一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法，涉及空气能热泵技术领域，属于节能型热交换装置，包括中央控制器，所述中央控制器的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接。本发明专利技术中，能够很好的解决你循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题，缩短了除霜时间，并提高了室内送分温度，改善了室内的舒适度，且电容式霜厚传感器在霜层、铝制板与空气层三种不同介质中测得的电容值都有较明显的变化，达到了区分霜、铝制板和空气的目的，证明该电容式霜层厚度检测系统用于霜层厚度检测的可行性，由于传感器结构简单，可靠性高，易于安装，投入成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法


[0001]本专利技术涉及空气能热泵
，属于节能型热交换装置，尤其涉及一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法。

技术介绍

[0002]空气源热泵因能回收低品位热能来满足供热需求，已成为一种全球广泛关注和应用的节能技术，属于节能型热交换装置。
[0003]如中国专利公开的“一种用于空气源热泵系统的除霜方法”(专利号：CN103423927A)，该专利所解决的技术问题是当换热器表面温度低于0℃时，空气中的水分就会在换热器表面凝结成霜，所形成的霜层不仅影响传热，还会使空气的流通截面变小，增加空气阻力，甚至使空气流通的通道完全阻塞，导致空气源热泵系统无法连续制热，且该专利通过设计的设置了除霜蓄热过程，在空气源热泵系统进入除霜过程之前先由除霜蓄热过程为除霜过程储存热量。这样就能够减少空气源热泵系统在除霜过程中液态制冷剂向低压侧的回流量，也能够使回流的液态制冷剂携带更多的热量而更快地蒸发，使除霜前高压侧部件的储存更多的热量，有利于更快地除霜已解决此技术问题，随着经济的发展，空气源热泵的应用越来越广发，在冬季实际使用过程中，室外换热器常常会出现结霜的现象，室外换热器的结霜会增加换热器的传热热阻以及风阻，导致换热效果发生恶化，并造成从空气中的取热量减少，能耗增加，制热性能下降，甚至会因为保护而停机，因此，需要进行周期性除霜才能够保证机组的高效运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决空气源热泵因能回收低品位热能来满足供热需求，已成为一种全球广泛关注和应用的节能技术，随着经济的发展，空气源热泵的应用越来越广发，在冬季实际使用过程中，室外换热器常常会出现结霜的现象，室外换热器的结霜会增加换热器的传热热阻以及风阻，导致换热效果发生恶化，并造成从空气中的取热量减少，能耗增加，制热性能下降，甚至会因为保护而停机的问题，而提出的一种空气源热泵除霜系统以及除霜判断方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种空气源热泵除霜系统，包括中央控制器，所述中央控制器的输入端与数据采集模块的输出端电性连接，所述数据采集模块的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，所述超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块的输出端电性连接，所述超声波换能模块的输入端与超声波发生模块的输出端电性连接，所述中央处理器的输入端还与溶液再热模块的输出端电性连接，所述溶液再热模块的输入端与回流控制模块的输出端电性连接，所述回流控制模块的输入端与回存模块的输出端电性连接，所述回存模块的输入端与制热除霜模块的输出端电性连接，所述制热除霜模块的输入端与分流模块的输出端电性连接，所述分流模块的输入端与冷凝放热模块的输出端电性连接。
[0007]作为上述技术方案的进一步描述：
[0008]所述超声波发生模块用于将220V的交流电转化为高频电信号，所述超声波换能模块用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且所述超声波换能模块的工作频率为29kHz，功率能够在0
‑
55W内调节。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：
[0010]所述数据采集模块包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]所述超声振荡传递模块用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：
[0014]所述冷凝放热模块用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：
[0016]所述分流模块用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路，液路中富含高沸点组分工质的液态制冷剂，经第一节流阀节流降压处理，气路富含低沸点组分工质的气态制冷剂经过第一电磁阀后进入增发器进行热气除霜，而后经过第二节流阀节流降压。
[0017]作为上述技术方案的进一步描述：
