本公開涉及用于蒸發器的霜管理的方法、裝置和系統。

背景技術：

通過使用機械能和/或電能輸入到比如熱泵的裝置，熱可從低溫庫，比如從周圍的室外空氣，被輸送到高溫庫，比如到室內的建筑物空間。熱泵可使用蒸發器來從空氣中移除熱。熱泵蒸發器的蒸發器運行溫度通常低于空氣的溫度。如果蒸發器的溫度低于空氣的露點，空氣中的水分會凝結在蒸發器表面上。此外，如果空氣溫度低于冰點，凝結在蒸發器表面上的水分會轉變成冰。

如果在蒸發器表面上發生結冰，熱泵的效率會受損。也就是，由于冰結在熱泵的蒸發器的表面上，熱泵的效率會減小。當發生結冰時，會需要執行蒸發器表面的除霜，以融化已經形成的冰。

附圖說明

圖1圖示根據本公開的一個或多個實施例的用于蒸發器的霜管理的系統。

圖2是根據本公開的一個或多個實施例的用于蒸發器的霜管理的方法的流程圖。

圖3是根據本公開的一個或多個實施例的用于蒸發器的霜管理的控制器的示意性結構圖。

具體實施方式

本文中描述用于蒸發器的霜管理的方法、裝置和系統。例如，一個或多個實施例包括了存儲器和處理器，所述處理器構造成執行存儲在存儲器中的可執行指令，以接收熱泵的運行信息、基于熱泵的運行信息確定對應于熱泵在第一運行能量效率下的運行的熱泵的多個部件中的至少一個的第一設定點和蒸發器的第一運行溫度、接收從與熱泵的運行信息有關的蒸發器的第一運行溫度正偏移的蒸發器的第二運行溫度、基于熱泵的運行信息確定對應于熱泵在第二運行能量效率下的運行的熱泵的多個部件中的至少一個的第二設定點，所述第二運行能量效率對應于熱泵的蒸發器的第二運行溫度，以及將熱泵的多個部件中的至少一個的設定點修改為第二設定點使得熱泵的加熱模式被啟用達熱泵的加熱時間間隔長度。

執行除霜時間間隔可從熱泵的蒸發器的表面移除冰并使熱泵的效率恢復到結冰之前的效率水平。盡管除霜時間間隔可通過從蒸發器移除冰來增加熱泵的效率，但熱泵會消耗額外的能量以執行除霜時間間隔，這增加了熱泵的運行成本。

熱泵運行的總體成本可由熱泵的加熱成本和除霜成本以及完整的加熱時間間隔長度和除霜時間間隔長度的持續時間表征。根據本公開，蒸發器的霜管理可延長熱泵的加熱時間間隔長度，以減少熱泵的除霜時間間隔的長度和/或除霜時間間隔的次數，從而減少熱泵運行的總體成本。

在后面的詳細描述中，對形成本文一部分的附圖作出參考。圖通過示例的方式示出本公開的一個或多個實施例可怎樣來實施。

以充足的細節描述了這些實施例，以使本領域的普通技術人員能夠實施本公開的一個或多個實施例。將理解的是，在不偏離本公開的范圍的前提下，可利用其它的實施例并且可作出過程的、電氣的和/或結構的改變。

同樣將被理解地，在本文的多個實施例中示出的元件可被增加、交換、組合和/或除去，從而提供本公開的許多另外的實施例。提供在圖中的元件的比例和相對尺度預期來圖示本公開的實施例，并且不應該從限制意義上來理解。

本文中的圖遵照編號慣例，其中第一數位或頭幾個數位對應于繪圖的圖編號，剩余數位標示繪圖中的元件或部件。在不同圖之間的相似的元件或部件可通過相同數字的使用來指示。例如，如圖1中示出的控制器102可以是如圖3中示出的控制器302。

