一种高效精准模糊除霜控制方法与流程

文档序号:22299874发布日期:2020-09-23 01:23阅读:225来源:国知局

本发明主要涉及到热泵系统除霜方法,尤其涉及到一种高效精准模湖除霜控制方法。



背景技术:

目前热泵化霜到控制方法主要有以时间—温度为基础到控制方法,以翅片温度低于设定值时开始计时,运行至最小时间段或者虽然翅片温度高于设定值,运行至最大时间段启动除霜程序,除霜时间人为设定。虽然也考虑到了温度因数,存在因环境温度湿度变化造成的人为设置的数据误差,但仍然不能全面反映结霜过程中各要素之间的关系。这样有可能提前除霜、滞后除霜、误除霜、除霜不尽、频繁除霜及除霜能耗过高等问题,完全忽视了空气湿度对结霜的决定性影响。压差除霜,以蒸发器进出风口风压差值和初始设定值比较后得出是否除霜或者退出除霜,在实际工程应用中也存在误化霜等问题,比如被塑料片、树叶、纸片柳絮灰层等杂物阻挡时,也会引起误除霜等。还有一些采用机器参数控制,但是因为环境温度湿度的变化存在人为设置误差,最重要的是,这些方法,均忽视了机器外部环境空气湿度对结霜的影响,不容易做到更精准化高效化霜。热泵化霜除霜是世界性难题。。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足,提出了一种高效精准模糊除霜控制方法,包括风机、设于蒸发器进风口处的温湿度探头、设于蒸发器翅片上的翅片温度探头、设于蒸发器出风口的风速探头、扫描成像探头和芯片;其中温湿度探头测得的环境干球温度为t,环境相对湿度为翅片温度探头测得的翅片干球温度tc,风速探头测得的风速为v;所述的高效模糊除霜控制方法包括如下步骤:

步骤一:风机持续运行,将冷空气输送掠过蒸发器翅片的表面,风速探头持续监测风速v;

步骤二:当环境干球温度t低于设定值t0(如5℃),环境相对湿度高于设定值(如30%)时,启动化霜监控程序,芯片获取环境干球温度和环境相对湿度的实时数据,通过预先录入芯片内的空气状态参数计算程序,自动计算出实时的露点温度tl;

步骤三:当翅片温度探头测得的翅片干球温度tc与芯片计算出的实时露点温度tl接近时,启动扫描程序(每间隔几十秒扫描1次),扫描成像探头启动实时监测蒸发器上最易结霜区域的扫描图像,并生成扫描图像数据,芯片获取图像数据与芯片内预置的结霜扫描图像自动对比;

步骤四:当芯片对比图像数据后的相似度达到设定值α%时,则启动化霜融霜程序;

步骤五:当翅片干球温度tc高于设定值tc0(如25℃)时,结束化霜融霜程序。

当温湿度探头或翅片温度探头故障、不灵敏等意外情况发生,如果没有相应的处理措施,可能造成部分探头故障时的除霜问题,因此,优选地,所述的步骤二中,当温湿度探头发生故障时,若翅片温度探头测得的翅片干球温度tc低于翅片温度备用设定值tc1(如1℃)时,则直接启动扫描程序。

优选地,所述的步骤三中,当翅片温度探头发生故障,芯片无法将翅片干球温度tc与露点温度tl对比时,若环境干球温度t低于环境温度备用设定值t1(如5℃),环境相对湿度高于环境湿度备用设定值(如30%)时,则直接启动扫描程序。

系统启动化霜监测后,为了避免因为扫描成像探头故障等原因,不能满足所设定的正常化霜程序执行,出现某种不可预测的意外因素导致除霜不能正确进行时,进一步地,所述的步骤三中,当扫描成像探头故障时,若翅片温度探头测得的翅片干球温度tc接近露点温度tl时,则直接执行传统的温度-时间化霜程序。

更进一步地,所述的步骤一中,当环境干球温度t低于5℃,风速v低于正常值的30%时,视为严重结霜,直接启动化霜融霜程序,当翅片干球温度tc高于设定值tc0(如25℃)时,结束化霜融霜程序。

