[发明专利]一种光电转换除霜控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电转换除霜控制方法，具体地说，是针对空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置，利用光电转换技术实现除霜控制的方法。

背景技术

结霜是影响空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置运行效率的关键问题。霜层的存在与生长，增加了空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置换热器的传热热阻，降低了传热系数，增大了空气流动阻力，必须对其进行除霜控制。现有的除霜控制方法包括：1)定时除霜方法；2)换热器表面温度-时间除霜控制方法；3)压力-温度除霜控制方法；4)换热器表面温度变化率除霜控制方法；5)换热器表面与空气温差除霜控制方法；6)人工智能除霜控制方法。以上除霜控制方法，通过测量影响结霜过程的变量，如温度、压力、时间等，作为除霜控制的判据，而并非通过直接测量霜层的存在与高度，作为除霜控制的判据。因此，空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置在实际运行过程中，经常出现“无霜除霜”和“有霜不除”的“误除霜”事故。“误除霜”导致的后果不仅表现在能源浪费、供热不足以及室内热舒适性降低等方面，严重时还会出现高压侧压力超过系统高压保护值，压缩机功率急剧上升，造成压缩机烧毁的恶性事故。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种利用光电转换原理的空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置除霜控制方法，该方法直接以霜层高度作为除霜控制判据，可有效控制空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置的除霜操作，并可避免以上设备“误除霜”事故的出现。

为解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种光电转换除霜控制系统，将包括发射器和接收器的光电传感器布置于拟除霜的制冷装置的换热器表面两侧，发射器与接收器放置于同一直线位置，以保证发射器发出的信号能够完全由接收器接收，电流源与发射器相连，并为发射器输入电流，接收器接收到的发射器发出的光信号并将其转换成电压信号，电压信号采集仪与接收器相连接，并接收由其转换后的电压信号，除霜控制器根据电压信号采集仪获得的电压信号启动或者停止除霜操作。

本发明提供的一种光电转换除霜控制方法，包括如下步骤：

1)利用电流源向发射器输入5mA～20mA的电流，使发射器产生并发射光信号；

2)光信号穿过霜层，被接收器接收到，并接收器被转换成0.0V～9.0V的电压信号；

3)电压信号采集仪采集由接收器转换后的电压信号；

4)除霜控制器根据电压信号采集仪获得的电压信号，判断霜层的厚度，进而决定启动或者停止除霜操作。

在上述步骤4)中所述的判断启动或者停止除霜操作的方法具体包括：

a)当发射器(1)的输入电流为5mA～20mA，且电压信号采集仪(5)获得的电压信号为8.0V～9.0V时，除霜控制器(6)启动除霜操作；

b)当发射器(1)的输入电流为5mA～20mA，且电压信号采集仪(5)获得的电压信号为0.0V～6.5V时，除霜控制器(6)停止除霜操作。

本发明的有益效果是：(1)可有效控制空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置的除霜操作；(2)可避免空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置“误除霜”事故的发生；(3)输出电压信号“0-1”特性灵敏、可重复性强；(4)操作简单、适用性较强。

以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1是本发明光电转换除霜控制方法的技术原理图；

图中，1-光电传感器发射器、2-光电传感器接收器、3-空气源热泵、热泵型房间空调器换热器、4-电流源、5-电压信号采集仪、6-除霜控制器。

具体实施方式

图1中，将包括发射器1和接收器2的光电传感器布置于空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置的换热器3表面的霜层两侧，发射器1与接收器2放置于同一直线位置，以保证发射器1发出的信号能够完全由接收器2接收，电流源4向光电传感器中的发射器1输入电流后，发射器1将发射光信号至接收器2，接收器2将接收到的光信号转换成的电压信号，该电压信号通过电压信号采集仪5采集并输出至除霜控制器6，除霜控制器6根据电压信号强度，判断除霜与否。

当光电传感器中的发射器1输入5mA时，在无霜情况下，接收器2的输出电压信号为6.5V；当光电传感器中的发射器1与接收器2之间完全被霜层覆盖，接收器2的输出电压信号为9.0V，除霜控制器6可根据9.0V电压强度，判断除霜开始，根据6.5V电压强度，判断除霜结束或无需除霜。