[0018]所述制热除霜模块用于当室外气候条件处于结霜区间时，空气源热泵室外侧换热器上的霜层增长到一定程度后开启喷淋装置，向室外换热器喷淋防冻溶液进行除霜，所述回存模块用于将喷淋后的溶液先存储至缓冲箱中，待积累到一定量时择机进行再热或再生处理。
[0019]作为上述技术方案的进一步描述：
[0020]所述回流控制阀用于开启第二电磁阀使经过再热或再生处理后的溶液回流至保温储液箱内，所述溶液再热模块用于完成喷淋除霜后的防冻溶液，由于在换热器外膜状流动导致温度降低，为保持系统的持续有效运行，对其进行再加热处理。
[0021]作为上述技术方案的进一步描述：
[0022]所述空气源热泵除霜判断方法包括以下步骤：
[0023]步骤S1：采用单片机控制片选电路选通电容式霜厚传感器不同的电容采集点；
[0024]步骤S2：通过电容数字转换器采集到检测空间不同介质时的电容值，并通过SPI接口将数据传输到单片机上；
[0025]步骤S3：完成数据的计算、存储、显示等实时数据处理任务，并根据电容机理研究中得到的三种介质的电容范围，识别检测空间不同的介质，完整空气、霜的分界面和霜、铝制板的分界面，并由RS232接口外接GSM Modem将现象冰层厚度的数据及温度数据通过GSM短信的方式传回至上位管理机。
[0026]由平行板电容器电容公式C＝(ε.s)/4πkd可知，对极板间距离d与极板相对面积s确定的电容器，其中，电容值C随着极板间介质的介电常数ε不同而变化，空气、霜和铝制板的介电常数ε与温度密切相关，空气的相对介电常数约为1，霜的相对介电常数为2
‑
3，铝制
板的相对介电常数为81。
[0027]电容式霜厚传感器在空气、霜和铝制板中的电容选定合适的参考电容，传感器的N对电容极板由模拟开关依次选通，通过PS021输出有效数据：
[0028][0029]其中，参考电容C
ref
已知，从而得到每对电容极板的电容值。
[0030]作为上述技术方案的进一步描述：
[0031]所述中央控制器的输入端与电容采集点选择模块的输出端电性连接，所述电容采集点选择模块的输入端与电容值采集模块的输出端电性连接，所述电容值采集模块的输入端与单片机的输出端电性连接，所述单片机的输入端还与中央控制器的输出端电性。
[0032]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术中，蒸发器产生的液态制冷剂蒸发所需热量由制冷子系统正常制热下从气液分离器分离出来气态制冷剂冷凝乃至过冷提供，制热子系统正常制热从空气中吸取热量，利用空气源热泵系统中压缩机的功耗和制热子系统从环境中吸收的热量，增加除霜时所需能量，与声波除霜相辅相成，有效减少了除霜时间，解决除霜阶段蒸发器液态制冷剂蒸发的问题，与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，包括中央控制器(101)，所述中央控制器(101)的输入端与数据采集模块(102)的输出端电性连接，所述数据采集模块(102)的输入端与超声波振荡传递模块的输出端电性连接，所述超声波振荡传递模块的输入端与超声波换能模块(104)的输出端电性连接，所述超声波换能模块(104)的输入端与超声波发生模块(105)的输出端电性连接，所述中央处理器的输入端还与溶液再热模块(106)的输出端电性连接，所述溶液再热模块(106)的输入端与回流控制模块(107)的输出端电性连接，所述回流控制模块(107)的输入端与回存模块(108)的输出端电性连接，所述回存模块(108)的输入端与制热除霜模块(109)的输出端电性连接，所述制热除霜模块(109)的输入端与分流模块(110)的输出端电性连接，所述分流模块(110)的输入端与冷凝放热模块(111)的输出端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述超声波发生模块(105)用于将220V的交流电转化为高频电信号，所述超声波换能模块(104)用于将接收到的高频电信号转化为高频的机械振动并发出超声波，且所述超声波换能模块(104)的工作频率为29kHz，功率能够在0
‑
55W内调节。3.根据权利要求2所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述数据采集模块(102)包括热电偶温度检测模块和温湿度检测模块，分别用于检测铝片表面温度和环境的温湿度。4.根据权利要求3所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述超声振荡传递模块(103)用于放大超声波振幅，集中声波能量，并通过金属导杆与铝片相连，将超声振荡传递到铝片上。5.根据权利要求4所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述冷凝放热模块(111)用于将从压缩机排出的高温高压气态工质引入冷凝器冷凝放热。6.根据权利要求5所述的一种空气源热泵除霜系统，其特征在于，所述分流模块(110)用于将从冷凝器排出的非公沸混合工质进入气液分离器分离为气液两路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相宏，潘清安，卢盛昌，
申请(专利权)人：深圳市派沃新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：