空调冰箱精确除霜智能控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种空调冰箱精确除霜智能控制方法及系统，智能控制方法实施步骤包括：设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率及除霜停止功率，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；在工作过程中实时检测目标风机的运行功率，当目标风机的运行功率达到除霜开始功率时，则对被控制设备的翅片开始除霜，且在目标风机的运行功率达到除霜停止功率时停止对被控制设备的翅片除霜；智能控制系统包括功率设定单元和除霜控制单元。本发明专利技术具有除霜控制准确度高、能够避免现有除霜模式中测量的不准确性带来的误操作、能够最大限度降低空调冰箱的运行能耗的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调冰箱的除霜技术，具体涉及一种空调冰箱精确除霜智能控制方法及系统。
技术介绍
空调和冰箱制冷时，首先由压缩机将低温低压气态的制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂流入冷凝器，经过冷凝器的冷凝变成高温高压的液态制冷剂，干燥过滤后流入膨胀阀，经节流变为低温低压液态制冷剂，流入蒸发器，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，蒸发器风机吹出冷风，产生制冷效果。在整个制冷过程中，如果蒸发器及低压管路温度低于零度，在冷却湿热空气时，空气中的水分会在蒸发器芯体低于零度的区域凝结成冰，此现象称之为结霜。结霜后，由于蒸发器芯体的翅片间隙被冰霜覆盖，使得蒸发器风机在吹过蒸发器芯体时受阻，导致制冷效果变差，同时经常结霜还会降低整个制冷系统的使用寿命。空调制热模式下，空调外机风机吹的是冷风，当换热器温度处于零下时，外界空气中的水蒸气会在外机翅片上结霜，接着被冻成冰块。若不除霜，外机被冰块堵死，无法散热，冰块越结越厚，最终外机内冷媒无法蒸发，压力过低，系统跳低压保护，停机。中央空调系统的结霜，以及除霜存在的问题，与空调一致，在此不做赘述。热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，热泵系统的工作原理与空调系统一致，只是使用侧介质不同而已，空调是靠室外空气中的冷热源来实现散热、吸热来降低或升高室内的空气温度，实现了热量在室内和室外空气中的转移；而热泵是消耗一定的电力的同时，从室外空气中吸收一定的热量到使用侧的水中，来提升睡得温度，所以，结霜的原因，以及除霜存在的问题与空调系统是相同的。所以，为了保证制冷系统或制热系统的正常工作，必须进行除霜。不过，虽然除霜是个很简单的事情，只需加热翅片融化冰霜即可，而且，当前科学技术的发展日新月异，人们已经采用了很多种方法除霜，但是，由于无法探知结霜的具体情况，例如是否已经结霜、结霜的厚度、翅片间隙被冰霜覆盖的程度等，情况不清导致现有除霜技术普遍存在盲目性，何时除霜效果最好？除霜的时间持续多长最佳？除霜的功率控制多大最节能？……，由于存在这些未知的不确定性，使除霜变成了机械式的、臆想中的动作。因此，现有各种除霜方法，其综合效率皆不佳，有些除霜技术的耗能过高，有的则造价昂贵而无法普及，所以，怎么采用高效率低成本的技术进行除霜，成为当今世界科技上需要攻克的难点和热点。目前主要有以下几种除霜控制方法：（1）定时除霜法：不能较好的反馈热湿负荷的影响，易出现过早或过迟除霜操作，导致耗能增加。（2）时间-温度控制法：这种方法在定时除霜的基础上，增加了温度监测电路，除霜效果虽有改善，但还存在过早或过迟除霜操作，与此同时，由于不能反映冰箱环境温度变化，对应大容量冰箱易受到风门启闭等扰动的影响，无法准确找到理想的除霜切入点，导致除霜延迟、除霜不净等情况。现有的无霜冰箱即采用时间-温度控制法：当压缩机运转一定的时间，紧贴在蒸发器上的化霜温控器监测到-14℃的温度后导通，这时化霜定时器运转，当压缩机累计工作8小时左右时，化霜定时器接通，化霜加热器接通加热开始，当化霜温控器监测到5℃时，化霜温控器的触点断开，化霜加热器停止工作，化霜定时器进行下一次轮回。中国专利申请号为CN201610092237.6的中国专利文献公开了一种用于冰箱的除霜处理方法及除霜控制装置，该技术方案采用了时间-温度控制法，该技术方案根据所述压缩机的运行时长、所述蒸发器的进口温度、以及冰箱的开关门状况，确定是否进行除霜处理。