多联机新性能条件下防结霜控制策略
2025-10-14

在现代空调系统中,多联机(VRF)因其高效节能、灵活控制和适应性强等优点,广泛应用于商业楼宇、住宅及公共设施等领域。然而,在冬季低温高湿环境下运行时,室外换热器极易发生结霜现象,导致换热效率下降、系统能耗上升,甚至影响压缩机正常运行。因此,如何在新性能条件下优化防结霜控制策略,成为提升多联机系统整体性能的关键技术之一。

传统的防结霜控制主要依赖于定时除霜或基于温度/温差的阈值判断方法。这类方法虽然实现简单,但存在响应滞后、误判频繁、除霜过度等问题。特别是在新性能条件——如变频压缩机广泛应用、电子膨胀阀精确调节、环境传感器精度提升以及智能控制算法引入的背景下,传统策略已难以满足系统对能效与稳定性的更高要求。

为此,新一代多联机系统需构建更加智能化、动态化的防结霜控制策略。其核心在于实现“精准感知—智能判断—动态调节”的闭环控制逻辑。

首先,在感知层,应充分利用高精度环境传感器与系统内部参数采集能力。除了常规的室外环境温度、湿度外,还需实时监测室外盘管温度、进风与出风温差、压缩机频率、制冷剂流量等关键参数。通过多源数据融合,可更准确地识别结霜初期特征,避免仅依赖单一温度信号带来的误判风险。例如,当盘管温度持续下降且进出风温差显著减小,同时系统制热量出现非预期衰减时,即可初步判定为结霜征兆。

其次,在判断层,应引入基于模型预测与机器学习相结合的智能识别算法。传统阈值法往往采用固定参数,难以适应不同气候区域和运行工况的变化。而通过建立换热器表面结霜动力学模型,结合历史运行数据训练神经网络或支持向量机等分类器,系统可实现对结霜状态的动态评估。例如,在寒冷潮湿地区,系统可自动调低结霜判定阈值;而在干燥寒冷地区,则适当放宽条件,减少不必要的除霜动作。此外,还可引入自学习机制,使控制系统在长期运行中不断优化判断逻辑,提升适应性。

再次,在控制执行层,应实现防结霜与系统运行模式的协同优化。一旦确认进入结霜阶段,不应立即启动逆循环除霜,而应优先采取预防性调控措施。例如,适度提高压缩机频率以增强气流扰动,或调节电子膨胀阀开度以改善制冷剂分布均匀性,从而延缓霜层形成速度。若必须除霜,则应根据当前负荷需求选择最优除霜时机,避免在用户高热需求时段强行切换至制冷模式。同时,可采用分区域除霜技术,仅对结霜严重的模块进行处理,保留其余机组继续供热,最大限度保障室内舒适性。

值得注意的是,随着热泵技术的发展,部分新型多联机已具备补气增焓双级压缩功能,这为防结霜控制提供了新的技术路径。在低温环境下,通过中间补气提升压缩机排气温度,不仅能增强制热能力,还可有效提升冷凝器(即冬季室外蒸发器)表面温度,抑制霜核生成。控制系统应充分挖掘此类硬件潜力,将补气逻辑与防结霜策略联动设计,实现在不牺牲能效的前提下延长无霜运行时间。

最后,从系统集成角度出发,未来的防结霜策略还应考虑与建筑能源管理系统(BEMS)的联动。通过获取室内外人员活动规律、天气预报信息及电价波动数据,系统可在预知低温高湿天气来临前主动调整运行参数,提前进入防霜准备状态,实现前瞻性控制。

综上所述,在多联机新性能条件下,防结霜控制策略必须突破传统思维,转向数据驱动、模型引导、软硬协同的智能化方向发展。唯有如此,才能在保障供热稳定性的同时,进一步提升系统全年综合能效比(IPLV),推动暖通空调行业向绿色低碳目标迈进。未来,随着边缘计算、数字孪生等技术的深入应用,多联机的防结霜控制将更加精细化、个性化,真正实现“无感除霜、恒温舒适”的用户体验。

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