CN102853502A - 一种热泵空调机组的化霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种热泵空调机组的化霜控制方法。根据热泵空调运行的室外环境温度T4进行分区域除霜，在不同的温度区域之内采取不同的除霜控制模式。本发明将热泵机组运行初始时室外环境温度T4化分为N个区域，每个区域采取不同的除霜控制方法,每次开机制热时控制器对空调器分区域除霜次数进行计数，当计数满足n次时，采用特别除霜模式，特别除霜模式进入条件与分区域除霜模式相同，退出条件按不同控制规则动作。本发明实现快速除霜、除霜时室内温度波动小，制热量大、持续制热等优点，同时又避免热气旁通除霜在超低温下除霜久、除霜不干净的缺点，大大提高了用户使用的舒适性。

Description

一种热泵空调机组的化霜控制方法

技术领域

本发明是一种热泵空调机组的化霜控制方法，属于热泵空调机组的化霜控制方法的改造技术。

背景技术

热泵空调器在制热运行时中，制冷剂通过室外换热器与室外空气发生热交换，从室外空气吸收热量而蒸发，压缩机压缩低温低压的制冷剂成高温高压的制冷剂蒸气，进入室内热交换器放热；通过室内热交换器放出热量来加热室内空气，使人们享受比较舒适的环境。

由于室外热交换器从室外空气中吸收热量，室外热交换器周围温度较低，空气中的水蒸气会凝结成霜附着在室外热交换器表面，影响了室外热交换器的换热能力，装置的制热能力下降，影响人们的舒适性。

为了解决空调器除霜问题，目前空调器多数采用四通阀换向控制，除霜时四通阀换向，室外热交换器放热，室内热交换器吸热，空调器运行制冷循环，室内停止制热，增加人们的不适；除霜过程中由于室外热交换器底部的霜较难除净，在上半部分已经除霜完毕时，必须要等到下部分换热器除霜完全才能够进入正常的制热运行，除霜时间较长；另外，当前也有企业采用四通阀不换向除霜方式，但在较低温的环境下往往存在除霜过程中室内机送风温度较低，除霜时间过长、除霜不干净的现象，影响空调下一个周期的运行，产生恶性循环。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种采用分区域除霜模式的热泵空调机组的化霜控制方法。本发明在不同的温度区域内采取不同的除霜模式，提高用户的舒适性。

本发明的技术方案是：本发明的热泵空调机组的化霜控制方法，根据空调运行的室外环境温度分为N个区域，每个区域采取不同的除霜控制方法,根据检测到的热泵机组运行初始时室外环境温度T4，采用对应的除霜模式,控制化霜进入的条件由空调机组运行的时间t和室外换热器管温T3、T5之间的温差决定,退出化霜的条件由室外换热器管温T5决定,具体包括如下具体步骤：

1）压缩机启动开始制热运行，开始计算压缩机的启动时间；

2）检测压缩机启动ta秒时的室外环境温度T4，程序根据T4值选择适用对应的化霜模式；

3）检测压缩机启动正常制热运行时在t1至t2时间段T3的温度值，并记录t1至t3时间段T3的最小值为T30；

4）当空调机组运行时间t达到对应分区的规定运行时间t_CD时，检测室外换热器管温T5，并计算△T，其中△T=T30-T5；

5）判定△T，若△T符合对应区域化霜模式的化霜除霜进入条件时，空调机组进入化霜，化霜动作按所在分区的设定。每次压缩机启动正常制热运行，程序即对分区域化霜次数进行累计计数，当累计计数次数达到n次后，按特殊模式动作；

6）分区域化霜模式进入化霜时的化霜方法按各分区的设定，化霜开始时，开始计时；

7）化霜运行时不断检测室外换热器管温T5，当检测到T5符合设定的对应区域化霜模式的化霜退出温度条件T5_CD时，或检测到化霜运行时间达到设定值t_SD时退出化霜；

