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CN111089394A - 一种利用太阳能光伏智能除霜的系统、方法和空调器 - Google Patents

一种利用太阳能光伏智能除霜的系统、方法和空调器 Download PDF

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CN111089394A
CN111089394A CN201911307133.2A CN201911307133A CN111089394A CN 111089394 A CN111089394 A CN 111089394A CN 201911307133 A CN201911307133 A CN 201911307133A CN 111089394 A CN111089394 A CN 111089394A
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pipe
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陈国洋
周永松
钟绿草
黄允棋
黄自冬
江杰
谭腾飞
赵龙金
陈家忍
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本发明涉及了一种利用太阳能光伏智能除霜的系统，应用于室外蒸发器上，所述室外蒸发器包括换热管，所述利用太阳能光伏智能除霜的系统包括温度传感器、加热除霜器和光伏电池板。其中，温度传感器设于所述换热管上且用于检测所述换热管的外管壁上的外管温度；加热除霜器设于所述室外蒸发器上且与所述温度传感器电性连接，并用于去除所述换热管上的结霜；光伏电池板与所述加热除霜器电连接。本发明提供的利用太阳能光伏智能除霜的系统可以使室外蒸发器达到长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的，同时，加热除霜器可以对换热管的制冷剂持续供热；还提供一种使用该系统实现的利用太阳能光伏智能除霜方法，以及提供一种具有该系统的空调器。

Description

一种利用太阳能光伏智能除霜的系统、方法和空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种利用太阳能光伏智能除霜的系统、方法和空调器。
背景技术
在冬季，在室外温度很低的情况下，尤其在低温、高寒地区，空调器进行制热时，室外机容易结霜，易影响制热效果。在目前的空调器除霜方法中，通过空调系统与风冷热泵相结合应用。但是现有的热泵空调器的外机在低温、高寒地区易结霜，除霜不干净，制热量下降，影响换热效果，导致房间温度变化落差大，温度场不均衡，人体感受舒适度差。
因此，本发明对热泵空调避免外机结霜、除霜不干净、影响制热效果等问题展开深入研究解决。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种利用太阳能光伏智能除霜的系统、方法和空调器。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种利用太阳能光伏智能除霜的系统，应用于室外蒸发器上，所述室外蒸发器包括换热管，所述利用太阳能光伏智能除霜的系统包括：
温度传感器，其设于所述换热管上且用于检测所述换热管的外管壁上的外管温度；
加热除霜器，其设于所述室外蒸发器上且与所述温度传感器电性连接，并用于去除所述换热管上的结霜；
光伏电池板，其与所述加热除霜器电连接。
进一步地，所述加热除霜器包括：
除霜控制器，其与所述光伏电池板电性连接且与所述温度传感器电性连接；
除霜热源负载，其与所述除霜控制器电性连接；
蓄电池，其与所述控制器电性连接。
进一步地，所述室外蒸发器还包括多块散热片；多块散热片沿同一方向排位分布；所述换热管穿过多块所述散热片且沿所述散热片的长度方向分布。
进一步地，所述除霜热源负载包括第一发热管、第二发热管、第三发热管、第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关；
所述第一发热管、第二发热管、第三发热管均穿过多块所述散热片且沿所述散热片的长度方向分布；
所述第一控制开关设于所述第一发热管上且用于控制所述第一发热管通断；所述第二控制开关设于所述第二发热管上且用于控制所述第二发热管通断；所述第三控制开关设于所述第三发热管上且用于控制所述第三发热管通断。
