化霜控制方法、制冷机组及制冷设备与流程

1.本发明涉及化霜控制技术领域，尤其涉及化霜控制方法、制冷机组及制冷设备。


背景技术：

2.制冷机组常见应用于制冷设备中，例如冷冻冷藏类型的冷库，化霜过程中室内换热器表面的霜层融化形成水珠滴落到下方的接水盘，退出化霜模式之后仍然需要一定的时间才能完成滴水，该段时间即为化霜滴水时间。
3.现有化霜控制方法的化霜滴水时间都设定为固定值，以风冷冰箱的化霜节能控制方法为例，进入化霜之后，判断是否满足化霜退出的设定温度，若满足，则化霜加热器断开，进入滴水时间，等待滴水时间结束，该方案中的滴水时间即为固定值。而在制冷机组的实际工作中，不同条件下的室内换热器结霜情况不同，所需滴水时间也存在不同，这种将化霜滴水时间设计为固定值的方案，低温工况的滴水时间不足，导致出现室内换热器底部的接水盘累积结冰、室内机的送风口吹水等情况，而高温工况下的滴水时间过长，影响机组节能及库温稳定。
4.因此，如何设计适应不同工况下滴水时长需求的化霜控制方法是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术采用固定化霜滴水时间影响机组性能的缺陷，本发明提出化霜控制方法、制冷机组及制冷设备，该化霜控制方法能够根据实际结霜情况调整目标滴水时长，解决不同库温下存在滴水时长过长或过短的问题，提升制冷机组运行性能。
6.本发明采用的技术方案是，设计化霜控制方法，包括以下步骤：
7.检测制冷机组的运行参数；
8.判断运行参数是否达到化霜进入条件；
9.若是，则进入化霜模式，当运行参数达到化霜退出条件时，退出化霜模式并进入滴水运行，根据在化霜过程中采集的结霜相关数据计算目标滴水时长t
滴水时长
，在滴水运行的持续时长t
滴水
达到目标滴水时长t
滴水时长
时，结束滴水运行。
10.进一步的，化霜控制方法还包括：预先建立不同的两个滴水时长计算模型，分别是适用于制冷机组的库温t
库温
小于等于设定库温tk的第一滴水时长计算模型、以及适用于制冷机组的库温t
库温
大于设定库温tk的第二滴水时长计算模型；计算目标滴水时长t
滴水时长
之前，根据制冷机组的库温高低选择对应的滴水时长计算模型，再将结霜相关数据代入该滴水时长计算模型得到目标滴水时长t
滴水时长
。
11.进一步的，结霜相关数据为化霜时长和制冷机组的库温t
库温
，化霜时长t
化霜时长
为进入化霜模式到退出化霜模式之间的累计时间，制冷机组的库温t
库温
为进入滴水运行时的实际库温。
12.在一些实施例中，第一滴水时长计算模型为t
滴水时长
＝t
0-k1×
t
库温
+k2×
t
化霜时长
；第二
滴水时长计算模型为：t
滴水时长
＝t
01-k
11
×
t
库温
+k
21
×
t
化霜时长
；其中，t0、t
01
均为时间常数，k1、k2、k
11
以及k
21
均为比例系数。
13.进一步的，判定运行参数达到化霜进入条件之后，先判断制冷机组的库温是否超过设定切换温度；若否，则进入第一化霜模式，制冷机组进入制热循环，关闭室内换热器的风机、且开启化霜电加热器；若是，则进入第二化霜模式，制冷机组进入制热循环，关闭室内换热器的风机和化霜电加热器。
14.进一步的，在退出所述第一化霜模式并进入滴水运行时，制冷机组停止冷媒循环，化霜电加热器保持开启；在退出第二化霜模式并进入滴水运行时，制冷机组停止冷媒循环，化霜电加热器保持关闭。
15.进一步的，判断运行参数是否达到化霜进入条件之前，先判断用于检测室内换热器管温t的化霜温度传感器是否故障；
16.若否，则在室内换热器管温t和化霜间隔时长达到常规化霜进入条件时，判定运行参数达到化霜进入条件，在室内换热器管温t达到常规化霜退出条件时，判定运行参数达到化霜退出条件。
17.在一些实施例中，常规化霜进入条件为：连续设定时间检测到室内换热器管温t小于等于设定化霜进入温度、且化霜间隔时间大于等于设定间隔时间；常规化霜退出条件为：室内换热器管温t大于等于设定常规化霜退出温度。
18.进一步的，判断运行参数是否达到化霜进入条件之前，先判断用于检测室内换热器管温t的化霜温度传感器是否故障；
19.若是，则在制冷机组的库温、送风温度以及化霜间隔时长达到备用化霜进入条件时，判定运行参数达到化霜进入条件，以制冷机组的库温减去设定修正值作为室内换热器管温t，在室内换热器管温t达到备用化霜退出条件时，判定运行参数达到化霜退出条件。
20.在一些实施例中，备用化霜进入条件为：连续设定时间检测到库温减去送风温度的温差小于等于设定化霜进入温差
