CN113758070A - 一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法，所述的基于力学平衡原理的智能除霜控制***包括力学平衡***、测距***、围护***：在所述热泵***和风机开始工作后，冷风由喇叭口进入L型风管；当翅片开始结霜后，随着霜层厚度的增加，导致力学平衡***中风速增大；根据伯努利方程可知，静压随动压的增大而减小，导致圆形膜片所受的静压力减小；又根据力学平衡原理可知，圆形膜片所受的弹力随静压力减小而减小；根据胡克定律，可以判断出此时圆形膜片与翅片之间距离在减小；当圆形膜片与翅片之间的距离小于等于预设距离时，控制所述热泵***开始除霜。本发明提供的方案，将热泵***中圆形膜片与翅片之间的距离作为是否进行除霜的判定条件，不仅能够精确界定除霜模式的启停，还能够适用于不同环境下的除霜，从而避免无效过度除霜或者除霜不完全，提高能源利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调技术、冷冻冷藏等领域，具体地说，涉及一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法。
背景技术
在冬季低温环境下，空调开启制热模式后，其室外机换热器表面极易结霜；针对低温冷冻冷藏***而言，高湿低温的环境极易导致库内蒸发器结霜。而霜层的生成增加了换热器的传热热阻和空气流动阻力，降低了换热器的换热性能，使热泵***的运行性能恶化，不仅能耗增加，而且易损坏相应的设备。因此实现换热器的无霜环境或高效除霜对于提高空调***的利用效率，降低***能耗具有重要意义。现有的空热泵***，常用的除霜控制方法有定时除霜法、时间-温度控制法和空气压差除霜控制法等。这些传统除霜控制方法的弊端大都是不能实现除霜启停时刻的精确界定，从而导致无效过度除霜或者除霜不完全，同时还存在除霜控制紊乱的危险。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法。它既可以精准控制热泵***除霜模式的启停，防止热泵***误除霜或除霜不干净，又能提高除霜效率，避免能源浪费。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法，该智能除霜控制***由力学平衡***、测距***、围护***等构成；
所述力学平衡***由L型风管、圆形膜片、软连接、弹簧等构成；所述L型风管开口端水平布置于蒸发器两平行铝翅片中间，在风机作用下，冷风可由喇叭口进入L型风管；所述圆形膜片下端与L型风管用软连接相连，所述软连接由柔性塑料或帆布制成，可以自由伸缩，保证圆形膜片可以在弹力的变化范围内自由移动；所述弹簧连接圆形膜片的上端与铝翅片，该控制***的力学平衡***通过固定件固定，避免因力学平衡***移动导致热泵***误除霜。
所述测距***由激光测距仪和圆形膜片构成；激光测距仪布置于所述弹簧附件的铝翅片上，所述激光测距仪可向圆形膜片发射激光用于测量圆形膜片与翅片之间的距离。
所述围护***用于将力学平衡***和测距***进行封闭（除L型风管开口），不仅可以避免风速对膜片受力与精确测距的影响，还可以有效防止翅片表面有异物或大量灰尘时热泵***误除霜现象的发生。
在所述热泵***和风机开始工作后，冷风由喇叭口进入L型风管；当翅片开始结霜后，随着霜层厚度的增加，导致力学平衡***中风速增大；根据伯努利方程可知，静压随动压的增大而减小，导致圆形膜片所受的静压力减小；又根据力学平衡原理可知，圆形膜片所受的弹力随静压力减小而减小；根据胡克定律，可以判断出此时圆形膜片与翅片之间距离在减小；当圆形膜片与翅片之间的距离小于等于预设距离时，控制所述热泵***开始进行除霜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
当所述热泵***的翅片开始结霜后，根据圆形膜片与翅片之间的距离确定热泵***是否满足除霜条件。该智能除霜控制***不仅能够适用于不同地区的除霜，提高了热泵***对环境的适应能力，还可以精准控制热泵***除霜模式的启停，有效避免了热泵***误除霜现象的发生，提高了除霜效率，降低了热泵***的能耗，保证其正常高效的运转。
附图说明
图1是本发明提供的一实施例的工作原理图；
图2是本发明提供的一实施例中圆形膜片的受力分析图；
图3是本发明提供的一实施例中保温箱内示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法，该智能除霜控制***，包括蒸发器的铝翅片1、围护***2、圆形膜片3、软连接4、风机5、固定件6、L型风管7、激光测距仪8、弹簧9等。
所述力学平衡***由L型风管、圆形膜片、软连接、弹簧等构成；所述L型风管开口端水平布置于蒸发器两平行铝翅片中间，在风机作用下，冷风可由喇叭口进入L型风管；所述圆形膜片下端与L型风管用软连接相连，所述软连接由柔性塑料或帆布制成，可以自由伸缩，保证圆形膜片可以在弹力的变化范围内自由移动；所述弹簧连接圆形膜片的上端与铝翅片；该控制***的力学平衡***通过固定件固定，避免因力学平衡***移动导致热泵***误除霜。
