CN110715481A - 空气源热泵机组的除霜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵机组的除霜方法，其计算不满足除霜进入条件的制冷剂循环***和满足除霜进入条件的制冷剂循环***的除霜累计运行时间差值tD，比较除霜累计运行时间tD与第一预设时间t0，其中t0＞0，从而判断不满足除霜进入条件的制冷剂循环***是否进入除霜过程，能有效避免误除霜和过剩除霜。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵机组的除霜方法。
背景技术
空气源热泵机组，在制热运行时，随着环境温度的下降，空气侧换热器将面临表面结霜的问题，加之空气源热泵机组，作为一种即可供冷、又可供热的空调设备，使用的地域也是非常广泛，因此面对的气候环境是错综复杂，结霜情形繁多。结霜严重影响空气侧换热器的换热效率，导致制热量和能效比的衰减，所以机组制热运行时，在霜层累积到一定程度后，就需要进行除霜运行。
多***空气源热泵机组，指的是一台热泵机组内，有2个及2个以上的制冷剂循环***。
当多个***的空气侧换热器使用的风机的空气流通通道互相连通，此类设计被称为“共用风”***，此类机组一般采用同步除霜的方式除霜(开启制冷模式进行除霜)。同步除霜是指当机组内任意一个***满足除霜进入条件时，机组其余***都同时进入除霜运行。因为除霜过程是需要关闭该***的风机的，防止风机将热量散发给环境，需要保证除霜运行***的热量都传递给空气侧换热器表面的霜层，从而更快的完成化霜动作，所以当其中1个***运行除霜时，关闭了风机，从而导致“共用风”机组的其余***无法进行正常的制热运行(需要运行风机)，所以才采取了同步除霜的方式。
当“共用风”类型机组非满负荷运行时，不同***之间的制热运行时长可能是不一样的，机组同步除霜会导致其中一个或多个***是未满足除霜进入条件而除霜的“误除霜”动作，因为除霜时机组实际是运行制冷模式，因此造成了热量的过多损失和浪费，降低了空调***的制热综合能效比。
当多个***的空气侧换热器使用的风机的空气流通通道互相独立，此类设计被称为“独立风”***，此类机组一般采用异步除霜的方式除霜。异步除霜是指当机组内任意一个***满足除霜进入条件时，该***进入除霜运行，该***的风机关闭，但机组的其余***仍然运行制热，且不停风机。
当“独立风”类型机组处于满负荷运行时，不同***之间的制热运行时长是一样的或者很接近的，因此多个***的空气侧换热器表面的结霜情况是近似的，但此时控制程序仍然强迫多个***执行异步除霜，就会导致机组在短时间范围内出现多次的除霜动作，称为“过剩除霜”，从而也导致了热量的过多损失和浪费，降低了空调***的制热综合能效比。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种空气源热泵机组的除霜方法，其有利于节约热量，提高空气源热泵机组的综合能效。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种空气源热泵机组的除霜方法，所述空气源热泵机组包括至少两套制冷剂循环***，每套制冷剂循环***均包括空气侧换热器，空气侧换热器为翅片换热器；所述除霜方法包括以下步骤：
步骤一，确定满足除霜进入条件的制冷剂循环***；
步骤二，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***的除霜累计运行时间与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的除霜累计运行时间的除霜累计运行时间差值tD；
步骤三，比较除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0，其中t0＞0：
若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***和满足除霜进入条件的制冷剂循环***均进入除霜过程；
若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待或继续正常工作；
步骤四，重复步骤二和步骤三，判断所有不满足除霜进入条件的制冷剂循环***能否进入该次除霜过程。
优选的，5min≤第一预设时间t0≤30min。
优选的，在步骤三中，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的蒸发温度差ΔTe，蒸发温度差ΔTe是该套制冷剂循环***的当前蒸发温度与该套制冷剂循环***进入除霜过程所需的蒸发温度的差值，若蒸发温度差ΔTe≤第一预设温度T0，第一预设温度T0＞0，则该制冷剂循环***进入除霜过程；若蒸发温度差ΔTe＞第一预设温度T0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程时，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待或正常工作。
优选的，在步骤三中，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te，且当前蒸发温度Te满足以下条件，则该套制冷剂循环***进入除霜过程：当不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的空气侧换热器所处环境的环境温度Tair＜第二预设温度T1时且Te＜(K1*Tair-A1)+B1，或者当环境温度Tair≥第二预设温度T1时且Te＜(K2*Tair-A2)+B2；其中，-8℃＜T1＜0℃，0.5≤K1≤0.9，10＜A1＜20,0＜B1＜2,0.6≤K2≤1.2,11＜A2＜19,0＜B2＜2；
