常州空气源热泵的除霜控制方法有哪几种

　　空气源热泵系统以电能为驱动力，将室外环境空气作为热源、热汇，向被调节对象提供冷、热量，是国家着力推广的环保、高效的能源供给方式之一。今天中央空调维修网小编来给大家分享一下常州空气源热泵除霜控制方法有哪几种，一起来看看吧!

　　一、空气热源泵的现有除霜方式

　　现有的主流除霜方式有：停机除霜、电加热除霜、热气旁通除霜、逆循环除霜等。其中，逆循环除霜是目前最常用的除霜方式。逆循环除霜是通过使用四通换向阀，使制冷剂流向改变，将制热过程转换为制冷过程。在除霜期间，压缩机排出的过热状态制冷剂蒸汽被送进室外盘管进行融霜。当融霜完成后，热泵运行再次逆转，重新开始供热。这种方法无需附加任何设备，只需在需要除霜时调节四通换向阀即可。

　　二、误除霜的相关研究

　　理想的除霜是“按需除霜”，即在机组需要除霜的时候开始除霜，在达到除霜目的后结束除霜。而实际运行中机组很难做到“按需除霜”，导致“误除霜”事故频繁产生。“误除霜”指的是已经达到结霜的临界程度时有霜不除，或在不必须的时候进行了除霜。其会对机组的安全、可靠、稳定、经济运行造成严重危害。要解决“误除霜”的问题首先需要充分了解“误除霜”事故的起因，进而采取合理措施，从根本上避免“误除霜”事故的产生。然而，目前对于“误除霜”事故起因的研究并不充分。

　　“误除霜”事故主要分为两类：“有霜不除”和“无霜除霜”。“有霜不除”—机组翅片表面大量结霜，霜层已严重影响机组制热性能，控制中心却未能及时发出除霜指令，造成除霜间隔过长，此现象在气候湿润、温和的长江流域颇为常见;“无霜除霜”—机组翅片表面未结霜或霜层稀薄，对机组制热性能未造成影响或只造成轻微影响，而控制中心却发出除霜指令，造成不必要的除霜操作，此现象在气候干燥、寒冷的黄河以北地区频有发生。

　　国内外学者关于“误除霜”的研究很少。2011年，Wang提出了“误除霜”的定义，得出了目前的除霜策略可能由于缺乏直接控制信息，霜层厚度而导致“误除霜”现象的结论，并通过实验研究两种误除霜现象下ASHP的瞬态特性，实验结果表明，在“有霜不除”时，机组COP减少了17.4%，制热能力下降29%;在“无霜除霜”时导致COP下降，制热能力下降4.2%，导致不舒适的室内环境条件[32]。2015年，王伟等综述了空气源热泵“误除霜”事故的简析，详细分析了“误除霜”事故起因，指出现有基于“软测量”和“直接测量”技术的除霜控制方法均产生“误除霜”事故，缺乏对结霜过程的全面认知与监测，是“误除霜”事故的主要原因，对于结霜区域的片面理解、忽视换热器的排水问题以及对运行工况重视不足等也是“误除霜”事故产生的原因。

　　基于以往的研究，为了避免“误除霜”事故的产生，本文总结出如下解决途径：(1)加强对空气源热泵结霜机理的认知，进一步研究其动态结霜模型，完善基础理论研究;(2)开发在线监测技术，实现翅片表面霜层厚度的准确测量;(3)完善结霜图谱，开发适应不同区域气候特征的新型控制方法;(4)改善翅片管换热器的表面特性，以提高其排水能力。

　　三、除霜控制方法

　　除霜控制的最优目的是按需除霜，按需除霜是有关空气源热泵多联机除霜研究的重点与难点。机理是利用各检测元件和方法直接或间接检测蒸发器表现的结霜情况，判断是否开始除霜循环，当除霜达到预期效果后，及时终止除霜动作。除霜控制其实就是恰当的选取除霜切入点和结束点，达到不影响室内供热环境下按需除霜的要求。目前除霜控制主要有以下几种方法。

　　1、定时除霜法

　　初期采用的除霜控制法，依据经验设定一个固定的结霜时间，即无论结霜与否、结霜量大小，机组在运行到该时间后就开始除霜;在结束除霜操作设定上，也是设定固定的除霜持续时间，即无论是否完全除霜，机组在除霜持续了该设定时长后就结霜除霜。为了使机组在高湿地区使用时不会产生因除霜过晚造成机组的停机，设定的固定结霜时间往往过短，机组会产生很多不必要的除霜操作，即产生“无霜除霜”的误除霜。

