[实用新型]基于最佳除霜控制点的空气源热泵风机电流除霜控制系统

说明书

基于最佳除霜控制点的空气源热泵风机电流除霜控制系统，属于空气源热泵除霜技术领域。以风机电流增量作为除霜控制参数，以风机平均电流增长速率判断机组所处结霜工况(重霜/一般结霜/轻霜或无霜)；然后，采用“最佳除霜控制点”理论，确定不同结霜工况下机组的最佳除霜控制阈值；最后辅以换热温差和持续制热运行时间的限制条件，保障机组安全稳定运行。本发明避免“误除霜”事故的发生，提高了机组运行能效；操作简单、实现成本较低。

技术领域

本发明属于空气源热泵除霜技术领域，具体地说，是针对空气源热泵，利用室外风机电流进行除霜控制的系统与方法。

背景技术

空气源热泵技术具有节能、环保、易于维护等优势，其被作为热源广泛地应用于中小型建筑供暖系统。然而，空气源热泵实际应用中经常出现“误除霜”事故，导致机组出现制热量衰减、运行性能降低等问题，严重时甚至会导致压缩机烧毁等安全事故。因此，除霜控制是目前空气源热泵研究领域的重要方向之一。现有测霜技术研究主要分为“直接测霜”和“间接测霜”两个方向，由于直接测霜法的监测设备成本较大，间接测霜法更受到空气源热泵生产厂家的青睐。目前市场销售的空气源热泵机组大多采用“温度-时间”(TT)间接测霜法，该方法简单易行，但忽略了环境湿度对结霜影响，影响对霜层准确判断，造成“误除霜”事故。开发低成本、易于工程应用的准确测霜方法仍然是空气源热泵机组的迫切需求。

当空气源热泵室外换热器结霜时，霜层会逐步堵塞空气流通通道，造成风机运行工况点发生偏移，风机电流和功率等参数会随着霜量增加而变化，因此可以利用风机运行状态参数反映机组结霜情况。发明专利CN104061650A公开了一种风冷热泵空调的结霜判定方法，包括：实时监测风机功率；根据室外温度判定是否满足结霜条件；以风机转速判断机组是否正常运行；根据风机功率变化判断是否除霜。发明专利CN110779265A公开了一种基于风机电流的空气源热泵除霜远程监控系统及监控方法，包括：从风机电流入手，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。

虽然上述研究已初步证明风机运行参数在除霜控制中应用的可行性，但是尚存在一些问题：(1)以单一的风机电流或功率等作为除霜控制参数，由于机组实际运行时室外换热器可能会存在脏堵，会造成结霜判断不准确；(2)现有研究对于除霜控制点的选择多采用经验取值的方法，不能达到最佳除霜性能，影响空气源热泵运行效率。

综上所述，以风机运行状态参数为基础的除霜控制技术，尚需综合考虑工程应用因素，合理选择除霜控制参数以及最佳除霜控制点，以提高空气源热泵机组运行能效和稳定性。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于最佳除霜控制点的空气源热泵风机电流除霜控制系统及方法。该系统以风机电流增量作为除霜控制参数，并对初始风机电流进行修正，有效避免脏堵问题的影响；利用风机平均电流增长速率判断机组当前所处结霜工况，结合“最佳除霜控制点”理论，确定不同工况下除霜控制阈值，结合盘管温度和运行时间，进行空气源热泵除霜控制。

为达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型解决技术问题所采用的控制系统包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、冷凝器 (3)、节流装置(4)、蒸发器(5)、室外风机(6)、电流互感器(7)、除霜控制器(8)和机组控制器(9)、温湿度传感器(10)；