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基于图像处理技术的空气源热泵除霜控制 方法研究 Research on Defrosting Control Method of Air Source Heat Pump Based on Image Processing Technology 郑雪晶，孔德慧，由世俊，张欢，郑万冬 （天津大学 环境科学与工程学院，天津 300350） 摘要：本文基于图像处理技术提出了空气源热泵机组除霜控制新方法,并对其应用效果 进行环境小室测试。通过对空气源热泵机组室外换热器翅片表面结霜图像进行采集和处理， 得到机组结霜和除霜过程中的灰度值表征函数及室外换热器表面结霜程度系数 P。实验结果 表明，室外换热器表面结霜程度系数 P 在制热循环和除霜循环中均可定量表征热泵机组换 热器表面的结霜程度，且以P 值为 0.5 和 0.08 分别作为除霜启停的判定条件是可行的。最 终证明基于图像处理技术的空气源热泵除霜控制方法可确保机组实现按需除霜的目的，具有 较强的实践应用价值。 关键词：除霜控制方法，图像处理，空气源热泵 Abstract: In this paper, a defrosting control method of air source heat pump unit based on image processing technology was developed and the application effect of the control method was tested in an environmental chamber. The gray value representation function and the coefficient P of frosting on fin surface of outdoor heat exchanger based on frosting images during frosting and defrosting were obtained. The test results reveal that the coefficient P of frosting on fin surface of outdoor heat exchanger can characterize the degree of frosting on fin surface effectively both in heating cycle and defrosting cycle. Moreover, the coefficient P of frosting on fin surface of outdoor heat exchanger setting at 0.5 and 0.08 as the judging start and termination of the defrosting cycle is applicable. Finally, the new control method based on image processing can realize the aim of defrosting on demand and has a strong practical application value. Key Words: Defrosting control method, Image processing, Air source heat pump 1 绪论 空气源热泵系统因其高效能、安装简便及环境友好性广泛被应用于区域供热供冷系统 中，但在冬季实际应用过程中不可避免出现室外换热器表面结霜的情况。研究表明，结霜 会导致空气源热泵机组换热量降低 30%~57%，COP 下降 35%~60%[1] 。因此，按需除霜对 于保障空气源热泵机组在高效工况下运行和进一步推广应用是至关重要的。国内外学者就 除霜控制方法展开了深入研究，现有的空气源热泵除霜控制方法有温度-时间法，空气压差 除霜控制方法，模糊除霜控制方法，光电耦合控制方法等 [2-5] ，其中应用最为广泛的是温 郑雪晶，女，1979 年 9 月，博士，副教授，300350，天津大学北洋园校区 43B403 ，022， zhengxuejing@tju.edu.cn 度-时间法，但这种控制方法在实际应用中经常出现“有霜不除”或“无霜除霜” 的误