本發(fā)明涉及空調設備技術領域，更具體地說，涉及一種結霜均勻度測定方法，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，還涉及一種結霜均勻度測定系統(tǒng)。

背景技術：

熱泵是一種將低位熱源的熱能轉移到高位熱源的裝置。作為熱泵技術的一種，空氣源熱泵以無處不在的空氣中的能量作為熱源，通過少量外部電能驅動壓縮機運轉，以實現(xiàn)能量轉移及能級提升，具有節(jié)能環(huán)保、便捷高效等諸多優(yōu)勢，是當今國家“節(jié)能與環(huán)?！备咝录夹g產(chǎn)業(yè)的代表。

由于以上所述優(yōu)點，空氣源熱泵被廣泛應用于世界各地建筑物的供熱和制冷。然而，冬季空氣源熱泵以供熱工況運行于低溫高濕的環(huán)境中時，其室外蒸發(fā)器表面會出現(xiàn)結霜的現(xiàn)象。霜層的形成以及加厚增加了空氣與盤管間的導熱熱阻，同時積聚的霜層嚴重阻擋了流經(jīng)換熱器的空氣流量，從而惡化了空氣源熱泵的運行性能，甚至會損壞空氣源熱泵系統(tǒng)本身。

目前，逆循環(huán)除霜方法是空氣源熱泵廣泛應用的除霜方法。通過空氣源熱泵四通換向閥換向，啟動制冷劑逆循環(huán)除霜，室內換熱器由供熱狀態(tài)下的冷凝器轉換為蒸發(fā)器向室內獲取熱量，室外換熱器由供熱狀態(tài)下的蒸發(fā)器轉換為冷凝器向室外釋放熱量，釋放的熱量融霜為水。

然而，此過程引起能耗的同時，又惡化了室內環(huán)境的熱舒適度。為保持空氣源熱泵的良好性能，且使逆循環(huán)除霜產(chǎn)生的不利影響最小化，針對結霜時霜層分布的均勻性進行“有的放矢”的除霜控制就顯得非常重要。

此前，研究學者開發(fā)出多種直接測量結霜程度的方法，比如顯微鏡法、低能量激光法、測微計法和紅外相機法，但由于設備大小不合適，或者是設備成本過高，這些方法在實際應用中都沒有得到廣泛應用。

綜上所述，如何有效地解決具有室外多環(huán)路換熱器的空氣源熱泵的結霜均勻度測定，以實現(xiàn)空氣源熱泵控制策略的優(yōu)化，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種結霜均勻度測定方法，以有效地解決如何進行具有室外多環(huán)路換熱器的空氣源熱泵的結霜均勻度的測定，以實現(xiàn)空氣源熱泵控制策略的優(yōu)化，本發(fā)明的第二個目的是提供一種結霜均勻度測定系統(tǒng)。

為了達到上述第一個目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種結霜均勻度測定方法，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，包括：

獲取分別設置于各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度計，在同一時刻的溫度示數(shù)，并計算該時刻下各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt；

根據(jù)各個換熱器管路溫度差δt的通過邏輯運算計算出對應的各個換熱器環(huán)路的結霜質量m，

m＝f(δt)，

f(δt)為結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)；

比較各個換熱器環(huán)路的結霜質量m大小，并選取其中的最大值及最小值，計算得到結霜均勻度fev：

其中，mmin為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最小值，mmax為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最大值。

優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，還包括預先歸納對應函數(shù)：

測定待測空氣源熱泵室外的多環(huán)路換熱器在不同工作時刻，各個不同換熱器管路上結霜的質量，以及對應的換熱器管路進出口位置的溫度差，并通過測得數(shù)據(jù)總結歸納結霜質量與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)。

優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述預先歸納對應函數(shù)還包括：

當待測空氣源熱泵室外的多環(huán)路換熱器工作至一定時刻，并出現(xiàn)結霜情況時，測得此時各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差，并關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作，等待結霜全部融化，并記錄各個換熱器環(huán)路下方的托水盤中水的質量以及各個換熱器環(huán)路的翅片上所沾水的質量，并將每個換熱器環(huán)路對應的托盤水質量及翅片水質量加和，得到各個不同換熱器管路結霜融化得到水的總質量，即為對應換熱器管路上結霜的質量。