△
t、且化霜间隔时间大于等于设定间隔时间；备用化霜退出条件为：室内换热器管温t大于等于设定备用化霜退出温度。
21.进一步的，化霜控制方法还包括：结束滴水运行之后，判断是否制冷机组的库温大于等于设定制冷开机温度，若是，则制冷机组进入制冷模式，若否，则制冷机组进入待机状态。
22.本发明还提出了制冷机组，包括：依次连接形成冷媒循环回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置以及室内换热器，制冷机组的控制器执行上述的化霜控制方法。
23.本发明还提出了制冷设备，该制冷设备具有上述的制冷机组。
24.在一些实施例中，制冷设备为冷库。
25.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
26.1、在化霜过程中采集结霜相关数据，根据实际结霜情况调整目标滴水时长，解决不同结霜情况下存在滴水时长过长或过短的问题；
27.2、区分高温库温和低温库温对滴水时长需求不同，针对性设计对应的滴水时长计算模型，提高目标滴水时长的准确度；
28.3、根据高温库温和低温库温设计对应的化霜模式，在低温库温下提高化霜速度，在高温库温下减小库温变化。
附图说明
29.下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
30.图1是本发明制冷机组的结构示意图；
31.图2是本发明一实施例的流程示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.如图1所示，本发明提出的化霜控制方法适用于制冷机组，制冷机组应用于冷库、冰箱等制冷设备中，制冷机组具有依次连接形成冷媒循环回路的压缩机1、四通阀8、室外换热器3、节流装置5以及室内换热器6，节流装置5与室外换热器3之间串联有供液阀4，压缩机1的排气口连接有油分离器2、吸气口连接有气液分离器9，制冷机组的工作状态由控制器10控制。制冷机组正常工作时，冷媒循环回路进行制冷循环，室外换热器3作为冷凝器，室内换热器6作为蒸发器，室内换热器6向冷库内提供冷量，使库温维持在目标温度。但长时间运行在制冷循环之后，室内换热器6表面会积累一定的霜层，影响到换热效率，需要对室内换热器6进行化霜，化霜的方式有多种，例如切换冷媒循环回路的冷媒流向，即冷媒循环回路进行制热循环，室外换热器3作为蒸发器，室内换热器6作为冷凝器，压缩机1排出的高温冷媒进入室内换热器6进行化霜，或者在室内换热器6的底部设置化霜电加热器7，开启化霜电加热器7给室内换热器6进行化霜。
34.不论以何种方式进行化霜，化霜过程中室内换热器6表面的霜层都会融化形成水珠滴落到室内换热器6下方的接水盘，退出化霜模式之后仍然需要一定的时间才能完成滴水，滴水时长的长短设计与制冷机组的运行性能紧密相关。在此基础上，本发明针对制冷机组的化霜特性提出化霜控制方法，主要有两个设计部分，一部分是针对化霜之后的滴水时长进行设计，另一部分是针对不同库温状态下的化霜模式进行设计，下面进行详细说明。
35.如图2所示，化霜控制方法包括以下步骤：
36.检测制冷机组的运行参数；
37.判断运行参数是否达到化霜进入条件；
38.若是，则进入化霜模式，当运行参数达到化霜退出条件时，退出化霜模式并进入滴水运行，根据在化霜过程中采集的结霜相关数据计算目标滴水时长t
滴水时长
，从进入滴水运行时计时滴水运行的持续时长t
滴水
，在滴水运行的持续时长t
滴水
达到目标滴水时长t
滴水时长
时，结束滴水运行。此设计的好处是通过结霜相关数据反映制冷机组的实际结霜情况，再根据实际结霜情况调整目标滴水时长，解决不同结霜情况下存在滴水时长过长或过短的问题。
39.需要指出的是，根据使用需求设计化霜进入条件和化霜退出条件，再根据化霜进入条件和化霜退出条件中的指标采集对应的运行参数，运行参数包括但不限于室内换热器管温t和化霜间隔时长等，化霜间隔时长从上次滴水运行结束到本次进入化霜模式之间的累计时间。
40.在本发明的一些实施例中，目标滴水时长是通过将结霜相关数据代入到预先建立的滴水时长计算模型计算得到。为了提高滴水时长的准确性，本发明区分高温库温和低温
库温对滴水时长需求不同，针对性设计对应的滴水时长计算模型，在制冷机组的库温小于等于设定库温tk的低温场景下，通过多次实验统计滴水时长和结霜相关数据，根据低温场景统计得到的滴水时长和结霜相关数据拟合得到第一滴水时长计算模型，在制冷机组的库温大于设定库温tk的高温场景下，通过多次实验统计滴水时长和结霜相关数据，根据高温场景统计得到的滴水时长和结霜相关数据拟合得到第二滴水时长计算模型。
