本发明专利技术涉及一种基于风感的具有超声除霜控制的热泵系统，通过制热运行时长、直流风机档位风速的PWM平均值与PWM基准值的PWM差值判断系统是否需要启动超声波除霜；并根据直流风机的PWM差值的变化率与系统结霜速率、结霜厚度的相关性；采用PWM差值的变化率进行超声波除霜工作模式；实现更加精准、高效且可靠的除霜，满足用户制热制冷的舒适度需求，具有良好的节能降耗效果；同时又能合理启用超声波发生器，避免长时间使用造成的功率输出效率下降、损害等问题。
1、热泵系统是一种高效、环保的能源利用技术，其核心工作原理为逆卡诺循环，通过消耗少量电能或其他能源，将低温热源中的热能转移到高温环境中去，实现加热或制冷的目的。热泵系统以极少的电能吸收空气中的低温热能，经过压缩机的压缩变为高温热能，再传输至需要加热或制冷的场所，备受消费者和用户的青睐，已在酒店，学校，医院，桑拿，美容院，游泳池，洗衣房等场所广泛用于制冷和热水供应。
2、当热泵系统在湿冷地区运行制热时，其翅片式空气侧换热器极易结霜，导致结霜堵塞翅片间隙，阻碍空气通道，减少翅片间空气流量，增大换热器的热阻，降低了蒸发换热的效率，更甚至出现机组运行故障。
3、目前的空调、热泵系统等制冷设备的除霜方法大多基于传统的四通阀工作阀口换向进行逆向除霜，该除霜方法能耗高、效率低、用户用热制冷体验差等问题。为避免四通阀换向除霜，供应商采用双蒸发器交叉除霜、超声波除霜等技术，使用户的制热制冷需求不停，保证用户的使用舒适度。现有超声波除霜技术的研究主要包括两类型：一是依靠超声波在空气中传播，使得蒸发器翅片附近的水蒸气形成紊流波动，干扰水蒸气在蒸发器翅片结霜；二是依靠固体内传播超声波引发机械振动，将蒸发器翅片表面的结霜振落。但超声波发生器在大功率下连续工作，会急剧发热引起换能器的谐振频率大幅度漂移、功率输出效率下降，更甚至引起换能器和超声波电源的损坏。因此，如何控制超声波根据热泵系统的结霜情况进行启动除霜就显得十分重要。
/>技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的在于提供一种基于风感的具有超声除霜控制的热泵系统，根据直流风机pwm值变化率与系统结霜速率、结霜厚度的相关性，通过监测直流风机pwm值变化率准确判断系统的结霜情况，并根据结霜情况控制超声波发生器的启动及运行方式。
2、一种基于风感的具有超声除霜控制的热泵系统，包括通过冷媒循环管路依次连接的压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器，及设置在空气侧换热器一侧的直流风机，及设置在空气侧换热器另一侧的超声波发生器，及温度检测模块，及与所述压缩机、直流风机、超声波发生器、温度检测模块电连接和/或通讯连接的控制器，控制器通过下述方式控制热泵系统的除霜：
3、获取系统当前时刻连续制热运行时间、累计制热运行时间：
4、若连续制热运行时间大于设定的连续制热时长阈值、且累计制热运行时间大于设定的第二除霜间隔时长阈值；
5、则获取当前时段直流风机档位风速的pwm平均值，计算pwm平均值与pwm基准平均值的pwm差值；
6、若pwm差值大于等于pwm差值阈值，则进入风感除霜控制模式；计算当前时段直流风机pwm差值的变化率r，根据变化率r所属变化率区间，控制超声波发生器开启断续除霜或连续除霜模式，其中变化率r满足：
7、
8、式中：δpwmt表示当前时段直流风机pwm差值，δpwmt-1表示上一时段直流风机pwm差值。
9、进一步地，所述pwm差值满足：
10、
11、式中：δpwm表示pwm差值，表示当前时段直流风机第i档的档位风速fi的pwm平均值，表示上一除霜周期结束后测得的直流风机第i档的档位风速fi的pwm平均值。
12、进一步地，所述变化率区间及其对应的超声波除霜模式为：
13、第一变化率区间，0≤r＜第一变化率阈值，开启超声波断续除霜模式，每除霜1min暂停2min；
14、第二变化率区间，第一变化率阈值≤r＜第二变化率阈值，开启超声波断续除霜模式，每除霜2min暂停2min；
15、第三变化率区间，第二变化率阈值≤r＜第三变化率阈值，开启超声波断续除霜模式，每除霜2min暂停1min；
16、第四变化率区间，第三变化率阈值≤r＜第四变化率阈值，开启超声波断续除霜模式，每除霜3min暂停1min；
17、第五变化率区间，r≥第四变化率阈值，开启超声波连续除霜模式。
18、进一步地，所述当前时段直流风机档位风速的pwm平均值通过下述方式获得：
19、sa1监测当前直流风机在档位风速fit下的风速ft：
20、若风速ft在档位风速fit允许的波动范围内，即f∈(fi±δfi)，且该状况持续第二时间段t2后，执行步骤sa2；
21、若为其他情况，则持续监测风速ft；
22、sa2按一定采集频率采集一段时间直流风机的pwm值，计算采集的直流风机的pwm平均值pwm平均值满足：
23、
24、式中，j表示采样序号，n表示总采样数。
25、进一步地，所述pwm基准平均值通过下述方式获得：
26、除霜周期结束后，监测当前直流风机在档位风速fit下的风速ft：
27、若风速ft在档位风速fit允许的波动范围内，即f∈(fi±δfi)，且该状况持续第二时间段t2后；
28、按一定采集频率采集一段时间直流风机的pwm值，计算采集的直流风机的pwm平均值pwm平均值满足：
29、
30、式中，j表示采样序号，n表示总采样数；
