熱泵型空調器的除霜控制方法
2023-04-24 18:14:11 1
專利名稱：熱泵型空調器的除霜控制方法
技術領域：
本發明涉及熱泵型空調器的除霜控制方法，特別是涉及具有能夠檢測室外熱交換器上結霜情況，並能夠在加熱工作模式下，用設置在室內熱交換器上的溫度傳感器和室內溫度傳感器啟動除霜操作的方法。
背景技術：
在傳統的熱泵型空調器中，大多採用室外熱交換器上的溫度傳感器來判斷室外熱交換器上的結霜情況，用設置在室外熱交換器上溫度傳感器啟動除霜操作，同時，除霜時間也是通過檢測室外管道溫度或通過檢測預定時間結束來自動確定。在這種除霜方法中，經常會出現誤除霜的現象，即實際上室外熱交換器上並沒有霜形成或者有霜除盡後還繼續除霜。為了解決上述問題，很多公司都提出了一些除霜模式，但是都沒有很好的解決這個問題，如中國專利公報上公開的發明專利申請CN1164006A，
公開日1997年11月5日，申請人是韓國LG電子株式會社，該專利申請公開了一種熱泵型空調器的除霜方法，包括用於測量室內管道溫度TE1與自加熱操作啟動時刻經過m1分鐘後的室溫度TR1之間的溫度差值TD1的第一溫度測量步驟，用於測量室內管道溫度TE2與經過m2分鐘後的室溫度TR2之間的溫度差值TD2的第二溫度測量步驟，和用於把第一和第二溫度測量步驟中測量的各個溫度與參考值比較和檢測結霜的除霜步驟。該發明專利申請通過在加熱操作模式下，依靠室內管道溫度傳感器和室內溫度傳感器來啟動除霜操作，除霜時間是通過在兩個不同的時間測量得到的兩組室內管道溫度和室內溫度之間分別進行差值之後，再次差值，然後與某一設定值比較，來確定除霜時間該發明通過設定不同的比較值就會得到不同的設定除霜時間段，這樣就改變了傳統除霜方法中的時間一定的問題，使除霜的精確度有所提高，但仍然沒有解決熱泵型空調器除霜時間隨著室外熱交換器上的結霜情況，自動的調配的問題。
發明內容
本發明所要解決的問題是，有效的設定熱泵型空調器進入除霜模式的條件。
同時，使熱泵型空調器除霜時間隨著室外熱交換器上的結霜情況，自動的調配，防止誤除霜現象的發生，提高熱泵型空調器的制熱效率。
本發明所要解決的問題是通過如下的技術方案來實現的，一種熱泵型空調器的除霜方法，該方法包括除霜進入模式在制熱模式開始後，壓縮機連續運轉一定時間M1分鐘後，通過檢測比較室內管道溫度Tr，找出室內管道溫度的最高值Tmax；在隨後的時間內，如果每M2分鐘內，室內管道溫度下降T5度，且連續多次；或者，在一定的時間段M內，通過將室內管道溫度Tr與上述室內管道溫度的最高值Tmax之差小於某一設定的值T；且同時檢測連續一段時間內，室內管道溫度小於T1，且室內管道溫度Tr與室內環境溫度Th之差小於等於一設定的值T2，則進入除霜操作模式。
該除霜方法還可以包括除霜退出模式進入除霜模式後，程序流程分為並行的兩路，一路以強制除霜退出時間為判斷條件，一路以室內管道溫度為判斷條件；只要一個判定條件成就，就退出此次除霜操作。
所述以室內管道溫度為判斷條件的除霜退出模式為進入除霜狀態M3分鐘後，檢測並記錄室內管道溫度的最低值Tmin；如果室內管道溫度最低值Tmin低於某一溫度值T3，則當隨後的室內管道溫度Tr比所述最低值Tmin高一設定值T4，則延時一定時間後結束除霜操作；或者， 持續時間大於M6分鐘所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降，則延時一定時間後結束除霜操作；或者，當室內管道溫度Tr大於等於T3+1，則延時一定時間後結束除霜操作；所述以室內管道溫度為判斷條件的除霜退出模式也可為進入除霜狀態M3分鐘後，檢測並記錄室內管道溫度的最低值Tmin；如果室內管道溫度最低值Tmin低於某一溫度值T3，則當所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降，且持續時間大於M6分鐘，則結束除霜操作；或者，當所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降，且室內管道溫度Tr比所述最低值Tmin高一設定值T4，則延時一定時間後結束除霜操作；或者，當室內管道溫度Tr大於等於T3+1，則延時一定時間後結束除霜操作；本發明利用室內管道溫度和室內溫度傳感器來檢測室外熱交換器上霜的形成情況和確定除霜時間，有效的防止了在傳統的空調器除霜模式中定時除霜和因為室外環境溫度相對較低而絕對溼度非常低的時候，在室外熱交換器上並沒有霜形成的情況下，但會根據時間條件或室外管道溫度傳感器的溫度很低而進行除霜，影響制熱操作的效率，能夠做到精確除霜。同時，由於在除霜退出條件下，我們沒有單純的依靠時間來控制除霜退出，而是主要依靠室內管道溫度的變化情況，輔助以限定除霜時間，來控制除霜退出條件，解決了室外熱交換器上霜已除盡仍然不退出的問題。本發明除霜進入模式和退出模式的結合，真正解決了室外熱交換器上無霜不除，有霜除霜，除盡退出的問題，提高了熱泵型空調器的制熱操作效率。
