CN110220264A - 空调机组及其换热器表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调机组及其换热器表面处理方法。该空调机组的换热器表面处理方法包括：获取空调机组的运行模式；获取空气侧换热器(1)的表面图像；对空气侧换热器(1)的表面图像进行分析处理；根据分析处理后的空气侧换热器(1)的表面图像以及空调机组的运行模式进入除霜模式或清洗模式。根据本发明的空调机组及其换热器表面处理方法，能够及时对换热器表面异常状况进行处理，保证换热器的换热性能，保证空调机组的工作性能。

Description

空调机组及其换热器表面处理方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，特别是涉及一种空调机组及其换热器表面处理方法。

背景技术

空气源热泵机组，在制热运行时，随着环境温度的下降，将面临蒸发器表面结霜的问题，结霜的速度、厚度，受到空气温度、湿度、雨雪天气、雾霾天气等诸多因素的影响。加之空气源热泵机组，作为一种既可供冷、又可供热的空调设备，使用的地域也是非常广泛，因此面对的气候环境是错综复杂，结霜情形繁多。

一般的空气源热泵机组采用温度或压力传感器检测制冷剂的蒸发温度，作为除霜进入和退出的判断条件，这种检测手段并非空气侧换热器表面结霜状况的直接反映，存在失真的可能性，因此出现了：结霜速度、厚度判断不准确，无霜化霜(过早进入除霜)、有霜不除霜(延后进入除霜)、除霜不净(化霜不干净，退出化霜后很快又结霜)等问题，对机组的制热量造成损失，影响空调系统负荷发挥。

空气源热泵机组作为一种室外使用设备，表面难免会附着、积累空气中的杂质、柳絮等颗粒物，尤其是面对北方雾霾天气时，表面杂质积聚到一定程度，形成了“脏堵”现象。脏堵后的空气侧换热器，因热阻、风阻两方面的影响，传热性能下降，整机能力、能效下降。常规的空气源热泵机组，对此并没有任何有效措施，只能等待杂质导致的机组故障(制冷运行时，排气压力偏高或报警；制热运行时，吸气压力偏低或报警)或者机房人员的肉眼观察判断，作为用户进行换热器清洗的提示。因此，往往在用户发现严重脏堵时，机组已经长期低效率运行了很久，带来了大量的能源浪费。

因此，现有的空调机组均不能够对换热器表面进行有效的监控和处理，导致换热器的性能受到影响，降低空调机组的运行性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调机组及其换热器表面处理方法，能够及时对换热器表面异常状况进行处理，保证换热器的换热性能，保证空调机组的工作性能。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种空调机组，包括：空气侧换热器；喷淋头，对应空气侧换热器的表面设置；输液管，连接至喷淋头，并用于向喷淋头输送清洁空气侧换热器的表面的液体；图像获取单元，用于获取空气侧换热器的表面图像；图像处理单元，与图像获取单元电连接，用于对图像获取单元获取的空气侧换热器的表面图像进行分析处理；控制器，与图像处理单元电连接，根据图像处理单元分析处理后的空气侧换热器的表面图像对空调机组进行控制。

作为本发明的另一方面，还提供了一种空调机组的换热器表面处理方法，包括：获取空调机组的运行模式；获取空气侧换热器的表面图像；对空气侧换热器的表面图像进行分析处理；根据分析处理后的空气侧换热器的表面图像以及空调机组的运行模式进入除霜模式或清洗模式。

本发明的空调机组在工作过程中，可以根据实时获取到的空气侧换热器的表面图像信息，来判断空气侧换热器表面是否覆盖有霜层或者灰尘，并根据空调机组的运行模式，结合空气侧换热器的表面图像信息来判断空气侧换热器的表面是结霜还是灰尘附着，然后根据判断结果选择合适的表面处理方式，对空气侧换热器进行表面处理，可以增加图像处理单元判断的准确性，避免因尘、霜不分离引起的误判断情况，提高空调机组运行时的可靠性和准确性。

附图说明

图1示意性示出了本发明第一实施例的空调机组的结构原理图；

图2示意性示出了本发明第二实施例的空调机组的结构原理图；

图3示意性示出了本发明实施例的空调机组的换热器表面处理方法控制原理图；

图4示意性示出了本发明第一实施例的空调机组的换热器表面处理方法的控制流程图；

图5示意性示出了本发明第二实施例的空调机组的换热器表面处理方法的控制流程图。

1、空气侧换热器；2、喷淋头；3、输液管；4、图像获取单元；5、图像处理单元；6、控制器；7、排水孔；8、接水盘；9、电动阀；10、排水阀；11、水泵；12、水箱；13、补水阀。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