優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述記錄各個換熱器環(huán)路的翅片上所沾水的質量的方式為：

通過預先稱重的吸水棉吸取翅片上所沾水，并在稱重之后將稱重質量減除吸水棉自重。

優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述并關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作，等待結霜全部融化，包括：

關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作預設時間后，通過四通換向閥換向，令所述多環(huán)路換熱器進入逆循環(huán)除霜模式，當測定各個換熱器環(huán)路出口溫度均到達室溫后，終止逆循環(huán)除霜。

采用本發(fā)明提供的結霜均勻度測定方法，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，包括：

獲取分別設置于各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度計，在同一時刻的溫度示數(shù)，并計算該時刻下各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt；

根據(jù)各個換熱器管路溫度差δt的通過邏輯運算計算出對應的各個換熱器環(huán)路的結霜質量m，

m＝f(δt)，

f(δt)為結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)；

比較各個換熱器環(huán)路的結霜質量m大小，并選取其中的最大值及最小值，計算得到結霜均勻度fev：

其中，mmin為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最小值，mmax為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最大值。

采用本發(fā)明中技術方案中的這種結霜均勻度測定方法，僅需要進行少數(shù)幾個相關物理量的測定，最重要的測得數(shù)據(jù)為換熱環(huán)路進出口溫度，測定方式簡單，且不需要體積很大的裝置即可進行相對精準的測量，測量過程中不需要空氣源熱泵終止工作，通過空氣源熱泵結霜原理的推導可知，在忽略各個換熱環(huán)路所處的室外溫環(huán)境微小差異的情況下，各個環(huán)路結霜量大小可以被各個環(huán)路產(chǎn)生的換熱量大小所表征，而各個環(huán)路換熱量大小直接體現(xiàn)即為環(huán)路進出口位置的冷媒溫差，因此可以通過換熱器環(huán)路進出口位置的溫差較為準確的反映出該環(huán)路可能結霜量的大小，從而通過比較計算得到較為準確的系統(tǒng)結霜均勻度；該方法實現(xiàn)容易，需要的測量裝置較為簡單，成本低且占位較小，并且實現(xiàn)測定的過程不需要停止熱泵設備的工作，因此可實時的進行系統(tǒng)結霜均勻度的測定，便于系統(tǒng)根據(jù)測得的均勻度進行實時的工作狀態(tài)調節(jié)，優(yōu)化了空氣源熱泵的資源整體調配。有效地解決了如何進行具有室外多環(huán)路換熱器的空氣源熱泵的結霜均勻度的測定，以實現(xiàn)空氣源熱泵控制策略的優(yōu)化等的技術問題。

為了達到上述第二個目的，本發(fā)明還提供了一種結霜均勻度測定系統(tǒng)，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，包括：

溫度計，所述溫度計分別設置于待測空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器各環(huán)路的進出口管壁位置，用于測定對應位置的溫度，以獲得各換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt；

邏輯運算器，用于通過各換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt，結合預先輸入的結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)，計算獲得各個換熱器環(huán)路的結霜質量m；并用于比較各個換熱器環(huán)路的結霜質量m大小，并選取其中的最大值及最小值，計算得到結霜均勻度fev。

該結霜均勻度測定系統(tǒng)能夠實現(xiàn)上述任一種結霜均勻度測定方法。由于上述的結霜均勻度測定方法具有上述技術效果，所以該結霜均勻度測定系統(tǒng)也應具有相應的技術效果。

優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定系統(tǒng)中，還包括：質量測定裝置，用于測定不同換熱器環(huán)路的托水盤質量，以及翅片凝結水的質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的結霜均勻度測定方法流程示意圖；

圖2為采用本發(fā)明實施例提供的歸納計算方式得到的溫度、霜層及fev對應表。

具體實施方式

本發(fā)明實施例公開了一種結霜均勻度測定方法，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，以解決如何進行具有室外多環(huán)路換熱器的空氣源熱泵的結霜均勻度的測定，以便進行針對性的除霜工作等的技術問題。