　　2、温度—时间除霜控制法

　　温度—时间除霜控制法为目前应用最为广泛的除霜控制方法，该方法的控制策略为：温度传感器监测室外换热器翅片表面或制冷剂盘管表面温度变化，当翅片表面或者盘管表面温度下降到设定点T1时开始记录压缩机的运行时间，且机组结霜运行时间达到设定的最小结霜运行时间t1且翅片表面或盘管表面温度低于设定值T2时，机组进入除霜;当盘管或翅片表面温度上升到另一设定值T3或达到设定的最长除霜时间t2后机组退出除霜。该方法实际上设定固定的结霜时间，同样没有考虑室外的温湿度条件而产生误除霜事故。

　　3、空气压差除霜控制法

　　空气在流经处于结霜状态的室外换热器时，其进出口的压差增大，该方法通过检测该压差大小来判定是否开始除霜。但是，该方法易受到换热器表面状态的影响而产生误除霜操作。

　　4、大平均供热能力除霜控制法

　　葛住军提出了从室内换热器着手，以大平均制热能力为目标实现其最佳除霜控制。但是该方法不能确保某一时刻的制热量的下降仅仅是由结霜引起的。另外，2016年，邢震等人提出了一种基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法，测量了翅片表面霜层厚度及机组输入功率、制热量等参数随时间的变化，并以此为基础分析了空气源热泵在整个结霜/除霜循环中的总耗功、总制热量以及平均COP的变化。结果表明：当空气源热泵机组选择以性能恶化点作为除霜开始时刻时，系统在整个结霜/除霜循环中的平均COP达到大，即验证该除霜控制方法的可行性，能够用于空气源热泵机组的最佳除霜开始时刻控制。

　　5、模糊除霜控制法

　　整个除霜控制系统由数据采集与A/D转换、输入量的模糊化、模糊推理、除霜控制、除霜监控及控制规则调整等功能模块组成。模糊控制除霜的过程为：数据采集与A/D转换模块以一定的时间间隔采集数据并将模拟信号转换为数字信号;模糊化模块根据事先确定的各输入参数的隶属函数对各输入量进行模糊化;模糊推理模块根据一组模糊控制规则进行推理，确定是否除霜;若需除霜，则发出除霜控制信号并由除霜监控模块对除霜过程进行监控，分析除霜控制是否达到要求，若满足要求，则维持原除霜控制规则;若不满足要求，则修改除霜控制规则。这种控制方法的关键在于模糊控制规则及标准是否合适，根据一般经验得到的控制规则有局限性和片面性，若根据实验制定控制规则又存在工作量太大的问题。

　　6、室内、室外双传感器除霜控制法

　　室外双传感器除霜法，通过检测室外环境温度和蒸发器盘管表面温度及两者之差作为除霜判断依据;室内双传感器除霜法，通过检测室内环境温度和冷凝器盘管表面温度及两者之差作为除霜判断依据。这种方法避开了对室外参数的检测，不受室外环境湿度的影响，避免了室外恶劣环境对电控装置的影响，提高了可靠性，且可直接利用室内机温度传感器，降低了成本。目前在这种除霜控制方法为很多厂家采用。

　　除以上介绍的几种除霜控制方法外，近年来还有很多学者提出了许多的除霜控制方法或策略。2010年，Liang提出了一种新的除霜控制方法——显热除霜法，融入了自组织适应算法进行基本模糊控制战略。实验证明，这种新算法具有良好的控制质量和特点，确保系统的可靠性。显热除霜比逆循环除霜温度波动更小，因此可以提高空调系统的舒适性。2015年，基于原有的温度—时间除霜控制法和结霜图谱提出了一种“温度—湿度—时间”除霜方法，将湿度加入到除霜判定参数中，使除霜起始判定点变的更为准确。2016年，专家提出一种通过应用盘管光电传感器(TEPS)的新颖除霜控制方法。TEPS方法可以在以下类似情况下启动除霜：大部分热交换器表面已被霜冻覆盖;压缩机吸力温度下降约9℃;压缩机排放温度提高约16℃;加热能力下降约30%。验证了TEPS方法比传统T-T方法更准确，是一种很有竞争力的除霜控制方法。

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