中国专利申请号为CN201510980937.4的中国专利文献公开了一种热泵除霜控制方法，该技术方案也采用时间-温度控制法：实时检测蒸发器盘管温度，只要盘管温度低于预设的第一盘管温度阈值、则开始累计时间，期间只要盘管温度高于预设的比第一盘管温度阈值高一定值得第二盘管温度阈值、则暂停累计时间，且只要盘管温度高于预设的比第二盘管温度阈值高一定值的第三盘管温度阈值、则之前累计的时间清零，该技术方案通过时间和温度间接推算结霜的状况，存在判断不准确的问题，进而导致除霜控制失序。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种除霜控制准确度高、能够避免现有除霜模式中测量的不准确性带来的误操作、能够最大限度降低空调冰箱的运行能耗的空调冰箱精确除霜智能控制方法及系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一方面，本专利技术提供一种空调冰箱精确除霜智能控制方法，实施步骤包括：1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率Px及除霜停止功率P0，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；2）在工作过程中实时检测目标风机的运行功率，当目标风机的运行功率达到除霜开始功率Px时，则对被控制设备的翅片开始除霜，且在目标风机的运行功率达到除霜停止功率P0时停止对被控制设备的翅片除霜。优选地，所述步骤1）中的除霜停止功率P0具体是指被控制设备的目标风机在无结霜状态下的功率。优选地，所述步骤1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率Px时，除霜开始功率Px的确定步骤包括：1.1A）预先通过试验确定被控制设备的翅片结霜厚度和目标风机功率之间的对应关系得到翅片结霜厚度、风机功率之间的对应关系，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；1.2A）以最佳的工作能效比COP为目标，通过实验确定开始除霜厚度，根据开始除霜厚度查找翅片结霜厚度、风机功率之间的对应关系，将得到开始除霜厚度对应的目标风机功率作为除霜开始功率Px。或者优选地，所述步骤1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率时，除霜开始功率的确定步骤包括：1.1B）预先通过试验确定被控制设备因翅片结霜导致无法正常工作时目标风机的功率P1，目标风机在无结霜状态下的功率P2；1.2B）将功率P1、功率P2之间的功率区间作为寻优区间，在寻优区间内计算被控制设备的工作能效比COP并进行寻优，将寻优得到的最佳的工作能效比COP在寻优区间中对应的功率作为除霜开始功率Px。优选地，所述步骤1.2B）中计算被控制设备的工作能效比COP具体是指采用一个指定的除霜周期内机组总的制热量或制冷量除以机组的总耗电量得到被控制设备的工作能效比COP；或者，所述步骤1.2B）中计算被控制设备的工作能效比COP的计算表达式如式（1）或（2）或（3）所示，式（1）为冷剂式空调的工作能效比COP的计算表达式，式（2）为以水为热媒的空气源空调的工作能效比COP的计算表达式，式（3）为冰箱的工作能效比COP的计算表达式；COP1=（P3×△T）/（P3+ P4+ P5） （1）式（1）中，COP1表示冷剂式空调的工作能效比COP的近似值，P3表示空调的室内机风机功率，△T表示室内机进出风口温差，P4表示空调的压缩机功率，P5表示空调的室外机风机功率；COP2=Qr/（P6+ P7） （2）式（2）中，COP2表示以水为热媒的空气源空调的工作能效比COP的近似值，Qr表示以水为热媒的空气源空调的室内侧单位时间制热量，P6表示以水为热媒的空气源空调的机组压缩机功率，P7表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于实施步骤包括：1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率Px及除霜停止功率P0，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；2）在工作过程中实时检测目标风机的运行功率，当目标风机的运行功率达到除霜开始功率Px时，则对被控制设备的翅片开始除霜，且在目标风机的运行功率达到除霜停止功率P0时停止对被控制设备的翅片除霜。

