一种智能动态化霜方法与流程

1.本发明涉及除湿机领域，具体是一种智能动态化霜方法。


背景技术：

2.目前除湿机行业内对进入化霜的判断条件都是固定的：检测盘管或翅片温度到达零下温度点并持续一定时间后启动化霜功能。这样的判断方法简单但不智能，它没有考虑不同的环境工况，比如不同的环境温度、不同的环境湿度下空气含湿量不同，蒸发器盘管和翅片温度也不同，因而结霜程度也不同，所以进入化霜的触发条件也应不同。
3.目前的单一的化霜方法牺牲了除湿性能，比如环境温度为18℃时为轻微结霜，可不用进行化霜或化霜持续时间很短即可，制冷系统可分配更多的时间用于除湿；而环境温度为5℃时结霜严重，不能等结霜很厚时才开始化霜。
4.除湿机行业对进入化霜条件的判断单一，也是因为目前没有针对不同的工况测算和不同的判断条件参数的算法，如果用模拟实验测试来确定参数，因为环境温度和环境相对湿度是动态变化的，而且两者组合的种类非常多，所以依靠实验测试累计数据的方法会带来非常大的工作量，投入的人力物力资源也是巨大的。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种智能动态化霜方法，该方法应能在保证除湿性能的情况下，具有投入成本低和化霜效果好的特点。
6.本发明的技术方案是：
7.一种智能动态化霜方法，包括以下步骤：
8.1)设定除湿机运行参数，启动除湿机；
9.2)除湿机检测环境温度t、环境相对湿度φ；
10.3)除湿机确定化霜触发温度tc并且计算化霜触发时间tc与检测周期t`：
11.tc＝-1℃，tc＝α*lgn/(t
1-β*lgn) t，t`＝40 α*lgn；
12.其中，n＝t*φ，α、β为系数，t1、t1为常数，t1、β、lgn精确到小数点后一位；
13.或者，
14.除湿机确定化霜触发温度tc并且计算化霜触发时间tc：
15.tc＝-1℃，tc＝γ*lgw/(t
2-δ*lgw) t2，t`＝40 γ*lgw；
16.其中，w＝621.97*pw/(101325-pw)，pw＝φ*p
ws
/100，p
ws
＝610.78*e
17.269*t/(t 237.3)
，γ、δ为系数，t2、t2为常数，t2、δ、lgw精确到小数点后一位；
17.4)检测周期t`开始，除湿机按除湿模式运行同时进行化霜检测；当检测周期t`结束时，返回步骤2)；检测周期t`开始，除湿机按除湿模式运行同时进行化霜检测；当满足化霜检测的触发条件时，除湿机进入化霜模式，并且在满足化霜检测的退出条件时，返回步骤2)；
18.所述化霜检测为除湿机实时检测蒸发器温度tz并实时记录tz≤tc时的持续时间
tz。
19.所述步骤1)中，除湿机运行参数包括温湿度、工作时间。
20.所述步骤4)中，化霜检测的触发条件为tz≥tc。
21.所述步骤4)中，化霜检测的退出条件为tz≥3℃并保持3分钟以上。
22.所述步骤4)中，蒸发器温度tz为蒸发器盘管温度或者蒸发器翅片温度。
23.所述步骤3)中，10≤α≤30，1≤β≤2，α为整数。
24.所述步骤3)中，1.5≤t1≤3.0，5≤t1≤15，并且t1为整数。
25.所述步骤3)中，10≤γ≤30，1≤δ≤2，γ为整数。
26.所述步骤3)中，1.4≤t2≤2.8，5≤t2≤15，并且t2为整数。
27.本发明的有益效果是：
28.本发明只需检测环境温度和环境相对湿度，就可以实时动态计算进入化霜的判断条件，根据不同的环境工况匹配不同的化霜触发条件与检测周期，选择不同的结霜持续时间，使除湿机化霜效果最佳化，实现了智能动态化霜；并且本发明只需采用除湿机现有的温湿度传感器，无需在硬件资源上增加投入，不会增加生产成本；因此本发明对于除湿机行业，甚至是空调、冰箱等所有制冷相关行业化霜技术的革新都有重要的参考意义。
