空气源热泵控霜和除霜方法及空气源热泵装置与流程

本发明涉及空气源热泵，具体涉及空气源热泵控霜和除霜方法及空气源热泵装置。

背景技术：

1、空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，通过低位热能(如空气所含的热量)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能(如煤、燃气、油、电能等)的目的，因此空气源热泵在国内被大面积推广。

2、空气源热泵换热后的冷媒会进入到蒸发器内与空气进行换热，在换热过程中，冷媒对空气进行吸热，蒸发器外侧的空气温度下降，空气中的水分子会附着在蒸发器表面并因温差凝结成霜层，霜层过多会影响冷媒的换热效果，因此，在现有技术中，空气源热泵通常是通过四通换向阀反向制冷，除霜期间采用停风机的方式进行除霜，但是，空气源热泵往往会出现频繁除霜的情况，存在空气源热泵能源利用效率低的缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种空气源热泵控霜和除霜方法及空气源热泵装置，以解决空气源热泵会出现频繁除霜的情况，存在空气源热泵能源利用效率低的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种空气源热泵控霜和除霜方法，包括以下步骤：

3、开机制热后进行自动除霜，并记录除霜后，制热稳定运行时的环境温度与低压压力对应的饱和温度差值，作为无霜状态的无霜温差；

4、随后获取实时环境温度和实时低压压力，并得到实时的环境温度与低压压力对应的饱和温度差值，作为实际温差；

5、控制系统将实际温差与无霜温差对比，当实际温差大于无霜温差时，控制系统根据目标出水温度和当前出水温度的温度差进行判断，控制压缩机频率或提高直流风机转速延缓霜层生成速率；

6、当达到积霜累计运行时间时，控制系统控制机组开始除霜。

7、有益效果：

8、当判定霜层生成后，控制系统控制压缩机降低频率，降低冷媒的流量，使蒸发器内的换热量降低，延缓霜层的生成速率，或者提高直流风机转速，使直流风机提高蒸发器外的空气流速，直流风机可将冷空气抽走，减小蒸发器外侧的进出温差，防止换热后的冷空气持续围绕在蒸发器周围，有效的延缓霜层的生成速率，有利于减少空气源热泵的除霜频率，有助于提高空气源热泵的换热效率。

9、在一种可选的实施方式中，还包括以下步骤：

10、在除霜的过程中，获取高压压力值/压缩机相电流值/中盘管温度值，并与设定数值进行对比，当超过设定数值后，控制直流风机朝蒸发器抽风。

11、有益效果：

12、通过采用上述方法，可避免出现系统压力过高而强制保护停机，导致蒸发器下部的霜层无法融化的问题，通过启动直流风机对蒸发器上部进行降温降压，可提高除霜时间，保证蒸发器下部的霜层可完全去除，防止出现蒸发器下部的霜层无法融化，使除霜更加频繁的情况，有利于保护压缩机使用寿命和空气源热泵的能力能效。

13、在一种可选的实施方式中，还包括以下步骤：

14、达到积霜累计运行时间，实际温差大于无霜温差并维持时，控制系统判定有霜，启动除霜。

15、有益效果：

16、通过采用以上除霜方法，解决了传统的定时除霜和定值除霜的不智能和霜层判断不精准的问题，实现了有霜除霜、无霜不除的效果，提高能源利用率的同时，又避免了分配器组件因霜层过厚堵塞等问题。

17、在一种可选的实施方式中，还包括以下步骤：

18、未达到积霜累计运行时间，实际温差大于无霜温差并维持时，控制系统判定有霜，启动除霜。

19、有益效果：

20、通过采用以上除霜方法，避免出现未到除霜时间，无法对已经生成的霜层进行除霜，从而影响换热效率、浪费能源的问题，上述方法实现了有霜除霜、无霜不除的效果，有利于提高换热效率，又避免了浪费能源。

21、在一种可选的实施方式中，制压缩机频率或直流风机转速延缓霜层生成速率还包括以下步骤：

22、当前出水温度小于目标出水温度时，控制系统控制压缩机频率保持不变，直流风机加大转速，以延缓结霜的速率；

23、当前出水温度小于目标出水温度且当前出水温度呈下降或维持趋势时，控制系统控制压缩机频率保持不变，直流风机加大转速，以延缓结霜的速率；

24、当前出水温度小于目标出水温度且当前出水温度呈上升趋势时，控制系统控制直流风机风速不变，压缩机降低频率，以延缓结霜的速率。

25、有益效果：

26、通过采用上述方法的精确控制，以实现对延缓结霜的精确控制，有效的延长霜层的生成时间，从而减少除霜次数，有助于提高空气源热泵的换热效率，提高能源利用率。

27、在一种可选的实施方式中，还包括以下步骤：

28、压缩机频率下降后，每检测一次当前出水温度，与上一次检测记录进行对比，如果当前出水温度由上升趋势转为维持或下降趋势，则停止压缩机降频，判断增加或维持直流风机转速进行控霜。

29、有益效果：

30、通过将当前出水温度上次检测记录进行对比，可避免压缩机频率持续下降，而导致制热效率降低，上述方法实现了智能控霜的效果，有利于保证换热效率。

31、在一种可选的实施方式中，还包括以下步骤：

32、控制系统还可获取制热稳定运行时的环境温度与翅片温度差值，作为无霜状态的无霜温差；

33、以及，获取实时环境温度和实时翅片温度，并得到实时的环境温度与翅片温度差值，作为实际温差。

34、有益效果：

35、控制系统还可通过获取环境温度与翅片温度差值作为无霜温差，以及将实时的环境温度与翅片温度差值作为实际温差，提高了控制系统的可选择性，有利于保证控霜、除霜的精确性，有效的保证了换热效率。

36、第二方面，本发明还提供了一种空气源热泵装置，应用于上述任一项所述的空气源热泵控霜和除霜方法，包括压缩机、四通换向阀、蒸发器、冷凝器、直流风机和控制系统，压缩机通过四通换向阀分别与蒸发器和冷凝器连通，直流风机设置在蒸发器的一侧，所述蒸发器上设置有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制系统连接以将检测的环境温度值传输至控制系统；所述蒸发器与所述压缩机连接的管路上设置有低压压力传感器，所述低压压力传感器与所述控制系统连接以将检测的低压压力值传输至控制系统；所述冷凝器与地暖管的回水管道上设置有出水温度传感器，所述出水温度传感器与所述控制系统连接以将检测的当前出水温度值传输至控制系统；所述控制系统与所述压缩机和所述直流风机电连接，以使所述控制系统根据所述环境温度传感器、所述低压压力传感器和所述出水温度传感器传输的数值控制所述压缩机的频率和所述直流风机的转速。

37、因为空气源热泵装置应用于空气源热泵控霜和除霜方法，具有与空气源热泵控霜和除霜方法相同的效果，在此不再赘述。

38、在一种可选的实施方式中，还包括：

39、检测单元，所述检测单元与所述控制系统连接，所述检测单元适于获取高压压力值/压缩机相电流值/中盘管温度值传输至所述控制系统，以使所述控制系统根据获得的数据启动/关闭所述直流风机朝所述蒸发器抽风。

40、在一种可选的实施方式中，所述检测单元包括高压压力传感器和/或压缩机相电检测模块和/或中盘管温度传感器。