41.也就是说，本发明预先建立不同的两个滴水时长计算模型，分别是适用于制冷机组的库温t
库温
小于等于设定库温tk的第一滴水时长计算模型、以及适用于制冷机组的库温t
库温
大于设定库温tk的第二滴水时长计算模型。在计算目标滴水时长t
滴水时长
之前，根据制冷机组的库温高低选择对应的滴水时长计算模型，再将结霜相关数据代入该滴水时长计算模型得到目标滴水时长t
滴水时长
。更详细的说，制冷机组的库温t
库温
小于等于设定库温tk时，选择第一滴水时长计算模型，制冷机组的库温t
库温
大于设定库温tk时，选择第二滴水时长计算模型。
42.在本发明的一些实施例中，结霜相关数据为化霜时长和制冷机组的库温t
库温
，化霜时长t
化霜时长
为进入化霜模式到退出化霜模式之间的累计时间，制冷机组的库温t
库温
为进入滴水运行时的实际库温，通过化霜时长反映室内换热器的结霜情况，通过库温t
库温
反映机组的运行工况，综合考虑结霜情况和机组的负荷需求，达到室内换热器滴水干净的同时减少能耗、降低库温波动。滴水时长计算模型的具体选型可以灵活设计，以本发明的一个具体应用实例作为举例说明，第一滴水时长计算模型为t
滴水时长
＝t
0-k1×
t
库温
+k2×
t
化霜时长
；第二滴水时长计算模型为：t
滴水时长
＝t
01-k
11
×
t
库温
+k
21
×
t
化霜时长
；其中，t0、t
01
均为时间常数，k1、k2、k
11
以及k
21
均为比例系数，计算模型中的常数和系数均是通过实验数据拟合得到，根据该滴水时长计算模型可以确定，库温t
库温
越高，说明库温已经偏离或者即将偏离目标库温，需要尽快恢复制冷运行，因此目标滴水时长t
滴水时长
越短，化霜时长越长，说明室内换热器的结霜越严重，需要更长的时间才能完成滴水，因此目标滴水时长t
滴水时长
越长。
43.如图2所示，判定运行参数达到化霜进入条件之后，先判断制冷机组的库温是否超过设定切换温度；若否，则进入第一化霜模式，制冷机组进入制热循环，开启室外换热器3的风机，关闭室内换热器6的风机、开启供液阀4和化霜电加热器7；若是，则进入第二化霜模式，制冷机组进入制热循环，开启室外换热器3的风机，关闭室内换热器6的风机和化霜电加热器7、开启供液阀4。
44.应当理解的是，针对第一化霜模式来说，由于库温比较低，增加开启电加热器以加快化霜速度，缩短化霜和滴水运行的整体时间，保障库温稳定。针对第二化霜模式来说，由于库温比较高，无需电加热器也能保持较快的化霜速度，而且能避免电加热器的热量扩散到冷库内，导致库温进一步升高。
45.在此基础上，为了进一步提升化霜控制效果，在退出所述第一化霜模式并进入滴水运行时，制冷机组停止冷媒循环，关闭压缩机1、供液阀4、室外换热器3的风机，化霜电加热器7保持开启，确保低温库温下的室内换热器能够滴水干净且底盘无结冰。在退出第二化霜模式并进入滴水运行时，制冷机组停止冷媒循环，关闭压缩机1、供液阀4、室外换热器3的风机，化霜电加热器7保持关闭，确保高温库温下的库温变化小。
46.本发明的一些实施例中，运行参数包括室内换热器管温t和化霜间隔时长，在室内换热器管温t和化霜间隔时长达到其对应的常规化霜进入条件时，判定运行参数达到化霜
进入条件，再根据库温选择进入第一化霜模式或者第二化霜模式。化霜过程中，在室内换热器管温t达到其对应的常规化霜退出条件时，判定运行参数达到化霜退出条件，随后退出当前化霜模式并进入滴水运行。
47.由于常规化霜进入条件和常规化霜退出条件均需要检测室内换热器的管温，因此在判断运行参数是否达到化霜进入条件之前，先判断用于检测室内换热器管温t的化霜温度传感器是否故障，若化霜温度传感器未发生故障，则获取室内换热器管温t和化霜间隔时长，以此判断是否达到常规化霜进入条件，在化霜过程中，获取室内换热器管温t，以此判断是否达到常规化霜退出条件。
48.为了避免出现因化霜温度传感器故障而导致室内换热器无法化霜的情况，运行参数还包括：制冷机组的库温t
库温
和送风温度t
送风
，送风温度t
送风
通过安装在室内机送风口处的温度传感器检测得到，在制冷机组的库温t
库温
、送风温度t
送风
以及化霜间隔时长达到备用化霜进入条件时，判定运行参数达到化霜进入条件，再根据库温选择进入第一化霜模式或者第二化霜模式。化霜过程中，由于室内换热器的风机被关闭，不能再以制冷机组的库温t