若不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te不满足上述条件，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程时，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***正常工作或停机等待。
优选的，第二预设温度T1为-4℃，K1＝0.7，A1＝13，B1＝1，K2＝0.8，A2＝12，B2＝1。
优选的，所述除霜累计运行时间的计算方法如下，
其中，开始计时条件：所述制冷剂循环***首次制热开机后，或者完成除霜过程并恢复制热开机后，从蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，开始计时，其中-7℃＜第三预设温度T2＜3℃；
若在计时过程中，蒸发温度Te≥第三预设温度T2，且持续时间t1以上，则计时清零，其中t1≥30s，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；
若在计时过程中，制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间大于等于时间t3后，时间t3＞0，若蒸发温度Te≥第三预设温度T2且持续时间t1以上，则计时清零，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；若在计时过程中，所述制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间≥t3后，若蒸发温度Te＜第三预设温度T2，则计时累计，且只累计蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时间。
优选的，所述除霜进入条件为：条件A，环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃；条件B，除霜累计运行时间≥除霜周期T；条件C，环境温度Tair与翅片温度Tf的差值小于第四预设温度T3，第四预设温度T3＞0；条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组中制冷剂循环***的数量，且N为整数；条件E，模块出水温度TWO≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，模块为空气源热泵机组。
优选的，所述除霜进入条件为：
条件A，环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃；
条件B，除霜累计运行时间≥除霜周期T；
条件C，当环境温度Tair＜第二预设环境温度T1air，-10℃≤第二预设环境温度T1air≤0，蒸发温度Te＜K1*环境温度Tair-C0，且持续时间tc0，其中0.5≤K1≤0.9，10＜CO＜20，tc0＞0s；或者当环境温度Tair≥第二预设环境温度T1air，-10℃≤第二预设环境温度T1air≤0，蒸发温度Te＜K2*环境温度Tair-C1，且持续时间tc1，其中0.6≤K2≤1.2，9＜C1＜19，tc1＞0s；
条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量，且N为整数；
条件E，模块出水温度≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，模块为空气源热泵机组。
优选的，所述除霜周期T为30min，第一预设环境温度T0air为10℃，N为空气源热泵机组中制冷剂循环***的数量的一半，预设模块出水温度T0WO为10℃。
优选的，条件A中，第一预设环境温度T0air为10℃；条件B中，除霜周期T为30min；条件C中，第二预设环境温度T1air为-4℃，tc0＝120s，tc1＝120s，K1＝0.7，C0＝13，C1＝12，K2＝0.8；条件D中，允许除霜***数量N为空气源热泵机组中制冷剂循环***的数目的一半；条件E中，预设模块出水温度T0WO为10℃。
优选的，包括M0套制冷剂循环***，M0为大于2的整数；若空气源热泵机组在同一时刻内有M1套制冷剂循环***满足除霜进入条件，M1≥2且小于制冷剂循环***的总数；在步骤二中，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***与满足除霜进入条件且除霜累计运行时间最短的制冷剂循环***的除霜累计运行时间差值tD。
本发明的空气源热泵机组的除霜方法，其依据除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0的比较结果，若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则说明不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的制热运行时长存在较大差异，此时不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***不进入除霜过程，而是停机等待或正常工作，避免了对于这些制冷剂循环***(制热运行时间较短的***)的误除霜，避免了热量的浪费和损失，提升了空气源热泵机组的综合能效；若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，说明不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的制热运行时长较为接近，则空气侧换热器表面的结霜情况也比较接近，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***也共同进入除霜过程，可有效减少空气源热泵机组进入除霜过程的次数，避免了多次、连续的除霜过程导致的热量浪费和损失，提升了空气源热泵机组的综合能效。此外，其除霜进入条件，能够准确判断空气侧换热器表面的结霜情况，使空气侧换热器在准确的时机进入除霜过程，有利于节约热量，提高空气源热泵机组的综合能效。