进一步地，所述第二发热管、第一发热管和第三发热管沿所述散热片的长度方向由上往下分布。
进一步地，第二发热管和第三发热管沿所述散热片的长度方向的管路排布面积相等；所述第一发热管沿所述散热片的长度方向的管路排布面积比所述第二发热管的管路排布面积大。
本发明提供了一种空调器，包括如上述所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统。
以及提供了一种利用太阳能光伏智能除霜的方法，在制热模式中，在压缩机和内风机运行期间，使用上述所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统实现，所述方法根据外管温度变化进行判断，启动蓄电池放电，通过除霜控制器控制除霜热源负载的加热输出量以用于除霜。
进一步地，所述根据外管温度变化进行判断，启动蓄电池放电，通过除霜控制器控制除霜热源负载的加热输出量以用于除霜的具体步骤如下：
S1.系统正常运行；
S2.温度传感器在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T；
S3.获取外管温度△T；若外管温度△T≤3℃，则加热除霜器开启，立即启动蓄电池放电控制除霜热源负载工作；
S4.温度传感器继续在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T1；
S5.获取上述外管温度△T1；
S6.若外管温度△T1≥5℃，则加热除霜器关闭；
S7.判断是否外管温度△T1≥设定的温度A；所述温度A为0℃～3℃；
S8.若是，则闭合第一控制开关，断开第二控制开关和第三控制开关；除霜热源负载输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；
S9.若否，则温度传感器再继续在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T2；
S10.获取外管温度△T2；
S11.判断是否外管温度△T2≤设定的温度B；所述温度B为-10℃～0℃；
S12.若是，则闭合第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关；除霜热源负载输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；
S13.若否，则系统任意时间停机，检测到换热管的外管壁上的温度≥5℃时，加热除霜器关闭。
进一步地，在S2步骤、S4步骤、S9步骤中，所述t为1min～10min。
进一步地，在S8步骤中，所述除霜热源负载输出热量为0W～200W；在S12步骤中，所述除霜热源负载输出热量为0W～600W。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的利用太阳能光伏智能除霜的系统通过在换热管上设置温度传感器、在室外蒸发器上设置加热除霜器，利用光伏电池板将太阳光源转化为电能，为加热除霜器提供电能，辅助加热除霜器进行除霜控制，当室外蒸发器结霜、结冰时，通过温度传感器检测换热管的外管壁上的温度，若判断换热管上结霜，启动电热除霜器能够快速除掉室外蒸发器上的结霜，避免室外蒸发器结霜，从而达到室外蒸发器长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的，同时，加热除霜器可以对换热管的制冷剂持续供热，从而确保室外蒸发器的传热性能和阻力性能不发生恶化，空调器换热不受影响并长期持续稳定给房间供热。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1是本发明的利用太阳能光伏智能除霜的系统在室外蒸发器上的正视示意图。
图2是本发明的利用太阳能光伏智能除霜的系统在室外蒸发器上的侧视示意图。
图3是本发明的利用太阳能光伏智能除霜的系统的原理结构示意图。
图4是本发明的利用太阳能光伏智能除霜的系统的程序流程图。
图中包括：
室外蒸发器1、换热管11、散热片12、加热除霜器2、除霜控制器21、除霜热源负载22、第一发热管221、第二发热管222、第三发热管223、第一控制开关224、第二控制开关225、第三控制开关226、蓄电池23、光伏电池板3。
具体实施方式
结合以下实施例对本申请作进一步描述。