库温
与送风温度t
送风
之间的偏差判断化霜进展，因此以制冷机组的库温t
库温
减去设定修正值作为室内换热器管温t，在室内换热器管温t达到备用化霜退出条件时，判定运行参数达到化霜退出条件，随后退出当前化霜模式并进入滴水运行。
49.由于备用化霜进入条件和备用化霜退出条件是在化霜温度传感器故障时被启用，因此在判断运行参数是否达到化霜进入条件之前，先判断用于检测室内换热器管温t的化霜温度传感器是否故障，若化霜温度传感器发生故障，则获取制冷机组的库温t
库温
、送风温度t
送风
以及化霜间隔时长，以此判断是否达到备用化霜进入条件，在化霜过程中，以制冷机组的库温减去设定修正值作为室内换热器管温t，以此判断是否达到备用化霜退出条件。
50.需要说明的是，化霜进入条件和化霜退出条件也可以根据实际需要设计，以本发明的额一个应用实例作为举例说明，常规化霜进入条件为：连续设定时间检测到室内换热器管温t小于等于设定化霜进入温度ts、且化霜间隔时间大于等于设定间隔时间t
间隔
，常规化霜退出条件为：室内换热器管温t大于等于设定常规化霜退出温度t
s1
，备用化霜进入条件为：连续设定时间检测到库温t
库温
减去送风温度t
送风
的温差小于等于设定化霜进入温差
△
t、且化霜间隔时间大于等于设定间隔时间t
间隔
；备用化霜退出条件为：室内换热器管温t大于等于设定备用化霜退出温度t
s2
。此处的设定时间可以采用10s等。
51.如图2所示，以本发明的一个应用实例详细介绍化霜控制方法的流程。
52.步骤s1、实时检测制冷机组的库温t
库温
、送风温度t
送风
、室内换热器管温t以及化霜间隔时长；
53.步骤s2、判断化霜温度传感器是否故障，若否，则执行步骤s3，若是，则执行步骤s7；
54.步骤s3、判断是否在连续10s检测到室内换热器管温t≤ts、且化霜间隔时间≥t
间隔
，若是，则执行步骤s4，若否，则返回步骤s1；
55.步骤s4、判断库温t
库温
是否大于等于tk，若是，则执行步骤s5，若否，则执行步骤s6；
56.步骤s5、进入第一化霜模式并计时化霜时长t
化霜时长
，当室内换热器管温t≥t
s1
时，退出第一化霜模式并进入滴水运行，t
滴水
＝t
0-k1×
t
库温
+k2×
t
化霜时长
，当t
滴水
≥t
滴水时长
时，结束滴水运行，进入步骤s11；
57.步骤s6、进入第二化霜模式并计时化霜时长t
化霜时长
，当室内换热器管温t≥t
s1
时，退出第二化霜模式并进入滴水运行，t
滴水时长
＝t
01-k
11
×
t
库温
+k
21
×
t
化霜时长
，当t
滴水
≥t
滴水时长
时，结束滴水运行，进入步骤s11；
58.步骤s7、连续10s检测到t
库温-t
送风
≤
△
t、且化霜间隔时间≥t
间隔
，若是，则执行步骤s8，若否，则返回步骤s1；
59.步骤s8、判断是否t
库温
≥tk，若是，则执行步骤s9，若否，则执行步骤s10；
60.步骤s9、进入第一化霜模式并计时化霜时长t
化霜时长
，以制冷机组的库温t
库温
减去设定修正值作为室内换热器管温，当室内换热器管温t≥t
s2
时，退出第一化霜模式并进入滴水运行，t
滴水时长
＝t
0-k1×
t
库温
+k2×
t
化霜时长
，当t
滴水
≥t
滴水时长
时，结束滴水运行，进入步骤s11；
61.步骤s10、进入第二化霜模式并计时化霜时长t
化霜时长
，以制冷机组的库温t
库温
减去设定修正值作为室内换热器管温t，当室内换热器管温t≥t
s2
时，退出第二化霜模式并进入滴水运行，t
滴水时长
＝t
01-k
11
×
t
库温
+k
21
×
t
化霜时长
，当t
滴水
≥t
滴水时长
时，结束滴水运行，进入步骤s11；
62.步骤s11、判断是否制冷机组的库温t
库温
≥设定制冷开机温度，若是，则制冷机组进入制冷模式，若否，则制冷机组进入待机状态。
63.需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合，使用“第一”、“第二”等词语来限定模式，为了便于对相应模式进行区别。
64.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
65.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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。