附图说明
图1是本发明空气源热泵机组的一种结构示意图，其中每个压缩机均与一个空气侧换热器相连，不同空气侧换热器共用风机且通风通道相通；
图2是本发明空气源热泵机组的另一种结构示意图，其中每个压缩机均与两个空气侧换热器相连，不同空气侧换热器共用风机且通风通道相通；
图3是本发明空气源热泵机组的结构示意图，与图1的空气源热泵机组相同，其处于除霜过程；
图4是本发明空气源热泵机组的结构示意图，与图2的空气源热泵机组相同，其处于除霜过程；
图5是本发明空气源热泵机组的第三种结构示意图，不同空气侧换热器使用不同的风机，不同空气侧换热器的通风通道彼此隔离；
图6是本发明空气源热泵机组，与图5的空气源热泵机组相同，处于异步除霜操作时的状态；
图7是本发明空气源热泵机组的除霜方法的一种实施方式，各空气侧换热器共用风机且通风通道相通；
图8是本发明空气源热泵机组的除霜方法的一种实施方式，各空气侧换热器分别使用不同的风机且各自的通风通道相互隔离；
图9是本发明空气源热泵机组的除霜方法的一种实施方式，是图7所示的除霜方法的改进实施方式；
图10是本发明的空气源热泵机组的除霜方法的一种实施方式，是图8所示的除霜方法的改进实施方式；
图11是本发明具有双制冷剂循环***的空气源热泵机组部分负荷运行时，采用同步除霜的模拟过程曲线；
图12是本发明具有双制冷剂循环***、共用风的空气源热泵机组部分负荷运行时，采用异步除霜的模拟过程曲线；
图13是本发明具有双制冷剂循环***、独立风的空气源热泵机组部分负荷运行时，采用异步除霜的模拟过程曲线；
图14是本发明具有双制冷剂循环***、独立风或共用风的空气源热泵机组满负荷运行时，采用同步除霜的模拟过程曲线。
具体实施方式
以下结合附图1-14给出的实施例，进一步说明本发明的空气源热泵机组的除霜方法的具体实施方式。本发明的空气源热泵机组的除霜方法不限于以下实施例的描述。
本发明的空气源热泵机组的除霜方法，所述空气源热泵机组包括至少两套制冷剂循环***，每套制冷剂循环***均包括空气侧换热器，空气侧换热器为翅片换热器；所述除霜方法包括以下步骤：
步骤一，确定满足除霜进入条件的制冷剂循环***；
步骤二，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***的除霜累计运行时间与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的除霜累计时间的除霜累计运行时间差值tD；
步骤三，比较除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0，其中t0＞0：
若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***和满足除霜进入条件的制冷剂循环***均进入除霜过程；
若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待或继续正常工作；
步骤四，重复步骤二和步骤三，判断所有不满足除霜进入条件的制冷剂***能否进入该次除霜过程。
本发明的空气源热泵机组的除霜方法，其依据除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0的比较结果，若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则说明不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的制热运行时长存在较大差异，此时不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***不进入除霜过程，而是停机等待或正常工作，避免了对于这些制冷剂循环***(制热运行时间较短的***)的误除霜，避免了热量的浪费和损失，提升了空气源热泵机组的综合能效；若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，说明不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的制热运行时长较为接近，则空气侧换热器表面的结霜情况也比较接近，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***也共同进入除霜过程，可有效减少空气源热泵机组进入除霜过程的次数，避免了多次、连续的除霜过程导致的热量浪费和损失，提升了空气源热泵机组的综合能效。
优选的，所述空气源热泵机组包括M0套制冷剂循环***，M0为大于2的整数；若空气源热泵机组在同一时刻内有M1套制冷剂循环***满足除霜进入条件，M1≥2且小于制冷剂循环***的总数，则在步骤二中，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***与满足除霜进入条件且除霜累计运行时间最短的制冷剂循环***的除霜累计运行时间差值tD。例如，所述空气源热泵机组包括6套(即M0＝6)制冷剂循环***，分别为A***、B***、C***、D***、E***和F***；在某一时刻，A***、B***、C***同时满足除霜进入条件(即M1＝3)，三者的除霜累计运行时间的关系是A***＜B***＜C***，则分别计算D***、E***、F***的除霜累计运行时间与A***的除霜累计运行时间的除霜累计运行时间差值tD。