如图1至图4，一种利用太阳能光伏智能除霜的系统，应用于室外蒸发器1上，所述室外蒸发器1包括换热管11，所述利用太阳能光伏智能除霜的系统包括温度传感器、加热除霜器2和光伏电池板3。其中，温度传感器设于所述换热管11上且用于检测所述换热管11的外管壁上的外管温度；加热除霜器2设于所述室外蒸发器1上且与所述温度传感器电性连接，并用于去除所述换热管11上的结霜；光伏电池板3与所述加热除霜器2电连接。
该利用太阳能光伏智能除霜的系统通过在换热管11上设置温度传感器、在室外蒸发器1上设置加热除霜器2，利用光伏电池板3将太阳光源转化为电能，为加热除霜器2提供电能，辅助加热除霜器2进行除霜控制，当室外蒸发器1结霜、结冰时，通过温度传感器检测换热管11的外管壁上的温度，启动电热除霜器能够快速除掉室外蒸发器1上的结霜，避免室外蒸发器1结霜，从而达到室外蒸发器1长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的，同时，加热除霜器2可以对换热管11的制冷剂持续供热，从而确保室外蒸发器1的传热性能和阻力性能不发生恶化，空调器换热不受影响并长期持续稳定给房间供热。
所述加热除霜器2包括除霜控制器21、除霜热源负载22和蓄电池23。其中，除霜控制器21与所述光伏电池板3电性连接且与所述温度传感器电性连接；除霜热源负载22与所述除霜控制器21电性连接；蓄电池23与所述控制器电性连接。利用光伏电池板3将太阳光源转化为电能，电能在除霜控制器21的控制下充电进入蓄电池23内，当室外蒸发器1结霜、结冰时，通过温度传感器检测换热管11的外管壁上的温度，若判断换热管11上结霜，启动蓄电池23放电，通过除霜控制器21控制除霜热源负载22工作，输出热量，能够快速除掉室外蒸发器1上的结霜，避免室外蒸发器1结霜，从而达到室外蒸发器1长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的及持续供热效果。
优选的，所述室外蒸发器1还包括多块散热片12；多块散热片12沿同一方向排位分布；所述换热管11为双排换热管。所述换热管11穿过多块所述散热片12且沿所述散热片12的长度方向分布。散热片12的上下的长度为散热片12的长，左右的长度为散热片12的宽。除霜热源负载22设于室外蒸发器1上，在室外蒸发器1结霜、结冰时，除霜热源负载22工作后，输出热量，从散热片12传递至换热管11上，能够快速除掉室外蒸发器1上的结霜，避免室外蒸发器1结霜，从而达到室外蒸发器1长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的，同时，除霜热源负载22可以通过散热片12为换热管11的制冷剂持续供热，从而确保室外蒸发器1的传热性能和阻力性能不发生恶化，空调器换热不受影响并长期持续稳定给房间供热。
在本具体实施方式中，所述除霜热源负载22包括第一发热管221、第二发热管222、第三发热管223、第一控制开关224、第二控制开关225、第三控制开关226；所述第一发热管221、第二发热管222、第三发热管223均穿过多块所述散热片12且沿所述散热片12的长度方向分布；所述第一控制开关224设于所述第一发热管221上且用于控制所述第一发热管221通断；所述第二控制开关225设于所述第二发热管222上且用于控制所述第二发热管222通断；所述第三控制开关226设于所述第三发热管223上且用于控制所述第三发热管223通断。所述第二发热管222、第一发热管221和第三发热管223沿所述散热片12的长度方向由上往下分布。所述第一控制开关224、第二控制开关225、第三控制开关226分别与除霜控制器21电连接；通过在散热片12的长度方向上分别设置第二发热管222、第一发热管221、第三发热管223，在室外蒸发器1结霜、结冰时，第二发热管222、第一发热管221和第三发热管223工作后，输出热量，从散热片12传递至换热管11上，能够快速除掉室外蒸发器1上的结霜，避免室外蒸发器1结霜，从而达到室外蒸发器1长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的，同时，第二发热管222、第一发热管221和第三发热管223可以通过散热片12为换热管11的制冷剂持续供热，从而确保室外蒸发器1的传热性能和阻力性能不发生恶化，空调器换热不受影响并长期持续稳定给房间供热。其中，第一发热管221、第二发热管222和第三发热管223均为PTC发热管，具有良好的制热效果。