如本文中使用的，“一個”或者“許多的”某物可指代一個或多個這些事物。例如，“許多部件”可指代一個或多個部件。

圖1圖示根據本公開的一個或多個實施例的用于蒸發器的霜管理的系統。如圖1中所示，系統100可包括控制器102、熱泵104和蒸發器106。

控制器102可接收熱泵104的運行信息。熱泵104的運行信息可包括熱泵104的熱需求。例如，熱需求可指的是通過熱泵104改變（例如，將被加熱的）建筑物空間的溫度的請求。也就是，建筑物空間的占有者可（例如，通過恒溫器）將建筑物空間設定到期望的溫度（例如，設定點），并且熱泵104可基于達到設定點溫度的熱需求來將熱提供給建筑物空間。

熱泵104的運行信息可包括熱泵104的瞬時運行狀態。例如，熱泵104的運行狀態可包括熱泵104可從中汲取熱的周圍空氣（例如，室外空氣）的當前實際溫度。作為另一個例子，熱泵104的運行狀態可包括熱泵104可將熱散入其中（例如，將熱傳遞給可被用來加熱建筑物空間的制冷劑）的導熱流體的當前實際溫度。

熱泵104的運行信息可通過網絡聯系發送給控制器102。例如，熱泵104的運行信息可通過有線網絡或無線網絡發送給控制器102。

有線網絡或無線網絡可以是將熱泵104連接到控制器102的網絡聯系。這樣的網絡聯系的例子可包括局域網（lan）、廣域網（wan）、個人域網（pan）、分布式計算環境（例如，云計算環境）、存儲域網（san）、城域網（man）、蜂窩通訊網絡、和/或因特網，以及其它類型的網絡聯系。

控制器102可基于熱泵104的運行信息確定對應于熱泵104在第一運行能量效率（例如，瞬時運行能量效率）下的運行的熱泵104的許多部件中的至少一個的第一設定點和蒸發器106的第一運行溫度。蒸發器106的第一運行溫度可以是可對應于熱泵104的運行信息的第一運行能量效率的最佳運行溫度。第一運行效率可以是熱泵104的最高瞬時能量效率（例如，如區別于時間平均值）。也就是，基于熱泵104的瞬時運行信息，對于（例如，如將在本文中進一步描述的）熱泵104的許多部件存在關于熱泵104的最高可能的瞬時性能系數（cop）的設定點（例如，第一設定點）。該最高瞬時cop可對應于蒸發器106的最佳運行溫度。也就是，蒸發器106的第一（例如，最佳）運行溫度可與基于熱泵104的運行信息的熱泵104的最佳cop有關。

控制器102可接收從與熱泵104的運行信息有關的蒸發器106的第一運行溫度正偏移的蒸發器106的第二運行溫度。也就是，控制器102可接收從蒸發器106的最佳運行溫度偏移的（例如，更暖和的）蒸發器106的偏移運行溫度。

如本文中使用的，cop可以是由熱泵104提供的加熱能量與被消耗來提供該熱能的電能的比。熱泵104的最佳cop可指的是：對于熱泵104的當前運行信息，熱泵104運行在以最少的電能消耗輸送的最大的加熱能量下。

如本文中使用的，蒸發器可包括盤管，所述盤管包括制冷劑，其中從蒸發器流動的制冷劑從低溫庫（例如，周圍空氣）將熱能攜帶到高溫庫（例如，建筑物空間）。如本文中使用的，正偏移運行溫度可以是從蒸發器106的預定運行溫度以定值正偏移的蒸發器106的運行溫度。

冰結在蒸發器106的表面上可起到如同隔熱的作用，這由于減小了蒸發器106的傳熱系數而減小了蒸發器106的效率。冰形成在蒸發器106上的速度可隨著空氣溫度（例如，周圍空氣溫度）和蒸發器106的運行溫度之間的差異的減小而減小。因此，蒸發器106的第二（例如，偏移）運行溫度可高于蒸發器106的第一運行溫度以減慢冰的形成。

