本發(fā)明涉及熱泵除霜，特別涉及一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法及其系統(tǒng)。

背景技術：

1、熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低位熱能，經(jīng)過電能做功，提供可被人們所用的高位熱能的裝置，其中，低溫耦合熱泵作為一種先進的熱泵技術，它通過將低溫熱能轉(zhuǎn)化為高溫熱能，實現(xiàn)了高效供暖和熱水供應的目的。在能源節(jié)約和環(huán)境保護方面，低溫熱泵具有顯著的功效，為可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。而由于低溫環(huán)境的影響，當環(huán)境溫度過低甚至低于霜點溫度時，熱泵的循環(huán)管道表面會結(jié)霜，而結(jié)霜不僅會增加換熱器的傳熱熱阻，還會減少換熱量，影響系統(tǒng)性能。具體表現(xiàn)為：換熱器過度結(jié)霜使系統(tǒng)偏離設計工況，進而影響系統(tǒng)制熱性能，因此本發(fā)明提出一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法及其系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法及其系統(tǒng)，通過實時監(jiān)控當前環(huán)境以及一級水路的溫度，并在確保一級水路不會凍結(jié)的情況下，使用一級水路的熱量對二級水路進行除霜并對除霜加熱過程進行智能調(diào)節(jié)除，以降低結(jié)霜對二級水路的影響，或者在一級水路溫度過低的情況下開啟輔助除霜設備對熱泵的循環(huán)水系統(tǒng)進行除霜，最大限度地確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2、本發(fā)明提供一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法，包括：

3、對當前環(huán)境參數(shù)以及一級水路的水溫進行監(jiān)測，分別獲得多個當前環(huán)境參數(shù)和一級水溫；

4、在當前環(huán)境參數(shù)小于等于除霜臨界點時，判斷所述一級水溫是否大于結(jié)冰臨界點上，若是，則基于二級換熱器獲取從一級水路的儲水池中獲得實時目標調(diào)取熱量對二級水路進行除霜；

5、否則，基于輔助除霜設備對低溫耦合熱泵的水循環(huán)系統(tǒng)進行除霜；

6、其中，所述水循環(huán)系統(tǒng)，包括一級水路和二級水路。

7、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，對當前環(huán)境參數(shù)以及一級水路的水溫進行監(jiān)測，分別獲得當前環(huán)境溫度和一級水溫；包括：

8、基于預設周期，分別對當前環(huán)境參數(shù)以及第一水路的水溫進行采集，獲得當前環(huán)境參數(shù)以及一級水溫；

9、其中，當前環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度以及當前環(huán)境氣壓；

10、并將當前環(huán)境溫度和一級水溫分別發(fā)送至環(huán)境溫度數(shù)據(jù)集和第一水路溫度數(shù)據(jù)集進行存儲。

11、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，基于換熱器獲取一級水路的熱量對二級水路進行除霜，包括：

12、基于當前環(huán)境的溫度變化特征以及除霜參考數(shù)據(jù)，確定二級水路在當前時段內(nèi)的除霜熱量獲取策略；

13、基于除霜熱量獲取策略，確定換熱器的實時目標取熱量；

14、并判斷實時目標調(diào)取熱量是否小于一級水路的可調(diào)取熱量，若是，則基于二級換熱器從一級水路獲取與實時目標調(diào)取熱量相同的熱量，基于所述熱量對二級水路進行除霜；

15、否則，根據(jù)實時目標調(diào)取熱量以及預設獲取比例，確定一級水路對應的最終調(diào)取熱量，則基于二級換熱器從一級水路獲取最終調(diào)取熱量相同的熱量，并傳遞至二級水路管道表面進行除霜；

16、同時，根據(jù)除霜熱量差以及當前環(huán)境對應的傳輸熱消耗，控制鋪設在二級水路管道上的輔助除霜設備溫度產(chǎn)生目標熱量進行除霜輔助。

17、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，基于當前環(huán)境的溫度變化特征以及除霜參考數(shù)據(jù)，確定二級水路在當前時段內(nèi)的除霜熱量獲取策略，包括：

