热源塔的除霜控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种热源塔的除霜控制方法。

背景技术

在热泵空调系统中，空调室外机中有压缩机、冷凝器、蒸发器和电子膨胀阀等组成的冷媒循环系统。在冬季制热的情况下，冷凝器通过室内循环水管线与室内的水冷换热器进行换热并通过风扇将热风吹向室内；同时，蒸发器通过室外循环水管线与热源塔进行热交换，这时热源塔吸收外界的热量来为热泵空调系统提供稳定的热量来源。但是，热源塔在运行的过程中会出现结霜现象，热源塔结霜会导致制热系统的性能下降，从而影响热泵空调系统的制热效果，降低了室内环境的舒适性并影响用户体验。因此，在热泵空调系统处于制热工况的情形下，需要对热源塔进行及时而有效的除霜。

中国专利申请文件(CN110068086A)公开了一种除霜控制方法：在所述热泵空调系统处于制热模式的情形下，获取所述热交换器的进出风压差和/或连续运行时间；根据所述进出风压差和/或所述连续运行时间，判断是否使所述热泵空调系统进入除霜模式。步骤具体为，判断所述进出风压差是否大于或等于预设压差阈值；和/或判断所述连续运行时间是否大于或等于第一预设时间阈值；如果所述进出风压差大于或等于所述预设压差阈值和/或所述连续运行时间大于或等于所述第一预设时间阈值，则使所述热泵空调系统进入除霜模式。

但是，热源塔在长期使用后受其热交换器表面结垢或者异物影响时，如果仅根据进出风压差判断是否除霜则会发生误判断，而影响热源塔及热泵空调系统的正常运行。

相应地，本领域需要一种新的热源塔的除霜控制方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决热源塔在长期使用后受其热交换器表面结垢或者异物影响时，如果仅根据进出风压差判断是否除霜则会发生误判断，而影响热源塔及热泵空调系统的正常运行的问题，本发明提供了一种热源塔的除霜控制方法。所述热源塔为热泵空调系统的一部分并且与所述热泵空调系统的室外机和室内机热连通，所述热源塔包括外壳以及设置于所述外壳中的表冷器和风机，所述风机设置成使所述外壳的进风侧、所述表冷器上的气流间隙、所述外壳的出风侧之间形成循环风路；所述表冷器上具有与其内部的载冷剂流道连通的进液口和出液口，所述除霜控制方法包括：在所述热泵空调系统的制热模式下获取所述进风侧和所述出风侧之间的实际风压差以及所述进液口的载冷剂温度和所述出液口的载冷剂温度；计算所述进液口的载冷剂温度和所述出液口的载冷剂温度之间的实际温度差；判断所述实际风压差相比于预设风压差是否达到第一判断条件，以及所述实际温度差相比于预设温度差是否达到第二判断条件；当热源塔的所述实际风压差相比于所述预设风压差达到第一判断条件且所述实际温度差相比于所述预设温度差达到第二判断条件时，对所述热源塔进行除霜。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，在步骤“当热源塔的所述实际风压差相比于所述预设风压差达到第一判断条件且所述实际温度差相比于所述预设温度差达到第二判断条件时，对所述热源塔进行除霜”之前，所述除霜控制方法还包括：获取室外环境的实际室外温度值和实际室外湿度值；根据获取到的所述实际室外温度值和所述实际室外湿度值，基于预先确定的所述预设温度差与所述实际室外温度值和所述实际室外湿度值的映射关系确定所述预设温度差。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，在所述映射关系中，针对同一所述实际室外温度值，不同的所述实际室外湿度值由小到大的顺序排列时所述预设温度差逐渐增大；在所述映射关系中，针对同一所述实际室外湿度值，不同的所述实际室外温度值由小到大的顺序排列时所述预设温度差逐渐减小。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述映射关系为表格或者多元函数。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述预设风压差为热源塔在未结霜情况下的所述进风侧和所述出风侧之间的标准风压差，所述第一判断条件为所述实际风压差与所述标准风压差的比值大于或等于预设风压差比值。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述预设风压差为在热源塔的正常运行受结霜影响情况下所述进风侧和所述出风侧之间的参考风压差，所述第一判断条件为实际风压差大于或等于所述参考风压差。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述预设温度差为热源塔在未结霜情况下的所述进液口的载冷剂温度和所述出液口的载冷剂温度之间的标准温度差，所述第二判断条件为所述实际温度差与所述标准温度差的比值小于或等于预设温度差比值。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述预设温度差为在热源塔的正常运行受结霜影响情况下所述进液口的载冷剂温度和所述出液口的载冷剂温度之间的参考温度差，所述第二判断条件为所述实际温度差小于或等于所述参考温度差。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述实际风压差和/或所述实际温度差为所述热泵空调系统制热运行过程中在预设标准时间段中的平均值。