圖1A、1B是本發明除霜進入模式判定的流程圖；圖2是本發明除霜退出模式判定條件第一實施例的流程圖；圖3是本發明除霜退出模式判定條件第二實施例的流程圖；具體實施方式
下面參照附圖詳細說明實施例。
圖1A、1B說明了除霜進入模式判定條件。如圖1A、1B所示，在進入加熱模式後，步驟S1是確定壓縮機是否連續運行了M1分鐘，如果壓縮機未連續運行M1分鐘，則繼續步驟S1。如果已經運行了M1分鐘，則流程轉換到步驟2。設置該步驟的目的是為了使步驟S2採集到的數據確實有效，因為在壓縮機運行的初始階段，制熱系統的各項參數均沒有穩定，這時如果採樣勢必會影響數據的真實性。所述壓縮機連續運行的時間是指介於連續兩次除霜模式之間，壓縮機不間斷的工作時間。
步驟S2是為了確定壓縮機運行一段時間M1分鐘後，室內管道溫度的最大值Tmax，將結果存入存儲器。室內管道溫度是指在空調器室內熱交換器上安裝的溫度傳感器所感受到的溫度。
步驟S3是判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上，如果是則流程轉換到步驟S10；如果不是則流程轉換到步驟S4；步驟S4的判斷條件是，壓縮機累計運行時間M是否處在時間段40.5≤M≤46分鐘內，且室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-12℃，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；兩個條件只要滿足一個，則流程轉換到步驟S10；如果兩個條件一個也不滿足，則流程轉換到步驟S5。所述壓縮機累計運行的時間是指介於連續兩次除霜模式之間的時間的累計。
步驟S5的判斷條件是，壓縮機累計運行時間M是否處在時間段46＜M≤56分鐘內，且室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-9℃，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；兩個條件只要滿足一個，則流程轉換到步驟S10；如果兩個條件一個也不滿足，則流程轉換到步驟S6。
步驟S6的判斷條件是，壓縮機累計運行時間M是否處在時間段56＜M≤88分鐘內，且室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-6℃，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；兩個條件只要滿足一個，則流程轉換到步驟S10；如果兩個條件一個也不滿足，則流程轉換到步驟S7。
步驟S7的判斷條件是，壓縮機累計運行時間M是否處在時間段88＜M≤120分鐘內，且室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-5℃，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；兩個條件只要滿足一個，則流程轉換到步驟S10；如果兩個條件一個也不滿足，則流程轉換到步驟S8。
步驟S8的判斷條件是，壓縮機累計運行時間M是否處在時間段120＜M≤152分鐘內，且室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-4℃，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；兩個條件只要滿足一個，則流程轉換到步驟S10；如果兩個條件一個也不滿足，則流程轉換到步驟S9。
從上我們可看出，在步驟S5之後的步驟S5、S6、S7、S8的判斷條件基本上與步驟S4的判斷條件一致，區別僅在於步驟S4、S5、S6、S7、S8之間的壓縮機累計運行時間M所處的時間段的區別，以及室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T的差別。
下表是表示步驟S4、S5、S6、S7、S8之間上述差別
步驟S9的判斷條件是在壓縮機累計運行時間M大於152分鐘，室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最大值Tmax之間的差值是否小於某一設定值T＝-3℃，且壓縮機連續運行20分鐘以上，或者，判斷室內管道溫度Tr是否在M2分鐘內下降了T5度，且連續多次，如三次或三次以上；如果條件成立，則流程轉換到步驟S10；如果條件不成立，則繼續判斷直到所述條件成立。
當流程轉換到步驟S10時，要進一步判斷是不是連續30秒內，室內管道溫度Tr小於某一設定值T1，且室內管道溫度Tr與室內環境溫度Th之差小於一設定值T2，即Tr-Th＜T2，如果條件成就，則進入除霜模式。