结合参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，空调机组包括：空气侧换热器1；喷淋头2，对应空气侧换热器1的表面设置；输液管3，连接至喷淋头2，并用于向喷淋头2输送清洁空气侧换热器1的表面的液体；图像获取单元4，用于获取空气侧换热器1的表面图像；图像处理单元5，与图像获取单元4电连接，用于对图像获取单元4获取的空气侧换热器1的表面图像进行分析处理；控制器6，与图像处理单元5电连接，根据图像处理单元5分析处理后的空气侧换热器1的表面图像对空调机组进行控制。

在该空调机组工作过程中，可以根据实时获取到的空气侧换热器1的表面图像信息，来判断空气侧换热器表面是否覆盖有霜层或者灰尘，并根据空调机组的运行模式，结合空气侧换热器1的表面图像信息来判断空气侧换热器1的表面是结霜还是灰尘附着，然后根据判断结果选择合适的表面处理方式，对空气侧换热器1进行表面处理，可以增加图像处理单元5判断的准确性，避免因尘、霜不分离引起的误判断情况，提高空调机组运行时的可靠性和准确性。

当空调机组的控制器6接收到的信息是空气侧换热器1表面脏堵时，可以控制输液管3向着喷淋头2输送清洗液，然后通过喷淋头2向空气侧换热器1的表面喷淋清洗液，对空气侧换热器1的表面进行清理，提高空气侧换热器1的换热能力，使得空调机组能力发挥在最佳水平。

该空调机组在空气侧换热器附近布置成像设备作为图像获取单元4，每间隔一定时间对空气侧换热器的表面进行影像拍摄。

此外，该空调机组在空气侧换热器的迎风面布置有喷淋系统，且具有对空气侧换热器的迎风面进行拍摄的成像设备作为图像获取单元4，每间隔一定时间对空气侧换热器的迎风面进行影像拍摄。上述的成像设备例如为摄像头。

该空调机组可以利用计算机完成对专业成像设备信息的分析，自动提取所需信息，主要是表层结霜状况、表层杂质等积尘情况、化霜期间接水盘下部化霜水排水孔的排水情况等，并将信息及时反馈，当有异常情况出现时，可以快速采取措施处理，提高了处理异常除霜的效率，很大程度上解决了误除霜、化霜不彻底等问题，以及处理空气侧换热器表面异常脏堵的能力，避免了换热器长期脏堵运行的状态，减少了高能耗运行时间。

结合参见图1所示，根据本发明的第一实施例，在输液管3上还设置有电动阀9和排水阀10，其中排水阀10设置在电动阀9的液体出口端。该电动阀9用于控制输液管3的通断，从而控制清洗液是否流向喷淋头2。该空调机组适用于具有水系统的空调设备，利用空调设备自身水系统的动力来保证清洗液的输送。在空气侧换热器1的底部设置有接水盘8，接水盘8的底部设置有排水孔7，用于排出喷淋头2喷出的清洗液。

结合参见图2所示，根据本发明的第二实施例的空调机组，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，并不设置电动阀9，而是在输液管3上设置水泵11和水箱12，在水箱12上连接有补水管，补水管上设置有补水阀13。该空调机组适用于无水系统的空调设备，可以利用补水阀向水箱12内补水，然后通过水泵11从水箱12内抽水，并输送至喷淋头2处，对空气侧换热器1的表面进行清洗。

结合参见图3至图5所示，根据本发明的实施例，上述的空调机组的换热器表面处理方法包括：获取空调机组的运行模式；获取空气侧换热器1的表面图像；对空气侧换热器1的表面图像进行分析处理；根据分析处理后的空气侧换热器1的表面图像以及空调机组的运行模式进入除霜模式或清洗模式。

通过上述的换热器表面处理方法，能够根据实时获取到的空气侧换热器1的表面图像信息，来判断空气侧换热器表面是否覆盖有霜层或者灰尘，并根据空调机组的运行模式，结合空气侧换热器1的表面图像信息来判断空气侧换热器1的表面是结霜还是灰尘附着，然后根据判断结果选择合适的表面处理方式，对空气侧换热器1进行除霜或者清洗，可以增加图像处理单元5判断的准确性，避免因尘、霜不分离引起的误判断情况，提高空调机组运行时的可靠性和准确性。

