[发明专利]一种热泵系统的分级除霜起止判定方法

权利要求书

1.一种热泵系统的分级除霜起止判定方法，所述热泵系统包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)、换流器(4)和套管式蒸发器(5)，所述冷凝器(2)分别与压缩机(1)、节流装置(3)和换流器(4)相连接，所述换流器(4)分别与节流装置(3)、套管式蒸发器(5)连接，套管式蒸发器(5)分别与压缩机(1)和节流装置(3)连接，还包括除霜支路(6)，所述除霜支路(6)自冷凝器(2)进口处为起点，依次经过换流器(4)和套管式蒸发器(5)，最后汇流至节流装置(3)前；所述压缩机(1)的吸排气口上分别设置有第一温度传感器(10)和第二温度传感器(11)，套管式蒸发器(5)上设有第三温度传感器(9)，套管式蒸发器(5)的空气侧进出口处分别设有第一湿度传感器(13)和第二湿度传感器(14)和微压差传感器(12)；

所述除霜支路(6)上设有第一电磁阀(7)，套管式蒸发器(5)的内管入口处设有第二电磁阀(8)，热泵系统的主循环流量以及除霜强度通过调节第一电磁阀(7)和第二电磁阀(8)的开度大小以及换流器(4)控制管路共同完成；

所述套管式蒸发器(5)上设有外管(51)和内管(52)，除霜支路(6)经过外管(51)后汇流至节流装置(3)前；

其特征在于：所述分级除霜起止判定方法包括以下步骤：

A.测量套管式蒸发器(5)总表面积A、空气过流截面积A_L、翅片间距S等；

B.根据风机型号获得空气流量Va；

C.根据公式获得套管式蒸发器(5)迎面风速，按以下公式计算：

v_a＝V_a/A_L

D.热泵系统运行后，通过套管式蒸发器(5)上的第三温度传感器(9)、第一湿度传感器(13)、第一湿度传感器(14)、微压差传感器(12)以及压缩机(1)吸排气口上的第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)获得热泵系统运行后蒸发器翅片平均温度T_f、套管式蒸发器(5)前后的空气湿度d_a,in、d_a,out、套管式蒸发器(5)前后的空气压差DP以及压缩机(1)进出口处上温度的实时参数；

E.判断套管式蒸发器(5)翅片平均温度T_f是否小于0℃，若高于T_f0℃则热泵系统不动作，若T_f0℃则热泵系统执行下一步；

F.采用Hosuda模型计算结霜厚度δ，按以下公式计算：

ρ_fr＝340|T_f|^-0.455+85v_a

其中：ρ_fr为霜层密度：kg/m³，T_f为套管式蒸发器(5)翅片平均温度：K，v_a为套管式蒸发器(5)迎面风速:m/s，m_a为空气流量：m³/s，t为T_f0℃后热泵系统继续运行的时间：s,A为蒸发器总表面积：m²；

G.采用结霜厚度δ以及压缩机(1)吸排气温差DT进行结霜程度双判据判定分析，本判据划分为等级Ⅰ-等级V，其中压缩机(1)吸排气温差DT在不同等级下的相互关系如下：N1＜N2＜N3＜N4，具体分级如下：

先判定等级Ⅰ：第一电磁阀(7)、第二电磁阀(8)均保持关闭，判据：

同时满足：压缩机(1)吸排气温差DT＜N1

再判定等级Ⅱ：第一电磁阀(7)开度k1、第二电磁阀(8)开度K1，判据：

同时满足：压缩机(1)吸排气温差DT≥N1

然后判定等级Ⅲ：第一电磁阀(7)开度k2、第二电磁阀(8)开度K2，判据：

同时满足：压缩机(1)吸排气温差DT≥N2

之后判定等级IV：第一电磁阀(7)开度k3、第二电磁阀(8)开度K3，判据：

同时满足：压缩机(1)吸排气温差DT≥N3

最后判定等级V：第一电磁阀(7)开度K4、第二电磁阀(8)关闭，判据：

同时满足：压缩机(1)吸排气温差DT≥N4

其中，S为翅片间距：m，δ为霜层厚度：m；

H.当双判据中只有1个判据满足第N级指标，则执行第N-1级除霜响应，具体如下：

先判定等级Ⅰ：第一电磁阀(7)、第二电磁阀(8)均保持关闭，判据：

满足：或压缩机(1)吸排气温差DT≥N1

再判定等级Ⅱ：第一电磁阀(7)开度k1、第二电磁阀(8)开度K1，判据：

满足：或压缩机(1)吸排气温差DT≥N2

然后判定等级Ⅲ：第一电磁阀(7)开度k2、第二电磁阀(8)开度K2，判据：

满足：或压缩机(1)吸排气温差DT≥N3

最后判定等级IV：第一电磁阀(7)开度k3、第二电磁阀(8)开度K3，判据：

满足：或压缩机(1)吸排气温差DT≥N4

I.热泵系统执行第G或H步除霜响应后，则继续执行判定循环第D步，然后按前述步骤，继续重复执行D-H步除霜判定循环。