8）进入制热运行，重新开始计时。

上述步骤5）的化霜动作按所在A、B、C、D、E五个温度区设定，具体如下：

11）T4≥TCD1；

12）TCD2≤T4<TCD1；

13）TCD3≤T4<TCD2；

14）TCD4≤T4<TCD3；

15）T4<TCD4；

T4在A、B、C、D、E五个温度区的模式如下：

   A区  T4≥7℃      A模式

B区  0℃≤T4<7℃   B模式

C区   -5℃≤T4<0℃  C模式

D区  -12℃≤T4<-5℃  D模式

E区   T4<-12℃      E模式。

上述步骤5）的特别模式的化霜控制方法包括如下具体步骤：

21)压缩机启动制热运行，开始计数；

22)当累计的分区域化霜次数达到设定次数n后，且空调机组满足所在分区的化霜进入条件时，进入特殊化霜模式，此时的化霜控制方法定为四通阀切向化霜；

23)化霜运行开始即开始计时，同时检测室外换热器管温T3，当检测到室外热交换器T3上升到高于TCDE1时，或者当检测到室外热交换器T3上升到高于TCDE2,且持续tn秒钟以上时，或者除霜运转持续tm分钟时，退出化霜运行；其中tn、tm为程序设定； 

24)完成特殊模式化霜，进入制热运行，重新开始计数；

25)空调机组按分区化霜，直到累计化霜周期达到n次后进入特殊模式化霜，如此循环。

上述步骤23）的化霜动作顺序是： 

26）压缩机降频运行，四通阀、内外风机关闭；

27）压缩机升频至化霜频率档，进入化霜；

28）化霜结束后，压缩机停机，外风机开启，30秒后四通阀、内风机开启。

本发明由于采用设置室外环境温度传感器，根据空调器制热时室外环境传感器感受到的温度不同，采用相应的分区域除霜模式的方法，且针对分区域除霜次数进行计数，计数满足要求后采用特别除霜模式。本发明可实现快速除霜，除霜时室内温度波动小，制热量大，可实现持续制热，同时又避免热气旁通除霜在超低温下除霜久，除霜不干净的的缺点，大大提高了用户使用的舒适性。本发明是一种方便实用的热泵空调机组的化霜控制方法。

附图说明

图1为化霜原理图；

图2为特殊模式化霜流程图；

图3为A区域化霜流程图；

图4为B区域化霜流程图；

 图5为C区域化霜流程图；

图6为D区域化霜流程图；

图7为E区域化霜流程图。

具体实施方式

实施例：

本发明的热泵空调机组的化霜控制方法,是一种分区域分模式的热泵空调除霜控制模式，其是将热泵机组运行初始时室外环境温度T4化分为N个区域，每个区域采取不同的除霜控制方法,根据检测到的热泵机组运行初始时室外环境温度T4，采用对应的除霜方法。

热泵机组开启制热模式，压缩机和四通换向阀得电，控制器程序开始计时，并开始检测初始阶段室外环境温度T4、t1-t2时间段室外热交换器温度T3，并记录t1-t2时间段温度T3的最小值，记录为T30；当计时时间t达到对应区域除霜模式规定要求时，检测室外热交换器温度T5，并计算△T，其中△T=T30-T5，若△T符合对应区域除霜模式除霜进入条件，则进入对应区域除霜模式进行除霜，除霜过程中不断检测室外热交换器温度T5，当检测到T5符合设定的对应区域除霜模式除霜退出温度条件，退出除霜模式，进入下一个制热循环。

    每次开机制热时控制器对空调器分区域除霜次数进行计数，当计数满足n次时，采用特别除霜模式，特别除霜模式进入条件与分区域除霜模式相同，退出条件按特别模式程序设定。

以下是一种分区域除霜应用实例。

1、将室外环境按表3所示分为A、B、C、D、E五个温度区

表3

室外环境温度区域划分	T4
			A区	T4≥7℃	A模式
B区	0℃≤T4<7℃	B模式
			C区	-5℃≤T4<0℃	C模式
D区	-12℃≤T4<-5℃	D模式
			E区	T4<-12℃	E模式
	制热室外全温度区域范围。	特别模式

