[发明专利]一种空气源热泵除霜控制点实验室测定系统及方法

说明书

一种空气源热泵除霜控制点实验室测定系统及方法，属于空气源热泵除霜技术领域。前提是需要依据空气源热泵机组的基本信息对机组最佳除霜控制点的时刻所在区间进行预估，基本信息包括机组容量大小、内部系统形式特点、结除霜名义工况性能等。之后以机组实际应用地域的典型气象参数分别确定3个或以上的典型结霜，此处可依据取温湿度均值的方法进行确定。使机组除霜控制系统能够依据可靠的除霜控制参数有效准确控制除霜操作，解决现有空气源热泵除霜控制方法实际应用时出现的“误除霜”问题，保证机组高效运行。

技术领域

本发明属于空气源热泵除霜技术领域，具体的说，涉及一种基于最佳除霜控制点理论的空气源热泵除霜控制点实验室测定系统及方法。

背景技术

空气源热泵机组冬季制热运行时，在一定的湿度条件下若室外换热器盘管温度过低会出现结霜现象。随着换热器表面霜层的生长累积，空气流过翅片管的阻力加大，流量减少，传热热阻增加，造成机组的制热性能衰减，严重时会导致机组停机，影响用户体验。因此周期性的除霜操作必不可少。

现有除霜控制方法按照除霜判断依据的不同，大致可分为三类：一是基于“间接测量”思想判断结霜程度的方法，如温度-时间除霜控制法、温度-湿度-时间除霜控制法、空气压差除霜控制法、风机电流除霜控制法等；二是基于“直接测量”思想监测霜层厚度的方法，如光-电耦合技术测量霜层厚度、显微成像技术观测霜层厚度、千分尺技术测量霜层厚度等；三是基于“人工智能”思想智能判断结霜程度的方法，如模糊智能除霜控制技术、综合结霜指数(FI)判断的除霜控制技术、模糊自修正除霜控制技术等。

在工程应用中，空气源热泵的高效除霜控制不仅需要可靠准确的结霜监测方法，还应注重对科学合理的除霜控制点进行选取。以上各类除霜控制方法均通过不同技术手段实现了对换热器霜层生长的监测，但采用的除霜控制点多为依靠经验确定，导致除霜控制的准确性偏低。针对于此，有学者提出了“最佳除霜控制点”理论，并基于大量实际测试建立预测模型为除霜控制点的确定提供了方法。然而在机组除霜控制系统的实际开发中，受到研发成本与研发周期的限制，进行多工况测试并建立预测模型的可行性是比较小的。由此可见，将最佳除霜控制点理论加以简化，提出一种简便实用的除霜控制点实验室测定方法是高效除霜控制方法开发的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于最佳除霜控制点理论的空气源热泵除霜控制点实验室测定系统及方法，使机组除霜控制系统能够依据可靠的除霜控制参数有效准确控制除霜操作，解决现有空气源热泵除霜控制方法实际应用时出现的“误除霜”问题，保证机组高效运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于最佳除霜控制点理论的空气源热泵除霜控制点实验室测定系统，包括人工环境实验室、空气源热泵机组、实时数据监控记录平台以及相关的各个测试传感器。上述人工环境室需为空气源热泵机组提供稳定的温湿度运行工况，保证机组室外换热器所处工况基本恒定在可接受范围；上述实时数据监控记录平台与各个测试传感器相连，对传输得到的数据进行实时读取与记录；上述测试传感器安装于空气源热泵机组各个位置进行参数检测，主要包括：机组冷凝器进/出水温度T_in/T_out(若为空气源热泵热风机，则为冷凝器进/出风口空气温度)、冷凝器循环水流量Q(若为空气源热泵热风机，则为冷凝器循环空气流量即风量)以及机组耗电功率P。

本发明提供的一种基于最佳除霜控制点理论的空气源热泵除霜控制点实验室测定方法，前提是需要依据空气源热泵机组的基本信息对机组最佳除霜控制点的时刻所在区间进行预估，基本信息包括机组容量大小、内部系统形式特点、结除霜名义工况性能等。之后以机组实际应用地域的典型气象参数分别确定3个或以上的典型结霜，此处可依据取温湿度均值的方法进行确定。

对机组最佳除霜控制点所在时刻的区间进行预估，应得出结霜开始影响制热性能的时刻以及结霜严重影响制热甚至发生硬件故障的时刻，分别定义为Time1和Time2。以对选取3个典型室外环境工况Case1、Case2、Case3进行最佳除霜控制点的实验室测试为例进行说明，其中工况Case1、Case2、Case3具体信息如下：