优选的，第二发热管222和第三发热管223沿所述散热片12的长度方向的管路排布面积相等；所述第一发热管221沿所述散热片12的长度方向的管路排布面积比所述第二发热管222的管路排布面积大。通过设置第一发热管221沿所述散热片12的长度方向的管路排布面积比第二发热管222或者第三发热管223的管路排布面积都大，可以根据外管温度的变化、结霜换热情况进行判断，合理启动蓄电池23放电，通过除霜控制器21控制第一发热管221工作，输出热量，从散热片12的中间向散热片12的上下两端传递，能够快速除掉换热管11上的结霜，避免室外蒸发器1结霜。
本发明提供了一种空调器，包括如上述所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统；还包括压缩机、四通阀、内风机、电子膨胀阀和室外蒸发器1。其中，室压缩机、四通阀、内风机、电子膨胀阀和室外蒸发器1形成制冷或者制热循环流路；该利用太阳能光伏智能除霜的系统应用于室外蒸发器1上，通过在空调器上设置该利用太阳能光伏智能除霜的系统，确保外机蒸发器不结霜，在制热期间，加热除霜器2根据温度传感器检测换热管11的外管壁上的温度以及环境温度，控制加热输出发热量，从而达到室外蒸发器1不结霜不化霜的目的，以及可以使室外蒸发器1与压缩机、四通阀、内风机和电子膨胀阀相结合形成制热循环流路，达到持续供热的目的，提高系统的整体性能。
在空调运行模式中，空调器在开启制冷模式时，除霜器始终保持关闭状态；在开启制热模式时，根据检测条件智能开启加热除霜器2加热除霜的输出比。
以及本发明还提供了一种利用太阳能光伏智能除霜的方法，在制热模式中，在压缩机和内风机运行期间，使用上述所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统实现，所述方法根据外管温度变化进行判断，启动蓄电池放电，通过除霜控制器控制除霜热源负载的加热输出量以用于除霜。该方法的具体步骤如下：
S1.系统正常运行；
S2.温度传感器在时间t内连续检测换热管11的外管壁上的外管温度△T；所述t为1min～10min；
S3.获取外管温度△T；若外管温度△T≤3℃，则加热除霜器2开启，立即启动蓄电池23放电控制除霜热源负载22工作；
S4.温度传感器继续在时间t内连续检测换热管11的外管壁上的外管温度△T1；所述t为1min～10min；
S5.获取上述外管温度△T1；
S6.若外管温度△T1≥5℃，则加热除霜器2关闭；所述除霜热源负载的加热输出量为零；
S7.判断是否外管温度△T1≥设定的温度A；所述温度A为0℃～3℃；
S8.若是，则闭合第一控制开关224，断开第二控制开关225和第三控制开关226；除霜热源负载22输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；所述除霜热源负载的加热输出量为第一换热管的加热输出量；合理控制除霜热源负载22的输出比，所述除霜热源负载22输出热量为0W～200W；
S9.若否，则温度传感器再继续在时间t内连续检测换热管11的外管壁上的外管温度△T2；所述t为1min～10min；
S10.获取外管温度△T2；
S11.判断是否外管温度△T2≤设定的温度B；所述温度B为-10℃～0℃；
S12.若是，则闭合第一控制开关224、第二控制开关225和第三控制开关226；除霜热源负载22输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；所述除霜热源负载的加热输出量为第一换热管、第二换热管和第三换热管的加热输出量；所述除霜热源负载22输出热量为0W～600W；
S13.若否，则系统任意时间停机，检测到换热管11的外管壁上的温度≥5℃时，加热除霜器2关闭。
在该利用太阳能光伏智能除霜的系统中，通过利用太阳能光伏智能除霜的方法，对加热除霜器2进行合理的控制，利用光伏电池板3将太阳光源转化为电能，为加热除霜器2提供电能，辅助加热除霜器2进行除霜控制，当室外蒸发器1结霜、结冰时，通过温度传感器检测换热管11的外管壁上的外管温度，根据外管温度变化、结霜换热情况进行判断，若判断换热管11上结霜，启动蓄电池23放电，通过除霜控制器21控制除霜热源负载22工作，输出热量，能够快速除掉室外蒸发器1上的结霜，避免室外蒸发器1结霜，从而达到室外蒸发器1长期运行中不结霜以及自动判断智能除霜目的及持续供热效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (11)

1.一种利用太阳能光伏智能除霜的系统，应用于室外蒸发器上，所述室外蒸发器包括换热管，其特征在于，所述利用太阳能光伏智能除霜的系统包括：
温度传感器，其设于所述换热管上且用于检测所述换热管的外管壁上的外管温度；