图像识别技术用于判断获取的视频图像中是否存在结霜、积尘，以及判断进入化霜后化霜水是否排净。

若存在结霜现象，则通过图像识别技术，分析表面霜层面积占比(霜层面积占整块换热器表面积之比)、霜层厚度等，作为除霜进入判断条件。

若存在积尘现象，则通过图像识别技术，分析表面粉尘面积占比(粉尘面积占整块换热器表面积之比)、积尘厚度等，作为提醒客户清洗换热器的判断条件或者是作为空调机组进行换热器清洗控制的判断条件。

若机组已进入化霜过程，则通过图像识别技术，分析表面霜层面积占比、化霜水排除情况等，作为除霜退出的判断条件。

若机组已进入清洗过程，则通过图像识别技术，分析表面粉尘面积占比等，作为清洗退出的判断条件

具体而言，进入除霜模式的条件为：空调机组处于制热模式且分析处理后的空气侧换热器1的表面图像满足第一预设条件；

进入清洗模式的条件为：

空调机组处于制冷模式且分析处理后的空气侧换热器1的表面图像满足第二预设条件。

在本实施例中，第一预设条件为：

空气侧换热器1的表面结霜面积占比X1≥a；或，

空气侧换热器1的表面结霜面积占比X1＜a且单点霜层的厚度Y1≥b。该a例如为80％，该b例如为5mm。

第二预设条件为：

空气侧换热器1的表面粉尘面积占比X2≥c；或，

空气侧换热器1的表面粉尘面积占比X2＜c且单点粉尘的厚度Y2≥d。该c例如为80％，该d例如为5mm。

退出除霜模式的条件为：

空气侧换热器1的表面结霜面积占比为0或霜层厚度为0且化霜水排净；或，

空调机组的排气压力P1≥e或出现高压保护；或，

空调机组的出水温度T1≤f；或，

化霜时间t1≥g。例如：当制冷剂为R22时，e例如为2.5Mpa，当制冷剂为R134a时，e例如为1.7Mpa等。f例如为10℃，g例如为5min。

其中化霜水排净的判断依据为：接水盘下部排水孔处无持续水流。

退出清洗模式的条件为：

空气侧换热器1的表面粉尘面积占比为0或者是粉尘厚度为0；或，

清洗时间t2≥h。h例如为5min。

在除霜条件中增设制热模式作为运行条件，在清洗条件中增设制冷模式作为运行条件，这是由于冬季机组制热运行，隔一定时间后会进行除霜动作，除霜期间的化霜水就可以将空气侧换热器表面的粉尘除去，无需进行除尘动作；而依据制热模式和制冷模式来区分除霜、除尘的进入条件判断，可以增加本图像处理单元判断的准确性，避免因尘、霜不分离引起的误判断情况。

在空调机组进入冬季化霜模式时，首先控制空调机组正常制热运行，并控制摄像头时间继电器的闭合时间，通过摄像头时间继电器控制摄像头的拍摄间隔，当该拍摄间隔＜Δt1时，返回图像获取步骤。当该拍摄间隔≥Δt1时，通过摄像头进行图像的获取与传输工作，然后通过图像处理单元5对获取和传输的图像进行二值化分割，并计算灰度＜p的点数n，然后根据计算结果确定结霜面积比例与结霜厚度，根据计算出的结霜面积比例与结霜厚度判断结霜面积占比是否满足X1≥a，或者结霜厚度是否满足Y1≥b，其中X1和Y1均为设定值。若满足其中一个条件，则控制空调机组除霜运行，若两个条件均不满足，则返回图像获取步骤。

在空调机组除霜运行过程中，检测图像拍摄间隔是否≥Δt2，若图像拍摄间隔＜Δt2，则空调机组继续运行除霜，若图像拍摄间隔≥Δt2，则通过摄像头进行图像的获取与传输工作，然后通过图像处理单元5对获取和传输的图像进行二值化分割，并计算灰度＜p的点数n，然后根据计算结果确定结霜面积比例与结霜厚度，同时检测空调机组的其他运行参数，当检测到满足下列条件之一时，则控制时间延迟＜Δt3后控制机组制热运行，返回图像获取步骤，若下列条件均不满足，则空调机组继续运行除霜。这些条件包括：结霜面积占比＝0且结霜厚度＝0，排气压力P1≥e，化霜时间t1≥g以及出水温度T1≤f。

