常州空氣源熱泵的除霜控制方法有哪幾種

　　空氣源熱泵系統以電能為驅動力，將室外環境空氣作為熱源、熱匯，向被調節對象提供冷、熱量，是國家著力推廣的環保、高效的能源供給方式之一。今天中央空調維修網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、空氣熱源泵的現有除霜方式

　　現有的主流除霜方式有：停機除霜、電加熱除霜、熱氣旁通除霜、逆循環除霜等。其中，逆循環除霜是目前最常用的除霜方式。逆循環除霜是通過使用四通換向閥，使制冷劑流向改變，將制熱過程轉換為制冷過程。在除霜期間，壓縮機排出的過熱狀態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，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節四通換向閥即可。

　　二、誤除霜的相關研究

　　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”事故頻繁產生。“誤除霜”指的是已經達到結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、穩定、經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霜，霜層已嚴重影響機組制熱性能，控制中心卻未能及時發出除霜指令，造成除霜間隔過長，此現象在氣候濕潤、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，而控制中心卻發出除霜指令，造成不必要的除霜操作，此現象在氣候干燥、寒冷的黃河以北地區頻有發生。

　　國內外學者關于“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”現象的結論，并通過實驗研究兩種誤除霜現象下ASHP的瞬態特性，實驗結果表明，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%，導致不舒適的室內環境條件[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，指出現有基于“軟測量”和“直接測量”技術的除霜控制方法均產生“誤除霜”事故，缺乏對結霜過程的全面認知與監測，是“誤除霜”事故的主要原因，對于結霜區域的片面理解、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”事故產生的原因。

　　基于以往的研究，為了避免“誤除霜”事故的產生，本文總結出如下解決途徑：(1)加強對空氣源熱泵結霜機理的認知，進一步研究其動態結霜模型，完善基礎理論研究;(2)開發在線監測技術，實現翅片表面霜層厚度的準確測量;(3)完善結霜圖譜，開發適應不同區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

　　除霜控制的最優目的是按需除霜，按需除霜是有關空氣源熱泵多聯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器表現的結霜情況，判斷是否開始除霜循環，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的選取除霜切入點和結束點，達到不影響室內供熱環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，依據經驗設定一個固定的結霜時間，即無論結霜與否、結霜量大小，機組在運行到該時間后就開始除霜;在結束除霜操作設定上，也是設定固定的除霜持續時間，即無論是否完全除霜，機組在除霜持續了該設定時長后就結霜除霜。為了使機組在高濕地區使用時不會產生因除霜過晚造成機組的停機，設定的固定結霜時間往往過短，機組會產生很多不必要的除霜操作，即產生“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，且機組結霜運行時間達到設定的最小結霜運行時間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霜時間，同樣沒有考慮室外的溫濕度條件而產生誤除霜事故。

　　3、空氣壓差除霜控制法

　　空氣在流經處于結霜狀態的室外換熱器時，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的影響而產生誤除霜操作。

　　4、大平均供熱能力除霜控制法

　　葛住軍提出了從室內換熱器著手，以大平均制熱能力為目標實現其最佳除霜控制。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、制熱量等參數隨時間的變化，并以此為基礎分析了空氣源熱泵在整個結霜/除霜循環中的總耗功、總制熱量以及平均COP的變化。結果表明：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，系統在整個結霜/除霜循環中的平均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

　　整個除霜控制系統由數據采集與A/D轉換、輸入量的模糊化、模糊推理、除霜控制、除霜監控及控制規則調整等功能模塊組成。模糊控制除霜的過程為：數據采集與A/D轉換模塊以一定的時間間隔采集數據并將模擬信號轉換為數字信號;模糊化模塊根據事先確定的各輸入參數的隸屬函數對各輸入量進行模糊化;模糊推理模塊根據一組模糊控制規則進行推理，確定是否除霜;若需除霜，則發出除霜控制信號并由除霜監控模塊對除霜過程進行監控，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則;若不滿足要求，則修改除霜控制規則。這種控制方法的關鍵在于模糊控制規則及標準是否合適，根據一般經驗得到的控制規則有局限性和片面性，若根據實驗制定控制規則又存在工作量太大的問題。

　　6、室內、室外雙傳感器除霜控制法

　　室外雙傳感器除霜法，通過檢測室外環境溫度和蒸發器盤管表面溫度及兩者之差作為除霜判斷依據;室內雙傳感器除霜法，通過檢測室內環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。這種方法避開了對室外參數的檢測，不受室外環境濕度的影響，避免了室外惡劣環境對電控裝置的影響，提高了可靠性，且可直接利用室內機溫度傳感器，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略。實驗證明，這種新算法具有良好的控制質量和特點，確保系統的可靠性。顯熱除霜比逆循環除霜溫度波動更小，因此可以提高空調系統的舒適性。2015年，基于原有的溫度—時間除霜控制法和結霜圖譜提出了一種“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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