[发明专利]一种基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围内时，获取压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率，利用隶属度函数对压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率进行模糊化，再将模糊化的压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率作为模糊规则的输入，完成模糊推理，最后通过解模糊化运算得到准确的结霜程度参数值。本发明可以精准判断机组结霜故障及程度，避免单个条件，简单判断方法导致的误判及失效，为空气能热水器除霜运行工况提供可靠参数。

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，特别涉及一种基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法。

背景技术

空气能热水器因其具有高效、节能、环保的优势，广泛应用于家庭、企事业单位及小区楼栋的热水供应及冬季室内取暖。然而，在冬季使用过程中，由于室外温度较低，蒸发器换热装置铜管经常会结霜。一方面，结霜导致蒸发器换热效能急剧下降；另一方面，压缩机在温控调节器的控制下长时间处于满载甚至过载运行，效率、寿命及可靠性大大降低。目前，家用空气源热泵热水系统结霜判定主要是通过采集相对湿度变化和水温发生变化数据进行简单比较判定，导致结霜判定准确度偏低，甚至发生误判。因而，如何在低温、相对湿度高的环境下准确、可靠的判定结霜程度，为空气能热水器除霜操作提供准确数据，成为空气源热泵热水器行业共同的难题，也是关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法。本发明可以精准判断机组结霜故障及程度，避免单个条件，简单判断方法导致的误判及失效，为空气能热水器除霜运行工况提供可靠参数。

本发明的技术方案：一种基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围内时，获取压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率，利用隶属度函数对压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率进行模糊化，再将模糊化的压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率作为模糊规则的输入，完成模糊推理，最后通过解模糊化运算得到准确的结霜程度参数值。

上述的基于模糊算法的空气能热水器结霜程度判定方法，所述压缩机吸热效能偏离度和相对湿度变化率的获取过程是在一个采样周期ΔT内分别获取压缩机的出风口处温度出风口处相对湿度风扇运行转速n_fan、风扇截面积S_fan和压缩机功率P_comp；

根据风扇运行转速n_fan和风扇截面积S_fan计算风扇出口的空气流量：

根据空气密度ρ(T_amb,H_amb)和空气流量计算风扇出口的空气质量：

m_air＝ρ(T_amb,H_amb)×Q_air；

根据空气比热容C(T_amb,H_amb)、空气质量m_air、当天环境温度T_amb和出风口处温度计算空气热量交换量：

以及平均热交换量：

根据压缩机的功率P_comp计算压缩机的平均功率：

根据平均热交换量和压缩机的平均功率计算压缩机平均吸热效能：

根据压缩机平均吸热效能计算压缩机吸热效能偏离度：

式中：为正常运行吸热效能的临界最小值；