附图说明
29.图1是本发明的工作步骤示意图。
30.图2是lgn-tc曲线图。
31.图3是lgw-tc曲线图。
32.图4是lgn-tc/lgw-tc的对比图。
具体实施方式
33.以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
34.实施例1
35.一种智能动态化霜方法，包括以下步骤：
36.1)设定除湿机运行参数，运行参数包括温湿度、工作时间，启动除湿机；
37.2)除湿机检测环境温度t、环境相对湿度φ；
38.3)除湿机确定化霜触发温度tc并且计算化霜触发时间tc与检测周期t`：
39.tc确定为-1℃；
40.先计算真数n，n＝t*φ；再计算底数为10的真数n的对数lgn，n＝t*φ；最后计算tc，tc＝α*lgn/(t
1-β*lgn) t1；
41.计算检测周期t`，t`＝40 α*lgn；
42.其中，α、β为系数，t1、t1为常数；根据经验计算，得到α、β、t1、t1的取值范围如下：
43.10≤α≤30，α为整数，1.5≤t1≤3.0，1≤β≤2，5≤t1≤15，t1为整数， t1、β、lgn精确到小数点后一位；
44.4)化霜检测
45.检测周期t`开始，除湿机按除湿模式运行同时进行化霜检测；
46.当检测周期t`结束时，返回步骤2)；当满足化霜检测的触发条件时，除湿机进入化
霜模式(除湿暂停)，并且在满足化霜检测的退出条件时，返回步骤2)；
47.所述化霜检测为除湿机实时检测蒸发器温度tz(tz为蒸发器盘管温度或者蒸发器翅片温度)并实时记录tz≤tc时的持续时间tz，化霜检测的触发条件为tz≥tc，化霜检测的退出条件为tz≥3℃并保持3分钟以上。
48.该实施例中，tc＝-1℃，根据不同情况下得到化霜触发时间tc为：
49.设α＝20，t1＝1.5，β＝1.0，t1＝5，则tc＝α*lgn/(t
1-β*lgn) t150.＝20*lgn/(1.5-lgn) 5；得到下表：
[0051][0052][0053]
lgn与tc的关系如图2所示，由图可知，tc随着lgn的增大而增大。lgn与环境温度t、环境相对湿度φ相关，t和φ的乘积越大，因此lgn也越大。
[0054]
正常情况下，环境温度在18℃以上时，盘管或翅片温度不会达到-1℃，所以不会触发进入化霜状态；
[0055]
该实施例的具体工作步骤如下：
[0056]
设α＝20，t1＝1.5，β＝1，t1＝5，tc＝-1℃；
[0057]
除湿机启动，除湿机进入除湿模式，第一个检测周期开始：初始环境温度t＝10℃，初始环境相对湿度φ＝60％，化霜触发温度tc＝-1℃，化霜触发时间 tc＝28min，检测周期t`为56min；
[0058]
在第一个检测周期的第5-33分钟(该时间段内除湿机保持在除湿模式)，蒸发器温度tz始终低于-1℃，因此在第一个检测周期的第34分钟开始除湿机进入化霜模式(除湿模式暂停)，在化霜模式运行6分钟后达到化霜退出条件，第一个检测周期结束，除湿机退出化霜模式；
[0059]
第二个检测周期开始，除湿机重新进入除湿模式，由于除湿过程中空气被冷凝器加热并且压缩机也会产生热量，导致实际环境温度会上升且而湿度下降，因此，环境温度t＝11℃，环境相对湿度φ＝50％，化霜触发温度tc＝-1℃，化霜触发时间tc＝23min，检测周期t`为54分钟；
[0060]