更进一步地,当翅片温度接近露点温度时(或者低于翅片温度备用设定值tc1(如1℃)时)所述扫描成像探头每隔10~20秒进行一次扫描成像。

更进一步地,所述的空气状态参数计算程序为根据空气焓湿图各空气参数之间关系,由两项数值计算出其他参数的程序。

工作原理:在风机的作用下,当冷空气以一定风速掠过蒸发器铜管表面时,空气中的水份首先冷凝在蒸发器管表面发生结露,由于冷空气中的水份发生汽一液相变,会释放出更多热能,对提高热泵能效更有利。进一步随着蒸发器从冷凝水中带走更多热量,凝结在蒸发器铜管表面冷凝水进一步相变凝结成冰晶并逐步成长变成毛刺状小冰晶。由于冷凝水变成冰晶发生液--固相变,维持0℃相变温度时,蒸发器所获得的能量更多,提高了冷媒的蒸发温度。而且由于水变成冰相变过程,释放出的热量相当于等重70倍于水的显热,几百倍于等重空气显热的热量,有利于制冷剂在相等空气流量时转移更多热量,蒸发温度更进一步提高。在蒸发器翅片表面刚刚出现结霜苗头时,冷媒系统所获得的能效反而更高。虽然水或冰晶的存在,增加了部分热阻,但整体能效贡献要大冰阻的负面影响。少量的水刚变成小冰晶,对热泵系统此刻能效提高更有利。但是随着冰晶逐步长大,开始部分堵塞蒸发器翅片的缝隙,从而影响通风量,会加速结霜速率,所以此刻为化霜的最佳时机。所以在这种状态下启动除霜程序时,对热泵系统提高蒸发温度和能效最为有利。

有益效果:本发明中,通过对采集的风压、温度、湿度等与结霜化霜关联数据,提前预判并结合蒸发器翅片扫描成像数据及风压变化的综合判断,通过智能逻辑模拟对比运算,特别是对蒸发器表面冰晶毛刺霜层采取智能扫描摄影图像模糊对比模拟分析技术手段,达到到有霜除霜,无霜不除、精准高效除霜到目的。基于本发明中的扫描除霜控制方法,可以实现在蒸发器翅片表面刚刚出现结霜苗头时,作为最佳的化霜时机,使得制冷剂在相等空气流量时转移更多热量,从而使热泵的冷媒系统获得更高的能效。

附图说明

图1是一种高效精准模糊除霜控制方法的流程示意图;

具体实施方式

为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示,一种高效精准模糊除霜控制方法,包括风机、设于蒸发器进风口处的温湿度探头、设于蒸发器翅片上的翅片温度探头、设于蒸发器出风口的风速探头、扫描成像探头和芯片;其中温湿度探头测得的环境干球温度为t,环境相对湿度为翅片温度探头测得的翅片干球温度tc,风速探头测得的风速为v;所述的高效模糊除霜控制方法包括如下步骤:

步骤一:风机持续运行,将冷空气输送掠过蒸发器翅片的表面,风速探头持续监测风速v;

步骤二:当环境干球温度t低于设定值t0(如5℃),环境相对湿度高于设定值(如30%)时,启动化霜监控程序,芯片获取环境干球温度和环境相对湿度的实时数据,通过预先录入芯片内的空气状态参数计算程序,自动计算出实时的露点温度tl;所述的空气状态参数计算程序为根据空气焓湿图各空气参数之间关系,由两项数值计算出其他参数的程序;

步骤三:当翅片温度探头测得的翅片干球温度tc与芯片计算出的实时露点温度tl接近时(或者低于翅片温度备用设定值tc1(如1℃)时),启动扫描程序,扫描成像探头启动实时监测蒸发器上最易结霜区域的扫描图像,所述扫描成像探头每隔10~20秒进行一次扫描成像,并生成扫描图像数据,芯片获取图像数据并将图像数据与芯片内预置的结霜扫描图像自动对比;

步骤四:当芯片对比图像数据后的相似度达到设定值α%时,则启动化霜融霜程序;

步骤五:当翅片干球温度tc高于设定值tc0(如25℃)时,结束化霜融霜程序。

于本实施例中,在部分数据采集探头故障或者其他非正常条件下,实现非精准备份应急除霜程序,启动备份除霜监控程序及确保系统安全运行,芯片中设置备份程序:在所述的步骤二中,当温湿度探头发生故障时,若翅片温度探头测得的翅片干球温度tc低于翅片温度备用设定值tc1(如1℃)时,则直接启动扫描程序。

于本实施例中的备份程序中,所述的步骤三中,当翅片温度探头发生故障,芯片无法将翅片干球温度tc与露点温度tl对比时,若环境干球温度t低于环境温度备用设定值t1(如5℃),环境相对湿度高于环境湿度备用设定值(如30%)时,则直接启动扫描程序。

于本实施例中,系统启动化霜监测后,为了避免因为扫描成像探头故障等原因,不能满足所设定的正常化霜程序执行,出现某种不可预测的意外因素导致除霜不能正确进行时,所述的步骤三中,当扫描成像探头故障时,若翅片温度探头测得的翅片干球温度tc接近露点温度tl时,则直接执行传统的温度-时间化霜程序。

于本实施例中,所述的步骤一中,当环境干球温度t低于5℃,风速v低于正常值的30%时,视为严重结霜,直接启动化霜融霜程序,当翅片干球温度tc高于设定值tc0(如25℃)时,结束化霜融霜程序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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