[發明專利]一種空氣能熱水器智能除霜裝置及方法

有效

• 申請號: 202210191043.7
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114279110B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 趙波;黃友正;宋洋洋
• 申請（專利權）人: 浙江乾豐智能科技有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B47/00;F25B47/02;F25B49/02
• 代理公司: 杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 余冬

本發明公開了一種空氣能熱水器智能除霜裝置及方法，除霜裝置包括振動除霜單元和冷媒回路切換單元，其中：所述冷媒回路切換單元包括蒸發器、四通閥、氣液分離器、壓縮機、熱交換器、儲液罐、膨脹閥和過濾器，其中：所述四通閥、氣液分離器和壓縮機連接形成閉合回路，所述四通閥、熱交換器、儲液罐、膨脹閥、過濾器和蒸發器連接形成閉合回路；除霜方法包括以下步驟：結霜程度的檢測；控制執行除霜。本發明可以加速除霜過程，保證空氣能熱水器的效能和用戶使用舒適度，還防止空氣能熱水器在結霜狀態下長時間使用而縮短使用壽命以及可靠性降低的問題出現。

技術領域

本發明涉及空氣能熱泵領域，特別涉及一種空氣能熱水器智能除霜裝置及方法。

背景技術

空氣能熱水器因其具有高效、節能、環保的優勢，廣泛應用于家庭、企事業單位及小區樓棟的熱水供應及冬季室內取暖。然而，在冬季使用過程中，由于室外溫度較低，蒸發器換熱裝置銅管會結霜。

結霜是空氣能熱水器面臨的一個嚴重問題，一方面，結霜不僅影響空氣能熱水器的效能和用戶使用舒適度；另一方面，空氣能熱水器在結霜狀態長時間運行會導致壽命及可靠性大大降低。

所以，快速、可靠地對空氣能熱水器進行除霜有利于提高熱水器的制熱量和效率，確保系統穩定運行。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種空氣能熱水器智能除霜裝置及方法。本發明具有除霜速度快、效果好、能耗低和水溫下降幅度小的特點。

本發明的技術方案：一種空氣能熱水器智能除霜裝置，包括振動除霜單元和冷媒回路切換單元，其中：

所述冷媒回路切換單元包括蒸發器、四通閥、氣液分離器、壓縮機、熱交換器、儲液罐、膨脹閥和過濾器，其中：所述四通閥、氣液分離器和壓縮機連接形成閉合回路，所述四通閥、熱交換器、儲液罐、膨脹閥、過濾器和蒸發器連接形成閉合回路；

所述振動除霜單元包括多個規定在蒸發器的銅管上的電振動器。

一種智能除霜方法，應用于前述的空氣能熱水器智能除霜裝置，包括以下步驟：

S1：結霜程度的檢測，對需要檢測的所述壓縮機的功率和冷媒高壓氣體壓力進行采樣，并通過氣體壓力值的比值系數的減小程度來判定空氣能熱水器蒸發器結霜程度；

S2：控制執行除霜，通過獲取所述S1給出的結霜程度，在判定為結霜時包括以下步驟執行除霜：

S2.1：振動除霜：驅動所述電振動器對所述蒸發器的銅管施加振動，使附著在所述銅管上的冰霜因受到巨大振動而破碎，加速除霜過程；

S2.2：切換冷媒回路工作模式：所述四通閥切換工作模態實現冷媒從熱交換器中吸收水的熱能，在所述蒸發器的銅管上釋放熱量，產生的熱量迅速被附著在所述銅管上的已經破碎的冰霜吸收，吸熱之后的破碎冰霜會加速融化。

前述的智能除霜方法中，所述S1中的結霜程度的檢測方法包括以下步驟：

（1）通過天氣信息獲取當天環境溫度T_amb、環境相對濕度H_amb，確定空氣能熱水器當前處于結霜運行邊界范圍；

（2）以此時刻開始每隔△T時間執行一次結霜程度預測算法，并且每次結霜預測算法執行時均需對壓縮機的功率和冷媒高壓氣體壓力（壓縮機的出口壓力）采樣并得到n個數據，采樣周期為T_s；

（3）采樣壓縮機的功率和冷媒高壓氣體壓力的n個數據，分別記為：和,計算所述壓縮機功率為時，正常未結霜工作情況下的冷媒高壓氣體壓力，得到與在正常未結霜工作情況下的關系；

（4）計算比值，滿足：，獲取數組的最小值和最大值：和，求取等間隔量，并建立數組，其中：，，以為自變量離散數值，為應變量離散數值，使用插值算法，獲得對應的序列；