空气源热泵系统除霜控制方法、装置及空气源热泵系统

技术领域

本发明涉及除霜控制领域，特别地，涉及一种空气源热泵系统除霜控制方法、装置及空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵系统在冬季低温环境运行时会存在结霜的现象，针对这一问题，目前的系统多采用增加除霜模式来进行处理。为了保证机组的工作效率和使用寿命，需要精准控制除霜过程开始的时间点和除霜的持续时间。因此，系统对于除霜模式的控制方法起到至关重要的作用。

现有技术对于空气源热泵系统除霜模式的判定主要根据外盘管温度、外盘管和室内温度的差值、室内盘管温度和外风机工作状态等参数判断系统是否开启除霜模式或是否退出除霜模式，但是根据这些参数仅能控制系统是否开启或退出除霜模式，在系统内部设备出现故障时，如风机老化，换热器阻塞时，将会影响到热泵系统的除霜情况，例如，增加除霜时间，因此现在技术无法在除霜过程中检测到热泵系统是否故障，并精准控制除霜过程。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种空气源热泵系统除霜控制方法、装置及空气源热泵系统，以解决现在技术无法在除霜过程中检测到热泵系统是否故障，并精准控制除霜过程的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种空气源热泵系统除霜控制方法，包括以下步骤：

获取所述热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速和理论迎面风速；

判断所述实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；

在所述空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制所述热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。

进一步地，所述获取所述热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速包括：获取所述热泵系统室外机出风口的风速。

进一步地，所述获取所述热泵系统当前工作状态下的理论迎面风速包括：

获取所述热泵系统当前工作状态下负荷率；

将所述负荷率与机组参数中预设负荷率匹配，得到所述预设负荷率对应的理论迎面风速作为当前状态下的理论迎面风速。

进一步地，所述根据判断结果控制所述热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示包括：

当所述比值不小于第二预设比值且持续第三预设时长时，控制所述热泵系统退出除霜模式，并且不发出故障提示。

进一步地，所述根据判断结果控制所述热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示包括：

当所述比值小于第二预设比值时，获取判断退出除霜模式的参数的数值；

判断所述参数的数值是否达到退出除霜模式的阈值；

若达到，则获取所述热泵系统除霜运行时间；

若所述除霜运行时间大于第四预设时长，控制所述热泵系统退出除霜模式，同时判断所述空气源热泵系统故障并发出故障提示。

进一步地，所述判断所述空气源热泵系统故障包括以下任一故障：

所述空气源热泵系统中风机老化；

所述空气源热泵系统中换热器阻塞。

进一步地，所述空气源热泵系统开启除霜模式包括：

当所述比值小于第一预设比值时，控制所述热泵系统开启除霜模式。

进一步地，还包括：

当所述比值不小于第一预设比值且持续第一预设时长时，获取判断开启除霜模式的参数的数值；

判断所述参数的数值是否达到开启除霜模式的阈值；

若达到，则控制所述热泵系统开启除霜模式。

进一步地，在控制所述热泵系统开启除霜模式之前，还包括：

获取所述热泵系统压缩机运行时间；

若大于第二预设时长，则控制所述热泵系统开启除霜模式。

进一步地，

获取判断开启除霜模式的参数的数值或获取判断退出除霜模式的参数的数值包括：

获取以下至少一种参数：

外盘管温度；

外盘管和室内温度的差值；

室内盘管温度；

外风机工作状态。

第二方面，

一种空气源热泵系统除霜控制装置，包括：

风速获取模块，用于获取所述热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速和理论迎面风速；

比值判断模块，用于判断所述实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；

除霜控制模块，用于在所述空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制所述热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。

第三方面，

一种空气源热泵系统，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器被配置为用于执行第一方面提供的技术方案中任一项所述的方法。

有益效果：

本申请技术方案提供一种空气源热泵系统除霜控制方法、装置及空气源热泵系统，首先获取热泵系统当前状态下的实际迎面风速和理论迎面风速，然后判断实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；最后在空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。本申请技术方案在空气源热泵系统开启除霜模式后，采用实际迎面风速与理论迎面风速的比值与预设比值比较；根据比较结果判断热泵系统是否故障并控制热泵系统是否发出故障提示，能够在除霜过程中对热泵系统进行故障检测，解决了不能精准控制除霜过程的问题，具有检测方便，控制精准的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种空气源热泵系统除霜控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种空气源热泵系统是否开启除霜模式的控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种空气源热泵系统是否退出除霜模式的控制方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种空气源热泵系统除霜控制装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

