[实用新型]基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统

说明书

本实用新型提供一种基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统，包括：电流测量装置，实时测量空气源热泵蒸发器风机的电流信号；数据转换模块，对所述电流信号进行滤波、解调、分解和重构，获取数据信息，再利用特征提取算法进行时域和频域分析，提取特征数据值，数据诊断模块，利用机器学习方法对特征数据值进行信号识别，分类并诊断结霜情况；除霜控制模块，根据所述诊断结霜情况，对空气源热泵蒸发器进行除霜控制。本实用新型将采集到的风机电流数据通过数据预处理和特征提取，再结合机器学习等数据分析从而对空气源热泵的室外侧换热器结霜的情况加以判断，以便于及早地发现并清除故障，保证空气源热泵机组在高效状态下运行。

技术领域

本实用新型属于热泵除霜技术领域，具体涉及一种基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统。

背景技术

空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来供暖或供应热水。空气源热泵的适应范围广，运行成本低，对环境无污染，具有良好的节能减排效果，现已广泛应用于化工、热能、制热、暖通等领域。

虽然空气源热泵在我国城市发展中广泛应用，但是由于空气源热泵室外侧换热器在冬季运行时存在结霜现象使得空气源热泵冬季供暖时的运行状况却不理想。空气源热泵室外换热器结霜会减少空气流量，降低机组供热性能。伴随着室外换热器壁面霜层的增长，室外换热器蒸发温度下降、机组制热量降低、风机性能衰减和输入电流增大、供热性能系数降低，严重时出现压缩机停机，从而导致机组不能正常工作。基于结霜情况下会使输入电流发生变化，所以在此对结霜状态下风机电流的变化进行研究，通过对流过风机的电流的实时监测和诊断从而及时地发现结霜现象并控制除霜。现有的基于风机电流控制除霜的技术，多仅采用宏观特征(幅值与正弦频率)进行阈值比较，识别率较低，控制效果欠佳。

实用新型内容

为解决传统情况下除霜不及时、误除霜造成的除霜效率低下，除霜效果差的问题，本文提出了一种基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统。该系统利用机器学习对风机电流信号进行分析，借助于远程监控平台实现对空气源热泵室外侧换热器运行状态的实时监测，若发现结霜故障时，监控平台将迅速发出预警并控制热泵进行除霜。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统，包括：电流测量装置，实时测量空气源热泵蒸发器风机的电流信号；无线传输装置和数据采集模块，电流测量装置通过无线传输装置将采集的电流信号传输给数据采集模块；数据转换模块，对数据采集模块采集的数据进行滤波、解调、分解和重构，获取数据信息，再利用特征提取算法进行时域和频域分析，提取特征数据值；数据诊断模块，利用机器学习方法对特征数据值进行信号识别，分类并诊断结霜情况；除霜控制模块，根据所述诊断结霜情况，对空气源热泵蒸发器进行除霜控制。

作为本实用新型的优选方案之一，所述数据转换模块中，利用Hilbert变换进行滤波、解调操作，利用小波包分析、频域分析或CZT转换进行分解和重构操作。

作为本实用新型的优选方案之一，所述特征提取算法采用小波包分解、快速傅里叶变换、主成分分析中的任一种。

作为本实用新型的优选方案之一，所述机器学习方法包括人工神经网络学习方法、深度学习和支持向量机学习方法。

作为本实用新型的优选方案之一，所述电流测量装置包括开关电源和电流传感器；所述无线传输装置包括无线信号发射器、无线信号接收器、控制信号发射器和控制信号接收器，电流测量装置通过无线信号发射器和无线信号接收器将采集的电流信号传输给数据采集模块；除霜控制模块通过控制信号发射器和控制信号接收器进行空气源热泵蒸发器的除霜控制。