例如，如图11所示，所述空气源热泵机组包括两个制冷剂循环***，分别是1号***和2号***，1号***长期运行，2号***则交替处于运行和停机状态，从而将整个空气源热泵机组的输出能力控制在50-100％，空气源热泵机组处于部分负荷运行状态，当1号***需要除霜时，2号***运行的时间较短，并不需要除霜，而同时对1号***和2号***进行除霜，则对于2号***而言，为“误除霜”操作，会导致空气源热泵机组的热量损失，制热综合能效比下降。
如图12所示，所述空气源热泵机组包括两个制冷剂循环***，分别是1号***和2号***，属于“共用风”类型，采用本发明的空气源热泵机组的除霜方法，当1号***除霜时，2号***停机等待，2号***除霜时，1号***则停机等待，则避免了对于不满足除霜进入条件的制冷剂循环***的“误除霜”操作。如图13所示，所述空气源热泵机组包括两个制冷剂循环***，分别是1号***和2号***，属于“独立风”类型，采用本发明的空气源热泵机组的除霜方法，当1号***除霜时，2号***正常工作，2号***除霜时，1号***正常工作。结合图12和图13所示，对于两种类型的空气源热泵机组来说，当其处于部分负荷运行状态时，采用本发明的空气源热泵机组的除霜方法，实现了1号***和2号***的异步除霜，均能在一定时间范围内减少了机组的除霜次数，从而提升了机组的制热综合能效比。
如图14所示，所述空气源热泵机组包括两个制冷剂循环***，分别为1号***和2号***，1号***和2号***均长期运行，整个空气源热泵机组处于满负荷运行状态，二者的空气侧换热器表面的霜层也会比较接近，二者的除霜累计运行时间也比较相近，空气源热泵机组采用本发明的空气源热泵机组的除霜方法，使二者同步除霜，避免1号***和2号***在较短时间内交替进行除霜，在一定程度上减少除霜带来的热量损失，亦可提升制热综合能效比。
优选的，所述5min≤第一预设时间t0≤30min。进一步的，所述第一预设时间t0为10min。当然，根据实际情况，第一预设时间t0的取值可以进行调整，例如第一预设时间t0可以是介于0和30min之间的任意时间。
优选的，在步骤三中，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te，且当前蒸发温度Te满足以下条件，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***进入除霜过程：当不满足除霜进入条件的制冷剂循环***的空气侧换热器所处环境的环境温度Tair＜第二预设温度T1时且Te＜(K1*Tair-A1)+B1，或者当环境温度Tair≥第二预设温度T1时且Te＜(K2*Tair-A2)+B2；其中，-8℃＜T1＜0℃，0.5≤K1≤0.9，10＜A1＜20,0＜B1＜2,0.6≤K2≤1.2,11＜A2＜19,0＜B2＜2；若不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te不满足上述条件，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程时，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***正常工作或停机等待。进一步的，所述第二预设温度T1为-4℃，K1＝0.7，A1＝13，B1＝1，K2＝0.8，A2＝12，B2＝1。
如图7所示，为本发明空气源热泵机组的除霜方法的第一实施例。
所述空气源热泵机组包括至少两个制冷剂循环***以及与制冷剂循环***相连的控制***，空气源热泵机组为“共用风”类型(即如图1-4所示，各制冷剂循环***的空气侧换热器使用同一组风机，且风机的空气流通通道相互连通)；每个制冷剂循环***均包括空气侧换热器，空气侧换热器为翅片换热器；所述除霜方法包括以下步骤：
步骤一，确定满足除霜进入条件的制冷剂循环***；
对于同一空气源热泵机组，在同一时间只有一套制冷剂循环***满足除霜进入条件。
步骤二，所述控制***计算满足除霜进入条件的制冷剂循环***的除霜累计运行时间和不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***的除霜累计运行时间的除霜累计运行时间运行差值tD。
步骤三，比较除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0，其中第一预设时间t0＞0：
若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则该不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***和满足除霜进入条件的制冷剂循环***均进入除霜过程；
若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待。
步骤四，重复步骤二和步骤三，以判断不满足除霜进入条件的每一套制冷剂循环***是否能进入本次除霜过程。
优选的，所述第一预设时间t0为10min。
优选的，一种除霜累计运行时间的计算方法如下：
