一种空气能热水器结霜程度预测方法技术

本发明专利技术公开了一种空气能热水器结霜程度预测方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围下，获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，再判断偏移程度是否不大于设定阈值，如果是，则结霜程度等于平均值；如果否，则结霜结霜程度等于第一结霜程度值和第二结霜程度值中的最大值。本发明专利技术可以精准判断机组结霜故障及程度，避免单个条件，简单判断方法导致的误判及失效，为空气能热水器除霜运行工况提供可靠参数。行工况提供可靠参数。行工况提供可靠参数。

【技术实现步骤摘要】
一种空气能热水器结霜程度预测方法


[0001]本专利技术涉及热水器
，特别涉及一种空气能热水器结霜程度预测方法。

技术介绍

[0002]空气能热水器因其具有高效、节能、环保的优势，广泛应用于家庭、企事业单位及小区楼栋的热水供应及冬季室内取暖。然而，在冬季使用过程中，由于室外温度较低，蒸发器换热装置铜管经常会结霜。一方面，结霜导致蒸发器换热效能急剧下降；另一方面，压缩机在温控调节器的控制下长时间处于满载甚至过载运行，效率、寿命及可靠性大大降低。目前，家用空气源热泵热水系统结霜判定主要是通过采集相对湿度变化和水温发生变化数据进行简单比较判定，导致结霜判定准确度偏低，甚至发生误判。因而，如何在低温、相对湿度高的环境下准确、可靠的判定结霜程度，为空气能热水器除霜操作提供准确数据，成为空气源热泵热水器行业共同的难题，也是关注的重点。
技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种空气能热水器结霜程度预测方法。本专利技术可以精准判断机组结霜故障及程度，避免单个条件，简单判断方法导致的误判及失效，为空气能热水器除霜运行工况提供可靠参数。
[0004]本专利技术的技术方案：一种空气能热水器结霜程度预测方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围下，获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，再判断偏移程度是否不大于设定阈值，如果是，则结霜程度等于平均值；如果否，则结霜结霜程度等于第一结霜程度值和第二结霜程度值中的最大值。
[0005]上述的空气能热水器结霜程度预测方法，所述压缩机平均吸热效能和相对湿度变化率的获取过程是在一个采样周期ΔT内分别获取压缩机的出风口处温度出风口处相对湿度风扇运行转速n
fan
、风扇截面积S
fan
和压缩机功率P
comp
；
[0006]根据风扇运行转速n
fan
和风扇截面积S
fan
计算风扇出口的空气流量：
[0007][0008]根据空气密度ρ(T
amb
,H
amb
)和空气流量计算风扇出口的空气质量：
[0009]m
air
＝ρ(T
amb
,H
amb
)
×
Q
air
；
[0010]根据空气比热容C(T
amb
,H
amb
)、空气质量m
air
、当天环境温度T
amb
和出风口处温度计算空气热量交换量：
[0011][0012]以及平均热交换量：
[0013][0014]根据压缩机的功率P
comp
计算压缩机的平均功率：
[0015][0016]根据平均热交换量和压缩机的平均功率计算压缩机平均吸热效能：
[0017][0018]根据环境相对湿度H
amb
和出风口处相对湿度计算相对湿度变化率：
[0019][0020]前述的空气能热水器结霜程度预测方法，所述第一结霜程度值的获取是将平均吸热效能代入预测函数中计算得到。
[0021]前述的空气能热水器结霜程度预测方法，所述第二结霜程度值的获取是将相对湿度变化率代入预测函数中计算得到。
[0022]前述的空气能热水器结霜程度预测方法，所述偏移程度的计算公式如下：
[0023][0024]式中；为偏移程度，为第一结霜程度值α(λ
H
)和第二结霜程度值的平均值。
[0025]与现有技术相比，本专利技术基于空气能热水器蒸发器低温大湿度工况时，其在结霜情况下热交换效能相较于正常运行时热交换效能显著下降的特征，通过获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，由偏移程度进而判定空气能热水器蒸发器结霜程度，为除霜控制参数提供准确详实的数据。本专利技术可以精准判断机组结霜故障及程度，避免单个条件，简单判断方法导致的误判及失效，为空气能热水器除霜运行工况提供可靠参数。本专利技术具有可靠性高、实用性好、智能化程度高等优势。
附图说明
[0026]图1为空气能热水器蒸发器部分结构图；
[0027]图2为函数曲线示意图；
[0028]图3为函数曲线示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0030]实施例1：一种空气能热水器结霜程度预测方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围下，获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，再判断偏移程度是否不大于设定阈值，如果是，则结霜程度等于平均值；如果否，则结霜结霜程度等于第一结霜程度值和第二结霜程度值中的最大值。
[0031]实施例2：一种空气能热水器结霜程度预测方法，在空气能热水器处于结霜运行边界范围下，获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，再判断偏移程度是否不大于设定阈值，如果是，则结霜程度等于平均值；如果否，则结霜结霜程度等于第一结霜程度值和第二结霜程度值中的最大值。
[0032]本实施例的技术方案中相关变量定义如下：T
amb
为环境温度，H
amb
为环境相对湿度，出风口处温度为温度传感器T2测量值，出风口处相对湿度为湿度传感器H2测量值，n
fan
为风扇运行转速，S
fan
为风扇截面积，P
comp
为压缩机运行功率，ρ(T
amb
,H
amb
)为环境温湿度分别为T
amb
和H
amb
时空气的密度，C(T
amb
,H
amb
)为环境温湿度分别为T
amb
和H
amb
时空气的比热容，Q
air
为ΔT时间内风扇空气流量，m
air
为ΔT时间内风扇空气质量，为ΔT时间内风扇空气热量交换量，为ΔT时间内风扇空气平均热量交换量，为ΔT时间内压缩机平均运行功率，为ΔT时间内压缩机平均吸热效能，λ
H
为出风口空气相对湿度与环境相对湿度H
amb
的变化率，α为空气能热水器结霜程度，和分别为α与和λ
H
的函数关系。σ为临界结霜条件下吸热效能阈值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气能热水器结霜程度预测方法，其特征在于：在空气能热水器处于结霜运行边界范围下，获取压缩机平均吸热效能以及相对湿度变化率，利用平均吸热效能获取第一结霜程度值，利用相对湿度变化率代入获取第二结霜程度值，计算第一结霜程度值和第二结霜程度值的平均值，并求解偏移程度，再判断偏移程度是否不大于设定阈值，如果是，则结霜程度等于平均值；如果否，则结霜结霜程度等于第一结霜程度值和第二结霜程度值中的最大值。2.根据权利要求1所述的空气能热水器结霜程度预测方法，其特征在于：所述压缩机平均吸热效能和相对湿度变化率的获取过程是在一个采样周期ΔT内分别获取压缩机的出风口处温度出风口处相对湿度风扇运行转速n
fan
、风扇截面积S
fan
和压缩机功率P
comp
；根据风扇运行转速n
fan
和风扇截面积S
fan
计算风扇出口的空气流量：根据空气密度ρ(T
amb
,H
amb
)和空气流量计算风扇出口的空气质量：m
air
＝ρ(T
amb
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄友正，赵波，宋洋洋，
申请(专利权)人：浙江乾丰智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：