常州空氣源熱泵的除霜控制方法有哪幾種

　　空氣源熱泵系統(tǒng)以電能為驅(qū)動力，將室外環(huán)境空氣作為熱源、熱匯，向被調(diào)節(jié)對象提供冷、熱量，是國家著力推廣的環(huán)保、高效的能源供給方式之一。今天中央空調(diào)維修網(wǎng)小編來給大家分享一下常州空氣源熱泵除霜控制方法有哪幾種，一起來看看吧!

　　一、空氣熱源泵的現(xiàn)有除霜方式

　　現(xiàn)有的主流除霜方式有：停機除霜、電加熱除霜、熱氣旁通除霜、逆循環(huán)除霜等。其中，逆循環(huán)除霜是目前最常用的除霜方式。逆循環(huán)除霜是通過使用四通換向閥，使制冷劑流向改變，將制熱過程轉(zhuǎn)換為制冷過程。在除霜期間，壓縮機排出的過熱狀態(tài)制冷劑蒸汽被送進室外盤管進行融霜。當融霜完成后，熱泵運行再次逆轉(zhuǎn)，重新開始供熱。這種方法無需附加任何設備，只需在需要除霜時調(diào)節(jié)四通換向閥即可。

　　二、誤除霜的相關(guān)研究

　　理想的除霜是“按需除霜”，即在機組需要除霜的時候開始除霜，在達到除霜目的后結(jié)束除霜。而實際運行中機組很難做到“按需除霜”，導致“誤除霜”事故頻繁產(chǎn)生。“誤除霜”指的是已經(jīng)達到結(jié)霜的臨界程度時有霜不除，或在不必須的時候進行了除霜。其會對機組的安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行造成嚴重危害。要解決“誤除霜”的問題首先需要充分了解“誤除霜”事故的起因，進而采取合理措施，從根本上避免“誤除霜”事故的產(chǎn)生。然而，目前對于“誤除霜”事故起因的研究并不充分。

　　“誤除霜”事故主要分為兩類：“有霜不除”和“無霜除霜”。“有霜不除”—機組翅片表面大量結(jié)霜，霜層已嚴重影響機組制熱性能，控制中心卻未能及時發(fā)出除霜指令，造成除霜間隔過長，此現(xiàn)象在氣候濕潤、溫和的長江流域頗為常見;“無霜除霜”—機組翅片表面未結(jié)霜或霜層稀薄，對機組制熱性能未造成影響或只造成輕微影響，而控制中心卻發(fā)出除霜指令，造成不必要的除霜操作，此現(xiàn)象在氣候干燥、寒冷的黃河以北地區(qū)頻有發(fā)生。

　　國內(nèi)外學者關(guān)于“誤除霜”的研究很少。2011年，Wang提出了“誤除霜”的定義，得出了目前的除霜策略可能由于缺乏直接控制信息，霜層厚度而導致“誤除霜”現(xiàn)象的結(jié)論，并通過實驗研究兩種誤除霜現(xiàn)象下ASHP的瞬態(tài)特性，實驗結(jié)果表明，在“有霜不除”時，機組COP減少了17.4%，制熱能力下降29%;在“無霜除霜”時導致COP下降，制熱能力下降4.2%，導致不舒適的室內(nèi)環(huán)境條件[32]。2015年，王偉等綜述了空氣源熱泵“誤除霜”事故的簡析，詳細分析了“誤除霜”事故起因，指出現(xiàn)有基于“軟測量”和“直接測量”技術(shù)的除霜控制方法均產(chǎn)生“誤除霜”事故，缺乏對結(jié)霜過程的全面認知與監(jiān)測，是“誤除霜”事故的主要原因，對于結(jié)霜區(qū)域的片面理解、忽視換熱器的排水問題以及對運行工況重視不足等也是“誤除霜”事故產(chǎn)生的原因。

　　基于以往的研究，為了避免“誤除霜”事故的產(chǎn)生，本文總結(jié)出如下解決途徑：(1)加強對空氣源熱泵結(jié)霜機理的認知，進一步研究其動態(tài)結(jié)霜模型，完善基礎理論研究;(2)開發(fā)在線監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)翅片表面霜層厚度的準確測量;(3)完善結(jié)霜圖譜，開發(fā)適應不同區(qū)域氣候特征的新型控制方法;(4)改善翅片管換熱器的表面特性，以提高其排水能力。

　　三、除霜控制方法

　　除霜控制的最優(yōu)目的是按需除霜，按需除霜是有關(guān)空氣源熱泵多聯(lián)機除霜研究的重點與難點。機理是利用各檢測元件和方法直接或間接檢測蒸發(fā)器表現(xiàn)的結(jié)霜情況，判斷是否開始除霜循環(huán)，當除霜達到預期效果后，及時終止除霜動作。除霜控制其實就是恰當?shù)倪x取除霜切入點和結(jié)束點，達到不影響室內(nèi)供熱環(huán)境下按需除霜的要求。目前除霜控制主要有以下幾種方法。

　　1、定時除霜法

　　初期采用的除霜控制法，依據(jù)經(jīng)驗設定一個固定的結(jié)霜時間，即無論結(jié)霜與否、結(jié)霜量大小，機組在運行到該時間后就開始除霜;在結(jié)束除霜操作設定上，也是設定固定的除霜持續(xù)時間，即無論是否完全除霜，機組在除霜持續(xù)了該設定時長后就結(jié)霜除霜。為了使機組在高濕地區(qū)使用時不會產(chǎn)生因除霜過晚造成機組的停機，設定的固定結(jié)霜時間往往過短，機組會產(chǎn)生很多不必要的除霜操作，即產(chǎn)生“無霜除霜”的誤除霜。

