CN116123732A - 一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法 - Google Patents

一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法 Download PDF

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Abstract

一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法，包括热泵热水采暖系统，所述热泵热水采暖系统包括压缩机，所述压缩机的高压出口通过电磁四通阀与板式换热器的冷媒侧进口相连通，板式换热器的冷媒侧出口通过电子膨胀阀与蒸发器的一端相连通，蒸发器的另一端通过电磁四通阀与压缩机的低压入口相连通，板式换热器的水侧排出管上设置有出水温度传感器，压缩机的低压入口设置有回气温度传感器，压缩机的高压出口管上设置有排气温度传感器，本发明以检测压缩机的回气温度为条件，因为通过检测回气温度可以检测出因风机失速或蒸发环境发化充变化而造成的结霜，当热泵热水采暖系统运行时间满足除霜时间时，就可以进行除霜模式进行除霜。

Description

一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法
技术领域
本发明涉及一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法。
背景技术
现有热泵热水采暖系统的除霜方式，通常都是采用风冷除霜，即采用检测盘管温度是否达到设定需求温度，来判断是否除霜。这种除霜控制方式，由于是通过检测蒸发结构中的盘管温度来进行除霜，通常情况下，一个独立的热泵热水采暖系统，在其蒸发器上只会设置一个唯一的盘管温度检测位置，由于这个唯一的盘管温度只能检测到蒸发结构中的某一分流支路的蒸发温度，当用这个蒸发温度来判断整个热泵热水采暖系统运行中是否有除霜需求时，很容易发生系统偏流。由于系统偏流会导致采集到的盘管温度，出现偏高或是偏低，进而产生误判，最后造成频繁除霜或不除霜。而频繁除霜或不除霜都会降低热泵热水采暖系统的运行能效、运行的稳定性和可靠性，降低热泵热水采暖系统的用户体验，甚至是直接降低热泵热水采暖系统的使用寿命。
中国专利文献号CN 110671834 A于2020年01月10日公开了一种热泵系统的除霜方法，包括以下步骤：S1、机组压缩机累积运行时间≥T1，且环境温度≤S1，且盘管温度≤S2，系统进入除霜运行，关闭风机，启动四通阀，启动旁通电磁阀，机组进行除霜；S2、当除霜运行时间≤T2且盘管温度≤S3时，排气温度≥温度S4或系统高压压力≥Y1或压缩机电流≥额定电流*1.4，保持除霜运行，启动风机运行时间T3后：1)如果除霜运行时间≥T2且盘管温度≥S3，则停止除霜运行，关闭四通阀，关闭旁通电磁阀，机组进行正常制热；2)如果除霜运行时间≤T2且盘管温度≤S3时，排气温度≤S4-30且高压压力≤Y1-0.6且压缩机电流≤额定电流，则关闭风机，继续除霜，直到满足除霜运行时间≥T2且盘管温度≥S3，停止除霜，关闭四通阀，关闭旁通电磁阀，启动风机，进入正常制热运行。这种热泵系统的运行能效不够理想，有待改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种控制准确的热泵热水采暖系统的除霜控制方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法，包括热泵热水采暖系统，其特征是所述热泵热水采暖系统包括压缩机，所述压缩机的高压出口通过电磁四通阀与板式换热器的冷媒侧进口相连通，板式换热器的冷媒侧出口通过电子膨胀阀与蒸发器的一端相连通，蒸发器的另一端通过电磁四通阀与压缩机的低压入口相连通，板式换热器的水侧排出管上设置有出水温度传感器，压缩机的低压入口设置有回气温度传感器，压缩机的高压出口管上设置有排气温度传感器，热泵热水采暖系统还包括用于检测系统累积运行时间的计时器，通过计时器获得累积运行时间Rt，通过回气温度传感器获得回气温度Ts，通过出水温度传感器获得出水温度Tout，通过排气温度传感器获得排气温度Td，热泵热水采暖系统的中控器分别与回气温度传感器、计时器、水温度传感器和排气温度传感器电连接，操作时，包括以下步骤：
步骤一，系统上电，进入步骤二；
步骤二，正常运行，进入步骤三；
步骤三，通过中控器判断Ts≤M是否成立，当其成立时，进入步骤四，否则进入步骤二；其中，M为回气温度目标值，M的取值范围为-10℃～-5℃；
步骤四，通过中控器判断Rt＞T是否成立，当其成立时，进入步骤五，否则进入步骤二；其中，T为运行时间目标值，T的取值范围为45min～50min；
步骤五，通过中控器判断Td-Tout≤N是否成立，当其成立时，进入步骤六，否则进入步骤二；其中，N为除霜温度目标值，N的取值范围为；12℃～15℃；
步骤六，进入除霜模式，进入步骤七；
步骤七，通过中控器判断除霜模式是否结束，当其成立时，进入步骤二，否则进入步骤六。
本发明不是以检测环境温度为条件，而是以检测压缩机的回气温度为条件，因为通过检测回气温度可以检测出因风机失速或蒸发环境发化充变化而造成的结霜，同时，通过检测排气温度与出水温度的温差与预设值的比较，就能够准确判断热泵热水采暖系统运行能力是否下降，而当热泵热水采暖系统的蒸发能力下降时，将会直接导致其热泵能力下降。热泵热水采暖系统蒸发能力在短时间内下降的原因大多是因为是系统在运行时结霜，同当热泵热水采暖系统的能力下降到一定值时，且热泵热水采暖系统运行时间满足除霜时间时，就可以进行除霜模式进行除霜。