每次开启制热模式，压缩机开启，四通阀上电，T4开始检测室外环境温度，默认压缩机开启后180秒时的T4为室外环境温度。根据T4温度，适用以上对应化霜模式。

检测并记录压缩机启动连续运行7分钟到12分钟内的T3最小值T30。

检测室外热交换器温度T5，并计算△T，其中△T=T30-T5，按照2）要求进入各模式进行除霜

2、各模式进入条件

A模式：

化霜进入条件：连续制热运行时间tCDA分钟以上，且室外热交换器T3连续低于T3SD1历时ta分钟以上。tCDA取值90分钟，T3SD1取值-3℃，ta取值3分钟。

B模式:

化霜进入条件：连续制热运行tCDB分钟后，检测室外热交换器T5，当ΔT（T30-T5）≥T30SUBT5ONE时。tCDB取值25分钟，T30SUBT5ONE取值5.5℃。

C模式:

化霜进入条件：连续制热运行tCDC分钟后，检测室外热交换器T3，当ΔT（T30-T5）≥T30SUBT5TWO时。tCDC取值30分钟，T30SUBT5TWO取值5.0℃。

D模式:

化霜进入条件：连续制热运行tCDD分钟后，检测室外热交换器T3，当ΔT（T30-T5）≥T30SUBT5THREE时。tCDD取值35分钟，T30SUBT5THREE取值5.0℃。

E模式:

化霜进入条件：连续制热运行tCDE分钟后，检测室外热交换器T3≤T3SD2，tCDE取值120分钟，T3SD2取值-15.0℃。

特别模式:

化霜进入条件：连续统计A+B+C+D+E达到n次化霜，且特符合以上分区域除霜模式任意模式的进入条件。

3、化霜结束条件

A模式

化霜退出条件：室外热交换器T5温度高于T5CDA或化霜持续运行时间大于tSDA；T5CDA取值4℃，tSDA取值5分钟；

B模式

化霜退出条件：室外热交换器T5温度高于T5CDB或化霜持续运行时间大于tSDB；T5CDB取值3.0℃，tSDB取值5分钟；

C模式

化霜退出条件：室外热交换器T5温度高于T5CDC或化霜持续运行时间大于tSDC ；T5CDC取值3.0℃，tSDC取值10分钟；

D模式

化霜退出条件：室外热交换器T5温度高于T5CDD或化霜持续运行时间大于tSDD；T5CDD取值2.5℃， tSDD取值10分钟；

E模式；

化霜退出条件：室外热交换器T3温度高于T5CDE或化霜持续运行时间大于tSDE，T5CDE取值2.0℃，tSDE取值10分钟；

特别模式

化霜退出条件：

满足下列三条之一则结束化霜,转入普通制热： 

   ① 当室外热交换器T3上升到高于TCDE1时，TCDE1取值18℃；

   ② 当室外热交换器T3上升到高于TCDE2,且持续tn秒钟以上时；TCDE2取值8.0℃，tn取值80秒；

   ③ 当除霜运转持续tm分钟时，tm取值15分钟。

4、各除霜模式下压缩机、四通阀、室内风机、室外风机、旁通阀、电加热器、节流装置化霜动作状态。

5、具体步骤：

步骤1：压缩机启动开始制热运行，开始计时；

步骤2：检测启动后180秒时的室外环境温度T4，根据T4值判定对应的化霜模式；

步骤3：检测压缩机启动正常制热运行t1至t2时间段T3的温度值，并记录t1至t2时间段T3的最小值为T30；t1取值7分钟，t2取值12分钟；

步骤4：当空调机组运行时间t达到对应分区的规定运行时间t_CD时，检测室外换热器管温T5，并计算△T，其中△T=T30-T5；

步骤5：判定△T(与△T_CD比较)，若△T符合对应区域化霜模式的化霜除霜进入条件时，空调机组进入化霜，化霜动作按所在分区的设定，若计数累计化霜周期达到n（6）次后，按特殊模式动作；