　　2、溫度—時間除霜控制法

　　溫度—時間除霜控制法為目前應用最為廣泛的除霜控制方法，該方法的控制策略為：溫度傳感器監(jiān)測室外換熱器翅片表面或制冷劑盤管表面溫度變化，當翅片表面或者盤管表面溫度下降到設定點T1時開始記錄壓縮機的運行時間，且機組結(jié)霜運行時間達到設定的最小結(jié)霜運行時間t1且翅片表面或盤管表面溫度低于設定值T2時，機組進入除霜;當盤管或翅片表面溫度上升到另一設定值T3或達到設定的最長除霜時間t2后機組退出除霜。該方法實際上設定固定的結(jié)霜時間，同樣沒有考慮室外的溫濕度條件而產(chǎn)生誤除霜事故。

　　3、空氣壓差除霜控制法

　　空氣在流經(jīng)處于結(jié)霜狀態(tài)的室外換熱器時，其進出口的壓差增大，該方法通過檢測該壓差大小來判定是否開始除霜。但是，該方法易受到換熱器表面狀態(tài)的影響而產(chǎn)生誤除霜操作。

　　4、大平均供熱能力除霜控制法

　　葛住軍提出了從室內(nèi)換熱器著手，以大平均制熱能力為目標實現(xiàn)其最佳除霜控制。但是該方法不能確保某一時刻的制熱量的下降僅僅是由結(jié)霜引起的。另外，2016年，邢震等人提出了一種基于平均性能最優(yōu)的空氣源熱泵除霜控制方法，測量了翅片表面霜層厚度及機組輸入功率、制熱量等參數(shù)隨時間的變化，并以此為基礎分析了空氣源熱泵在整個結(jié)霜/除霜循環(huán)中的總耗功、總制熱量以及平均COP的變化。結(jié)果表明：當空氣源熱泵機組選擇以性能惡化點作為除霜開始時刻時，系統(tǒng)在整個結(jié)霜/除霜循環(huán)中的平均COP達到大，即驗證該除霜控制方法的可行性，能夠用于空氣源熱泵機組的最佳除霜開始時刻控制。

　　5、模糊除霜控制法

　　整個除霜控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換、輸入量的模糊化、模糊推理、除霜控制、除霜監(jiān)控及控制規(guī)則調(diào)整等功能模塊組成。模糊控制除霜的過程為：數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊以一定的時間間隔采集數(shù)據(jù)并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;模糊化模塊根據(jù)事先確定的各輸入?yún)?shù)的隸屬函數(shù)對各輸入量進行模糊化;模糊推理模塊根據(jù)一組模糊控制規(guī)則進行推理，確定是否除霜;若需除霜，則發(fā)出除霜控制信號并由除霜監(jiān)控模塊對除霜過程進行監(jiān)控，分析除霜控制是否達到要求，若滿足要求，則維持原除霜控制規(guī)則;若不滿足要求，則修改除霜控制規(guī)則。這種控制方法的關(guān)鍵在于模糊控制規(guī)則及標準是否合適，根據(jù)一般經(jīng)驗得到的控制規(guī)則有局限性和片面性，若根據(jù)實驗制定控制規(guī)則又存在工作量太大的問題。

　　6、室內(nèi)、室外雙傳感器除霜控制法

　　室外雙傳感器除霜法，通過檢測室外環(huán)境溫度和蒸發(fā)器盤管表面溫度及兩者之差作為除霜判斷依據(jù);室內(nèi)雙傳感器除霜法，通過檢測室內(nèi)環(huán)境溫度和冷凝器盤管表面溫度及兩者之差作為除霜判斷依據(jù)。這種方法避開了對室外參數(shù)的檢測，不受室外環(huán)境濕度的影響，避免了室外惡劣環(huán)境對電控裝置的影響，提高了可靠性，且可直接利用室內(nèi)機溫度傳感器，降低了成本。目前在這種除霜控制方法為很多廠家采用。

　　除以上介紹的幾種除霜控制方法外，近年來還有很多學者提出了許多的除霜控制方法或策略。2010年，Liang提出了一種新的除霜控制方法——顯熱除霜法，融入了自組織適應算法進行基本模糊控制戰(zhàn)略。實驗證明，這種新算法具有良好的控制質(zhì)量和特點，確保系統(tǒng)的可靠性。顯熱除霜比逆循環(huán)除霜溫度波動更小，因此可以提高空調(diào)系統(tǒng)的舒適性。2015年，基于原有的溫度—時間除霜控制法和結(jié)霜圖譜提出了一種“溫度—濕度—時間”除霜方法，將濕度加入到除霜判定參數(shù)中，使除霜起始判定點變的更為準確。2016年，專家提出一種通過應用盤管光電傳感器(TEPS)的新穎除霜控制方法。TEPS方法可以在以下類似情況下啟動除霜：大部分熱交換器表面已被霜凍覆蓋;壓縮機吸力溫度下降約9℃;壓縮機排放溫度提高約16℃;加熱能力下降約30%。驗證了TEPS方法比傳統(tǒng)T-T方法更準確，是一種很有競爭力的除霜控制方法。

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