所述测距***由激光测距仪和圆形膜片构成；激光测距仪布置于所述弹簧附件的铝翅片上，所述激光测距仪可向圆形膜片发射激光用于测量圆形膜片与翅片之间的距离。
所述围护***用于将力学平衡***和测距***进行封闭（除L型风管开口），不仅可以避免风速对膜片受力与精确测距的影响，还可以有效防止翅片表面有异物或大量灰尘时误除霜现象的发生。
在所述热泵***和风机开始工作后，冷风由喇叭口进入L型风管；根据圆形膜片是否开始移动，判断翅片是否开始结霜；当翅片开始结霜后，测量圆形膜片与翅片之间的距离d；根据圆形膜片与翅片之间的距离d，判断所述热泵***是否满足除霜开始条件，控制所述热泵***开始除霜；根据除霜时间t及蒸发器表面的温度T，判断所述热泵***是否满足除霜结束条件，控制所述热泵***结束除霜。
其中，将整个蒸发器放到一个带有电动风阀的保温箱内，在所述热泵***和风机开始工作后，风机一直保持恒定的速度运转。电动风阀的关闭不仅可以使保温箱形成封闭式空间，减少热量损失，提高能源利用效率；也可以平衡内外压力，避免围护结构受损。
其中，根据激光测距仪测量圆形膜片与翅片之间的距离d；当圆形膜片开始移动时，翅片开始结霜。
其中，当所述圆形膜片与翅片之间的距离d小于等于预设距离d0即d<=d0，且结霜厚度m达到预设厚度m0时，确定所述热泵***满足除霜开始条件，控制所述热泵***开始除霜。
其中，在结霜试验中，通过人为观察结霜厚度m；当达到所需除霜的厚度m0时，记录圆形膜片与翅片之间的距离d0，作为d的上限值。
其中，在控制所述热泵***开始除霜后，当所述热泵***的除霜时间t大于等于保护时间t0即t>=t0，且蒸发器的表面温度T大于等于保护温度T0=15℃时，即T>=T0，控制所述热泵***结束除霜。
其中，通过结霜试验获取保护时间t0的合适值。
如图2所示，在所述热泵***和风机开始工作后，冷风由喇叭口进入L型风管；一段时间后，翅片表面开始结霜；随着翅片霜层厚度的增加，导致力学平衡***中风速增大；根据伯努利方程可知，静压随动压的增大而减小，导致圆形膜片所受的静压力减小；又根据力学平衡原理可知，圆形膜片所受的弹力F与其静压力F1保持平衡，即弹力F随静压力F1 减小而减小；根据胡克定律，可以判断出此时圆形膜片与翅片间距离在减小，即圆形膜片开始移动。
如图3所示， 制冷模式下，电动风阀开启，库内气流在风机作用下形成顺时针环形对流；当***达到除霜启动点时，***进入除霜模式，电动风阀关闭，使气流在封闭的“回”型通道内循环，风机保持恒定的速度运转。电动风阀的关闭使保温箱形成封闭式空间，有效地降低了热量的散失。
该智能除霜控制***不仅适用于低温高湿的冷冻冷藏***，同样也适用于不同地区的热泵***除霜过程。该控制***提高了热泵***对环境的适应能力，有效地避免了***误除霜或除霜不干净，提高了除霜效率，减少了能源浪费。
Claims (3)
1.一种基于力学平衡原理的智能除霜控制方法，其特征在于，该智能除霜控制***由力学平衡***、测距***、围护***构成；
所述力学平衡***由L型风管7、圆形膜片3、软连接4、弹簧9等构成；所述L型风管7开口端水平布置于蒸发器两平行铝翅片1中间，在风机5作用下，冷风可由喇叭口进入L型风管7；所述圆形膜片3下端与L型风管7用软连接4相连，所述软连接4由柔性塑料或帆布制成，可以自由伸缩，保证圆形膜片可以在弹力的变化范围内自由移动；所述弹簧9连接圆形膜片3的上端与铝翅片1，该控制***的力学平衡***通过固定件6固定。
2.所述测距***由激光测距仪8和圆形膜片3构成；激光测距仪8布置于所述弹簧9附件的翅片1上，所述激光测距仪8可向圆形膜片3发射激光用于测量圆形膜片3与翅片1之间的距离。
3.所述围护***2由聚氨酯泡沫塑料或自熄性聚苯乙烯泡沫塑料等材料构成，可用于将力学平衡***和测距***进行封闭（除L型风管开口）；围护***2不仅可以避免风速对圆形膜片3受力与精确测距的影响，还可以有效防止翅片1表面有异物或大量灰尘时热泵***误除霜现象的发生。
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Cited By (1)
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| CN114688683A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-07-01 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器及其除霜控制方法 |
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2020
- 2020-06-03 CN CN202010496317.4A patent/CN113758070A/zh active Pending
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