在第二个检测周期的第5-28分钟(该时间段内除湿机保持在除湿模式)，蒸发器温度tz始终低于-1℃，因此在第一个检测周期的第29分钟开始除湿机进入化霜模式(除湿模式暂停)，在化霜模式运行5分钟后达到化霜退出条件，第一个检测周期结束，除湿机退出化霜模式；
[0061]
后续步骤与上述检测周期类同，因此省略。
[0062]
实施例2
[0063]
一种智能动态化霜方法，包括以下步骤：
[0064]
1)设定除湿机运行参数，运行参数包括温湿度、工作时间，启动除湿机；
[0065]
2)除湿机检测环境温度t、环境相对湿度φ；
[0066]
3)除湿机确定化霜触发温度tc并且计算化霜触发时间tc与检测周期t`：
[0067]
tc确定为-1℃；
[0068]
先计算饱和水蒸气分压力p
ws
，p
ws
＝610.78*e
17.269*t/(t 237.3)
；再计算水蒸气分压力pw，pw＝φ*p
ws
/100；然后计算空气含湿量w，w＝621.97*pw/(101325-pw)；最后计算tc，tc＝γ*lgw/(t
2-δ*lgw) t2；
[0069]
计算检测周期t`，t`＝40 γ*lgw；
[0070]
其中，γ、δ为系数，t2、t2为常数；根据经验计算，得到γ、δ、t2、t2的取值范围如下：
[0071]
10≤γ≤30，γ为整数；1.4≤t2≤2.8，1≤δ≤2，5≤t2≤15，t2为整数， t2、δ、lgw精确到小数点后一位；
[0072]
4)化霜检测
[0073]
检测周期t`开始，除湿机按除湿模式运行同时进行化霜检测；
[0074]
当检测周期t`结束时，返回步骤2)；当满足化霜检测的触发条件时，除湿机进入化霜模式(除湿暂停)，并且在满足化霜检测的退出条件时，返回步骤2)；
[0075]
所述化霜检测为除湿机实时检测蒸发器温度tz(tz为蒸发器盘管温度或者蒸发器翅片温度)并实时记录tz≤tc时的持续时间tz，化霜检测的触发条件为tz≥tc，化霜检测的退出条件为tz≥3℃并保持3分钟以上。
[0076]
该实施例中，根据不同情况下得到化霜触发温度tc与化霜触发时间tc为：
[0077]
设γ＝20，t2＝1.4，tc＝-1℃；设δ＝1.0，t2＝5，则tc＝20*lgw/(1.4-lgw) 5；
[0078]
得到下表：
[0079][0080]
lgw与tc的关系如图3所示，由图可知，tc随着lgw的增大而增大。lgw与环境温度t、环境相对湿度φ相关，t和φ的乘积越大，因此lgw也越大。
[0081]
正常情况下，环境温度在18℃以上时，盘管或翅片温度不会达到-1℃，所以不会触发进入化霜状态；
[0082]
该实施例的具体工作步骤如下：
[0083]
设γ＝20，t2＝1.4；设δ＝1，t2＝5，tc＝-1℃；
[0084]
除湿机启动，除湿机进入除湿模式，第一个检测周期开始：初始环境温度 t＝10℃，初始环境相对湿度φ＝60％，化霜触发温度tc＝-1℃，化霜触发时间 tc＝25min，检测周期t`为54min；
[0085]
在第一个检测周期的第5-30分钟(该时间段内除湿机保持在除湿模式)，蒸发器温度tz始终低于-1℃，因此在第一个检测周期的第31分钟开始除湿机进入化霜模式(除湿模式暂停)，在化霜模式运行6分钟后达到化霜退出条件，第一个检测周期结束；
[0086]
第二个检测周期开始，除湿机重新进入除湿模式，由于除湿过程中空气被冷凝器加热并且压缩机也会产生热量，导致实际环境温度会上升且而湿度下降，因此，环境温度t＝11℃，环境相对湿度φ＝50％，化霜触发温度tc＝-1℃，化霜触发时间tc＝20min，检测周期t`为52分钟；