在空调机组进入春秋夏季除尘模式时，首先控制空调机组正常制冷运行，并控制摄像头时间继电器的闭合时间，通过摄像头时间继电器控制摄像头的拍摄间隔，当该拍摄间隔＜Δt11时，返回图像获取步骤。当该拍摄间隔≥Δt11时，通过摄像头进行图像的获取与传输工作，然后通过图像处理单元5对获取和传输的图像进行二值化分割，并计算灰度＜p的点数n，然后根据计算结果确定结霜面积比例与结霜厚度，根据计算出的粉尘面积比例与粉尘厚度判断粉尘面积比例是否满足X2≥c，或者粉尘厚度是否满足Y2≥d，其中c和d均为设定值。若满足其中一个条件，则控制空调机组清洗运行，若两个条件均不满足，则返回图像获取步骤。

在空调机组除霜运行过程中，检测图像拍摄间隔是否≥Δt12，若图像拍摄间隔＜Δt12，则空调机组继续运行清洗，若图像拍摄间隔≥Δt12，则通过摄像头进行图像的获取与传输工作，然后通过图像处理单元5对获取和传输的图像进行二值化分割，并计算灰度＜p的点数n，然后根据计算结果确定粉尘面积比例与粉尘厚度，同时检测空调机组的其他运行参数，当检测到满足下列条件之一时，则控制时间延迟＜Δt3后控制机组制冷运行，返回图像获取步骤，若下列条件均不满足，则空调机组继续运行清洗。这些条件包括：粉尘面积占比X2＝0且粉尘厚度Y2＝0，清洗时间t2≥h。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种空调机组，其特征在于，包括：

空气侧换热器(1)；

喷淋头(2)，对应所述空气侧换热器(1)的表面设置；

输液管(3)，连接至所述喷淋头(2)，并用于向所述喷淋头(2)输送清洁所述空气侧换热器(1)的表面的液体；

图像获取单元(4)，用于获取所述空气侧换热器(1)的表面图像；

图像处理单元(5)，与所述图像获取单元(4)电连接，用于对所述图像获取单元(4)获取的所述空气侧换热器(1)的表面图像进行分析处理；

控制器(6)，与所述图像处理单元(5)电连接，根据所述图像处理单元(5)分析处理后的所述空气侧换热器(1)的表面图像对所述空调机组进行控制。

2.一种如权利要求1所述的空调机组的换热器表面处理方法，其特征在于，包括：

获取空调机组的运行模式；

获取空气侧换热器(1)的表面图像；

对空气侧换热器(1)的表面图像进行分析处理；

根据分析处理后的空气侧换热器(1)的表面图像以及空调机组的运行模式进入除霜模式或清洗模式。

3.根据权利要求2所述的换热器表面处理方法，其特征在于，进入除霜模式的条件为：

空调机组处于制热模式且分析处理后的空气侧换热器(1)的表面图像满足第一预设条件；

进入清洗模式的条件为：

空调机组处于制冷模式且分析处理后的空气侧换热器(1)的表面图像满足第二预设条件。

4.根据权利要求3所述的换热器表面处理方法，其特征在于，第一预设条件为：

空气侧换热器(1)的表面结霜面积占比X1≥a；或，

空气侧换热器(1)的表面结霜面积占比X1＜a且单点霜层的厚度Y1≥b。

5.根据权利要求3所述的换热器表面处理方法，其特征在于，第二预设条件为：

空气侧换热器(1)的表面粉尘面积占比X2≥c；或，

空气侧换热器(1)的表面粉尘面积占比X2＜c且单点粉尘的厚度Y2≥d。

6.根据权利要求2所述的换热器表面处理方法，其特征在于，退出除霜模式的条件为：

空气侧换热器(1)的表面结霜面积占比为0且化霜水排净；或，

空调机组的排气压力P1≥e或出现高压保护；或，

空调机组的出水温度T1≤f；或，

化霜时间t1≥g。

7.根据权利要求6所述的换热器表面处理方法，其特征在于，化霜水排净的判断依据为：接水盘下部排水孔处无持续水流。

8.根据权利要求2所述的换热器表面处理方法，其特征在于，退出清洗模式的条件为：

空气侧换热器(1)的表面粉尘面积占比为0；或，

清洗时间t2≥h。

9.根据权利要求4所述的换热器表面处理方法，其特征在于，a为80％，b为5mm。