步骤6：进入化霜时的化霜方法按各分区的设定，化霜开始时，开始计时；

步骤7：化霜运行时不断检测室外换热器管温T5，当检测到T5符合设定的对应区域化霜模式的化霜退出温度条件T5_CD时，或检测到化霜运行时间达到设定值t_SD时退出化霜过程；

步骤8：进入制热运行，重新开始计时。

上述所列具体实施方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明的范围之内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热泵空调机组的化霜控制方法，其特征在于根据空调运行的室外环境温度分为N个区域，每个区域采取不同的除霜控制方法,根据检测到的热泵机组运行初始时室外环境温度T4，采用对应的除霜模式,控制化霜进入的条件由空调机组运行的时间t和室外换热器管温T3、T5之间的温差决定,退出化霜的条件由室外换热器管温T5决定,具体包括如下具体步骤：

1）压缩机启动开始制热运行，开始计算压缩机的启动时间；

2）检测压缩机启动ta秒时的室外环境温度T4，程序根据T4值选择适用对应的化霜模式；

3）检测压缩机启动正常制热运行时在t1至t2时间段T3的温度值，并记录t1至t3时间段T3的最小值为T30；

4）当空调机组运行时间t达到对应分区的规定运行时间t_CD时，检测室外换热器管温T5，并计算△T，其中△T=T30-T5；

5）判定△T，若△T符合对应区域化霜模式的化霜除霜进入条件时，空调机组进入化霜，化霜动作按所在分区的设定；

每次压缩机启动正常制热运行，程序即对分区域化霜次数进行累计计数，当累计计数次数达到n次后，按特殊模式动作；

6）分区域化霜模式进入化霜时的化霜方法按各分区的设定，化霜开始时，开始计时；

7）化霜运行时不断检测室外换热器管温T5，当检测到T5符合设定的对应区域化霜模式的化霜退出温度条件T5_CD时，或检测到化霜运行时间达到设定值t_SD时退出化霜；

 8）进入制热运行，重新开始计时。

2.根据权利要求1所述的热泵空调机组的化霜控制方法，其特征在于上述步骤5）的化霜动作按所在A、B、C、D、E五个温度区设定，具体如下：

11）T4≥TCD1；

12）TCD2≤T4<TCD1；

13）TCD3≤T4<TCD2；

14）TCD4≤T4<TCD3；

15）T4<TCD4；

T4在A、B、C、D、E五个温度区的模式如下：

 A区  T4≥7℃      A模式

B区  0℃≤T4<7℃   B模式

C区   -5℃≤T4<0℃  C模式

D区  -12℃≤T4<-5℃  D模式

E区   T4<-12℃      E模式。

3.根据权利要求1所述的热泵空调机组的化霜控制方法，其特征在于上述步骤5）的特别模式的化霜控制方法包括如下具体步骤：

21)压缩机启动制热运行，开始计数；

22)当累计的分区域化霜次数达到设定次数n后，且空调机组满足所在分区的化霜进入条件时，进入特殊化霜模式，此时的化霜控制方法定为四通阀切向化霜；

23)化霜运行开始即开始计时，同时检测室外换热器管温T3，当检测到室外热交换器T3上升到高于TCDE1时，或者当检测到室外热交换器T3上升到高于TCDE2,且持续tn秒钟以上时，或者除霜运转持续tm分钟时，退出化霜运行；其中tn、tm为程序设定； 

24)完成特殊模式化霜，进入制热运行，重新开始计数；

25)空调机组按分区化霜，直到累计化霜周期达到n次后进入特殊模式化霜，如此循环。

4.根据权利要求1所述的热泵空调机组的化霜控制方法，其特征在于上述步骤23）的化霜动作顺序是： 

26）压缩机降频运行，四通阀、内外风机关闭；

27）压缩机升频至化霜频率档，进入化霜；

28）化霜结束后，压缩机停机，外风机开启，30秒后四通阀、内风机开启。

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