热泵机组除霜控制方法及使用该除霜控制方法的空调热泵机组.pdf

本发明涉及一种热泵机组除霜控制方法及使用该除霜控制方法的空调热泵机组，避免了结霜情况判断不准确、无霜而进行除霜操作以及除霜不完全的情形，提高了空调的舒适性节约能源。本发明通过监测外盘管实时温度，根据外盘管温度的高低及持续时间变化情况，判断霜层厚度，当霜层达到一定厚度才进行除霜，并能根据机组运行后的温湿度变化实时调整除霜条件，从而适应不同的实际环境。

1.一种热泵机组除霜控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)启动制热模式后监测外盘管实时温度T，当T<0℃即先进行除霜直至T
至少不小于0℃后停止除霜并进行制热，反之则直接进行制热；
2)运行制热时得出第一预设时长S₁外盘管的平均温度T_s，当T<0℃且T与
T_s的差值大于预设的温差值ΔT的时间持续超出第二预设时长S₂，则进行除霜，
反之则继续制热；
3)记录进行除霜的时长S₄，根据进行除霜的时长S₄与第三预设时长S₃比
较结果调整预设的温差值ΔT或第二预设时长S₂。
2.根据权利要求1所述的热泵机组除霜控制方法，其特征在于：所述步骤
3)中调整预设的温差值ΔT的方法为：
当A-B≤S₄≤A+B时，ΔT不变；
当S₄>A+B时，则将ΔT调小一个单位值；
当S₄<A-B时，则将ΔT调大一个单位值；
其中A为第三预设时长S₃的标准预设时长，B为第三预设时长S₃的浮动差
值。
3.根据权利要求1所述的热泵机组除霜控制方法，其特征在于：所述步骤
3)中调整第二预设时长S₂的方法为：
当A-B≤S₄≤A+B时，S₂不变；
当S₄>A+B时，则将S₂调小一个单位值；
当S₄〈A-B时，则将S₂调大一个单位值；
其中A为第三预设时长S₃的标准预设时长，B为第三预设时长S₃的浮动差
值。
4.根据权利要求2或3所述的热泵机组除霜控制方法，其特征在于：标准
预设时长A及浮动差值B可根据国家标准制热除霜工况下实验数据设定。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的热泵机组除霜控制方法，其特征
在于：所述第一预设时长S₁的初始值可根据国家标准制热除霜工况下实验数据
设定。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的热泵机组除霜控制方法，其特征
在于：所述ΔT的初始值可根据国家标准制热除霜工况下实验数据设定。
7.采用权利要求1-6任一权利要求所述的热泵机组除霜控制方法的空调热
泵机组。

热泵机组除霜控制方法及使用该除霜控制方法的空调热泵机组

技术领域

本发明属于空调除霜技术领域，尤其涉及一种热泵机组除霜控制方法及使
用该除霜控制方法的空调热泵机组。

背景技术

普通热泵空调制热运行时，室外换热器温度低于水的冻结温度就会结霜。
霜层增加了热阻降低了换热器总传热系数，霜较厚之后冷凝器的换热效果会变
差，削弱系统的制热效果，此时便需要进行化霜处理。

目前空调除霜的方法一般以下几种：1、定时化霜；2、根据环境温度和冷
凝器温度进行判断及运算处理判断空调是否需要化霜并对其进行化霜处理；3、
通过实验室模拟一些制热工况并储存制热结霜时候的数据，机组在实际运行过
程中将采集的数据与实验数据比较得出空调是否结霜并进行相应化霜处理。

定时化霜能耗较大，而后两种方法存在数据不准确，或者工况模拟不完整
与实际存在差异，储存的数据与机组实际运行的环境不相符合，不能根据实际
情况进行自我修正调节，结霜判断不准确导致无霜化霜或者有霜不化的情况发
生降低了空调的舒适性同时也造成了能源浪费。因此现有普通除霜方式不能够
具体准确地检测出空调器是否结霜并及时有效的进行除霜操作除霜效果不理
想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调器除霜控制方法，避免了结霜情况判断不
准确、无霜而进行除霜操作以及除霜不完全的情形，提高了空调的舒适性节约
能源。

本发明的另一目的在于提供使用上述除霜控制方法的空调热泵机组。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种热泵机组除霜控制方法，包括以下步骤：

1)启动制热后监测外盘管实时温度T，当T＜0℃即先进行除霜直至T至少
不小于0℃后停止除霜并进行制热，反之则直接进行制热；

2)运行制热时得出第一预设时长S₁外盘管的平均温度Ts，当T＜0℃且T
与Ts的差值大于预设的温差值△T的时间持续超出第二预设时长S₂，则进行
除霜，反之则继续制热；

3)记录进行除霜的时长S₄，根据进行除霜的时长S₄与第三预设时长S₃比
较结果调整预设的温差值△T或第二预设时长S₂。

进一步的，所述第三预设时长S₃由标准预设时长A及浮动差值B组成。

更进一步的，所述步骤3)中调整预设的温差值△T的方法为：当A-B≤
S₄≤A+B时，△T不变；当S₄＞A+B时，则将△T调小一个单位值；当S₄＜A-B
时，则将△T调大一个单位值。