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的結霜均勻度測定方法流程示意圖。

本發(fā)明實施例提供的結霜均勻度測定方法，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，包括：

s01:獲取分別設置于各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度計，在同一時刻的溫度示數(shù)，并計算該時刻下各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt；

s02:根據(jù)各個換熱器管路溫度差δt的通過邏輯運算計算出對應的各個換熱器環(huán)路的結霜質量m，

m＝f(δt)，

f(δt)為結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)；

s03:比較各個換熱器環(huán)路的結霜質量m大小，并選取其中的最大值及最小值，計算得到結霜均勻度fev：

其中，mmin為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最小值，mmax為各個換熱器環(huán)路的結霜質量中的最大值。

采用本發(fā)明的實施例中技術方案中的這種結霜均勻度測定方法，僅需要進行少數(shù)幾個相關物理量的測定，最重要的測得數(shù)據(jù)為換熱環(huán)路進出口溫度，測定方式簡單，且不需要體積很大的裝置即可進行相對精準的測量，測量過程中不需要空氣源熱泵終止工作，通過空氣源熱泵結霜原理的推導可知。

其原理主要為：通過發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，在忽略各個換熱環(huán)路所處的室外溫環(huán)境微小差異的情況下，各個環(huán)路結霜量大小可以被各個環(huán)路產(chǎn)生的換熱量大小所表征；而各個環(huán)路換熱量大小直接體現(xiàn)即為環(huán)路進出口位置的冷媒溫差，因此可以通過換熱器環(huán)路進出口位置的溫差較為準確的反映出該環(huán)路可能結霜量的大小，從而通過比較計算得到較為準確的系統(tǒng)結霜均勻度。

此外需要說明的是，該方法所測得的各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度為貼合換熱管壁所測得的，此溫度基本與內部冷媒的溫度一致，因此可通過該溫度代替直接測量冷媒溫度，實施更加方便易行。本實施例中所采用的溫度計種類包含多種，優(yōu)選采用熱電偶作為溫度計測溫，其具有體積小，響應快測量準確的優(yōu)點。

該方法實現(xiàn)容易，需要的測量裝置較為簡單，成本低且占位較小，并且實現(xiàn)測定的過程不需要停止熱泵設備的工作，因此可實時的進行系統(tǒng)結霜均勻度的測定，便于系統(tǒng)根據(jù)測得的均勻度進行實時的工作狀態(tài)調節(jié)，優(yōu)化了空氣源熱泵的資源整體調配。因此，有效地解決了如何進行具有室外多環(huán)路換熱器的空氣源熱泵的結霜均勻度的測定，以實現(xiàn)空氣源熱泵控制策略的優(yōu)化的技術問題。

為進一步優(yōu)化上述技術方案，在上述實施例的基礎上優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，還包括預先歸納對應函數(shù)：

測定待測空氣源熱泵室外的多環(huán)路換熱器在不同工作時刻，各個不同換熱器管路上結霜的質量，以及對應的換熱器管路進出口位置的溫度差，并通過測得數(shù)據(jù)總結歸納結霜質量與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)。

其中需要說明的是，為了上述實施例提供的技術方案的易于實施，預先通過實驗歸納獲得結霜質量與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)。通過實驗實現(xiàn)的方式是：在未進行空氣源熱泵的正式裝機之前，預先進行實現(xiàn)，獲得結霜的工況下，各個換熱器環(huán)路在某時刻下的進出口溫度差以及對應的結霜質量，在根據(jù)換熱器結霜的原理中，可以確定結霜量與換熱器進出口冷媒溫差存在正相關關系的前提下，通過多組的結霜質量與溫度差數(shù)據(jù)的對應關系歸納總結出結霜質量與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)，具體可參考附圖2，圖2為通過本實施例提供的歸納計算方式得到的溫度、霜層及fev對應表。并將該相關函數(shù)與參數(shù)數(shù)據(jù)輸入空氣源熱泵系統(tǒng)的控制器中，以實現(xiàn)：在正常工作狀態(tài)下，直接通過實時測定換熱器環(huán)路的進出口溫差，計算出結霜質量以及進一步計算出結霜均勻度，并據(jù)此控制系統(tǒng)進行適當?shù)某ぷ鳌?/p>