作为本发明提供的上述除霜控制方法的一种优选的技术方案，所述室外机的压缩机、电子膨胀阀、第一换热器和第二换热器之间形成冷媒循环路线；所述第一换热器设置成与第一载冷剂循环管路之间进行热交换，所述第一载冷剂循环管路与所述表冷器连通；所述第二换热器设置成与第二载冷剂循环管路之间进行热交换，所述第二载冷剂循环管路与所述室内机的室内换热器连通。

根据本发明的热源塔的除霜控制方法，当热源塔的进风侧和出风侧之间的实际风压差相比于预设风压差达到第一判断条件，且进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度之间的实际温度差相比于预设温度差达到第二判断条件时，对热源塔进行除霜。从而，在对热源塔是否需要进行除霜判断时，能避免受热源塔热交换器表面结垢或者异物影响，使得判断结果更准确，并改善热泵空调系统的运行效率。

此外，在本发明的热源塔的除霜控制方法中，还根据获取到的实际室外温度值和实际室外湿度值，基于预先确定的预设温度差与实际室外温度值和实际室外湿度值的映射关系确定预设温度差。从而，在基于预设温度差判断热源塔是否满足第二判断条件时考虑到了室外环境中实际室外温度和实际室外湿度的影响，使得热源塔是否进行除霜的判断结果与实际情况更相符，并进一步改善热泵空调系统的运行效率。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的热源塔的除霜控制方法。附图中：

图1为本实施例的热泵空调系统的结构示意图；

图2为本实施例的热源塔的结构示意图；

图3为本实施例的热源塔的出风侧的结构示意图；

图4为本实施例的热源塔的除霜控制方法的流程示意图。

1-热源塔；11-外壳；12-表冷器；121-进液口；122-出液口； 13-风机；

21-压缩机；22-第一换热器；23-第二换热器；24-电子膨胀阀；25-四通换向阀；

3-室内换热器；

41-第一载冷剂循环管路；42-第二载冷剂循环管路。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的风机设置在热源塔的出风侧，但是这种位置关系非一成不变的，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，对于风机设置在进风侧的热源塔，仍可以适用本实施例的热源塔的除霜控制方法。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决热源塔在长期使用后受其热交换器表面结垢或者异物影响时，如果仅根据进出风压差判断是否除霜则会发生误判断，而影响热源塔及热泵空调系统的正常运行的问题，本实施例提供了一种热源塔的除霜控制方法。

如图1至图3所示，该热源塔1为热泵空调系统的一部分并且与热泵空调系统的室外机和室内机热连通，热源塔1包括外壳11以及设置于外壳11中的表冷器12和风机13，风机13设置成使外壳11的进风侧、表冷器12上的气流间隙、外壳11的出风侧之间形成循环风路，如图2中的风机13设置在热源塔1的外壳11的出风侧；表冷器12上具有与其内部的载冷剂流道连通的进液口121和出液口122。

可以理解的是，在如图1所示，该热泵空调系统中，室外机的压缩机21、电子膨胀阀24、第一换热器22和第二换热器23之间形成冷媒循环路线；第一换热器22设置成与第一载冷剂循环管路41之间进行热交换，第一载冷剂循环管路41与表冷器12连通，即第一载冷剂循环管路 41通过表冷器12的进液口121与出液口122与表冷器12连通；第二换热器 23设置成与第二载冷剂循环管路42之间进行热交换，第二载冷剂循环管路42与室内机的室内换热器3连通。

如图1所示，在冷媒循环路线中，压缩机21的排气口与四通换向阀25的第一端(图1中四通换向阀25的d端)连通，压缩机21的进气口与四通换向阀25的第三端(图1中四通换向阀25的s端)连通，第一换热器22的第一端与四通换向阀25的第二端(图1中四通换向阀25的e端)连通，第二换热器23的第一端与四通换向阀25的第四端(图1中四通换向阀25的 c端)连通；第一换热器22的第二端与第二换热器23的第二端之间通过电子膨胀阀24连通。热泵空调系统的控制器能够通过控制四通换向阀25使冷媒循环路线在制冷模式和制热模式之间进行转换。