更进一步的，所述步骤3)中调整第二预设时长S2的方法为：当A-B≤S₄
≤A+B时，S₂不变；当S₄＞A+B时，则将S₂调小一个单位值；当S₄＜A-B时，
则将S₂调大一个单位值。

作为优选，所述A和B可根据国家标准制热除霜工况下实验数据设定。

作为优选，所述第一预设时长S₁的初始值可根据国家标准制热除霜工况下
实验数据设定。

作为优选，所述△T的初始值可根据国家标准制热除霜工况下实验数据设定。

采用上述热泵机组除霜控制方法的空调热泵机组。

本发明的有益效果有以下几点：通过监测外盘管实时温度，根据外盘管温
度的高低及持续时间变化情况，判断霜层厚度，当霜层达到一定厚度才进行除
霜，并能根据机组运行后的温湿度变化实时调整除霜条件，从而适应不同的实
际环境。

附图说明

图1是本发明的逻辑流程图；

图2是本发明试验曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，机组开启制热模式，即监测外盘管实时温度T，当T＜0℃即先
进行除霜直至T至少不小于0℃后停止除霜并进行制热，反之则直接进行制热；

运行制热时得出第一预设时长S₁外盘管的平均温度Ts，当T＜0℃且T与Ts
的差值大于预设的温差值△T的时间持续超出第二预设时长S₂，则进行除霜，
反之则继续制热；

记录进行除霜的时长S₄，根据进行除霜的时长S₄与第三预设时长S₃比较结
果调整预设的温差值△T或第二预设时长S₂。

第三预设时长S₃由标准预设时长A及浮动差值B组成。

预设的温差值△T的调整方法为：当A-B≤S₄≤A+B时，△T不变；当
S₄＞A+B时，则将△T调小一个单位值；当S₄＜A-B时，则将△T调大一个单位
值。

第二预设时长S₂的调整方法为：当A-B≤S₄≤A+B时，S₂不变；当S₄＞A+B
时，则将S₂调小一个单位值；当S₄＜A-B时，则将S₂调大一个单位值。

图1所示的是调整△T的流程图，调整S₂的流程图同理。

如图2所示，在制热运行过程中，机组能力及盘管温度、运行电流等随着
测试时间的增加，产生类似图中抛物线的运行曲线，且在不同温湿度下，曲线
的曲率有所不同，在实际测试过程具体体现为：在机组结霜的情况下，随着霜
层增厚的速度不一样，机组能力及盘管温度、压缩机运行电流衰减速度不同。

在这个类似抛物线的运行曲线中，在机组初始开启时间段S₁内机组不结霜
或结薄霜，曲线比较平稳参数衰减比较小，此时段内盘管温度做一个平均值T_s。

随着霜层变厚，换热器换热效果变差，机组风量由于风阻加大，风量减小，
盘管蒸发温度降低，霜层变厚速度急剧增加，并进一步加剧上述情况。

霜层厚薄情况对于盘管的温度变化可以具体体现为实时的盘管温度T与T_s
会存在一个温差。在合理的温差范围△T内，机组的其他参数以及霜层厚度均对
机组的制热能力、运行状态不造成影响或者说影响很小，此时机组不存在除霜
需求。

当霜层进一步变厚，T与T_s温差大于△T时，运行工况曲线的曲率会急剧
变大，结霜的速度加快，其他运行参数衰减速度也会增加，在实验中得出当T
与T_s温差大于△T的时间累积S₂时间段后，因霜层累积了足够厚度显著影响了
热泵效果必须进入除霜；相同的温湿度下，△T的大小、S₂时间长短会直接影
响换热器结霜的厚薄程度；

在除霜过程中，不同的霜层厚度、室外温湿度环境，均会对机组除霜的效
率造成影响，而该影响具体体现在机组除霜开启到机组满足除霜完成条件退出
除霜的时间长度不同；在相同的温、湿度环境下，霜层厚的除霜时长会比霜层
薄的时长要长，因此可以采用除霜的时长S₄的长短作为判定霜层厚度；

在实验过程中选定一个合适标准除霜时长A(3-5分钟)，并对A定义一个
允许的浮动差值B，构成预设的除霜时长S₃，即当：

1、实际除霜时长S₄在预设的除霜时长范围内，A-B≤即S₄≤A+B，则认
为进入除霜时候，换热器的霜层厚度是合理的；

2、实际除霜时长S₄小于预设除霜时长S₃，即S₄＜A-B，则认为进入除霜时
候，换热器的霜层厚度是偏薄的；该环境温湿度下进入除霜前的条件△T、S2
选择其一进行调整，使机组在进入除霜时候霜层厚度是合理的；对下一个热泵
运行周期中对△T进行加大一个单位调整或者对S2加长一个单位调整；

3、实际除霜时长S₄大于预设除霜时长S₃，即S₄＜A+B，则认为进入除霜时
候，换热器的霜层厚度是偏厚的；该环境温湿度下进入除霜前的条件△T、S₂选
择其一进行调整，使机组在进入除霜时候霜层厚度是合理的；对下一个热泵运
行周期中对△T进行减小一个单位调整或者对S₂减短一个单位调整；

通过机组在运行过程中，不断对除霜的条件△T或S₂进行自我调整，使得
机组在不同的温湿度条件下始终能够在一个合适的时间内进入除霜，并做到有
霜才除霜；机组能够更有效的适应各种实际环境。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作
的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。