[发明专利]一种空气能热水器智能除霜装置及方法

权利要求书

1.一种空气能热水器智能除霜方法，其特征在于，应用于空气能热水器智能除霜装置，空气能热水器智能除霜装置包括振动除霜单元和冷媒回路切换单元，其中：

所述冷媒回路切换单元包括蒸发器、四通阀、气液分离器、压缩机、热交换器、储液罐、膨胀阀和过滤器，其中：所述四通阀、气液分离器和压缩机依次连接形成闭合回路，所述四通阀、热交换器、储液罐、膨胀阀、过滤器和蒸发器依次连接形成闭合回路；

所述振动除霜单元包括多个固定在蒸发器的铜管上的电振动器；

除霜方法，包括以下步骤：

S1：结霜程度的检测：对需要检测的所述压缩机的功率和冷媒高压气体压力进行采样，并通过气体压力值的比值系数的减小程度来判定空气能热水器蒸发器结霜程度；

S2：控制执行除霜：通过获取所述S1给出的结霜程度，在判定为结霜时包括以下步骤执行除霜：

S2.1：振动除霜：驱动所述电振动器对所述蒸发器的铜管施加振动，使附着在所述铜管上的冰霜因受到巨大振动而破碎，加速除霜过程；

S2.2：切换冷媒回路工作模式：所述四通阀切换工作模态实现冷媒从热交换器中吸收水的热能，在所述蒸发器的铜管上释放热量，产生的热量迅速被附着在所述铜管上的已经破碎的冰霜吸收，吸热之后的破碎冰霜会加速融化；

所述S1中的结霜程度的检测方法包括以下步骤：

（1）通过天气信息获取当天环境温度T_amb、环境相对湿度H_amb，确定空气能热水器当前处于结霜运行边界范围；

（2）以此时刻开始每隔△T时间执行一次结霜程度预测算法，并且每次结霜预测算法执行时均需对压缩机的功率和冷媒高压气体压力采样并得到n个数据，采样周期为T_s；

（3）采样压缩机的功率和冷媒高压气体压力的n个数据，分别记为：和,计算所述压缩机功率为时，正常未结霜工作情况下的冷媒高压气体压力，得到与在正常未结霜工作情况下的关系；

（4）计算比值，满足：，获取数组的最小值和最大值：和，求取等间隔量，并建立数组，其中：，，以为自变量离散数值，为应变量离散数值，使用插值算法，获得对应的序列；

（5）基于一次累加方式，对序列生成新序列，满足：，其中k=0,1，…，n，在此基础上，基于灰色预测模型，建立微分方程，求解待估参数向量和上述微分方程，进而得到预测模型；

（6）对预测序列进行还原，得到还原序列的预测模型为：，定义关联度为：；

（7）判断是否满足，其中=0.95，如果是，进入步骤（8）；否则，返回所述步骤（2）；

（8）判断是否满足，如果是，则空气能热水器处于结霜运行，进入步骤（9）；否则，进入所述步骤（2）；

（9）求解结霜程度，进而得出空气能热水器结霜程度。

2.根据权利要求1所述的空气能热水器智能除霜方法，其特征在于：所述S2中的控制执行除霜工作包括以下步骤：

（1）调用结霜程度预测算法子程序，并判断是否结霜，如果是，进入步骤（2）；否则，程序退出；

（2）获取所述结霜程度，依据和，计算出结霜程度为时所述振动器所需产生振幅和频率；依据，计算所述振动器产生振幅和频率时驱动电源输出电流向量；

（3）控制所述四通阀由制热模式切换到除霜模式，并依据除霜模式下所述压缩机的功率与结霜程度之间的数学关系，获得所述压缩机的运行功率设定值，实现快速可靠除霜；

（4）将和分别作为所述振动器的控制电源输出电流和所述压缩机的运行功率设定值，并对所述振动器和所述压缩机进行控制；

（5）驱动所述振动除霜单元、四通阀与压缩机进行除霜工作；

（6）程序退出。

3.根据权利要求1所述的空气能热水器智能除霜方法，其特征在于：所述四通阀在制热模式时，冷媒从室外蒸发器处吸收空气中的热能，在所述热交换器处释放热量，对水加热。