當然，上述壓縮機累計運行時間M也可以只分一段，但為了保證精確檢測室外熱交換器上的霜的形成情況，對判斷條件壓縮機累計運行時間M的分段，越細化、越精確，所得到的效果越好。
另外，在制熱模式下，如果是比較長的一段時間後的第一次開機，則壓縮機連續運行M1分鐘以上，室內管道溫度最高值Tmax低於T1，室內管道溫度最高值Tmax與該時刻的室內溫度Th之差低於T2，而且，壓縮機累計運行到第M7分鐘的時候的室內管道溫度Tr比第M1分鐘時的管道溫度Tmax低T6℃，則也進入除霜模式。
由於在空調製熱運行過程中，室內管道溫度與室內風機的風量有關，且隨著風量的增大，室內管道溫度會有所下降。因此在上述找到的室內管道溫度最高值Tmax也會隨著風機風量的變化而變化，為了響應上述變化，對當處於不同風檔時間內的室內管道溫度最高值Tmax進行了修正。因為上述制熱模式中，室內管道溫度最高值Tmax是在中風檔上求得的，故，高風檔時室內管道溫度最高值修正為Tmax-1，低風檔時室內管道溫度最高值修正為Tmax+1。
空調器進入除霜模式後，它仍然可以以制熱狀態繼續運行，也可以改變為製冷運行狀態，但室內風機停轉。
圖2說明了除霜模式退出的判定條件第一實施例。如圖2所示，步驟S11給出了強制除霜退出時間T0，以及當一定條件成就時，給T0重新賦值的情況。初始強制除霜退出時間為T0分鐘，如果連續3次累記運行時間不大於M4分鐘且除霜時間Td＝T0，而第四次累計運行時間不大於M5分鐘，則給T0重新賦一個新值T0＝T0+3分鐘，運行一次後，強制除霜退出時間T0又重新歸位到初始值。步驟S11後，程序流程分為並行的兩路，一路以強制除霜退出時間為判斷條件，一路以室內管道溫度為判斷條件。只要一個判定條件成就，就退出此次除霜操作。
步驟12是確定M3分鐘後，檢測並記錄室內管道溫度的最低值Tmin，並存入存儲器。
步驟13判斷室內管道溫度的最低值Tmin是否小於某一設定值T3，T3是根據本空調系統室內溫度傳感器能夠檢測到的最低溫度；如果是，則流程轉換到步驟S15；如果不是則流程轉換到步驟S14；步驟S14的判斷條件是，室內管道溫度Tr與室內管道溫度的最低值Tmin之差是否大於一設定值T4或持續時間大於M6分鐘所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降，兩個條件只要滿足一個，則延時一分鐘後流程轉換到步驟S17；如果兩個條件均不滿足，則繼續判斷直到所述條件之一成立；步驟S15是判斷室內管道溫度的最低值Tmin是否大於等於T3+1；如果是，則一分鐘後流程轉換到步驟S20；如果不是，則繼續判斷直到所述條件成立；步驟S16是判斷監控除霜時間Td是否到達強制除霜退出時間T0，如果條件成立，則流程轉換到步驟S17；如果條件不成立，則繼續監控。
步驟S17是退出除霜模式的指令，在退出除霜模式時，要記錄本次除霜運行的時間Td，並且與T0相比較，如果Td等於T0則計數器計數加1；如果不等於則，計數器計數清零，並進入加熱模式。
圖3說明了除霜模式退出的判定條件第二實施例。如圖3所示，本實施例與除霜模式退出的判定條件第一實施例，最大的區別在於在本實施例中，用步驟S24、步驟S25、步驟S26代替了實施例一中的步驟14。下面僅就步驟S24、步驟S25、步驟S26進行描述。
步驟S24的判斷條件是所述室內管道溫度最低值Tmin是否不再下降，如果不是，則繼續判斷直至該條件成立；如果所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降，則並行判斷步驟S25和步驟S26；只要一個判定條件成就，流程轉到步驟S29結束除霜操作；步驟S25，如果室內管道溫度Tr比所述最低值Tmin高一設定值T4，則延時一定時間後流程轉到步驟S29結束除霜操作；如果所述條件不成立，則繼續判斷直到條件成立；步驟S26判斷所述室內管道溫度最低值Tmin不再下降的現象持續時間是否大於M6分鐘，如果是，則流程轉到步驟S29結束除霜操作；如果所述條件不成立，則流程轉換到步驟S24；在上述除霜進入模式和除霜退出模式中，時間參數M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7和溫度參數T1、T2、T3、T4、T5、T6均是一定值，可根據特定的氣候等外部條件設定，一旦設定在整個流程中均不會改變。參數T0、T在整個程序流程中的某一定條件下是可變的，屬於條件變量。參數M、Tr、Td、Th、Tmax、Tmin在整個程序流程中隨時間變化而變化，屬於隨機變量。
權利要求
