[发明专利]一种基于霜层厚度的除霜探测器及除霜控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于霜层厚度的除霜探测器及除霜控制方法，属于空气源热泵控制领域。

背景技术

现有对空气源热泵的除霜控制策略分为两种：间接法和直接法。现有除霜方法大多为间接法，主要包括以下几种：

1、定时控制法、时间温度法。该类方法除霜时间设定为定值，不能兼顾环境温度高低和湿度的变化，不能准确的把握除霜切入点，容易产生误操作，而且这种方法对温度传感器的安装位置较敏感。常见的中部位置安装，易造成结霜结束的判断不准确，除霜不净。

2、自修正除霜控制法。虽然能够根据结构参数和运行环境等，结合除霜效果对盘管温度与室外温度的最大差值Δt修正。但是这种除霜方法涉及因素多，检测自控复杂，Δt修正实际操作困难。

3、空气压差除霜控制法。通过检测蒸发器两侧的空气压差，确定是否需要除霜。这种方法可实现根据需要除霜，但在蒸发器表面有异物、严重积灰或室外机使用变速风机时，会出现误操作。

4、最大平均供热量法、最佳除霜时间控制法、最大周期供热系数法。该类方法理论上很漂亮，但实际操作时，某些参数很难准确全面的获得，实际应用有困难。

5、模糊智能控制除霜法。这种控制方法的关键在于怎样得到合适的模糊控

制规则和采用什么样的标准对控制规则进行修改，根据一般经验得到的控制规则有局限性和片面性。若根据实验制定控制规则又存在工作量太大的问题。

6、室内、室外双传感器除霜法。室外双传感器除霜法通过检测室外环境温度和蒸发器盘管温度及两者之差作为除霜判断依据，该方法未考虑湿度的影响，除霜判断不准确；室内双传感器除霜法通过检测室内环境温度和冷凝器盘管温度及两者之差作为除霜判断依据，该方法在室内负荷出现波动时易出现误操作，而且在除霜结束的判断中，依然采用时间法，致使除霜结束的判断不准确。

7、光电、电容传感器法。蒸发器的结霜情况可由光电或电容探测器直接检测，这种方法原理简单，但涉及高增益信号放大器及昂贵的传感器，作为实验方法可行，实际应用经济性较差。光电传感器的敏感元件长期受室外换热器剧烈温度波动的影响，性能降低，且长时间暴露在室外光路易受污染，可靠性降低。

上述间接法是指根据结霜引起系统参数的变化来判断除霜的启动和停止，热泵系统因为各部件的耦合性高，影响参数多，在没有结霜的情况下，环境或系统参数的变化也有可能对系统产生跟结霜相同的影响，因此间接法很难避免误除霜。间接法除霜判断不准确；理论漂亮但实际应用困难；成本太高，致使难以推广；某些敏感元件易受室外环境影响，长期使用可靠性降低。

直接法是指直接测量霜层厚度并以此为依据来判断除霜的启动和停止。该方法不受室内外环境参数及系统参数的影响，准确性高，但是目前的方法成本比较高，体积较大，不便于在密集的翅片缝隙里安装，且传感器的敏感元件易受室外温度波动的影响，长期使用可靠性低。因此开发一种结构简单，体积小，成本低廉，对室外环境不敏感的直接测量霜层厚度的方法是解决除霜控制的有效途径。

发明内容

本发明目的是为了解决现有对空气源热泵的除霜采有间接法存在的除霜判断不准确；理论漂亮但实际应用困难；成本太高，致使难以推广；某些敏感元件易受室外环境影响，长期使用可靠性降低等一系列问题；采用直接法存在成本比较高、体积较大、不便于安装的问题，提供了一种基于霜层厚度的除霜探测器及除霜控制方法。

本发明所述一种基于霜层厚度的除霜探测器，它包括加热电阻、保温塑料本体、温度传感器、第一电极对A-A’、第二电极对B-B’、电源、除霜探测器启动开关、除霜启动开关、间歇开关、除霜启动电阻和除霜判定完成电阻，加热电阻的外表面涂有绝缘层，第一电极对A-A’分别设置在加热电阻的左右端面上，加热电阻和第二电极对B-B’都位于保温塑料本体的一个侧面外，并与其机械连接，加热电阻设置在该侧面的顶端，第二电极对B-B’设置在该侧面的底部，

加热电阻和第二电极对B-B’之间的设置温度传感器，温度传感器用于获取室外空气温度和结霜时的霜层温度，

电源、除霜探测器启动开关、除霜启动开关、间歇开关、除霜启动电阻和除霜判定完成电阻设置在保温塑料本体内，

电源的负极与除霜探测器启动开关的一端相连，除霜探测器启动开关的另一端与间歇开关的一端相连，间歇开关的另一端与加热电阻的一端相连，加热电阻的另一端与电源的正极相连；

除霜探测器启动开关的另一端还与除霜启动电阻的一端相连，除霜启动电阻的另一端与第一电极对A-A’的一个电极相连，第一电极对A-A’的另一个电极与电源的正极相连；