在制热模式下，控制器将四通换向阀25的第一端(图1中四通换向阀25的d端)与第四端(图1中四通换向阀25的c端)导通并将四通换向阀25的第二端(图1中四通换向阀25的e端)与第三端(图1中四通换向阀25的c端)导通。在制热模式下的冷媒循环路线中，冷媒由压缩机21 的排气口进入第二换热器23中并依次经过电子膨胀阀24、第一换热器22 回到压缩机21的吸气口。此时，表冷器12吸收外界的热量并通过第一载冷剂循环管路41传递给第一换热器22。

在制冷模式下，控制器将四通换向阀25的第一端(图1中四通换向阀25的d端)与第二端(图1中四通换向阀25的e端)导通并将四通换向阀25的第三端(图1中四通换向阀25的c端)与第四端(图1中四通换向阀25的c端)导通。在制冷模式下的冷媒循环路线中，冷媒由压缩机21 的排气口进入第一换热器22中并依次经过电子膨胀阀24、第二换热器23 回到压缩机21的吸气口。此时，第一换热器22放热并通过第一载冷剂循环管路41传递给热源塔1的表冷器12。

可以理解的是，热源塔1进行除霜时，可以通过电加热的方式或者锅炉加热的方式，对第一载冷剂循环管路41中的载冷剂(一般为水)进行加热，并使得热水在表冷器12的载冷剂流道与第一载冷剂循环管路41之间循环，以对热源塔1进行除霜。

如图4所示，本实施例的除霜控制方法包括：

S1、在热泵空调系统的制热模式下获取进风侧和出风侧之间的实际风压差以及进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度。

需要说明的是，可以通过风压检测器直接检测热源塔的进风侧和出风侧之间的实际风压差。同时，可以在表冷器的进液口和出液口分别设置温度检测器来检测热源塔的进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度。

S2、计算进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度之间的实际温度差。

S3、判断实际风压差相比于预设风压差是否达到第一判断条件，以及实际温度差相比于预设温度差是否达到第二判断条件。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，热源塔的表冷器在结霜后，表冷器上的气流间隙会缩小，导致热源塔的进风侧和出风侧的实际风压差增大。其中，预设风压差可以为热源塔在未结霜情况下的进风侧和出风侧之间的标准风压差(即最大风压差)，第一判断条件可以为实际风压差与标准风压差的比值大于或等于预设风压差比值。

可以理解的是，实际风压差与标准风压差的比值越大，一般表明结霜越严重，所以可以通过实际风压差与标准风压差的比值来反映热源塔的结霜程度并据此作为热源塔除霜的第一判断条件。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，当热源塔的结霜量达到除霜要求时，其进风侧和出风侧的风压差可以反映这种变化，从而预设风压差可以为在热源塔的正常运行受结霜影响情况下进风侧和出风侧之间的参考风压差，第一判断条件可以为实际风压差大于或等于参考风压差。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，热源塔的表冷器在结霜后，表冷器与外界环境中空气的换热效率会降低，同时使得表冷器的进液口和出液口的温差减小。据此，预设温度差可以为热源塔在未结霜情况下的进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度之间的标准温度差，第二判断条件可以为实际温度差与标准温度差的比值小于或等于预设温度差比值。

可以理解的是，实际温度差与标准温度差的比值越小，表明热源塔结霜越严重，从而实际温度差与标准温度差的比值可以反映这种变化并可将此作为热源塔进行除霜的第二判断条件。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，当热源塔的结霜量达到除霜要求时，其进液口和出液口的实际温度差可以反映这种变化。从而，预设温度差可以为在热源塔的正常运行受结霜影响情况下进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度之间的参考温度差，第二判断条件为实际温度差小于或等于参考温度差。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，为了保证获取的实际风压差、实际温度差的准确度，本实施例的实际风压差、实际温度差可以通过计算热泵空调系统制热运行过程中在预设标准时间段中的平均值得到。

例如，取任意时刻前3分钟或者前5分钟内测试的多个值来计算实际风压差、实际温度差。当热源塔运行开始后，时间不足该标准时间段的，直接取当前时刻之前测试得到的几个数值的平均值作为实际风压差、实际温度差。作为另一种实施方式，该标准时间段可以为连续且不重合的多个时间段。

S4、当热源塔的实际风压差相比于预设风压差达到第一判断条件且实际温度差相比于预设温度差达到第二判断条件时，对热源塔进行除霜。

根据本实施例的热源塔的除霜控制方法，当热源塔的进风侧和出风侧之间的实际风压差相比于预设风压差达到第一判断条件，且进液口的载冷剂温度和出液口的载冷剂温度之间的实际温度差相比于预设温度差达到第二判断条件时，对热源塔进行除霜。从而，在对热源塔是否需要进行除霜判断时，能避免热受源塔热交换器表面结垢或者异物影响，使得判断结果更准确，并改善热泵空调系统的运行效率。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，在步骤“当热源塔的实际风压差相比于预设风压差达到第一判断条件且实际温度差相比于预设温度差达到第二判断条件时，对热源塔进行除霜”之前，该除霜控制方法还包括：获取室外环境的实际室外温度值和实际室外湿度值；根据获取到的实际室外温度值和实际室外湿度值，基于预先确定的预设温度差与实际室外温度值和实际室外湿度值的映射关系确定预设温度差。