名词解释：迎面风速为热泵系统室外机内部换热器翅片处的风速。

参照图1，本发明实施例提供了一种空气源热泵系统除霜控制方法，包括以下步骤：

S11：获取热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速和理论迎面风速；

S12：判断实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；

S13：在空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。

本发明实施例提供的一种空气源热泵系统除霜控制方法，首先获取热泵系统当前状态下的实际迎面风速和理论迎面风速，然后判断实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；最后在空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。本申请技术方案在空气源热泵系统开启除霜模式后，采用实际迎面风速与理论迎面风速的比值与预设比值比较；根据比较结果判断热泵系统是否故障并控制热泵系统是否发出故障提示，能够在除霜过程中对热泵系统进行故障检测，解决了不能精准控制除霜过程的问题，具有检测方便，控制精准的优点。

参考图2、图3，为了对上述发明实施例进一步的说明，本发明实施例提供根据判断结果控制热泵系统是否开启除霜模式或是否退出除霜模式的具体实现方式。

如图2所示，根据判断结果控制热泵系统是否开启除霜模式包括以下步骤：

1、系统正常制热运行时，根据当前运行状态的循环风量V1和出风口面积S，通过计算单元得出理论迎面风速U1＝V1/S；需要说明的是，循环风量即室外机的出回风量(风从室外机回风面进入，经过换热器翅片换热后从出风口流出，二者风量相等)，出风口面积即室外机的出风口的面积。在空调不同负荷率下，室外机出风口处风量即为循环风量(这个为实测风量，而这里V1是理论循环风量，是机组参数中会给出的数据，例如：在额定工况下循环风量为A1，在50％负荷率情况下循环风量为A2，是机组本身的参数，利用这个A1或A2，结合出风口面积计算出理论迎面风速，再和实际测量的迎面风速进行比较。)

2、通过传感器等检测室外机的实际迎面风速Ua；

3、判断检测到的实际迎面风速是否：大于等于计算风速的比例设定值，即Ua≥X1％U1，且持续第一预设时长T1；

3.1若是，判断当前状态下是否满足其余除霜条件；

3.1.1若是，则判断压缩机工作时间是否超过第二预设时长T2；

若是，则控制热泵系统开启除霜模式；

若否，则回到步骤1，重复以上步骤；

3.2若否，则进入步骤3.1.1。

如图3所示，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式包括以下步骤：

4、系统除霜模式运行时，根据当前运行状态的循环风量V2和出风口面积S，通过计算单元得出理论迎面风速U2＝V2/S；

5、检测室外机的实际迎面风速Ub；

6、判断检测到的实际迎面风速是否大于等于计算风速的比例设定值，即Ub≥X2％U2，且持续第三预设时长T3；

7.1若否，判断当前状态下是否满足其余除霜结束条件；

7.1.1若是，判断除霜运行是否大于第四预设时长T4；

若是，则控制热泵系统退出除霜模式并发送故障报警提示；

若否，则回到步骤4，重复以上判断步骤；

7.1.2若否，则回到步骤4，重复以上判断步骤；

7.2若是，则控制热泵系统退出除霜模式。

需要说明的是，本发明实施例中提到的其余除霜条件或其余除霜结束条件为本领域判断室外机除霜情况常用的手段，获取的参数包括但不限于：外盘管温度、外盘管和室内温度差值、室内盘管温度或外风机工作状态。如何根据这些参数判断除霜为本领域常用技术手段，在此不再详细说明。

此外，在本发明实施例中通过检测室外机出风口位置风速来代替实际迎面风速。

本发明实施例提供的控制方法，通过检测系统室外机换热器的实际迎面风速，判断机组的结霜情况，控制除霜过程开启的时间点和过程时间，能够及时发现室外机部件的工作异常状态，并提示故障报警信息。利用该设计可将室外机迎面风速保持在较高风速状态下，有效减小结霜的恶性循环加速过程，缩短了除霜过程运行时间，减小了因开启除霜模式而导致的温度波动变化，提高系统能效，延长机组寿命，提高系统整体的经济效益。本发明实施例的控制方法在原有除霜判定标准上增加检测室外机换热器迎面风速的控制方法，能够综合迎面风速和其余除霜条件判定结果对系统进行除霜动作和故障报警动作。