开始计时条件：所述制冷剂循环***首次制热开机后，或者完成除霜过程并恢复制热开机后，从蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻(即蒸发温度Te降至第三预设温度T2以下的时刻)，开始计时，其中-7℃＜第三预设温度T2＜3℃；若在计时过程中，蒸发温度Te≥第三预设温度T2且持续时间t1以上，t1≥30s，则计时清零，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；若在计时过程中，所述制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间大于等于时间t3后，t3＞0，若蒸发温度Te≥第三预设温度T2且持续时间t1以上，则计时清零，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；若在计时过程中，所述制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间≥时间t3后，t3＞0，若蒸发温度Te＜第三预设温度T2，则计时累计，且只累计蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时间。进一步的，所述第三预设温度T2为-2℃，时间t1为60s，时间t3为2min。
优选的，一种第一预设时间t0的确定方法，包括：
步骤一，先将第一预设时间t0设定为一个较大的数值，然后让两个制冷剂循环***的压缩机间隔第一预设时间t0启动运行(其中一个制冷剂循环***先运行)，当先运行的制冷剂循环***满足除霜进入条件时，观察两个制冷剂循环***的空气换热器的结霜情况，若此时在后运行的制冷剂循环***的空气侧换热器结霜很少，不需要除霜，则将第一预设时间t0的值减小，重复上述实验，直至得出第一预设时间t0的一个大概范围值；
步骤二，先设定一个第一预设时间t0，让两个制冷剂循环***(***A和***B)间隔第一预设时间t0启动，其中***A先启动，然后记录在此工况下，两个制冷剂循环***运行稳定后，***A的蒸发温度TA0，***B的蒸发温度TB0，等***A进入除霜过程后，记录***A进入除霜过程前的蒸发温度TA1以及对应时刻***B的蒸发温度TB1，计算***A的蒸发温度衰减值ΔTA＝TA1-TA0，***B的蒸发温度衰减值ΔTB＝TB1-TB0，比较两个衰减值，差值较大时，可适当缩小预设时间t0的值，通过反复试验，得出第一预设时间t0的一个大概范围值；
步骤三，将步骤一和步骤二分别得出的第一预设时间t0的大概范围值进行拟合，最终确定第一预设时间t0的取值。
优选的，第一种除霜进入条件(为现有的除霜进入条件)为：
条件A，制冷剂循环***的空气换热器所处环境的环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃，第一预设环境温度T0air优选为10℃；条件B，制冷剂循环***的除霜累计运行时间≥除霜周期T，除霜周期T优选为30min；条件C，环境温度Tair与空气换热器的翅片温度Tf的差值小于第四预设温度T3，第四预设温度T3＞0；条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量，且N为整数，所述允许除霜***的数量N优选为空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量的一半；条件E，模块出水温度TWO≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，预设模块出水温度T0WO优选为10℃，模块为空气源热泵机组。所述空气源热泵机组中任一制冷剂循环***满足上述的除霜进入条件时(即同时满足条件A-条件E)，则该制冷剂循环***可进入除霜过程。
优选的，第二种除霜进入条件(为本发明优先采用的除霜进入条件)为：
条件A，制冷剂循环***的空气换热器所处环境的环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃，第一预设环境温度T0air优选为10℃；
条件B，制冷剂循环***的除霜累计运行时间≥除霜周期T，除霜周期T优选为30min；
条件C，当环境温度Tair＜第二预设环境温度T1air，-10℃＜第二预设环境温度T1air＜0，第二预设环境温度T1air优选为-4℃，蒸发温度Te＜K1*环境温度Tair-C0，且持续时间tc0，其中0.5≤K1≤0.9，K1优选为0.7，10＜C0＜20,C0优选为13，tc0＞0s，tc0优选为120s；或者当环境温度Tair≥第二预设环境温度T1air，-10℃≤第二预设环境温度T1air≤0℃，第二预设环境温度T1air优选为-4℃，蒸发温度Te＜K2*环境温度Tair-C1，且持续时间tc1，tc1＞0s，tc1优选为120s，其中0.6≤K2≤1.2，K2优选为0.8，9＜C1＜19，C1优选为12；
条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量，且N为整数，所述允许除霜***的数量N优选为空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量的一半；
条件E，模块出水温度TWO≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，预设模块出水温度T0WO优选为10℃，模块为空气源热泵机组。所述空气源热泵机组中任一制冷剂循环***满足上述的除霜进入条件时(即同时满足条件A-条件E)，则该制冷剂循环***可进入除霜过程。
第一种除霜进入条件为现有的除霜进入条件，第二种除霜进入条件为本发明的除霜方法优先采用的除霜进入条件，与第一种除霜进入条件相比，可以使制冷剂循环***进入除霜过程的时机更加精准，具体原因如下：
空气侧换热器作为蒸发器运行时，其换热管内部制冷剂的温度称为蒸发温度，换热管外部空气的温度称为环境温度，二者之差，可初步认为是传热温差(即环境温度-蒸发温度)，传热温差与换热器的设计、换热器运行时的环境温度相关，也就是说，即使当一个换热器的设计已经确定时，传热温差也会随着环境温度的改变而改变，例如：
环境温度为7℃，蒸发温度为-4℃，传热温差为11℃；
环境温度为-12℃，蒸发温度为-19℃，传热温差为7℃；
