[发明专利]基于压电形变和热能除霜的空气能热水器除霜方法

说明书

本发明公开了一种基于压电形变和热能除霜的空气能热水器除霜方法，包括以下步骤：S1：结霜程度的检测；S2：除霜控制：通过获取所述S1给出的结霜程度，在判定为结霜时控制盘型铜管上的压电除霜单元和加热除霜单元进行除霜；所述的压电除霜单元是压电材料组成，紧贴或者缠绕在盘型铜管上；所述加热单元是紧贴或者缠绕在盘型铜管上的发热材料。本发明通过检测结霜程度的结果，将压电形变除霜和热能除霜有效结合，能有效提高除霜效果，加快除霜过程，减小除霜能耗，还能消除水温/室温大幅度下降，提高空气能热水器整体性能。

技术领域

本发明涉及空气能热泵领域，特别涉及一种基于压电形变和热能 除霜的空气能热水器除霜方法。

背景技术

空气能热水器因其具有高效、节能、环保的优势，广泛应用于家 庭、企事业单位及小区楼栋的热水供应及冬季室内取暖。然而，在冬 季使用过程中，由于室外温度较低，蒸发器换热装置铜管会结霜。结 霜是空气能热水器面临的一个严重问题，一方面，结霜不仅影响空气 能热水器的效能和用户使用舒适度；另一方面，空气能热水器在结霜状态长时间运行会导致寿命及可靠性大大降低。所以，快速、可靠地 对空气能热水器进行除霜有利于提高热水器的制热量和效率，确保系 统稳定运行。

目前，常规的是通过温度传感器检测到蒸发换热器盘管温度很低 时，通过控制四通阀的工作模态，改变冷媒流动方向，使空气源热泵 系统中的冷媒在流经冷媒水换热器时进行吸热，并在流经室外换热器 时进行放热，从而达到去除室外换热器上结霜的目的，但是该方式存 在以下问题：一方面，由于该方案需要从室内/热水箱中吸收大量的 热量进行除霜，导致室内/水箱温度大幅下降，影响了用户体验；另一方面，需要复杂增加四通阀和切换控制算法，增加了压缩机系统的 复杂性和成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于压电形变和热能除霜的空气能 热水器除霜方法。本发明通过检测结霜程度的结果，将压电形变除霜 和热能除霜有效结合，能有效提高除霜效果，加快除霜过程，减小除 霜能耗，还能消除水温/室温大幅度下降，提高空气能热水器整体性能。

本发明的技术方案：基于压电形变和热能除霜的空气能热水器除 霜方法，包括以下步骤：

S1：结霜程度的检测；

S2：除霜控制：通过获取所述S1给出的结霜程度，在判定为结 霜时控制盘型铜管上的压电除霜单元和加热除霜单元进行除霜；

所述的压电除霜单元是压电材料组成，紧贴或者缠绕在盘型铜管 上；

所述加热单元是紧贴或者缠绕在盘型铜管上的发热材料。

2、根据权利要求1所述的基于压电形变和热能除霜的空气能热 水器除霜方法，其特征在于：所述步骤S1中结霜程度的检测方法包 括以下步骤：

①通过天气信息获取当天环境温度T_amb、环境相对湿度H_amb，确 定空气能热水器当前处于结霜运行范围；

②每隔ΔT时间的执行一次结霜程度预测算法，每次分别获取出 风口处温度出风口处相对湿度风扇运行转速n_fan、风扇截 面积S_fan和压缩机的功率P_comp；依据公式分别计算风扇出口的空气流 量质量m_air＝ρ(T_amb,H_amb)×Q_air、空气热交换量平均热交换量压缩机的平均功率和压缩机平均吸热效能

③将与临界结霜条件下吸热效能阈值σ比较，确定空气能热 水器是否处于结霜低效运行范围；如果是，进入步骤④；否则，退出；

④将代入结霜程度α与吸热效能之间的预测函数曲线得出结霜程度

⑤计算相对湿度变化率