可以理解的是，在实际室外温度值一定的情况下，实际室外湿度值越大越容易结霜，换而言之，在实际室外温度值一定的情况下，湿度值越大结霜速度越快，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度越快，需要预设温度差设置的大一些，以保证及时除霜；而在实际室外温度值一定的情况下，实际室外湿度值越小越不容易结霜，在室外湿度值变小时，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度则会变慢，需要预设温度差设置的小一些，以避免在热源塔不需要除霜时进入除霜状态。所以，在上述映射关系中，针对同一实际室外温度值，不同的实际室外湿度值由小到大的顺序排列时预设温度差逐渐增大。

同时，可以理解的是，在实际室外湿度值一定的情况下，实际室外温度值越大越不容易结霜，换而言之，在实际室外温度值变大时，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度则会变慢，需要预设温度差设置的小一些，以避免在热源塔不需要除霜时进入除霜状态；在实际室外湿度值一定的情况下，当实际室外温度值变小时，热源塔越容易结霜，换而言之，在实际室外湿度值一定的情况下，室外温度值越小结霜速度越快，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度越快，需要预设温度差设置的大一些，以保证及时除霜。所以，在上述映射关系中，针对同一实际室外湿度值，不同的实际室外温度值由小到大的顺序排列时预设温度差逐渐减小。

作为本实施例提供的上述除霜控制方法的一种优选的实施方式，映射关系为表格或者多元函数。

可以理解的是，还可以将热源塔在制热运行过程中换热效率最高时的进液口和出液口的温度差作为最优温度差，然后针对室外环境的不同实际室外温度值和实际室外湿度值分别确定第二判断条件中的预设温度差比值，如表1所示。

表1第二判断条件中预设温度差比值对照表

可以理解的是，在实际室外温度值一定的情况下，实际室外湿度值越大越容易结霜，换而言之，在实际室外温度值一定的情况下，湿度值越大结霜速度越快，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度越快，需要预设温度差设置的大一些，以保证及时除霜；而在实际室外温度值一定的情况下，实际室外湿度值越小越不容易结霜，在室外湿度值变小时，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度则会变慢，需要预设温度差设置的小一些，以避免在热源塔不需要除霜时进入除霜状态。所以，在表1中可知，针对同一实际室外温度值，不同的实际室外湿度值由小到大的顺序排列时预设温度差比值逐渐增大。

同时，可以理解的是，在实际室外湿度值一定的情况下，实际室外温度值越大越不容易结霜，换而言之，在实际室外温度值变大时，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度则会变慢，需要预设温度差设置的小一些，以避免在热源塔不需要除霜时进入除霜状态；在实际室外湿度值一定的情况下，当实际室外温度值变小时，热源塔越容易结霜，换而言之，在实际室外湿度值一定的情况下，室外温度值越小结霜速度越快，进液口和出液口的实际温度差的衰减速度越快，需要预设温度差设置的大一些，以保证及时除霜。所以，在表1中可知，针对同一实际室外湿度值，不同的实际室外温度值由小到大的顺序排列时预设温度差比值逐渐减小。

在本实施例的热源塔的除霜控制方法中，还根据获取到的实际室外温度值和实际室外湿度值，基于预先确定的预设温度差与实际室外温度值和实际室外湿度值的映射关系确定预设温度差。从而，在基于预设温度差判断热源塔是否满足第二判断条件时考虑到了室外环境中实际室外温度和实际室外湿度的影响，使得热源塔是否进行除霜的判断结果与实际情况更相符，并进一步改善热泵空调系统的运行效率。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

需要说明的是，尽管上文详细描述了本发明方法的详细步骤，但是，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的技术方案并没有改变本发明的基本构思，因此也落入本发明的保护范围之内。例如，在判断实际风压差相比于预设风压差是否达到第一判断条件，以及实际温度差相比于预设温度差是否达到第二判断条件时，可以同时进行比较，也可以按照先后顺序进行比较。

本领域的技术人员应当理解的是，可以将本实施例提供的热源塔的除霜控制方法作为程序存储在一个计算机可读取存储介质中。该存储介质中包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory， RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。