18、以除霜臨界點生成基準，對當前環(huán)境的溫度變化特征進行提取，基于溫度變化特征，確定當前環(huán)境的溫度升降趨勢；

19、基于所述溫度升降趨勢結(jié)合低溫耦合熱泵當前使用地區(qū)的關聯(lián)天氣預報對應的環(huán)境參數(shù)變化，確定不同種類環(huán)境參考參數(shù)在當前時段的預測變化范圍；

20、基于所述預測變化范圍在除霜參考數(shù)據(jù)進行篩選，確定對應的一個或者多個參考區(qū)間，分別獲取一個或者多個參考區(qū)間對應的最佳參考熱消耗量；

21、基于所述最佳參考熱消耗量，結(jié)合不同種類環(huán)境參考參數(shù)在當前時段的預測變化范圍生成二級水路在當前時段內(nèi)除霜策略。

22、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，還包括：

23、獲取低溫耦合熱泵的循環(huán)水路的除霜記錄數(shù)據(jù)，基于除霜記錄數(shù)據(jù)，獲取不同環(huán)境參數(shù)下的成功除霜的熱量消耗數(shù)據(jù)，基于環(huán)境參數(shù)相似度，對熱量消耗數(shù)據(jù)進行分類，獲得多個數(shù)據(jù)區(qū)間，并分別確定各個數(shù)據(jù)區(qū)間各種環(huán)境參數(shù)對應的參數(shù)區(qū)間，生成區(qū)間標簽添加到對應的數(shù)據(jù)區(qū)間上；

24、分別提取各個數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)熱量消耗數(shù)據(jù)的分布特征，并判斷所述分布特征與預設分布特征進行對比，若二者的特征差異均在小于預設最大允許誤差內(nèi)時，判定所述數(shù)據(jù)區(qū)間為參考區(qū)間；

25、否則，將所述數(shù)據(jù)區(qū)間與相鄰的非參考區(qū)間進行合并，獲得合并數(shù)據(jù)區(qū)間，若所述數(shù)據(jù)區(qū)間不存在相鄰的非參考區(qū)間時，將所述數(shù)據(jù)區(qū)間作為特殊數(shù)據(jù)區(qū)間；

26、根據(jù)預設分布特征以及最大允許無誤差對合并數(shù)據(jù)區(qū)間或者特殊數(shù)據(jù)區(qū)間進行拆分，至少得到兩個符合預設分布特征的參考區(qū)間，并根據(jù)參考區(qū)間對應的各種環(huán)境參數(shù)的變化對區(qū)間標簽添加進行更新；

27、獲取每個參考區(qū)間對應的平均熱量消耗、極大熱量消耗、極小熱量消耗以及實際特征差異，根據(jù)所述平均熱量消耗、極大熱量消耗、極小熱量消耗，計算獲得對應的參考區(qū)間的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定指數(shù)；

28、基于實際特征差異，確定對應的參考區(qū)間的數(shù)據(jù)聚集誤差，結(jié)合數(shù)據(jù)不穩(wěn)定指數(shù)，獲得所述參考區(qū)間的消耗修正指數(shù)，基于數(shù)據(jù)修正指數(shù)對平均熱量消耗進行修正，獲得參考區(qū)間對應的最佳參考熱消耗量；

29、基于全部參考區(qū)間對應的最佳參考熱消耗量生成除霜參考數(shù)據(jù)。

30、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，基于除霜熱量獲取策略，確定換熱器的實時目標取熱量前，還包括：

31、判斷當前環(huán)境的各種實際環(huán)境參數(shù)是否均在其對應的預測環(huán)境參數(shù)范圍內(nèi)，若是，則基于除霜熱量獲取策略，確定換熱器的最終目標取熱量；

32、否則，獲取超范圍環(huán)境參數(shù)以及所述超范圍環(huán)境參數(shù)對應的預測環(huán)境參數(shù)范圍上下限的平均誤差，基于當前環(huán)境溫度區(qū)間下不同環(huán)境參數(shù)的霜層影響權(quán)重，結(jié)合其對應的平均誤差，得到超范圍環(huán)境參數(shù)對應的參數(shù)校準指數(shù)；將全部超范圍環(huán)境參數(shù)對應的參數(shù)校準指數(shù)進行相加，獲得取熱校準系數(shù)；