因此，蒸发温度和环境温度之间，存在一个计算关系式，而并非一个恒定的差值。一般规律是：环境温度越低，空气侧换热器的传热温差也越低。
当然，即使环境温度相同，传热温差也可能不同，主要是因为空气侧换热器表面结霜的影响，会导致换热器性能变差，蒸发温度下降，使传热温差变大，例如，在空气侧换热器表面结霜到一定程度后：
环境温度为7℃，蒸发温度为-6℃，传热温差为13℃；
环境温度为-12℃，蒸发温度为-21℃，传热温差为9℃；
因此，在换热器结霜后，蒸发温度和环境温度之间，也存在一个关系曲线，而并非为一个恒定的差值。
因此，在空气侧换热器所在环境的环境温度固定时，若传热温差逐渐变大，则说明换热器表面在逐渐结霜，也就是说，用传热温差的大小，可以判断出换热器表面结霜的多少和厚度。
第一种除霜进入条件产生误差(误差，指的是按第一种除霜进入条件的逻辑执行除霜时，真实的换热器表面结霜情况可能是“不需要除霜”或“已经结霜很严重，需要在早一些时间除霜”)的主要原因如下：
用翅片温度代替蒸发温度：翅片温度测量的是换热器进口端的制冷剂温度，并非真实的蒸发温度；
结霜程度一致时，若环境温度不同，则传热温差也不同，而第一种除霜进入条件的条件C中，环境温度Tair与空气换热器的翅片温度Tf的差值小于第四预设温度T3，第四预设温度T3＞0且为一个固定值，不随环境温度的变化而变化。
第二种除霜进入条件(即本发明的除霜方法优先采用的条件)，其提高了除霜的准确性(即按照第二种除霜进入条件的逻辑执行除霜时，真实的换热器表面的结霜情况，都是在“需要除霜”状态附近)，具体原因如下：
通过以下步骤得出的蒸发温度和环境温度的曲线公式：蒸发温度Te＝K*环境温度Tair-C，该曲线公式更加科学准确；
步骤一，空气源热泵机组运行制热，直到空气侧换热器表面结霜并逐渐加厚，直到霜层厚度达到应该除霜的厚度(是否应该除霜，可以通过肉眼直接观察霜层厚度和面积占比，以及实验室测试的空气源热泵机组的制热量和制热效能的衰减百分比等数据来确定)，在此时记录空气源热泵机组的蒸发温度(即应该除霜前一刻的蒸发温度)；
步骤二，在多个不同环境温度下，进行步骤一的操作，最终得出上述曲线公式。
在第二种除霜进入条件的条件C中，引入蒸发温度Te＜K*环境温度Tair-C，即极大的提高了第二种除霜进入条件的除霜的准确性。
具体的，如图1-4所示，所述空气源热泵机组包括2组制冷剂循环***，一组制冷剂循环***包括1号压缩机，该制冷剂循环***为第一***，另一组制冷剂循环***包括2号压缩机，该制冷剂循环***为第二***，与1号压缩机相连的空气侧换热器以及与2号压缩机相连的空气侧换热器共用风机，且风机的空气流通通道相通。如图1-4并结合图7所示，所述第一***满足除霜进入条件时，判断第一***与第二***的除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则风机关闭，第一***和第二***同时进入除霜过程，若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则风机关闭，第一***进入除霜过程，第二***则停机等待，第一***结束除霜过程后，第一***和第二***自动启动。进一步的，所述第一***满足除霜进入条件，第二***不满足除霜进入条件，且第一***与第二***的除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算第二***的当前蒸发温度Te，若第二***的前蒸发温度Te满足以下条件，则关闭风机，空气源热泵机组整体(即第一***和第二***)进入除霜过程：当不满足除霜进入条件的制冷剂循环***的空气侧换热器所处环境的环境温度Tair＜-4℃时且Te＜(K1*Tair-A1)+B1，或者当环境温度Tair≥-4℃且Te＜(K2*Tair-A2)+B2，其中K1＝0.7，A1＝13，B1＝1，K2＝0.8，A2＝12，B2＝1。若第二***的当前蒸发温度Te不满足上述条件，则关闭风机，仅第一***进入除霜过程，第二***停机等待，待第一***完成除霜过程后，第一***和第二***自动启动。
优选的，如图9所示，在步骤三中，若除霜累计运行时间tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的蒸发温度差ΔTe，蒸发温度差ΔTe是该制冷剂循环***的当前蒸发温度Te与该制冷剂循环***进入除霜过程所需的蒸发温度的差值，若蒸发温度差ΔTe≤第一预设温度T0，第一预设温度T0＞0，则空气源热泵机组整体进入除霜过程；若蒸发温度差ΔTe＞第一预设温度T0，则仅满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程。
具体的，如图1-4并结合图9所示，第一***满足除霜进入条件，第二***不满足除霜进入条件，第一***和第二***的除霜累计运行时间tD≤第一预设时间t0，则计算第二***的蒸发温度差ΔTe，若蒸发温度差ΔTe≤第一预设温度T0，则关闭风机，空气源热泵机组整体(第一***和第二***)进入除霜过程，若蒸发温度差ΔTe＞第一预设温度T0，则关闭风机，仅第一***进入除霜过程，第二***停机等待，待第一***完成除霜过程，然后第一***和第二***自动启动。
如图8所示，为本发明的空气源热泵机组的除霜方法的第二实施例。
本实施例与第一实施例的区别在于：在本实施例中，所述空气源热泵机组包括至少两个制冷剂循环***，各个制冷剂循环***的通风***彼此独立(即如图5和6所示，各制冷剂循环***的空气侧换热器使用的风机不同，且各风机的空气流通通道彼此独立)。本实施例的空气源热泵机组的除霜方法，与第一实施例的区别在于：若空气源热泵机组整体(即所有制冷剂循环***)进入除霜过程，则所有风机均关闭，且所有制冷剂循环***均进入除霜过程；若空气源热泵机组中，仅部分制冷剂循环***进入除霜过程，则该部分的制冷剂循环***的风机关闭且进入除霜过程，而另一部分制冷剂循环***则正常工作(即保持制热模式)。
