一种空气源热泵定位除霜方法和除霜系统与流程

本发明涉及一种换热设备或空调设备技术领域，具体涉及一种空气源热泵定位除霜方法和除霜系统。

背景技术：

空调器是一种常见的家用电器。当空调器在冬天运行制热模式时，因冷媒在室外换热器中蒸发吸热，从而降低室外换热器的表面温度。如空调器在室外温度极低的情况下持续运行制热模式，则室外换热器的表面凝结大量的霜，从而影响空调器的正常工作。

结霜达到一定程度就需要进行除霜工作，但是现存的绝大部分除霜的控制方法，其依据都是以霜层厚度为主要衡量依据。然而霜层中分为霜核部分和霜层上部分，霜核的冰晶部分作为结霜的基础，虽然对换热效果影响不大，但冰晶层残留会导致第二次结霜迅速发生。以霜层厚度为主要衡量依据的控制方法，很容易出现冰晶层残留问题，使得再次结霜会快速发生，从而有需要再次进行除霜，治标不治本。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对目前除霜不彻底致使需要多次除霜的问题，提供一种空气源热泵定位除霜方法和除霜系统，能够定位霜核部位从而去除霜核，能够避免二次结霜的快速再生。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种空气源热泵定位除霜系统，包括霜核检测装置、除霜阀和控制装置，所述霜核检测装置用于检测蒸发器的换热管表面的霜层位置和霜层密度，所述控制装置根据所述霜核检测装置的检测结果控制所述除霜阀的开度，所述除霜阀控制进入所述换热管的介质流速。除霜阀即是能够控制高温制冷剂进入蒸发器换热管的流速的阀门，在蒸发器进行除霜时，例如，冬天室内机制热室外机吸热，需要对室外机进行除霜时，有多种方式，采用反向循环时，空调系统的节流阀可以看作是除霜阀，能够控制进入蒸发器的介质流速；采用旁通回路以除霜时，旁通回路上的阀门即可看作为除霜阀，因为能够通过开度以控制介质流速。

作为优选，所述霜核检测装置包括超声波探测器，所述超声波探测器用于检测所述换热管表面发霜层位置和密度。

作为优选，所述霜核检测装置还包括室内机、室外机、四通阀和压缩机，所述室外机形成所述蒸发器，所述室外机形成所述蒸发器，所述除霜阀的一端与压缩机相通，所述除霜阀的另一端与所述蒸发器的换热管的进口相通。此处的相通，即是流体介质能够直达，其中间可以设置其他零部件，诸如除霜阀通过四通阀与压缩机相通，流体介质从压缩机出来再通过四通阀到达除霜阀。

本申请还公开了一种空气源热泵定位除霜方法，获取蒸发器的换热管表面各位置的霜层密度以确定结霜严重区域，所述结霜严重区域距离所述换热管的进口越远，除霜阀的开度越小。

作为优选，通过超声波探测器获取所述换热管表面各位置的霜层密度。

作为优选，霜层密度最大的部位为结霜严重区域。

作为优选，所述除霜阀的开度如下设置：

1、不需要除霜时，开度0；

2、结霜严重区域距离所述换热管的进口最远，即处于换热管的蒸发出口时；开度30%；

3、结霜严重区域在所述换热管的介质流程中部时；开度60%；

4、结霜严重区域在所述换热管的进口时；开度100%。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过确定换热管表面霜层的位置和密度，分析出结霜严重区域，即霜核区域，霜核区域较远时，除霜阀开度较小从而流体流速快，在前段散热少从而霜核区域能够吸收的热量更多，能够除去霜核区域，从而能够避免残留霜核造成的霜层快速再生，节省能源。

附图说明：

图1为本申请除霜系统的工作示意图；

图2为本申请除霜控制流程图；

图中标记：110-蒸发器，111-换热管，112-除霜阀，120-四通阀，130-室内机，140-节流阀，150-气液分离器，160-压缩机。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

一种空气源热泵定位除霜系统，包括霜核检测装置、除霜阀112和控制装置，霜核检测装置用于检测蒸发器110的换热管111表面的霜层位置和密度，控制装置根据霜核检测装置的检测结果控制除霜阀112的开度。

除霜阀112即是能够控制高温制冷剂进入蒸发器110换热管111的流速的阀门，在蒸发器110进行除霜时，例如，冬天室内机130制热室外机吸热，需要对室外机进行除霜时，有多种方式，采用反向循环时，空调系统的节流阀140可以看作是除霜阀112，能够控制进入蒸发器110的介质流速；采用旁通回路以除霜时，旁通回路上的阀门即可看作为除霜阀112，因为能够通过开度以控制介质流速。霜层密度越大，说明结霜越严重，通过检测找出最严重的结霜位置。

如果该位置是距离换热管111进口处最远距离的，调节除霜阀112开度到较小，例如全开的30%，即开度为30%，通过热气旁通管进入换热管111的高温制冷剂流量不变，随着除霜阀112开口变小，流速会增大相比于全开。高温制冷剂会以更快的速度到达换热管111的末端，减少了在高温制冷剂在换热管111前段流动过程中的热量损失，能够更有针对性地将热量送往了结霜最严重的区域进行除霜；

如果结霜最严重的区域霜层密度最大的区域是距离换热管111进口较近的，即控制除霜阀112开度为最大，阀门变大，流量不变，流速必然变慢，会在近端需要除霜的管段多停留一会，高温制冷剂的热量大部分被近端霜层吸收，以达到除去结霜严重区的目的。同理，如果散热换热管111中间位置结霜最厚，除霜阀112开度则开为中间，即开度60%左右。

霜核检测装置包括超声波探测器，超声波探测器用于检测换热管111表面的霜层位置和霜层密度，比如，通过设置超声波发射与接收装置，接收装置捕捉通过整个发热管各个位置的霜层的超声波的振动位移值，比较振动位移值这一组数据。振动位移值越大，即霜层密度越大。

参照图1，空气源热泵定位除霜系统还包括室内机130、室外机、四通阀120、气液分离器150和压缩机160，室内机130制热使得室外机吸热从而形成蒸发器110，除霜阀112的一端通过四通阀120与压缩机160相通，从而高温制冷剂从压缩机160出来后能够通过四通阀120到达除霜阀112，除霜阀112的另一端与室外机换热管111的进口相通，从而在除霜时，从四通阀120出来的高温制冷剂全部通过除霜阀112进入蒸发器110进行除霜，没有进入室内机130进行制热。

采用上述空气源热泵定位除霜系统进行除霜时，具体方法如下：

按照流体介质的流动方向将蒸发器110的换热管111均分为五段，由进口至出口分别为第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，通过超声波探测器检查换热管111表面各位置的霜层密度，判断出换热管111表面哪个位置的霜层密度最大从而找出结霜最为严重的区域，如果结霜严重区域在第一段，则控制装置控制除霜阀112使得其全开，即开度100%；如果结霜严重区域在第二段，则控制装置控制除霜阀112使得其开度80%；如果结霜严重区域在第三段，则控制装置控制除霜阀112使得其开度60%；如果结霜严重区域在第四段，则控制装置控制除霜阀112使得其开度50%；如果结霜严重区域在第五段，则控制装置控制除霜阀112使得其开度30%。