為進一步優(yōu)化上述技術方案，在上述實施例的基礎上優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述預先歸納對應函數(shù)還包括：

當待測空氣源熱泵室外的多環(huán)路換熱器工作至一定時刻，并出現(xiàn)結霜情況時，測得此時各個換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差，并關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作，等待結霜全部融化，并記錄各個換熱器環(huán)路下方的托水盤中水的質量以及各個換熱器環(huán)路的翅片上所沾水的質量，并將每個換熱器環(huán)路對應的托盤水質量及翅片水質量加和，得到各個不同換熱器管路結霜融化得到水的總質量，即為對應換熱器管路上結霜的質量。

本實施例提供的技術方案中，在上述實施例的基礎上進一步細化了測得各個換熱器環(huán)路結霜質量的技術方案，簡化了結霜質量的測得方式，通過結霜融化成水的質量測量，令結霜質量的測量更加的具體可行；其中結霜融化成水后，一部分水直接落入下方的托水盤內，另一部分水粘在環(huán)路的翅片上，通過分別測量并加和得到總水量；此外該實施例中所涉及的多環(huán)路換熱器工作至一定時刻，并出現(xiàn)結霜情況時，為了令結霜充分，最好在60分鐘以上的運行時間后進行測量；等待結霜融化可以通過關閉設備自然融化或令設備采取相反的工作模式即可實現(xiàn)化霜。

為進一步優(yōu)化上述技術方案，在上述實施例的基礎上優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述記錄各個換熱器環(huán)路的翅片上所沾水的質量的方式為：

通過預先稱重的吸水棉吸取翅片上所沾水，并在稱重之后將稱重質量減除吸水棉自重。

本實施例提供的技術方案中，為了令翅片上所沾的化霜水質量測量更加容易實行，本實施例通過吸水棉吸取翅片上水分的方式進行測重，并通過預先測量吸水棉自重，并測量吸水后的總重后減去本身自重即可得到較為精確的化霜水重量。

為進一步優(yōu)化上述技術方案，在上述實施例的基礎上優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定方法中，所述并關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作，等待結霜全部融化，包括：

關閉多環(huán)路換熱器的結霜工作預設時間后，通過四通換向閥換向，令所述多環(huán)路換熱器進入逆循環(huán)除霜模式，當測定各個換熱器環(huán)路出口溫度均到達室溫后，終止逆循環(huán)除霜。

由于空氣源熱泵設備本身具有外機換熱器除霜功能，為了令化霜更快，整個實驗過程耗時更短，且更容易排除其他環(huán)境條件的影響，因此直接通過多環(huán)路換熱器進入逆循環(huán)除霜模式進行化霜。

基于上述實施例中提供的結霜均勻度測定方法，本發(fā)明還提供了一種結霜均勻度測定系統(tǒng)，該結霜均勻度測定系統(tǒng)能夠實現(xiàn)上述實施例中任意一種結霜均勻度測定方法，所以該結霜均勻度測定系統(tǒng)的有益效果請參考上述實施例。

本實施例中的結霜均勻度測定系統(tǒng)，用于空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器，包括：

溫度計，所述溫度計分別設置于待測空氣源熱泵室外多環(huán)路換熱器各環(huán)路的進出口管壁位置，用于測定對應位置的溫度，以獲得各換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt；

邏輯運算器，用于通過各換熱器環(huán)路的進出口位置的溫度差δt，結合預先輸入的結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)，計算獲得各個換熱器環(huán)路的結霜質量m；并用于比較各個換熱器環(huán)路的結霜質量m大小，并選取其中的最大值及最小值，計算得到結霜均勻度fev。

其中邏輯運算器優(yōu)選連接有存儲設備，存儲基礎相關參數(shù)如結霜質量m與換熱器管路溫度差之間的對應函數(shù)。

為進一步優(yōu)化上述技術方案，在上述實施例的基礎上優(yōu)選的，上述結霜均勻度測定系統(tǒng)中，還包括：質量測定裝置，用于測定不同換熱器環(huán)路的托水盤質量，以及翅片凝結水的質量。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。