例如，蒸發器106的最佳運行溫度可以是-13c，并且蒸發器106的正偏移運行溫度可以是-10c。比蒸發器106的最佳運行溫度更暖和的蒸發器106的運行溫度可減慢在蒸發器106的表面上的冰形成速度。

盡管將正偏移運行溫度描述成是比最佳運行溫度暖和了三度，但本公開的實施例不是被這樣限制。例如，正偏移運行溫度可比蒸發器106的最佳運行溫度暖和超過三度或暖或少于三度。

蒸發器106的正偏移運行溫度可與低于最佳cop的cop有關，所述最佳cop與蒸發器106的最佳運行溫度有關。例如，蒸發器106的正偏移運行溫度可比蒸發器106的預定運行溫度更暖和，以延長熱泵104的加熱時間間隔，但相應地降低了熱泵104的cop。然而，蒸發器106的更暖和的偏移運行溫度可允許熱泵104有更長的加熱時間間隔長度，這降低了熱泵104運行的總體成本，如本文中將進一步描述地。

蒸發器106的正偏移運行溫度可對于熱泵104的所有運行狀態是固定的。例如，對于熱泵104的所有運行狀態，蒸發器106的正偏移運行溫度可比蒸發器106的最佳運行溫度暖和三度，然而本公開的實施例不這樣限制成在蒸發器106的正偏移運行溫度和最佳運行溫度之間的三度差異。也就是，即使比如流體溫度和空氣溫度的運行狀態（例如，本文中將進一步描述地）在熱泵104的運行期間波動，對于熱泵104的運行狀態的變化，蒸發器106的正偏移運行溫度可以是固定的。

控制器102可確定對應于熱泵104在第二運行能量效率下的運行的熱泵104的許多部件中的至少一個的第二設定點，所述第二運行能量效率對應于蒸發器106的第二（例如，正偏移）運行溫度，其中，對于運行狀態的不同組合，可確定或接收蒸發器106的正偏移運行溫度。第二運行溫度可對應于第二運行能量效率。也就是，第二運行能量效率可以是與比最佳cop低的cop有關的能量效率，所述最佳cop與蒸發器106的最佳運行溫度有關。因此，第一運行能量效率可以是基于接收的熱泵104的瞬時運行信息的最高瞬時能量效率，并且第二運行能量效率可以是基于蒸發器106的正偏移運行溫度的最高瞬時能量效率，其中，第二運行能量效率與第一運行能量效率相比較低。

蒸發器106的正偏移運行溫度可通過將除霜蒸發器106的時間平均成本與由熱泵104加熱的時間平均成本相加來確定。例如，優化的偏移溫度可通過下面的等式確定：

其中τd是蒸發器106的除霜時間間隔，cdefrost是蒸發器106的除霜成本，ce是用電成本，是熱需求，u(t)是作為時間的函數的蒸發器106的傳熱系數，δte是蒸發器106的正偏移運行溫度，cop*(u(t),δte)是基于作為時間的函數的蒸發器106的傳熱系數和蒸發器106的正偏移運行溫度的熱泵104的性能系數。

除霜的時間平均成本可利用除霜成本和除霜時間間隔長度確定。例如，等式1的可被用來通過將蒸發器106的除霜成本（例如，cdefrost）除以除霜時間間隔（例如，τd+τ），確定除霜的最小時間平均成本。

熱泵104的運行信息可包括蒸發器106的傳熱系數，其中加熱的時間平均成本利用蒸發器106的傳熱系數和蒸發器106的正偏移運行溫度由熱泵104的cop確定。例如，熱泵104的cop是作為時間的函數變化的傳熱系數（例如，u(t)）和不作為時間的函數變化的正偏移運行溫度（例如，δte）的函數。

基于蒸發器106的正偏移運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度可以比基于蒸發器106的預定運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度長。例如，基于-13c的蒸發器106的第一（例如，最佳）運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度可能是80分鐘，基于-10c的蒸發器106的正偏移運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度可能是105分鐘。

