[发明专利]智能风冷热泵化霜控制方法

说明书

技术领域

本发明属于空调技术领域。具体地说是一种智能风冷热泵化霜控制方法。

背景技术

风冷热泵机组在冬季运行中，当室外换热器盘管温度低于露点温度时其表面产生冷凝水，冷凝水一旦低于0℃（根据地区大气压力值变化会有所不同）就结霜。如果换热器盘管表面因温度过低而结霜，势必降低热交换的效率。虽然结霜时冷凝水结成了冰，潜热的交换总量还是相等的，但结在盘管上的冰层不仅会减小换热面积，而且会降低可通过的风量。随着结霜的增厚，空气和盘管热交换效率，也就是空气和制冷剂热交换效率会越来越差。霜层还增加了空气通过翅片的阻力，改变了盘管的几何形状，最终降低了机组的风量。这是一个恶性循环，一旦盘管上结霜，换热面积减小，风量降低，而系统的蒸发在继续，所以需要的热交换只能靠降低蒸发温度来维持，而降低了蒸发温度，会进一步降低盘管表面温度，加大空气进出口之间温度值，最终增加了霜层的厚度，严重时导致盘管冻结，使机组无法运行。

理论研究和实验均表明，对换热器表面喷镀高疏水性镀层，降低其与水蒸气表面能，增大接触角，对抑制结霜是有效的。此外，为抑制结霜，可对流入换热器的湿空气进行净化处理，有条件时可增大风速，使气相中形成的冰晶或过冷水滴尽快通过换热器壁面；但这些措施还是不能完全解决换热器在低温环境下结霜带来的负面影响，还需要更好的方法来除去霜层。目前行业内常用的除霜方法不外乎电加热法、热气除霜法、换向法、热水除霜法几种。而换向法因其不需要增加任何辅助设备，只需在需要化霜时让四通换向法换向即可，而且化霜效果相对较好，因而受到行业内的推崇和普遍使用。

    根据有关文献摘录，结果发现除霜损失约占热泵总能耗损失的10.2%，而由于除霜控制方法问题，大约27%的除霜功能是在翅片表面结霜不严重，不需要除霜的情况下进入除霜循环的，目前常用的一些方法或多或少都存在一些问题，如发生多余的一些除霜动作，或需要除霜时不能及时发出信号等弊病存在。目前较广泛使用确定除霜时刻的方法有以下几种：第一类只简单控制时间；第二类以盘管出风温度作为控制指标；第三类以压差作为控制量；第四类以风机电流作为指标；第五类以盘管内制冷剂流速来判断；第六类以室外室外换热器盘管温度及压缩机运行时间作为判断标准。从节能原则、不同地区气候条件的差异性、机组成本以及其他因素考虑只有第六类方法比较成熟且易被业内接受而被普遍使用。而这类方法由于受压缩机运行时间和室外换热器盘管温度的双向限制仍会出现机组不该除霜而进入除霜，需要除霜反而推迟进入除霜；如在空气含湿量很大的环境中，当换热器表面霜层很厚，已严重影响风量及换热效果，急需要化霜时，但压缩机运行时间没有到设定时间，机组仍在较低的蒸发温度下运行，不仅影响了机组制热效果且能耗很大；又如在低温环境，空气含湿量比较小的情况下，即使换热器表面不结霜，当压缩机运行时间到了也必须进入化霜周期，所以大大缩减了机组正常制热运行时间，能耗增加，制热效果受到影响。

发明内容

本发明提供一种智能风冷热泵化霜控制方法，根据热泵机组的运行原理，制定化霜条件和控制方法，延长机组冬季制热运行时间，减少除霜次数和除霜损失，而且使机组性能和可靠性得到提高。

热泵机组的运行原理是：在压缩机制热运行的初始阶段，热泵系统还不稳定，室外盘管温度尚是一个逐步降低的过程，外环境温度与室外盘管温度之差也在逐步变大，而当机组运行稳定后、室外盘管没有结霜的情况下，室外环境温度与室外盘管温度之间将会保持一个相对稳定的温度差值，即使是室外环境温度由于气候的原因发生改变，室外盘管温度也会随着室外环境温度的升高或降低也相应升高或降低，它们之间的温度差值不会发生大的变化，只有在盘管表面结霜并达到一定厚度导致盘管换热效果变差，室外盘管温度才会进一步降低，室外环境温度与室外盘管温度之间的温度差值才会再有较大的变化，并将随着盘管表面霜层厚度的增加将逐渐变大。