一种分段式热泵除霜控制方法和热泵系统与流程

本发明属于空气源热泵，特别是涉及一种分段式热泵除霜控制方法和热泵系统。

背景技术：

1、空气源热泵在低温高湿环境下运行时，室外换热器表面结霜会导致换热热阻和空气流通阻力增大，系统能效下降，严重时影响运行稳定性。因此，准确判断结霜状态并及时除霜，是保障热泵可靠高效运行的关键。

2、目前，现有热泵系统通常依据运行时间、盘管温度、盘管温变率或压力温度组合等单一或少量参数来判断除霜时机。该类方式易受环境及工况变化影响，普遍存在触发滞后或误触发问题，除霜时机与实际结霜状态不匹配。

3、为提升判断准确性，部分方案引入多运行参数或数据驱动模型来识别结霜状态。然而，此类改进仍局限于触发判断层面，一旦触发，系统即执行传统逆循环除霜，需切换四通阀使高温排气进入室外换热器。该过程不仅导致室内供热大幅衰减甚至中断，还伴随四通阀换向引发的压力波动与冷媒迁移问题。

4、为避免供热中断，另有方案采用压缩机排气旁通方式在不换向的情况下实施除霜。但此类方式中，旁通冷媒流量固定或按粗放规则调节，难以匹配实际结霜程度，易造成除霜热量不足或局部过热。特别是在室外换热器采用分段结构时，现有分段除霜多按固定时序或预设顺序执行，未考虑各段结霜差异，且风机转速、旁通流量与室内制热负荷之间缺乏协同调节，导致系统运行波动大、除霜效率低。因此，亟需一种能够基于多源运行参数对结霜趋势进行提前预判、在保持制热运行的同时逐段实施旁通除霜、并对旁通冷媒流量、风量与室内侧负荷进行协同调节的热泵除霜控制方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种分段式热泵除霜控制方法和热泵系统，用用以解决现有技术中除霜触发滞后或误触发、除霜期间室内供热中断以及除霜过程系统运行波动大的问题。

2、本发明的第一方面提供了一种分段式热泵除霜控制方法，应用于热泵系统，所述热泵系统包括主回路、旁通分流回路以及具有多个并联设置的换热段的室外换热器，所述主回路包括压缩机和四通阀，各所述换热段的风量能够独立调节，所述旁通分流回路用于将所述压缩机排出的部分冷媒选择性输送至各所述换热段，所述方法包括：

3、获取所述热泵系统的多源运行参数，所述多源运行参数至少包括室外环境参数、压缩机参数、室内侧负荷参数以及各所述换热段的盘管温度参数和风量参数，所述压缩机参数包括所述压缩机的运行频率和排气参数；

4、根据所述多源运行参数，确定所述室外换热器达到预设临界结霜状态的预计剩余时间；

5、当所述预计剩余时间小于预设的提前量时，触发本轮除霜，在本轮除霜过程中保持所述四通阀处于制热位；

6、逐一将各所述换热段作为当前除霜换热段，将所述压缩机排出的部分冷媒经所述旁通分流回路选择性输送至所述当前除霜换热段；

7、在对所述当前除霜换热段进行除霜的过程中，根据所述当前除霜换热段的盘管温度参数、所述室内侧负荷参数以及所述排气参数，对进入所述当前除霜换热段的旁通冷媒流量、所述当前除霜换热段的风量以及所述压缩机的运行频率进行协同调节；

8、在所述当前除霜换热段满足除霜完成条件后，将尚未完成本轮除霜的另一所述换热段作为新的当前除霜换热段并实施除霜，直至各所述换热段均完成本轮除霜。

9、本发明的第二方面提供了一种热泵系统，包括控制器、主回路、旁通分流回路以及具有多个并联设置的换热段的室外换热器，所述主回路包括压缩机和四通阀，各所述换热段的风量能够独立调节，所述旁通分流回路用于将所述压缩机排出的部分冷媒选择性输送至各所述换热段，所述控制器被配置为执行如第一方面所述的分段式热泵除霜控制方法。

10、与背景技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

11、本发明基于室外环境、盘管温度、压缩机及室内负荷等多源运行参数预测达到临界结霜状态的预计剩余时间，从而能够在霜层达到临界状态前触发除霜，减少因判断滞后造成的霜层过厚以及无效除霜，提高除霜触发的准确性和前瞻性。同时，除霜过程中四通阀保持制热位，并通过旁通分流回路将部分压缩机排气选择性输送至各换热段进行分段除霜，可避免传统逆循环除霜造成的供热中断及换向冲击；通过对旁通冷媒流量、换热段风量和压缩机运行频率进行协同调节，还能够兼顾除霜需求与室内供热负荷，降低除霜能耗和系统运行波动，提高除霜过程的连续性、稳定性及整体能效。

1.一种分段式热泵除霜控制方法，其特征在于，应用于热泵系统，所述热泵系统包括主回路、旁通分流回路以及具有多个并联设置的换热段的室外换热器，所述主回路包括压缩机和四通阀，各所述换热段的风量能够独立调节，所述旁通分流回路用于将所述压缩机排出的部分冷媒选择性输送至各所述换热段，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盘管温度参数包括盘管温度变化参数；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排气参数包括排气压力和排气温度；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述盘管温度参数包括盘管温度变化参数，所述盘管温度变化参数包括盘管温度变化斜率；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旁通分流回路包括比例旁通阀；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行频率调节后获取的排气参数，对所述旁通冷媒流量进行修正，包括：

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述压缩机参数还包括吸气温度；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述除霜能效因子的变化趋势调节所述当前除霜换热段的风量，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩机参数还包括吸气温度和吸气压力，所述主回路还包括电子膨胀阀；

10.一种热泵系统，包括控制器、主回路、旁通分流回路以及具有多个并联设置的换热段的室外换热器，所述主回路包括压缩机和四通阀，各所述换热段的风量能够独立调节，所述旁通分流回路用于将所述压缩机排出的部分冷媒选择性输送至各所述换热段，所述控制器被配置为执行如权利要求1-9中任一项所述的分段式热泵除霜控制方法。