如本文中使用的，加熱時間間隔長度可以是熱泵104以加熱模式運行的時間長度。例如，如果熱泵104運行來加熱室內建筑物空間達60分鐘，那么熱泵104的加熱時間長度是60分鐘。

盡管基于蒸發器106的第一（例如，最佳）運行溫度和蒸發器106的正偏移運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度分別被描述成是80分鐘和105分鐘，但本公開的實施例不被如此限制。例如，基于蒸發器106的第一（例如，最佳）運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度可以長于或短于80分鐘。此外，基于蒸發器106的正偏移運行溫度的熱泵104的加熱時間間隔長度可以長于或短于105分鐘。

熱泵104運行的成本可由下面的等式確定：

運行的成本=（加熱時間間隔成本+除霜時間間隔成本）/（加熱時間間隔的持續時間+除霜時間間隔的持續時間）（2）

如由等式2所闡明的，通過延長熱泵104的加熱時間間隔長度，可減小熱泵104運行的成本。

控制器102可基于運行信息修改熱泵104的許多部件中的至少一個的設定點，使得熱泵104的加熱模式啟用達熱泵104的加熱時間間隔長度。例如，熱泵104的部件的設定點可被修改為確定的第二設定點，使得熱泵104以加熱模式運行達熱泵104的加熱時間間隔長度。

所述熱泵104的許多部件可包括壓縮機。壓縮機可對通過熱泵104的導熱流體加壓并使其循環。例如，可通過壓縮機對處在氣態狀態的導熱流體加壓并使其循環。如本文中使用的，壓縮機可以是通過減少氣體的體積來增加氣體（例如，導熱流體）的壓力的機械裝置。壓縮機的設定點，比如壓縮機速度，可被修改使得熱泵104的加熱模式被啟用達熱泵104的加熱時間間隔長度。

所述熱泵104的許多部件可包括水泵。水泵可使工作流體（例如，水）循環經過熱泵104的冷凝器，使得冷凝器能夠將熱傳遞給工作流體，允許工作流體加熱建筑物空間。水泵的設定點，比如水泵速度，可被修改使得熱泵104的加熱模式被啟用達熱泵104的加熱時間間隔長度。

所述熱泵104的許多部件可包括風扇。風扇可使工作流體循環經熱泵104的冷凝器，使得冷凝器將熱傳遞給工作流體，允許工作流體加熱建筑物空間。風扇的設定點，比如風扇速度，可被修改使得熱泵104的加熱模式被啟用達熱泵104的加熱時間間隔長度。

所述熱泵104的許多部件可包括膨脹閥。導熱流體在經過熱泵104的冷凝器之后可經過膨脹閥，以降低導熱流體的壓力。如本文中使用的，膨脹閥可以是引起導熱流體的壓力下降的限流裝置。膨脹閥的設定點，比如閥的位置，可被修改使得熱泵104的加熱模式被啟用達熱泵104的加熱時間間隔長度。

與所述的熱泵104的許多部件有關的設定點可在預定的范圍內被修改。例如，膨脹閥定位可在熱泵104的處理界限內被修改，以確保導熱流體不會凝結成液體，因為允許液體進入熱泵104的壓縮機可災難性地毀壞壓縮機。

利用從第一運行溫度正偏移的第二運行溫度確定熱泵的許多部件的第二設定點并且將熱泵的許多部件中的至少一個的設定點修改為第二設定點使得熱泵的加熱模式被啟用達熱泵的加熱時間間隔長度，可允許較低的熱泵運行成本。通過相對于與預定運行溫度和對應的最佳cop有關的加熱時間間隔長度，延長熱泵的加熱時間間隔長度，可減少熱泵的除霜間隔的次數和/或除霜時間間隔的長度。通過增加蒸發器的運行溫度并犧牲一定量的熱泵效率，可延長熱泵的加熱時間間隔長度，從而減少熱泵的除霜循環的次數，并有效減小熱泵運行的總體成本。