加热除霜器，其设于所述室外蒸发器上且与所述温度传感器电性连接，并用于去除所述换热管上的结霜；
光伏电池板，其与所述加热除霜器电连接。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统，其特征在于，所述加热除霜器包括：
除霜控制器，其与所述光伏电池板电性连接且与所述温度传感器电性连接；
除霜热源负载，其与所述除霜控制器电性连接；
蓄电池，其与所述控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统，其特征在于，所述室外蒸发器还包括多块散热片；多块散热片沿同一方向排位分布；所述换热管穿过多块所述散热片且沿所述散热片的长度方向分布。
4.根据权利要求3所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统，其特征在于，所述除霜热源负载包括第一发热管、第二发热管、第三发热管、第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关；
所述第一发热管、第二发热管、第三发热管均穿过多块所述散热片且沿所述散热片的长度方向分布；
所述第一控制开关设于所述第一发热管上且用于控制所述第一发热管通断；所述第二控制开关设于所述第二发热管上且用于控制所述第二发热管通断；所述第三控制开关设于所述第三发热管上且用于控制所述第三发热管通断。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统，其特征在于，所述第二发热管、第一发热管和第三发热管沿所述散热片的长度方向由上往下分布。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统，其特征在于，第二发热管和第三发热管沿所述散热片的长度方向的管路排布面积相等；所述第一发热管沿所述散热片的长度方向的管路排布面积比所述第二发热管的管路排布面积大。
7.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统。
8.一种利用太阳能光伏智能除霜的方法，其特征在于，在制热模式中，在压缩机和内风机运行期间，使用所述权利要求4所述的利用太阳能光伏智能除霜的系统实现，所述方法根据外管温度变化进行判断，启动蓄电池放电，通过除霜控制器控制除霜热源负载的加热输出量以用于除霜。
9.根据权利要求8所述的利用太阳能光伏智能除霜的方法，其特征在于，所述根据外管温度变化进行判断，启动蓄电池放电，通过除霜控制器控制除霜热源负载的加热输出量以用于除霜的具体步骤如下：
S1.系统正常运行；
S2.温度传感器在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T；
S3.获取外管温度△T；若外管温度△T≤3℃，则加热除霜器开启，立即启动蓄电池放电控制除霜热源负载工作；
S4.温度传感器继续在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T1；
S5.获取上述外管温度△T1；
S6.若外管温度△T1≥5℃，则加热除霜器关闭；
S7.判断是否外管温度△T1≥设定的温度A；所述温度A为0℃～3℃；
S8.若是，则闭合第一控制开关，断开第二控制开关和第三控制开关；除霜热源负载输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；
S9.若否，则温度传感器再继续在时间t内连续检测换热管的外管壁上的外管温度△T2；
S10.获取外管温度△T2；
S11.判断是否外管温度△T2≤设定的温度B；所述温度B为-10℃～0℃；
S12.若是，则闭合第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关；除霜热源负载输出热量，进入智能加热化霜状态，且至系统正常运行；
S13.若否，则系统任意时间停机，检测到换热管的外管壁上的温度≥5℃时，加热除霜器关闭。
10.根据权利要求9所述的利用太阳能光伏智能除霜的方法，其特征在于，在S2步骤、S4步骤、S9步骤中，所述t为1min～10min。
11.根据权利要求9所述的利用太阳能光伏智能除霜的方法，其特征在于，在S8步骤中，所述除霜热源负载输出热量为0W～200W；在S12步骤中，所述除霜热源负载输出热量为0W～600W。
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