1.一種熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，除霜進入模式為，在制熱模式開始後，壓縮機連續運轉一定時間M1分鐘後，通過檢測比較室內管道溫度Tr，找出室內管道溫度的最高值Tmax；在隨後的時間內，如果每M2分鐘內，室內管道溫度下降T5度，且連續多次；且同時檢測連續一段時間內，室內管道溫度小於T1，且室內管道溫度'與室內環境溫度Th之差小於等於一設定的值T2，則進入除霜操作模式。
2.一種熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，除霜進入模式為，在制熱模式開始後，壓縮機連續運轉一定時間M1分鐘後，通過檢測比較室內管道溫度Tr，找出室內管道溫度的最高值Tmax；在一定的時間段M內，通過將室內管道溫度Tr與上述室內管道溫度的最高值Tmax之差小於某一設定的值T；且同時檢測連續一段時間內，室內管道溫度小於T1，且室內管道溫度Tr與室內環境溫度Th之差小於等於一設定的值T2，則進入除霜操作模式。
3.根據權利要求1或2所述的熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，在制熱模式下，如果是一段時間後的第一次開機，則壓縮機連續運行M1分鐘以上，室內管道溫度最高值Tmax低於一設定值T1，室內管道溫度最高值Tmax與該時刻的室內溫度Tr之差低於T2，而且，壓縮機累計運行到第M7分鐘的時候的室內管道溫度Tr比室內管道溫度最大值Tmax低T6℃，則也進入除霜模式。
4.根據權利要求3所述的熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，當室內風機的風檔變化時，對處於不同風檔時間內的室內管道溫度最高值Tmax進行修正的方法是，高風檔時室內管道溫度最高值修正為Tmax-1，低風檔時室內管道溫度最高值修正為Tmax+1。
5.一種熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，除霜退出模式為進入除霜模式後，程序流程分為並行的兩路，一路以強制除霜退出時間為判斷條件，一路以室內管道溫度為判斷條件；只要一個判定條件成就，就退出此次除霜操作。
6.根據權利要求5所述的熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，以室內管道溫度為判斷條件的除霜退出模式為進入除霜狀態M3分鐘後，檢測並記錄室內管道溫度的最低值Tmin如果室內管道溫度最低值Tmin低於某一溫度值T3，則當隨後的室內管道溫度Tr比所述最低值Tmin高一設定值T4，則延時一定時間後結束除霜操作；或者，持續時間大於M6分鐘所述室內管道溫度最低值Tmin不在下降，則延時一定時間後結束除霜操作；或者，當室內管道溫度Tr大於等於T3+1，則延時一定時間後結束除霜操作；
7.根據權利要求5所述的熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，以室內管道溫度為判斷條件的除霜退出模式為進入除霜狀態M3分鐘後，檢測並記錄室內管道溫度的最低值Tmin如果室內管道溫度最低值Tmin低於某一溫度值T3，則當所述室內管道溫度最低值Tmin不在下降，且持續時間大於M6分鐘，則結束除霜操作；或者，當所述室內管道溫度最低值Tmin不在下降，且室內管道溫度Tr比所述最低值Tmin高一設定值T4，則延時一定時間後結束除霜操作；或者，當室內管道溫度Tr大於等於T3+1，則延時一定時間後結束除霜操作；
8.根據權利要求5所述的熱泵型空調器的除霜控制方法，其特徵在於，初始強制除霜退出時間為T0分鐘，如果連續3次累記運行時間不大於M4分鐘且除霜時間為T0，而第四次累計運行時間不大於M5分鐘，則給T0重新賦一個新值T0＝T0+3分鐘，運行一次後，強制除霜退出時間T0又重新歸位到初始值。
全文摘要
本發明涉及熱泵型空調器的除霜控制方法，本方法有效的設定熱泵型空調器進入除霜模式的條件，本發明所要解決的問題是通過如下的技術方案來實現的，在制熱模式開始後，壓縮機連續運轉一定時間M1分鐘後，通過檢測比較室內管道溫度Tr，找出室內管道溫度的最高值Tmax；在隨後的時間內，如果每M2分鐘內，室內管道溫度下降T5度，且連續多次；或者，在一定的時間段M內，通過將室內管道溫度Tr與上述室內管道溫度的最高值Tmax之差小於某一設定的值T；且同時檢測連續一段時間內，室內管道溫度小於T1，且室內管道溫度Tr與室內環境溫度Th之差小於等於一設定的值T2，則進入除霜操作模式。本發明解決了室外熱交換器上無霜不除，有霜除霜，除盡退出的問題，提高了熱泵型空調器的制熱操作效率。
文檔編號F25B47/00GK1508499SQ0214963
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者吳斌, 陳兆祥, 姚小兵, 王新, 吳 斌 申請人:珠海格力電器股份有限公司