具体的，如图5、6、8、10所示，所述空气源热泵机组包括两组制冷剂循环***，分别是第一***和第二***，第一***包括1号风机和1号压缩机，第二***包括2号风机和2号压缩机，第一***和第二***均进入除霜过程时，1号风机和2号风机均关闭，1号压缩机和2号压缩机均进入制冷模式；若仅第二***进入除霜过程，则1号风机开启，1号压缩机保持制热模式，2号风机关闭，2号压缩机进入制冷模式。
本发明的空气源热泵机组的除霜方法，还公开一种制冷剂循环***退出除霜过程的条件。
所述空气源热泵机组包括至少两组制冷剂循环***以及与制冷剂循环***相连的控制***，控制***判断处于除霜过程的制冷剂循环***满足下述任一条件，则控制该制冷剂循环***退出除霜过程：条件a，该制冷剂循环***的空气侧换热器的翅片温度Tf≥预设除霜退出翅片温度Tf0，20℃≤预设除霜退出翅片温度Tf0≤45℃；条件b，该制冷剂循环***的除霜运行时间TC≥除霜过程最长时间TCMAX，3min≤除霜过程最长时间TCMAX≤10min；条件c，该制冷剂循环***高压开关断开；条件d，模块出水温度TWO≤除霜退出出水温度TWO0，5℃≤除霜退出出水温度TW0≤25℃。进一步的，所述预设除霜退出翅片温度Tf0为30℃；所述除霜过程最长时间TCMAX为5min；在条件c中，所述制冷剂循环***高压开关断开后，制冷剂循环***的压缩机立即停机并退出除霜过程；所述除霜退出出水温度TW0为10℃。
优选的，所述控制***可依据制冷剂循环***结束除霜过程的条件，对该制冷剂循环***的下一除霜周期进行修正：若处于除霜过程的制冷剂循环***因满足条件a而退出除霜过程，则控制***修正该制冷剂循环***的下一除霜周期增加时间Tp1，5min≤Tp1≤20min；若处于除霜过程的制冷剂循环***因满足条件b而退出除霜过程，则控制***修正该制冷剂循环***的下一除霜周期减少时间Tp2，5min≤Tp2≤20min；经修正的该制冷剂循环***的下一除霜周期必须≥允许除霜周期最小值TCMIN,0＜允许除霜周期最小值TCMIN≤60min。进一步的，所述允许除霜周期最小值TCMIN为30min。具体的，若制冷剂循环***因满足条件a而退出除霜过程，说明空气换热器本次除霜比较顺利，化霜彻底，也说明了本次除霜过程前，空气换热器结霜不太多或者空气换热器运行的工况(气候条件)较好，因此，可将下一除霜周期的时间适当的延长，最多延长20分钟；若制冷剂循环***因满足条件b而退出除霜过程，意味着翅片温度Tf未满足条件，而结束了除霜过程，则说明空气换热器可能化霜不干净、不彻底，也说明本次除霜过程之间，空气换热器结霜较厚，因此，可将下一除霜周期的时间适当缩短，让下一次除霜过程提前到来，以避免空气换热器(例如翅片)的结霜越来越厚。
需要指出的是，所述除霜周期指的是，相邻2次除霜过程之间的时间间隔，除霜周期的时长应尽量延长，以防止除霜次数过多，使除霜时间占整个空气源热泵机组的制热运行时间的比例过高。
需要指出的是，所述制冷剂循环***处于除霜过程时，制冷剂循环***在制冷模式下工作且风机关闭。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于，所述空气源热泵机组包括至少两套制冷剂循环***，每套制冷剂循环***均包括空气侧换热器，空气侧换热器为翅片换热器；所述除霜方法包括以下步骤：
步骤一，确定满足除霜进入条件的制冷剂循环***；
步骤二，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***的除霜累计运行时间与满足除霜进入条件的制冷剂循环***的除霜累计运行时间的除霜累计运行时间差值tD；
步骤三，比较除霜累计运行时间差值tD与第一预设时间t0，其中t0＞0：
若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***和满足除霜进入条件的制冷剂循环***均进入除霜过程；
若除霜累计运行时间差值tD＞第一预设时间t0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待或继续正常工作；
步骤四，重复步骤二和步骤三，判断所有不满足除霜进入条件的制冷剂循环***能否进入该次除霜过程。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：5min≤第一预设时间t0≤30min。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：在步骤三中，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的蒸发温度差ΔTe，蒸发温度差ΔTe是该套制冷剂循环***的当前蒸发温度与该套制冷剂循环***进入除霜过程所需的蒸发温度的差值，若蒸发温度差ΔTe≤第一预设温度T0，第一预设温度T0＞0，则该制冷剂循环***进入除霜过程；若蒸发温度差ΔTe＞第一预设温度T0，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程时，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***停机等待或正常工作。