[0087]
在第二个检测周期的第5-25分钟(该时间段内除湿机保持在除湿模式)，蒸发器温度tz始终低于-1℃，因此在第一个检测周期的第26分钟开始除湿机进入化霜模式(除湿模式暂停)，在化霜模式运行5分钟后达到化霜退出条件，第一个检测周期结束，除湿机退出化霜模式；
[0088]
后续步骤与上述检测周期类同，因此省略。
[0089]
由图4可知，lgn-tc曲线与lgw-tc曲线的轨迹基本近似，并且lgw-tc曲线位于lgn-tc曲线的上方，说明lgn(n＝环境温度t*环境相对湿度φ)和lgw(w 是空气含湿量)两种计算方法得出的结果非常接近，lgn计算法精度没有lgw高，但是计算过程简单，而含湿量w计算过程复杂，所以lgn计算法可以作为一种快速的简化计算法，在精度要求不是那么高的情况下替代lgw计算法。
[0090]
环境温度较高时(18℃以上)，本发明可使除湿机不进行化霜或者缩短化霜时间，从而保证冷系统可分配更多的时间用于除湿；环境温度较低时(此时容易发生严重结霜)，本发明可使除湿机提前进行化霜，避免出现较厚的结霜而影响化霜效果，进而降低后续的除湿性能。
[0091]
实施例1在低于5℃时提前进行化霜(tc小于15分钟)，实施例2在略低于4℃时提前进行化霜(tc小于15分钟)。而在常规方法中，不论环境温度高低，均需要在低于-1℃时保持15分钟才开始进行化霜。
[0092]
实验验证
[0093]
如果采用目前行业内常规固定的化霜触发温度值与化霜触发时间进行测试，初始工况为10℃/60％时，第一个检测周期除湿时间为5 15＝20分钟，化霜时间5分钟，合计25分钟。第二个检测周期工况变为11℃/50％，除湿时间为 5 15＝20分钟，化霜时间5分钟，合计25分钟。两个周期内除湿运行时间为40 分钟，在整两个周期中的占比为40/50＝80.0％。
[0094]
采用智能动态化霜计算方法(实施例1)进行测试，同样初始工况为10℃ /60％时，第一个检测周期除湿时间为5 28＝33分钟，化霜时间6分钟，合计39 分钟。第二个检测周期，除湿时间为5 23＝28分钟，化霜时间5分钟，合计33 分钟。两个周期内除湿运行时间为61分钟，在两个周期中的占比为61/72＝84.7％。
[0095]
因为低温工况下除湿容易结霜，造成除湿性能下降，想要提高在低温工况下的除
湿性能难度较大，采用智能动态化霜方法后，两个周期内对比，除湿工作时间占比由80.0％提高至84.7％，有效除湿时间提升了4.7％，相应除湿性能提升4.7％。
[0096]
若以24小时10℃/60％恒温恒湿实验室工况进行测试，采用常规方式的除湿时间总计为1155分钟，采用智能动态化霜计算方法(实施例1)的除湿时间总计为1221分钟，除湿工作时间占比由80.2％提高至84.8％，有效除湿时间提升了4.6％，相应除湿性能提升4.6％。
[0097]
本发明中，除湿机上设有环境温度传感器、环境相对湿度传感器、蒸发器盘管温度传感器(或者蒸发器翅片温度传感器)。
[0098]
环境温度传感器检测进风口空气温度(得到环境温度t)，环境相对湿度传感器检测进风口空气相对湿度(得到环境相对湿度φ)，蒸发器盘管温度传感器检测蒸发器盘管最低温度值(得到蒸发器温度tz)，蒸发器翅片温度传感器检测蒸发器翅片最低温度值(得到蒸发器温度tz)；
[0099]
环境温度传感器和环境相对湿度传感器布置在除湿机进风口，蒸发器盘管温度传感器布置在蒸发器铜管最低温度点，蒸发器翅片温度传感器布置在蒸发器翅片最低温度点。所有这些传感器都电连接除湿机的控制板，并将检测到的信号发送给控制板的采样电路。