【技术特征摘要】
1.一种空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于实施步骤包括：1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率Px及除霜停止功率P0，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；2）在工作过程中实时检测目标风机的运行功率，当目标风机的运行功率达到除霜开始功率Px时，则对被控制设备的翅片开始除霜，且在目标风机的运行功率达到除霜停止功率P0时停止对被控制设备的翅片除霜。2.根据权利要求1所述的空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于，所述步骤1）中的除霜停止功率P0具体是指被控制设备的目标风机在无结霜状态下的功率。3.根据权利要求1或2所述的空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于，所述步骤1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率Px时，除霜开始功率Px的确定步骤包括：1.1A）预先通过试验确定被控制设备的翅片结霜厚度和目标风机功率之间的对应关系得到翅片结霜厚度、风机功率之间的对应关系，所述被控制设备为空调或冰箱，所述目标风机为空调的室外机风机或冰箱的蒸发器风机；1.2A）以最佳的工作能效比COP为目标，通过实验确定开始除霜厚度，根据开始除霜厚度查找翅片结霜厚度、风机功率之间的对应关系，将得到开始除霜厚度对应的目标风机功率作为除霜开始功率Px。4.根据权利要求1或2所述的空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于，所述步骤1）设置被控制设备的目标风机对应的除霜开始功率时，除霜开始功率的确定步骤包括：1.1B）预先通过试验确定被控制设备因翅片结霜导致无法正常工作时目标风机的功率P1，目标风机在无结霜状态下的功率P2；1.2B）将功率P1、功率P2之间的功率区间作为寻优区间，在寻优区间内计算被控制设备的工作能效比COP并进行寻优，将寻优得到的最佳的工作能效比COP在寻优区间中对应的功率作为除霜开始功率Px。5.根据权利要求4所述的空调冰箱精确除霜智能控制方法，其特征在于，所述步骤1.2B）中计算被控制设备的工作能效比COP具体是指采用一个指定的除霜周期内机组总的制热量或制冷量除以机组的总耗电量得到被控制设备的工作能效比COP；或者，所述步骤1.2B）中计算被控制设备的工作能效比COP的计算表达式如式（1）或（2）或（3）所示，式（1）为冷剂式空调的工作能效比COP的计算表达式，式（2）为以水为热媒的空气源空调的工作能效比COP的计算表达式，式（3）为冰箱的工作能效比COP的计算表达式；COP1=（P3×△T）/（P3+ P4+ P5） （1）式（1）中，COP1表示冷剂式空调的工作能效比COP的近似值，P3表示空调的室内机风机功率，△T表示室内机进出风口温差，P4表示空调的压缩机功率，P5表示空调的室外机风机功率；COP2=Qr/（P6+ P7） （2）式（2）中，COP2表示以水为热媒的空气源空调的工作能效比COP的近似值，Qr表示以水为热媒的空气源空调的室内侧单位时间制热量，P6表示以水为热媒的空气源空调的机组压缩机功率，P7表示以水为热媒的空气源空调的室外机风机的功率；COP3=（P8×△T）/（P8+ P9） （3）式（3）中，COP3表示冰箱的工作能效比COP的近似值，P8表示冰箱的蒸发器风机功率，△T表示冰箱蒸发器的进风口和出风口的温差，P9表示冰箱的压缩机机功率；前述式（1）~（3）中的功率是指一个指定除霜周期的平均功率。6.一种空调冰箱精确除霜智能控制系统，其特征在于包括：功率设定单元，用于设置被控制设备的目标风...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷振宇，杨昌智，
申请(专利权)人：谷振宇，杨昌智，
类型：发明
国别省市：湖南;43