[实用新型]热泵系统化霜控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热泵热水器技术领域，具体涉及热泵系统化霜控制装置。

背景技术

目前的空气源热泵系统普遍采用大面积的翅片式蒸发器和风机进行空气侧的强化换热(吸热)。当环境温度较低且空气中相对湿度较高时，翅片温度因换热温差(5度以上)原因可能低于该工况下露点温度，从而空气中水分在翅片上凝结形成露(即结露现象)。

在环境温度低于8左右的工况(低温工况)下，由于热泵系统制热效率的降低，换热温差进一步增大，导致翅片温度很大可能会低于0，因此翅片上的结露现象会变成结霜现象。霜的形成一般要经过结晶生长期、霜层生长期和霜层充分生长期三个阶段。在前两个时期，由于结晶间缝隙增大了与空气的换热面积对提高系统效率是有利的，但如果在结晶间缝隙填满后不及时清除(即化霜)，则霜层最后会完全堵住翅片间隙，从而完全阻止空气流动，使热泵系统因蒸发器无法从空气中吸到热量而效率显著下降，直至出现高压保护系统停机。

因此，对于环境温度越低作用越显著的热泵系统来说，冬季化霜功能作用巨大。

对于化霜问题的研究，许多学者在实验上提出了自修正除霜控制法、空气压差除霜控制法、最大平均供热量法，甚至模糊智能除霜控制法、霜层传感器法、室内外双温感器除霜控制法等方法。但由于工艺实现的可行性、传感器及控制器成本、除霜效果等方面原因，目前广泛使用的还是最为简单的“时间－温度”控制方法。

该方法的判断准则是“当蒸发器翅片温度持续(设定值，一般为5分钟)低于某值且系统运行超过一段时间(5分钟)即开始启动化霜，当化霜时间超过某值(设定值)或蒸发器翅片温度高于某值(设定值)即结束化霜”。可以看出，该方法是一个极为粗略的经验方法，其原因是，由于忽略了空气相对湿度这一重要参数，启动化霜的时机极不准确。比如，在空气相对湿度较小时，露点温度低，很难结霜，如在环境温度(干球温度)D/T为-5、相对湿度RH<63％的工况时，5换热温差的热泵系统，翅片温度不会露点温度DP(如表所示)，所以不会出现结霜情况；这种情况在在我国北方地区极为普遍。

表：干球温度D/T＝-5时的相对湿度RH和露点温度DP

可见，上述化霜方法属于大致估计的方法，除霜时机判断的准确性差、误操作多。化霜的频繁误操作会导致较为严重的后果。

1能耗损失大。研究表明，这种方式的能耗超过系统总能耗的10％，误操作比率高达27％，所以冬季运行时系统COP大幅降低。

2导致压缩机轴功率高且上升快，最终会超过额定功率1倍；导致排气压力高，最终会超高压保护值70％；由此会产生对压缩机和高压部件及管路的极大损害，严重降低热泵的工作寿命。

3导致的高低压保护频繁引起供热间断，用户体验差。

该问题体现了现有热泵技术的不成熟性，大部分的热泵系统都存在着要命的“过冬”问题，所以在中国长江流域以北地区还鲜见可靠的热泵应用。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种精度高、效果好的热泵系统化霜控制装置的技术显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种精度高、效果好的热泵系统化霜控制装置。

本实用新型的发明目的通过以下技术方案实现：

提供热泵系统化霜控制装置，包括环境温度传感器、蒸发器翅片温度传感器、湿度传感器、控制器和除霜机构，所述环境温度传感器、所述蒸发器翅片温度传感器、所述湿度传感器分别于控制器电信号连接，所述控制器与所述除霜机构连接。

其中，设置有计时器，所述计时器与所述控制电信号连接。

其中，所述湿度传感器为精度为±5％RH的湿度传感器。

其中，所述湿度传感器的型号为DHT11。

其中，其中，所述湿度传感器设置为电阻式感湿元件。

其中，所述除霜机构设置为电加热式除霜机构或风循环式除霜机构。

本实用新型的有益效果：

热泵系统化霜控制装置，包括环境温度传感器、蒸发器翅片温度传感器、湿度传感器、控制器和除霜机构，所述环境温度传感器、所述蒸发器翅片温度传感器、所述湿度传感器分别于控制器电信号连接，所述控制器与所述除霜机构连接。