综上所述，本发明具有控制准确的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明的控制流程图。
图中：1为蒸发器，2为环境温度传感器，3为电磁四通阀，4为回气温度传感器，5为排气压力传感器，6为排气温度传感器，7为板式换热器，8为流量传感器，9为排气阀，10为电子膨胀阀，11为回气压力传感器，12为压缩机，13为进水温度传感器，14为水泵，15为出水温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图2，一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法，包括热泵热水采暖系统，所述热泵热水采暖系统包括压缩机12，所述压缩机12的高压出口通过电磁四通阀3与板式换热器7的冷媒侧进口相连通，板式换热器7的冷媒侧出口通过电子膨胀阀10与蒸发器的一端相连通，蒸发器的另一端通过电磁四通阀3与压缩机12的低压入口相连通，板式换热器7的水侧排出管上设置有出水温度传感器15，压缩机12的低压入口设置有回气温度传感器4，压缩机12的高压出口管上设置有排气温度传感器6，热泵热水采暖系统还包括用于检测系统累积运行时间的计时器，通过计时器获得累积运行时间Rt，通过回气温度传感器4获得回气温度Ts，通过出水温度传感器15获得出水温度Tout，通过排气温度传感器6获得排气温度Td，热泵热水采暖系统的中控器分别与回气温度传感器4、计时器、水温度传感器15和排气温度传感器6电连接。
在本实施例中，压缩机是热泵热水采暖系统的动力核心，它可将吸入的低温、低压的冷媒蒸气通过压缩提高温度和压力，让冷媒在系统中不断循环，并通过热功转换达到制冷制热的目的。
板式换热器在制热时起到冷凝高温气体的作用，通过对水侧放出热量，可使水路介质加热的目的，其在制冷时起到蒸发低温液体的作用，通过向水侧吸收热量，可使水路介质降温的目的。
电磁四通换向阀起到换向作用，可使冷媒循环方向改变，达到制冷制热的目的。
翅片换热器在制热时起到蒸发作用，通过吸收空气中的热量，可使空气的温度降低，到达降温的目的；其在制冷时起到冷凝高温气体的作用，通过对空气放出热量，可使空气温度提高，达到空气升温的效果。
当热泵热水采暖系统工作时，按以下方法进行操作，具体包括以下步骤。
步骤一，系统上电，进入步骤二。
步骤二，正常运行，进入步骤三；此时，按预设值或用户设定值进行正常运行，在运行中，通过中控器收集相应的温度、压力信息。
步骤三，通过中控器判断Ts≤M是否成立，当其成立时，进入步骤四，否则进入步骤二；其中，M为回气温度目标值，M的取值范围为-10℃～-5℃；由于不同型号的热泵热水采暖系统在不同的环境系工作时，其性能略有差异，故可以根据实际情况，对M进行具体的选择。
步骤四，通过中控器判断Rt＞T是否成立，当其成立时，进入步骤五，否则进入步骤二；其中，T为运行时间目标值，T的取值范围为45min～50min；
在本实施例中，累积运行时间Rt一般达到45min～50min，可以进行除霜条件的检测，以确保热泵热水采暖系统能够高效的运行。
步骤五，通过中控器判断Td-Tout≤N是否成立，当其成立时，进入步骤六，否则进入步骤二；其中，N为除霜温度目标值，N的取值范围为；12℃～15℃。
示例：选取除霜温度目标值N＝12℃。
当热泵热水采暖系统运行一段时间后，排气温度Td＝60℃，出水温度Tout＝50℃，此时，Td-Tout＝60℃-50℃＝10℃，于是，有Td-Tout≤N成立，进入后续的除霜模式。
如果，排气温度Td＝60℃，出水温度Tout＝42℃，此时，Td-Tout＝60℃-42℃＝18℃，于是，有Td-Tout≤N不成立，则返回步骤二，继续运行。
步骤六，进入除霜模式，进入步骤七。
步骤七，通过中控器判断除霜模式是否结束，当其成立时，进入步骤二，否则进入步骤六。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种热泵热水采暖系统的除霜控制方法，包括热泵热水采暖系统，其特征是所述热泵热水采暖系统包括压缩机(12)，所述压缩机(12)的高压出口通过电磁四通阀(3)与板式换热器(7)的冷媒侧进口相连通，板式换热器(7)的冷媒侧出口通过电子膨胀阀(10)与蒸发器的一端相连通，蒸发器的另一端通过电磁四通阀(3)与压缩机(12)的低压入口相连通，板式换热器(7)的水侧排出管上设置有出水温度传感器(15)，压缩机(12)的低压入口设置有回气温度传感器(4)，压缩机(12)的高压出口管上设置有排气温度传感器(6)，热泵热水采暖系统还包括用于检测系统累积运行时间的计时器，通过计时器获得累积运行时间Rt，通过回气温度传感器(4)获得回气温度Ts，通过出水温度传感器(15)获得出水温度Tout，通过排气温度传感器(6)获得排气温度Td，热泵热水采暖系统的中控器分别与回气温度传感器(4)、计时器、水温度传感器(15)和排气温度传感器(6)电连接，操作时，包括以下步骤：
步骤一，系统上电，进入步骤二；
步骤二，正常运行，进入步骤三；
步骤三，通过中控器判断Ts≤M是否成立，当其成立时，进入步骤四，否则进入步骤二；其中，M为回气温度目标值，M的取值范围为-10℃～-5℃；
步骤四，通过中控器判断Rt＞T是否成立，当其成立时，进入步骤五，否则进入步骤二；其中，T为运行时间目标值，T的取值范围为45min～50min；
步骤五，通过中控器判断Td-Tout≤N是否成立，当其成立时，进入步骤六，否则进入步骤二；其中，N为除霜温度目标值，N的取值范围为；12℃～15℃；
步骤六，进入除霜模式，进入步骤七；
步骤七，通过中控器判断除霜模式是否结束，当其成立时，进入步骤二，否则进入步骤六。
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