圖2是根據本公開的一個或多個實施例的用于蒸發器的霜管理的方法的流程圖。方法208可通過例如分別結合圖1和3描述的控制器102和302執行。

在210處，方法208可包括：接收熱泵的運行信息。熱泵（例如，之前結合圖1描述的熱泵104）的運行信息可包括用戶需求，比如通過熱泵調節的空間的熱需求。熱泵的運行信息還可包括熱泵的運行狀態。例如，熱泵的運行狀態可包括熱泵可從中汲取熱的周圍空氣（例如，室外空氣）的溫度，以及熱泵可將來自周圍空氣的熱散入其中的導熱流體的溫度。

在212處，方法208可包括：確定對應于熱泵在第一運行能量效率下的運行的熱泵的許多部件中的至少一個的第一設定點和蒸發器的第一運行溫度。例如，熱泵的運行信息可被用來確定熱泵的許多部件的第一設定點，使得熱泵的蒸發器可實現對應于熱泵的第一運行能量效率的第一（例如，最佳）運行溫度。如本文中使用的，熱泵的第一運行能量效率可以是與熱泵的最高瞬時性能系數（cop）相關的最高瞬時能量效率。也就是，基于熱泵的瞬時運行信息和熱泵的許多部件的設定點，熱泵可具有與熱泵的蒸發器的最佳運行溫度有關的最佳cop。

方法可進一步包括：基于正偏移運行溫度和熱泵的運行信息確定熱泵的性能系數（cop）。例如，當蒸發器處在正偏移運行溫度時，熱泵的運行信息和正偏移運行溫度可被用來確定熱泵的cop。

基于正偏移運行溫度和熱泵的運行信息的熱泵的cop會低于基于最佳運行溫度的熱泵的cop。也就是，使用正偏移運行溫度的熱泵的cop會是較低的，使得蒸發器的正偏移運行溫度較高從而減慢冰形成在蒸發器的表面上。

在214處，方法208可包括：確定從與熱泵的運行信息有關的蒸發器的最佳運行溫度正偏移的偏移運行溫度。蒸發器的最佳運行溫度會比蒸發器的正偏移運行溫度更低（例如，更冷）。

在215處，方法208可包括：基于熱泵在那個時間點的運行信息確定對應于熱泵在第二運行能量效率下的運行的熱泵的許多部件中的至少一個的第二設定點，所述第二運行能量效率對應于熱泵的蒸發器的正偏移運行溫度。例如，正偏移運行溫度和熱泵的運行信息可被用來確定熱泵的許多部件的第二設定點，使得熱泵的蒸發器可實現正偏移運行溫度，其中，正偏移運行溫度可對應于相對于蒸發器的最佳運行溫度的熱泵的稍微較低的cop。

在216處，方法208可包括：基于運行信息修改熱泵的許多部件中的至少一個的設定點，使得熱泵的加熱模式被啟用達熱泵的加熱時間間隔長度。例如，比如熱泵的壓縮機、水泵、風扇和/或膨脹閥的速度或位置的設定點可被修改為確定的第二設定點，使得熱泵的蒸發器可實現偏移的運行溫度。

方法可進一步包括：在熱泵的加熱時間間隔長度之后啟用熱泵的除霜模式。例如，在加熱時間間隔長度之后，除霜模式可被啟用以移除任何已經形成在熱泵的蒸發器的表面上的冰。

方法可被持續重復。例如，由于熱泵的運行信息，比如運行狀態，隨著時間改變，因此方法會被重復以基于熱泵的變化運行信息來修改加熱時間間隔長度。也就是，方法會被重復以按照需求延長或縮短加熱時間間隔長度，以確保熱泵的運行成本相對于使用與蒸發器的最佳運行溫度有關的加熱時間間隔長度的運行成本被減小。

