一种空气源热泵防结霜控制装置和控制方法与流程

1.本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空气源热泵防结霜控制装置和控制方法。


背景技术：

2.随着空调的广泛应用，空气源热泵也得到了广泛应用。空气源热泵作为以室外空气为冷热源的设备，在冬季制热工况下不可避免的存在风侧换热器结霜问题。空气源热泵风测换热器存在如下问题：1.风侧换热器翅片结霜，导致传热阻增大，换热器的换热能力减弱，设备性能降低。2.为了除霜，空气源热泵机组需要经常进入除霜模式，除霜模式下电能消耗大，会使得水系统管路中水温降低，导致室内末端设备吹冷风。


技术实现要素：

3.本发明提供一种空气源热泵防结霜控制装置和控制方法，目的是克服现有技术中所存在的上述缺陷，避免结霜的发生，提高空气源热泵系统的节能性，同时提升空气源热泵系统供热的稳定性。
4.本发明具体包括如下方案：
5.本发明首先提供一种空气源热泵防结霜控制装置，包括空气源热泵主机，所述空气源热泵主机包括风侧换热器、风机、压缩机和水侧换热器、主机控制器、环境温度传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器和排风温度传感器；所述风机安装在风侧换热器上，所述压缩机的制冷剂出口与所述水侧换热器的制冷剂入口连通连接，所述水侧换热器的制冷剂出口与所述风侧换热器的制冷剂入口连通连接，所述风侧换热器的制冷剂出口与所述气液分离器的制冷剂入口连通连接，所述气液分离器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口连通连接；所述排风温度传感器设置在所述风侧换热器下风侧；所述主机控制器与所述环境温度传感器、所述环境湿度传感器和所述大气压力传感器分别控制连接。
6.本发明其次提供一种空气源热泵防结霜控制方法，通过上述空气源热泵防结霜控制装置实现，包括以下步骤，
7.检测室外空气的状态参数温度ta、湿度rh和大气压值；
8.根据所述室外空气的所述状态参数计算出环境空气露点温度td；
9.调整所述空气源热泵主机的蒸发温度设定值tset，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度，且tset≤ta
‑
5℃，当tset＞ta
‑
5℃时，强制取tset＝ta
‑
5℃。
10.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，使得tset＝td 0.5℃。
11.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述风机为变频风机。
12.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，当ta
‑
tset≥7℃时，所述主机控制器控制所述风机
的运行频率，使得环境温度ta
‑
排风温度tp＝5℃。
13.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，当ta
‑
tset＜7℃时，所述主机控制器控制所述风机的运行频率，使得环境温度ta
‑
排风温度tp＝3℃。
14.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述水侧换热器的制冷剂出口与所述风侧换热器的制冷剂入口连通连接的管路上安装有电子膨胀阀。
15.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述主机控制器包括信号输入端和信号输出端，所述信号输入端与环境温度传感器、环境湿度传感器和大气压力传感器信号传输连接；所述信号输出端与所述排风温度传感器和所述电子膨胀阀控制连接。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的空气源热泵防结霜控制装置和控制方法，能够解决空气源热泵风测换热器存在如下问题：1.风侧换热器翅片结霜，导致传热阻增大，换热器的换热能力减弱，设备性能降低。2.为了除霜，空气源热泵机组需要经常进入除霜模式，除霜模式下电能消耗大，会使得水系统管路中水温降低，导致室内末端设备吹冷风；通过对环境空气状态温度、湿度等参数的检测，主动调节空气源热泵系统的蒸发温度，使得空气源热泵系统的蒸发温度不低于环境空气的露点温度，避免了结霜的发生；能够避免结霜的发生，提高了空气源热泵系统的节能性，同时提升了空气源热泵系统供热的稳定性。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1为本发明的空气源热泵防结霜控制装置的结构示意图。
20.图中，1为压缩机，2为风侧换热器，3为风机，4为水侧换热器，5为电子膨胀阀，6为气液分离器，7为环境温度传感器，8为环境湿度传感器，9为大气压力传感器，10为排风温度传感器，11为主机控制器，101为信号输入端，102为信号输出端。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