一个实施例中，本发明提供一种空气源热泵系统除霜控制装置，如图4所示，包括：

风速获取模块41，用于获取热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速和理论迎面风速；

具体地，风速获取模块41获取热泵系统室外机出风口的风速作为当前工作状态下的迎面风速。风速获取模块41获取热泵系统当前工作状态下负荷率；将负荷率与机组参数中预设负荷率匹配，得到预设负荷率对应的理论迎面风速作为当前状态下的理论迎面风速。

比值判断模块42，用于判断实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；

除霜控制模块43，用于在空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。

需要说明的是，在判断是否开启除霜模式和在判断是否退出除霜模式时，比值判断模块42采用的预设比值可以相同也可以不同，为了便于说明，以第一预设比值作为判断开启除霜模式的预设比值，第二预设比值作为判断退出除霜模式的预设比值。

除霜控制模块43的具体控制过程如下：

根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示包括：

当比值不小于第二预设比值且持续第三预设时长时，除霜控制模块43控制热泵系统退出除霜模式，并且不发出故障提示。

当比值小于第二预设比值时，获取判断退出除霜模式的参数的数值；

判断参数的数值是否达到退出除霜模式的阈值；

若达到，则获取热泵系统除霜运行时间；

若除霜运行时间大于第四预设时长，除霜控制模块43控制热泵系统退出除霜模式，同时判断空气源热泵系统故障并发出故障提示。

需要说明的是，判断空气源热泵系统故障包括以下任一故障：空气源热泵系统中风机老化；空气源热泵系统中换热器阻塞。原理如下，当比值小于第二预设比值时，说明实际迎面风速低于要求的迎面风速，但是此时根据其他参数判断换热器并未结霜，理论上此时实际迎面风速与理论迎面风速相同，或者比值不小于第二预设比值。即未结霜的情况下，热泵系统迎面风速降低，判断是风机老化，实际风速无法达到理论风速，或者换热器因结霜外的原因阻塞，影响了风速。发出故障提示后，方便工作人员对风机或换热器进行进一步检测，以便确定具体原因。

判断是否开启除霜模式包括：

当比值小于第一预设比值时，除霜控制模块43控制热泵系统开启除霜模式。

当比值不小于第一预设比值且持续第一预设时长时，获取判断开启除霜模式的参数的数值；判断参数的数值是否达到开启除霜模式的阈值；若达到，则除霜控制模块43控制热泵系统开启除霜模式。

在实际控制过程中，为了避免压缩机频繁启停，在控制热泵系统开启除霜模式之前，还包括：获取热泵系统压缩机运行时间；若大于第二预设时长，则控制热泵系统开启除霜模式。即至少保证压缩机运行时间大于第二预设时长后，再控制热泵系统开启除霜模式。

需要说明的是，获取判断开启除霜模式的参数的数值或获取判断退出除霜模式的参数的数值包括：获取以下至少一种参数：外盘管温度；外盘管和室内温度的差值；室内盘管温度；外风机工作状态。如何根据这些参数判断是否开启除霜模式或退出除霜模式为本领域已有技术手段，在此不再详述。

本发明实施例提供的一种空气源热泵系统除霜控制装置，风速获取模块获取热泵系统当前工作状态下的实际迎面风速和理论迎面风速；比值判断模块判断实际迎面风速与理论迎面风速的比值是否小于预设比值；除霜控制模块在空气源热泵系统开启除霜模式运行预设时长后，根据判断结果控制热泵系统是否退出除霜模式并发出故障提示。本发明实施例提供的控制装置通过多种数据检测室外机换热器的结霜程度，确定空气源热泵系统除霜的最佳时间点和除霜时间，检测室外机设备部件工作异常情况，优化系统的除霜周期，提升系统的运行稳定性和能效。

一个实施例中，本发明提供一种空气源热泵系统，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

处理器被配置为用于执行上述发明实施例中提供的空气源热泵系统除霜控制方法。

本发明实施例提供的空气热源系统，通过存储器存储处理器的可执行指令，处理器能够通过检测系统室外机换热器的实际迎面风速，判断机组的结霜情况，控制除霜过程开启的时间点和过程时间，能够及时发现室外机部件的工作异常状态，并提示故障报警信息。利用该设计可将室外机实际迎面风速保持在较高风速状态下，有效减小结霜的恶性循环加速过程，缩短了除霜过程运行时间，减小了因开启除霜模式而导致的温度波动变化，提高系统能效，延长机组寿命，提高系统整体的经济效益。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。