圖3是根據本公開的一個或多個實施例的用于群體舒適性的設定的控制器的示意性框架圖?？刂破骺梢允抢缰敖Y合圖1描述的控制器102。根據本公開，控制器302可包括構造用于蒸發器的霜管理的存儲器320和處理器318。

存儲器320可以是任何類型的存儲介質，其可被處理器318訪問以實施本公開的各個例子。例如，存儲器320可以是具有存儲于其上的計算機可讀指令（例如，計算機程序指令）的非瞬態計算機可讀介質，所述計算機可讀指令可由處理器318執行以接收熱泵的運行信息。此外，處理器318可執行存儲在存儲器320中的可執行指令，以在那個時間點基于熱泵的運行信息確定對應于熱泵在第一運行能量效率下的運行的熱泵的許多部件中的至少一個的第一設定點和蒸發器的第一運行溫度。此外，處理器318可執行存儲在存儲器320中的可執行指令，以接收從與熱泵的運行信息有關的蒸發器的第一運行溫度正偏移的蒸發器的第二運行溫度，并基于在這個時間點熱泵的運行信息確定對應于熱泵在第二運行能量效率下的運行的熱泵的許多部件中的至少一個的第二設定點，所述第二運行能量效率對應于熱泵的蒸發器的第二運行溫度。另外，處理器318可執行存儲在存儲器320中的可執行指令，以將熱泵的許多部件中的至少一個的設定點修改為第二設定點，使得熱泵的加熱模式被啟用達熱泵的加熱時間間隔長度。

存儲器320可以是易失性存儲器或非易失性存儲器。存儲器320還可以是可移動的（例如，便攜的）存儲器，或不可移動的（例如，內部的）存儲器。例如，存儲器320可以是隨機存取存儲器（ram）（例如，動態隨機存取存儲器（dram）和/或相變隨機存取存儲器（pcram））、只讀存儲器（rom）（例如，電可擦可編程只讀存儲器（eeprom）和/或光盤只讀存儲器（cd-rom））、閃速存儲器、激光影碟、數字多功能光盤（dvd）或其它光學存儲，和/或比如磁帶盒、磁帶或磁盤的磁介質，以及其它類型的存儲器。

另外，盡管存儲器320被圖示成定位在控制器302內，但本公開的實施例不被如此限制。例如，存儲器320還可定位到另一計算資源內部（例如，使計算機可讀指令能夠通過因特網或另一種的有線或無線連接被下載）。

如本文中使用的，“邏輯”是用以執行本文中描述的動作和/或功能等的替代的或另外的處理資源，與存儲在存儲器中并由處理器可執行的計算機可執行指令（例如，軟件、固件等）相對，其包括硬件（例如，各種形式的晶體管邏輯、特定用途集成電路（asics）等）。出于本公開的實施例的目的，假定邏輯相似地執行指令。

盡管本文中已經圖示并描述了特定的實施例，但本領域普通技術人員將理解的是：旨在實現相同技術的任何布置可代替示出的特定實施例。本公開意圖覆蓋本公開的各個實施例的任何以及所有的改型或變型。

將理解的是，以上的描述是以示例的方式，而非限制性的方式作出。當仔細研究以上的描述時，以上實施例的組合和未在本文中特別描述的其它實施例對于本領域的技術人員將是顯見的。

本公開的各個實施例的范圍包括其中使用了以上結構和方法的任何其它的應用。因此，本公開的各個實施例的范圍的確定應參考所附的權利要求，連同這些權利要求被給予的等同物的全范圍。

在前述具體實施方式中，為了使本公開簡單化的目的，各種特征在圖中圖示的示例實施例中被歸類在一起。本公開的方法不應理解成表達這樣的意圖：本公開的實施例要求比在各項權利要求中明確列舉的更多的特征。

相反地，如后面的權利要求所表達地，發明的主題在于少于單個公開實施例的所有特征。因而，后面的權利要求以此方式被并入到具體實施方式中，其中每項權利要求它自己作為一個單獨的實施例。