23.实施例
24.如图1所示，一种空气源热泵防结霜控制装置，包括空气源热泵主机，所述空气源热泵主机包括风侧换热器2、风机3、压缩机1和水侧换热器4、主机控制器11、环境温度传感器7、环境湿度传感器8、大气压力传感器9和排风温度传感器10；所述风机3安装在风侧换热器2上，所述压缩机1的制冷剂出口与所述水侧换热器4的制冷剂入口连通连接，所述水侧换热器4的制冷剂出口与所述风侧换热器2的制冷剂入口连通连接，所述风侧换热器2的制冷剂出口与所述气液分离器6的制冷剂入口连通连接，所述气液分离器6的制冷剂出口与所述
压缩机1的制冷剂入口连通连接；所述排风温度传感器10设置在所述风侧换热器2下风侧；所述主机控制器11与所述环境温度传感器7、所述环境湿度传感器8和所述大气压力传感器9分别控制连接。
25.本实施例的空气源热泵防结霜控制装置的方法，包括以下步骤，
26.检测室外空气的状态参数温度ta、湿度rh和大气压值；
27.根据所述室外空气的所述状态参数计算出环境空气露点温度td；
28.调整所述空气源热泵主机的蒸发温度设定值tset，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度，且tset≤ta
‑
5℃，当tset＞ta
‑
5℃时，强制取tset＝ta
‑
5℃。
29.本实施例的空气源热泵防结霜控制装置及其控制方法，防止结霜机理：由于空气源热泵主机的蒸发温度高于环境空气的露点温度，因此在风侧换热器2翅片上便不会产生冷凝水，也不会因冷凝水受到过冷却而形成霜。
30.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，使得tset＝td 0.5℃。
31.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述风机3为变频风机。
32.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，当ta
‑
tset≥7℃时，所述主机控制器11控制所述风机3的运行频率，使得环境温度ta
‑
排风温度tp＝5℃。
33.上述空气源热泵防结霜控制方法，使得所述空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的所述环境空气露点温度时，当ta
‑
tset＜7℃时，所述主机控制器11控制所述风机3的运行频率，使得环境温度ta
‑
排风温度tp＝3℃。
34.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述水侧换热器4的制冷剂出口与所述风侧换热器2的制冷剂入口连通连接的管路上安装有电子膨胀阀5。
35.上述空气源热泵防结霜控制装置，所述主机控制器11包括信号输入端101和信号输出端102，所述信号输入端101与环境温度传感器7、环境湿度传感器8和大气压力传感器9信号传输连接；所述信号输出端102与所述排风温度传感器10和所述电子膨胀阀5控制连接。
36.本实施例的空气源热泵防结霜控制装置及其控制方法，工作原理：主机控制器11通过环境温度传感器7、环境湿度传感器8检测室外空气的温度ta和湿度rh，通过大气压力传感器9检测大气压，继而通过主机控制器11内部的空气状态参数计算程序，计算出环境空气的露点温度td，此时主机控制器11发出信号，调整空气源热泵主机的蒸发温度设定值tset，使得空气源热泵主机蒸发温度设定值不低于计算出的环境空气露点温度，且tset≤ta
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5℃，优选的可以使得tset＝td 0.5℃。当tset＞ta
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5℃时，强制取tset＝ta
‑
5℃.
37.另外为了保证空气源热泵系统的高效运行，所述空气源热泵主机自带的风机3为变频风机。当ta
‑
tset≥7℃，时，主机控制器11控制风机3的运行频率，使得环境温度ta
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排风温度tp＝5℃。当ta
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tset＜7℃时，主机控制器11控制风机3的运行频率，使得环境温度ta
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排风温度tp＝3℃，这可以防止由于当ta与tset差值较低时风机3能耗过大。
38.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同
替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。