[发明专利]空气源热泵或风冷冷热水机组的化霜控制系统和控制方法

说明书

本发明提供一种空气源热泵或风冷冷热水机组的化霜控制系统和控制方法，所述控制系统包括温度传感器、空气湿度传感器以及控制模块，所述控制模块根据温度传感器和空气湿度传感器分别传来的温度值和相对湿度值输出控制信号，当环境温度为T℃，相对湿度为H％，T+H≥45时，所述控制模块输出控制信号启动化霜功能，经大量实验归纳得到化霜周期公式t＝[A/(T+H)]ⁿ，A值和n值可依据机组结霜难易特性进行设定。化霜周期随环境温度与湿度动态调整，使进入化霜时机更切合结霜情况，减少现有机型大量出现的无霜化霜或有霜不除，保障机组安全高效运行。

技术领域

本发明属于空调热泵技术领域，具体涉及一种以环境温度和湿度因素作为控制条件的空气源热泵和风冷冷热水机组化霜控制技术。

背景技术

空气源热泵在热水、采暖及烘干领域获得越来越广泛的应用，但目前普遍采用的化霜控制方式仍是定时化霜。当环境温度及盘管温度低于设定温度时，机组运行到设定的时间(通常为45分钟)后，进入化霜运行，高温高压冷媒进入空气侧翅片换热器盘管，融化盘管外壁及翅片上的霜，待霜融化完，盘管温度升至设定温度(通常18℃左右)时，退出除霜。这就是目前普遍采用的以环境温度及盘管温度为条件的定时化霜方式。

采用上述化霜方式的空气源热泵或风冷冷热水机组在湿度较高的天气会出现化霜不及时导致机组不能制热及停机的故障，在湿度较低的天气又频繁出现没有霜却化霜、白消耗能源的现象。据对实际运行机组观测统计，这两种误除霜占总除霜次数之比高达70％，在北方大量表现为无霜除霜、浪费能源，在南方大量表现为有霜不除、制热失效。

出现上述两种现象的原因在于：结霜既与空气温度相关，也与空气湿度相关，冬天空气湿度的波动也比较大，雨雪天相对湿度很高，无雨雪吹北风的天气相对湿度很低，两者结霜周期可相差数倍。只考虑空气温度、不考虑空气湿度的化霜控制方式必定不能满足热泵机组在不同温湿度环境下稳定可靠又高效运行的要求。

有的解决方案提出用直接检测霜层厚度来确定进入化霜的时机，但这种方式价格昂贵且难以实现；还有一些解决方案是检测结霜后机组一些参数变化作为判定依据，如风机电流变化、室外换热器进出风压的变化、蒸发温度或盘管温度的变化、冷媒压力的变化等，但这些变量可能由多种因素引起，也不精确，易引起误操作。

随着空气源热泵采暖在北方的推广应用，迫切需要一种经济实用的化霜控制方式。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种以环境温度和相对湿度作为控制条件的空气源热泵和风冷冷热水机组化霜控制系统和控制方法，使化霜周期随环境温湿度动态调整，使进入化霜时机更切合结霜情况，减少现有机型大量出现的无霜化霜或有霜不除，保障机组安全高效运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空气源热泵或风冷冷热水机组的化霜控制系统，其包括温度传感器、空气湿度传感器以及控制器，所述温度传感器和空气湿度传感器分别与所述控制器信号连接；所述温度传感器用于检测环境空气温度T，并将该温度信息发送给所述控制器；所述空气湿度传感器用于检测环境的相对湿度H％，并将该相对湿度信息发送给所述控制器；所述控制器根据所述温度信息和相对湿度信息计算化霜周期时间，并输出控制信号，以控制所述空气源热泵机组或风冷冷热水机组进入化霜模式。

所述控制器具体用于：根据所述温度信息T和相对湿度信息H％，以及化霜周期t的计算公式：t＝[A/(T+H)]ⁿ，计算出化霜周期，到达需要化霜的时间点后，输出化霜控制信号，从而控制所述空气源热泵机组或风冷冷热水机组进入化霜模式，该公式中，A值和n值可依据空气源热泵机组或风冷冷热水机组的空气侧翅片换热器的结霜难易特性进行设定，也可以依据实测的典型工况的t、T、H值算得A及n值。

A值和n值与机型本身冷媒系统设计、翅片换热器及风机设计相关，一旦设定后，机组化霜周期t就取决于环境空气的T+H值。