源熱泵采暖在北方的推廣應用，迫切需要一種經濟實用的化霜控制方式。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，提供一種以環境溫度和相對濕度作為控制條件的空氣源熱泵和風冷冷熱水機組化霜控制系統和控制方法，使化霜周期隨環境溫濕度動態調整，使進入化霜時機更切合結霜情況，減少現有機型大量出現的無霜化霜或有霜不除，保障機組安全高效運行。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種空氣源熱泵或風冷冷熱水機組的化霜控制系統，其包括溫度傳感器、空氣濕度傳感器以及控制器，所述溫度傳感器和空氣濕度傳感器分別與所述控制器信號連接；所述溫度傳感器用于檢測環境空氣溫度T，并將該溫度信息發送給所述控制器；所述空氣濕度傳感器用于檢測環境的相對濕度H％，并將該相對濕度信息發送給所述控制器；所述控制器根據所述溫度信息和相對濕度信息計算化霜周期時間，并輸出控制信號，以控制所述空氣源熱泵機組或風冷冷熱水機組進入化霜模式。

所述控制器具體用于：根據所述溫度信息T和相對濕度信息H％，以及化霜周期t的計算公式：t＝[A/(T+H)]ⁿ，計算出化霜周期，到達需要化霜的時間點后，輸出化霜控制信號，從而控制所述空氣源熱泵機組或風冷冷熱水機組進入化霜模式，該公式中，A值和n值可依據空氣源熱泵機組或風冷冷熱水機組的空氣側翅片換熱器的結霜難易特性進行設定，也可以依據實測的典型工況的t、T、H值算得A及n值。

A值和n值與機型本身冷媒系統設計、翅片換熱器及風機設計相關，一旦設定后，機組化霜周期t就取決于環境空氣的T+H值。