4.根据权利要求1或3所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：在步骤三中，若除霜累计运行时间差值tD≤第一预设时间t0，则计算不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te，且当前蒸发温度Te满足以下条件，则该套制冷剂循环***进入除霜过程：当不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的空气侧换热器所处环境的环境温度Tair＜第二预设温度T1时且Te＜(K1*Tair-A1)+B1，或者当环境温度Tair≥第二预设温度T1时且Te＜(K2*Tair-A2)+B2；其中，-8℃＜T1＜0℃，0.5≤K1≤0.9，10＜A1＜20,0＜B1＜2,0.6≤K2≤1.2,11＜A2＜19,0＜B2＜2；
若不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***的当前蒸发温度Te不满足上述条件，则满足除霜进入条件的制冷剂循环***进入除霜过程时，不满足除霜进入条件的该套制冷剂循环***正常工作或停机等待。
5.根据权利要求3所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：第二预设温度T1为-4℃，K1＝0.7，A1＝13，B1＝1，K2＝0.8，A2＝12，B2＝1。
6.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：所述除霜累计运行时间的计算方法如下，
其中，开始计时条件：所述制冷剂循环***首次制热开机后，或者完成除霜过程并恢复制热开机后，从蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，开始计时，其中-7℃＜第三预设温度T2＜3℃；
若在计时过程中，蒸发温度Te≥第三预设温度T2，且持续时间t1以上，则计时清零，其中t1≥30s，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；
若在计时过程中，制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间大于等于时间t3后，时间t3＞0，若蒸发温度Te≥第三预设温度T2且持续时间t1以上，则计时清零，并在蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时刻，重新开始计时；若在计时过程中，所述制冷剂循环***停机，则停止计时且不清零，制冷剂循环***再次启动且运行时间≥t3后，若蒸发温度Te＜第三预设温度T2，则计时累计，且只累计蒸发温度Te＜第三预设温度T2的时间。
7.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：所述除霜进入条件为：条件A，环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃；条件B，除霜累计运行时间≥除霜周期T；条件C，环境温度Tair与翅片温度Tf的差值小于第四预设温度T3，第四预设温度T3＞0；条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组中制冷剂循环***的数量，且N为整数；条件E，模块出水温度TWO≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，模块为空气源热泵机组。
8.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：
所述除霜进入条件为：
条件A，环境温度Tair≤第一预设环境温度T0air，5℃≤第一预设环境温度T0air≤15℃；
条件B，除霜累计运行时间≥除霜周期T；
条件C，当环境温度Tair＜第二预设环境温度T1air，-10℃≤第二预设环境温度T1air≤0，蒸发温度Te＜K1*环境温度Tair-C0，且持续时间tc0，其中0.5≤K1≤0.9，10＜CO＜20，tc0＞0s；或者当环境温度Tair≥第二预设环境温度T1air，-10℃≤第二预设环境温度T1air≤0，蒸发温度Te＜K2*环境温度Tair-C1，且持续时间tc1，其中0.6≤K2≤1.2，9＜C1＜19，tc1＞0s；
条件D，处于除霜过程的制冷剂循环***的数量小于空气源热泵机组的允许除霜***的数量N，0＜N≤空气源热泵机组的制冷剂循环***的数量，且N为整数；
条件E，模块出水温度≥预设模块出水温度T0WO，5℃≤预设模块出水温度T0WO≤15℃，模块为空气源热泵机组。
9.根据权利要求7所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：所述除霜周期T为30min，第一预设环境温度T0air为10℃，N为空气源热泵机组中制冷剂循环***的数量的一半，预设模块出水温度T0WO为10℃。
10.根据权利要求8所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：条件A中，第一预设环境温度T0air为10℃；条件B中，除霜周期T为30min；条件C中，第二预设环境温度T1air为-4℃，tc0＝120s，tc1＝120s，K1＝0.7，C0＝13，C1＝12，K2＝0.8；条件D中，允许除霜***数量N为空气源热泵机组中制冷剂循环***的数目的一半；条件E中，预设模块出水温度T0WO为10℃。
11.根据权利要求1所述的空气源热泵机组的除霜方法，其特征在于：包括M0套制冷剂循环***，M0为大于2的整数；若空气源热泵机组在同一时刻内有M1套制冷剂循环***满足除霜进入条件，M1≥2且小于制冷剂循环***的总数；在步骤二中，计算不满足除霜进入条件的某一套制冷剂循环***与满足除霜进入条件且除霜累计运行时间最短的制冷剂循环***的除霜累计运行时间差值tD。
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