33、基于所述取熱校準指數(shù)，對除霜熱量獲取策略對應的目標實時取熱量進行校準，獲得最終實時目標取熱量；

34、同時，計算當前時段內(nèi)各個環(huán)境參數(shù)的平均變化幅度與與其對應的預測變化范圍的平均變化幅度之間的速率誤差，基于所述速率誤差對結(jié)合低溫耦合熱泵當前使用地區(qū)的關聯(lián)天氣預報對應的環(huán)境參數(shù)變化進行微調(diào)，獲得低溫耦合熱泵的專屬環(huán)境參數(shù)預測結(jié)果，為并根據(jù)專屬環(huán)境參數(shù)預測結(jié)果對不同種類環(huán)境參考參數(shù)在當前時段的預測變化范圍進行同步修正。

35、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制方法中，基于輔助除霜設備對低溫耦合熱泵的水循環(huán)系統(tǒng)進行除霜，包括：

36、獲取當前環(huán)境溫度與輔助除霜設備默認溫度的溫差比例；

37、當所述溫差比例小于等于一級閾值時，輔助除霜設備保持默認溫度；

38、當所述溫差比例大于一級閾值且小于二級閾值時，控制輔助除霜設備的溫度切換值一級除霜溫度；

39、當所述溫差比例于等于二級閾值時，控制輔助除霜設備的溫度切換值二級除霜溫度。

40、本發(fā)明提供一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制系統(tǒng)，包括：

41、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對當前環(huán)境參數(shù)以及一級水路的水溫進行監(jiān)測，分別獲得多個當前環(huán)境參數(shù)和一級水溫；

42、智能除霜模塊，用于在當前環(huán)境參數(shù)小于等于除霜臨界點且環(huán)境濕度大于時，判斷所述一級水溫是否處于結(jié)冰臨界點上，若是，則基于二級換熱器獲取從一級水路的儲水池中獲得實時目標調(diào)取熱量對二級水路進行除霜；

43、否則，基于輔助除霜設備對低溫耦合熱泵的水循環(huán)系統(tǒng)進行除霜；

44、其中，所述水循環(huán)系統(tǒng)，包括一級水路和二級水路。

45、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制系統(tǒng)中，智能除霜模塊，包括：

46、策略生成單元，用于基于當前環(huán)境的溫度變化特征以及除霜參考數(shù)據(jù)，確定二級水路在當前時段內(nèi)的除霜熱量獲取策略；

47、熱量確定單元，用于基于除霜熱量獲取策略，確定換熱器的實時目標取熱量；

48、智能判斷單元，用于判斷實時目標調(diào)取熱量是否小于一級水路的可調(diào)取熱量，若是，則基于二級換熱器從一級水路獲取與實時目標調(diào)取熱量相同的熱量，基于所述熱量對二級水路進行除霜；

49、否則，根據(jù)實時目標調(diào)取熱量以及預設獲取比例，確定一級水路對應的最終調(diào)取熱量，則基于二級換熱器從一級水路獲取最終調(diào)取熱量相同的熱量，并傳遞至二級水路管道表面進行除霜；

50、同時，根據(jù)除霜熱量差以及當前環(huán)境對應的傳輸熱消耗，控制鋪設在二級水路管道上的輔助除霜設備溫度產(chǎn)生目標熱量進行除霜輔助。

51、優(yōu)選的，在一種低溫耦合熱泵的智能除霜控制系統(tǒng)中，策略生成單元，包括：

52、智能預測字單元，用于以除霜臨界點生成基準，對當前環(huán)境的溫度變化特征進行提取，基于溫度變化特征，確定當前環(huán)境的溫度升降趨勢；

53、基于所述溫度升降趨勢結(jié)合低溫耦合熱泵當前使用地區(qū)的關聯(lián)天氣預報對應的環(huán)境參數(shù)變化，確定不同種類環(huán)境參考參數(shù)在當前時段的預測變化范圍；

54、智能篩選子單元，用于基于所述預測變化范圍在除霜參考數(shù)據(jù)進行篩選，確定對應的一個或者多個參考區(qū)間，分別獲取一個或者多個參考區(qū)間對應的最佳參考熱消耗量；

55、策略生成子單元，用于基于所述最佳參考熱消耗量，結(jié)合不同種類環(huán)境參考參數(shù)在當前時段的預測變化范圍生成二級水路在當前時段內(nèi)除霜策略。

56、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在本技術文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

57、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。