31、将该pwm平均值设置为下一除霜周期的档位风速fi的pwm基准平均值
32、
33、进一步地，开启超声波断续除霜模式后还包括以下逻辑控制：
34、获取超声波发生器的除霜运行时间或系统空气侧换热器的盘管温度：
35、若除霜运行时间大于等于除霜运行时长阈值，或盘管温度大于等于除霜退出温度阈值，退出超声波除霜模式，关闭超声波发生器。
36、进一步地，在获取系统当前时刻连续制热运行时间、累计制热运行时间前还包括以下逻辑判断：
37、获取系统上电状态：
38、若为初次上电，则获取系统当前时刻环境温度若环境温度小于设定的环温除霜阈值则获取系统当前时刻连续制热运行时间、累计制热运行时间；
39、若为非初次上电，则获取系统当前时刻连续制热运行时间、累计制热运行时间。
40、与现有技术相比，本专利技术提供的热泵系统，通过制热运行时长、直流风机档位风速的pwm平均值与pwm基准值的pwm差值判断系统是否需要启动超声波除霜；并根据直流风机的pwm差值的变化率与系统结霜速率、结霜厚度的相关性，提供基于时间机制的间歇式加载超声波的除霜方法，利用功率超声波产生低振幅、高频、高加速度振动施加于蒸发器表面来除霜或抑制结霜，具体间歇周期和施加超声波的时间根据pwm差值的变化率来控制，实现更加精准、高效且可靠的除霜，满足用户制热制冷的舒适度需求，具有良好的节能降耗效果；同时又能合理启用超声波发生器，避免长时间使用造成的功率输出效率下降、损害等问题。
41、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
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【技术保护点】
1.一种基于风感的具有超声除霜控制的热泵系统，包括通过冷媒循环管路依次连接的压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器，及设置在空气侧换热器一侧的直流风机，及设置在空气侧换热器另一侧的超声波发生器，及温度检测模块，及与所述压缩机、直流风机、超声波发生器、温度检测模块电连接和/或通讯连接的控制器，其特征在于，控制器通过下述方式控制热泵系统的除霜：
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述PWM差值满足：
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述变化率区间及其对应的超声波除霜模式为：
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第一变化率阈值为10；第二变化率阈值为20；第三变化率阈值30；第四变化率阈值为40。
5.根据权利要求2-4任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述当前时段直流风机档位风速的PWM平均值通过下述方式获得：
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述采集频率为60次/min；所述采集时间为1min，波动值ΔFi为10RPM。
7.根据权利要求2、3、4、6任一项所述的热泵系统，其特征在于，所述PWM基准平均值通过下述方式获得：
8.根据权利要求6所述的热泵系统，其特征在于，所述PWM差值阈值ΔPWMTD设置范围为490～510。
9.根据权利要求1、2、3、4、6、8任一项所述的热泵系统，其特征在于，开启超声波断续除霜模式后还包括以下逻辑控制：
10.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，在获取系统当前时刻连续制热运行时间、累计制热运行时间前还包括以下逻辑判断：
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【技术特征摘要】
1.一种基于风感的具有超声除霜控制的热泵系统，包括通过冷媒循环管路依次连接的压缩机、四通阀、水侧换热器、电子膨胀阀、空气侧换热器，及设置在空气侧换热器一侧的直流风机，及设置在空气侧换热器另一侧的超声波发生器，及温度检测模块，及与所述压缩机、直流风机、超声波发生器、温度检测模块电连接和/或通讯连接的控制器，其特征在于，控制器通过下述方式控制热泵系统的除霜：
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述pwm差值满足：
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述变化率区间及其对应的超声波除霜模式为：
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第一变化率阈值为10；第二变化率阈值为20；第三变化率阈值30；第四变化率阈值为40。
5.根据权利要求2-4任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：文邦春，童风喜，梁善锋，鲁益军，
申请(专利权)人：中山市爱美泰电器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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